Expansion des Universums / Dunkle Energie

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J.Kuschel

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Die im Zusammenhang mit der Dehnung des Raumes stehende Dehnung der Photonen bedeuten ja einen Energieverlust der Photonen. So haben z.B die Photonen der Hintergrundstrahlung fast ihre gesamte Energie verloren. Da Energie jedoch nicht verloren geht, ist die Frage, wo ist sie geblieben? Ist das die gesuchte dunkle Energie?

Dazu meine Theorie:
Die Photonen haben die Eigenschaft, sich dehnen zu wollen. Da ihre Länge jedoch durch den Raum festgelegt ist, üben sie eine Kraft auf den Raum aus, so dass sich Raum und Photonen dehnen.
Dabei wird eine Energie entsprechend der ausgeführten Arbeit (Kraft * Weg) übertragen.
 
Bernhard

Bernhard

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J.Kuschel schrieb:
Da ihre Länge jedoch durch den Raum festgelegt ist, üben sie eine Kraft auf den Raum aus, so dass sich Raum und Photonen dehnen.
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Wenn das richtig wäre, wäre jeder Laserpointer vermutlich ziemlich gefährlich, denn der Laserstrahl müsste dann jegliche feste Materie locker auseinander reissen können.
 
J

J.Kuschel

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Danke für die Anmerkung. Ich denke dass sie aber nicht zutrifft.
Die Kraft, so wie ich mir dass vorstelle, wirkt sich nicht auf Materie und den 3-dimensionalen Raum aus, sondern bewirkt die Dehnung des Raumes in die 4.Dimension.
Die klassische Physik wird also nicht beeinflusst.

Grüße J. Kuschel
 
Bernhard

Bernhard

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J.Kuschel schrieb:
Die Kraft, so wie ich mir dass vorstelle, wirkt sich nicht auf Materie und den 3-dimensionalen Raum aus, sondern bewirkt die Dehnung des Raumes in die 4.Dimension.
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Das widerspricht zum einen deiner obigen Erklärung der räumlichen Expansion des Universums und würde zudem dazu führen, dass man mit einem Laserpointer den Gang von Uhren beeinflussen könnte, was aber nachgewiesenermaßen nicht der Fall ist.
 
ralfkannenberg

ralfkannenberg

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J.Kuschel schrieb:
Die Kraft, so wie ich mir dass vorstelle, wirkt sich nicht auf Materie und den 3-dimensionalen Raum aus, sondern bewirkt die Dehnung des Raumes in die 4.Dimension.
Die klassische Physik wird also nicht beeinflusst.
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Hallo J.Kuschel,

in welche "4.Dimension" ? Ich meine: welche Eigenschaften soll diese 4.Dimension haben ? Da die Einstein-Minkowski-Raumzeit bereits über vier Dimensionen verfügt müsste es dann auch eher eine "5.Dimension" sein.

Wie auch immer: wie soll diese 5.Dimension bzw. ihr Basisvektor aussehen ? Wie definierst Du die Abstands- und Winkelbildungen, also konkret die zugehörige Bilinearform ?


Freundliche Grüsse, Ralf
 
J

J.Kuschel

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Hallo Ralf,
ja, ich meine die Raumzeit als 4. Dimension. Und die Dehnung des Raumes, des Universums, kann ja nur in einer höheren Dimension stattfinden, ansonsten wäre es ja eine Dehnung innerhalb der räumlichen Dimension, also eine Bewegung durch den Raum.

Freundliche Grüße, Joachim
 
J

J.Kuschel

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Hallo Senf,

Danke für die Begrüßung und den Link zu der interessanten Seite.
Ich muss den Artikel noch einmal in Ruhe durchlesen, aber vorab vielleicht schon eine Anmerkung:
In dem Artikel wird, so wie ich es verstehe, die Rotverschiebung durch den Dopplereffekt erklärt. Dies denke ich ist wiederlegt mit der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Egal, wie sich Sender und Empfänger im Raum bewegen, die Photonen werden immer die gleich Relativgeschwindigkeit, nämlich die Lichtgeschwindigkeit, haben. Somit kann es nicht sein, dass die Photonen nach der Rotverschiebung immer noch die gleiche Energie haben und nur der Bertrachter getäuscht von seiner Relativbewegung zu dem Ergebnis kommt, dass ein Energieverlust vorliegt.
Wenn jedoch die Rotverschiebung durch die reale Verlängerung der Wellenlänge erfolgt, liegt auch ein Energieverlust vor.

Grüße Joachim
 
I

Ich

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J.Kuschel schrieb:
In dem Artikel wird, so wie ich es verstehe, die Rotverschiebung durch den Dopplereffekt erklärt. Dies denke ich ist wiederlegt mit der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Egal, wie sich Sender und Empfänger im Raum bewegen, die Photonen werden immer die gleich Relativgeschwindigkeit, nämlich die Lichtgeschwindigkeit, haben. Somit kann es nicht sein, dass die Photonen nach der Rotverschiebung immer noch die gleiche Energie haben und nur der Bertrachter getäuscht von seiner Relativbewegung zu dem Ergebnis kommt, dass ein Energieverlust vorliegt.
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Ernsthaft, du solltest dir wirklich ein paar physikalische Grundlagen reinziehen (wie "relativistischer Dopplereffekt"), wenn sich die Gelegenheit dazu so aufdrängt wie hier.
Ich habe schon 7-9 Fehler in deinen Beiträgen bis jetzt gesehen. Magst du nicht erst mal fragen, worum es geht und wie das alles so gedacht ist, bevor du dagegenredest?
 
J

Jomi

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Alternde Photonen

Die langwellige (bathochrome) Spektrenverschiebung im Universum kann vom Standpunkt des Bezugssystems als Dopplereffekt oder als kosmologische Dehnung der Wellenlänge verstanden werden. Der letzteren Betrachtungsweise entspricht eine Alterung der Photonen, was ein Hinweis darauf sein könnte, dass nicht nur der Kosmos als Ganzes, sondern auch die in ihm enthaltenen einzelnen Elementarteilchen grundsätzlich einer Alterung unterworfen sind. Diese Alterung macht sich durch einen Energieverlust bemerkbar.
Eine Deutungsmöglichkeit des Mechanismus’ ergibt sich aus der Betrachtung des Energieverlustes eines Photons in einer einzelnen Schwingungsperiode T. Das Verhältnis der nach dieser Periode vorliegenden Wellenlänge lambda zur Ausgangswellenlänge lambda(0) ergibt sich als „Dehnung“ aus der Wellenlänge des Photons selbst im Verhältnis zur Ausdehnung des Universums l(u) während einer Periode T:

Lamda/lambda(0) = 1 + [lamda(0)/l(u)]

Dafür kann man auch schreiben:

Lambda = 1/ {[1/lambda(0)] – 1/[l(u)+lambda(0)]}

Oder:

1/lamda = 1/lamda(0) -1/[l(u) + lambda(0)]

Die entsprechenden Energien erhält man durch Erweiterung mit h*c:

h*c/lambda = h * c/lambda(0) –h*c/[l(u)+lamda(0)]

und damit die Energie des Photons nach der Dehnung innerhalb einer Periode E(photon) als Funktion des Ausgangsenergieinhalts E(0) und dem Alter des Universums t(u) nach der Periode, wenn man für dieses Alter t(u) = [l(u)+ lamda(0)]/c einsetzt:

E(photon) = E(0) - h/t(u)

Unabhängig von seiner Wellenlänge und damit seiner Frequenz verliert jedes Photon nach diesem Zusammenhang in jeder Periode exakt den gleichen Energiebetrag. Dieser Energiebetrag ist sehr klein und entspricht dem Energieinhalt des langwelligsten denkbaren Photons, d.h. einem Photon dessen Wellenlänge gerade der Ausdehnung des Universums entspricht. Das lässt sich als Übertragung der Energie der alternden Photonen in das elektromagnetische Gesamtfeld des Universums und damit als Beitrag zu einer generellen Konversion von Photonen auffassen.
Viele Grüße
Jomi
 
ralfkannenberg

ralfkannenberg

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Jomi schrieb:
sondern auch die in ihm enthaltenen einzelnen Elementarteilchen grundsätzlich einer Alterung unterworfen sind. Diese Alterung macht sich durch einen Energieverlust bemerkbar.
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Jomi schrieb:
Photon dessen Wellenlänge gerade der Ausdehnung des Universums entspricht. Das lässt sich als Übertragung der Energie der alternden Photonen in das elektromagnetische Gesamtfeld des Universums und damit als Beitrag zu einer generellen Konversion von Photonen auffassen.
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Hallo Jomi,

heisst das, dass die spontane Paarerzeugung und Paarvernichtung die perfekte Verjüngungskur für Photonen ist ?


Freundliche Grüsse, Ralf
 
Dgoe

Dgoe

Gesperrt
Jomi schrieb:
Dieser Energiebetrag ist sehr klein und entspricht dem Energieinhalt des langwelligsten denkbaren Photons, d.h. einem Photon dessen Wellenlänge gerade der Ausdehnung des Universums entspricht.
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Wenn jetzt nun aber die Ausdehnung, gemäß dem Standardmodell, unendlich ist, dann ist auch diese Wellenlänge unendlich. Das macht es unendlich schwer nachvollziehbar.

Gruß,
Dgoe
 
J

Jomi

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Hallo Ralf,
vielleicht nicht ganz, wenn man zulässt, dass ruhemassebehaftete Teilchen auch altern können. Interpretiert man den größenordnungsmäßigen Zusammenhang zwischen Planckmasse und Teilchenruhemassen als Konsequenz der kosmischen Entwicklung, dann altern die ruhemassebehafteten Teilchen etwa mit der dritten Wurzel aus der Zeit, also sichtlich langsamer als die Photonen. Paarerzeugung und Paarvernichtung wäre unter dieser Sichtweise also nur geeignet, um das Altern zu verzögern, aber nicht es gänzlich aufzuhalten.
Viele Grüße Jomi

ralfkannenberg schrieb:
Hallo Jomi,

heisst das, dass die spontane Paarerzeugung und Paarvernichtung die perfekte Verjüngungskur für Photonen ist ?


Freundliche Grüsse, Ralf
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J

Jomi

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Halle Dgoe,
danke für Deine Bemerkung! Ich möchte ergänzen, dass ich mich der Einfachheit halber auf eine angenommene Ausdehnung des Universums beziehe, die dem Produkt aus Alter des Universums und Lichtgeschwindigkeit entspricht. Ich stelle mir diese Photonen als Brücke zwischen dem lokalen Ereignis und dem Universum dar, da man sie sich als quasi über den ganzen Kosmos "verschmiert" vorstellen kann.
Viele Grüße
Jomi

Dgoe schrieb:
Wenn jetzt nun aber die Ausdehnung, gemäß dem Standardmodell, unendlich ist, dann ist auch diese Wellenlänge unendlich. Das macht es unendlich schwer nachvollziehbar.

Gruß,
Dgoe
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J

J.Kuschel

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Hallo,

ich möchte mich als erstes entschuldigen für den unüberlegten Schnellschuss, der Raum würde sich in die 4.Dimension hinein dehnen. Richtig ist wohl, das nach der allgemeinen Relativitätstheorie der Raum selbst dynamisch ist und sich ohne höhere Dimension dehnen kann. Das ist jedoch für meine Eingangsthese unerheblich, sondern es kommt nur darauf an, dass der Raum sich zusammen mit den Photonen dehnt.
Zur Unterstützung möchte ich aus einem Artikel aus dem Spektrum der Wissenschaft, Dossier 3/2005, Autoren Charles H. Lineweaver und Tamara M. Davis, Seite 11, zitieren: "Die Astronomen sprechen von einer >Rotverschiebung< des Galaxienlichts. Die Erklärung für diesen Effekt ist einfach: Expandiert der Raum, dehnen sich auch die Wellenzüge des Lichts, die sich in diesem Raum ausbreiten. Wenn das Universum seine Größe während der Reise der Photonen verdoppelt, strecken sich auch deren Wellenlängen auf das Doppelte und ihre Energie halbiert sich."

Grüße, Joachim
 
I

Ich

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Davis hat seit diesem Artikel dazugelernt, wie du an dem Link von Herrn Senf siehst. Ist aber egal.
Dein erster Fehler ist, dass du Energieerhaltung forderst, wo sie nicht gilt. Du kannst sie fordern, wenn du die Rotverschiebung als Dopplerverschiebung vor einem statischen Hintergrund beschreibst. Aber nicht, wenn du ein expandierendes Koordinatensystem verwendest und mit "Raumdehnung" argumentierst.

Außerdem finde ich es ungut, wenn hier gleich noch ein Welträtsellöser mit seiner eigenen Privatphysik einsteigt und den Thread kapert. GdM ist groß genug, da kann jeder seinen eigenen Thread aufmachen, wenn er glaubt, sich mitteilen zu müssen.
 
mac

mac

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Hallo Herr Senf,

Herr Senf schrieb:
http://www.schattenblick.de/infopool/natur/physik/npast132.html
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vielen Dank für diesen Link!

Ned Wright hat es in seinen FAQ's so
Are galaxies really moving away from us or is space just expanding?

This depends on how you measure things, or your choice of coordinates. In one view, the spatial positions of galaxies are changing, and this causes the redshift. In another view, the galaxies are at fixed coordinates, but the distance between fixed points increases with time, and this causes the redshift. General relativity explains how to transform from one view to the other, and the observable effects like the redshift are the same in both views.
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beschrieben. Das war für's 'zur Kenntnis nehmen' OK, aber T. Davis hat es so beschrieben, daß ich glaube es verstanden zu haben. :)

Herzliche Grüße

MAC
 
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