Hinweis auf die DSGVO: Auf unserer Seite werden keine Dritt-Anbieter-Cookies verwendet und nur Daten erfasst, welche für das Minimum an Board-Funktionalität notwendig sind.
Bevor Sie sich registrieren oder das Board verwenden, lesen Sie bitte zusätzlich die DSGVO-Erklärung, welche in der Navigationsleiste verlinkt ist.

Kurzfassung der unserer Meinung nach wichtigsten DSGVO-Punkte:
Es kann vorkommen, dass Benutzer eigenverantwortlich Videos oder sonstige Medien in ihren Beiträgen verlinken, welche beim Aufruf der Forenseite als Teil der Seite samt zugehörigem Material mitgeladen werden. Sollten Sie dies nicht wünschen, verwenden Sie beim Benutzen des Forums einen Blocker wie z.B. uMatrix, welcher das Laden von Inhaltsblöcken von Fremd-URLs effektiv unterbinden kann.
Wir blenden keine Werbung ein und schränken die Inhalte in keinster Weise bei Benutzung von Addblockern ein. Dadurch ist die Grundfunktionalität des Forums auch bei vollständigem Blockieren von Drittanbieter-Inhalten stets gegeben.

Cookies werden unsererseits nur verwendet um das Einloggen des Benutzers für die Dauer der Forenbenutzung zu speichern. Es steht dem Benutzer frei die Option 'Angemeldet bleiben' zu verwenden, damit der Cookie dauerhaft gespeichert bleibt und beim nächsten Besuch kein erneutes Einloggen mehr notwendig ist.
EMail-Adressen werden für Kontakt bei wichtigen Mitteilungen und zur Widerherstellung des Passwortes verwendet. Die verwendeten IPs können von uns ohne externe Hilfsmittel mit keiner realen Person in Verbindung gebracht werden und werden nach spätestens 7 Tagen gelöscht. Diese IPs werden höchstens verwendet um Neuanmeldungen unerwünschter oder gesperrter Nutzer zu identfizieren und zu unterbinden. Wir behalten uns daher vor bei Verdacht, die Frist für die IP-Löschung auf maximal 14 Tage zu verlängern.
Unsere Webseite läuft auf einem virtuellen Linux-Server, welcher von einem externen Anbieter gehostet wird. Etwaige Verstöße der DSGVO-Auflagen seitens dieses deutschen Hosters können wir nicht feststellen und somit auch nicht verfolgen.
Wir halten Backups unserer Datenbanken, welche in regelmäßigen Abständen als Schutz vor Katastrophen, Hackerangriffen und sonstigen Ausfällen erstellt werden. Sollte ein Nutzer die Löschung seiner Daten wünschen, betrachten wir es als Unzumutbar die Backups auch von den Daten zu befreien, da es sich hierbei um eine mehrtägiges Unterfangen handelt - dies ist für eine Einzelperson beim Betrieb eines privaten Forums nicht zumutbar möglich ohne das Backup komplett zu löschen.
Sollten Sie etwas gegen die dauerhafte anonyme Speicherung ihrer EMail-Adresse, ihres Pseudonyms und ihrer Beiträge in einem Backup haben, sehen Sie von der Registrierung in diesem Forum ab. Für Mitglieder, welche vor dem 25.05.2018 registriert waren steht jedoch das Recht im Raum, eine Löschung der Datenbank-Backups zu beantragen.



Wenn dies Ihr erster Besuch hier ist, lesen Sie bitte zunächst die FAQs sowie die wesentlichen Regeln zur Benutzung des Forums.
Um an den Diskussionen teilnehmen zu können, müssen Sie sich zunächst registrieren.

Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Themen zur Kosmologie, Urknall, inflationärer Kosmologie, Expansion, Entwicklung und Zukunft des Universums
Antworten
Skeltek
Site Admin
Site Admin
Beiträge: 5088
Registriert: 25. Mär 2008, 23:51
Wohnort: Stuttgart, Germany
Kontaktdaten:

Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von Skeltek » 28. Feb 2012, 20:19

Man sagt ja, alle Bezugssysteme seien gleichberechtigt.
Andererseits ist es wohl unmöglich, seine eigene Hubblesphäre zu verändern, indem man seine Relativgeschwindigkeit durch Beschleunigung ändert. Zwar findet eine Längenkontraktion in Richtung der Beschleunigung statt(alles rückt näher), allerdings erfährt man selbst einen Zeitdilletationseffekt, der dem Rest(dem ganzen Rest?) des Universums etwas zeitlichen Vorsprung gibt.
Was ich mich nun gefragt habe war, ob die Hubblesphärenoberfläche immer noch zu allen Seiten gleich weit entfernt scheinen würde, wenn man jetzt z.B. mal auf 0,999c beschleunigen würde.
Was denkt ihr darüber?
Gödel für Dummies:
  • Unentscheidbarkeit - Dieser Satz ist wahr.
  • Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
  • Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.

Gepakulix
hat sich hier eingelebt
hat sich hier eingelebt
Beiträge: 160
Registriert: 25. Apr 2009, 12:11

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von Gepakulix » 28. Feb 2012, 22:22

Ja, die Hubblesphäre sollte immer noch kugelförmig sein (denn sonst wäre ja ein Bezugssystem ausgezeichnet worden).
Allerdings ware der gemessene Wert für den Durchmesser wohl ein anderer Wert.

Gruss, Gepakulix

Gepakulix
hat sich hier eingelebt
hat sich hier eingelebt
Beiträge: 160
Registriert: 25. Apr 2009, 12:11

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von Gepakulix » 29. Feb 2012, 07:04

Ich habe meine Meinung geändert: Auch der ermittelte Zahlenwert für den Durchmesser der Hubble-Spähre dürfte identisch sein.
Denn sonst könnte man ja den Wert in verschiedenen Bezugssystemen ermitteln: Das Bezugssystem mit dem grössten Wert wäre dan ausggezeichnet. Ein ausgezeichnetes Bezugssystem sollte es aber eigentlich nicht geben.

Gruss, Gepakulix

Benutzeravatar
tomS
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
Beiträge: 10670
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von tomS » 9. Mär 2012, 08:26

Nun, es gibt tatsächlich ein ausgezeichnetes Bezugssystem, nämlich das "Ruhesystem" der Hintergrundstrahlung, d.h. das System, in dem diese isotrop ist.

Betrachten wir zwei kugelförmige Detektoren D und D', die zu einem Zeitpunkt Photonen auf der gesamten "Himmelskugel" erfassen und die sich relativ zueinander relativistisch bewegen. Zu einem bestimmten Zeitpunkt t=0 seien diese am selben Ort x=0 (OK, geht physikalisch nicht, ist ja aber auch nur ein Gedankenexperiment). Für diesen Zeitpunkt stimmen die beiden Koordinatensysteme S und S' von D und D' überein, d.h. t=t'=0 und x=x'=0 Zu diesem Zeitpunkt detektieren beide exakt die selben Photonen; denn ein Photon kann ja nur entweder gerade 'da' sein oder 'nicht da' sein; es kann nicht für 'einen Beobachter da sein', 'für den anderen nicht'. D.h. der physikalische Teilchenhorizont beider Detektoren ist identisch, es handelt sich um die geschlossene 2-Fläche, auf der die gerade jetzt zu t=t'=0 detektierten Photonen ursprünglich entstanden sind.

Was sich jedoch unterscheidet ist die Wahrnehmung dieser 2-Fläche bzw. der Photonen. Letztere erscheinen je nach Bewegung von D und D' unterschiedlich rot- bzw. blauverschoben. Man kann nun den Bewegungszustand von D so einjustieren, dass für D die Rotverschiebung isotrop erscheint; damit definiert sozusagen das "Ruhesystem" der Hintergrundstrahlung. Dieses ist in gewisser Weise tatsächlich physikalisch ausgezeichnet (so wie man das Laborsystem dadurch auszeichnet, dass ein Detektor dort ruht, also man verstößt damit nicht gegen die ART).

Nun geht es nur noch um Form und Entfernung des Teilchenhorizontes bzgl. S und S'. Aber diese Festlegung ist lokal bei t=t'=0 und x=x'=0 gar nicht möglich!!! Dazu muss man den gesamten Teilchenhorizont geometrisch klassifizieren - aber dies erfolgt "am Teilchenhorizont selbst" und damit nicht-lokal. Um nun Entfernungen zu definieren, muss man komplizierte Kurvenintegrale über die Raumzeit berechnen, die die Metrik entlang des Lichtstrahls enthält. Leider gibt es dabei nicht mal mehr eine eindeutige Entfernungsdefintion! D.h. neben den Effekten der realtiv zueinander bewegten Systeme S und S' spielt auch die gesamte Raumzeit zwischen dem Teilchenhorizont und dem Detektor sowie die "Geschichte der Raumzeit" und die Defintion der Entfernung eine Rolle.
äße
Nehmen wir nun an, das Universum wäre anisotrop, d.h. ein ruhender Beobachter (bzgl. was?) würde eine anisotrope Hintergrundstrahlung messen. Dann würde die oben genannte Definition von S als "Ruhesystem" der Hintergrundstrahlung nicht mehr funktionieren. Insbs. würde man dann jeweils andere Durchmesser erhalten.

Schlussfolgerung: der Radius des Teilchenhorizontes sowie dessen Geometrie ist letztlich eine abstrakte mathematische Größe, die man unter Voraussetzung eines ganz bestimmten kosmologischen Modells tatsächlich definieren und berechnen kann. Ohne diese globale Kenntnis - und die haben wir nicht - kann man dies nicht sinnvoll tun.

http://www.scienceblogs.de/astrodicticu ... ologie.php
Gruß
Tom

Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper

Gepakulix
hat sich hier eingelebt
hat sich hier eingelebt
Beiträge: 160
Registriert: 25. Apr 2009, 12:11

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von Gepakulix » 9. Mär 2012, 22:01

Ich kann dem zwar im Prinzip folgen, habe aber etwas Mühe mit der folgenden Aussage:
tomS hat geschrieben: Zu diesem Zeitpunkt detektieren beide exakt die selben Photonen; denn ein Photon kann ja nur entweder gerade 'da' sein oder 'nicht da' sein;
Das Problem liegt darin, dass man nur Sensoren bauen kann welche eine minimale Ausdehnung haben (man kann keine Sensoren bauen, welche die Grösse eines Punktes haben).
Das Bild unten soll mir helfen, das Problem zu schildern.

Von oben (gelber Punkt) kommt ein einzelnes Photon. Der Sensor sei am unteren Ende des U-förmigen Fernrohrs, welches genau in Richtung des anfliegenden Photons schaut.
Falls jetzt die horizontal-Geschwindigkeit v des Fernrohrs in Ruhe ist (Detektor D), dann kann das Photon senkrecht von oben durch das Rohr fliegen und den Sensor unten treffen.
Wenn sich aber das Rohr nach rechts bewegt (Dektektor D'), dann kann das Photon moeglicherweise das untere Ende des Rohrs mit Sensor nicht erreichen, sondern schlägt seitlich an die sich horizontal bewegende Rohrwand (und kann absorbiert werden).

In Wirklichkeit hat jeder denkbare Sensor eine Ausdehnung in Vertikaler Richtung (entspricht also dem Rohr). Somit kann aus meiner Sicht nicht gesagt werden, dass die Detektoren D und D' dieselben Photonen messen.

Gruss, Gepakulix
Dateianhänge
photon_sensor.JPG
photon_sensor.JPG (2.75 KiB) 11037 mal betrachtet

Benutzeravatar
tomS
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
Beiträge: 10670
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von tomS » 9. Mär 2012, 22:35

deinem Einwand wollte ich mit meiner Bemerkung in Klammer (OK, geht physikalisch nicht, ist ja aber auch nur ein Gedankenexperiment) zuvorkommen. Dein Einwand ist praktisch relevant, wenn man das Experiment aufbauen wollte, jedoch nicht für die Theorie.
Gruß
Tom

Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper

Gepakulix
hat sich hier eingelebt
hat sich hier eingelebt
Beiträge: 160
Registriert: 25. Apr 2009, 12:11

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von Gepakulix » 9. Mär 2012, 22:51

Die Tatsache dass wir eine isotrope Hintergrundsstrahlung messen ist aber nicht theoretisch erarbeitet worden, sondern kommt aus den praktischen Messungen.
Wenn dann diese ' Information' in ein theoretisches Gedankenexperiment einfliesst, dann wird das Resultat dieses Gedankenexperiments davon beeinflusst.

Was ich damit meine: Aus meiner Sicht muesste man
- das rein theoretische Gedankenexperiment ohne 'Tatsache der isotropen Hintergrundstrahlung' durchdenken,
- oder die Bedingungen entfernen dass beide Detektoren D und D' dieselben Photonen detektieren.

Gruss, Gepakulix

Benutzeravatar
tomS
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
Beiträge: 10670
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von tomS » 9. Mär 2012, 23:45

Gepakulix hat geschrieben:Die Tatsache dass wir eine isotrope Hintergrundsstrahlung messen ist aber nicht theoretisch erarbeitet worden, sondern kommt aus den praktischen Messungen.
Ganz im Gegenteil, wir messen eine Anisotropie der Hintergrundstrahlung! Zum einen handelt es sich um kleine Fluktuationen, zum anderen jedoch um eine Dipol-Anisotropie, die genau aus der Relativbewegung der Erde bzgl. der Hintergrunbdstrahlung resultiert, und die man aus der gemessenen Winkelverteilung "herausrechnet"

Gepakulix hat geschrieben:... das rein theoretische Gedankenexperiment ohne 'Tatsache der isotropen Hintergrundstrahlung' durchdenken,
kein Problem

Gepakulix hat geschrieben:... oder die Bedingungen entfernen dass beide Detektoren D und D' dieselben Photonen detektieren.
nein, wozu?

Man will wissen, was zwei unterschiedlich bewegte Detektoren zur selben Zeit am selben Ort messen würden; das rechnet man eben aus. Das macht man doch immer so.

1) v = 50 km/h => Radarfalle blitzt nicht
2) v = 50 km/h und relativ dazu mit weiteren 20 km/h bewegte Radarfalle => Radarfalle blitzt

Jetzt sagst du doch auch nicht, ich müsse die Annahme fallen lassen, dass die Radarfallen am selben Ort sind; sie sind ja nicht physikalisch am selben Ort sondern ich führe einfach zwei Rechnungen unter verschiedenen Annahmen durch.
Gruß
Tom

Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper

Gepakulix
hat sich hier eingelebt
hat sich hier eingelebt
Beiträge: 160
Registriert: 25. Apr 2009, 12:11

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von Gepakulix » 10. Mär 2012, 00:42

tomS hat geschrieben:
Gepakulix hat geschrieben:Die Tatsache dass wir eine isotrope Hintergrundsstrahlung messen ist aber nicht theoretisch erarbeitet worden, sondern kommt aus den praktischen Messungen.
Ganz im Gegenteil, wir messen eine Anisotropie der Hintergrundstrahlung!
o.k., damit kann ich leben. Ich habe das Wort 'isotrop' im Zusammenhang mit dem Thread hier definiert (wo kleine lokale Fluktuationen nicht wichtig sind, da sie (aus meinem Verständnis) nicht mit der Relativbewegung im Zusammenhang stehen).
tomS hat geschrieben:Man will wissen, was zwei unterschiedlich bewegte Detektoren zur selben Zeit am selben Ort messen würden; das rechnet man eben aus. Das macht man doch immer so.
Dem stimme ich zu. Aber wenn ein Experiment physikalisch nicht machbar ist, dann kann schnell ein Gedankenfehler passieren.
Gerade in der RT ist es gefährlich Gedankenexperimente zu machen welche in der Physik nicht machbar sind:
Beispiel: "wenn ich gleichzeitig in 2 Bezugssystemen wäre, dann könnte ich ja sehen welcher Zwilling älter wäre".
Dieser Gedanke (Gleichzeitig an 2 unterschiedlichen Orten) ist physikalisch nicht machbar und führt zu einer falschen Schlussfolgerung.

In deinem Obigen Experiment hast du 2 physikalische Unmöglichkeiten beschrieben:
1) dasselbe Photon wird von 2 verschiedenen Detektoren gemessen. Damit habe ich kein Problem (ohne Einfluss auf die Schlussfolgerung)
2) die Detektoren D und D' können ein Photon und auch seine Richtung detektieren.

Es ist der 2te Punkt, der ebenfalls physikalisch unmöglich ist: Ein Photon X könnte durch den Detektor D gemessen werden und auch seine Richtung wäre dann bekannt. Dasselbe Photon könnte aber mit dem Detektor D' nicht gemessen werden (falls die Richtung auch bekannt sein muss): Der Detektor D' würde nie ansprechen (wie im Bild ersichtlich).


Gruss, Gepakulix

Benutzeravatar
tomS
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
Beiträge: 10670
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von tomS » 10. Mär 2012, 20:35

es geht doch nicht darum, das selbe Photon tatsächlich zweimal zu detektieren, sondern zwei identische Photonen zu detektieren; diese Einwände sind doch hier völlig irrelevant
Gruß
Tom

Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper

Gepakulix
hat sich hier eingelebt
hat sich hier eingelebt
Beiträge: 160
Registriert: 25. Apr 2009, 12:11

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von Gepakulix » 10. Mär 2012, 22:42

tomS hat geschrieben:es geht doch nicht darum, das selbe Photon tatsächlich zweimal zu detektieren, sondern zwei identische Photonen zu detektieren; diese Einwände sind doch hier völlig irrelevant
Nicht ganz.
Ich habe 2 Punkte oben erwähnt, welche physikalisch nicht möglich sind. Beim ersten habe ich keinen Einwand (Deshalb habe ich ja auch geschrieben dass es keinen Einfluss auf die Schlussfolgerung hat. Das ist auch genau der Punkt den du als irrelevant bezeichnest. Soweit sind wir uns also einig).

Es geht um den 2ten Punkt:
Einer der beiden Detektoren D oder D' kann das Photon aus einer bestimmten Richtung nicht detektieren, bzw der Detektor schreibt dem Photon eine andere Richtung zu.

Eine gute visualle Animation von dieser anerkannten Tatsache findet man zum Beispiel in dem Video vom relativistischen Radfahrer http://www.tempolimit-lichtgeschwindigk ... ingen.html.
Es zeigt, wie sich durch die Bewegung das Bild der Umgebung zu verzerren beginnt (Den Photonen wird eine andere Himmels-Richtung zugeschrieben).

Diese Verzerrung bedeutet z.B., dass ein bestimmtes Himmelsgebiet mit einem Blickwinkel von 10 Grad (aus Sicht des Detektors D) für den Dektor D' dann unter einem Blickwinkel von nur noch 5 Grad erscheinen kann (oder umgekehrt).

Interessant ist dabei der Extremfall (z.B. beinahe Lichtgeschwindigkeit vom Detektor D').
Ein bestimmtes Himmelsgebiet mit einem Blickwinkel von nur einem Grad (Sicht des Ruhenden Detektors D) kann dann für den Detektor D' zu einem Blickwinkel von 359 Grad anwachsen (also praktisch das gesamte Blickfeld ausmachen).

Das bedeutet, dass die Hintergrundstrahlung von diesem 1 Grad Blickwinkel (Sicht des Detektors D) für den anderen Detektor D' ueber fast das gesamte Blickfeld gezogen wird: Es ist also zu erwarten, dass der Detektor D' etwa ueberall dieselbe Strahlung miss (weil sie ja (aus Sicht des Detektors D) alle aus derselben Himmelsregion stammt.
Mir wäre es dann nicht klar, wie der Detektor D' noch je nach Blickwinkel eine unterschiedliche Rotverschiebung der Hintergrundstrahlung messen koennte, wenn die Photonen ja alle aus demselben Gebiet stammen (Sicht des Detektors D).

Benutzeravatar
tomS
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
Beiträge: 10670
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von tomS » 11. Mär 2012, 10:49

Ich bezweiflke ja gar nicht, dass durch die Bewegung eines Detektors ggü. dem Mikrowellenhintergrund eine Dipol-Anisotropie entsteht (habe ich oben sogar geschrieben), aber das hat nichts mit den zwei Photonen und den zwei Detzektoren zu tun. Tatsache ist folgendes: wenn ein Photon mit Energie E aus einer Richtung e kommend im (ruhenden) Detektor D registriert wird, dann würde ein anderer (sich bewegender) Detektor D' exakt dieses Photon ebenfalls messen - einfach weil es da ist. ES kann nicht für den einen Detektor da sein und für anderen nicht. Allerdings würde D' eine Energie E' und eine Richtung e' registrieren (' bezieht sich jetzt auf die Größen im Ruhesystem S' von D', d.h. man führt eine Koordinatentransformation von S nach S' durch).

Durch diese Koordinatentransformation ändert sich tatsächlich die gemessene Photonenverteilung, d.h. E zu E' und e zu e', aber es ändert sich nicht die gemessene Zahl der Photonen! Und es ändert sich auch nicht der Durchmesser des Teilchenhorizontes, da beide Detektoren von Photonen mit jeweils Lichtgeschwindigkeit erreicht werden (eine Änderung des Durchmesser des Teilchenhorizontes ist mit v²/c² unterdrückt, wobei v die Relativgeschwindigkeit der beiden Detektoren ist, also eine Art Lorentzkontration, ein rein kinematischer Effekt).

Da in der ART eine globale Längenmessung nicht mehr eindeutig ist (es gibt verschiedene Längendefinitionen, die nicht übereinstimmen), spielt die nackte Zahl eine eher untergeordnete Rolle. Tatsache ist, dass alleine durch die Bewegung der beiden Detektoren dennoch die Photonen, die den einen oder den anderen erreichen können, identisch sind. Es kann nicht sein, dass ein Photon bei x=0 und t=0 den einen Detektor erreicht, den anderen bei x'=0 und t'=0 jedoch nicht - denn wir haben die Koordinastensystem ja so festgelegt, dass für x=x'=0 und t=t'=0 beide Detektoren D und D' am selben Ort sind. D.h. dass der Teilchenhorizont, von dem aus das Photon den einen oder anderen Detektor erreicht hat, die selbe (weit entfernte) Zwei-Fläche bezeichnet (wenn man ein paar Millionen Jahre zuvor auf den Punkt deuten würde, von dem aus das Photon emittiert wird, das später D erreicht, so würde man bzgl. D' auf den derselbe Punkt deuten). Beide Detektoren vermessen also den selben Teilchenhorizont!!!

Das einzige, was für beide Detektoren unterschiedlich ist, sind a) die unterschiedlichen Koordinaten, die sie dem Teilchenhorizont zuschreiben (wobei dieser Effekt auschließlich durch eine lokale Lorentztranfsformation bedingt ist und daher mit v²/c² unterdrückt ist; und wobei dieser Effekt irrelevant ist, denn Koordinatensysteme sind unphysikalisch) sowie b) unterschiedliche Energien E und E' sowie Richtungen e und e' für ein und das selbe Photon bzgl. des selben Teilchenhorizontes.
Gruß
Tom

Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper

Gepakulix
hat sich hier eingelebt
hat sich hier eingelebt
Beiträge: 160
Registriert: 25. Apr 2009, 12:11

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von Gepakulix » 11. Mär 2012, 13:17

tomS hat geschrieben:wenn ein Photon mit Energie E aus einer Richtung e kommend im (ruhenden) Detektor D registriert wird, dann würde ein anderer (sich bewegender) Detektor D' exakt dieses Photon ebenfalls messen - einfach weil es da ist. ES kann nicht für den einen Detektor da sein und für anderen nicht.
Doch, das ist genau das Problem das mich interessiert.
Detektoren haben eine minimale Ausdehnung. Punktförmige Detektoren können keine Photonen detektieren.
Die Form des Detektors hat einen Einfluss auf die Anzahl der gemessenen Photonen.
Grosse Detektoren können z.B. Photonen messen, wobei dieselben Photonen bei kleinen Detektoren vorbeifliegen.

Aus Sicht des Bezugssystem bzw Koordinatensystem S (deine Beschreibung ganz oben) haben die beiden Detektoren D und D' nicht dieselbe Form. Ein Kugelförmiger Detektor D ergäbe dann einen extrem elliptischen Detektor D'. Der hat einen anderen optischen Verlauf und fängt eine anderen Anzahl Photonen auf.

Ein bestimmtes Photon könnte so im kugelförmigen Detektor D gemessen werden, den stark elliptischen Detektor D aber knapp verfehlen.

Gruss, Gepakulix

Skeltek
Site Admin
Site Admin
Beiträge: 5088
Registriert: 25. Mär 2008, 23:51
Wohnort: Stuttgart, Germany
Kontaktdaten:

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von Skeltek » 11. Mär 2012, 17:25

Kugel ist ein Spezialfall, die sieht bewegt genauso aus wie unbewegt. Glaube was du meinst wäre ein Kreis; der wird bei relativistischen Geschwindigkeiten elyptisch.
Wovon wird hier eigentliche genau geredet? Man kann ein einzelneds Photon nicht mit einer Einhüllenden oder einem Wellenpacket vergleichen.
Ein bewegter Detektor misst eine andere Frequenz oder Komponente eines Photons; der Rest wird wieder abgestrahlt(Ausbreitungsrichtung und Richtung der Impulsübertragung unterscheiden sich?).
Ein Photon ist ja kein einzelnes Objekt sondern ein Interferrenzphänomen?
Gödel für Dummies:
  • Unentscheidbarkeit - Dieser Satz ist wahr.
  • Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
  • Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.

Gepakulix
hat sich hier eingelebt
hat sich hier eingelebt
Beiträge: 160
Registriert: 25. Apr 2009, 12:11

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von Gepakulix » 11. Mär 2012, 17:50

Skeltek hat geschrieben:Wovon wird hier eigentliche genau geredet?
Mein Verständnis der Diskussion soweit:
Es geht schlussendlich um die Frage, ob ein bewegter Detektor und ein stehender Detektor dieselben (bzw dieselbe Zahl von) Photonen detektieren würden, wenn sie zur gleichen Zeit am gleichen Ort wären.
Auf dieser Frage hat tomS dann (9.März, 8:26) seine Gedanken aufgebaut.

Meine Ansicht ist:Nein
Einer der einfachsten denkbaren Detektoren ist wahrscheinlich ein einzelnes Atom.
Die Wahrscheinlichkeit dass dieser Detektor eines dieser erwähnten Photonen nachweisen kann hängt von seinem Wirkungsquerschnitt ab.
Es ist aber so, dass der Wirkungsquerschnitt für ein solches Ereignis von der Geschwindigkeit des Detektors (Atom) abhängt.
Das bedeutet schlussendlich, dass ein bewegter Detektor nicht dieselbe Zahl von Photonen nachweist wie ein stehender Detektor, obwohl er (theoretisch) zur gleichen Zeit am gleichen Ort sei.

Gruss, Gepakulix

Benutzeravatar
tomS
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
Beiträge: 10670
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von tomS » 11. Mär 2012, 20:38

Deine Argumentation geht völlig daneben, der (wie immer als idealisiert angenommene) Detektor ist überhaupt nicht das Problem.
Gruß
Tom

Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper

Gepakulix
hat sich hier eingelebt
hat sich hier eingelebt
Beiträge: 160
Registriert: 25. Apr 2009, 12:11

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von Gepakulix » 11. Mär 2012, 21:19

Nicht der Detektor ist das Problem, sondern das Idealisieren des Detektors.
Aus meiner Sicht kann man nicht einfach etwas idealisieren nur um einfacher ein Resultat zu erreichen. Man muss nachweisen können, dass der Vorgang des Idealisierens keinen Fehler erzeugt.

Gruss, Gepakulix

Benutzeravatar
tomS
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
Beiträge: 10670
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von tomS » 11. Mär 2012, 22:38

Die gesamte theoretische Physik idealsiert. Es gibt keine punktförmigen Detektoren, es gibt keine unendlich ausgedehnten ebenen Wellen, es gibt auch keine punktförmigen Teilchen, ...; und dennoch funktioniert die theoretische Physdik und produziert Ergebnisse in Übereinstimmung mit der Realität.

In vorliegenden Fall handelt es sich doch um ein rein sprachliches Problem: zwei Detektoren am selben Ort; oder zwei Detektoren kurz hintereinander am selben Punkt, oder zwei unterschiedliche Detektoren in zwei ansonsten identischen (gedachten) Universen, ..., das ist doch alles völlig egal.

Können wir uns wieder auf die eigentliche Frage konzentrieren?
Gruß
Tom

Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper

Skeltek
Site Admin
Site Admin
Beiträge: 5088
Registriert: 25. Mär 2008, 23:51
Wohnort: Stuttgart, Germany
Kontaktdaten:

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von Skeltek » 12. Mär 2012, 09:31

tomS hat geschrieben: ...; und dennoch funktioniert die theoretische Physdik und produziert Ergebnisse in Übereinstimmung mit der Realität.
Hier haste dich aber echt weit aus dem Fenster raus gewagt ^^

Zurück zum topic:
Wenn es keine gobale Zeit gäbe und alle Bezugssysteme in der 4dimensionalen Raumzeit gleichwertig wären, dann würde möglicherweise der Beeich am Rand der Hubblesphäre/sichtbaren Universums(sind ja zweierlei) gestreckt erscheinen? Man kann nicht eine globale Zeit ausschließen und trotzdem annehmen, daß die Deflation überall gleichzeitig, bzw in derselben Entfernung gleichzeitig stattfand. Sind wir also wieder zurück beim Aether?
Gödel für Dummies:
  • Unentscheidbarkeit - Dieser Satz ist wahr.
  • Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
  • Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.

Benutzeravatar
tomS
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
Beiträge: 10670
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Hubblesphäre bezugssystemabhängig?

Beitrag von tomS » 12. Mär 2012, 10:32

Verstehe ich nicht.

Was ich sage ist folgendes: Ein Photon der kosmischen Hintergrundstrahlung, das heute und hier (von irgendeinem Detektor) registriert wird, stammt von der "surface of least scattering" - so bezeichnen das einige Physiker - d.h. von einer zweidimensionalen Fläche S², auf der das Photon erzeugt oder zuletzt gestreut wurde, um anschließend in einem optisch durchsichtigen Universum ohne weitere Streuung bis zu uns zu gelangen.

Der physikalische Ort dieser Fläche S² ist für verschiedene Beobachter, deren Weltlinien hier und jetzt zusammenfallen, identisch. Dass diese Beobachter sich möglicherweise hier und jetzt aufgrund ihrer Relativbewegung in verschiedenen Bezugssystemen befinden, spielt dabei bzgl. des physikalischen Ortes von S² keine Rolle. Wenn sich diese Beobachter relativ zueinander bewegen und sich daher später an unterschiedlichen Orten befinden, dann fallen die später relevanten Flächen natürlich nicht mehr zusammen.

Die verschiedenen Beobachter nehmen also die selbe Hintergrundstrahlung von der selben Fläche S² hier und jetzt unterschiedlich wahr. Dies liegt jedoch nicht an der Hintergrundstrahlung oder S², sondern ausschließlich an der Tatsache, dass sich die Beobachter hier und jetzt unterschiedlich bewegen, dass sie also ein und das selbe Photon mit beobachterspezifischen Energien und beobachterspezifischen Richtungen wahrnehmen; d.h. die Bewegung der Beobachter führt zu einer Anisotropie der Hintergrundstrahlung.

Nimmt man die Hintergrundstrahlung in einem Bezugssystem als isotrop an (was sie nicht ist, aber für das hier zu diskutierende Argument kann man das annehmen) so ergäbe sich in einem einzigen ausgezeichneten Bezugssystem eine perfekte Isotropie, in allen anderen Bezugssystemen dagegen eine bewegungsabhängige Anisotropie, aus deren Messung man tatsächlich die Relativbewegung des Beobachters bzgl. der Hintergrundstrahlung berechnen kann.

Ich benötige dazu an keiner Stelle ein globales oder irgendwie ausgezeichnetes Bezugssystem (das Bezugssystem in dem die Anisotropie verschwindet ist dabei nicht weiter ausgezeichnet als irgendein Laborsystem in dem eine bestimmte Lichtquelle ruht). Es gibt dabei auch keine globale Zeit; die Zeit ist nur lokal definiert, und sie verläuft zudem noch für verschiedene Beobachter unterschiedlich.

Die Form der S² ist zunächst tatsächlich eine S², also eine topologisch eine zweidimensionale Kugeloberfläche; geometrisch kann sie deformiert sein, d.h. sie könnte "Dellen" o.ä. Verformungen aufweisen. Diese Deformation eine lokale und eine globale Ursache: zunächst müsste sie für alle Beobachter einfach einer Kugeloberfläche mit Radius cT entsprechen, wobei T der Reisezeit der Photonen entspricht (auch wenn die Beobachter sich relativ zueinander bewegen nehmen sich doch das Licht stets mit c wahr). Diese Reisezeit T ist jedoch beobachterabhängig, da sich diese relativ zueinander bewegen und daher unterschiedliche Zeiten T, T', ... definieren würden. Aber das eigentliche Problem ist die Definition von T selbst! Ein Photon hat ja keine Uhr dabei, auf der man ablesen kann, wie lange es unterwegs war. Die Eigenzeit des Photons entlang seines Weges ist sogar immer exakt Null (das ist genau die Eigenschaft lichtartiger Geodäten, denen ein Photon folgt). T ist vielmehr eine berechnete Größe, genauso wie die Länge des zurückgelegten Weges, also der Radius R der S².

Die Berechnung dieses Radius erfolgt nicht-lokal, d.h. sozusagen als Integral über die gesamte Geodäte (es kann ja kein Schnappsschuss sein, denn man muss ja souzusagen die Raumzeit an jedem Punkt wo sich das Photon gerade befindet betrachten). Aus diesem Integral erfolgt ebenfalls eine winkelabhängige Deformation der S², die man jedoch nicht tatsächlich berechnen kann, wenn man nicht die gesamte Raumzeitstruktur kennt - und man kennt sie ja eben gerade nicht, sondern versucht sie rückwärts aus den gemessenen Photonenenergien zu ermitteln!

Die Fläche S² kann man daher für bzgl. der 'mittleren' Hintergrundstrahlung (mit im Mittel verschwindender Anisotropie) als in sehr guter Näherung kugelförmig ansehen, wobei man dabei eben geringe Fluktuationen und Inhomogenitäten (z.B. durch dazwischenliegende Galaxien, Gravitationslinsen u.ä.) vernachlässigt.

Also kein globales Bezugssystem, keine globale Zeit, kein Äther, nur die ART und Kosmologie.
Gruß
Tom

Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
Sir Karl R. Popper

Antworten