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Superstrukturen

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Beitrag von Analytiker » 12. Apr 2017, 17:04

Das kosmologische Prinzip besagt, dass das Universum auf kosmologischen Skalen einheitlich strukturiert ist, dass es egal ist, wo man sich befindet und in welche Richtung man blickt, im Prinzip keine signifikanten Unterschiede bezüglich der Massenverteilung und der Anordnung von Massen sieht. Demnach müsste es ein Limit für die Größe von Strukturen geben, die immer wieder auftreten. Das komische Netz setzt sich aus Filamenten und Voids zusammen. Der Beobachtungshorizont des Universums liegt grob angegeben in etwa 50 Milliarden Lichtjahren Entfernung. Wenn die größten Strukturen 500 Millionen Lichtjahre Durchmesser haben sollten, dann passen etwa eine Millionen Strukturen in den überschaubaren Bereich. Wenn die dann einigermaßen gleichverteilt, spricht nichts gegen das kosmologische Prinzip.

Wie aber ist es mit der Homogenität bestellt, wenn eine Struktur die Ausdehnung von 10 Milliarden Lichtjahren haben würde.

https://de.wikipedia.org/wiki/Hercules% ... Great_Wall

Gut die Hintergrundstrahlung ist ziemlich homogen, aber sie weist eine Asymmetrie auf.

http://www.weltderphysik.de/gebiet/astr ... e-modelle/

Die absolute Gleichverteilung ist extrem wahrscheinlich. Selbst der Zufall neigt zur "Klumpenbildung", siehe Geburtstagsparadoxon.

https://de.wikipedia.org/wiki/Geburtstagsparadoxon

Am Anfang war das Universum höchst homogen. Die Inhomogenitäten haben mit der Zeit zugenommen. Mit der Zeit können sich immer größere Strukturen bilden.

Wenn eine gewisse Strukturgröße erreicht ist, dann gerät die Homogenität ins Wanken.

Gruß
Analytiker

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Re: Superstrukturen

Beitrag von ralfkannenberg » 12. Apr 2017, 17:36

Analytiker hat geschrieben:
12. Apr 2017, 17:04
Wenn die größten Strukturen 500 Millionen Lichtjahre Durchmesser haben sollten
Hallo Analytiker,

man kennt mit den Large Quasar Groups grössere Strukturen. Siehe auch Struktur des Kosmos.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Superstrukturen

Beitrag von Frank » 12. Apr 2017, 18:34

Immer dran denken das wir hier an Board auch ein tolles Nachschlagewerk haben. :wink:

http://abenteuer-universum.de/galaxien/galax.html
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Superstrukturen

Beitrag von Analytiker » 12. Apr 2017, 19:42

Ja, die Large Quasar Group ist schon ein großer Brocken mit 4 Mrd. LJ Ausdehnung.

Möglicherweise wird sie von Hercules–Corona Borealis Great Wall mit 10 Mrd. LY Ausdehnung getoppt.

https://de.wikipedia.org/wiki/Hercules% ... Great_Wall

Mich interessiert, ob es eine theoretische Obergrenze für Superstrukturen gibt. Wenn es sie gibt und verhältnismäßig niedrig liegt, dann ist es ein gutes Argument für das kosmologische Prinzip. Gibt es keine theoretische Obergrenze, dann säet das Zweifel am kosmologischen Prinzip.

Gruß
Analytiker

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Re: Superstrukturen

Beitrag von Herr5Senf » 12. Apr 2017, 20:12

Paßt wie Faust auf Auge :sp: https://academic.oup.com/mnras/article- ... ras/stx517
Epps/Hudson "The weak-lensing masses of filaments between luminous red galaxies"

Erstmals wurde das Netz von Filamenten aus DM zwischen hellen Galaxien und Haufen "fotografiert".
Zuvor wurde 2012 ein solches Filament zwischen Abell 222 und 223 als Gravitationslinse entdeckt.
E&H werteten jetzt die Daten der Infrarot-Durchmusterung SDSS-III mit der etablierten Linsen-Methode aus.
Sie haben ca. 23.000 (!) Filamente zwischen hellen Galaxien in ca. 4,5 Mrd Lj Entfernung gefunden.
Die mittlere Masse eines Filaments beträgt etwa 33x Masse der Milchstraße, die "dicksten" befinden sich zwischen
relativ engen Galaxien, die nur etwa 100 Mio Lj auseinanderliegen.

Grüße Dip

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Re: Superstrukturen

Beitrag von Dares » 12. Apr 2017, 20:25

Analytiker hat geschrieben:
12. Apr 2017, 17:04
Am Anfang war das Universum höchst homogen. Die Inhomogenitäten haben mit der Zeit zugenommen. Mit der Zeit können sich immer größere Strukturen bilden.
Richtig
Analytiker hat geschrieben:
12. Apr 2017, 19:42
Gut die Hintergrundstrahlung ist ziemlich homogen, aber sie weist eine Asymmetrie auf.
Richtig
Analytiker hat geschrieben:
12. Apr 2017, 17:04
Wenn eine gewisse Strukturgröße erreicht ist, dann gerät die Homogenität ins Wanken.
Danke Analytiker, da ist nämlich genau die Frage. Die Homogenität scheint offensichlich sowieso schon im Wanken zu sein und warum
sollte es von der Strukturgrösse abhängig sein? Ich finde es ist ein wenig Themenübergreifend siehe auch mal weiter unten.

Dares

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Re: Superstrukturen

Beitrag von Dares » 12. Apr 2017, 21:08

Analytiker hat geschrieben:
12. Apr 2017, 17:04
Die absolute Gleichverteilung ist extrem wahrscheinlich. Selbst der Zufall neigt zur "Klumpenbildung", siehe Geburtstagsparadoxon.

https://de.wikipedia.org/wiki/Geburtstagsparadoxon
Nochmal eine Frage: Was hat das mit dem Geburtsparadoxon zu tun?

Dares

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Re: Superstrukturen

Beitrag von Herr5Senf » 12. Apr 2017, 21:27

Dares hat geschrieben:
12. Apr 2017, 20:25
Analytiker hat geschrieben:
12. Apr 2017, 19:42
Gut die Hintergrundstrahlung ist ziemlich homogen, aber sie weist eine Asymmetrie auf.
Richtig ...

Warum richtig? Am 27.09.2016 hatte ich auf astronews folgendes vermeldet:
In den Daten von COBE (1989-93) fanden sich Hinweise auf eine Anisotropie, die "Achse des Bösen".
Die Daten von WMAP (2001-10) schienen diese Hinweise in Richtung Befund deutlich zu bestätigen.
Auch die (unvollständige) Erstauswertung der Daten von PLANCK (2009-13) lieferte diesen Befund, d.h. wohl kein Meßfehler.

Aber die vollständige Auswertung der PLANCK-Daten und eine "Nachbearbeitung" von WMAP löste das Ding in Luft auf.
Saadeh et.al "How isotropic is the Universe?" http://arxiv.org/abs/1605.07178
Mit 121.000 zu 1, das sind fast 100%, ist das Universum isotrop und homogen auf großen Skalen.

Wikipedia "Hintergrundstrahlung" ist diesbezüglich auch nicht auf dem Laufenden - Anisotropie Stand 2013 :wn:

Grüße Dip

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Re: Superstrukturen

Beitrag von Analytiker » 12. Apr 2017, 22:20

@Dares, in der Quantenphysik spielt der Zufall eine Rolle. Quantenfluktuationen als wichtige Strukturgeber in der Anfangsphase des Universums haben zu den Dichteschwankungen geführt, die für die Ausbildung von großen Strukturen im Universum verantwortlich sind.

Der Zufall ist nicht zu unterschätzen und fördert nicht die Gleichverteilung und damit auch nicht Homogenität, was durch das Geburtstagsparadoxon eindrucksvoll bestätigt wird.

@Herr5Senf, danke für den Hinweis, welcher das kosmologische Prinzip zu bestätigen scheint.

Jedoch immer noch bleibt die Frage offen, ob es eine Obergrenze für Strukturen gibt. Die gewaltigen Größenunterschiede bei den Filamenten und Voids stellen das kosmologische Prinzip auf eine harte Belastungsprobe.

Gruß
Analytiker

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Re: Superstrukturen

Beitrag von ralfkannenberg » 12. Apr 2017, 23:42

Analytiker hat geschrieben:
12. Apr 2017, 19:42
Mich interessiert, ob es eine theoretische Obergrenze für Superstrukturen gibt. Wenn es sie gibt und verhältnismäßig niedrig liegt, dann ist es ein gutes Argument für das kosmologische Prinzip. Gibt es keine theoretische Obergrenze, dann säet das Zweifel am kosmologischen Prinzip.
Hallo Analytiker,

die kosmologische Inflation hat das Universum um einen Faktor mindestens 10^26 aufgebläht, und das in einem Zeitraum von ~10^(-30) Sekunden. Wobei ich nun nicht weiss, ob sich diese 10^26 auf den Durchmesser oder auf das Volumen bezieht, ich vermute aber ersteres, denn 10^(26/3) ist nicht mehr soooo sensationell gross.

Was ich sagen will: das aufgeblähte Universum ist also sehr viel grösser als das sichtbare Universum, und somit "passen" da noch viel grössere Strukturen hinein, ohne die Homogenität zu verletzen.

Möglicherweise ist es aber auch so, dass man zur Beschreibung des Universums eine Theorie benötigt, die über die ART hinausreicht, die aber noch nicht gefunden ist.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Superstrukturen

Beitrag von seeker » 13. Apr 2017, 07:39

So lange man nicht weiß, wie groß das Universum ist, kann man die Homogenitätannahme stets so weit hinausschieben, "dass es wieder passt", man kann dann stets viel größere Strukturen postulieren, wo die Homogenität wieder gewahrt wäre.

Das Inflationsmodell ist kein physikalisches Faktum, sondern eine modellhafte Annahme, die u. a. gerade die bei uns sichtbaren Strukturen erklären soll.
Ich denke, man sollte sich an dem Punkt vor Zirkelschlüssen in Acht nehmen.

Auch Superstrukturen im Größenbereich des beobachtbaren Universums können die Homogenitätsannahme bezüglich des Gesamtuniversums weder beweisen noch widerlegen, selbst dahingehende Wahrscheinlichkeitsaussagen sind damit nicht möglich.

Es geht bei der Geschichte nicht darum, was wirklich der Fall ist, sondern was aus unserem (begrenzten) Wissen heraus am sinnvollsten anzunehmen ist.
Es ist für die Ameise im Sandkasten sinnvoller anzunehmen, die ganze Welt bestünde aus Sand, als anzunehmen, hinter ihrem Sichtbarkeitshorizont wäre die Welt mit tanzenden Engelchen und Teufelchen erfüllt.

P.S.:

Um es auf den Punkt zu bringen:
Selbst die Annahme, dass sich hinter ihrem Beobachtungshorizont Straßen und Häuser befinden, wäre für die Ameise nicht sinnvoll obwohl es wahr wäre!
Grüße
seeker


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Re: Superstrukturen

Beitrag von Dares » 13. Apr 2017, 08:52

seeker hat geschrieben:
13. Apr 2017, 07:39
Es geht bei der Geschichte nicht darum, was wirklich der Fall ist, sondern was aus unserem (begrenzten) Wissen heraus am sinnvollsten anzunehmen ist.
Es ist für die Ameise im Sandkasten sinnvoller anzunehmen, die ganze Welt bestünde aus Sand, als anzunehmen, hinter ihrem Sichtbarkeitshorizont wäre die Welt mit tanzenden Engelchen und Teufelchen erfüllt.
Hallo Seeker,

ich denke da hast Du ein gutes Wort gesprochen. Falls wir es jemals ergründen können wird es uns nichts bringen und die Erkenntnis könnte
grausam sein.
seeker hat geschrieben:
13. Apr 2017, 07:39
So lange man nicht weiß, wie groß das Universum ist
ich dachte bislang dass man wüsste wie gross das Universum ist aufgrund der Altersbestimmung. Also nach allen Seiten 13,8 Mrd. Jahre.
Wenn man nicht weiss wie gross das Universum ist kann man dann eine Altersbestimmung vornehmen? Das verstehe ich jetzt nicht.

Dares

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Re: Superstrukturen

Beitrag von seeker » 13. Apr 2017, 09:14

Dares hat geschrieben:
13. Apr 2017, 08:52
Wenn man nicht weiss wie gross das Universum ist kann man dann eine Altersbestimmung vornehmen? Das verstehe ich jetzt nicht.
Doch das ist so. Das ist aber ein anderes Thema, ich würde das gerne in einem anderen Thread besprechen.
Grüße
seeker


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Re: Superstrukturen

Beitrag von ralfkannenberg » 13. Apr 2017, 09:19

seeker hat geschrieben:
13. Apr 2017, 07:39
Das Inflationsmodell ist kein physikalisches Faktum, sondern eine modellhafte Annahme, du u. a. gerade die bei uns sichtbaren Strukturen erklären soll.
Ich denke, man sollte sich an dem Punkt vor Zirkelschlüssen in Acht nehmen.
Hallo seeker,

sie ist eigentlich ganz gut begründet, setzt aber natürlich voraus, dass wenigstens gewisse Voraussetzungen der GUT's erfüllt sind.

Ganz konkret kann man Zirkelschlüsse vermeiden, indem man konkret ausformuliert, was man voraussetzt.

Diese Vorgehensweise lässt dann natürlich mehrere Möglichkeiten für theoretische Modelle offen, die man dann sobald experimentelle Daten vorliegen auf Konsistenz mit eben diesen Daten überprüft.

seeker hat geschrieben:
13. Apr 2017, 07:39
Auch Superstrukturen im Größenbereich des beobachtbaren Universums können die Homogenitätsannahme bezüglich des Gesamtuniversums weder beweisen noch widerlegen, selbst dahingehende Wahrscheinlichkeitsaussagen sind damit nicht möglich.
Dann sollte man darauf verzichten.

seeker hat geschrieben:
13. Apr 2017, 07:39
Es geht bei der Geschichte nicht darum, was wirklich der Fall ist, sondern was aus unserem (begrenzten) Wissen heraus am sinnvollsten anzunehmen ist.
Mit dem "sinnvoll" sollte man m.E. vorsichtig sein; ich würde das ganze ohne die Frage nach Sinnhaftigkeit angehen, d.h. wie oben beschrieben Postulate definieren, daraus eine Theorie ableiten und deren Vorhersagen mit den experimentellen Befunden vergleichen, d.h. eine Konsistenzprüfung vornehmen.

seeker hat geschrieben:
13. Apr 2017, 07:39
Es ist für die Ameise im Sandkasten sinnvoller anzunehmen, die ganze Welt bestünde aus Sand, als anzunehmen, hinter ihrem Sichtbarkeitshorizont wäre die Welt mit tanzenden Engelchen und Teufelchen erfüllt.
Solange die Ameise davon nicht betroffen ist, ist es nicht "sinnvoller", sondern gleichwertig. Und dann sollte sie den einfachsten Ansatz wählen. Und zwar deswegen, weil es keinen Anlass für ein komplizierteres Modell gibt.


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Re: Superstrukturen

Beitrag von ralfkannenberg » 13. Apr 2017, 09:26

Dares hat geschrieben:
13. Apr 2017, 08:52
ich dachte bislang dass man wüsste wie gross das Universum ist aufgrund der Altersbestimmung. Also nach allen Seiten 13,8 Mrd. Jahre.
Wenn man nicht weiss wie gross das Universum ist kann man dann eine Altersbestimmung vornehmen? Das verstehe ich jetzt nicht.
Hallo Dares,

letztlich weiss man nicht, wie stark die kosmologische Inflation das Universum aufgebläht hat, d.h. hier kann man nur untere Schranken angeben, um das Horizont- und das Flachheitsproblem sowie das Problem der fehlenden magnetischen Monopole zu lösen.

Und dann wissen wir auch nicht, ob es etwas "vor" dem Urknall gab, weil diese Information mit dem Urknall verloren gegangen scheint. Ich schreibe "scheint" und nicht "ist", weil das nur dem gegenwärtigen Kenntnisstand entspricht. Kaum jemand glaubt an die Singularität des Urknalls, d.h. da gibt es möglicherweise Gesetze, die einfach noch nicht gefunden sind. Diese könnten auch Informationen aus einer Vor-Urknallzeit enthalten. So habe ich vor vielen Jahren mal gelesen (und leider wieder vergessen, wo das war), dass sich die Gravitation vor dem Urknall von den anderen Kräften abgekoppelt haben könnte. Symmetrien, Naturkonstanten und Erhaltungsgrössen könnten ebenfalls solche Informationen beherbergen.


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Re: Superstrukturen

Beitrag von seeker » 13. Apr 2017, 09:31

ralfkannenberg hat geschrieben:
13. Apr 2017, 09:19
Mit dem "sinnvoll" sollte man m.E. vorsichtig sein; ich würde das ganze ohne die Frage nach Sinnhaftigkeit angehen, d.h. wie oben beschrieben Postulate definieren, daraus eine Theorie ableiten und deren Vorhersagen mit den experimentellen Befunden vergleichen, d.h. eine Konsistenzprüfung vornehmen.
Das funktioniertl leider nicht, du kommst um das "sinnvoll" nicht herum, weil es unendlich viele Theorien gibt (man kann das zumindest nicht ausschließen), die alle völlig konsistent sind und im völligen Einklang mit allen Beobachtungsdaten stehen. Die richtige Wahl der zu "bevorzugenden Theorie" muss also von außen, von uns entschieden werden.
ralfkannenberg hat geschrieben:
13. Apr 2017, 09:19
Solange die Ameise davon nicht betroffen ist, ist es nicht "sinnvoller", sondern gleichwertig. Und dann sollte sie den einfachsten Ansatz wählen. Und zwar deswegen, weil es keinen Anlass für ein komplizierteres Modell gibt.
Das ist der Punkt. Man muss festlegen, dass der einfachste bzw. sparsamste Ansatz der sinnvollste ist (man "muss" es eigentlich nicht, man hat hier eine Wahl, darin liegt ja gerade das nicht-objektive Element): Ockhams Razor
Und unter Ockhams Razor ist es eben nicht gleichwertig: "Überall Sand" ist die sparsamere Annahme.
Grüße
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Re: Superstrukturen

Beitrag von Herr5Senf » 13. Apr 2017, 11:46

ralfkannenberg hat geschrieben:
13. Apr 2017, 09:26
... Und dann wissen wir auch nicht, ob es etwas "vor" dem Urknall gab, weil diese Information mit dem Urknall verloren gegangen scheint. Ich schreibe "scheint" und nicht "ist", weil das nur dem gegenwärtigen Kenntnisstand entspricht. Kaum jemand glaubt an die Singularität des Urknalls, d.h. da gibt es möglicherweise Gesetze, die einfach noch nicht gefunden sind. Diese könnten auch Informationen aus einer Vor-Urknallzeit enthalten. So habe ich vor vielen Jahren mal gelesen (und leider wieder vergessen, wo das war), dass sich die Gravitation vor dem Urknall von den anderen Kräften abgekoppelt haben könnte. ...
Hallo Ralf,

du meinst bestimmt Bojewalds Gegenkräfte der Schleifenquanten-Gravitation aus "Zurück vor den Urknall" .
Die sollen ja den Kollaps der Wellenfunktion des Universums in der Singularität verhindern, wenn die Null wird, kann's gar kein Universum geben.
Auch wenn die SQG wohl nicht gelöste Konsistenzprobleme hat und "stagniert", würde das bedeuten, daß es nur ein Universum ewig geben kann.

Auf alle Fälle lohnt sich Kap.10 ab S.309 "Eine Welt", hier werden insbesondere drei Vorschläge zum Urknall diskutiert, von
- DeWitt 1967 Eindeutigkeitsfrage der Singularität mit WF=0, verworfen, weil kann nicht funktionieren
- Vilenkin 1983 Tunnelprozeß vorgeschlagen, aber wie paßt das ganze Universum durchs Nadelör, eher aussichtslos
- Hartle/Hawking 1984 Unbegrenztheits-Bedingung, keine Grenze zur Vergangenheit, "spitze" Singularität weg, dafür Geschaukle im Runden

Zur Altersbesimmung des Universums wollte seeker einen neuen Faden anstoßen, da paßt das mit "keine Vergangenheit" vlt. besser hin.

Grüße Dip

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Re: Superstrukturen

Beitrag von seeker » 13. Apr 2017, 14:01

Ich möchte die Tragweite eines Punktes noch mehr herausstellen:

Die Ameise im Sandkasten, in der Stadt sieht in ihrem Beobachtungshorizont ausschließlich Sand.
Nun kann sie die unterschiedlichsten Theorien über die Welt insgesamt entwicklen, also auch über das, was sie nicht sieht.
Sie entschließt sich von allen Theorien diejenige zu bevorzugen, die die sparsamste in den Annahmen ist (Ockhams Razor).
Daher kommt sie zu einem bevorzugten Modell der Welt, das besagt, dass die gesamte Welt aus Sand wäre.

Tatsächlich ist aber die Welt nicht aus Sand, schon in einiger Entfernung gibt es Straßen und Häuser. Die Theorie der Ameise über die Welt , gewählt mit Hilfe von Ockhams Razor und dem kosmologischen Prinzip "wie hier so überall", ist also falsch bzw. sehr ungenau, genau jedoch innerhalb ihres Beobachtungshorizonts.

Eine andere Theorie, die neben Sand auch Häuser und Straßen beschreiben würde, wäre da doch viel besser, näher an dem, was tatsächlich der Fall ist?
Warum ist die Sandtheorie dennoch die sinnvollste für die Ameise?

Weil es keinen Weg, kein Auswahlkriterium gibt, das von der Beobachtung von Sand zu Straßen und Häusern führt - und nur dazu.
D.h.: Würde die Ameise Ockham fallen lassen, hätte sie eine unüberschaubare Vielzahl von Theorien vor sich, von denen sie nicht wüsste, welche die zu bevorzugende wäre: Manche davon würden zwar Straßen und Häuser enthalten, aber viele, viele andere ganz, ganz andere Dinge. Wie sollte sie gerade die mit den Häusern auswählen können?
Viel wahrscheinlicher würde sie in dem Fall blind eine Theorie wählen müssen, vielleicht die mit den Engeln - und die wäre dann noch 'falscher' als die Sandtheorie.

Was kann man daraus lernen?

Ockhams Razor und die die gesamte Naturwissenschaft führt nicht zur Wahrheit, nicht zu wahren Aussagen über die Natur, sondern zu sinnvollen und nicht-völlig-falschen Aussagen über die Natur, welche relativ zu den Beobachtungen des Menschen bzw. allgemeiner zum Mensch 'an sich' zu sehen sind.
Aussagen über die Natur enthalten immer ein selbstbezügliches Element, sind nur relativ zum Menschen mit seinem begrenzten Wissen/Fähgkeiten zu verstehen und überhaupt auch nur so verständlich.
Grüße
seeker


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Re: Superstrukturen

Beitrag von ralfkannenberg » 13. Apr 2017, 15:03

seeker hat geschrieben:
13. Apr 2017, 14:01
Daher kommt sie zu einem bevorzugten Modell der Welt, das besagt, dass die gesamte Welt aus Sand wäre.
Hallo seeker,

ich gehe hier sogar noch einen Schritt weiter: da sich Ameisen nicht mit relativistischen Geschwindigkeiten bewegen, lohnt es sich, klassisch zu rechnen und die Relativitätstheorien zu vernachlässigen. Zur Berechnung der Laufzeiten von Ameisen ist also die Newton'sche Mechnik die richtige Theorie.

Nun passiert es aber, dass jemand eine Goldmünze in der Nähe der Ameise verloren hat, und ausserdem zerbricht jemandem ein Fieberthermometer mit Quecksilber drin und einige wenige Tropfen laufen aus. - Da es einige sehr kluge Ameisen gibt, haben diese die Chemie bereits weit entwickelt und kennen auch die meisten Elemente des Periodensystems und dessen Zusammenhänge.

Doch nun machen sie zwei inkonsistente Beobachtungen: das Gold sollte silbrig glänzen und das Quecksilber sollte nicht flüssig, sondern fest sein. Eine ganz beosnders kluge Ameise erkennt die wahren Zusammenhänge und entwickelt dei Relativitätstheorie, dank der das Gold golden glänzt und das Quecksilber bei Raumtemperatur flüssig ist. Dabei haben die Ameisen die Relativitätstheorie von einer ganz anderen Perspektive aus entwickelt, aber darauf kommt es gar nicht an: sie haben sie entwickelt.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Superstrukturen

Beitrag von Dares » 13. Apr 2017, 16:56

ralfkannenberg hat geschrieben:
13. Apr 2017, 15:03
Nun passiert es aber, dass jemand eine Goldmünze in der Nähe der Ameise verloren hat, und ausserdem zerbricht jemandem ein Fieberthermometer mit Quecksilber drin und einige wenige Tropfen laufen aus. - Da es einige sehr kluge Ameisen gibt, haben diese die Chemie bereits weit entwickelt und kennen auch die meisten Elemente des Periodensystems und dessen Zusammenhänge.

Doch nun machen sie zwei inkonsistente Beobachtungen: das Gold sollte silbrig glänzen und das Quecksilber sollte nicht flüssig, sondern fest sein. Eine ganz beosnders kluge Ameise erkennt die wahren Zusammenhänge und entwickelt dei Relativitätstheorie, dank der das Gold golden glänzt und das Quecksilber bei Raumtemperatur flüssig ist. Dabei haben die Ameisen die Relativitätstheorie von einer ganz anderen Perspektive aus entwickelt, aber darauf kommt es gar nicht an: sie haben sie entwickelt.
Hallo Ralf,

da bleibt natürlich viel Raum für Spekulationen, aus der einen Perspektive betrachtet glänzt Gold und Quecksilber ist flüssig aber muss das aus
einer anderen Perspektive betrachtet auch so sein? Darum geht es doch. Ausserdem denke ich das die von dieser "Ameise" entwickelten
Naturgesetze in diesem individuellen "Sandkasten" wohl passen und auch ihre berechtigte Gültigkeit haben. Nur aus dem Sandkasten
werden wir niemals rauskommen auch wenn wir es gerne möchten. Dazu sind wir nämlich viel zu klein.

Ein anderer Gedanke wäre dass die von uns erkannten Naturgesetze immer und überall gültig sind. Da fällt mir spontan der Begriff "Fraktale" ein,
das würde bedeuten "im kleinen" wie im"Grossen" bilden sich immer die gleichen Strukturen aus wie mit diesen russischen Puppen
die ich in dem anderen Thread erwähnt hatte.

Ich slelle da mal 2 Links rein

1 https://de.wikipedia.org/wiki/Fraktal

2. https://de.wikipedia.org/wiki/Selbstähnlichkeit

Wie denkt ihr darüber?

Freundliche Grüsse

Dares

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Re: Superstrukturen

Beitrag von Herr5Senf » 13. Apr 2017, 17:18

Der erste umfangreiche Galaxienzensus mit 200.000 Galaxien bis 3? Mrd Lj Entfernung 2012 hat ergeben,
das Weltall ist nicht fraktal http://www.weltraum-aktuell.de/index.ph ... ht-fraktal:
... Die von Davis und ihren Kollegen ausgewerteten Daten zeigen nun ganz deutlich, dass die Galaxienverteilung mit wachsender Entfernung
immer gleichmäßiger wird und schließlich wie vom Standardmodell vorausgesetzt homogen ist.
Eine signifikante Abweichung von einem Anwachsen der Gesamtzahl mit der dritten Potenz kann, so die Wissenschaftler, oberhalb von einer Entfernung
von 260 Millionen Lichtjahren mit einer Wahrscheinlichkeit von 99,99 Prozent ausgeschlossen werden.

Grüße Dip

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Re: Superstrukturen

Beitrag von Analytiker » 13. Apr 2017, 18:02

Danke Dip!

Ja, die Homogenität ist nach Lage der Dinge nicht ernsthaft in Zweifel zu ziehen. Fraktale Strukturen sind interessant und sie werden ja auch in der Natur realisiert, wohl nur nicht auf den ganz großen Skalen.

Über den Beobachtungshorizont des Universums können wir nicht hinausblicken. Was die Kosmologie betrifft, leben wir jedoch in einem aufregenden Zeitalter. Das Universum ist durchsichtig, mit der Rotverschiebung kann man gut Entfernungen und Geschwindigkeiten bestimmen.

Wenn das Universum weiterhin beschleunigt expandiert, werden Kosmologen in ferner Zukunft nur die Milchstraße beobachten können und sich vielleicht denken, das wäre alles im Universum.

Gruß
Analytiker

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ralfkannenberg
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Re: Superstrukturen

Beitrag von ralfkannenberg » 13. Apr 2017, 18:09

Analytiker hat geschrieben:
12. Apr 2017, 17:04
Wie aber ist es mit der Homogenität bestellt, wenn eine Struktur die Ausdehnung von 10 Milliarden Lichtjahren haben würde.
Hallo zusammen,

ich möchte nochmals auf die Anfangsfrage zurückkommen. Wie wir inzwsichen gesehen haben sind 10 Milliarden Lichtjahre nach einer kosmologischen Inflation eine sehr kleine Distanz, d.h. von Strukturen in solchen Skalen passen problemlos "viele" gleichmässig ins Universum.

Versetzen wir uns nochmals zurück zum Start der kosmologischen Inflation nach 10^(-35) Sekunden: unter meiner vorgenannten Annahme, dass bis zum diesem Zeitpunkt die Expansion des noch sehr jungen Universums linear vonstatten ging, hat das Universum nun einen "Durchmesser" von 2*10^(-35) Lichtsekunden. Und irgendwo "da drinne" befand sich auch der Bereich, der sich dann weiterentwickelt hat zum heute beobachtbaren Universum, ich nenne ihn "unsere Prä-Umgebung", weil mir kein besserer Name einfällt.

Es ist vielleicht nicht sonderlich wahrscheinlich, aber dennoch nicht auszuschliessen, dass sich aufgrund einer Quantenfluktuation zum damaligen Zeitpunkt eine Struktur entwickelt hat, die eine Grösse von ebendiesen 2*10^(-35) Lichtsekunden hatte. Wenn nun die Schnittmenge dieser Struktur mit der vorgenannten unseren Prä-Umgebung leer war, so merken wir heute nichts von ihr, obgleich sie riesig gross ist. Und wenn die übrigen Strukturen, die sich bis dahin gebildet haben, hinreichend klein waren - auch wenn sie eine nicht-leere Schnittmenge mit dem unseren Prä-Universum hat, dann sehen wir ein homogenes Universum, obgleich dies unzutreffend ist.

Aber eben: das ist völlig zufällig, d.h. unabhängig davon, ob es wenige solcher riesigen Strukturen gibt oder nicht, können wir weder auf die Homogenität des Gesamtuniversums schliessen noch diese ausschliessen. Und auch keine Aussage über irgendeinen "Zwischenwert" betreffend der Homogenität machen.

Anders sieht das aus, wenn das junge Universum voll solcher riesiger Strukturen gewesen wäre, denn dann wäre die Wahrscheinlichkeit, dass keine einzige von ihnen eine nicht-leere Schnittmenge mit unserer Prä-Umgebung bildet, sehr klein.


Das sind bis hierhin Allgemeinplätze, die nicht viel aussagen. Aufgrund einer Quantenflutuation hätte damals ein Elektron/Positron-Paar entstehen können. Nur sollte einem dabei bewusst sein, dass die Compton-Wellenlänge eines solchen Elektrons viel viel grösser ist als der Durchmesser des damaligen Universums, d.h. das hätte gar nicht hineingepasst. Allerdings ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich schon nach 10^(-35) Sekunden ein Elektron-/Positron-Paar gebildet hat auch sehr klein, denn solche bilden sich ca. alle 10^(-25) (??) Sekunden.

Aufgrund ihrer sehr viel kleineren Masse könnten sich aber mit vernünftiger Wahrscheinlichkeit bereits Neutrino-/Anti-Neutrino-Paare gebildet haben.


Freundliche Grüsse, Ralf

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