Hubble und Urknall
Hubble und Urknall
Kann man aus dem der physikalischen Deutung des Urknalls ( bis auf 10 hoch -34 Sekunden )
auf das Gesetz von Hubble schließen ? ( für kleine z )
Danke
hb
auf das Gesetz von Hubble schließen ? ( für kleine z )
Danke
hb
- belgariath
- Ehrenmitglied
- Beiträge: 1076
- Registriert: 11. Feb 2006, 11:40
- Wohnort: Trappist 1e
Re: Hubble und Urknall
Ich denke es ist eher umgekehrt. Aus dem Hubble-Gesetz wird auf eine anfängliche Singularität geschlossen. Denn das Hubble-Gesetz besagt ja, das das Universum expandiert. Mehr noch, es besagt, dass sich Galaxiengruppen umso schneller von uns fortbewegen, je weiter sie von uns entfernt sind. Wenn man dann in der Zeit rückwärts denkt, kommt man an einen Zeitpunkt, zu dem alle Galaxiengruppen in einem Raumpunkt konzentriert gewesen sein müssen. Einen solchen Punkt nennt man Singularität. Und das Ereignis, bei dem sich aus einer Singularität ein expandierendes Universum bildete, nennen wir Urknall.
Der harmonische Oszillator ist die Drosophila der Physiker (Carsten Honerkamp)
Eine Welle ist, was so wackelt (Andrei Pimenov)
Elektrodynamik ist ein Schlauch vieler Hamsterkäfige (Haye Hinrichsen)
Eine Welle ist, was so wackelt (Andrei Pimenov)
Elektrodynamik ist ein Schlauch vieler Hamsterkäfige (Haye Hinrichsen)
-
- Site Admin
- Beiträge: 5085
- Registriert: 25. Mär 2008, 23:51
- Wohnort: Stuttgart, Germany
- Kontaktdaten:
Re: Hubble und Urknall
Wobei der Urknall nicht als zeitliche Singularität aufzufassen ist sondern als räumliche. Wonach will man dt schon messen?
Oder irre ich mich? Geschehnisse pro Zeit ist doch Zeitmessung? Welches der beiden geht nun gegen null bzw unendlich?
Oder irre ich mich? Geschehnisse pro Zeit ist doch Zeitmessung? Welches der beiden geht nun gegen null bzw unendlich?
Gödel für Dummies:
- Unentscheidbarkeit - Dieser Satz ist wahr.
- Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
- Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.
Re: Hubble und Urknall
Ich würde sagen, dass der Urknall eine zeitliche Koordinatensingularität darstellt.
Außerdem stellt er ein Raumzeitsingularität dar.
Grüße
seeker
Außerdem stellt er ein Raumzeitsingularität dar.
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
seeker
Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper
Re: Hubble und Urknall
Wie definiert ihr "räumliche" oder "zeitliche" Singularität?
Beim Urknall handelt es sich nicht um eine Koordinatensingularität, sondern um eine reale. Der allgemeinste Begriff ist dabei m.W.n. der von Penrose & Hawking verwendete: geodätisch unvollständig, d.h. zeitartige Geodäten enden bei endlicher Eigenzeit.
Beim Urknall handelt es sich nicht um eine Koordinatensingularität, sondern um eine reale. Der allgemeinste Begriff ist dabei m.W.n. der von Penrose & Hawking verwendete: geodätisch unvollständig, d.h. zeitartige Geodäten enden bei endlicher Eigenzeit.
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Re: Hubble und Urknall
Ja, OK. Ich glaube nun, der Versuch das in "zeitlich" und "räumlich" aufzudröseln bringt nichts.
Grüße
seeker
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
seeker
Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper
-
- Site Admin
- Beiträge: 5085
- Registriert: 25. Mär 2008, 23:51
- Wohnort: Stuttgart, Germany
- Kontaktdaten:
Re: Hubble und Urknall
Danke, darauf wollte ich hinaus. Das Universum wird unendlich dicht->Eigenzeiten enden->Anzahl der Dinge, die um einen herum pro Eigenzeit passieren oder interferrieren wird auch unendlich aber man selbst wird davon isoliert?tomS hat geschrieben:Wie definiert ihr "räumliche" oder "zeitliche" Singularität?
Beim Urknall handelt es sich nicht um eine Koordinatensingularität, sondern um eine reale. Der allgemeinste Begriff ist dabei m.W.n. der von Penrose & Hawking verwendete: geodätisch unvollständig, d.h. zeitartige Geodäten enden bei endlicher Eigenzeit.
Gilt das enden der Eigenzeit nur für Masse-behaftete Körper? c müsste sich ja im Vergleich zu scheinbaren abständen erhöhen? Was macht eine Lichtuhr?
Gödel für Dummies:
- Unentscheidbarkeit - Dieser Satz ist wahr.
- Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
- Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.
Re: Hubble und Urknall
Ich weiß noch nicht recht, was die Eigenzeit eines Punktes in diesem Szenario macht...
Eines scheint auf der anderen Seite klar zu sein: Wenn der Raum im Urknall verschwindet, indem er zur Singularität wird, muss das auch für die Zeit gelten.
Zeit ohne Raum scheint nicht zu gehen.
Und damit wird es dann schwierig, denn wenn wir uns normalerweise einen Punkt im Raum vorstellen und fragen, wie der sich bewegungsabhängig durch die Raumzeit des Universums auf Geodäten bewegt, tun wir dann nicht genau das? Postulieren wir dann nicht in Gedanken ein ideales Objekt, das der Zeit unterworfen ist, für das Eigenzeit vergeht, obwohl es als Punkt keine räumliche Audehnung hat?
Wenn man sich dem Urknall gedanklich rückwärts in der Zeit immer mehr nähert, muss es jedenfalls irgendwann quantenmechanisch werden.
Und dann wird diese Vorstellung von "Punkten" wohl irgendwann falsch bzw. unnütz, denn in der QM kann es keine Punkte geben - wegen der Unschärfe.
Grüße
seeker
Eines scheint auf der anderen Seite klar zu sein: Wenn der Raum im Urknall verschwindet, indem er zur Singularität wird, muss das auch für die Zeit gelten.
Zeit ohne Raum scheint nicht zu gehen.
Und damit wird es dann schwierig, denn wenn wir uns normalerweise einen Punkt im Raum vorstellen und fragen, wie der sich bewegungsabhängig durch die Raumzeit des Universums auf Geodäten bewegt, tun wir dann nicht genau das? Postulieren wir dann nicht in Gedanken ein ideales Objekt, das der Zeit unterworfen ist, für das Eigenzeit vergeht, obwohl es als Punkt keine räumliche Audehnung hat?
Wenn man sich dem Urknall gedanklich rückwärts in der Zeit immer mehr nähert, muss es jedenfalls irgendwann quantenmechanisch werden.
Und dann wird diese Vorstellung von "Punkten" wohl irgendwann falsch bzw. unnütz, denn in der QM kann es keine Punkte geben - wegen der Unschärfe.
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
seeker
Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper
Re: Hubble und Urknall
Man muss Raumzeit mit ihren Koordinaten von der Eigenzeit entlang von Geodäten unterscheiden. Die Definition ist unabhängig von Koordinatenzeiten. Sie besagt einfach, dass in einer 4-dim. pseudo-Riemannschen Mannigfaltigkeit Geodäten existieren, die an Punkten (Singularitäten) enden, d.h. die geometrisch nicht über diesen Punkt hinweg fortgesetzt werden können.
Ein sehr einfaches Beispiel ist die Sitze einer zweidimensionalen Kegelfläche.
Ein sehr einfaches Beispiel ist die Sitze einer zweidimensionalen Kegelfläche.
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Re: Hubble und Urknall
Zur Wiederholung:tomS hat geschrieben:Ein sehr einfaches Beispiel ist die Spitze einer zweidimensionalen Kegelfläche.
D.h. die Geometrie des raumzeitlichen Universums hat eine Spitze (die eine Unstetigkeit darstellt) im Urknall - und die kann ich nicht einfach wegtransformieren?
Also habe ich deshalb in diesem Punkt eine echte Singularität und nicht nur eine Koordinatensingularität?
Wenn ich einen Koordinatenstrumpf über z.B. einen Kegel ziehe, kann ich diesen Strumpf zwar verschieben und so meinen Nullpunkt beliebig verschieben, aber das bringt mir nichts, ist recht sinnlos, weil die Spitze dabei bestehen bleibt und auch an Ort und Stelle bleibt? Ich würde ihr dann nur andere Zahlen zuweisen.
Ist es sichergestellt, dass die Raumzeit im Urknall eine Spitze hat?
Warum hätte sie sich dort nicht auch wie eine Kugel oder ein Ei (usw.) ausdehnen können, ohne Unstetigkeit? Schließen das unsere Beobachtungen und Berechnungen aus?
BTW (Randthema, nur weil mir das gerade in den Kopf gekommen ist):
Wir hatten doch schon einmal diskutiert, dass man mathematisch vom Endlichen nicht ohne Unstetigkeiten ins Unendliche kommt (oder umgekehrt).
Wenn ich mir nun aber einen Kreis anschaue und so in ein Koordinatensystem setze, dass der Mittelpunkt auf der x-Achse liegt und der Kreisbogen den Ursprung bei (0/0) schneidet, dann stelle ich fest, dass die Steigung der Kreislinie im Ursprung, bei x=0 unendlich ist, im Intervall ]0; r[ aber endlich ist, bei x=r sogar Null ist und bei x=2r wieder unendlich ist.
Hier komme ich doch ohne Unstetigkeiten vom Unendlichen zum Endlichen und zur Null und zurück - oder nicht?
Der Kreis selbst sieht mir nämlich irgendwie nicht danach aus, als ob er Unstetigkeiten hätte...
Die Kurve, die die Steigung des Kreisbogens darstellt hätte aber wieder welche. Das verwirrt mich gerade.
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
seeker
Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper
Re: Hubble und Urknall
Der Kegel ist natürlich nur eine sehr einfache Veranschaulichung. Zum einen hat er eine Kümmungssingularität (ansonsten ist er flach), zum anderen hat er ganz anschaulich eine Singularität, über die hinaus Linien und insbs. Geodäten (Geraden) nicht fortgesetzt werden können.
Natürlich sind dort auch die Koordinaten singulär, da der Winkel undefiniert ist, aber das ist nicht wesentlich (die bekannten Koordinaten sind auch an Nordpol und Südpol der Erde singulär, allerdings NUR die Koordinaten).
Die Singularität im Sinne der Theoreme von Hawking und Penrose entsprechen der o.g. Idee, dass Geodäten bei endlicher Eigenzeit (des entlang der Geodäten bewegten Beobachters) enden und nicht fortgesetzt werden können. Dass in vielen Fällen die Krümmung divergiert ist richtig, wird jedoch weder zur Definition noch zum Beweis der Singularitätentheoreme herangezogen. Diese besagen, dass jede Raumzeit unter sehr allgemeinen Bedingungen derartige Singularitäen ausbilden muss.
Natürlich sind dort auch die Koordinaten singulär, da der Winkel undefiniert ist, aber das ist nicht wesentlich (die bekannten Koordinaten sind auch an Nordpol und Südpol der Erde singulär, allerdings NUR die Koordinaten).
Die Singularität im Sinne der Theoreme von Hawking und Penrose entsprechen der o.g. Idee, dass Geodäten bei endlicher Eigenzeit (des entlang der Geodäten bewegten Beobachters) enden und nicht fortgesetzt werden können. Dass in vielen Fällen die Krümmung divergiert ist richtig, wird jedoch weder zur Definition noch zum Beweis der Singularitätentheoreme herangezogen. Diese besagen, dass jede Raumzeit unter sehr allgemeinen Bedingungen derartige Singularitäen ausbilden muss.
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Re: Hubble und Urknall
OK, ich denke das habe ich verstanden. Dass der Kegel ein sehr einfaches Gebilde ist, ist klar. Man könnte ja noch alle möglichen Krümmungen haben - und wohl auch Löcher.tomS hat geschrieben:Der Kegel ist natürlich nur eine sehr einfache Veranschaulichung. Zum einen hat er eine Kümmungssingularität (ansonsten ist er flach), zum anderen hat er ganz anschaulich eine Singularität, über die hinaus Linien und insbs. Geodäten (Geraden) nicht fortgesetzt werden können.
Natürlich sind dort auch die Koordinaten singulär, da der Winkel undefiniert ist, aber das ist nicht wesentlich (die bekannten Koordinaten sind auch an Nordpol und Südpol der Erde singulär, allerdings NUR die Koordinaten).
OK. D.h, dass Spitzen die Folge allgemeinerer Beschreibungen sind, nicht deren Ursache? Jedoch fällt mir im Moment kein Szenario ein, das keine Spitze hat und bei dem dennoch die Geodäten enden.tomS hat geschrieben:Die Singularität im Sinne der Theoreme von Hawking und Penrose entsprechen der o.g. Idee, dass Geodäten bei endlicher Eigenzeit (des entlang der Geodäten bewegten Beobachters) enden und nicht fortgesetzt werden können. Dass in vielen Fällen die Krümmung divergiert ist richtig, wird jedoch weder zur Definition noch zum Beweis der Singularitätentheoreme herangezogen. Diese besagen, dass jede Raumzeit unter sehr allgemeinen Bedingungen derartige Singularitäen ausbilden muss.
Gibt es eines oder sind beide Betrachtungsweisen letztlich identisch?
Wenn ich einen Doppelkegel bilde, dann wäre vor dem Urknall ein weiteres, kontrahierendes Universum. Wenn ich meine Geodäten durch die Singularität dazwischen schicken würde, dann würden sie dort nicht enden. Ich hätte allerdings das Problem, dass ich nicht berechnen könnte, was in der Singularität selbst, beim Durchgang mit dem Geodäten geschieht. Mir ginge an diesem Punkt alle Information verloren. Daher wäre das ein Modell, für das ich keine Beobachtungsdaten liefern kann. Kann man das so sagen?
Ich bleibe mal vorerst bei dem Bild mit den Spitzen.
Wichtig erscheint mir, dass eine solche Spitze von jedem Punkt in der Raumzeit in ct-Richtung erreicht werden kann.
Das hieße dann, dass es keine Spitzen geben dürfte, die im 90°-Winkel zur ct-Richtung stehen, d.h. der Weg zu meiner Urknallsingularität darf keine (>45°, 90°, >90° ?) Ecken haben.
Kann man das so sehen?
Was wäre weiterhin, wenn wir mehrere Urknallsingularitäten hätten, die evtl. sogar an verschiedenen Punkten auftauchen würden (relativ zu jeder anderen Singularität räumlich und zeitlich entfernt) und sich dann zu einer einzigen RZ vereinigen würden?
Wäre das innerhalb der momentanen Modellierung denkbar?
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
seeker
Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper
-
- Site Admin
- Beiträge: 5085
- Registriert: 25. Mär 2008, 23:51
- Wohnort: Stuttgart, Germany
- Kontaktdaten:
Re: Hubble und Urknall
Meiner Meinung nach decken sich die Beobachtungen und Prognosen nicht.
Eine Singularität in der Raumzeit bedeutet nicht zwangsläufig eine zeitlich und räumliche Singularität aus Sicht des Beobachters.
Man muss denke ich schauen, ob die Eigenzeitprogression eines Punktes schneller gegen Null strebt oder sein "Abstand" zur Spitze des Kegels. Einfache Grenzwertbildung. Es ist meiner Meinung nach praktisch unmöglich daß sich als Grenzwert des Quotienten der beiden genau 1 ergibt.
Eine Singularität in der Raumzeit bedeutet nicht zwangsläufig eine zeitlich und räumliche Singularität aus Sicht des Beobachters.
Man muss denke ich schauen, ob die Eigenzeitprogression eines Punktes schneller gegen Null strebt oder sein "Abstand" zur Spitze des Kegels. Einfache Grenzwertbildung. Es ist meiner Meinung nach praktisch unmöglich daß sich als Grenzwert des Quotienten der beiden genau 1 ergibt.
Gödel für Dummies:
- Unentscheidbarkeit - Dieser Satz ist wahr.
- Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
- Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.
Re: Hubble und Urknall
Na ja, wenn die Geodäten dort aber enden, dies der Theoreme von Hawking und Penrose entspricht, dann glaube ich das erstmal.
Zeitliche Entfernungen gibt es ja nach meinem Verständnis auch gar nicht in der Raumzeit, es gibt nur c*t-Entfernungen.
Das wäre doch ein Widerspruch? Ich meine, du musst ja auch die Eigenzeit irgendwie bestimmen. Wie soll das ohne Raum gehen?
Das ginge nur, wenn der Raum (rückwärts in der Zeit gesehen) eben nicht verschwinden würde und immer langsamer kontrahieren würde. Das scheint aber der Theorie zu widersprechen.
Da die Formeln zeitsymmetrisch sind kann ich auch ein kontrahierendes Universum betrachten und fragen, ob es kurz vor der Endknallsingularität immer langsamer kontrahieren kann - oder nicht doch immer schneller kontrahieren muss? Ich glaube das Letztere ist der Fall.
Grüße
seeker
Zeitliche Entfernungen gibt es ja nach meinem Verständnis auch gar nicht in der Raumzeit, es gibt nur c*t-Entfernungen.
Ich denke eher, dass das unumgänglich ist. Wie soll denn das für den Beobachter aussehen, wenn der Raum verschwindet aber nicht die Eigenzeit?Skeltek hat geschrieben:Es ist meiner Meinung nach praktisch unmöglich daß sich als Grenzwert des Quotienten der beiden genau 1 ergibt.
Das wäre doch ein Widerspruch? Ich meine, du musst ja auch die Eigenzeit irgendwie bestimmen. Wie soll das ohne Raum gehen?
Das ginge nur, wenn der Raum (rückwärts in der Zeit gesehen) eben nicht verschwinden würde und immer langsamer kontrahieren würde. Das scheint aber der Theorie zu widersprechen.
Da die Formeln zeitsymmetrisch sind kann ich auch ein kontrahierendes Universum betrachten und fragen, ob es kurz vor der Endknallsingularität immer langsamer kontrahieren kann - oder nicht doch immer schneller kontrahieren muss? Ich glaube das Letztere ist der Fall.
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
seeker
Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper
-
- Site Admin
- Beiträge: 5085
- Registriert: 25. Mär 2008, 23:51
- Wohnort: Stuttgart, Germany
- Kontaktdaten:
Re: Hubble und Urknall
Ich meinte es anders herum. Ein Beobachter selbst merkt ja nichts davon, daß seine Eigenzeit endet, nur daß alles was auf ihn zukommt extremst hochfrequent wird bzw schneller abläuft.
Kausale Flächen bleiben Flächen und haben eine Normale in deren Richtung sie sich bewegen.
Was nicht zählt ist die Größe des Objektes, sondern daß eine Kugeloberfläche z.B. eine Kugeloberfläche bleibt, egal wie stark sie kontrahiert. Kann mir auch nicht vorstellen, daß sich die kausalen Flächen kreuzen. Die Form ist nur entscheidend!
Selbst eine Ringsingularität bleibt eine solche, auch wenn sie sich ihr Ring auf praktisch Null zusammenzieht.
Das hast du etwas falsch herum aufgefasst. Unter der Annahme, daß das Universum unendliche Ausdehnung hat, spielt die Kontraktionsgeschwindigkeit keine Rolle. Ob sich jetzt der Raum pro Sekunde halbiert oder die Halbwärtszeit gegen Null geht, bleibt das Gebilde unendlich groß, auch wenn die Massedichte gegen unendlich geht...Das wäre doch ein Widerspruch? Ich meine, du musst ja auch die Eigenzeit irgendwie bestimmen. Wie soll das ohne Raum gehen?
Das ginge nur, wenn der Raum (rückwärts in der Zeit gesehen) eben nicht verschwinden würde und immer langsamer kontrahieren würde. Das scheint aber der Theorie zu widersprechen.
Kausale Flächen bleiben Flächen und haben eine Normale in deren Richtung sie sich bewegen.
Was nicht zählt ist die Größe des Objektes, sondern daß eine Kugeloberfläche z.B. eine Kugeloberfläche bleibt, egal wie stark sie kontrahiert. Kann mir auch nicht vorstellen, daß sich die kausalen Flächen kreuzen. Die Form ist nur entscheidend!
Selbst eine Ringsingularität bleibt eine solche, auch wenn sie sich ihr Ring auf praktisch Null zusammenzieht.
Gödel für Dummies:
- Unentscheidbarkeit - Dieser Satz ist wahr.
- Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
- Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.
Re: Hubble und Urknall
Zur Klarstellung: die geodätische Unvollständigkeit besagt, dass es physikalische Beobachter mit physikalischen zeitartigen Geodäten gibt, die bei endlicher Eigenzeit enden. D.h. in diesem Sinne liegen die Singularitäten in der Vergangenheit (Big Bang) oder der Zukunft (Big Crunch, Schwarzes Loch) des jeweiligen Beobachters.
Damit ist noch nichts über physikalische Effekte wie Rotvschiebung, Zeitdilatation o.ä. gesagt.
Betrachten wir ein zweidimensionales, sphärisches Univesum, also die Oberfläche eines Luftballons, und darauf die Geodäten = beliebige Großkreise. Lassen wir nun die Luft aus dem Luftballon entweichen, bis er zu einem Punkt kollabiert ist; dies entspricht dem Big Crunch. Führen wir ein Koordinatensystem (t, x, y) für einen Beobachter und seine Geodäte ein. (x,y) stehen dabei für die raumartigen Koordinaten auf der Obfläche, das können auch Winkelkoordinaten oder sonstwas sein. Das Ende der Geodäten bedeutet einfach, dass es eine Gleichung für einen Großkreis (x(t), y(t)) auf der Oberläche mit Radius R(t) gibt, die bei t=T endet, da dann R(T) = 0 ist. Dabei soll hier der Einfachheit halber die Eigenzeit und die Koordinatenzeit t identisch sein.
Die Bedeutung dieser Klassifizierung liegt darin begründet, dass sie intrinsisch physikalisch ist: die wahrgenommene Eigenzeit von physikalischen Beobachtern endet.
Ich will kurz erklären, warum das wichtig ist. Betrachten wir den Fall eines Astronauten in ein schwarzes Loch. Für einen Beobachter im Außenraum erreicht dieser den Ereignishorizont in der unendlich fernen Zukunft, und zwar sowohl ausgedrückt durch die (unphysikalische) Koordinatenzeit als auch durch die Eigenzeit des Bobachters im Außenraum. Für den fallenden Astronauten vergeht aber nur eine endliche Eigenzeit bis zum EH des SL. Nun kann man die Geodätengleichung dort jedoch (in einem besser geeigneten lokalen Koordinatensystem) fortsetzen, der Astronaut überquert den EH in endlicher Eigenzeit. Damit liegt keine geodätische Unvollständigkeit und somit keine Singularität vor. Das selbe Spielchen funktioniert im Zentrum des SLs jedoch nicht mehr, man kann keine Fortsetzung der Geodäte finden, diese endet mathematisch beweisbar in endlicher Eigenzeit für Astronauten (nur das ist relevant).
Die Bedeutung dieser Definition von Singularität liegt darin begründet, dass sie mit minimalem geometrischen Input eine Defintion liefert, und dass sie unter sehr allgemeinen Bedingungen (Gültigkeit der Einstein-Gleichungen sowie Energiebedingungen) die Existenz von Singularitäten vorhersagt (man kann sie auch austricksen, in dem man die o.g. Bedingungen aufweicht. Z.B. folgt aus bestimmten Gleichungen der Quantengravitation eine klassische Näherung, die man als Modifikation der Einsteingleichungen auffassen kann; und für diese Modifikation verhindert sowohl Big Bang als auch Big Crunch in einem FRW-Universum)
Damit ist noch nichts über physikalische Effekte wie Rotvschiebung, Zeitdilatation o.ä. gesagt.
Betrachten wir ein zweidimensionales, sphärisches Univesum, also die Oberfläche eines Luftballons, und darauf die Geodäten = beliebige Großkreise. Lassen wir nun die Luft aus dem Luftballon entweichen, bis er zu einem Punkt kollabiert ist; dies entspricht dem Big Crunch. Führen wir ein Koordinatensystem (t, x, y) für einen Beobachter und seine Geodäte ein. (x,y) stehen dabei für die raumartigen Koordinaten auf der Obfläche, das können auch Winkelkoordinaten oder sonstwas sein. Das Ende der Geodäten bedeutet einfach, dass es eine Gleichung für einen Großkreis (x(t), y(t)) auf der Oberläche mit Radius R(t) gibt, die bei t=T endet, da dann R(T) = 0 ist. Dabei soll hier der Einfachheit halber die Eigenzeit und die Koordinatenzeit t identisch sein.
Die Bedeutung dieser Klassifizierung liegt darin begründet, dass sie intrinsisch physikalisch ist: die wahrgenommene Eigenzeit von physikalischen Beobachtern endet.
Ich will kurz erklären, warum das wichtig ist. Betrachten wir den Fall eines Astronauten in ein schwarzes Loch. Für einen Beobachter im Außenraum erreicht dieser den Ereignishorizont in der unendlich fernen Zukunft, und zwar sowohl ausgedrückt durch die (unphysikalische) Koordinatenzeit als auch durch die Eigenzeit des Bobachters im Außenraum. Für den fallenden Astronauten vergeht aber nur eine endliche Eigenzeit bis zum EH des SL. Nun kann man die Geodätengleichung dort jedoch (in einem besser geeigneten lokalen Koordinatensystem) fortsetzen, der Astronaut überquert den EH in endlicher Eigenzeit. Damit liegt keine geodätische Unvollständigkeit und somit keine Singularität vor. Das selbe Spielchen funktioniert im Zentrum des SLs jedoch nicht mehr, man kann keine Fortsetzung der Geodäte finden, diese endet mathematisch beweisbar in endlicher Eigenzeit für Astronauten (nur das ist relevant).
Die Bedeutung dieser Definition von Singularität liegt darin begründet, dass sie mit minimalem geometrischen Input eine Defintion liefert, und dass sie unter sehr allgemeinen Bedingungen (Gültigkeit der Einstein-Gleichungen sowie Energiebedingungen) die Existenz von Singularitäten vorhersagt (man kann sie auch austricksen, in dem man die o.g. Bedingungen aufweicht. Z.B. folgt aus bestimmten Gleichungen der Quantengravitation eine klassische Näherung, die man als Modifikation der Einsteingleichungen auffassen kann; und für diese Modifikation verhindert sowohl Big Bang als auch Big Crunch in einem FRW-Universum)
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Re: Hubble und Urknall
Hat es denn eine unendliche Ausdehnung? Damit kommst du mir erst jetzt, lieber Skeltek.Skeltek hat geschrieben:Unter der Annahme, daß das Universum unendliche Ausdehnung hat, spielt die Kontraktionsgeschwindigkeit keine Rolle.
Ich selbst glaube nicht an ein solches Universum, denn es wäre eines, wo die Raumkomponenten stets aktual unendlich sind (auch in der Urknallsingularität), während die ct-Komponenete in der Singularität einen Anfang hätte, also zumindest in dieser Richtung endlich wäre.
Warum diese Ungleichbehandlung? Ich glaube nicht, dass die Natur so etwas macht.
Außerdem hätten wir auch in diesem Fall eine kontraktionsabhängige Dichtezunahmegeschwindigkeit - und die würde auch dort eine Rolle spielen.
(Die Dichte würde auch in diesem Szenario unendlich groß werden.)
Ja. Nur habe ich damit noch ein Verständnisproblem, wie schon an anderer Stelle erwähnt:Skeltek hat geschrieben:Ich meinte es anders herum. Ein Beobachter selbst merkt ja nichts davon, daß seine Eigenzeit endet, nur daß alles was auf ihn zukommt extremst hochfrequent wird bzw schneller abläuft.
Was wir nämlich für diese Idealisierung bräuchten ist ein punktförmiger Beobachter. Für viele andere Betrachtungen reicht ein "kleiner Beobachter", der ein kleines eigenes System bildet, hier muss er aber tatsächlich punktförmig sein.
Wie soll ein punktfömiger Beobachter aber überhaupt noch eine Eigenzeit feststellen können, innerhalb seines Systems?
In den Punkt passt doch keine Uhr mehr hinein, nicht einmal ein radioaktives Atom? Also kann er "Zeit" nur dadurch messen, indem er aus seinem Punkt heraus auf das ihn umgebende Universum schaut - oder? Und da hast du vielleicht recht: Wie soll man "Zeit" da dann überhaupt noch definieren? Über die Temperaturzunahme um mich herum? Ist das dann aber noch eine "Eigenzeit"?
Jedenfalls hört das ja irgendwann auf (im Endlichen!), nämlich dann, wenn die Quanteneffekte bedeutend werden.
Was dann passiert weiß aber heute noch kein Mensch.
Ringsingularitäten! Gute Idee. Wir bräuchten dafür allerdings ein rotierendes Universum. Es gibt leider bisher keine Beobachtungen, die dies empirisch untermauern.Skeltek hat geschrieben:Selbst eine Ringsingularität bleibt eine solche, auch wenn sie sich ihr Ring auf praktisch Null zusammenzieht.
Die Form verschwindet beim Übergang zur Null: 1 Apfel ist ungleich 1 Birne, aber 0 Äpfel = 0 Birnen; ein Kreis mit Radius Null = ein Quadrat mit Kantenlänge Null.Skeltek hat geschrieben:Die Form ist nur entscheidend!
Natürlich ist so ein Nullübergang irgendwo widersinnig: Die Physik verschwindet, wird uneindeutig. Innerhalb der ART ist das Singularitätenproblem nicht lösbar. Deshalb sind wir ja mit dem derzeitigen Urkanllmodell unzufrieden, WEGEN den Singularitäten. Deshalb hätte man ja gerne ein Quantentheorie der Gravitation.
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
seeker
Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper
Re: Hubble und Urknall
Das funktioniert aber nur, wenn die Raumkontraktionsgeschwindigkeit nahe an der Singularität nicht unendlich klein wird - oder?tomS hat geschrieben:Zur Klarstellung: die geodätische Unvollständigkeit besagt, dass es physikalische Beobachter mit physikalischen zeitartigen Geodäten gibt, die bei endlicher Eigenzeit enden.
(Man stelle sich ein Spitze vor, die durch die Gleichung y= 1/(x^2) gebildet wird, wobei die x-Werte den Raum darstellen und die y-Werte die Zeit.)
Bei einer solchen Form läge die Spitze (bei x = 0) in unendlich ferner zeitlicher Entfernung.
Kann ich daher davon ausgehen, dass eine solche Form bei physikalisch realisierten Singularitäten ausgeschlossen werden kann?
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
seeker
Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper
-
- Site Admin
- Beiträge: 5085
- Registriert: 25. Mär 2008, 23:51
- Wohnort: Stuttgart, Germany
- Kontaktdaten:
Re: Hubble und Urknall
Danke für die Erklärung Tom.tomS hat geschrieben: Zur Klarstellung: die geodätische Unvollständigkeit besagt, dass es physikalische Beobachter mit physikalischen zeitartigen Geodäten gibt, die bei endlicher Eigenzeit enden. D.h. in diesem Sinne liegen die Singularitäten in der Vergangenheit (Big Bang) oder der Zukunft (Big Crunch, Schwarzes Loch) des jeweiligen Beobachters.
Daß die Eigenzeit eines jeden (massebehafteten) Beobachters dort endet ist klar(auch wenn er selbst nichts davon merkt beim "Aufschlag" des Universums von allen Seiten).
Bin mir nicht sicher ob ich die Frage die ich eigentlich meine überhaupt richtig formulieren kann.
Beim Fall auf ein schwarzes Loch werden die Komponenten der Wellengleichung der Teilchen teilweise unendlichfrequent, während sie radial nullfrequent werden.
Wenn man von der Eigenzeit massebehafteter Teilchen absieht, müssten beim BC doch im rein energetischen, masselosen Teil immer mehr bzw unendlich schnell Wechselwirkungen zwischen Wellen anlaufen.
Wenn man Zeit daran misst, wieviele Prozesse pro Zeit ablaufen, dann müsste beim BC doch im energetischen Sektor die Zeit unendlich schnell vergehen. Eine mechanische, massebehaftete Uhr zu benutzen ergibt in dem Moment keinen Sinn. Andererseits kann man aus einem Inertialsystem heraus(wenn man selbst in einem steckt) keine Schlüsse ziehen, da für massebehaftete Prozesse die Progressionsgeschwindigkeit auch vom für einen verschwindenden Raum abhängt.
Vor dem Hintergrundgedanken hatte ich mir ja überlegt, ob die Menge der Inertialräume das Universum bilden oder ob das Universum die Inertialräume mit Radius größer Null bzw Krümmung=endlich aufspannt, in denen massebehaftete Körper überhaupt existieren können.
ct konstant, t->0 c->unendlich ?
(die Zeile hätte ich mir nach Seekers Prost eben sparen können ^^)
Gödel für Dummies:
- Unentscheidbarkeit - Dieser Satz ist wahr.
- Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
- Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.
Re: Hubble und Urknall
Deswegen funktioniert die Argumentation auch nicht über die Koordinaten- sondern über die Eigenzeit. Es ist durchaus möglich, dass pathologische Effekte bei endlicher Koordinatenzeit auftreten, dass diese aber in anderen Koordinaten hin in die unendlich ferne Zukunft (ausgedrückt in Koordinatenzeit) verschoben werden kann.seeker hat geschrieben:Das funktioniert aber nur, wenn die Raumkontraktionsgeschwindigkeit nahe an der Singularität nicht unendlich klein wird - oder?tomS hat geschrieben:Zur Klarstellung: die geodätische Unvollständigkeit besagt, dass es physikalische Beobachter mit physikalischen zeitartigen Geodäten gibt, die bei endlicher Eigenzeit enden.
Bei einer solchen Form läge die Spitze (bei x = 0) in unendlich ferner zeitlicher Entfernung.
Kann ich daher davon ausgehen, dass eine solche Form bei physikalisch realisierten Singularitäten ausgeschlossen werden kann?
Die Eigenzeit entlang einer Geodäte ist aber koordinatenunabhängig invariant formuliert, d.h. wenn eine Klasse von Geodäten existiert, die bei endlicher Eigenzeit (definiert als invariante Länge der Geodäten) ENDEN, dann ist diese Aussage universell gültig.
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Re: Hubble und Urknall
Ok.
Ich habe mir das Singularitäten-Theorem angeschaut. Harter Tobak für den Laien!
Das sieht mal wieder recht indirekt aus (wohl weil es so allgemein ist). Aber das bin ich ja von der ART schon gewöhnt...
(siehe die Diskussion, warum die Raumzeit kontrahieren oder expandieren muss)
Also baut alles auf diesem Theorem auf?
Viel mehr kann man da gar nicht zu sagen(?):
Wegen dem Theorem enden die Geodäten. Daraus folgt alles weitere - und nicht umgekehrt?
Ist da sonst nix konkreteres, wenn man gerade unser Universum betrachtet, so wie es ist, mit gerade den Materie- und Energieformen, die es enthält?
Grüße
seeker
Ich habe mir das Singularitäten-Theorem angeschaut. Harter Tobak für den Laien!
Das sieht mal wieder recht indirekt aus (wohl weil es so allgemein ist). Aber das bin ich ja von der ART schon gewöhnt...
(siehe die Diskussion, warum die Raumzeit kontrahieren oder expandieren muss)
Also baut alles auf diesem Theorem auf?
Viel mehr kann man da gar nicht zu sagen(?):
Wegen dem Theorem enden die Geodäten. Daraus folgt alles weitere - und nicht umgekehrt?
Ist da sonst nix konkreteres, wenn man gerade unser Universum betrachtet, so wie es ist, mit gerade den Materie- und Energieformen, die es enthält?
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
seeker
Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper
Re: Hubble und Urknall
Nö, da ist nix konkretes ... außer der Aussage, dass unter sehr allgemeinen Bedingungen fast alle Raumzeiten Singularitäten enthalten müssen ...
Gruß
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
Tom
Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper
-
- Site Admin
- Beiträge: 5085
- Registriert: 25. Mär 2008, 23:51
- Wohnort: Stuttgart, Germany
- Kontaktdaten:
Re: Hubble und Urknall
Habe etwas überlegt und zweifel wieder ein wenig.
Wenn ich mir Masse als Interferenzphänomen bzw stehende Welle vorstelle, dann löst sich die Oberfläche des Teilchens hinter dem EH einer Singularität auf. Gravitation würde dann doch nicht mehr omnidirektional wirken? Die Oberfläche eines kugelförmigen Teilchens würde in jedem Bezugssystem planar; die rückseitige Fläche würde bei weiterer Beschleunigung negativ(wobei ich jetzt noch nicht weiss wie ich das deuten soll)
Wie beim Doppelspaltexperiment mit Teilchen entspricht jedes Teilchen einer Welle bestimmter Frequenz(Geschwindigkeits-abhängig). Gibt es bei der gravitativen Beschleunigung von Photonen auch Effekte wie Evanescence, also dass mehrere Photonen die beschleunigt oder reflektiert werden zusammen interferriren können um durch Interferenz der "Reste" ein neues Photon zu bilden?
Die Reste wären bei z.B. Reflektion der Fehler der sich bei der Impuls-Quasiimpuls Gleichung ergibt.
Was denkt ihr? Sind nur ein paar der Gedankenfetzen die mir so durch den Kopf gegangen sind.
Wenn ich mir Masse als Interferenzphänomen bzw stehende Welle vorstelle, dann löst sich die Oberfläche des Teilchens hinter dem EH einer Singularität auf. Gravitation würde dann doch nicht mehr omnidirektional wirken? Die Oberfläche eines kugelförmigen Teilchens würde in jedem Bezugssystem planar; die rückseitige Fläche würde bei weiterer Beschleunigung negativ(wobei ich jetzt noch nicht weiss wie ich das deuten soll)
Wie beim Doppelspaltexperiment mit Teilchen entspricht jedes Teilchen einer Welle bestimmter Frequenz(Geschwindigkeits-abhängig). Gibt es bei der gravitativen Beschleunigung von Photonen auch Effekte wie Evanescence, also dass mehrere Photonen die beschleunigt oder reflektiert werden zusammen interferriren können um durch Interferenz der "Reste" ein neues Photon zu bilden?
Die Reste wären bei z.B. Reflektion der Fehler der sich bei der Impuls-Quasiimpuls Gleichung ergibt.
Was denkt ihr? Sind nur ein paar der Gedankenfetzen die mir so durch den Kopf gegangen sind.
Gödel für Dummies:
- Unentscheidbarkeit - Dieser Satz ist wahr.
- Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
- Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.
Re: Hubble und Urknall
@Skeltek:
Keine Ahnung.
Ich kann damit leider nicht viel anfangen.
Das scheinen für mich irgendwie Spekulationen zu sein, die du aus anderen Spekulationen folgerst.
Nicht wirklich greifbar für mich.
@TomS:
Ja, das habe ich befürchtet.
Wenn ich das Singularitäten-Theorem recht verstehe, sagt es uns nur, dass es solche Singularitäten (mit endenden Geodäten) irgendwo in der RZ geben muss.
(Es ist scheints -nebenbei bemerkt- nur ein Widerspruchsbeweis, unter Zuhilfenahme des ausgeschlossenen Dritten. Ob es wirklich kein Drittes geben kann, ist mir noch nicht klar.)
Das allein heißt ja aber noch nicht, dass es sich auch beim Urknall um eine solche Singularität handeln muss - oder doch?
Grüße
seeker
Keine Ahnung.
Ich kann damit leider nicht viel anfangen.
Das scheinen für mich irgendwie Spekulationen zu sein, die du aus anderen Spekulationen folgerst.
Nicht wirklich greifbar für mich.
@TomS:
Ja, das habe ich befürchtet.
Wenn ich das Singularitäten-Theorem recht verstehe, sagt es uns nur, dass es solche Singularitäten (mit endenden Geodäten) irgendwo in der RZ geben muss.
(Es ist scheints -nebenbei bemerkt- nur ein Widerspruchsbeweis, unter Zuhilfenahme des ausgeschlossenen Dritten. Ob es wirklich kein Drittes geben kann, ist mir noch nicht klar.)
Das allein heißt ja aber noch nicht, dass es sich auch beim Urknall um eine solche Singularität handeln muss - oder doch?
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
seeker
Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper
-
- Site Admin
- Beiträge: 5085
- Registriert: 25. Mär 2008, 23:51
- Wohnort: Stuttgart, Germany
- Kontaktdaten:
Re: Hubble und Urknall
Die Gedanken kamen mir als ich mir überlegte, daß für die Singularitätentheoreme die Energiegleichungen gelten müssen und wie diese am ehesten verletzt würden.
Gödel für Dummies:
- Unentscheidbarkeit - Dieser Satz ist wahr.
- Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
- Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.