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Expansion des Universums

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Re: Expansion des Universums

Beitrag von seeker » 15. Okt 2014, 13:58

Timm hat geschrieben:Falls Du die Dichteschwankungen des CMB ansprichst, die sind keine statistischen Ausreißer, sondern als akustische Grundschwingung + Obertöne Modell konform und gelten als Keime der später einsetzenden Strukturbildung. Als deren Saat gelten Vakuumfluktuationen vor und während der Inflation. Wenn das Inflatonfeld fluktuiert, ist die Inflation lokal zu geringfügig unterschiedlichen Zeiten beendet, woraus Dichteschwankungen resultieren.
Ok. Ich hatte das leider nur noch verschwommen im Hinterkopf...
Der Punkt ist, das wir ja auch im CMB nicht das Gesamtuniversum sehen, sondern nur einen Ausschnitt, von dem wir nicht wissen, wie viel der im Verhältnis zum Gesamtuniversum ausmacht.
Zu diesen Vakuumfluktuationen: Wir groß und ausgedehnt können die sein? (...insbesondere bei verschiedener angenommener Ausdehnung des damaligen Gesamtuniversums)

Zu den Schwingungen/Obertönen: Die sind glaube ich in ihrer Größe begrenzt, wegen der Wellengeschwindigkeit im damaligen Plasma - oder?
Demzufolge könnte man dann argumentieren, dass es eine Begrenzung der maximalen Strukturgrößen (auch im späteren Universum) geben sollte (?).
Timm hat geschrieben:Hier bin ich nicht sicher, was Du meinst. Es wurde nichts eingestellt im Sinne von passend gemacht. Die Ausdehnung der akustischen Grundschwingung im CMB messen wir mit 1°, also flach. Flach bedeutet, 70% der Energiedichte des Universums sollten Vakuumenergie sein. Hätte man die nicht durch die Analyse der SN Ia Daten gefunden, stünde die Kosmologie vor einem Riesenproblem. Die Konsistenz unabhängig gewonnener Daten ist finde ich beeindruckend.
OK. Danke! Ich dachte man hat in den Simulationen zur Entwicklung des Universums nur so lange DE und DM in unterschiedlichen Anteilen der normalen Materie hinzugefügt, bis das Ergebnis der Simulationen gepasst hat und kam dann z.B. auf die 70% DE. Dass das nun von anderer Seite gestützt wird, lässt die Sache natürlich ganz anders aussehen.
Pippen hat geschrieben:Wieso kommt die ART nicht dazu, ebenfalls zu sagen, dass sich die Galaxien einfach wegbewegen, ohne da den Raum überhaupt mit "reinzuziehen", d.h. wieso wird der Dopplereffekt nicht ausschließlich als Bewegungseffekt im Raum interpretiert?
Man kann das m.W..n. gar nicht direkt ausschließen. Man kann es nur indirekt darüber, welches Gesamtbild sich dann für den Kosmos ergibt und ob uns das dann einleuchtend erscheint. Darauf aufbauend kann man unter Berücksichtigung gewisser Grundannahmen (die uns einleuchtend erscheinen) math. Modelle erstellen, mit denen sich beides unterscheiden lässt - mit einer gewissen unvermeidlichen Ungenauigkeit.
Wenn es so wäre, dass die gemessene entfernungsabhängige Galaxienfluchtgeschwindigkeit nur Dopplereffekt wäre, dann wären wir an einem sehr besonderen Ort im Universum, gerade im Zentrum einer Blase, wo alles gerade von uns wegstrebt, je weiter weg, desto schneller. Das wäre erklärungsbedürftig, warum die Milchstraße ausgerechnet gerade im Zentrum einer solchen Blase sitzen sollte und warum sich die Galaxien dann überhaupt von uns wegbewegen und auch ausgerechnet so, wie sie es tun...

In der Hinsicht fällt mir die Wahl nicht schwer, mich für die Expansion des Universums zu entscheiden.
Bei der beschleunigten Expansion sieht es für mich etwas schwieriger aus, weil dort noch sehr viele Fragen offen sind (Was ist DM, was ist DE? Gibt es die überhaupt? usw.).

Grüße
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Re: Expansion des Universums

Beitrag von Timm » 15. Okt 2014, 14:59

Pippen hat geschrieben:
Nach dem ART-Weltbild bewegen sich nicht die Galaxien, sondern nur der Raum, in dem die Galaxien eingebettet sind, d.h. lediglich die Koordinaten des Koordinatensystems vergrößern ihre Abstände. Kann man das so sagen? Wieso kommt die ART nicht dazu, ebenfalls zu sagen, dass sich die Galaxien einfach wegbewegen, ohne da den Raum überhaupt mit "reinzuziehen", d.h. wieso wird der Dopplereffekt nicht ausschließlich als Bewegungseffekt im Raum interpretiert?
Die ART ist kovariant unter beliebigen Koordinatentransformationen formuliert. Deshalb sagt sie nichts zu Interpretationen, die beobachterabhängig sind. Die ART beschreibt die Abhängigkeit der zeitlichen Entwicklung des Skalenfaktors von Energiedichte und Druck (die Diagonalelemente im Energie-Impuls-Tensor). Damit beschreibt sie auch, wie sich die Distanzen zwischen trägheitsfreien Objekten (Galaxien) zeitlich ändern. Mehr nicht. Wächst der Skalenfaktor, resultiert Rotverschiebung. Weshalb, das ist Interpretation, die zu einer bildhaften Vorstellung verhilft.
Der Dopplereffekt puristisch betrachtet gilt global nur in flacher Minkowski Raumzeit, in gekrümmter Raumzeit nur lokal. Deshalb spricht man da lieber von einer kinematischen Komponente, wie weiter oben erwähnt.

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Re: Expansion des Universums

Beitrag von tomS » 15. Okt 2014, 20:52

seeker hat geschrieben:Bei der beschleunigten Expansion sieht es für mich etwas schwieriger aus, weil dort noch sehr viele Fragen offen sind (Was ist DM, was ist DE? Gibt es die überhaupt? usw.).
Man kann ein beschleunigt expandierendes Universum rein geometrisch als deSitter-Universum auffassen. Dann existiert einfach eine kosmologische Konstante. Bzgl. dem oben gesagten ändert das nichts.

Ob diese einen dynamischen, nicht-geometrischen Ursprung hat ist eine völlig andere Frage.

@Timm: stimme dir absolut zu.
Gruß
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Re: Expansion des Universums

Beitrag von Timm » 15. Okt 2014, 22:55

tomS hat geschrieben:Man kann ein beschleunigt expandierendes Universum rein geometrisch als deSitter-Universum auffassen. Dann existiert einfach eine kosmologische Konstante.
Dann expandiert das Universum exponentiell mit H = const. Noch ist es nicht so weit was unser Universum anbelangt, aber mit zunehmender Verdünnung der Materie nähert es sich diesem Zustand asymptotisch.

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Re: Expansion des Universums

Beitrag von Skeltek » 15. Okt 2014, 23:04

seeker hat geschrieben: @Skeltek: Das mit den EH hast du schon oft angesprochen... Mich überzeugt es halt nicht wirklich. Das haben wir schon diskutiert.
Du kannst dich allerdings noch auch an dein Gegenargument erinnern?
Du sagtest daß die Formel und eine homogene Dichteverteilung des Universums sich widersprechen würden.
Betrachtest du Strukturen oberhalb des Hubbleradius, spielen Verteilungen und Dichteschwankungen vor dem Urknall schon eine Rolle.

zur Oberschwingung/Unterschwingungen:
Soll man die Fluktuationen jetzt als stehende Welle auffassen damit sie überall gleich sind? Der Vergleich mit der akkustik würde ja dann eine "Maximalgröße" des Mediums implizieren.

zur DE:
Wir haben doch Teilchen(Quarks glaube ich), deren Anziehungskraft quadratisch oder exponentiel zum Abstand ansteigt?
Wieso formuliert man analog nicht eine globale Kraft, die quadratisch zum Abstand zunimmt? Durch relativistische Effekte bei der Impulsübertragung würde die sich vielleicht selbst auf lineare Beschleunigung kürzen? Da das Universum ein offenes System ist und alle Bezugssysteme gleichberechtigt, wäre eine Betrachtung als Relativbewegung der Sterne unproblematischer als zunächst gedacht.
Die Betrachtung als "Ausdehnung des Raumes" ist ja nur notwendig, falls man unbedingt einem Bezugssystem im Hintergrund festhalten will(Hier hält man dann doch irgendwie am kopernikanischen Äther fest).

Ich halte zwar die Betrachtung der Raumexpansion auch für sinnvoller, allerdings sehe ich formeltechnisch keinen unbedingten Zwang dafür.
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Re: Expansion des Universums

Beitrag von Pippen » 16. Okt 2014, 00:47

seeker hat geschrieben:
Pippen hat geschrieben:Wieso kommt die ART nicht dazu, ebenfalls zu sagen, dass sich die Galaxien einfach wegbewegen, ohne da den Raum überhaupt mit "reinzuziehen", d.h. wieso wird der Dopplereffekt nicht ausschließlich als Bewegungseffekt im Raum interpretiert?
Man kann das m.W..n. gar nicht direkt ausschließen. Man kann es nur indirekt darüber, welches Gesamtbild sich dann für den Kosmos ergibt und ob uns das dann einleuchtend erscheint. Darauf aufbauend kann man unter Berücksichtigung gewisser Grundannahmen (die uns einleuchtend erscheinen) math. Modelle erstellen, mit denen sich beides unterscheiden lässt - mit einer gewissen unvermeidlichen Ungenauigkeit.
Wenn es so wäre, dass die gemessene entfernungsabhängige Galaxienfluchtgeschwindigkeit nur Dopplereffekt wäre, dann wären wir an einem sehr besonderen Ort im Universum, gerade im Zentrum einer Blase, wo alles gerade von uns wegstrebt, je weiter weg, desto schneller. Das wäre erklärungsbedürftig,
Da gebe ich dir Recht, aber gäbe es wirklich nur dieses eine Erklärungsmodell, wenn die Galaxienfluchtgeschwindigkeit nur Dopplereffekt im Raum wäre? Nehmen wir mal an, die Galaxien wären verstreute Autos auf einem riesigen Parkplatz und für jedes Auto gälte die Regel: jedes Auto muss von jedem anderen Auto wegfahren, d.h. den Abstand zu jedem anderen Auto vergrößern. Du oder andere müssten ja zeigen können, dass das so nicht möglich ist, egal, wie die Autos verteilt sind, oder? Es ist aber mE durchaus möglich, die Autos auf dem Parkplatz anfänglich so zu verteilen, dass sich jedes von jedem entfernen kann, d.h. egal in welchem Auto man sitzt, man würde alle anderen Autos sich fortbewegen sehen. Für drei Autos kann man das zB leicht machen. Woher wißt ihr, dass es nicht möglich ist, dass x Billionen Autos auf einem Parkplatz so bewegt werden können, dass sich jedes von jedem entfernt und eben nicht etwa der Parkplatz "ausgedehnt" wird, sondern sich die Auto normal voneinander fortbewegen?

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Re: Expansion des Universums

Beitrag von tomS » 16. Okt 2014, 01:01

Natürlich kann man das so einrichten, dass sich der Abstand zwischen zwei beliebigen Autos immer vegrößert. Die Frage ist, ob das auch homogen und isotrop funktioniert. Ich denke schon.
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Re: Expansion des Universums

Beitrag von Pippen » 16. Okt 2014, 02:25

tomS hat geschrieben:Natürlich kann man das so einrichten, dass sich der Abstand zwischen zwei beliebigen Autos immer vegrößert. Die Frage ist, ob das auch homogen und isotrop funktioniert. Ich denke schon.
Eben, ich denke das funktioniert mit n Autos. Wenn es aber funktioniert, dann folgt daraus, dass es möglich wäre, dass alle Galaxien (Autos) im Raum (Parkplatz) mit Eigengeschwindigkeit voneinander weg rasen. Die Rotverschiebung des ankommenden Lichts hätte dann nichts mit Raumausdehnung zu tun und wir müssten auf der Erde auch nicht im Zentrum von allem sein, damit das klappen kann. Wieso wird dann die Raumausdehnung bemüht, um die Galaxienflucht/Rotverschiebung zu erklären, wenn es auch naheliegender/klassischer ginge?

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Re: Expansion des Universums

Beitrag von tomS » 16. Okt 2014, 06:44

Pippen hat geschrieben:
tomS hat geschrieben:Natürlich kann man das so einrichten, dass sich der Abstand zwischen zwei beliebigen Autos immer vegrößert. Die Frage ist, ob das auch homogen und isotrop funktioniert. Ich denke schon.
Eben, ich denke das funktioniert mit n Autos.
Denken reicht nicht, du musst es beweisen ;-)

Die Idee ist aber ganz einfach. Stell dir vor, du hast ein Koordinatensystem mit Koordinaten (x,y).

1) Nun dehnst du das Koordinatensystem so, dass du Punkte (x,y) in (ax,ay) überführst, d.h. du skalierst das Koordinatensystem mit dem Faktor a. Das entspricht der Ausdehnung des Raumes. Wenn in jedem Punkt (x,y) eine Galaxie sitzt, dann dehnt sich der Raum aus und nimmt die Galaxien mit.

2) Alternativ ordnest du jeder Galaxie eine Geschwindigkeit zu, so dass sie sich von (x,y) nach (ax,ay) bewegt, wobei du das Koordinatensystem unverändert lässt. Dies entspricht der Bewegung der Galaxien auf dem (festen) Raum.
Pippen hat geschrieben:Wenn es aber funktioniert, dann folgt daraus, dass es möglich wäre, dass alle Galaxien (Autos) im Raum (Parkplatz) mit Eigengeschwindigkeit voneinander weg rasen. Die Rotverschiebung des ankommenden Lichts hätte dann nichts mit Raumausdehnung zu tun und wir müssten auf der Erde auch nicht im Zentrum von allem sein, damit das klappen kann.
Ich denke, dass das in dem von mir genannten Bild beides funktioniert.
Pippen hat geschrieben:Wieso wird dann die Raumausdehnung bemüht, um die Galaxienflucht/Rotverschiebung zu erklären, wenn es auch naheliegender/klassischer ginge?
Weil (2) in der ART unnatürlich wirkt. Insbs. benötigst du dafür eine Lösung der Theorie mit Massenpunkten. Die ART lässt jedoch reine Vakuumlösungen zu - z.B. deSitter - in denen leerer Raum ohne jeglichen Materie- und Strahlungsinhalt expandiert. Deswegen erscheint (1) natürlicher. Wenn du (2) bemühen würdest, dann müsstest du diesen Lösungen ihre Existenz absprechen.

Generell sind Berechnungen auf Basis der Idee (1) einfacher als auf Basis von (2)
Gruß
Tom

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Re: Expansion des Universums

Beitrag von Timm » 16. Okt 2014, 10:55

seeker hat geschrieben:
Pippen hat geschrieben:Wieso kommt die ART nicht dazu, ebenfalls zu sagen, dass sich die Galaxien einfach wegbewegen, ohne da den Raum überhaupt mit "reinzuziehen", d.h. wieso wird der Dopplereffekt nicht ausschließlich als Bewegungseffekt im Raum interpretiert?
Man kann das m.W..n. gar nicht direkt ausschließen. Man kann es nur indirekt darüber, welches Gesamtbild sich dann für den Kosmos ergibt und ob uns das dann einleuchtend erscheint. Darauf aufbauend kann man unter Berücksichtigung gewisser Grundannahmen (die uns einleuchtend erscheinen) math. Modelle erstellen, mit denen sich beides unterscheiden lässt - mit einer gewissen unvermeidlichen Ungenauigkeit.
Der Witz ist, daß es sich bei Raumdehnung vs. Bewegung nicht um physikalische Modelle, sondern um koordinatenabhängige Interpretationen handelt. Die diesen zugrunde liegende Physik - die Zeitabhängigkeit der Abstände - ist dieselbe, die Rotverschiebung ist für alle isotropen Beobachter dieselbe.
Andernfalls wäre die Dehnung des Raums ein eigenständiges physikalisches Phänomen, das zumindest im Prinzip zu detektieren sein sollte. Kannst Du Dir hierzu irgendein Gedankenexperiment ausdenken (kann ruhig verwegen sein)?
Martin Rees & Steven Weinberg haben festgestellt:
"... how is it possible for space, which is utterly empty, to expand? How can nothing expand? ..."
seeker hat geschrieben:Wenn es so wäre, dass die gemessene entfernungsabhängige Galaxienfluchtgeschwindigkeit nur Dopplereffekt wäre, dann wären wir an einem sehr besonderen Ort im Universum, gerade im Zentrum einer Blase, wo alles gerade von uns wegstrebt, je weiter weg, desto schneller.
Keineswegs. Wenn Du an das expandierende Gummituch denkst, aber dieses und seine Dehnung außen vor läßt, sieht Du beobachterunabhängig sich voneinander entfernende Galaxien und kannst die Rotverschiebung gerne als Dopplereffekt verstehen.

Es lohnt, sich die Friedmann Gleichungen (z.B. Wikipedia) anzuschauen, falls Du etwas tiefer in diese Materie eindringen willst. Die Dynamik wird gesteuert von Energiedichte und Druck. Man bekommt am Ende ein besseres Gefühl zur Unterscheidung von Physik und bildhafter Vorstellung (Interpretation).

Gruß, Timm

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Re: Expansion des Universums

Beitrag von positronium » 16. Okt 2014, 11:09

Müssten bei sich voneinander weg bewegenden Galaxien, also ohne Raumausdehnung, nicht Inkonsistenzen auftreten? - Ich denke an das Verhältnis Lichtstärke/Rotverschiebung.

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Re: Expansion des Universums

Beitrag von tomS » 16. Okt 2014, 14:11

positronium hat geschrieben:Müssten bei sich voneinander weg bewegenden Galaxien, also ohne Raumausdehnung, nicht Inkonsistenzen auftreten? - Ich denke an das Verhältnis Lichtstärke/Rotverschiebung.
Nein, nicht im Rahmen der ART, weil du Relativ-"Geschwindigkeiten" zwischen voneinander entfernten Objekten nicht als echte Relativgeschwindigkeiten interpretieren darfst.
Und nein, nicht im Rahmen der Newtonschen Mechanik.
Gruß
Tom

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Re: Expansion des Universums

Beitrag von Timm » 16. Okt 2014, 14:34

positronium hat geschrieben:Müssten bei sich voneinander weg bewegenden Galaxien, also ohne Raumausdehnung, nicht Inkonsistenzen auftreten? - Ich denke an das Verhältnis Lichtstärke/Rotverschiebung.
Nein, denn Lichtstärke und Rotverschiebung hängen nicht von der Wahl der Koordinaten ab und deshalb auch nicht deren Verhältnis.

Ah, sehe garade, daß Tom schon geantwortet hat.

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Re: Expansion des Universums

Beitrag von positronium » 16. Okt 2014, 15:46

Dem kann ich leider nicht folgen.
Das würde doch bedeuten, dass sowohl bei der Raumexpansion als auch bei der Galaxienbewegung ein bestimmter Wert der Rotverschiebung beides mal die gleiche Entfernung beschreibt. Und das noch dazu, wo in ersterem Fall die Rotverschiebung auf dem Weg entsteht.

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Re: Expansion des Universums

Beitrag von Skeltek » 16. Okt 2014, 16:09

positronium hat geschrieben:Müssten bei sich voneinander weg bewegenden Galaxien, also ohne Raumausdehnung, nicht Inkonsistenzen auftreten? - Ich denke an das Verhältnis Lichtstärke/Rotverschiebung.
Nein, das würde lediglich in einer Fehlberechnung des Abstandes zum Ausstrahlungszeitpunkt führen.
Das Pronlem wäre allerdings bei beiden Modelen präsent, falls es tatsächlich zu einer Inkonsistenz kommen würde.
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Re: Expansion des Universums

Beitrag von Timm » 16. Okt 2014, 16:51

Wem beim Thema Raumexpansion vs. Bewegung unwohl ist, dem kann ev. die Gegenüberstellung beider Betrachtungsweisen anhand des massefreien (im Sinne von enthält weder Energiedichte noch Druck) Universums weiterhelfen.

Das Milne-Universum beschreibt ein Explosionsszenario in flacher Minkowski-Raumzeit. Die SRT gilt demnach global und damit auch der Dopplereffekt.
Das massefreie expandierende (auch ohne Lambda!) FRW-Universum ist, wie man später herausfand, zum Milne-Universum mathematisch äquivalent. Durch eine einfache Koordinatentransformation wird aus dem einen Universum das andere(!), wie hier im Chapter 4 The empty universe nachzulesen ist.

Was sagt man nun einem Bewohner des massefreien Universums, der darüber grübelt, ob die Rotverschiebung auf dem Dopplereffekt oder auf der Raumexpansion beruht - in welchem Universum er sich also befindet?
Mein Vorschlag: Du mußt dich nicht entscheiden, denn wegen der Äquivalenz der beiden Universen ist die eine Betrachtung genauso richtig ,wie die andere. Simpel gesagt, du bist unabhängig von der Wahl der Koordinaten am selben Platz im selben Kino.

Das gilt natürlich sinngemäß alles auch für's massehaltige Universum, nur sind die Dinge da etwas komplizierter.

Siggi

Re: Expansion des Universums

Beitrag von Siggi » 16. Okt 2014, 20:10

Hallo und Guten Abend zusammen,

ich bin erstaunt und erfreut, wieviele Beiträge zu meinem Thema geschrieben worden sind. Ich habe so einiges verstanden, aber mit Formeln, die unser Weltall mathematisch beschreiben sollen, kann ich leider nur recht wenig anfangen, aus meiner Schulzeit kann ich zwar noch ein wenig Algebra und Matheformeln aus der Geometrie, aber das habe ich in meinem ganzen Leben nie wieder gebraucht, bin leider auch kein Akademiker, habe dummerweise auch nie studiert.
Meine Frage wäre( damit keine Missvertändnisse aufkommen mal klar formuliert): Man versucht ja immer die Quantenmechnik oder besser gesagt die Quantenphysik mit dem Weltall in Einklang zu bringen. Wenn ich lese, dass das Universum homogen (damit kann ich noch etwas anfangen) ist, oder isotropisch ist?? Was ist das? Ehrliche Frage.

Ich weiss, ihr werdet versuchen mich zu widerlegen, aber, wass wäre, wenn das für uns warnehmbare da draussen ggf. doch etwas mit Quantenphysik zu tun hat? Leben wir dann in einem (keine Ahnung was) z.B. Wasserstoffatom und je nachdem wo wir existieren ob nun Neutron oder Proton mit jeweils dann upp oder down Spins leben und dass was wir im Universum sehen wirklich die Bestandteile dieser Teile sind, die wir selber auch nicht verstehen und wir "expandieren", zu scheinen, warum auch immer, schwebt dann in unendlicher Weite ein Elektron um uns also um das Universum herum? Ist jetzt etwas OT zum thema Expansion, aber wäre es denkbar,? Aufgrund der letzten Beiträgr zur Diskussion bietet sich diese Vorstellung förmlich an. Ich möchte Eure eigenen Diskussionen zum Thema nicht unterbrechen, wo dann Einer dem Anderen schreibt, finde ich gut, hilft mir auch weiter.

Wollte es nur mal so wieder reinschreiben, regt vlt. auch mal wieder zum nachdenken an, obwohl es mal wieder 2 grundsätzliche Themen verbindet und zur Expansion wenig beiträgt, denke aber, dass ich vlt. etwas daneben schreibe, bietet sich förmlich an.

lg

Siggi

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Re: Expansion des Universums

Beitrag von Skeltek » 16. Okt 2014, 22:32

Siggi hat geschrieben: Ich habe so einiges verstanden, aber mit Formeln, die unser Weltall mathematisch beschreiben sollen, kann ich leider nur recht wenig anfangen, aus meiner Schulzeit kann ich zwar noch ein wenig Algebra und Matheformeln aus der Geometrie, aber das habe ich in meinem ganzen Leben nie wieder gebraucht, bin leider auch kein Akademiker, habe dummerweise auch nie studiert.
Meine Frage wäre( damit keine Missvertändnisse aufkommen mal klar formuliert): Man versucht ja immer die Quantenmechnik oder besser gesagt die Quantenphysik mit dem Weltall in Einklang zu bringen. Wenn ich lese, dass das Universum homogen (damit kann ich noch etwas anfangen) ist, oder isotropisch ist?? Was ist das? Ehrliche Frage.
Formeln sind lediglich eine standardisierte Sprache um logische Gedanken besser aufzuschreiben. Wer die Gedanken hat und auch nachvollziehen kann, der kann auch Worte benutzen. Das logische Verständniss kommt durchs Training und Lernen, Formeln vereinfachen ja lediglich den Austausch dieser Gedanken, geht aber auch mit normaler Sprache.
Wikipedia hat geschrieben: Isotropie (altgr. ἴσος isos ‚gleich‘ und τρόπος tropos ‚Drehung‘, ‚Richtung‘) bezeichnet die Unabhängigkeit einer Eigenschaft von der Richtung.
Bei der betrachteten Eigenschaft kann es sich um irgendeine Eigenschaft handeln (z. B. physikalische Eigenschaft, biologischer Parameter, gesellschaftliche oder soziale Kenngröße).
Die Richtungsunabhängigkeit solcher Eigenschaften ist gleichbedeutend mit ihrer homogenen räumlichen Struktur. Das Gegenteil der Isotropie ist die Anisotropie.
Wobei man sagen könnte, dass Isotropie nur phänomenologisch nachweisbar ist. Würde nur mal zum Beispiel das gesammte Universum gleichmäßig mitsamt Inhalt in eine Richtung langsam beschleunigt, würden die Massen darin davon effektiv ohnehin nichts spüren.
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Re: Expansion des Universums

Beitrag von seeker » 17. Okt 2014, 16:04

Timm hat geschrieben:Das Milne-Universum beschreibt ein Explosionsszenario in flacher Minkowski-Raumzeit. Die SRT gilt demnach global und damit auch der Dopplereffekt.
Das massefreie expandierende (auch ohne Lambda!) FRW-Universum ist, wie man später herausfand, zum Milne-Universum mathematisch äquivalent. Durch eine einfache Koordinatentransformation wird aus dem einen Universum das andere(!)
...
Du mußt dich nicht entscheiden, denn wegen der Äquivalenz der beiden Universen ist die eine Betrachtung genauso richtig ,wie die andere. Simpel gesagt, du bist unabhängig von der Wahl der Koordinaten am selben Platz im selben Kino.

Das gilt natürlich sinngemäß alles auch für's massehaltige Universum, nur sind die Dinge da etwas komplizierter.
Grandios! :D

Ich darf noch einmal an den Vortrag hier erinnern:

"Über die Hohlwelttheorie und andere richtige Bilder unserer Welt"
http://www.forphys.de/Website/metaphys/hohlwelt.pdf

Meine Überzeugung, dass man das "Wir beschreiben die Welt nur!" gar nicht ernst genug nehmen kann, verfestigt sich immer mehr.
Wir generieren stets nur begründete Überzeugungen von die Welt, über die wir plausible Geschichten erzählen können - und nicht irgendeine "Wahrheit" über die Welt.
Skeltek hat geschrieben:
seeker hat geschrieben:@Skeltek: Das mit den EH hast du schon oft angesprochen... Mich überzeugt es halt nicht wirklich. Das haben wir schon diskutiert.
Du kannst dich allerdings noch auch an dein Gegenargument erinnern?
Du sagtest daß die Formel und eine homogene Dichteverteilung des Universums sich widersprechen würden.
Ok, richtig. Dann wird es tatsächlich interessanter. :)

Also (für alle zum Verständnis):
Du postuliert, dass wir uns hinter einem gravitativ erzeugten EH befinden könnten (wie bei einem SL), der einen Radius von -sagen wir einmal- ca. 50 Mrd LJ hat. (Innerhalb dieses Radius ist die Massedichte erhöht, so wie wir sie auch sehen, außerhalb davon ist ein mindestens ebenso großer Leerraumbereich, bis irgendwann in riesiger Entfernung vielleicht die nächste Massenansammlung kommt.)

Jedoch: Müsste nicht hinter einem gravitationserzeugten EH die Raumzeit kippen, sodass sozusagen Raum und Zeit ihre Plätze vertauschen?
Müssten wir das nicht an den entsprechenden seltsamen Effekten merken können, die damit einhergehen?
Und müsste es nicht (falls wir uns hinter einem solchen Horizont befinden würden) so sein, dass wir in dem Fall zwangsläufig eine Kontraktion der Massen sehen müssten, anstatt einer Expansion?

Grüße
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Re: Expansion des Universums

Beitrag von Skeltek » 17. Okt 2014, 18:26

Ja, so genau habe ich mir das diesmal nicht überlegt.
Vielleicht sind wir auch in einer einzelnen Blase mit niedrigerer Dichte, wodurch sich der EH "umstülbt".

Andererseits ist bei einem ausreichend großen SL auf dem Weg vom EH zur Singularität lediglich eine Dichteabnahme der Masse
bzw durch unterschiedliche Beschleunigung und relativistische Effekte ein lineares auseinanderdriften der Massen registrierbar.
Außerdem ist aus Sicht des hineinfallenden Teilchens ein Kleinerwerden des ihn umschließenden EHs/Hubbleradius zu beobachten(meiner Spekulation nach).
seeker hat geschrieben: Und müsste es nicht (falls wir uns hinter einem solchen Horizont befinden würden) so sein, dass wir in dem Fall zwangsläufig eine Kontraktion der Massen sehen müssten, anstatt einer Expansion?
Nur die stationäre Singularität sieht alles auf sich zufliegen. Allerdings wird aus Sicht eines hineinfallenden Teilchens alles von ihm weg bewegt. Dinge näher an der Singularität werden stärker von ihm weg beschleunigt; Dinge die weiter weg von der Singularität sind werden langsamer beschleunigt bzw das Teilchen wird von den weiter aussen liegenden Teilchen weg beschleunigt.
Zur Singularität vertikale Abstände werden durch die relaivistisch-dynamischen Effekte der immer stärker werdenden Beschleunigung phänomenologisch vergrößert.

Befindet sich unsere Hubblesphäre also ausreichend weit von der Singularität entfernt, nehmen wir lediglich ein von uns weg driften aller anderen teilchen wahr, was exakt denselben Effekt wie eine Raumexpansion hätte...
Die Hubblesphäre wäre sozusagen ein "EH" innerhalb eines größeren "EH" der dadurch zustandekommt, daß der EH den das fallende Teilchen registriert um es herum kontrahiert.
Da auf kleinen Skalen relativ zum EH-Radius um die Singularität herum die gravitative Beschleunigung auf infinitesimalen Skalen relativ linear zunimmt, würde das im fallenden Bezugssystem so aussehen, als würden Dinge proportional zu ihrem Abstand vom Koordinatenursprung weg beschleunigt.
Photonen die antiradial ankommen werden rotverschoben(erfahren geringere "gravitative Rotverschiebung" als das Teilchen), genauso Photonen die radial empfangen werden(gravitativ rotverschoben).

Alles in allem hat jedes in einen EH eintauchende Teilchen oder Gebiet einen eigenen EH um sich herum. Hinter ihm der normale EH der großen Singularität, vor ihm ein EH der dadurch entsteht, daß dort Dinge viel stärker beschleunigt werden als es selbst; seitlich eine Mischung aus beidem.
Sollte sich unsere Hubble-Sphäre tatsächlich im Inneren eines viel größeren EHs befinden, ist eine Ausbildung eines eigenen EH in diesem Gebiet um uns herum also unausweichlich.
Das Licht das von Objekten ausgestrahlt wird, die viel näher an der hypotetischen Singularität liegen wird uns nie erreichen, da sie unendlich rotverschoben oder umgelenkt werden.

Ein mögliches Gedankenspiel wäre:
-unsere "Hubblesphäre" kreist langsam auf einen riesigen EH(1) zu: Die Dichte der "Akretionsscheibe" nimmt zu; vertikal ist eine UV-Katastrophe möglich.
-unsere Hubblesphäre hat den großen EH(1) überschritten: Die Dichte nimmt ab und ein eigener EH(2) wird ausgebildet; ein immer kleiner werdender minimaler polarer Frequenzunterschied in der Hintergrundstrahlung ist letztes Überbleibsel der "dichten" Phase vom Überschreiten des EHs(1).

Prognosen:
-Wir beobachten eine polare Frequenzverschiebung der Hintergrundstrahlung in zwei Himmelsrichtungen.
-Beschleunigung von uns weg ist auf großen Skalen Entfernungsabhängig und zur Entfernung proportional.
-Ausbildung eines eigenen EHs um jedes uns bekannte Raumgebiet.
-trotz Entfernung vom EH sehr geringe, langsame Zerfallsrate von ruhenden (also theoretisch stabilen) Protonen feststellbar.
-?
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flo
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Re: Expansion des Universums

Beitrag von flo » 14. Feb 2016, 21:44

hallo erdlinge,
ich bin neu hier, aber schon ne weile auf der welt.
ich betätige mich nebenberuflich als leichenfledderer, deswegen habe ich diesen alten thread einem von mir neuerstellten vorgezogen.
denn mir geht es genau darum: Expansion des Universums ( kurz: EdU)
ich habe auch das meiste hier gelesen, aber alles was ich las war, grob vereinfacht
: es gibt eine rotverschiebung und deswegen dehnt sich das universum aus.
breaker hat geschrieben:@Siggi:
Eine der Vorhersagen dieser Theorie ist nun aber, dass eine Expansion des Universums zu einer Rotverschiebung führt. Wenn also
1. man eine Rotverschiebung misst
2. die ART richtig ist und
3. es keine anderen Gründe für eine Rotverschiebung geben kann, als eine Expansion,
Dann kann man von der Rotverschiebung auf eine Expansion des Universums schließen. Punkt 3 meint, dass es ja theoretisch sein könnte, dass das Licht einer Galaxie auf dem Weg zu uns aus anderen Gründen rotverschoben wird, z.B. durch irgendwelche Gravitationsfelder, die es auf seinem Weg durchqueren muss. Dies kann man wohl tatsächlich ausschließen.
wenn expansion, dann rotverschiebung...
ergo: wenn rotverschiebung dann expansion.
...
...

ist wirklich die rotverschiebung der einzige meßbare anhaltspunkt, oder gibts da noch andere?
resultiert die annahme der dunklen energie aus der theorie der expansion, oder wurde sie anderweitig nachgewiesen und dann mit der EdU in einklang gebracht?
was wäre wenn es andere gründe für eine beschleunigte gegenseitige Flucht der galaxien, die ich hier ja überhaupt nicht in frage stelle, gäbe, die nichts mit einer EdU zu schaffen hätten?

und was weiter wenn tatsächlich jemand neugierig auf die auflösung wäre...
dann...
ja dann müßte er sich an meiner leichenfledderei beteiligen...

mit den besten Grüßen und einem herzlichen Hallo an alle
flo

p.s.: ich wollte beschleunigte gegenseitige Entfernung der Galaxien schreiben, das klang mir aber zu sehr nach Bref Power, Bif oder Meister Proper...

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Re: Expansion des Universums

Beitrag von Skeltek » 15. Feb 2016, 02:46

flo hat geschrieben:ist wirklich die rotverschiebung der einzige meßbare anhaltspunkt, oder gibts da noch andere?
Hatte einst vor einen Graphen mit der Implikationsstelle zu erstellen, damit deutlich wird, welche der vielen untermauernden Argumente letztlich selbst nur eine Folge der Theorie selbst sind und dann diese aus der Liste der Argumente streichen zu könnnen. Allerdings ist die viel zu zeitaufwendig und ohne ausreichenden persönlichen Nutzen ist mir das zu viel Investition.
flo hat geschrieben: resultiert die annahme der dunklen energie aus der theorie der expansion, oder wurde sie anderweitig nachgewiesen und dann mit der EdU in einklang gebracht?
Ja, sie resultiert daraus. Allerdings ist der Begriff "Energie" irreführend, da der Begriff der Energie in einem offenen System sinnfrei ist.
flo hat geschrieben: was wäre wenn es andere gründe für eine beschleunigte gegenseitige Flucht der galaxien, die ich hier ja überhaupt nicht in frage stelle, gäbe, die nichts mit einer EdU zu schaffen hätten?
Dann würden wohl sämtliche Ergebnisse und Implikationen der alten Theorie gegen die neue sprechen.
Ausserdem ist das Gebäude inzwischen zu groß geworden um das "Erdgeschoss" neu zu strukturieren. Die meisten Wissenschaftler würden argumentieren, dass ein anderes Konzept des Erdgeschosses die bisherigen "oberen Stockwerke" nicht erklären kann.

Man kann vielleicht so Dinge machen wie das Franklin durch Coulomb zu ersetzen, irgendwann einmal die vom willkürlichen Meter oder Kilogram abhängigen Einheiten auf Lichtgeschwindigkeit oder Naturkonstanten zurückzuführen oder Energie in Elektronenvolt(eV) statt Joule(Nm) anzugeben, aber grundlegende konzeptionelle Änderungen oder Terminologie und abstrakten modularen Aufbau der Zusammehänge zu ändern ist glaube ich kaum noch möglich - ausserdem ist alleine das Konzept dieses Umgestaltungsvorganges für die meisten Wissenschaftler glaube ich kaum nachvollziebar und würde sicherlich als Schwachsinn abgetan werden.
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Re: Expansion des Universums

Beitrag von tomS » 15. Feb 2016, 06:43

flo hat geschrieben:
breaker hat geschrieben:@Siggi:
Eine der Vorhersagen dieser Theorie ist nun aber, dass eine Expansion des Universums zu einer Rotverschiebung führt. Wenn also
1. man eine Rotverschiebung misst
2. die ART richtig ist und
3. es keine anderen Gründe für eine Rotverschiebung geben kann, als eine Expansion,
Dann kann man von der Rotverschiebung auf eine Expansion des Universums schließen. Punkt 3 meint, dass es ja theoretisch sein könnte, dass das Licht einer Galaxie auf dem Weg zu uns aus anderen Gründen rotverschoben wird, z.B. durch irgendwelche Gravitationsfelder, die es auf seinem Weg durchqueren muss. Dies kann man wohl tatsächlich ausschließen.
wenn expansion, dann rotverschiebung...
ergo: wenn rotverschiebung dann expansion.
...
...

ist wirklich die rotverschiebung der einzige meßbare anhaltspunkt, oder gibts da noch andere?
Man kann (3) m.E. nicht generell ausschließen; dies würde bedeuten, dass das Universum absolut homogen ist und keine lokalen Gravitationsinhomogenitäten existieren; dies gilt sicher in guter Näherung, jedoch nicht exakt, und muss daher immer wieder geprüft werden.
flo hat geschrieben:resultiert die annahme der dunklen energie aus der theorie der expansion, oder wurde sie anderweitig nachgewiesen und dann mit der EdU in einklang gebracht?
Die dunkle Energie (vereinfacht: die kosmologische Konstante) stammt zunächst aus der Idee von Einstein, durch Feinjustierung ein statisches, nicht-expandierendes Modell zu konstruieren. Als dann kosmologische Rotverschiebung und damit Expansion nachgewiesen wurde, ließ man die Idee der kosmologische Konstante fallen. Modelle mit Expansion kommen zunächst ohne kosmologische Konstante aus! Dies änderte sich, als beschleunigte kosmologische Expansion nachgewiesen wurde, denn für beschleunigte Expansion benötigt man die kosmologische Konstante, so dass man sie heute wieder miteinbezieht.
Gruß
Tom

Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.

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Re: Expansion des Universums

Beitrag von Alberich » 15. Feb 2016, 10:34

Hallo Freunde,
mit großem Interesse verfolge ich diese Diskussion. Es ist an der Zeit (ich werde demnächst 84), meine Gedanken zur Diskussion zu stellen. Positive Antworten sind natürlich willkommen; negative dagegen möchte ich wegen Zeitmangel nicht umfassend beantworten. TomS fragte mich, ob ich das wirklich glaube; meine Antwort ist ein eindeutiges JA.
Mein Motiv nach eigentlich berufsfremden Tätigkeiten war, Anschluss zu finden an den heutigen Kenntnisstand. Auf der Suche nach der Quelle der Aberration bezweifelte ich die Schlussfolgerungen aus dem Michelson-Morley-Experiment. Das begründet den Start.
Die Einleitung mag hier und dort Widerspruch erfahren; sie sollte aber nur provozieren.
Der mathematische Background ist schlicht und einfach.
Freude empfand ich immer dann, wenn ich als Ergebnis bekannte Fakten bestätigte oder physikalische Konstanten errechnete.
Trotz Verlassen des heutigen Mainstreams erfuhr meine Webseite ohne Widerspruch im letzten Jahr über 20000 Downloads. GSJ unterstützte die dortige Veröffentlichung.
Die Summe aller Bemühungen findet ihr unter http://bernhard-reddemann.de.
Mein Vorschlag: Diskussion der ersten drei Abschnitte nach der Zusammenfassung.
MfG
Alberich
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(Alexander von Humboldt)
Denken, statt denken lassen.

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Re: Expansion des Universums

Beitrag von Skeltek » 15. Feb 2016, 19:24

Wobei der Begriff der "beschleunigten" Expansion eigentlich unzutreffend ist.
Hier wird bei der Begriffsfindung die Vorstellung von sich bewegten Teilchen mit dem des sich ausdehnenden Raumes vermengt.
Die Raumdehnung pro Zeit ist konstant(Verdoppelungszeit konstant), dadurch scheint es als würden die Teilchen beschleunigt voneinander weg bewegt.
Nichts gegen den Brgriff "beschleunigt" an sich, allerdings habe ich schon einige Leute erlebt welche dadurch in ihrer Vorstellungs-Findung in die Irre geleitet wurden.
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