Galaxienflucht

Inkow

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Hi, ich frage mich:

Bewegen sich die Galaxiensupercluster wenn sie sich beschleunigt voneinander entfernen eigentlich auf zeitlichen Geodäten ?


Vielen Dank und LG
Inkow
 

Inkow

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Danke für die Antworten :) (zeitartig natürlich)

was ich daran nicht so richtig verstehe ist, wie sie sich einerseits kräftefrei bewegen können, und dabei gleichzeitig eine beschleunigte Bewegung ausführen.
Ist die Bewegung dann wirklich kräftefrei ?

LG
I.
 

Bernhard

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Ist die Bewegung dann wirklich kräftefrei ?
Hallo Inkow,

ich denke, man kann es nicht oft genug hinschreiben:
Beim Übergang von der newtonschen Mechanik zur ART treten an die Stelle der Kräfte normalerweise geometrische Formen.

Die beschleunigte Bewegung der Supercluster ist damit keine mechanistische Angelegenheit mehr, sondern eine Notwendigkeit, die sich aus der (vierdimensionalen) Beschaffenheit der Raumzeit ergibt.
MfG
 

Inkow

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Hi Bernhard,

Die beschleunigte Bewegung der Supercluster ist damit keine mechanistische Angelegenheit mehr, sondern eine Notwendigkeit, die sich aus der (vierdimensionalen) Beschaffenheit der Raumzeit ergibt.

aber das wiederspricht doch dem Kosmologischen Prinzip:

Wenn sie durch die beschleunigte Bewegung alle ihre Eigenzeit
maximieren (der vierdimensionalen Geometrie folgend), dann befindet sich die Erde im Mittelpunkt des
Universums und die Zeit vergeht zum Rand hin langsamer.

aber in den FRW Modellen geht die Zeit glaube ich überall gleich
schnell, da führt man doch durch Eigenzeitmaximierung keine
beschleunigte Bewegung aus, oder doch ?
 

Herr Senf

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Irgendwie hatten wir das in den letzten Monaten schon öfters drauf:
Die Expansion bzw. beschleunigte Expansion sollte man nicht mit Bewegung gleichsetzen, es ist eine Skalierung.
Meint Senf
 

Bernhard

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Hallo Inkow,

aber in den FRW Modellen geht die Zeit glaube ich überall gleich
schnell,
korrekt und wenn man jetzt großzügig sein will, dann rechnen wir FRW-Welten mit nichtverschwindender kosmologischer Konstante auch zu den FRW-Welten und schon führen alle in den Koordinaten der FRW-Welt "ruhenden" Massepunkte eine beschleunigte Bewegung aus.

da führt man doch durch Eigenzeitmaximierung keine
beschleunigte Bewegung aus, oder doch ?
Ich sehe da keine größeren Probleme. Wir befinden uns mit FRW eben nicht mehr im Minkowski-Raum. Eben diesen geometrischen Unterschied sollte/muss man verinnerlichen.
MfG
 

Ich

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Vorausgesetzt man vernachlässigt die Eigengeschwindigkeiten, aber so war es ja vermutlich auch von Inkow gemeint (?).
Wieso sollte man die vernachlässigen? Es geht nur darum, dass die Bewegung "unbeschleunigt", d.h. nur der Gravitation unterworfen, ist.
Inkow schrieb:
was ich daran nicht so richtig verstehe ist, wie sie sich einerseits kräftefrei bewegen können, und dabei gleichzeitig eine beschleunigte Bewegung ausführen.
Die Gravitationskraft ist eine Scheinkraft. Du musst dafür nicht die Kosmologie bemühen, dasselbe gilt auch im Sonnensystem. Nach ART ist jede frei fallende Bewegung kräftefrei und im strengen Sinne unbeschleunigt. Es gibt dafür einen Ausdruck, "Viererbeschleunigung". Wenn deren Betrag verschwindet, dann ist die Bewegung im strengen Sinne unbeschleunigt und geodätisch.
Dass trotzdem Kurven gefahren werden und Dinge relativ zueinander beschleunigt sind liegt an der Raumzeitkrümmung.
Wenn sie durch die beschleunigte Bewegung alle ihre Eigenzeit
maximieren (der vierdimensionalen Geometrie folgend), dann befindet sich die Erde im Mittelpunkt des
Universums und die Zeit vergeht zum Rand hin langsamer.
Den Schluss verstehe ich nicht. Die Erde ist im Mittelpunkt, ok, aber auch jeder andere Cluster kann das für sich beanspruchen. Gravitationskräfte und -potentiale kann man durch einfache Koordinatentransformationen entsprechend anpassen, das sind wie gesagt nur Scheinkräfte und-potentiale.
aber in den FRW Modellen geht die Zeit glaube ich überall gleich
schnell, da führt man doch durch Eigenzeitmaximierung keine
beschleunigte Bewegung aus, oder doch ?
Nein, man führt unbeschleunigte Bewegung aus. Die, relativ zu anderen unbeschleunigten Objekten, trotzdem beschleunigt ist. Genauso wie auf dem Globus alle Längengrade so gerade wie möglich sind und trotzdem einander zweimal schneiden. Stelle die die Achse des Globus als Zeitachse vor und seine Oberfläche als Raumzeit (mit zwei weggelassenen Raumdimensionen), dann hast du ein gutes Universumsmodell.
 

Bernhard Kletzenbauer

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...Stelle die die Achse des Globus als Zeitachse vor und seine Oberfläche als Raumzeit (mit zwei weggelassenen Raumdimensionen), dann hast du ein gutes Universumsmodell.
Das kann ich mir nun nicht vorstellen. Wenn die gesamte Kugeloberflächen-RaumZeit entlang der Zeitachse wandert, erhält man verwirrende, ineinander geschachtelte Seifenblasen.
Besser ginge es mit einem eindimensionalen Ring, der sich bei Bewegungung entlang der Zeitachse nur auf einer imaginären Kugeloberfläche aufhalten kann und dabei expandiert und kontrahiert. Das alte pulsierende Universumsmodell eben.
Wenn man aber die beschleunigte Expansion miteinbezieht, muß man sich von der Kugel verabschieden und sie durch einen Trichter ersetzen. Der Trichter ist die Figur, die das beschleunigt expandierende Universum während der Wanderung entlang der Zeitachse erzeugt.
 

Dgoe

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Die Expansion bzw. beschleunigte Expansion sollte man nicht mit Bewegung gleichsetzen, es ist eine Skalierung.
Wenn eine Beschleunigung aus einer entsprechen unbeschleunigten Sicht (welche?), dennoch nichts mit Beschleunigung zu tun haben soll, weil sie einfach auf dem entsprechenden Boden (Raum, Raumzeit) von selber so ist, oder dann einfach nicht mehr ist, weil es ja der Boden bewerkstelligt, daher keine Kräfte nötig wären, dann

kann man gut verstehen, dass die Gravitation, wie die Expansion, die beschleunigte Expansion, selbst Loopings, oder sonst was, mühelos (kräftelos) passen, solange dieser "Boden" das Eigentliche bewerkstelligt.

Je nach dem, nach gewählter Perspektive, darf man aber auch eine Skalierung mit Bewegung gleichsetzen, wieso sollte dies verwehrt sein? Wenn ich auf meinem Screen etwas skaliere, kann das definitiv nicht ohne Bewegung stattfinden, egal wie lange man darüber philosophiert.

Gruß,
Dgoe
 
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Herr Senf

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Je nach dem, nach gewählter Perspektive, darf man aber auch eine Skalierung mit Bewegung gleichsetzen, wieso sollte dies verwehrt sein?
Hallo Dgoe, das Mißverständnis liegt im Dopplereffekt!
Pekuliarbewegung, sprich Eigenbewegung (im Raum), sprich Relativgeschwindigkeit (im Raum) zwischen zwei Beobachtern verursacht Rotverschiebung.
Die Expansion, also die kosmologische Rotverschiebung, ist keine "Bewegungsrotverschiebung", sondern eine Längendehnung des Raumes, eben Gummi.
Grüße Senf
 

FrankSpecht

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Moin,
Relativgeschwindigkeit (im Raum) zwischen zwei Beobachtern verursacht Rotverschiebung. Die Expansion, also die kosmologische Rotverschiebung, ist keine "Bewegungsrotverschiebung", sondern eine Längendehnung des Raumes
Ich denke nicht, dass diese Antwort befriedigend ist.
Was ist der Unterschied zwischen einer "Bewegungsrotverschiebung", einer relativistischen Rotverschiebung und einer Rotverschiebung durch Raumexpansion?
 
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Kibo

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Hallo Bernhard K,

Das kann ich mir nun nicht vorstellen. Wenn die gesamte Kugeloberflächen-RaumZeit entlang der Zeitachse wandert, erhält man verwirrende, ineinander geschachtelte Seifenblasen.
Besser ginge es mit einem eindimensionalen Ring, der sich bei Bewegungung entlang der Zeitachse nur auf einer imaginären Kugeloberfläche aufhalten kann und dabei expandiert und kontrahiert. Das alte pulsierende Universumsmodell eben.
Wenn man aber die beschleunigte Expansion miteinbezieht, muß man sich von der Kugel verabschieden und sie durch einen Trichter ersetzen. Der Trichter ist die Figur, die das beschleunigt expandierende Universum während der Wanderung entlang der Zeitachse erzeugt.

Wanderst an der Achse eine Globus von Süden nach Norden entlang, erhälst du Ringe (Breitengrade) die expandieren und kontrahieren.
 

Ich

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Das kann ich mir nun nicht vorstellen. Wenn die gesamte Kugeloberflächen-RaumZeit entlang der Zeitachse wandert, erhält man verwirrende, ineinander geschachtelte Seifenblasen.
Nein, Raumzeiten tun nichts dergleichen. Sie sind einfach. Die Globusoberfläche ist die Raumzeit, nicht der Raum.

Besser ginge es mit einem eindimensionalen Ring, der sich bei Bewegungung entlang der Zeitachse nur auf einer imaginären Kugeloberfläche aufhalten kann und dabei expandiert und kontrahiert. Das alte pulsierende Universumsmodell eben.
Das ist genau dasselbe. Du schneidest entlang einer Gleichzeitigkeitsebene durch die Raumzeit und erhältst den Raum, einen Ring. Alle Räume zu allen Zeiten zusammen sind die Raumzeit, der Globus. Da hat Kibo Recht.
Wenn man aber die beschleunigte Expansion miteinbezieht, muß man sich von der Kugel verabschieden und sie durch einen Trichter ersetzen. Der Trichter ist die Figur, die das beschleunigt expandierende Universum während der Wanderung entlang der Zeitachse erzeugt.
Ja, klar. Aber ich denke, zur Illustration "gerader" Linien, die sich trotzdem voneinander weg bzw. aufeinander zu krümmen, ist der Globus am anschaulichsten.
 

Ich

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Was ist der Unterschied zwischen einer "Bewegungsrotverschiebung", einer relativistischen Rotverschiebung und einer Rotverschiebung durch Raumexpansion?
Ja, das ist ein wichtiger Punkt. Die Unterscheidung zwischen Bewegung und Expansion ist relativ willkürlich. Und wie auch immer man das unterscheidet, am Schluss kommt eine Rotverschiebung raus, der man nicht ansieht, mit welchem gedanklichen Modell sie berechnet wurde.
 

Herr Senf

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Was ist der Unterschied zwischen einer "Bewegungsrotverschiebung", einer relativistischen Rotverschiebung und einer Rotverschiebung durch Raumexpansion?
Hallo Frank,
der Unterschied ist nicht die Beobachtung, sondern die Interpretation, heißt die Wahl des zutreffenden Modells wie Newton'sche Kosmologie.
Die kosmologische Rotverschiebung ist beobachterunabhängig für alle gleich, die Expansionsformel enthält keine Raumkoordinaten x,y,z, nur die Vergangenheit t.
Die Raumexpansion führt nicht zu SRT-Effekten, die Rotverschiebung ist longitudinal auch wenn die Expansion gegen c geht, sieht nur aus wie Geschwindigkeit.
Der Dopplereffekt durch Bewegung "v im Raum" kommt durch die Geschwindigkeit "zwischen A-B" und hat bei v~c eine relativistische transversale Komponente.
Grüße Senf

PS: in der Kaffee-Pause ist mir dazu gerade eine "Eselsbrücke" eingefallen.
Die kosmologische Rotverschiebung ist eine Dehnung der Wellenlänge durch den Raum selbst, sieht für den Beobachter auch wie Frequenzverringerung aus.
Die Bewegungsrotverschiebung ist eine Frequenzverringerung des Signals beim Beobachter, rechnerisch äquivalent einer Wellenlängendehnung λ=c/f.
 
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Ich

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der Unterschied ist nicht die Beobachtung, sondern die Interpretation, heißt die Wahl des zutreffenden Modells wie Newton'sche Kosmologie.
Da man das Modell aber je nach Fragestellung frei wählen kann, kann man für ein und denselben Effekt (kosmologische Rotverschiebung) z.B. sagen, der Raum habe sich gedehnt, oder die Galaxie bewegt sich weg. Da man das nicht physikalisch unterscheiden kann, ist beides erlaubt. Eine pauschale Aussage wie "Die Expansion, also die kosmologische Rotverschiebung, ist keine "Bewegungsrotverschiebung"" ist also nicht haltbar.
 

Herr Senf

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Ich widerspreche "Ich":
Die Expansion "in etwa" mit einer Bewegung gleichzusetzen geht mMn noch für kleine Skalen, so wie sie E. Hubble untersucht hat.
Dieser Bereich wird dann "in etwa" als Inertialsystem angenähert und wir bestimmen mit Doppler relative Geschwindigkeiten, daraus lokal H.
Auf großen Skalen gibt es kein globales Inertialsystem, "klassischen" Geschwindigkeiten sind nicht sinnvoll definierbar, obwohl sich was entfernt.
Demzufolge kann die Expansion im globalen Maßstab kein Bewegungsmodell mehr sein, auch wenn die Analogie verführt, aber in die Falle.
Grüße Senf

PS: ich sehe auch die streitenden "Ansichten" wohlbekannter Autoren, so gesehen könnte man eine Autoritätsdiskussion entfachen
 
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