Wieso beschleunigte Expansion im All?

Orbit

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Hallo mac
Die sind um 16 Größenordnungen neben der Spur, wenn es um 100...200 keV geht. 1E9 K genügen da völlig.
Du hast Recht. Als die Hintergrundstrahlung noch gerade einer Gammastrahlung entsprach, war das Universum 1E9 Kelvin heiss. Das war etwa eine halbe Stunde nach dem Big-in. Die mit der Boltzmann-Konstanten berechnete 'Körpertemperatur' der Teilchen war damals aber nur noch 4E-15 Kelvin. Als aber diese Eigentemperatur selbst noch einer Gammastrahlung entsprach, war die Hintergrundtemperatur bei 1E25 K°. Du siehst, ich bin da in den Spalten der der Tabelle verrutscht.

Herzliche Grüsse
Orbit
 

komet007

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Die Strahlung kann, wenn das Universum weiter expandiert, beim Absoluten Nullpunkt noch Energie abgeben, an was, und wieso bewegt sich die Strahlung dann noch, wenn die Expansion dann so "kalt" geworden ist? Die Energiewelle verliert Energie an Absolut Kalten Raum?
sorry :eek: sowas ist mir zu konfus :eek:

Die Photonen der Hintergrundstrahlung SIND die Temperatur des Raumes. Interessant dabei ist allerdings die Frage: Was geschieht mit den Photonen der HS, wenn die Expansion des Raumes die Lichtgeschwindigkeit überschreiten? Das wäre dann so bei ca. 4.15 kParsec der Fall.
 

Orbit

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Was geschieht mit den Photonen der HS, wenn die Expansion des Raumes die Lichtgeschwindigkeit überschreiten? Das wäre dann so bei ca. 4.15 kParsec der Fall.
Meinst Du nicht eher Gigaparsec?
Du hast heute offenbar Probleme mit den Grössenordnungen. Bei 4.15 kpc beträgt die Fluchtgeschwindigkeit gerade mal 295 m/s. Das Szenario, das Du da ins Auge fasst, findet erst in einer Million mal grösseren Entfernung statt. (Also schon wieder um den Faktor 1E6 daneben, wie schon bei der Temperatur, welche einer Gammastrahlung entsprichen soll. :))
Und auch in dieser Entfernung: Was sollte mit den Photonen passieren? Die bewegen sich ja mit dem expandierenden Raum, sind also quasi ruhend. Mit unserer Wahrnehmung passiert allerdings etwas: Wir sehen sie einfach nicht mehr, weil sie maximal rotverschoben sind. That's it.

Gruss Orbit
P.S. Ich weiss nicht, ob die Irrwege dieser Diskussion für Yochen, der den Thread eröffnet hat, didaktisch besonders wertvoll sind.
 
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komet007

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Meinst Du nicht eher Gigaparsec?
Du hast heute offenbar Probleme mit den Grössenordnungen. Bei 4.15 kpc beträgt die Fluchtgeschwindigkeit gerade mal 295 m/s. Das Szenario, das Du da ins Auge fasst, findet erst in einer Million mal grösseren Entfernung statt.

Es sind 4150 Megaparsec x 72km/s = 298800 km/s, sorry :eek:

Ich glaub' ich geh lieber ins Bett, gute N8.
 

Bewegt

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Erst bei einer unendlichen Wellenlänge und einer unendlich kleinen Frequenz wäre der absolute Nullpunkt erreicht.
Von sehr sehr lang bis unendlich lang ist's noch unendlich weit. :)
Orbit
:) Danke für diesen Kommentar, es haben sich inzwischen ein paar Hirnzellen bei mir gebildet, die das so beschriebene Modell verstehen. :)
 

komet007

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nochmal nachgehakt

Hallo komet007

Gammastrahlung wohl kaum. Die war schon damals tief im Infrarotbereich, Wärmestrahlung eben.

Orbit

Hallo Orbit

Ich habe mal die maximale Wellenlänge der Hintergrundstrahlung anhand des Wienschen Verschiebungsgesetztes nachgerechnet. Als sie vom 3000 K heißen Plasma emittiert wurde hatte sie 965 nm, war also infrarot, heute hat sie 1mm wodurch sie im Bereich von Mikrowellen liegt.

Gruß
 
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Bewegt

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Kommt eine beschleunigte Expansion dadurch zustande, weil in einem bestimmten Zeitintervall der gesamte Raum um einen bestimmten Prozentsatz expandiert ist, dieser "schon expandierte Raum" danach in einem weiteren gleichlangen Zeitintervall um den gleichen Prozentsatz weiterexpandiert, oder expandiert der Raum im zweiten Zeitintervall mit einem höheren Prozentsatz als im ersten Zeitintervall?

Wenn in dem Raum die Zeit nicht überall gleichschnell vergeht, dann entwickelt sich die Expansion auch unterschiedlich stark?

Dort, wo am wenigsten Masse ist, expandiert der Raum dann am schnellsten und die Hintergrundstrahlung hatte dort vor ( 6-10 Milliarden Jahren) 4 Milliarden Jahre lang minimal mehr Zeit sich abzukühlen, oder?
 

Orbit

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Hallo bewegt
Mit Deinen drei neuen Fragen bringst Du mich bereits an meine Wissensgrenze. Ich versuche trotzdem zu antworten.
Zur ersten Frage:
oder expandiert der Raum im zweiten Zeitintervall mit einem höheren Prozentsatz als im ersten Zeitintervall?
Zur Zeit sieht es so aus, darum spricht man von beschleunigter Expansion.
Wenn in dem Raum die Zeit nicht überall gleichschnell vergeht, dann entwickelt sich die Expansion auch unterschiedlich stark?
Wenn Du es so formulierst, ensteht der Eindruck, der unterschiedliche Gang der Zeit sei die Ursache für unterschiedliche Expansion in den gebundenen Systemen und den Voids. Das kann man so nicht sagen. Beides, die unterschiedliche Expansion und die Zeitdilatation, ist auf Gravitation zurück zu führen. Und somit würde ich den ersten Teil Deiner dritten Frage
Dort, wo am wenigsten Masse ist, expandiert der Raum dann am schnellsten
mit Ja beantworten; aber den zweiten Teil würde ich - ja, was denn?
Einfach weglassen. ;-)
Gruss Orbit
 

Bewegt

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es ( ) ensteht der Eindruck, der unterschiedliche Gang der Zeit sei die Ursache für unterschiedliche Expansion in den gebundenen Systemen und den Voids. Das kann man so nicht sagen. Beides, die unterschiedliche Expansion und die Zeitdilatation, ist auf Gravitation zurück zu führen.
Die Gravitation und ihre Expansion ist anscheinend auf den Urknall zurückzuführen. So wie ich das in diesem Thread bis jetzt verstanden habe, ist die Menge der Energie+Masse im Universum die Gesamte Zeit seiner Existenz konstant, nur der Raum, in dem sich das alles verteilt, nimmt seit dem Urknall zu. Dadurch nimmt die (Energie+Masse)verteilung durch Strahlung nicht zu und nicht ab. Nur die Temperatur der Masse+Strahlung nimmt ab. Die Strahlung verliert Energie an den immer mehr werdenden Raum. Dann besteht der Raum auch aus Energie, die er von der Strahlung bekommen hat. Wenn der Raum, wie hier behauptet, beschleunigt expandiert, woher kommt die höhere Menge an Energie für die verstärkte Bildung von Raum, wo doch die Hintergrungstrahlung seit dem Urknall eher schon "kalt" als "heiss" geworden ist, die Gravitation kann ja für die Beschleunigung der Expansion nicht verantwortlich sein, sie "zieht" den Raum doch eher zusammen, also innerhalb eines Schwarzen Lochs ist "mehr Raum" als ausserhalb ( nicht quantitativ sondern qualitativ "Dichte-mässig" verstanden ). Da Bewegung von Masse über längere Zeit meiner Meinung nach eher zu ungleichmässiger Verteilung führen, werden die gravitativ wirkenden Felder im Universum eher mehr als weniger. Felder also, die den Raum verkleinern und nicht beschleunigt expandieren, die Zeitablauf bremsen und
nicht beschleunigen.
So bekomme ich das Ganze nicht hin! :(
 

Orbit

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Hallo bewegt
Dich bewegt dieses Universum offensichtlich sehr, - mich auch. Ob wir zwei allein auf all Deine Fragen eine Antwort finden werden? Solange sich sonst niemand zu Wort meldet, müssen wir's halt versuchen.
Die Gravitation und ihre Expansion ist anscheinend auf den Urknall zurückzuführen. .
Ja.
So wie ich das in diesem Thread bis jetzt verstanden habe, ist die Menge der Energie+Masse im Universum die Gesamte Zeit seiner Existenz konstant,... .
Da beginnen aber schon die Schwierigkeiten. Man muss zwischen Masse/Energie und Vakuumenergie unterscheiden. Und weil, wie Du richtig sagst
der Raum, in dem sich das alles verteilt, nimmt seit dem Urknall zu.
stets das Verhältnis von Energie und Raum betrachtet wird, spricht man am besten von Energiedichte, was Du ja wohl mit 'verteilt' meinst.
Dabei muss nun zwischen Materie/Energie-Dichte und Vakuum-Energie-Dichte unterschieden werden, was Du meines Erachtens unsauber tust, wenn Du schreibst
Dadurch nimmt die (Energie+Masse)verteilung durch Strahlung nicht zu und nicht ab. Nur die Temperatur der Masse+Strahlung nimmt ab.
Nur die Vakuum-Energie-Dichte oder die Energiedichte der kosmologischen Konstanten, wie sie in einem Spektrum-Artikelvon 2004 genannt wird, sei konstant.
Die Materie/Energie-Dichte nimmt ab, in verschiedenen Epochen verschieden stark, sagt das Standardmodell. Aber Professor Fahr von der Uni Bonn und sein Mitarbeiter Dr. Heyl können sich auch eine seit dem Urknall gleich gebliebene Abnahmerate vorstellen. Von diesem Paper war hier
http://www.astronews.com/forum/showthread.php?t=1364&page=19
und auf den Seiten davor die Rede.
Die Strahlung verliert Energie an den immer mehr werdenden Raum.
Ich denke nicht, dass man das so sagen kann.
Dann besteht der Raum auch aus Energie, die er von der Strahlung bekommen hat.
Die Lambda-Energie ist wohl keine elektromagnetische Energie. Es ist die 'Expansionsenergie' des Raumes, wenn Du willst, die den Raum expandieren lässt. Im Konzept der Raumzeit ist aber nicht von Energie die Rede. Hier ist die Expansion einfach eine Eigenschaft des Raumes, wie ich das verstanden habe.
Wenn der Raum, wie hier behauptet, beschleunigt expandiert, woher kommt die höhere Menge an Energie für die verstärkte Bildung von Raum, wo doch die Hintergrungstrahlung seit dem Urknall eher schon "kalt" als "heiss" geworden ist, die Gravitation kann ja für die Beschleunigung der Expansion nicht verantwortlich sein,
Das siehst Du richtig. Die Beschleunigung, wenn es sie denn überhaupt gibt - bewiesen ist sie noch nicht und Fahr/Heyl kommen ohne sie aus - kommt nicht aus der Hintergrundstrahlung, sondern käme aus der hypothetischen Dunklen Energie. Die Hintergrundstrahlung ist eine Folge der Materiedichte im Universum. Sie trägt weder zur Expansion bei, noch zieht sie das Universum zusammen. Deine Bemerkung
sie "zieht" den Raum doch eher zusammen,
ist wieder so ein Satz, den Du, ohne weiter darüber nachzudenken, einfach aus Deinen Gedanken löschen kannst, genau so wie Deinen kurzen Absturz ins SL
also innerhalb eines Schwarzen Lochs ist "mehr Raum" als ausserhalb ( nicht quantitativ sondern qualitativ "Dichte-mässig" verstanden ).
Vergessen kannst Du m.E. auch, dass die Gravitation global einen Einfluss auf die Expansionsrate hätte. Zwar beobachtet man tatsächlich grossräumige Strukturen von verdichteter Masse, wie Du mutmasst;
Da Bewegung von Masse über längere Zeit meiner Meinung nach eher zu ungleichmässiger Verteilung führen,
aber das heisst nicht, dass da auf eine globale Verminderung der Expansionsrate geschlossen werden könnte
werden die gravitativ wirkenden Felder im Universum eher mehr als weniger. Felder also, die den Raum verkleinern und nicht beschleunigt expandieren, die Zeitablauf bremsen und nicht beschleunigen.
sondern nur darauf, dass der Raum in Regionen mit einer grösseren Dichte an Himmelskörpern vermehrt an diesen Himmelskörpern vorbei expandiert.
Da meine letzte Bemerkung eine ziemlich persönlich gefärbte ist, könnte ich mir vorstellen, dass nun andere auf den Plan gerufen werden, was ja nur zu begrüssen wäre. Oder?

Herzliche Grüsse
Orbit
 

Bewegt

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@ Orbit
Danke, für die Antworten, ich bekomme den Eindruck, das diese Thematik noch spekulative Ansichtssache der Wissenschaftler ist, meine allerdings auch. :rolleyes: :)
 

Orbit

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Viele Fragen sind offen, ja, aber beim Standardmodell würde ich nicht von Spekulation sprechen; denn dessen Weiterentwicklung basiert stets auf immer genaueren Beobachtungen und bewegt sich deshalb absolut in wissenschaftlichem Rahmen. Ob man die Stringtheorie und die sich daraus ergebende Brantheorie, die weniger auf Beobachtung als auf mathematischen Konzepten beruhen, spekulativ nennen darf?
Diese Frage könnte vielleicht für ralfkannenberg ein Anstoss sein, sich wieder mal zu melden.^^
Bestimmt spekulativ ist vieles, was wir uns da als Laien in die beachtlichen Wissenslücken hinein denken.

Herzliche Grüsse
Orbit
 

Ich

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ich bekomme den Eindruck, das diese Thematik noch spekulative Ansichtssache der Wissenschaftler ist, meine allerdings auch.
Das ist sicher so. Ich hab hier schon mal erwähnt, dass die Kosmologie der vielleicht pragmatischste Teil der Physik ist: man nimmt alle Modelle, die auch nur irgendwie in Frage kommen, und lässt die gegeneinander antreten. Dasjenige, das mit den wenigsten Annahmen am besten passt, gewinnt - temporär. Konservative Typen wie ich haben ihre Freude daran, dass das eine, ursprüngliche, 90 Jahre alte, theoretisch so umwerfend elegante Modell immer noch die Nase vorn hat. Das gibt einem das Gefühl, dass die Welt doch verstehbar ist.
Spekulation ist das alles noch, natürlich. Man hat ja gerade erst angefangen. Es gibt zur Zeit einige Spannungen im ursprünglichen Modell; wenn die überhand nehmen sollten, wird ein anderes die Führung übernehmen. Allerdings gibt es keinen echten Konkurrenten.
Richtig schöne Physik ist das vielleicht nicht; da stelle ich mir eher die ART damals vor, als nur "einfache" Überlegungen zu einer eleganten Theorie führten, die erst Jahre später ihre unwahscheinliche Kraft zeigen konnte - sie war der Technik einfach 50 Jahre voraus.
Heutzutage funktioniert sie immer noch. Aber die Richtung hat sich umgekehrt: erst wird etwas gemessen, dann gibt es 100 Theorien die es erklären. Und die immer noch verlieren alle gegen den einen Vorreiter. Daran erkennt man, wie schwer es ist, noch besser zu werden. Aber wir werden es hoffentlich noch erleben.
 

aveneer

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Hallo,
Ich habe mich gefragt, wie hoch eine konstante Beschleunigung des Universums sein müsste, um die beobachtbare beschleunigte Expansion des Universums als relativistischen Effekt der Zeitdilatation zu erhalten? Wir würden also „nur“ eine konstante Beschleunigung erfahren, aber aufgrund der immer höheren Geschwindigkeit im Raum, dies dann aufgrund der immer größer werdenden Zeitdilatation, als beschleunigte Expansion messen.
Gruß
Aveneer
 

Orbit

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aveneer
Ich habe mich gefragt, wie hoch eine konstante Beschleunigung des Universums sein müsste, um die beobachtbare beschleunigte Expansion des Universums als relativistischen Effekt der Zeitdilatation zu erhalten?
Das würde ich mich, wenn ich Dich wäre, gleich wieder aufhören zu fragen.
Das Universum ist kein Himmeldkörper, der da beschleunigt wird.
Gruss Orbit
 
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