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Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Skeltek » 1. Nov 2016, 14:40

deltaxp hat geschrieben: das nächste Problem: Schrumpfung bedeutet vergrösserung der dichte, irgendwann wäre alles in schwarzen löchern verschwunden.
Wieso das? Lässt du den Meter gleich?
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Job » 1. Nov 2016, 16:34

seeker hat geschrieben:Genau, Gepakulix!
Und deshalb lautet die Frage:

Führt mein Vorschlag zu einer unüberschaubaren Verkomplizierung der mathematischen Beschreibungen oder nicht?
(Anm.: Höhere Komliziertheit ist kein Argument a la Ockham! Dort geht es nur um die Anzahl der Grundannahmen.)

Und langsam kommen wir da ja jetzt voran, danke deltaxp!

Also:

Hier z.B.



lautet mein Vorschlag das umzuschreiben in:



und nach der Zeit t, wo der Skalenfaktor normal z.B. auf das Doppelte gewachsen ist, schreibe ich bei meiner Version einfach:



D.h., ich muss hier gar nix an h oder e, usw. drehen.
Und das mache ich mit jeder Gleichung, die du mir gibst.
Sieht für mich einfach aus.
Kannst du mir genauer erklären, wo ich dennoch ein Problem bekomme?

(Das ct benutze ich nur, um zu begründen, wo meine Schrumpfung denn herkommen soll. Meine Idee ist es das c im ct zu verändern.)

Gruß
seeker
Hallo Seeker,

soweit ich das verstanden habe, suchst Du nach einer Erklärung der Rotverschiebung bei einer möglichen Kontraktion des Universums und vermutest dazu, dass der mittlere Abstand eines Elektrons um das Proton (wir nehmen einfach mal nur das Wasserstoffatom) dafür evtl. verantwortlich sein könnte. Da kann ich Dich nur bestärken.

Du vermutest, dass dazu potentiell einige Naturkonstanten von der Zeit abhängen müssten, also nicht über die Lebensdauer des Universums hinweg konstant bleiben. Das wäre sicher eine denkbare Lösung, die aber wie Deltaxp schon angedeutet hat, mit einigen Problemen behaftet wäre.

Aber das muss nicht so sein und trotzdem kann Deine generelle Vermutung auch anders begründet werden.



Diese Gleichung kann man ja auch schreiben als:



Die Feinstrukturkonstante ist laut Experimenten mit ziemlicher Sicherheit konstant bzw. ändert sich auf keinen Fall so stark, wie es notwendig wäre. Wenn man davon ausgeht, dass sich das Vakuum innerhalb des Universums bei einer Kontraktion nicht ändert (so wie wir es auch bei der Expansion annehmen) ist auch c konstant, denn c ist laut Definition die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. h repräsentiert meiner Meinung nach die mittlere Energie der Vakuumteilchen, wäre damit also auch konstant.

Was dann nur noch übrig bleibt, was variieren könnte ist m. Und das ist aus meiner Sicht auch die Lösung. Der hier aufgeführte Wert für a0 ist ja nur die Vakkumlösung der Schrödingergleichung für ein Wasserstoffatom, das heisst für ein im Vakuum ruhendes Elektron. Wenn sich das Wasserstoffatom aber zum Beispiel mit einer Geschwindigkeit bewegen würde, die in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit ist, sieht die Lösung anders aus. Dann ist sie auch von der Geschwindigkeit des Elektrons gemäß SRT abhängig und m wird größer. Damit wird das Elektron auch träger und wenn man dann noch berücksichtigt, dass die Ladung e des Elektrons gemäß SRT immer konstant bleibt, bedeutet dies dann, das eine gleiche Kraft innerhalb des Wasserstoffatoms auf eine größere Masse wirkt, abhängig von der Geschwindigkeit. Dies hat nicht nur Auswirkungen auf eine mögliche Rotverschiebung, sondern auch auf die Anzahl der Ticks einer Atomuhr.

Seeker, kannst Du mir bitte noch sagen, wie ich ein PDF hochladen kann, oder an wen ich mich da wenden kann? Ich habe wohl nicht die notwendigen Berechtigungen dazu.

Danke und viele Grüße
Job
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von deltaxp » 1. Nov 2016, 16:46

mein fehler mit h wird das auch nix, in a0 steht h^2 oben drin, nicht nur h,
wenn a0 über h halbiert werden soll muss h->h/sqrt(2)
auf der anderen seite haben wir E=h nu die Energie der welle, die sich halbieren muss über h für z=2, dort muss also h ->h/2 gelten. schon nen widerspruch
Zuletzt geändert von deltaxp am 1. Nov 2016, 16:51, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von deltaxp » 1. Nov 2016, 16:50

Skeltek hat geschrieben:
deltaxp hat geschrieben: das nächste Problem: Schrumpfung bedeutet vergrösserung der dichte, irgendwann wäre alles in schwarzen löchern verschwunden.
Wieso das? Lässt du den Meter gleich?
so oder so.

dichte=m/Volumen nach seeker x->x/2 , -> V->V/2^3 =V/8 -> rdichte(2)=8*dichte(1)
nach seeker, nicht nach mir. ich bin ja gege das schrumpfungsmodell

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von seeker » 2. Nov 2016, 10:55

deltaxp hat geschrieben:so funktioniert das aber nicht. der bohrsche Atom radius ergibt sich aus der lösung der schrödingergleicher Gleichung fürs H-atom
Ja, ok, ich muss schon alles umskalieren.

Aber nochmal:
Es geht nur darum, ob sich die Verhältnisse der Konstanten, etc. untereinander dabei ändern oder nicht, ob das höchst kompliziert wäre oder nicht.
Ich bin immer noch der Überzeugung, dass so eine Umskalierung einfach sein sollte.

Ich probiers mal anders klar zu machen:

Der Meter ist definiert als diejenige Strecke, die Licht im Vakuum innerhalb des Zeitintervalls von 1/299 792 458 Sekunden durchläuft.

Nun hindert uns nichts aber auch gar nichts daran, den Meter anders zu definieren.
Wir könnten auch z.B. definieren, dass die Strecke, die Licht im Vakuum innerhalb des Zeitintervalls von 1/299 792 458 Sekunden durchläuft = 2 Meter wäre.
(Und was ich vorschlage tut im Grunde nix anderes!)

Täten wir das, müssten wir natürlich alle Naturkonstanten, etc. entsprechend umrechenen
Viele deiner Argumente laufen nun darauf hinaus, dass das eine unüberschaubar komplizierte Aufgabe wäre, weil z.B. h mal in der 2., mal in der 3. Potenz in den Gleichungen erscheint, etc. und dann die Gleichungen ganz anders und viel komplizierter aussähen.

Aber es muss doch klar sein, dass das nicht sein kann, dass sich im Grunde gar nix ändert?
Eine solche Umskalierung muss äußerst einfach sein, bin ich immer noch von überzeugt.
(Na ja, ganz so einfach wohl doch nicht: Es sind m.W.n. schon Satelliten abgestürzt, weil die Umrechnung vom Inch in den Meter nicht geklappt hat. :wink:)

Ob und wie man das dann in allen Details, die in der Physik bekannt sind, von unserem Weltbild her, von unseren Interpretationen her in Einklang bringt, das muss man sich dann anschauen.
Erst muss dieser Punkt hier geklärt sein.

Gruß
seeker
Grüße
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von seeker » 2. Nov 2016, 10:58

Job hat geschrieben:Seeker, kannst Du mir bitte noch sagen, wie ich ein PDF hochladen kann, oder an wen ich mich da wenden kann? Ich habe wohl nicht die notwendigen Berechtigungen dazu.
Wende dich dazu bitte an gravi. Soweit ich weiß, muss er das machen. Du musst ihm die PDF glaube ich per Email schicken.

Ansonsten brauch ich noch Zeit um über einige Beiträge nachzudenken.

Viele Grüße
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Kurt » 2. Nov 2016, 12:33

seeker hat geschrieben: Der Meter ist definiert als diejenige Strecke, die Licht im Vakuum innerhalb des Zeitintervalls von 1/299 792 458 Sekunden durchläuft.
Ist dann der Meter überall gleich lang, hat also die gleiche Länge?
Was passiert wenn man sich bei der Metererstellung gegen das Vakuum bewegt?
Was ist Vakuum?

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von deltaxp » 2. Nov 2016, 13:04

@ seeker. Dann sprichst du einfach von irgendeinem willkürlichen masstab, der physikalisch keine rolle spielt. ob du jetzt in fuss oder meter rechnest, ob die du h=c=G eins setzt oder nicht. das ist vollkommen egal. in keiner physikalischen formel kommt eine einheit vor. die skalen werden durch die Wechselwirkung bestimmt und entsprechend die unterschiedlichen skalen im vergleich der Wechselwirkung, vollkomen egal welche Einheit du einführst. das kannst du halten wie ein Dachdecker. das ist aber ein himmelweiter unterschied zu deinem schrumpfungs-Modell.

Das was du vorhast mit deinem materie-schrumpfungs-Modell ursprünglich vorhattest, ist, dass sich die Skalen der Materie-Wechselwirkungen (Elekrodynamik, schwachen-WW, QCD) für sich verändern in einer so definierten zeitabhängigen art und und weise, dass die globale Skalenänderung der ART (Gravitation), welche nichts mit ihnen zu tun hat (im normalen energie-Bereich, wir reden hier nicht von quantengravitationseffekten und GUT Modellen auf planckskalen) kompensiert wird und dass in allen materiellen-Wechselwirkungen in gleicher art und weise, die bei niedrigen Energien auch nix miteinander zu tun haben. und das nichst mit Interpretation zu tun, sondern mit messbaren observablen (in welcher Einheit auch immer) und geht eben nicht einfach. Das ist keine blanke umdefinierung irgendeiner Einheit. die spielt keine rolle. man muss nur konsistent bleiben, wenn man sich für eine entschieden hat. wenn du sagst, heute ist meter das, morgen nur die hälfte. dann bleibt der bohrsche atomradius trotzdem gleich, nur eben 2 mal in den neuen einheiten. das Verhältnis vom bohr-radius zum kernradius bleibt aber gleichgross unabhängig von der zeit, während das Verhältnis von bohr-radius zum abstand der Galaxien eben nicht gleich bleibt mit der zeit. und es ist vollkommen egal welche Einheit du da wählst.

ich weiss ehrlich nicht mehr, was ich noch dazu an Erklärungen beitragen kann. ich hab dir meine Ansicht bzw. die objektiven Problem anhand einiger Beispiele möglichst leicht verständlich dargelegt. wenn dir das nicht reicht, dann musst du dir selbständig dein physikalisches wissen durch Studien erweitern, um eine konsistente Theorie zu entwickeln, die von der internationalen physikergemeide begutachtet werden kann. Ich behaupte nicht allwissend zu sein.

eins noch. in der Kosmologie bedient man sich häufig einen besonderen Bezugsystems: des co-moving Frames, das sich genauso ausdehnt wie das Universum. in diesem co-moving Frame ist der abstand der Galaxien, die dort aber eh nur punkte sind natürlich immer gleich. wenn du jetzt die Galaxien in diesem co-moving Frame als ausgehntes objekt betrachten würdest, würden sie in diesem bezugssystem natürlich schrumpfen. ich weiss nicht ob es das ist , was du im kopf hast. aber der unterschied ist, dass es eben eine bestimmte Wahl eines zeitabhängigen bezugssystems ist, welchses sich mit a(t) ausdehnt. das macht nur ein paar Berechnungen leichter, aber das heisst nicht dass die Galaxie, die Atome, die kerne usw. physikalisch schrumpfen, denn wenn du die Prozesse in den gebunden Systemen berechnest müsstest du bei allen Koordinaten ableitungen usw usf die a(t) Abhängigkeit mit berücksichtigen und am ende würdest du sehen, dass die skalen gebunden Systemen sich nicht ändern, sondern du würdest merken, dass die Wahl deines bezugssystems für dieses Sachverhalt einfach Sch... ist :P. das ist also ein künstlicher koordinatenwahl Effekt, kein realer.

so was kommt häufiger vor. wie z.b. die Singularität am ereignishorizont bei der Wahl eines bezugssystems eines fernen Beobachters sich als luftnummer heraustellt und verschwindet wenn du das eines freifallendes Beobachters nimmst, während die Singularität im Zentrum eine reale unabhängig vom von der Wahl des bezugssystems ist. ebenso ist die Schrumpfung im co-moving Frame keine reale sondern nur eine von dem bezugssystem künstlich herbeigeführte.

vielleicht hilft das noch etwas.

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von seeker » 2. Nov 2016, 13:53

deltaxp hat geschrieben:Dann sprichst du einfach von irgendeinem willkürlichen masstab, der physikalisch keine rolle spielt. ob du jetzt in fuss oder meter rechnest, ob die du h=c=G eins setzt oder nicht. das ist vollkommen egal.
Also, zunächst sind wir uns doch einig, dass z.B. das Maß "Meter" willkürlich ist und dass eine Änderung dieses Maßes nichts wirklich verändern würde?
deltaxp hat geschrieben:das ist aber ein himmelweiter unterschied zu deinem schrumpfungs-Modell.
Das ist die eigentlich Frage. Und das sehe ich noch nicht. Man kann das mit der Maß-Schrumpfung zunächst einmal postulieren und findet dann, dass es sich mathematisch genauso auswirken würde, wie wenn die Materie tatsächlich schrumpfen würde. Und man findet m. E., dass die Transformation mathematisch einfach ist, genauso einfach, wie wenn man statt mit Metern in Inch rechnen würde. Das kann man doch erst einmal festhalten und dann weiterdenken?
deltaxp hat geschrieben:Das was du vorhast mit deinem materie-schrumpfungs-Modell ursprünglich vorhattest, ist, dass sich die Skalen der Materie-Wechselwirkungen (Elekrodynamik, schwachen-WW, QCD) für sich verändern in einer so definierten zeitabhängigen art und und weise, dass die globale Skalenänderung der ART (Gravitation), welche nichts mit ihnen zu tun hat (im normalen energie-Bereich, wir reden hier nicht von quantengravitationseffekten und GUT Modellen auf planckskalen) kompensiert wird und dass in allen materiellen-Wechselwirkungen in gleicher art und weise, die bei niedrigen Energien auch nix miteinander zu tun haben.
Aber sie müssen doch etwas miteinander zu tun haben! Die Materie und alles andere auch befindet sich schließlich IM Raum und schließlich gehen wir doch davon aus, dass es keine Brüche in der Natur gibt, dass alles mit allem irgendwie zusammenhängt.
Das habe ich vorher ja schonmal erwähnt, dass uns da evtl. im Moment noch die Verbindung fehlt, muss man vielleicht auf eine ToE warten, ok, um das zu begründen.
Umgekehrt muss man das doch wohl auch, um begründen zu können, warum s'= a(t) x s, ohne dass sich im Kleinen, z.B. bei der Reichweite der Felder, irgendetwas verändert.
Dort muss man genauso auf die ToE warten. Also Patt! Gegenargumente?

deltaxp hat geschrieben:und das nichst mit Interpretation zu tun, sondern mit messbaren observablen (in welcher Einheit auch immer) und geht eben nicht einfach. Das ist keine blanke umdefinierung irgendeiner Einheit. die spielt keine rolle. man muss nur konsistent bleiben, wenn man sich für eine entschieden hat.
Eben, man muss konsistent bleiben! Und man kann sich dann eben auch dafür entscheiden das ürsprüngliche Abstandsmaß s festzuhalen, satt s'.
Welches ist also festzuhalten, welches veränderlich?
Aus den Formeln, den Beobachtungen lässt sich das nicht entscheiden! Deshalb muss man an dem Punkt andere Argumente anführen oder aber beides nebeneinander akzeptieren.

Gepakulix hat's ja schön gesagt:
Die Wahl eines Koordinatensystems hat keinen Einfluss auf physikalische Effekte!

Nochmal:
Ich behaupte, dass eine geeignete Neuwahl der willkürlichen Länge "Meter" mathematisch dasselbe bewerkstelligt, wie wenn man die Materie lokal tatsächlich schrumpfen lässt. Das ist ja eben das: Die Mathematik, die Formeln sagen uns nicht, wie sie zu interpretieren sind. Und wenn es für ein und dasselbe Formelwerk mehrere mögliche Interpretationen gibt, dann ist das nicht einfach auszublenden.

Und von den Observablen her haben wir eben den Befund der Rotverschiebung.
Die müssen wir im Übrigen auch nicht gleich global einordnen, wir können sie zunächst auch lokal für das sichtbare Universum einordnen.
Man will dabei dann hinterher auch global, wegen den kosmologischen Modellen, ist klar.

Ich bin ja eh kein Freund von "So und so ist es wirklich!". Ich bin ein Freund von "Das und das, kann man so oder so interpretieren!"
Deshalb sehe ich weder eine Expansion noch einen Doppler noch eine Materiekontraktion als "wirklich" an. Das sind für mich allesamt Interpretationen aus den gefundenen Daten plus theoretischer Beschreibung.
Und je mehr Interpretationsmöglichkeiten man hat, desto besser, weil sich die Interpretationen eben doch auf das Denken auswirken, was sich wiederum darauf auswirkt, in welcher Richtung man weitersucht und in welcher Richtung nicht.

Gruß
seeker
Grüße
seeker


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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Skeltek » 2. Nov 2016, 19:48

Hi seeker,
natürlich kommt man mit den Formeln in Konflikt und stößt auf Widersprüche, wenn man die Äquivalenzumformung nicht richtig durchführt.
Durch die Verkleinerung der Teilchen geht nicht nur eine Verkürzung des Einheitsmeters sondern auch eine Beschleunigung der Zeit einher.
Da Zeit und Energie komplementär sind bedeutet eine beschleunigte Zeit auch eine verringertes Energieäquivalent der Masse der Teilchen - die Teilchen selbst stellen keine Veränderung ihrer Dichte fest; diese Argumentation ist jedoch nur notwendig, wenn man die Dichte mit dem alten Model erklärt.
Eine reine Neuskalierung dürfte das glaube ich gar nicht erforderlich machen.
Denke was deltaxp bezüglich der Dichte angesprochen hat ist ein wichtiger Punkt, dem ich vielleicht selbst zu wenig Argumentationszwang beigemessen habe. für mich war das irgendwie klar, dass sich das durch die lokal empfundene Energie*Zeit-Konstanz wieder weg hebt.
Zwar nimmt die Dichte zu, falls man die alten Formeln anwendet, jedoch auch der Zeitraum auf den sich diese verteilt.
Bevor man die entsprechenden Formeln umformt, sollte man beides berücksichtigen, sonst hat man den Hund nur einseitig rasiert...

Hat das planksche Wirkungsquantum nicht irgendetwas mit der Zeit-Energie-Unschärfe am Hut?
Schön, dass sich das Ufer langsam von uns weg bewegt :-)

Im übrigen kommt das Standardmodel im kleinen Bereich eher in Bedrängniss:
Kraftwirkung kommt verzögert von A nach B. Wie kann es sein, dass Teilchen ständig Wirkung abstrahlen(in den Feldänderungen steckt ja auch irgendwo Energie) aber keine Masse verlieren?
Wenn ein Planet an mir vorbeifliegt, merke ich das erst verzögert, allerdings hat die Rückwirkung von mir auf den Planeten auch eine leichte Verzögerung. Die Feldgleichungen der Standardtheorie müssten da doch in irgendwelche Probleme geraten oder etwa nicht? (Ich bin kein Profi-Physiker, aber ich wundere mich manchmal wie manches so erklärt wird)
Wäre es nicht sinnvoller anzunehmen, dass die Teilchen irgendeine subatomare Entropie oder ähnliches vollziehen? Ich als Halb-Laie komme zumindestselbst auf keine angemessene Erklärung, da sich ja Felder auch nur mit c ausbreiten und es dann für mich so aussieht, als würde da etwas verloren gehen...
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Gepakulix » 2. Nov 2016, 21:11

positronium hat geschrieben:@Gepakulix: Was Du vorschlägst, ist die Einführung neuer Einheiten. Das ist natürlich machbar, aber das ist rein künstlich/mathematisch.
Ich sehe eigentlich keinen Bedarf an neuen Einheiten. Viel wichtiger scheint es mir, die folgenden 2 Punkte voneinander zu trennen:
- Wahl des Koordinatensystems (das wir in der Physik verwenden)
- und unser Weltbild vom Universum.

Das wird sehr deutlich wenn wir ins 17te Jahrhundert zurückblenden.

Bis zum Ende des 16ten Jahrhunder galt das geozentrische Weltbild, welches die Erde ins Zentrum des Universums stellte.
Das optimale Koordinatensystem dafür ist das polare-Koordinatensystem, wo die Erde im Nullpunkt liegt.
Soweit passte das gut zusammen.

Mit dem Uebergang ins heliozentrische Weltbild ist die Erde aber nicht mehr im Mittelpunkt.
Man könnte deshalb erwarten, dass die Physik dann auch das Koordinatensystem gewechselt hätte (z.B. zu einem kartesischen Koordinaten System).
Dem ist aber nicht so: Auch heute werden typischerweise Polarkoordinaten verwendet (mit dem Nullpunkt Erde), wenn man die Position eine fremde Galaxie etc bestimmt.

Das bedeutet: Man darf/muss das Weltbild nicht vom verwendeten Koordinatensystem ableiten (sonst hätten wir heute noch ein geozentrisches Weltbild).


Unser heutiges Koordinatensystem wird dominiert durch unsere Definition von Lichtgeschwindigkeit und Distanz (Meter). Gerade die Definition vom Meter ist dabei zufällig und keinesfalls zwingend.
Somit ist auch unser Koordinatensystem nicht das einzig Denkbare.
Es ist aber gerade dieses (zufällige) Koordinatensystem, welches uns beeinflusst hat, an ein expandieres Universum zu glauben.

Bei einem geeigneten Koordinatensystem, wo der Meter zeitlich anders definiert ist (also eine rein mathematische Aenderung), ergibt sich plötzlich ein stabiles Universum aber schrumpfende Komponenten darin.
Mathematisch ist ein Wechsel zwischen 2 Koordinatensystemen A und B relativ simpel (Koordinatentransformation) und wird auch auf die physikalischen Formeln (welche im Koordinatensystem A gelten) angewendet. Es wird dabei nie ein physikalischer Konflikt erzeugt.

Kurt
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Kurt » 2. Nov 2016, 21:56

Gepakulix hat geschrieben: Mathematisch ist ein Wechsel zwischen 2 Koordinatensystemen A und B relativ simpel (Koordinatentransformation) und wird auch auf die physikalischen Formeln (welche im Koordinatensystem A gelten) angewendet. Es wird dabei nie ein physikalischer Konflikt erzeugt.
Wirklich nicht?

Beispiel:
Die Si-Sekunde ist als Menge an Schwingungsereignissen eines Atoms, des CS133, definiert.
Die GPS-Zeit baut auf der "Weltzeit" auf, diese wiederum auf der SI-Sekunde, also auf einer Resonanzfrequenz des CS133.

Nun nehmen wir eine Atomuhr und gleichen die Sekunden dieser Uhr mit der die GPS ausgibt ab.
Den Abgleichort nennen wir nun Koordinatensystem_1

Diese Uhr wird nun, zusammen mit einem GPS-Empfänger auf die Zugspitze gebracht, dort ist das Koordinatensystem_2 anwesend.
Nachdem ja in jedem KS überall die gleiche Physik herrscht müssten ja beide Sekunden oben auch gleich lang sein, also gleich lange dauern.
Wir stellen aber fest dass das nicht der Fall ist, eine Sekunde der beiden ist kürzer.

Wie schaut nun eine Transformation aus die diesen Umständen gerecht wird?
Wird nur eine Uhr transformiert und die andere nicht?

Kurt
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von seeker » 2. Nov 2016, 23:28

Ein kleiner Ausflug:

Was ist eine physikalische Größe?
Grundlagen

Ein Vergleich von zwei Dingen erfordert stets ein Kriterium, anhand dessen der Vergleich stattfindet (tertium comparationis). Dies muss ein Merkmal (oder Eigenschaft) sein, das beiden Dingen zu eigen ist. Als physikalische Größe bezeichnet man ein Merkmal dann, wenn dieses einen Wert besitzt, sodass das Verhältnis zweier Merkmalswerte ein reeller Zahlenfaktor (Verhältnisgröße)[3] ist. Ein Vergleich anhand einer Größe ist somit quantifizierbar. Den Vergleichsvorgang zur Bestimmung des Zahlenfaktors bezeichnet man als Messung. Die Messbarkeit eines Merkmals, d. h. die Angabe einer eindeutigen und reproduzierbaren Messvorschrift für einen Vergleich, ist gleichwertig mit der Definition einer physikalischen Größe.

Alle Merkmale eines Objektes fallen in zwei Klassen, physikalische Größen und alle übrigen. Die Physik beschäftigt sich ausschließlich mit der erstgenannten Klasse. Sie stellt allgemeine Zusammenhänge zwischen Größenwerten auf, also Zusammenhänge, die für alle Träger dieser Größe gelten. Als Träger bezeichnet man hierbei alle Objekte, die die betrachtete Größe als Merkmal besitzen. Physikalische Zusammenhänge sind somit unabhängig von der konkreten Beschaffenheit eines Trägers.
https://de.wikipedia.org/wiki/Physikali ... %B6%C3%9Fe

Aha! Eine Messung ist also immer ein Vergleich, eine Verhältnisgröße.

Weiterhin:
Invarianzen
Die Physik soll die beobachtete Natur beschreiben, unabhängig von einer speziellen mathematischen Darstellung. Daher muss eine physikalische Größe in jedem Fall unter Koordinatentransformationen invariant (unveränderlich) sein. So wie das System ihrer Größenwerte unabhängig von der Einheit ist, so sind auch die jeweiligen Richtungen unabhängig von der Wahl des Koordinatensystems.
Eine Umskalierung muss also immer möglich sein.
Größengleichungen
Die Darstellung von Naturgesetzen und technischen Zusammenhängen in mathematischen Gleichungen nennt man Größengleichungen. Die Formelzeichen einer Größengleichung haben die Bedeutung physikalischer Größen, sofern sie nicht als Symbole für mathematische Funktionen oder Operatoren gemeint sind. Größengleichungen gelten unabhängig von der Wahl der Einheiten. Trotzdem kann es vorkommen, dass die Gleichungen in verschiedenen Einheitensystemen unterschiedlich geschrieben werden. Beispielsweise hat die Vakuumlichtgeschwindigkeit in manchen Einheitensystemen definitionsgemäß den Wert c = 1. Dadurch entfallen in vielen Gleichungen die konstanten Faktoren c und c2 . Aus der berühmten Gleichung E = m c2 würde in einem solchen Einheitensystem E = m, ohne dass sich die Aussage der Gleichung ändert.

Größengleichungen verknüpfen verschiedene physikalische Größen und deren Größenwerte miteinander. Zur Auswertung muss man die Formelzeichen durch das Produkt aus Zahlenwert und Einheit ersetzen. Die verwendeten Einheiten sind dabei unerheblich.
Was ist ein Größensystem?
Größensysteme
→ Hauptartikel: Größensystem

Jedes Wissensgebiet der Technik und Naturwissenschaften verwendet einen beschränkten Satz an physikalischen Größen, die über Naturgesetze miteinander verknüpft sind. Wählt man aus diesen Größen wenige Basisgrößen aus, sodass sich alle anderen des betrachteten Gebietes als Potenzprodukte der Basisgrößen darstellen lassen, dann bilden alle Größen zusammen ein Größensystem, sofern außerdem keine Basisgröße aus den anderen Basisgrößen dargestellt werden kann. Die aus den Basisgrößen darstellbaren Größen heißen abgeleitete Größen, das jeweilige Potenzprodukt ihrer Dimensionen bezeichnet man als Dimensionsprodukt. Welche Größen man für die Basis wählt, ist grundsätzlich willkürlich und geschieht meistens nach praktischen Gesichtspunkten. Die Anzahl der Basisgrößen bestimmt den Grad des Größensystems. Beispielsweise ist das internationale Größensystem mit seinen sieben Basisgrößen ein Größensystem siebten Grades.

Und schließlich und am wichtigsten:
In den verschiedenen Maßsystemen sehen Naturgesetze, z. B. die Maxwellschen Gleichungen, formelmäßig verschieden aus; aber wie erwähnt sind die physikalischen Gesetze invariant gegen solche Änderungen. Insbesondere kann man jederzeit von einem Maßsystem in ein anderes umrechnen, auch wenn die dabei benutzten Zusammenhänge kompliziert sein können.
https://de.wikipedia.org/wiki/Physikali ... %B6%C3%9Fe

Wie viele Grundgrößen haben wir eigentlich?
Für uns interessant dürfen die Planck-Grundgrößen sein, das sind fünf:
Planck-Einheiten

Die konsequenteste Umsetzung der natürlichen Einheiten findet sich bei den 1899 von Max Planck vorgeschlagenen Planck-Einheiten. In diesem Einheitensystem werden gleich 1 gesetzt:

das reduzierte Plancksche Wirkungsquantum: ℏ = 1 (und damit ist das Plancksche Wirkungsquantum h = 2 π ℏ = 2 π )
die Vakuumlichtgeschwindigkeit: c = 1
die Newtonsche Gravitationskonstante: G = 1
die Boltzmann-Konstante: kB = 1
die Coulomb-Konstante: kC = 1 und damit ist die elektrische Feldkonstante auf ε0 = ( 4 π k C ) − 1 = ( 4 π ) − 1 festgelegt.

Dieses Einheitensystem gilt deshalb als fundamental, weil die zugrundegelegten Naturkonstanten die allgemeinsten Zusammenhänge von Raum und Zeit betreffen und für alle Arten von Teilchen und Wechselwirkungen gelten. (Die Konstante kB wird hier nur für die Anpassung der Temperaturskala an die Energieskala benötigt.)

Mithilfe der Naturgesetze, die die o.g. Konstanten definieren, lassen sich die Planck-Einheiten auch durch folgende Beziehungen einführen:

Während der Zeiteinheit legt Licht im Vakuum eine Längeneinheit zurück. (Naturgesetz: r = c ⋅ t)
Die Energieeinheit ist die Quantenenergie einer Schwingung, deren Periode gleich einer Zeiteinheit ist. (Naturgesetz: E = h / t )
Die Einheitsmasse ist die Masse, die einer Energieeinheit äquivalent ist. (Naturgesetz: E = m ⋅ c2 )
Die Längeneinheit ist derjenige Abstand zweier Körper von je einer Masseneinheit, in dem ihre Gravitationsenergie die Größe einer Energieeinheit hat. (Naturgesetz: E = G ⋅ m2 / r )
https://de.wikipedia.org/wiki/Nat%C3%BC ... -Einheiten

Wir haben also das hier:

c = Lichtgeschwindigkeit im Vakuum
G = Gravitationskonstante
ε0 = Elektrische Feldkonstante (Permittivität des Vakuums)
ℏ = reduziertes plancksches Wirkungsquantum
kB = Boltzmann-Konstante

Und dadurch ergibt sich alles andere.
Nun ist es natürlich zunächst einfacher zu sagen, dass das Universum expandiert, weil man dann diese fünf konstant halten kann und nur s per Skalenfaktor zu s' wird.
Umgekehrt, auch wenn es zunächst aufwändiger erscheint, kann man aber auch diese fünf entsprechend umskalieren und dafür s konstant halten.
Das ist einfach Fakt. Es fragt sich also nur: Wie hoch ist der Preis dafür?
Sieht zunächst einmal nach einem Aufwandsverhältnis von 5:1 aus (also schlechter, aber nicht soo viel schlechter) aber falls ich recht habe, hängen die Werte aller Konstanten letztlich an c, auch wenn das natürlich heute nur ein Postulat ist. Falls dem aber so wäre, wäre das wahre Aufwandsverhältnis 1:1 und dann wäre es in jeder Hinsicht gleichwertig.

Ein Problem, das ich dabei selber sehe, ist folgendes (denn es soll ja schließlich nicht alles kontrahieren, die relativen Abstände zwischen den Galaxien, an deren Durchmesser gemessen, sollen ja größer werden, deshalb darf man nicht alles umskalieren):

Nehmen wir an die Materie würde mitsamt allen Feldern und allem was diese Felder bestimmt, gemessen am Skalenfaktor s0 kontrahieren (es ist jetzt erstmal egal, ob sie das wirklich tut, es ist nur wichtig, dass man das durch Umskalierung im Lokalen bewerkstelligt), warum kontrahiert dann nicht auch das Licht, das schon unterwegs ist, während seiner Reise?
Also: Licht wird ausgesandt, ist sehr lange unterwegs, inzwischen kontrahiert auch die Materie überall im Universum, weil die 5 Konstanten umskalieren, ihre Größe ändern, warum kontrahiert das Licht nicht auch?
Diese Annahme ist notwendig, denn andernfalls würde man in diesem Modell keine Rotverschiebung messen können.
Was würde eine 'Lichtkontraktion' überhaupt bedeuten? Eine Verkürzung der Wellenlänge oder eine Verlängerung, wieder gemssen an s0?
Da steig ich noch nicht ganz durch.

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von positronium » 2. Nov 2016, 23:41

Gepakulix hat geschrieben:
positronium hat geschrieben:@Gepakulix: Was Du vorschlägst, ist die Einführung neuer Einheiten. Das ist natürlich machbar, aber das ist rein künstlich/mathematisch.
Ich sehe eigentlich keinen Bedarf an neuen Einheiten. Viel wichtiger scheint es mir, die folgenden 2 Punkte voneinander zu trennen:
- Wahl des Koordinatensystems (das wir in der Physik verwenden)
- und unser Weltbild vom Universum.

...

Unser heutiges Koordinatensystem wird dominiert durch unsere Definition von Lichtgeschwindigkeit und Distanz (Meter). Gerade die Definition vom Meter ist dabei zufällig und keinesfalls zwingend.
Somit ist auch unser Koordinatensystem nicht das einzig Denkbare.
Es ist aber gerade dieses (zufällige) Koordinatensystem, welches uns beeinflusst hat, an ein expandieres Universum zu glauben.

Bei einem geeigneten Koordinatensystem, wo der Meter zeitlich anders definiert ist (also eine rein mathematische Aenderung), ergibt sich plötzlich ein stabiles Universum aber schrumpfende Komponenten darin.
Mathematisch ist ein Wechsel zwischen 2 Koordinatensystemen A und B relativ simpel (Koordinatentransformation) und wird auch auf die physikalischen Formeln (welche im Koordinatensystem A gelten) angewendet. Es wird dabei nie ein physikalischer Konflikt erzeugt.
Ja, und genau das ist die Einführung neuer Einheiten. Du kannst den Meter wegwerfen und eine neue Längeneinheit in Abhängigkeit vom Skalenfaktor definieren. Dann bleibt man aber leider mit sehr komplizierten Konstanten und Gleichungen zurück.

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Skeltek » 3. Nov 2016, 05:56

@Kurt:
Wechselwirkungen mit anderen Teilchen verzögern Prozesse und Uhren, das ist auch im normalen System nur komplex erklärbar.
seeker hat geschrieben: Diese Annahme ist notwendig, denn andernfalls würde man in diesem Modell keine Rotverschiebung messen können.
Ob es das tut will ich jetzt auch noch nicht definitiv sagen, zumal wir vom Licht nur die Periodenlänge t haben (ja, ich meine die Zeit, nicht die Wellenlänge s); nur so nebenbei: der Zeit-Vierervektor der sich aus der Zeit-Energie-Unschärfe ergibt ist im alten Model praktisch nicht vernünftig erklär- oder herleitbar - im neuen Betrachtungs-Model ergäbe die Ungleichung zumindest auch einen physikalischen einleuchtenderen Sinn, da man nie vergangene Eigenzeit und Energie gleichzeitig exakt bestimmen kann.
Meinst du jetzt eine Rotverschiebung entlang der Bewegungsrichtung oder orthogonal dazu? Weiss nicht ob Energie- oder Impuls-Betrachtungen des Lichts da sinnvoller wären. Durch die konstante Änderung von Metermaß ist vielleicht eine Impulsbetrachtung vorzuziehen, wenn man entsprechende Formeln versucht zu konstruieren.

Selbst wenn sowohl Materie als auch Licht kontrahiert, ist für eine Änderung der wahrgenommenen Wellenlänge der Photonen im wesentlichen die Ausdehnung aber damit auch die Dauer des beispielsweise Caesium-HyperFeinstruktur-Überganges relevant.
Gegebenenfalls ist für die Betrachtung eben tatsächlich eher die Impuls-Betrachtung statt der der Energie einfacher.
Hier schmuggelt sich eben der Unterschied von Impuls und Energie ein, bei dem das eine nach der Zeit und das andere nach der Strecke integriert ist.

Bei Licht mögen Impuls und Energie ein konstantes Verhältniss haben, was jedoch bei Materie durch (in alter Termonologie ausgedrückt) die Verzerrung der Raumzeit durch Gravitation nicht der Fall ist, da in der Nähe von Massen bzw Gravitation das Verhältnis von Lichtlaufstrecke und tatsächtlicher metrischer Strecke verzerrt ist.
Möglicherweise hätte sich hier auch eine Forschungsanstrengung vor Jahrzehnten gebildet, welche das Wesen von Materie und diese Diskrepanz von Energie und inhärentem Impuls von Materie genauer aufschlüsselt, allerdings ist das im Standardmodel wegen der komplizierteren Formeln am "low end" und unser altes Weltbild vermutlich als zu abwegig und kompliziert erachtet worden.
(Wenn man aus reiner Strahlung Materie erzeugen kann und sich die Energie in Form von Masse aufsummiert, wo ist dann der ganze Impuls hin?)

Aber ich möchte auch nicht neue Zweige in die Diskussion einführen, sonst führt das in zu viele Richtungen und Formeln gleichzeitig, die noch transformiert werden müssten.
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von tomS » 3. Nov 2016, 07:54

seeker, ich denke, du hast dein Kernproblem erkannt: es darf nicht alles schrumpfen.

Zunächst mal kannst du durch Umskalieren des Maßstabes o.ä. keine physikalische Schrumpfung einführen; der Maßstab bzw. die Einheiten sind irrelevant und in den Gleichungen einer Theorie nicht mal enthalten.

Zum zweiten sind einige deiner Längen überhaupt keine physikalisch messbaren Längen, d.h. keine Observablen; insbs. nicht der Skalenfaktor des Universums, bei dem es sich um eine reine Rechengröße handelt.

Um also eine physikalische Schrumpfung von "Etwas" einzuführen, musst du m.E. Folgendes tun: mehrere Observable = messbare Größen, d.h. konkret Längen und Zeiten, X, Y, Z, ... T zusammen mit den relevanten Experimenten einführen; Gleichungen hinschreiben, in denen einige Längen Y, Z, ... in einer messbaren Zeit T konstant bleiben, während eine (oder mehrere) andere Länge X schrumpft.

In der lokal relevanten Physik wären geeignete Größen z.B. der Radius des Wasserstoffatoms und der Radius des Protons (alternativ die Energieskala der QCD) sowie evtl. noch die Masse des Higgsbosons. Diese Systeme definieren sowohl Längenskalen als auch jeweils eine typische Zeitskala. Die so definierten Längen und Zeiten sind untereinander fest, d.h. konstant (das sagen unsere lokalen Beobachtungen)

Wo und wie würdest du jetzt eine astronomische oder kosmologische Längen- bzw. Zeitskala einführen? Wie wäre diese messbar? Und wie würdest du diese zu den mikroskopischen Längenskalen in Bezug setzen?
Gruß
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Skeltek » 3. Nov 2016, 08:10

Wir sind uns glaube ich alle darüber einig, dass Distanz unabhängig vom Model eigentlich nur etwas gekünsteltes ist und möglicherweise(!) gar nicht in der Form existiert wie wir es annehmen.

Kurz gefasst:
Streckendefinition im Groben stark vereinfacht: Eine elektromagnetische Welle bewegt sich n mal mit Lichtgeschwindigkeit um einen Atomkern, welche Strecke wäre es in derselben Zeit geflogen, wenn es geraudeaus geflogen wäre? - Vermutlich dieselbe.
Zeitmessung: Die Zeitdauer (Zeit und Strecke sind zunächst äquivalent, wenn man c=lokal konstant annimmt), welche für n Umdrehungen notwendig ist.

Rotverschiebung: Eine Welle wird von einem Teilchen in einer gewissen Zeitdauer(sagen wir grob Teilchenumdrehungen) abgestrahlt. Deutlich später schafft das Teilchen mehr Umdrehungen während es von der Welle durchlaufen wird.

Da lokal Zeit und Strecke äquivalent sind, mus entweder etwas mit der Welle oder dem Teilchen passiert sein.
Anzunehmen, der Raum hätte sich verändert, ist eigentlich ein völliger Umweg, da es die obige Definition von Strecke völlig außer Kraft setzt und sich gekünstelt der Veränderung eines Phänomens und nicht seiner Ursache bedient. Das Phänomen zu verändern bei gleichbleibender verantwortlicher Ursachen des Phänomens ist eigentlich völlig abwegig.

Allein das spricht eigentlich schon gegen das alte Model, in dem die Expansion auf den Raum selbst zurückzuführen ist. Raum leitet sich ab von Zeit und Strecke, falls man c als konstant betrachtet. "Die Strecke verändert sich, aber unser Meterstab bleibt immer gleich lang" ist irgendwie eine vertretbare Ansicht, allerdings ist es irgendwie irreführend zu behaupten, dass der Meterstab selbst in seiner Länge unveränderlich gleich bleibt.
Hier wird nicht der Meter anhand einer Strecke definiert, sondern die Strecke anhand des Meters, was letztlich unweigerlich auf die Materie-gebundene Definition zurückführt.
Die feste unbeirrte Annahme, dass das Caesium-Isotop unveränderlich ist, ist finde ich genausoweit her geholt, wie dass der Raum expandiert oder kontrahiert - es ist schlicht eine Annahme.

Das Expansions-Model hat immerhin mit dem Problem zu kämpfen, dass einige Raumbereiche weiter fortgeschritten in ihrer Expansion sein könnten wie andere, was die Homogenität des Universums völlig zerstört. Man führt die Erklärung der weitgehenden Homogenität darauf zurück, dass es während dem Urknall bzw davor einen Abgleich gab.
Das ist aber mit dem "Schrumpfungsmodel" genauso: Wieso sind alle Teilchen im Universum gleich? Lässt sich auch auf den Urknall zurückführen... und selbst wenn die Teilchen andernorts nicht gleich wären, könnte das durch eine unterschiedlich starke Schrumpfung zu bestimmten Zeitpunkten oder unterschiedlicher Zeitfluß bei unterschiedlichen Teilchengrößen vielleicht auch ausgeglichen werden.
tomS hat geschrieben: Wo und wie würdest du jetzt eine astronomische oder kosmologische Längen- bzw. Zeitskala einführen? Wie wäre diese messbar? Und wie würdest du diese zu den mikroskopischen Längenskalen in Bezug setzen?
Wäre es nicht möglich als Einheitsmaß die durchschnittliche Entfernung von weit entfernten Sternen zu verwenden?
Man müsste nur noch den unterschiedlichen zeitlichen Entwicklungsstand der verschiedenen Raumregionen herausrechnen(Das Licht von weiter weg war ja auch länger unterwegs). Man könnte das direkt von der Rotverschiebung ableiten, wie lange ein Ereignis bereits her ist?
Diese aus unseren Augen veränderliche Entfernung müsste man konstant setzen und dann Rückschlüsse auf die eigene Veränderung und die der eigenen Meßinstrumente ziehen.
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von deltaxp » 3. Nov 2016, 09:41

@ seeker,
du kannst immer wieder "und nochmal" und "ich behaupte" (behaupten kann man vieles, beweisen must du es) sagen. an den physikalischen Fakten, dass die skalen von den Wechselwirkungen und ihren konstanten definiert werden, vollkommen egal welche Einheiten man nimmt, ändert sich nichts. Und das ist nicht nur theoretisch, sondern auch empirisch. Tom hat das oben schön kurz zusammengefasst

Das ToE-Argument kann man nicht anwenden. Ich hatte explizit immer betont bei UNSEREN Energien. Physik arbeitet auf Skalen. Wenn ich die Eigenschaften von flüssigen Wasser betrachte brauche ich das nicht die Schrödinger-Gleichung von einem 10^30 Teilchen-System zu lösen. Die atomaren Effekte können zu macroskopischen Eigenschaften wie Viskosität zusammengefasst werden. Wenn ich QFT bei unseren energie-Skalen betrachte, also ich glaub bis 10^-16 cm nach allen Phasenübergängen, sprich Symmetriebrechungen (ToE-> GUT+Grav, GUT -> elschwach+QCD , elschwach -> schwach+em). benötige ich keine ToE-effekte die auf 10^-33 cm wirken zu betrachten. Die globale Ausdehnung des Universums findet bei 2.7 K statt immo und nicht bei 10^40 K (oder so) wie auf der ToE-Skala.

und hieran sieht man z.b. dass du meine Posts offenbar nicht richtig durchgelesen oder verstanden hast
seeker hat geschrieben: Wir haben also das hier:

c = Lichtgeschwindigkeit im Vakuum
G = Gravitationskonstante
ε0 = Elektrische Feldkonstante (Permittivität des Vakuums)
ℏ = reduziertes plancksches Wirkungsquantum
kB = Boltzmann-Konstante

Und dadurch ergibt sich alles andere.
Nun ist es natürlich zunächst einfacher zu sagen, dass das Universum expandiert, weil man dann diese fünf konstant halten kann und nur s per Skalenfaktor zu s' wird.
Umgekehrt, auch wenn es zunächst aufwändiger erscheint, kann man aber auch diese fünf entsprechend umskalieren und dafür s konstant halten.
Das ist einfach Fakt. Es fragt sich also nur: Wie hoch ist der Preis dafür?
Sieht zunächst einmal nach einem Aufwandsverhältnis von 5:1 aus (also schlechter, aber nicht soo viel schlechter) aber falls ich recht habe, hängen die Werte aller Konstanten letztlich an c, auch wenn das natürlich heute nur ein Postulat ist. Falls dem aber so wäre, wäre das wahre Aufwandsverhältnis 1:1 und dann wäre es in jeder Hinsicht gleichwertig.
es gibt noch mehr konstanten, das std Modell hat über 20. und die konstanten hängen nicht alle an c, was hat die Elementarladung mit c zu tun, ebenso das plancksche wirkungsquantum. schon wenn du eine der konstanten umskalieren willst ergeben sich widerssprüche !. ich hab dir doch Beispiele dafür gegenen

E=h f . Rotverschiebung 2 würde erforden umskalierung h ->h/2 (da du die länge ja konstant halten willst ändert sich f ja nicht gemäss deinem schrumpfungsmodell

a0~h^2 (Atomradius). Schrumpfung um die Hälfte würde erforder umskalierung h->h/sqrt(2)

welche umskalierung denn nun ? das alleine ist schon ein widerspruch. von den anderen Effekten bei anderen konstanten habe ... ach habe ich alles schon geschrieben. Ich werde mich nicht weiter wiederholen und alles von vorne durchkauen. ich bin mit meiner Weisheit am ende. Bau deine Theorie, veröffentliche sie (falls sie durch Editorial boards kommt) und lass sie von Theoretikern weiter diskutieren, nicht von einem pragmatisch denkenden experimentalphysiker wie mir. ich bin raus.

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von seeker » 3. Nov 2016, 11:18

@deltaxp: Ist ok, hoffentlich habe ich dich nicht verärgert, das ist nicht meine Intention
tomS hat geschrieben:seeker, ich denke, du hast dein Kernproblem erkannt: es darf nicht alles schrumpfen.

Zunächst mal kannst du durch Umskalieren des Maßstabes o.ä. keine physikalische Schrumpfung einführen; der Maßstab bzw. die Einheiten sind irrelevant und in den Gleichungen einer Theorie nicht mal enthalten.
Genau. Denn wenn ales schrumpft, schrumpft nichts, weil dann alle Verhältnisse (und nur um die geht es) gleich bleiben.
tomS hat geschrieben:Zum zweiten sind einige deiner Längen überhaupt keine physikalisch messbaren Längen, d.h. keine Observablen; insbs. nicht der Skalenfaktor des Universums, bei dem es sich um eine reine Rechengröße handelt.
Ok, das ist Standardvorgehen, muss man tun, auch bei der Standardfolklore, dann auch hier.
(Und vielleicht sollte man den Skalenfaktor sogar weder als Expansion noch als Materiekontraktion interpretieren. Vielleicht sollte man stattdessen besser eine Minimalinterpretation wählen.)
tomS hat geschrieben:In der lokal relevanten Physik wären geeignete Größen z.B. der Radius des Wasserstoffatoms und der Radius des Protons (alternativ die Energieskala der QCD) sowie evtl. noch die Masse des Higgsbosons. Diese Systeme definieren sowohl Längenskalen als auch jeweils eine typische Zeitskala. Die so definierten Längen und Zeiten sind untereinander fest, d.h. konstant (das sagen unsere lokalen Beobachtungen)
Ok. Worum es geht: Sie sind zwar untereinander konstant/fest, aber in beiden Interpretationen nicht konstant bezüglich der Galaxienabstände, also des globalen Raums (bzw. zumindest nicht des großräumigen lokalen Raums).
tomS hat geschrieben:Wo und wie würdest du jetzt eine astronomische oder kosmologische Längen- bzw. Zeitskala einführen? Wie wäre diese messbar? Und wie würdest du diese zu den mikroskopischen Längenskalen in Bezug setzen?
Nun, ich würde vorschlagen die Abstände zu den Galaxien zu messen, die dort gefundene Rotverschiebung aber nicht als Raumexpansion zu interpretieren, sondern als Materiekontraktion. Daraus würde ich unter der Annahme der Isotropie und Homogenität des Universums einen fixen durchschnittlichen Galaxenabstand generieren und daraus das Längen-Maß S0= 1 Längeneinheit definieren. Dann würde ich die mikroskopischen Längenskalen auf dieses Maß bzw. diese Einheit umrechnen/skalieren.

Noch eine Schwierigkeit, die ich bei der Kontraktionsinterpretation sehe:

Die Expansion lässt sich aus der RT ableiten. Allerdings ist das zunächst auch nur eine Interpretation der Gleichungen.
Was aber wichtig ist: Man hat damit eine plasusible Ursache für die Expansion, man weiß auch, dass selbst ein leerer Raum entweder expandieren oder kontrahieren muss (selbst mit kosmologischer Konstante, weil die Situation labil ist, also durch geringste Schwankungen in eine Richtung kippt).

Wenn man also eine Kontraktionshypothese ebenso auf festen Boden stellen wollte, dann müsste man die Materiekontraktion ebenso aus den Gleichungen der RT interpretierend ableiten (können), ohne irgendetwas an den Gleichungen selbst zu ändern (ich glaube, das würde sowohl SRT als auch ART betreffen).
Das würde eine vollständige Uminterpretation der RT bedeuten - und ich weiß, dass das ein dicker Kloß ist, den ich da gerade anbiete!
Allerdings vermute ich, dass das dennoch ebenso möglich ist, vielleicht nicht schmackhaft, aber möglich. Notwendig wäre es nach meinem momentanen Verständnis aber auf alle Fälle.

Wie gesagt: Meine Intentention in diesem Thread hier, ist zu verstehen, wie hoch der Preis für meinen Vorschlag ist.
Falls sich herausstellt, dass der Preis unbezahlbar hoch ist, dann bin ich zufrieden und habe dazugelernt.
Falls sich herausstellt, dass er bezahlbar ist, dann auch.

Gruß
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von deltaxp » 3. Nov 2016, 12:15

seeker hat geschrieben: Ok. Worum es geht: Sie sind zwar untereinander konstant/fest, aber in beiden Interpretationen nicht konstant bezüglich der Galaxienabstände, also des globalen Raums (bzw. zumindest nicht des großräumigen lokalen Raums).
tomS hat geschrieben:Wo und wie würdest du jetzt eine astronomische oder kosmologische Längen- bzw. Zeitskala einführen? Wie wäre diese messbar? Und wie würdest du diese zu den mikroskopischen Längenskalen in Bezug setzen?
Nun, ich würde vorschlagen die Abstände zu den Galaxien zu messen, die dort gefundene Rotverschiebung aber nicht als Raumexpansion zu interpretieren, sondern als Materiekontraktion. Daraus würde ich unter der Annahme der Isotropie und Homogenität des Universums einen fixen durchschnittlichen Galaxenabstand generieren und daraus das Längen-Maß S0= 1 Längeneinheit definieren. Dann würde ich die mikroskopischen Längenskalen auf dieses Maß bzw. diese Einheit umrechnen/skalieren.
okay einer och. oben hast es doch schon selber erkannt. und man kann sogar direkt ein Experiment mache. allerdings muesste man ein Methusalem alter erreichen.
wie misst man den abstand der Galaxien von der erde ?. bei nahen geht das über delta-cepheiden und bei weiten über supernova-Ia beides Standard-kerzen. absolute und relative Helligkeit, nix rot Verschiebung.

du pickst dir ein paar Galaxien raus, mist den abstand. wartest ne Milliarde jahre (da kommt Methusalem ins spiel), misst den abstand wieder (ohne rotverschiebungsinterpretation über delta-cepheiden oder supernova Ia in den betrachteten galaxien)
zu beiden Zeitpunkten misst du ebenfalls den atomradius und kernradius. deren Verhältnis bleibt gleich, wenn sich die Naturkonstanten nicht ändern, der abstand zwischen den Galaxien im vgl zum atomradius/kernradius grösser, also schrumpft nicht die Materie sondern der abstand der Galaxien wächst.

oder du glaubst einfach kosmologischen Experimenten, die die Konstanz von der elmag ww, und damit ihrer konstanten über Milliarden jahre im rahmen der messgenauigkeit bereits nachgewiesen haben (über Spektren glaub ich) und wir beenden die ermüdende Diskussion hier. also ich jetzt auf jeden fall endgültig.

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Kurt » 3. Nov 2016, 13:53

seeker hat geschrieben: Genau. Denn wenn ales schrumpft, schrumpft nichts, weil dann alle Verhältnisse (und nur um die geht es) gleich bleiben.
Wenn es nur um Verhältnisse geht, diese dann nicht erkennen lassen was läuft, dann geht's nicht um die Realität sondern um Verhältnisse zueinander.
Das was real geschieht bleibt dann im Verborgenen.
Ich für meinem Teil meine halt dass es das nicht sein kann.

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Kurt » 3. Nov 2016, 13:56

seeker hat geschrieben: Nun, ich würde vorschlagen die Abstände zu den Galaxien zu messen,
Das ist wohl leichter gesagt als getan.
Wie sollte man denn die Abstände messen können, womit messen können?

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von seeker » 3. Nov 2016, 14:15

deltaxp hat geschrieben:zu beiden Zeitpunkten misst du ebenfalls den atomradius und kernradius. deren Verhältnis bleibt gleich, wenn sich die Naturkonstanten nicht ändern, der abstand zwischen den Galaxien im vgl zum atomradius/kernradius grösser, also schrumpft nicht die Materie sondern der abstand der Galaxien wächst.
Sorry, aber das stimmt doch nicht. Da du keine Absolutwerte hast, sondern nur die Verhältnisse Atomradius/Kernradius, kann auch hier genauso die Materie geschrumpft sein.

Über die Helligkeit von Standardkerzen kannst das auch nicht entscheiden, weil die Situation symmetrisch ist:

Fall A: Expansion

Von uns Abstand zu einer entfernten Galaxie sG = 1 LE
Dort SN 1a -> gemessene Helligkeit bei uns sei 1 (normiert)
Dann Expansion auf das Doppelte, auf 2sG in der Zeit t, dann wieder SN1a -> gemessene Helligkeit bei uns nun 1/4, wegen r²-Abhängigkeit
--> Interpretation: Expansion des Raums auf doppelte Abstände, relativ zu unserer eigenen Größe bzw. der Größe von Atomradius/Kernradius

Fall B: Materiekontraktion

Von uns Abstand zu einer entfernten Galaxie sG = 1 LE
Dort SN 1a -> gemessene Helligkeit bei uns sei auch 1 (normiert)
Dann Materiekontraktion auf die Hälfte der Längen bei allen Objekten in der Zeit t, dann wieder SN1a -> gemessene Helligkeit bei uns genauso 1/4

Warum? Kontraktion führt bei der entfernten SN-Sonne, von der nur das Licht einer 2D-Projektion davon bei uns ankommen kann (also eine Kreisfläche) dazu, dass nur 1/4 des ursprünglichen Lichts zu uns abgestrahlt wird, wegen r²-Abhängigkeit der Fläche (halber Radius-> 1/4 der Fläche).
Ebenso Schrumpfung des Sensors auf 1/4 Sensorfläche. Dadurch tatsächlich nur 1/16 des ursprünglichen Lichts am Sensor angekommen, jedoch wird dieser Messwert als 1/4 angezeigt, weil die gesamte Messapparatur ebenso geschrumpft ist und damit umskaliert (die Anzahl der Atome der Sensorfläche ist trotz Schrumpfung konstant, was bezogen auf die Sensorfläche zur 4-fachen Empfindlichkeit führt).
--> Interpretation auch hier: Relativ zu unserer eigenen Größe bzw. der Größe von Atomradius/Kernradius ist der Abstand sG auf das Doppelte gewachsen. Jedoch relativ zum Abstand sG ist die Materie auf die Hälfte geschrumpft.

deltaxp hat geschrieben:oder du glaubst einfach kosmologischen Experimenten, die die Konstanz von der elmag ww, und damit ihrer konstanten über Milliarden jahre im rahmen der messgenauigkeit bereits nachgewiesen haben (über Spektren glaub ich)
Das ist eben der Punkt, den du anscheinend einfach nicht schlucken willst. Es wurde nur die Konstanz der Verhältnisse nachgewiesen, nicht die Konstanz irgendwelcher Absolutwerte, solche gibt es nicht, die sind willkürlich an willkürlicher Stelle definiert.
Koordinatentransformationen haben keinen Einfluss auf physikalische Effekte.
deltaxp hat geschrieben:ich hab dir doch Beispiele dafür gegenen

E=h f . Rotverschiebung 2 würde erforden umskalierung h ->h/2 (da du die länge ja konstant halten willst ändert sich f ja nicht gemäss deinem schrumpfungsmodell

a0~h^2 (Atomradius). Schrumpfung um die Hälfte würde erforder umskalierung h->h/sqrt(2)

welche umskalierung denn nun ? das alleine ist schon ein widerspruch.
So darfst du das nicht machen. Du darfst nicht nur an h drehen, musst schon alle Konstanten umskalieren.
Bei a0 steht ja auch nicht nur h zur Verfügung, bei E = h * f muss man überlegen, ob der Messwert E konstant bleibt. Wenn man die Umskalierung von z.B. h gefunden hat, muss man als nächstes schauen, wie die anderen Konstanten zu verändern sind, damit es passt. Das ist eigentlich alles. Es gibt aber ne andere Passung (von den Werten her, nicht von den Verhältnissen der Werte), muss es ja geben, sonst wärs keine Physik, das ist ja der Punkt.

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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von tomS » 3. Nov 2016, 15:18

seeker hat geschrieben:
tomS hat geschrieben:In der lokal relevanten Physik wären geeignete Größen z.B. der Radius des Wasserstoffatoms und der Radius des Protons (alternativ die Energieskala der QCD) sowie evtl. noch die Masse des Higgsbosons. Diese Systeme definieren sowohl Längenskalen als auch jeweils eine typische Zeitskala. Die so definierten Längen und Zeiten sind untereinander fest, d.h. konstant (das sagen unsere lokalen Beobachtungen)
Sie sind zwar untereinander konstant/fest, aber in beiden Interpretationen nicht konstant bezüglich der Galaxienabstände, also des globalen Raums (bzw. zumindest nicht des großräumigen lokalen Raums).
Sie sind untereinander Konstant, jedoch voneinander unabhängig.

Wenn ich drei Skalen habe, die nichts miteinander zu tun haben, die jedoch wechselweise konstant sind, dann definieren sie doch gewissermaßen einen festen Rahmen, auf den ich andere Längenmessungen beziehen kann. Andersherum: es ware blödsinnig 67 variable Längenskalen bzgl. einer festen einzuführen, wenn es doch so viel einfacher ist, 67 feste und nur eine variable zu betrachten - oder?
seeker hat geschrieben:
tomS hat geschrieben:Wo und wie würdest du jetzt eine astronomische oder kosmologische Längen- bzw. Zeitskala einführen? Wie wäre diese messbar? Und wie würdest du diese zu den mikroskopischen Längenskalen in Bezug setzen?
Nun, ich würde vorschlagen die Abstände zu den Galaxien zu messen,
Das kann man nicht.

Man kann nur Rotverschiebungen, Parallaxen usw. messen und daraus indirekt eine Längenskala rekonstruieren. In diese Konstruktion gehen jedoch Annahmen ein, insbs. die Zeit- und Ortsunabhängigkeit einiger Parameter.
seeker hat geschrieben:... die dort gefundene Rotverschiebung aber nicht als Raumexpansion zu interpretieren, sondern als Materiekontraktion.
Es geht zunächst nur um eine physikalisch durchführbare Messung, noch ohne jede Interpretation.

Die Interpretation der "Raumexpansion" ist tatsächlich teilweise nicht sinnvoll, weil die physikalische Beobachtung der Rotverschiebung einige prinzipiell untrennbare Aspekte enthält, die nur in bestimmten Grenzfällen praktisch trennbar werden und dann einzeln interpretiert werden können (Doppler-, gravitative und kosmologische Rotverschiebung). I.A. ist diese Trennung nicht möglich, und die einfache Interpretation der Expansion ist nicht möglich. Es gibt auch andere mathematsiche Darstellungen desselben Phänomens, die statt auf eine Expansion auf unendlich viele infinitesimal Dopplerverschiebungen führen.

Dass die Interpretation als Expansion möglicherweise nicht sinnvoll ist, bedeutet jedoch nicht notwendigerweise, dass man überhaupt eine andere Interpretation benötigt! Das ist ein verständlicher Wunsch, jedoch logisch durch nichts gerechtfertigt.
seeker hat geschrieben:Daraus würde ich unter der Annahme der Isotropie und Homogenität des Universums einen fixen durchschnittlichen Galaxenabstand generieren und daraus das Längen-Maß S0= 1 Längeneinheit definieren. Dann würde ich die mikroskopischen Längenskalen auf dieses Maß bzw. diese Einheit umrechnen/skalieren.
Das ist wieder keine physikalisch durchführbare Messung.

Die Kernfrage ist: was sind beobachtbare Größen. Auf kosmologischen Skalen sind dies m.E. ausschließlich die Helligkeit und das Spektrum eines Objektes; alles andere sind mathematische Konstruktionen.
Gruß
Tom

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Skeltek
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Re: Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

Beitrag von Skeltek » 3. Nov 2016, 16:20

Zu dem Messen der Galaxienabstände: Man macht es genau gleich wie beim Standardmodel:
Wozu Milliarden Jahre warten wie einer weiter oben schreibt? Wir empfangen ja jetzt bereits das Licht von vor Milliarden Jahren.
Man kann die Rotverschiebungen der verschiedenen Standardkerzen in Relation setzen und diese dann mit den scheinbaren Helligkeiten in Bezug setzen.

Ich verstehe jetzt den Unterschied zum Verfahren im Standardmodel nicht?
tomS hat geschrieben:Sie sind untereinander Konstant, jedoch voneinander unabhängig.
Könntest du für mich noch einmal kurz erörtern, wieso das in seekers Model nicht so sein sollte? Es ist doch ausreichend, wenn alle im selben Maß skalieren? Immerhin sind praktisch alle Grundkräfte völlig unabhängig voneinander von nur z.B. c abhängig.


Außerdem kam mir gerade der Gedanke, wieso das Universum ein Model bevorzugen sollte, nur damit es uns einfacher fällt es zu messen?
"Le's do it now. Le's make the world bedda"
'Sure, right now. I gotta. We gotta"

Unentscheidbarkeit für Dummies: Dieser Satz ist wahr

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