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Wie alt ist unser Universum wirklich?

Themen zur Kosmologie, Urknall, inflationärer Kosmologie, Expansion, Entwicklung und Zukunft des Universums
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Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von SKYLARC » 10. Jul 2009, 11:11

Hallo zussammen,
Ich habe immer wieder das Problem das Alter unseres Universum genau festzulegen.
Auch die Hubble Konstante läßt trotzdem noch einige Fragen offen.
Hierzu ein Link über Uralt Galaxien
http://www.shortnews.de/start.cfm?id=526677
Das Problem dürfte der Zeitablauf beim entstehen des Universums sein.
Da wie wir wissen der Zeitablauf vom umgebenen Raum abhängt ( Krümmung )- ab hier komme ich ins trudeln.
Das 4 Dimensionale Raum-Zeit Gefüge bringt mich halt immer wieder etwas aus dem Gleichgewicht.
Für einige Anregungen wäre ich Dankbar.
Gruß
SKYLARC

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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von gravi » 10. Jul 2009, 18:26

Hallo SKYLARC,

zunächst mal herzlich willkommen hier im Forum!

Ja, wie tensor schon anführte, sind die vom Satelliten WMAP durchgeführten Messungen das Genaueste, was wir über das Weltalter bisher aussagen können.

Das Thema der uralten Riesengalaxien würde ich noch nicht zu hoch bewerten. Genaue Messungen im Ultra Deep Field sind sicherlich schwierig und mit Ungenauigkeiten behaftet. Zudem konnten im frühen Universum leicht viele kleine, eng bei einander liegende Galaxien miteinander verschmelzen, das All war ja noch sehr klein. So könnten sich durchaus schon früh große Galaxien entwickelt haben.

Dein Problem mit der Raumzeit: Die und ihre Krümmungen entstanden doch erst mit unseren Kosmos, was "davor" bzw. "außerhalb" war, muss uns nicht unbedingt interessieren.

Schönen Gruß
gravi
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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von Pippen » 10. Jul 2010, 02:32

Ich finde, man macht sich das mit dem Weltalter recht leicht. Um von der Expansion des U. auf den Beginn zurückrechnen zu können, müsste man die Grenze des U. kennen, von der man dann zrückrechnen könnte. Gegenwärtig kann man ja aber wohl nur von der Grenze des beobachtbaren U. zurückrechnen. Wir vermuten aber ohnehin, dass hinter dem sichtbaren U. noch eine ganze Reihe von Sternen existiert.

Es kann also sein - unter der Annahme, dass wir in Zukunft immer weiter ins U. "vorstoßen" könnten - dass sich der Zeitpunkt des Urknalls immer weiter nach hinten verschiebt...irgendwann wird man vielleicht sagen, dass der Urknall vor 1 Trilliarden Jahren war...wer sagt eigentlich, dass das U. endlich expandiert...was ist mit einer unendlichen Expansion, die infinitesimal verläuft, d.h. ein dynamisches unendlich großes und altes U., dass nicht statisch ist, sondern "gegen Urknall" läuft, den es aber nie "erreicht"?

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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von AlTheKingBundy » 10. Jul 2010, 07:46

Die Berechnungen, wie alt unser Universum ist, beruhen auf der Allgemeinen Relativitätstheorie, welche bis jetzt sehr gut bestätigt ist. Das theoretische Gebäude anzuzweifeln, wäre somit nicht der richtige Ansatz denke ich. Der einzige Unsicherheitsfaktur sind meiner Meinung nach der Lambdaterm und die experimentell ermitteltenen Größen, die zur Berechnung herangezogen werden. Wie groß sind da eigentlich die Unsicherheiten? Oder beruhen einige Details der Berechnung noch auf Schätzungen?
Gruß Al

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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von AlTheKingBundy » 10. Jul 2010, 13:51

Du meintest sicher 150 Millionen Jahre jünger. Trotzdem, die Frage beim Zusammenspiel zwischen Theorie und experimentellen Fakten ist immer, wo liegt der Fehler - im Messfehler oder theoretischen Ansatz. Da die AR für diese Zwecke sehr gut geeignet ist, könnten auch Ungenauigkeiten im speziellen Modell vorliegen (ich habe mich noch nicht gründlich genug mit den Friedmann-Ansätzen beschäftigt, werde ich aber nachholen). Wenn der theoretische Ansatz Schwachstellen hat, füttert das Experiment die Theorie mit falschen Daten, was ich aber in diesem Fall für unwahrscheinlich halte.
Gruß Al

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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von Pippen » 11. Jul 2010, 03:02

Hi.

Ja aber wie kann man denn den Urknallzeitpunkt berechnen, wenn man nicht die wahre Größe (genauer: Zersteuung der Materie des U.) kennt? Das wäre doch schon sehr spekulativ.

Bsp.: 10 Ameisen (Galaxien) laufen von einem Punkt (Urnall) in alle Richtungen los. Um die Frage zu beantworten, wo dieser Punkt (Urknall) lag, muss man ALLE 10 Ameisten in ihrer jetzigen Position bestimmen und dann versuchen zurückzurechnen. Wenn man auch nur eine nicht findet, dann könnte es ja sein, das ist gerade die, die normal lief und die anderen waren besonders langsam.

Versteht ihr was ich meine?

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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von AlTheKingBundy » 11. Jul 2010, 08:26

@Pippen

Das mit den Ameisen lässt sich so nicht auf das Universum übertragen. Die Dimensionierung ist eine ganz andere (Anzahl der bekannten Objekte im All). Will mal ein anderes Beispiel nennen. Wenn eine Bombe explodiert und man von sagen wir 70% die Lage und Geschwindigkeiten der Bombensplitter kennt, dannn sind die 30 % unerheblich zur Berechnung des Bombenzentrums. Ich will mal so sagen: es entsteht vielleicht eine kleine Ungenauigkeit, wenn 30 % fehlen. Interessant wäre mal die Unsicherheit zu berechnen, bei wieviel Prozent fehlender Orts- und Geschwindigkeitskenntnis wie viel Prozent Ungenauigkeit für das Explosionszentrum entstehen. Ich schätze, dass man nicht beliebig viel Informationen für eine hohe Genauigkeit benötigt.
Gruß Al

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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von tomS » 11. Jul 2010, 10:53

Man vergleiche das mit einem expandierenden Ballon (dem Universum) auf dem Ameisen (Licht) herumkrabbeln. Die bei uns ankommenden Ameisen tragen ihre Geschichte (Rotverschiebung aufgrund der Expansion) mit sich herum.

Nun legt man ein Modell zu grunde (z.B. das FRW-Universum mit kosmologischer Konstante), das das Aufblähen des Ballons beschreibt und bestimmt aus der Messung der beobachteten Ameisen die zugrundeliegenden Parameter des Modells. Natürlich gibt es dafür Messfehler, die sich eben in einer Ungenauigkeit der Altersbestimmung niederschlagen.

Wichtig abei ist, dass das Modell das gesamte Universum umfast, selbst wenn es unendlich sein sollte; man muss also - wenn nur die Parameter und das Modell genügend genau bekannt sind - nicht alle Ameisen von überall her beobachten (was ja bei einem unendlichen Universum gar nicht möglich ist).
Gruß
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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von Skeltek » 12. Jul 2010, 02:36

Wenn ich mir klar mache, dass die Radiocarbonmethode schon Jahrzehnte lang übersehen hat, dass der Anteil radioaktiven Kohlenstoffs in der Atmosphäre nie als konstant betrachtet werden durfte, frag ich mich was man bei der Hubble-Konstanten alles falsch machen kann.
Das Alter des Universums kann man mit einer Stopuhr nicht bestimmen. Makromolekulare oder atomare Prozesse liefen damals anders ab. Hinzu kommt, dass die Hubblekonstante als unveränderlich(auch unter extremsten Bedingungen) angenommen wird.
Irgendwo wirft man in der Physik einen Anker, indem man etwas als konstant fest legt(egal was), und baut den Rest auf diesen annahmen auf.
Selbst wenn man das Weltbild mit Strings zu erklären versuchen würde, könnte man niemals mit absoluter Sicherheit sagen, dass sich die Wirkung und Stärke der Kräfte von Quarks nicht kurz nach der Entstehung des Universums durch Entropiezuwachs auf subatomaren/submikroskopischen Skalen verändert hätte. Hier haben wir wieder eine Annahme, die wir als gegeben betrachten.
Ungleichverteilung der Materie nach dem Urknall wird toleriert, dass Elementarteilchen die in unterschiedliche Bereiche des Universums geschleudert wurden auch unterschiedliche Wirkung/Skalierung aufweisen, will keiner hören.

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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von tomS » 12. Jul 2010, 07:24

Skeltek hat geschrieben:... frag ich mich was man bei der Hubble-Konstanten alles falsch machen kann.
Einen Haufen.

Skeltek hat geschrieben:Makromolekulare oder atomare Prozesse liefen damals anders ab.
Darauf gibt es keine Hinweise (außer natürlich innerhalb der ersten Sekunden - was am Gesamtalter aber relativ wenig ändern dürfte :-)

Skeltek hat geschrieben:Hinzu kommt, dass die Hubblekonstante als unveränderlich(auch unter extremsten Bedingungen) angenommen wird.
Nein, das stimmt so nicht. Die Hubblekonstante beschreibt die heutige Expansionsgeschwindigkeit des Universums. Innerhalb der von mir oben angesprochenen Modelle wird sie aber nicht als konstant angenommen, sondern sie hängt von der Zeit ab.

Skeltek hat geschrieben:Irgendwo wirft man in der Physik einen Anker ... und baut den Rest auf diesen annahmen auf.
Stimmt.

Skeltek hat geschrieben:Ungleichverteilung der Materie nach dem Urknall wird toleriert, dass Elementarteilchen die in unterschiedliche Bereiche des Universums geschleudert wurden auch unterschiedliche Wirkung/Skalierung aufweisen, will keiner hören.
Doch, ich Zuge der ewigen Inflation und der String-Landscape wird durchaus diskutiert, dass die Wechselwirkungen in unterschiedlichen Bereichen des Universums eine andere Stärke oder sogar eine ganz andere Struktur haben könnten. Nur - auch wenn das eine Möglichkeit darstellt - die Vorhersagekraft dieser Modelle nimmt ab.
Gruß
Tom

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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von Skeltek » 12. Jul 2010, 10:37

[quote="tomS]
Skeltek hat geschrieben:Makromolekulare oder atomare Prozesse liefen damals anders ab.
Darauf gibt es keine Hinweise (außer natürlich innerhalb der ersten Sekunden - was am Gesamtalter aber relativ wenig ändern dürfte :-)
[/quote]

Ich dachte die ersten paar "Sekunden" machen einen Großteil des Lebensalters des Universums aus?
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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von tomS » 12. Jul 2010, 10:56

Deine letzte Bemerkung verstehe ich nicht. Betrachten wir mal eine vereinfachte Graphik. Nach rechts läuft die Zeit (auf einer logarithmischen Skala), nach oben ist die Ausdehnung (nicht maßstabsgetreu, insbs. während der inflationären Phase) gezeichnet. Damit ist doch klar, dass rechts von den eingezeichneten "3 Minuten Markierung" einige Milliarden Jahre vergangen sind, links von der "3 Minuten Markierung" aber eben nur drei Minuten.

Bereits nach drei Minuten (bzw. sogar schon früher, aber das spielt hier keine Rolle) galten aber die heute bekannten und experimentell untersuchten Naturgesetze.
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Gruß
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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von Skeltek » 13. Jul 2010, 22:24

tomS hat geschrieben: Bereits nach drei Minuten (bzw. sogar schon früher, aber das spielt hier keine Rolle) galten aber die heute bekannten und experimentell untersuchten Naturgesetze.
Und genau da haben wir das Problem. Keiner weiss, ob die Naturgesetze in den ersten 3 Minuten, 3 Sekunden oder 3 Nanosekunden dieselben waren.
Hinzu kommt hier dann das Problem der Skalierung der Zeitachse in den ersten Augenblicken. Man nimmt an es wären 3 Minuten, kann es aber nicht definitiv sagen. In diesen 3 Minuten ist mehr passiert als im gesammten restlichen Weltalter des Universums. Keiner weiss, wie sich Saphiroeffekt und dergleichen genau auswirken, wenn der jetzt mehrere Milliarden Lichtjahre breite leere Raum auf fast nix gestaucht wäre.
Es gibt definitiv Phänomene im Universum, die wir nicht messen können oder die nicht existieren, weil die Vorraussetzungen für ein in Erscheinung treten nirgendwo mehr erfüllt sind. Manche Phänomene treten erst in extremen Situationen auf.
Gegebenenfalls stellt man später fest, dass es einen nicht kalkulierten Effekt gibt den man nocht nicht kannte und stellt nach einer winzigen Formeländerung fest, dass es sich nicht um 3 Minuten, sondern um 300 Milliarden Jahre handelt.
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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von tomS » 13. Jul 2010, 22:35

Das mag ja sein, aber nach dem gegenwärtigen Kenntnisstand sind die ersten drei Minuten eben die ersten drei Minuten. Und solange sich daran nichts ändert, ändert sich ganz grundsätzlich nichts an dem Weltalter (über Details rede ich nicht)
Gruß
Tom

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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von Pippen » 12. Aug 2010, 16:26

tomS hat geschrieben:Man vergleiche das mit einem expandierenden Ballon (dem Universum) auf dem Ameisen (Licht) herumkrabbeln. Die bei uns ankommenden Ameisen tragen ihre Geschichte (Rotverschiebung aufgrund der Expansion) mit sich herum.
...aber doch nur in Bezug auf uns. Wenn die Ameise 5cm auf dem Ballon von uns entfernt ist, dann können wir doch daraus nicht auf den ganzen Ballon schließen, oder? Der kann normale Größe aber auch Zeppelingröße haben. Auch das Explosionsbsp. verdeutlicht das. Wenn wir einfach nur Splitter und ihren Abstand von einander finden, dann sagt das gar nicht über die Bombe und ihren Explosionsradius aus, wenn wir nicht wissen, ob die von uns gefundenen Splitter nah oder fern vom Ursprungsexplosionsort liegen.

Ich finde die Weltalterberechnung anhand der Expansion/Hubble Konstante daher recht merkwürdig. Oder gibt es da noch eine andere Methode, die das Ergebnis absichert?

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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von gravi » 12. Aug 2010, 18:52

Die am weitesten von uns entfernte "Ameise" ist die 3K- Hintergrundstrahlung. Aus ihr lässt sich das Weltalter recht genau ableiten. Ja klar, das funktioniert auch mit der Hubble- Konstanten (siehe hierzu einmal kurz http://abenteuer-universum.de/kosmos/umasse.html#groe.

Eine andere, etwas umständlichere Methode zur Altersbestimmung bieten die Sterne selbst. Sie brüten ja in ihrem Innern schwerere Elemente als die beim Urknall entstandenen Wasserstoff und Helium aus. An ihrem Lebensende blasen sie diese ins All und reichern so die interstellare Materie an. Aus der Menge, also der Verteilung dieser Elemente kann man ebenfalls Rückschlüsse auf das kosmische Alter ziehen.

Die Altersbestimmung wird also durch mehrere Methoden abgesichert.

Gruß
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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von Pippen » 13. Aug 2010, 03:32

[quote="Sculletto"] ich werde den Eindruck nicht los, dass du dir die Expansion des Universums als Auseinanderstreben der Galaxien von einem "Ursprungsort" aus vorstellst. Die Ballon-Analogie sagt aber, dass genau diese Vorstellung nicht richtig ist. Nicht die Ameisen laufen auf der Ballonoberfläche auseinander, sondern der Ballon dehnt sich aus. Auf das Universum übertragen heißt das: es ist der Raum selbst, der expandiert (genauer: die Raumzeit ist großräumig gemäß der Robertson-Walker-Metrik gekrümmt). Entsprechend gibt es keinen Ursprungsort, keine Stelle im Raum, an der der Urknall stattfand, und auch keine Grenze des Universums, von der du früher schon einmal gesprochen hast.

Ihr sprecht immer von Raumausdehnung oder Raumkrümmung. Doch ob das tatsächlich der "Raum" ist der sich da ausdehnt, dass wissen wir doch gar nicht und können es nicht wissen, oder?. "Sehen" tun wir nur, dass sich die Abstände der Galaxien zueinander vergrößern. Wie kommen die Physiker dazu, diese Abstandsvergrößerung auf den Raum selbst zu beziehen? Das ist doch nicht beweisbar, weil völlig offen ist, ob der Raum eine physikalische Größe oder nur etwas in unseren Köpfen (reine Anschauung) ist.

Natürlich "passt" bei der Annahme des Raumes als einer physikalische Größe einiges besser zusammen, aber ist das nicht unwissenschaftlich, weil hier die Theorie nicht der Realität, sondern die Realität (und ihre Interpretation) der Theorie angepasst wird.

M.E. ist dies das größte Problem der ART: Sie geht von einem Raum aus, der sozusagen unabhängig von uns existiert, wo es vielleicht (und wahrscheinlich) jedoch so ist, dass es nur einen "Raum" gibt und wir Menschen diesen Raum nur durch eine besondere Brille (Raumvorstellung unseres Gehirns) in verschiedenen Dimensionen erkennen.

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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von seeker » 13. Aug 2010, 09:19

Pippen hat geschrieben:Ihr sprecht immer von Raumausdehnung oder Raumkrümmung. Doch ob das tatsächlich der "Raum" ist der sich da ausdehnt, dass wissen wir doch gar nicht und können es nicht wissen, oder?. "Sehen" tun wir nur, dass sich die Abstände der Galaxien zueinander vergrößern. Wie kommen die Physiker dazu, diese Abstandsvergrößerung auf den Raum selbst zu beziehen? Das ist doch nicht beweisbar, weil völlig offen ist, ob der Raum eine physikalische Größe oder nur etwas in unseren Köpfen (reine Anschauung) ist.
Wenn sich der Abstand von allen Galaxien gleichmäßig mit der Zeit zueinander vergrößert, dann könnte man sagen:
"Der Abstand aller Galaxien vergrößert sich gleichmäßig mit der Zeit!" :wink:

Was ist denn aber "Abstand"? Abstand ist klassisch gesehen Raum. In der ART ist Abstand Raum+Zeit, also Raumzeit.

Der Unterschied zu einer Explosion ist der:
Bei einer Explosion wären die Abstände nicht gleichmäßig. Bei einem Explosionsbild gäbe es ein Zentrum.
Im Zentrum wären die Abstände der Teilchen geringer als am Rand. Im Universum beobachten wir genau dies nicht.
Pippen hat geschrieben:Sie geht von einem Raum aus, der sozusagen unabhängig von uns existiert,
Ganz im Gegenteil. Die Raumzeit existiert gerade nur abhängig davon, was an Materie/Energie in ihr enthalten ist.

Sie es doch mal so:
Gehe davon aus, dass die Materie, die im Universum enthalten ist, in Wirklichkeit eine Eigenschaft der Raumzeit ist - vielleicht gewisse Schwingungen der Raumzeit.
Damit erhältst du ein Gebilde, das vollständig aus einem Ding gemacht ist - die Trennung zwischen Materie und Raumzeit fällt weg.

Dann gehe einen Schritt weiter und denke dir, dass diese schwingende Materie-Raumzeit, die alles ist, gar keine Raumzeit ist, sondern etwas anderes, aus dessen "Bewegung" erst die Raumzeit und die Materie hervortreten. In diese Richtung geht die moderne Physik.

Verstehst du einigermaßen, wie ich das meine?

Grüße
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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von Skeltek » 13. Aug 2010, 17:04

Dass Hin und Rückweg mit Lichtgeschwindigkeit unterschiedlich lange dauern sollte jedem klar sein. Wir sehen zum Teil Objekte am Nachthimmel, die für uns selbst mit Lichtgeschwindigkeit unerreichbar wären, weil sie sich in Wirklichkeit bereits hinter unserem Horizont befinden(je nach Theorie is das jetzt wahr oder falsch).

Die 3k Hintergrundstrahlung sagt nur etwas darüber aus, wie sehr sich die Relation zwischen "makroskopischen Strecken" zu "Reichweite der Kernkräfte" verändert hat.
Als Materie und Energie im Weltraum sich angeblich die Wage hielten, hat sich diese Gleichgewichtsstrahlung relativ homogen verteilt und entspricht fast nem idealen schwarzen Körper. Man kann mutmaßen(!), welche Temperatur(Energiedichte?) diese Strahlung damals hatte.

Die Gleichgewichtsstrahlung hat sich heute auf 3Kelvin reduziert.
Da sich die Wellenlänge(oder Frequenz/Energiedichte?) der Strahlung ca um den Faktor 1090 verändert hat, kann man zunächstmal lediglich auf die Raumausdehnung seit dem Materie-Energiegleichgewicht schließen.
Das entspricht natürlich nicht dem tatsächlichen Weltalter und sagt nichts über den echten Horizont wie weit wir sehen können aus. Es existiert auch Strahlung im Universum, die bereist vor diesem thermischen Gleichgewicht ausgesand wurde. So gesehen können wir unendlich weit in den Weltraum hinaus blicken, nur leider ist die Strahlung von vor dem thermischen Gleichgewicht praktisch fast nicht mehr vorhanden und zu sehr rotverschoben als dass sie messbar wäre.

Was mich interessiert ist, wie man von der Masse&Energiedichte damals auf die Temperatur bzw Frequenz der Strahlung rückschließen kann.
Ausserdem sagt die Theorie(da bin ich Sculletto einer Meinung) nur etwas darüber aus, dass sich die Relation der Wellenlängen der damaligen Strahlung gegenüber unseren heute messenden Atomgrößen verändert hat.

Mir erscheint es völlig abwegig mir vorzustellen, dass sich etwas so fundamentales wie der Raum und das darin enthaltenes Licht gedehnt, gekrümmt und verbogen wird und gleichzeitig anzunehmen dass sich die darin enthaltene Materie(die man ja eigentlich auch als räumlich ausgedehnte Wellen oder Gebilde auffassen kann) in ihrer räumlichen Skalierung nicht verändert hat. Sorry, wurde oft genug diskutiert, aber ich kann die Äquivalenz der beiden Betrachtungsweisen einfach nicht als falsch einsehen... es ist einfach nur eine Relation von zwei Größenverhältnissen die sich verändert hat.
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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von seeker » 13. Aug 2010, 21:29

Sculletto hat geschrieben:welche beiden Betrachtungsweisen? ...
Wo soll da, außer dem Sachverhalt, dass die Abstände zwischen den Galaxien zunehmen, eine Äquivalenz erkennen?
Ich vermute, worauf Skeltek hinaus will, ist folgendes:

Könnte es sein, dass sich nicht der Raum ausdehnt, sondern die Materie (bzw. alles, was im Raum ist) kleiner wird?
Könnte es sein, dass beides geschieht?

Ist das denkbar bzw. sind beide Betrachtungsweisen äquivalent oder nicht?
Das würde mich interessieren. Was meint ihr dazu?

Viele Grüße
seeker
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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von Pippen » 14. Aug 2010, 02:43

seeker hat geschrieben: Ganz im Gegenteil. Die Raumzeit existiert gerade nur abhängig davon, was an Materie/Energie in ihr enthalten ist.

Sie es doch mal so:
Gehe davon aus, dass die Materie, die im Universum enthalten ist, in Wirklichkeit eine Eigenschaft der Raumzeit ist - vielleicht gewisse Schwingungen der Raumzeit.
Damit erhältst du ein Gebilde, das vollständig aus einem Ding gemacht ist - die Trennung zwischen Materie und Raumzeit fällt weg.

Dann gehe einen Schritt weiter und denke dir, dass diese schwingende Materie-Raumzeit, die alles ist, gar keine Raumzeit ist, sondern etwas anderes, aus dessen "Bewegung" erst die Raumzeit und die Materie hervortreten. In diese Richtung geht die moderne Physik.

Verstehst du einigermaßen, wie ich das meine?

Grüße
seeker
Wer postuliert, dass sich bei großer Gravitation Räume krümmen oder Galaxien in Überlichtgeschwindigkeit expandieren, weil sich der Raum zwischen ihnen ausdehnt, der postuliert mit dem "Raum" ein etwas, das außerhalb von uns steht und quasi ein "Ding" ist, wie auch die Materie. Ansonsten würden sich nämlich die Galaxien in Überlichtgeschwindigkeit bewegen. Auch zeigt das Ballonbsp. der Physiker mE, dass der Raum (Ballon) als etwas Physikalisches gesehen wird. Der Raum an sich ist aber unbeweisbar und uns a priori vorgegeben. Wer daher dem Raum (oder der Zeit) physikalische Eigenschaften gibt wie die ART, der pokert hoch, denn der Raum dürfte viel wahrscheinlicher nur "in unserem Kopf" sitzen, d.h. eine Anschauung sein, so wie zB die Farben, die ja auch nicht "wirklich" sind, sondern nur Teile eines elektomagn. Spektrums. Dann aber kann sich der Raum nicht so "ausdehnen", wie Physiker sich das denken, sondern der Raum wird nur immer größer, weil sie Abstände zB zwischen den Galaxien wachsen, genauso so wie auch der Raum zwischen zwei sich entfernenden Autos größer wird. Damit würde aber die Urknalltheorie fallen....

Natürlich verstehe ich viel zu wenig von Physik und ART, um diesen Einwand auch nur schlüssig zu formulieren, aber lt. wikipedia wird vor allem durch Philosophen bemängelt, dass dem Raum Eigenschaften zugesprochen werden, die unbeweisbar sind...und eigentlich sollten Wissenschaftler nur Theorien über Dinge aufstellen, die sie irgendwie nachweisen können.

Wenn man puristisch an die Sache rangeht, dann ist der Raum nur der Abstand zwischen zwei Teilchen

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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von Skeltek » 14. Aug 2010, 07:34

Sculletto hat geschrieben: Eine Deutung der kosmischen Expansion als Kontraktion der Galaxien würde außerdem bedeuten, dass das Licht immer langsamer wird. Nach der RT ist die Lichtgeschwindigkeit aber eine wichtige Größe in der Struktur der Raumzeit, sie verknüpft räumliche und zeitliche Abstände und muss daher lokal immer gleich bleiben. Die Deutung als Expansion des Raumes hat daher nichts damit zu tun, ob sich "die räumliche Skalierung der Materie ändert", sondern eher etwas mit der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit und mit dem, was in der RT wirklich "etwas so fundamentales" ist, nämlich der Struktur der Raumzeit.
Das würde es meiner Meinung nach nicht bedeuten. Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit wäre nach wie vor gegeben. Man sollte nicht vergessen, dass eine Neuskalierung sämmtlicher Streckenverhältnisseauf atomarer Ebene auch eine Prozessgeschwindigkeitsänderung dieser Abläufe bedeuten würde, da der Ablauf von sämmtlichen Prozessen wie Elektronensprüngen bis hin zu Wärmeleitung auch von c abhängig ist und von diesem hergeleitet werden kann. So gesehen heben sich die meisten zu erwartenden Effekte gegenseitig auf. Das einzige, was sich durch die neue Betrachtungsweise im Vergleich zur beschleunigten Expansionstheorie ändern würde wäre die Notation von Koordinaten.
Man kann eine Theorie nicht widerlegen, indem man Resultate einer dazu entgegengesetzten Theorie verwendet.
Die Struktur der Raumzeit richtet sich nicht nach deiner Theorie, sondern die Theorie sollte wie ein Spline lokal die messbare Realität in so vielen Messpunkten der Umgebung wie möglich wiedergeben und/oder vorhersagen.

Es ist einfach zu widersprechen, wenn man nicht alles berücksichtigt. Beide Ansichtsweisen würden für uns haargenau die gleichen Phänomene und Beobachtungen hervorrufen. Es stellt sich nur die Frage, ob man den Grund für die Expansion in der Materie oder im Raum sucht. Falls man Materie und Raumzeit als untrennbar betrachten möchte, oder das eine als Phänomen des anderen darstellt, hat es sich ohnehin erübrigt, die Ursache einem von beidem allein zuzuschreiben...

Ausserdem stellt sich auch die Frage, wieso beim Urknall nicht die Verteilung der Materie und/oder Energie nicht absolut homogen war. Wieso gibt es überhaupt Energieschwankungen im Vakuum in den ersten Augenblicken des Urknalls?
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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von seeker » 14. Aug 2010, 09:44

@Pippen:
Von mir aus kannst du (vielleicht mit Recht) abstreiten, dass es einen Raum "an sich" gibt - so wie du ihn dir offensichtlich denkst.
Das Problem dabei ist, dass es keinen leeren Raum gibt!
Stichworte: Vakuumfluktuationen, Unschärfe, Casimir-Effekt, virtuelle Teilchen
Der (gefüllte) Raum ist also definitiv ein Ding und kein Nichts bzw. eine Eigenschaft dessen, was in ihm ist.

Zur Kontraktion der Materie:

Es müsste natürlich nicht nur die baryonische Materie kontrahieren, sondern alles, was im Universum ist - also auch Wellen, Photonen, etc. und die dazugehörigen Geschwindigkeiten. Wobei: Was ist dann bei Objekten mit Nullausdehnung?
Wenn man dies im Rahmen der ART beschreiben würde, und alle Effekte eben nicht auf den Raum, sondern auf die Materie/Strahlung umrechnen würde, dann müsste doch genau dasselbe herauskommen?
Es ist ja die Frage, was man an was misst. Wenn sich der Maßstab verändert, verändern sich die Messergebnisse genauso.
Es könnte jetzt aber sein, dass diese Möglichkeit mathematisch aufwendiger wäre - das weiß ich nicht. Was macht man hier mit der Zeit?
Oder wäre es auch mathematisch dasselbe und nur eine alternative Interpretation der Theorie?

Grüße
seeker
Grüße
seeker


Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper

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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von Pippen » 14. Aug 2010, 15:04

Ich würde Raum definieren als math. beschreibbaren Abstand zwischen zwei Objekten. Das ist ökonomischer (ockhams razor), weil wie gesagt völlig offen ist, ob das, was wir zwischen zwei Objekten wahrnehmen "etwas" oder schlicht "nichts" ist.

Ich würde dann feststellen, dass sich Galaxien voneinander fortbewegen ohne in Bewegung zu sein. Es stände also fest, dass sich der Abstand zwischen den Galaxien vergrößert. Warum? Nun, entweder ist die Prämisse der Expansion oder die der Ruhe falsch sein. Wieso bohrt da die Physik nicht weiter & tiefer, sondern "baut" sich mit der Raumausdehnung gleich einen eleganten Fluchtweg. Das wirkt auf mich als Laien alles sehr nach dem Motto: Wir bauen uns die Welt, wie sie uns gefällt und wenn was nicht passt, wirds passend gemacht.

Nochmal: Wenn der Raum nur in unserem Kopf ist wie die Farben oder die Mathematik, dann ist die ART & SRT schlicht falsch, denn dann "dehnt" sich höchstens die VORSTELLUNG in unserem Gehirn und nichts weiter. Diese Annahme ist ziemlich plausibel, nach allem, was wir über unser Gehirn wissen; was man der Physik aber vorwerfen kann, ist, dass sie sich hier immunisiert, wie eine Religion, denn niemand wird je entkräften oder entscheiden können, ob sich nun der Raum ausdehnt wie bei dem Ballon oder ob das nur unsere Einbildung ist wie bei der Annahme einer rein psychologischen Raumvorstellung.

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Re: Wie alt ist unser Universum wirklich?

Beitrag von Pippen » 14. Aug 2010, 15:49

@tensor: Ich widerspreche mir nicht, allerdings bin ich auch zu sehr Laie, um mir da sicher zu sein. Ich nehme durchaus einen Raum an und definiere ihn entsprechend, s.o. Ich gehe allerdings davon aus, dass dieser Raum nur in unserem Kopf Wirklichkeit ist und "existiert". Raum kann sich daher nicht physikalisch verändern. Man könnte damit sogar weiter die ART vertreten. Aber wenn man dann von Raumkrümmung oder -ausdehnung spricht, dann meint man damit nur unsere Vorstellung darüber, d.h. uns ERSCHIENE es so, als ob sich vor uns der "Raum" dehnt oder krümmt. Hat nicht vielleicht sogar Einstein sich den Raum so vorgestellt oder doch nicht?

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