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Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Themen zur Kosmologie, Urknall, inflationärer Kosmologie, Expansion, Entwicklung und Zukunft des Universums
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Skeltek » 9. Nov 2016, 10:08

tomS hat geschrieben:
Skeltek hat geschrieben:wohin geht diese Energie?
Nirgendwohin, sie ändert sich einfach; in einem nicht-statischen Universum gilt keine Energieerhaltung.
Das ist die korrekte Antwort die ich herauslocken wollte und tom hat voll ins Fettnä... Schwarze getroffen :beer:
In einem offenen System ist auch die Massenerhaltung nicht gewährleistet (vom Wert her). Naja, gewährleistet schon, aber zumindest ist Masse relativ, da man sie nicht zu einem globalen Maßstab in Relation setzen kann.

Raum und Zeit haben glaube ich einen Maßstab welcher dem Quotient (1/Energie) enspricht, wo sich indirekt die Relation zwischen "Masse/Energie" und "Länge/Zeitdauer" wiedespiegelt. Definition von raumzeitlichen Strecken hängt wechselweise mit den Massen zusammen.

So gesehen gilt Massenerhaltung auch nur lokal. Das soll nicht bedeuten, dass Teilchen Masse "verlieren", sondern dass es keine Skala gibt anhand der feststellbar ist, "wieviel" Masse da eigentlich vorhanden ist. Jede Messung von Masse führt wieder auf einen Maßstab zurück, welcher direkt oder höchst indirekt von einer Masse abhängig ist.
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von deltaxp » 9. Nov 2016, 12:22

Kurt hat geschrieben:
tomS hat geschrieben:
Skeltek hat geschrieben:wohin geht diese Energie?
Nirgendwohin, sie ändert sich einfach; in einem nicht-statischen Universum gilt keine Energieerhaltung.
Doch, sie kann durchaus gelten.

Kurt
Nöther Theorem: aus jeder Symmetrie folgt eine erhaltungsgrösse. wenn ein System invariant und zeittransformatiion ist, gilt darin energie-Erhaltung. das Universum ist nicht zeitinvariant, damit gilt keine energieerhaltung (der Materie).

ich mache diese Eingrenzung, weil das nöthertheorem sich m.E. auf energie der materielle Objekte beschränkt und nicht auf , wie man auch immer das definieren mag, in gekrümmter raumzeit gespeicherte energie. aber bei den photonen geht es halt um Materie.

wenn man jetzt energie weiter definiert als auch in der Raumzeitkrümmung gespeicherte energie definiert. kann man das evtl auch dahin erweitern. in dem sinne: Raumzeitkrümmung minus materieller-EnergieImpulsTensor=0, da kann man dann eventuell auch wieder owas definierten, da d0/dt ==0 ist.

wichtig ist, dass auch bei zeitsymmetrie energieerhaltung nur einem gegebenen bezugssystem gilt, nicht jedoch bei bezugssystemswechsel.

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von deltaxp » 9. Nov 2016, 13:04

Wie die Diskussion oben zeigte ist eine allgemeine Definition in worten schwierig, formal kann man sich auf T00 als die 00-Kompoente im energie-impulstensor zurückziehen. das ist wenig holfreich aber präziss. wenn dich der begriff energie-impulstensor zur Erklärung von energie den begriff energie zu verwenden nervt, nenn ihn einfach anders. wie zb dynamik-Tensor. die konkrete form derenergie kann man als Physiker immer noch mathematisch präzis beschreiben. aber ne allgemeine verbale Definition, falls man die dann brauch, weil als Formeln gibs die ja imemr präzis definiert würde ich sagen: eine physikalische observable eines Systems, die seine Dynamik festlegt.

erhaltungsgröße ist es dann, wenn sich diese observable in einem abgeschlossen system nicht verändert. mathematisch dE/dt=0.

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von tomS » 10. Nov 2016, 00:39

Zur Problematik des Energiebegriffs in der ART siehe hier: userfiles/Energie_thst_2009-11-24.pdf

Kurz gesagt läuft es darauf hinaus, dass zwar die Energie-Impuls-Druck-Dichte T definierbar ist, und dass T selbst lokal kovariant erhalten ist, dass auf Basis der 00-Komponente jedoch i.A. keine Energie definiert werden kann.

Im Kontext der Rotverschiebung betrachtet man die Energie eines Punktteilchens. Diese ist (mit anderen Mitteln) definierbar, auf einem expandierenden (allgemein dynamischen) Raumzeithintergrund jedoch nicht erhalten.
Gruß
Tom

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Skeltek » 10. Nov 2016, 09:51

Kann man nun daraus schließen, dass sich nicht sagen lässt, ob der Raum expandiert oder die Teilchen schrumpfen/Masse verlieren?
Sondern dass wir lediglich feststellen können, dass sich die Relation von Energie(Masse) und Raumzeit-Längen ändert?
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Timm » 10. Nov 2016, 10:35

Timm hat geschrieben:Dazu könnte dich dies interessieren: Expanding universe or shrinking Atoms:
http://www.thphys.uni-heidelberg.de/~we ... nd1015.pdf
Folien 24 und 85: Solange die Materie dominiert, schrumpft das Universum.
Damit kommt deine Kosmologie der von Wetterich, Uni Heidelberg, ziemlich nahe, seeker. Und vielleicht noch näher, wenn du, wie er, die dunkle Energie hinzu nimmst!? Dumm, daß er die Priorität hat. :wink:

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von seeker » 10. Nov 2016, 13:19

Timm hat geschrieben:Eine andere Kosmologie mit konstanten Abständen und zunehmende Massen findet sich hier:

http://www.nature.com/news/cosmologist- ... ng-1.13379
"But, as Wetterich points out, the characteristic light emitted by atoms is also governed by the masses of the atoms' elementary particles, and in particular of their electrons. If an atom were to grow in mass, the photons it emits would become more energetic. Because higher energies correspond to higher frequencies, the emission and absorption frequencies would move towards the blue part of the spectrum. Conversely, if the particles were to become lighter, the frequencies would become redshifted."

Dazu könnte dich dies interessieren: Expanding universe or shrinking Atoms:
http://www.thphys.uni-heidelberg.de/~we ... nd1015.pdf
Vielen Dank Timm für die interessanten Links!
Ja, das ist gar nicht weit weg.

Und:
For Wetterich, the lack of an experimental test misses the point. He says that his interpretation could be useful for thinking about different cosmological models, in the same way that physicists use different interpretations of quantum mechanics that are all mathematically consistent.
...
Others say that Wetterich’s interpretation could help to keep cosmologists from becoming entrenched in one way of thinking. “The field of cosmology these days is converging on a standard model, centred around inflation and the Big Bang,” says physicist Arjun Berera at the University of Edinburgh, UK. “This is why it’s as important as ever, before we get too comfortable, to see if there are alternative explanations consistent with all known observation.”
http://www.nature.com/news/cosmologist- ... ng-1.13379

Das war genau auch mein Gedanke! Ich denke, es ist wichtig beweglich zu bleiben, gerade in der Kosmologie.

Viele Grüße
seeker
Grüße
seeker


Mache nie eine Theorie zu DEINER Theorie!
Denn tut man das, so verliert man zumindest ein Stück weit seine Unvoreingenommenheit, Objektivität.

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Skeltek » 11. Nov 2016, 00:30

Timm hat geschrieben:
Timm hat geschrieben:Dazu könnte dich dies interessieren: Expanding universe or shrinking Atoms:
http://www.thphys.uni-heidelberg.de/~we ... nd1015.pdf
Dumm, daß er die Priorität hat. :wink:
Das hat er 3 Monate nachdem ich das hier im Forum breit getreten habe publiziert :devil:
viewtopic.php?f=79&t=3102&p=45006&hilit ... Fen#p45006

Außerdem war ich schon mindestens 6 Jahre früher dran :lol:
viewtopic.php?f=79&t=1225&p=13935&hilit ... Fen#p13935

Aber bin wirklich happy dass das Konzept inzwischen ernsthaft diskutiert wird, auch wenn ich inzwischen nicht mehr wirklich die Zeit habe in die Tiefe zu gehen beim Mitdiskutieren :(
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von tomS » 11. Nov 2016, 01:38

Interessant.

Wetterich ist ein angesehene Wissenschaftler, der insbes. an Theorien zur Quantengravitation arbeitet.

Wichtig im hier diskutierten Kontext: Wetterich präsentiert keine neue Interpretation der ART mit schrumpfenden Universum, er präsentiert eine neue Theorie. Das ist ein wesentlicher Unterschied.
Gruß
Tom

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Timm » 11. Nov 2016, 10:20

tomS hat geschrieben: Wichtig im hier diskutierten Kontext: Wetterich präsentiert keine neue Interpretation der ART mit schrumpfenden Universum, er präsentiert eine neue Theorie. Das ist ein wesentlicher Unterschied.
Allerdings! Ein wesentlicher Unterschied besteht schon darin, daß hier das Universum nicht aus dem Nichts aufpoppt und ab dann die Physik Aussagen macht, sondern ohne physikalische Singularität ewig existiert.

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von deltaxp » 11. Nov 2016, 12:07

Na Skeltek, Seeker, da hat man ja ne mathematische ausarbeitiung, allerdings anders als du das gedacht hast. denn eine reine massenveränderung der Teilchen hätte wohl nicht messbare Auswirkung. so lob ich mir dass, Argument Gegenargument ohne Polemik oder Phrasendrescherei.

interessant ist auch folgendes: die masse der Atome bleibt ja fast gleich, denn die wird ja primär durch die der Protonen und Neutronen bestimmt, deren masse sich wiederum zu 99.95% glaub nur aus der Dynamik ergibt, u,d, sind ja nur 5mev und 10 mev. mann muesste. damit verändert sich die kerngrösse kaum, sondern nur die hülle, aber das reicht ja. die frage ist, ob sich aufenthaltswahrscheinlichkeiten des Elektrons in kernnähe ausreichend verändern, dass man eine Veränderung der Radioaktivität feststellen kann, wenn es es einen elekroneneinfach durch ein Proton gibt. was anderes fällt mir nicht ein, wie man das doch messen könnte. aber direkte widrsprüche zu experimenteleln Daten fallen mir nicht ein.

der Mechanismus wäre dann wohl über ein sich langsam veränderndes higgs-feld-potential, vorausgesetzt dass die dunkle Materie auch über diesen Mechanismus masse erhält. dann würden die yukawakopplungen auch alle gleich bleiben. eine Veränderung des higsspotentials lliesse sich evtl sogar motivieren, denn nach bisheriger Theorie hat es sich ja verändert beim elektroschwachen phasenübergang.

siehst du, kurt, so führt man Diskussionen auf Basis wissenschaftlicher Methodik.

ich persönlich glaube zwar nicht an das massen und damit atomhüllen-schrumpfungsmodell, aber na gut. das ist glauben , kein wissen. also offenbleiben.

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Timm » 11. Nov 2016, 16:36

deltaxp hat geschrieben:interessant ist auch folgendes: die masse der Atome bleibt ja fast gleich, denn die wird ja primär durch die der Protonen und Neutronen bestimmt, deren masse sich wiederum zu 99.95% glaub nur aus der Dynamik ergibt,
Ich denke, Wetterich meint die beobachteten Massen, also incl. der Konstituentenmassen, wenn er schreibt "Planck mass and all particle masses grow exponentially".

Interessant ist: "We present a simple model where the masses
of particles arise from a scalar “cosmon” field, similar to the Higgs scalar. The potential of the
cosmon is responsible for inflation and the present dark energy."
Mir ist nicht klar, weshalb er zusätzlich zum Higgs-Feld ein Cosmon-Feld postuliert. Bekommt er sonst die Dynamik nicht hin?

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Skeltek » 11. Nov 2016, 23:31

@deltaxp:
Die Katze beißt sich zwar hierbei in den Schwanz, da eine Massenerhöhung auf elementarstem Niveau eigentlich mit einer folgenden Schrumpfung des Radius gleichgesetzt werden kann. Wobei man hinterher auch nicht sagen kann, was jetzt wovon die Folge war...
In der geschrumpften Skala ist das Teilchen dichter was phänomenologisch aus Sicht des Teilchens einer eigenen Massezunahme entspricht. Andererseits schrumpft ja auch der "Maßstab" des Teilchens (z.B. Elektronen usw), wodurch diese Veränderung an keinerlei externem Anhaltspunkt wie z.B. anderen Teilchen festgestellt werden kann...
Im Grunde genommen ist die Dimensionalität eV für Masse und 1/(eV) für zeitliche bzw räumliche Länge ein guter Anhaltspunkt um die Diametrie der beiden relativ direkt zu zeigen, wobei hoffentlich auch eher sichtbar wird, dass die beiden im exakt gegenteiligen Verhältniss zueinander stehen.

@Timm:
Bin mir nicht sicher ob ich es als Ersatz (war mein erster Gedanke) für das Higgs-Feld ansehen sollte oder als eine Art "zweite Ableitung" des Higgs-Feldes, welches das Higgs-Feld mit der Zeit abflacht oder kurviger macht.
In jedem Fall haben weder higgs-Feld noch cosmon-Feld eine auswirkung auf Lichtquanten.

Nett fand ich auch, dass er kurz auch darauf eingeht, dass man dannstatt einer physikalischen Singularität, eine andere Form der Singularität bekommt.
Wenn man das Schrumpfungsmodel auf eine sehr naive Art zum Urknall zurück überlegt und die Teilchen mit konstanter Basis mit Zeit als Exponent geschrumpft sind, waren die Teilchen vor dem Urknall doch relativ groß(mehrere Lichtjahre Durchmesser, extrem schnellkleiner werdend), bzw noch nicht als physikalisches Teilchen manifestiert.
Man könnte denken, dass hier Strahlung/Wellen aus allen richtungen kamen und dann irgendwo kollidiert sind und sich dann erst daraus Masse geformt hat.
Stelle mir das ähnlich wie kleine Singularitäten vor, welche sich theoretisch auch ausschließlich aus Graviattionswellen ohne jegliche Masse bilden können(wenn auch sehr unwahrscheinlich im heutigen Universum).

Immerhin ist mir bis heute nicht ganz klar, wie kurz nach dem Urknall aus reiner Strahlung Materie bilden konnte... jedenfalls kann ich mir das bildlich kaum vorstellen ^^
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Timm » 12. Nov 2016, 10:41

Skeltek hat geschrieben: Immerhin ist mir bis heute nicht ganz klar, wie kurz nach dem Urknall aus reiner Strahlung Materie bilden konnte... jedenfalls kann ich mir das bildlich kaum vorstellen ^^
Man kann sich das grob als Materiekondensation vorstellen. Die unterschiedlichen Inflationszenarien stimmen im wesentlichen überein, daß das Inflaton Feld am Ende der Inflation zerfällt, wobei unter Wärmeentwicklung (reheating) Materie entsteht, vermutlich im thermischen Gleichgewicht mit Strahlung. Eine Analogie ist der Phasenübergang flüssig/fest mit frei werdenden Kristallisationswärme.

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Struktron » 7. Dez 2016, 16:42

Hallo miteinander,
zum Thema passt wohl auch
Rätsel des Kosmos: Was wir über den Urknall wissen.
MfG
Lothar W.
http://uratom.de und http://uratom.de/SM.pdf
Szenario der Entwicklung des Universums

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