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Zweifel an kosmischer Isotropie

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von Skeltek » 30. Apr 2020, 00:58

Ich dachte die Systematik gravitativ gebundener Systeme verhindert lediglich die Wirkung der Expansion, indem die Potentialtöpfe einen Zuwachs an Lageenergie abfangen (konstant radiale Beschleunigung vergrößert die Apoapse von Orbits nicht; gleicher Effekt bei Radiusvergrößerung durch Expansion?). Inwiefern sollte Licht in dem Zeitraum weniger gedehnt werden, während es durch einen Gravitationstopf fliegt? Ich sehe dafür keine direkte Rechtfertigung.

@Tom: Was genau vorgaukeln? Die Expansion vorgaukeln oder die Konstanz? Das sind Zweierlei.
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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von tomS » 30. Apr 2020, 06:54

Skeltek hat geschrieben:
30. Apr 2020, 00:58
Inwiefern sollte Licht in dem Zeitraum weniger gedehnt werden, während es durch einen Gravitationstopf fliegt?
Wenn sich Licht durch einen statischen Potentialtopf bewegt, also von höherem zu niedrigerem und dann wieder zu höherem Gravitationspotential, dann erfolgt zunächst eine Blau-, anschließend eine Rotverschiehung; diese heben sich gegenseitig weg.
Skeltek hat geschrieben:
30. Apr 2020, 00:58
Was genau vorgaukeln? Die Expansion vorgaukeln oder die Konstanz? Das sind Zweierlei.
Wenn der Empfänger sich in einem riesigen, expandierenden Void befindet, dann beobachtet dieser für Objekte außerhalb des Voids eine Rotverschiebung, die mit zunehmender Entfernung der Objekte derjenigen gleicht, die man bei beschleunigter Expansion erwartet, obwohl tatsächlich innerhalb und außerhalb nicht-beschleunigte Expansion vorliegt, innerhalb jedoch stärkere Expansion durch geringere gravitative Bindung. Insofern gaukelt diese inhomogene Expansion aufgrund des Voids eine beschleunigte Expansion vor.

Der Effekt ist jedoch zu klein, um die beobachtete Rotverschiebung vollständig darauf zurückzuführen, d.h. man geht weiterhin davon aus, dass beschleunigte Expansion vorliegt.
Gruß
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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von seeker » 30. Apr 2020, 08:24

Ich glaube, es gibt noch eine Problematik. Ein Void sollte nämlich nur dann stärker expandieren können als seine Umgebenung, wenn dafür Platz ist. Oder soll ich mir vorstellen, er schiebt seine dichtere Umgebung in allen Raumrichtungen weg (die müsste dabei dann aber ausdünnen, dem wirkt die Gravitation dort entgegen), die ja auf noch größerer Skala betrachtet (also Bereich Void + dichtere Umgebung) auch vielleicht gar kein Void ist?
Und was, wenn hinter der dichteren Umgebung der nächste Void kommt, wird diese dann von mehreren Seiten zusammengedrückt?
Das scheint mir jedenfalls eine komplexe Wechselwirkung zu sein.

Das hier wundert mich daher überhaupt nicht:
tomS hat geschrieben:
30. Apr 2020, 00:13
Mit derartigen inhomogenen Modellen wird gearbeitet, dabei sind die Gleichungen jedoch kaum noch analytische lösbar.
Und die Bildung von Filamenten (dichtere Materiebereiche) am Rande von bzw. zwischen Blasen (Voids) macht plötzlich Sinn...
Grüße
seeker


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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von Skeltek » 30. Apr 2020, 12:15

tomS hat geschrieben:
30. Apr 2020, 06:54
Skeltek hat geschrieben:
30. Apr 2020, 00:58
Inwiefern sollte Licht in dem Zeitraum weniger gedehnt werden, während es durch einen Gravitationstopf fliegt?
Wenn sich Licht durch einen statischen Potentialtopf bewegt, also von höherem zu niedrigerem und dann wieder zu höherem Gravitationspotential, dann erfolgt zunächst eine Blau-, anschließend eine Rotverschiehung; diese heben sich gegenseitig weg.
Hier trennst du aber die gravitative Rotverschiebung nicht von der expansionsbedingten. Zuvor warst du noch der Ansicht, das sei Zweierlei?
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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von tomS » 30. Apr 2020, 13:00

Skeltek hat geschrieben:
30. Apr 2020, 12:15
tomS hat geschrieben:
30. Apr 2020, 06:54
Skeltek hat geschrieben:
30. Apr 2020, 00:58
Inwiefern sollte Licht in dem Zeitraum weniger gedehnt werden, während es durch einen Gravitationstopf fliegt?
Wenn sich Licht durch einen statischen Potentialtopf bewegt, also von höherem zu niedrigerem und dann wieder zu höherem Gravitationspotential, dann erfolgt zunächst eine Blau-, anschließend eine Rotverschiehung; diese heben sich gegenseitig weg.
Hier trennst du aber die gravitative Rotverschiebung nicht von der expansionsbedingten. Zuvor warst du noch der Ansicht, das sei Zweierlei?
Doch, tue ich: “wenn sich Licht durch einen statischen Potentialtopf bewegt ...”; in dem Fall kann meine beide Effekte vernünftig trennen, es liegt ausschließlich gravitative Blau- und Rotverschiebung vor.
Gruß
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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von tomS » 30. Apr 2020, 13:06

seeker hat geschrieben:
30. Apr 2020, 08:24
Ich glaube, es gibt noch eine Problematik. Ein Void sollte nämlich nur dann stärker expandieren können als seine Umgebenung, wenn dafür Platz ist. Oder soll ich mir vorstellen, er schiebt seine dichtere Umgebung in allen Raumrichtungen weg ...
Der Void bildet neuen Raum, der umgebende wird nicht verdrängt.

Du kannst Swiss Cheese Modelle konstruieren, in denen ein nahezu statischer Bulk expandierende Blasen enthält.

Stell dir einen Luftballon vor, dessen Haut du mit Klebeband teilweise fixierst, um ihn dann weiter aufzublasen; dadurch bilden sich Beulen aus, während der fixierte Bereich statisch bleibt.

In der Praxis würde der Bulk durch Materiefilamente - also Galaxienhaufen und -superhaufen - gebildet.
Gruß
Tom

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von Timm » 30. Apr 2020, 16:18

seeker hat geschrieben:
29. Apr 2020, 23:12
Timm hat geschrieben:
29. Apr 2020, 12:23
Bezogen auf unser Universum: Die Inflation (negativer Druck der Vakuumenergie, rho = 0) bewirkt exponentielle Expansion, die - nachdem am Ende der Inflation das Feld in Materie "zerfallen" ist - in gebremste Expansion übergeht.
Ja, könnt vielleicht so sein. Du kannst aber nicht einfach einen Wert in die Einsteingleichungen als kosmologische Konstante einsetzen, ohne sicher zu wissen, ob das so einfach geht, ob er richtig ist, ob er konstant ist (räumlich, zeitlich) und vor allen Dingen wo genau er herkommt und dann so tun als wär alles klar. Vakuumenergie, Dunkle Energie, negativer Druck, ... ja schön und gut, sind aber bisweilen nur Platzhalter bzw. Ideen für "wir wissens noch nicht genau", falls ich mich nicht irre. Wärs anders wäre der Big Rip ne ausgemachte Sache, ist er aber nicht.
Man setzt nicht einfach einen Wert der kosmologischen Konstante ein, man setzt den Wert ein der gemessen wurde.Dieser Wert liefert das, was man beobachtet, die räumliche Flachheit des Universums. Diese wiederum zeigt der CMB. Und ja, die Natur dieser Vakuumenergie ist nicht bekannt. Auch nicht sicher, ob sie wirklich zeitlich und räumlich konstant ist. Man nennt sie zumeist Dunkle Energie um dem Rechnung zu tragen.

seeker hat geschrieben:
29. Apr 2020, 23:12
Timm hat geschrieben:
29. Apr 2020, 18:38
Sobald Lambda dominiert zunächst beschleunigt, dann exponentiell.
Dasselbe: Wenn genau diese Gleichungen und Annahmen genau so stimmen, dann ja, wenn nicht, nicht. Ich denke, wir müssen hier herausstellen, was wir wie gesichert wissen und was nicht. Wir wollen ja nicht primär über Gleichungen reden, sondern über das reale Universum. Ich sage dabei natürlich nicht, dass ich etwas besseres hätte, falls das so stimmt, ist es so, wie ihr sagt.
Das LambdaCDM Modell macht Vorhersagen, die zu unserem realen Universum passen. Wir messen die vorhergesagten Daten. Und das ist großartig. Ohne Gleichungen bleibt's beim Raten und natürlich der Freude, mit dem Teleskop Nebel, Galaxien ... zu beobachten. :)
seeker hat geschrieben:
29. Apr 2020, 23:12
Noch einmal zurück, ich würde das gerne klären:

Wir haben hier also Frequenzverschiebungen (Rotverschiebungen) zu berücksichtigen, die aus den damaligen vielleicht 1000 Kelvin (ich schlag den genauen Wert jetzt nicht nach) die heute beobachteten 2,7 Kelvin Strahlungstemperatur gemacht haben.

(Hintergrund: https://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzer_K%C3%B6rper)

Es bieten sich hier als Ursachen an:
1. Rotverschiebung durch kosmische Expansion
2. Gravitative Rotverschiebung

Die Sache ist nun die, dass 2. immer gleich (also konstant) sein sollte, weil ein Raumbereich ja bei einer bestimmten Dichteschwelle (und damit auch Temperaturschwelle) transparent wird (also Strahlung entlässt, die wir heute sehen können), von dieser immer gleichen Dichteschwelle aber die gravitative Rotverschiebung bestimmt ist.
Seit dem Freisetzen der Hintergrundstrahlung ist das Universum bis heute um den Faktor 1100 expandiert. Das passt zur Abkühlung von 3000 K (damals) auf 2,7 K (heute). Gravitative Rotverschiebung gibt es im statischen Schwarzschild Modell, wenn Licht sich von einer zentralen Masse entfernt und dabei Energie verliert. Es gibt sie nicht in unserem isotropen Universum, das mit dem FRW-Modell beschrieben wird, denn da entfernt sich Licht nicht von einer zentralen Masse. Es gibt zu jedem Zeitpunkt in alle Richtungen gleich viel Masse, im frühen Universum mehr, heute weniger. Abgesehen von lokalen Effekten: Licht das in eine Gravitationsdelle fällt, z.B. in einen Galaxiensuperhaufen, gewinnt beim Einfall mehr Energie als es beim beim Verlassen verliert, weil die Delle nach 50 - 100 Millionen Jahren (Zeit für die Durchquerung des Superhaufens) Jahren flacher ist (der Superhaufen nimmt an der Expansion teil).

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von Timm » 30. Apr 2020, 17:21

Timm hat geschrieben:
28. Apr 2020, 10:41
tomS hat geschrieben:
27. Apr 2020, 23:02
Aber als eine Form gravitativer Rotverschiebung? Wer tut denn sowas?
Es gibt alles, gravitativ, "purely" Doppler (nicht Peacock) und Mischungen. Ich habe das vor einiger Zeit mal gesammelt und kann diese paper in ein paar Tagen hier zeigen. Es ist amüsant, daß diese Kosmologen ihre Version als die richtige darstellen, obwohl sie schon wissen, daß es sich um Interpretationen handelt. :) Es ist ein bißchen wie in der QM. Wirklich physikalischen Gehalt hat m.E. Peacock, denn mit lokalen Inertialsystemen in gekrümmter Raumzeit kann man unbestritten argumentieren. Er wird damit auch des öfteren zitiert.
Die paar Tage sind um.

gravitativ
http://www.ptep-online.com/2007/PP-09-06.PDF
Distant redshifted SNe1a light sources from the Universe that are usually interpreted
as cosmological redshifts are shown to be universal gravitational redshifts seen by
all observers in the quantum celestial mechanics (QCM) approach to cosmology.

Ein ziemlicher Schmarrn, wurde auch heftig kritisiert.

Doppler
https://aapt.scitation.org/doi/10.1119/1.3129103
We show that, in any spacetime, an observed frequency shift can be interpreted either as a kinematic (Doppler) shift or a gravitational shift by imagining a family of observers along the photon's path. In the context of the expanding Universe, the kinematic interpretation corresponds to a family of comoving observers and hence seems to be the more natural one.

Mischung
https://watermark.silverchair.com/mnras ... F-e93cLWCw
Here we argue that one should rather transport the
velocity four-vector along the geodesic connecting the points of intersection of the world-lines
of the galaxy and the observer with the hypersurface of constant cosmic time. We find that the
resulting relation between the transported velocity and the redshift of arriving photons is not
given by a relativistic Doppler formula.

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von tomS » 30. Apr 2020, 18:29

@seeker, @Timm: danke für die Präzisierungen.

1) Das spannende ist, das wir es mit einer hochkomplexe Theorie zu tun haben, die hervorragende quantitative Ergebnisse und Verständnis liefert, und letztlich nur die drei Parameter Dichte von Materie / Strahlung / Lambda benötigt.

2) die von Timm genannte Unterscheidung zwischen expandierenden und nicht-expandierenden Inhomogenitäten ist essentiell, um quantitative Übereinstimmung zu erreichen.
Gruß
Tom

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von Timm » 30. Apr 2020, 19:56

Zum Thema voids:

https://www.space.com/why-avoid-the-cosmic-voids.html
The accelerated expansion of our universe happens in the voids themselves, and these voids literally push on their surroundings, driving apart the galaxies and dissolving the great cosmic web that took billions of years to construct.

Wobei einschränkend zu vermerken ist, daß die beschleunigte Expansion auch schwach gebundene Materieansammlungen erfasst.

Auf dem Luftballon wären voids dünner Gummi, nicht expandierende Materieansammlungen Hartgummi. Das Gesamtbild ergibt sich aus der Mittelung.

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von Skeltek » 30. Apr 2020, 21:54

tomS hat geschrieben:
30. Apr 2020, 13:00
Skeltek hat geschrieben:
30. Apr 2020, 12:15
tomS hat geschrieben:
30. Apr 2020, 06:54

Wenn sich Licht durch einen statischen Potentialtopf bewegt, also von höherem zu niedrigerem und dann wieder zu höherem Gravitationspotential, dann erfolgt zunächst eine Blau-, anschließend eine Rotverschiehung; diese heben sich gegenseitig weg.
Hier trennst du aber die gravitative Rotverschiebung nicht von der expansionsbedingten. Zuvor warst du noch der Ansicht, das sei Zweierlei?
Doch, tue ich: “wenn sich Licht durch einen statischen Potentialtopf bewegt ...”; in dem Fall kann meine beide Effekte vernünftig trennen, es liegt ausschließlich gravitative Blau- und Rotverschiebung vor.
Wenn du das so formulierst könnte man meinen, daß du der Ansicht bist, daß die expansionsbedingte Rotverschiebung auf eine Änderung der Potentialverteilung zurückzuführen ist. Wenn die expansionsbedingte Rotverschiebung auf einer Änderung der Potentialverteilung beruht, dürfte es keine Rolle spiegel, ob ein Gebiet vor oder nach Ankunft des Photons expandiert.
Neutralisiert die Systematik gravitationsgebundener Systeme nun die Wirkung auf die beteiligten Massen oder verhindert sie schlicht die Raumexpansion? Egal welche der beiden Ansichten du vertrittst, wird die Expansion außerhalbder Gravitationstopfes weiter voranschreiten. Du wirst mit der Begründung nicht verhindern können, daß das Photon rotverschobener aus dem Topf heraus kommt als bei Eintritt.
Es mag einleuchtend sein, daß das Photon während dem Aufenthalt im Gravitationstopf nicht mitgedehnt wird, aber bei Austritt betritt es doch wieder einen Bereich, der gedehntet ist als davor, wo es diesen verlassen hat?
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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von tomS » 30. Apr 2020, 23:00

Skeltek hat geschrieben:
30. Apr 2020, 21:54
Wenn du das so formulierst könnte man meinen, daß du der Ansicht bist, daß die expansionsbedingte Rotverschiebung auf eine Änderung der Potentialverteilung zurückzuführen ist.
Wie kommst du darauf?

Ich schreibe lediglich
tomS hat geschrieben:
30. Apr 2020, 06:54
Wenn sich Licht durch einen statischen Potentialtopf bewegt, also von höherem zu niedrigerem und dann wieder zu höherem Gravitationspotential, dann erfolgt zunächst eine Blau-, anschließend eine Rotverschiehung; diese heben sich gegenseitig weg.
Ich schreibe nicht, dass die expansionsbedingte Rotverschiebung auf eine Änderung der Potentialverteilung zurückzuführen ist.

Dieser Schluss ist logisch nicht zulässig.
Gruß
Tom

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von tomS » 30. Apr 2020, 23:05

Timm hat geschrieben:
30. Apr 2020, 19:56
The accelerated expansion of our universe happens in the voids themselves, and these voids literally push on their surroundings, driving apart the galaxies and dissolving the great cosmic web that took billions of years to construct.
Käse bzw. wieder missverständlich.

„..., und diese Hohlräume drücken buchstäblich auf ihre Umgebung, treiben die Galaxien auseinander ...“

Nein!

Da wirkt keine Kraft, da wird nichts geschoben ... es entsteht einfach „mehr Raum“ innerhalb der Voids, ohne dass der umgebende Raum das „merkt“.
Gruß
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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von Skeltek » 1. Mai 2020, 00:01

tomS hat geschrieben:
30. Apr 2020, 23:00
tomS hat geschrieben:
30. Apr 2020, 06:54
Wenn sich Licht durch einen statischen Potentialtopf bewegt, also von höherem zu niedrigerem und dann wieder zu höherem Gravitationspotential, dann erfolgt zunächst eine Blau-, anschließend eine Rotverschiehung; diese heben sich gegenseitig weg.
Ich schreibe nicht, dass die expansionsbedingte Rotverschiebung auf eine Änderung der Potentialverteilung zurückzuführen ist.

Dieser Schluss ist logisch nicht zulässig.
Ich halte ihn auch nicht für zulässig. Denke es könnte an einer ungünstigen Wortwahl liegen.
Weiter oben hattest du impliziert, daß eine statische Potentialverteilung die Überlagerung einer expansionsbedingten Rotverschiebung unterbindet.
Daraus schloss ich, daß die statische Potentialverteilung gleichbedeutend ist mit einem Ausbleiben der Expansion. Der Umkehrschluss?

Warum sollten sich die Effekte nicht überlagern können, wenn es sich um zweierlei unterschiedliche Mechanismen handelt?
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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von tomS » 1. Mai 2020, 08:41

Skeltek hat geschrieben:
1. Mai 2020, 00:01
Weiter oben hattest du impliziert, daß eine statische Potentialverteilung die Überlagerung einer expansionsbedingten Rotverschiebung unterbindet.
Hatte ich so wohl nicht geschrieben, ist aber richtig.

Ich hatte geschrieben, dass ein rein statisches Potential eine Interpretation als gravitative Rotverschiebung erlaubt, dass eine Zerlegung nach gravitativ, Doppler und kosmologisch / Expansion jedoch immer nur in Spezialfällen sinnvoll ist.

Nun kann es natürlich einen expandierenden Potentialtopf geben, so dass gewissermaßen beide Effekte - gravitativ und expandierend - eine Rolle spielen, was als Interpretation naheliegen mag, jedoch noch nicht impliziert, man könne den Gesamteffekt immer sauber trennen.

Aber es kann keinen statistischen Potentialtopf geben, bei dem eine expansionsbedingten Rotverschiebung vorliegt - einfach weil sich „statisch“ und „Expansion“ logisch ausschließen.
Skeltek hat geschrieben:
1. Mai 2020, 00:01
Daraus schloss ich, daß die statische Potentialverteilung gleichbedeutend ist mit einem Ausbleiben der Expansion.
Ja, rein logisch, hat nix mit Physik zu tun.
Skeltek hat geschrieben:
1. Mai 2020, 00:01
Warum sollten sich die Effekte nicht überlagern können, wenn es sich um zweierlei unterschiedliche Mechanismen handelt?
Die Effekte der gravitativen und der expansionsbedingten Rotverschiebung können sich überlagern, z.B. im Falle des expandierenden Potentialtopfes.

Aber nochmal: das ist unsere Interpretation! die Mathematik legt das zunächst mal nicht nahe; siehe die obigen Formeln, in denen keine Zerlegung nach diesen drei Effekten erkennbar ist.
Gruß
Tom

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von Timm » 1. Mai 2020, 09:48

tomS hat geschrieben:
1. Mai 2020, 08:41
Die Effekte der gravitativen und der expansionsbedingten Rotverschiebung können sich überlagern, z.B. im Falle des expandierenden Potentialtopfes.

Aber nochmal: das ist unsere Interpretation! die Mathematik legt das zunächst mal nicht nahe; siehe die obigen Formeln, in denen keine Zerlegung nach diesen drei Effekten erkennbar ist.
Wird untersucht, z.B. hier:

Black Holes in an Expanding Universe
https://arxiv.org/abs/1003.4777
We prove that a class of solutions to Einstein's equations---originally discovered by G. C. McVittie in 1933---includes regular black holes embedded in Friedman-Robertson-Walker cosmologies.

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von tomS » 1. Mai 2020, 09:57

Ja, oder hier:

https://en.m.wikipedia.org/wiki/De_Sitt ... ild_metric


Ich habe die Rotverschiebung für die Schwarzschildmetrik hier

https://www.physikerboard.de/topic,4079 ... ebung.html

auf Basis der allgemeinen Darstellung hergeleitet.

Man erhält die Rotverschiebung für Schwarzschild-de-Sitter einfach durch Ergänzung des Lambda-Terms in f(r).
Gruß
Tom

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von Skeltek » 3. Mai 2020, 12:36

Hier mal eines von mehreren Videos, die ich gefunden hatte und relativ verdaulich hielt:
Youtube - Anton Petrov - Study Suggests Fundamental Laws of Nature Change Throughout the Universe
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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von Dgoe » 4. Mai 2020, 02:58

tomS hat geschrieben:
30. Apr 2020, 23:05
Timm hat geschrieben:
30. Apr 2020, 19:56
The accelerated expansion of our universe happens in the voids themselves, and these voids literally push on their surroundings, driving apart the galaxies and dissolving the great cosmic web that took billions of years to construct.
Käse bzw. wieder missverständlich.

„..., und diese Hohlräume drücken buchstäblich auf ihre Umgebung, treiben die Galaxien auseinander ...“

Nein!

Da wirkt keine Kraft, da wird nichts geschoben ... es entsteht einfach „mehr Raum“ innerhalb der Voids, ohne dass der umgebende Raum das „merkt“.
Hallo Tom,

wieso Du das als Käse bezeichnest, finde ich Banane von Dir.

Nimm einen Kubus an dessen Ecken sich Voids ausdehnen, also mehr Raum gewinnen, was passiert wohl im Mittelpunkt des Kubus? Da wird natürlich geschoben und gequetscht, zerdrückt dann, vergiss die Ballon-Analogie, hier komplett ungültig.

Du verwechselt das mit der Dichte, die sich innerhalb eines Volumens ändern kann, verschieden sein kann - aber wir reden hier vom Raum! Wo soll der denn hin sonst in 4,5,15D?

Gruß,
Dgoe
Der Optimist glaubt, dass wir in der besten aller möglichen Welten leben. Der Pessimist befürchtet, dass der Optimist damit Recht hat.

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von Skeltek » 4. Mai 2020, 06:05

Hmm, ich könnte jetzt entweder ein Argument für Dgoe bringen oder eins für Tom... :-)
  • pro Tom: Wenn man ein kleines Haus auf jeder Seite um 100m² erweitern möchte, ist das Argument unsinnig zu sagen, daß im Haus nicht genug Platz dafür wäre, oder man die Fußboden-Kacheln im Bad verkleinern müsste, damit genug Platz für die 100m² entsteht.
  • pro Dgoe: Interessant wäre natürlich der Gedanke, daß die Abstände der Void-Mittelpunkte gleich blieben, während sich die Distanz zum gemeinsamen Mittelpunkt erhöht.
ps@Tom: Ich bin da deiner Meinung, will aber die Möglichkeit einer unidirektionalen Distanzvergrößerung nicht unbedingt ausschließen. Wir arbeiten immerhin alle auf der Annahme, daß Raumexpansion grundsätzlich gleichmäßig omnidirektional ist, ähnlich dem Druck. Letzteres könnte aber lediglich ein Resultat der relativ homogenen Materieverteilung des Universums sein. In der Form aber wie es Dgoe aber formuliert hat sehe ich einen Widerspruch:
@Dgoe: Du schreibst doch, daß die Voids selbst den Abstand zueinander und zum Mittelpunkt vergrößern. Warum sollte etwas, das den Abstand zu mir vergößert, Druck auf mich ausüben?

Mit einem ähnlichen Argument, das ich hier Dgoe an den Kopf knalle, finde ich übrigens auch die Begründung ziemlich dürftig, weshalb die Gravitation der Expansion entgegen wirken soll. Es ist kein 'Drücken', wieso sollte ein 'Ziehen' dem dann entgegen wirken?
Die Potentialtöpfe kann man als Erklärung nicht nehmen in einem offenen System, zumal deren statische Potentialsumme sich ja erst als emergentes Phänomen in geschlossenen Systemen ergibt.
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  • Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
  • Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von tomS » 4. Mai 2020, 07:13

Dgoe hat geschrieben:
4. Mai 2020, 02:58
Da wird natürlich geschoben und gequetscht, zerdrückt dann ...
Das würde bedeuten, dass ein stärker expandierender Raumbereich eine Kraft oder einen Druck auf andere Bereiche ausübt.

Zeig mir bitte die Gleichungen, in der diese Terme drin stehen.

https://arxiv.org/pdf/1002.4610.pdf

In Abschnitt 5 wird diskutiert, wie verschiedene Bereiche „zusammengesetzt“ werden. Dieses Zusammensetzen erfordert geeignete Randbedingungen; einen „Druck“ oder eine „Kraft“ auf benachbarte Bereiche kann man nicht erkennen.

Es gibt diverse weitere Veröffentlichungen, aus denen ebenfalls nichts derartiges hervorgeht.
Gruß
Tom

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von seeker » 4. Mai 2020, 13:53

Timm hat geschrieben:Man setzt nicht einfach einen Wert der kosmologischen Konstante ein, man setzt den Wert ein der gemessen wurde.Dieser Wert liefert das, was man beobachtet, die räumliche Flachheit des Universums. Diese wiederum zeigt der CMB. Und ja, die Natur dieser Vakuumenergie ist nicht bekannt. Auch nicht sicher, ob sie wirklich zeitlich und räumlich konstant ist. Man nennt sie zumeist Dunkle Energie um dem Rechnung zu tragen.
...
Das LambdaCDM Modell macht Vorhersagen, die zu unserem realen Universum passen. Wir messen die vorhergesagten Daten. Und das ist großartig. Ohne Gleichungen bleibt's beim Raten und natürlich der Freude, mit dem Teleskop Nebel, Galaxien ... zu beobachten.

Ja, ist klar. Mir ging es einfach nur darum herauszustellen, dass alles was mit der Gravitation zu tun hat in der Kosmologie als besser abgesichert gelten kann als alles, was mit beschleunigter Expansion, DE, Vakuumenergie, usw. zu tun hat. Daher sollten wir Aussagen, die auf letzterem fußen, mit etwas größerer Vorsicht betrachten, einfach weil dort mehr Unsicherheit herrscht.
Timm hat geschrieben:Seit dem Freisetzen der Hintergrundstrahlung ist das Universum bis heute um den Faktor 1100 expandiert. Das passt zur Abkühlung von 3000 K (damals) auf 2,7 K (heute). Gravitative Rotverschiebung gibt es im statischen Schwarzschild Modell, wenn Licht sich von einer zentralen Masse entfernt und dabei Energie verliert. Es gibt sie nicht in unserem isotropen Universum, das mit dem FRW-Modell beschrieben wird, denn da entfernt sich Licht nicht von einer zentralen Masse. Es gibt zu jedem Zeitpunkt in alle Richtungen gleich viel Masse, im frühen Universum mehr, heute weniger. Abgesehen von lokalen Effekten: Licht das in eine Gravitationsdelle fällt, z.B. in einen Galaxiensuperhaufen, gewinnt beim Einfall mehr Energie als es beim beim Verlassen verliert, weil die Delle nach 50 - 100 Millionen Jahren (Zeit für die Durchquerung des Superhaufens) Jahren flacher ist (der Superhaufen nimmt an der Expansion teil).
Danke! Ich glaube das ist ein wichtiger Punkt, hier auf die Dynamik hinzuweisen.


Einen grundsätzlichen Gedanken möchte ich auch noch in den Raum stellen:

Wir wissen, dass wir nicht in einem perfekt isotrop-homogenen Universum leben!
Ich habe darüber nachgedacht, ich bin zu dem Schluss gekommen, dass ein perfekt isotrop-homogenes Universum schon ganz prinzipiell überhaupt nur in zwei Fällen möglich sein sollte:

a) Ein völlig leeres Universum
b) Ein "völlig volles" Universum, ein Universum, das in jedem endlichen Raumabschnitt unendlich viele gleiche Teilchen beinhaltet.

Jedenfalls finde ich schon rein geometrisch gedacht in 3D kein Verteilungsmuster von endlich vielen Probeteilchen in endlichen Raumabschitten, das für Beobachter wie perfekte Isotropie und Homogenität ausschauen könnte (ein Kubusmuster leistet das z.B. nicht), 3+1D macht es nicht besser.

Unser Universum kann daher von vorne herein nur ungefähr isotrop-homogen sein. Was genau ist "ungefähr" und was nicht mehr, wer legt das fest?
tomS hat geschrieben:
30. Apr 2020, 13:06
seeker hat geschrieben:
30. Apr 2020, 08:24
Ich glaube, es gibt noch eine Problematik. Ein Void sollte nämlich nur dann stärker expandieren können als seine Umgebenung, wenn dafür Platz ist. Oder soll ich mir vorstellen, er schiebt seine dichtere Umgebung in allen Raumrichtungen weg ...
Der Void bildet neuen Raum, der umgebende wird nicht verdrängt.

Du kannst Swiss Cheese Modelle konstruieren, in denen ein nahezu statischer Bulk expandierende Blasen enthält.

Stell dir einen Luftballon vor, dessen Haut du mit Klebeband teilweise fixierst, um ihn dann weiter aufzublasen; dadurch bilden sich Beulen aus, während der fixierte Bereich statisch bleibt.

In der Praxis würde der Bulk durch Materiefilamente - also Galaxienhaufen und -superhaufen - gebildet.
Das hier würde ich auch noch gerne genauer anschauen.

Aus logischen Gründen kam mir hier folgender Gedanke:

Falls der Raum als eine Art Substanz zu verstehen wäre, die aus so etwas wie Raumatomen gebildet wird, scheint es fast zwingend, dass wachsende oder hinzukommende Raumatome ihre Nachbarn verdrängen müssen.
Falls der Raum aber nicht als eine Substanz zu verstehen wäre, dann müsste er wohl rein als relationale Eigenschaft seines Inhaltes (der Materie) verstanden werden.
Beide Vorstellungen sind aber m.E. problematisch.

Und nun zu Swiss Cheese Modellen:

Wie kann ich mir das klarmachen?
Ich würde hier zunächst davon ausgehen, dass der Raum allein per DE überall gleichmäßig expandiert (das wär bei ansonstem leeren Raum auch der Fall). In diesem Szenario scheint es keinen Unterschied zu machen, ob man nun sagt (gedachte!) Raumabschnitte würden ihre umgebenden Nachbarraumabschnitte verdrängen oder nicht.
Diesen Raum würde ich mir nun zusätzlich mit inhomogen verteilter Masse vorstellen, sodass man leere Blasen erhält mit viel Materie am Rand dieser Blasen, wie ein schweizer Käse eben oder der Schaum in einem Schaumbad. Zusätzlich fülle ich die Voids natürlich gedanklich mit möglichst gleichverteilten Probeteilchen. Die Entwicklung des Abstands dieser Teilchen gibt mir dann Auskunft darüber, ob das Volumen des Voids wächst oder nicht. Hier würde ich nun auch erwarten, dass die Expansion per DE nicht berührt wird: Sie wirkt nach wie vor überall gleich. Allerdings wird sie in Bereichen wo Materie anwesend ist überlagert, dort wirkt die Gravitation gerade in die andere Richtung. Der Gesamteffekt müsste also prinzipiell in etwa so sein:

Resultierende Expansion (ortsabhängig) = DE-Expansion (ortsunabhängig-konstant) - Gravitationskontraktion (ortsabhängig)

Kommt hier an manchen Stellen eine zeitlang ungefähr Null heraus, dann expandiert dort eine zeitlang nichts. (Das kann man sich an den Materie-Blasenhäuten vorstellen, dass das dort u.U. der Fall sein kann.)

Nun sollten die Blasenhäute um die Voids lokal stärker gekrümmt sein (wegen der Materie dort) - oder?
Wie sollten aber die Blasen (Voids) expandieren können, ohne dass ihre 'Materiehaut' expandiert?
Das würde ja bedeuten, dass das Verhältnis zwischen Kreisumfang und Kreisdurchmesser einer Blase nicht Pi und noch dazu variabel ist.
Das geht, klar, auf gekrümmten Oberflächen. Nur ist es ja so, dass die Krümmung IM Void zunehmen müsste, damit er expandieren kann, damit sein Durchmesser und Volumen bei konstantem Umfang wachsen kann. Es wär doch aber gerade vom Gegenteil auszugehen? Dass die Krümmung im Void mindestens konstant oder wenn nicht, dann halt abnehmend ist? Oder soll die Krümmung im Void unter Null fallen können?
Wie bekommt man das zusammen?
Grüße
seeker


Kritisches Denken bedeutet nicht, sich einseitig nur aus kritischen Quellen zu versorgen und die dortigen Darstellungen unkritisch zu übernehmen. Viele überschätzen ihre eigene Medienkompetenz massiv. Dies wird von Verführern ausgenutzt.

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von tomS » 4. Mai 2020, 14:55

Ich müsste mir die neuesten Veröffentlichungen nochmal im Detail ansehen. In den Papieren vor einigen Jahren wurden inhomogene Swiss-Cheese CDM-Modelle als Alternative zu Lambda betrachtet. Mit Lambda mag das etwas anders aussehen.

Die Idee ist letztlich folgende: Man betrachtet einen expandierenden Bulk, schneidet ein kugelförmiges Loch heraus und setzt in dieses hinein eine expandierende Blase mit Rand; Bulk und Blase werden getrennt durch lokal homogene und isotrope Lösungen der ART beschrieben.

Man benötigt geeignete Randbedingungen auf der Kugelfläche, so dass Bulk und Blase glatt ineinander übergehen. Soweit ich das verstehe, entstehen durch die Blasen in niedrigster Ordnung keine Rückwirkungen auf den Bulk. Lambda-CDM im Bulk bleibt Lambda-CDM. Wenn es eine Rückwirkung gäbe, dann müsste sich diese ja in den Bulk hinein fortpflanzen; damit verbunden wäre z.B. das Entstehen einer sich vergrößernden „Übergangszone“. Dies erfolgt nicht, es bleibt bei der o.g. Kugelfläche einschließlich der Glattheit der Raumzeit an derselben.

Der Raum innerhalb der Blase kann nun tatsächlich rein innerhalb der Blase expandieren. Du kennst entsprechende Bilder von der „eternal inflation“, wo innerhalb eines kleinen Raumbereiches ein neues Universum entsteht (so extrem ist es hier natürlich nicht). Und ja, aus der Oberfläche einer Kugelfläche kann man nicht auf den eingeschlossenen Raum schließen.

Ich sehe schon, um deine Fragen im Detail beantworten zu können, muss ich ein paar Arbeiten lesen.
Gruß
Tom

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von ralfkannenberg » 4. Mai 2020, 15:11

seeker hat geschrieben:
4. Mai 2020, 13:53
Wir wissen, dass wir nicht in einem perfekt isotrop-homogenen Universum leben!
Hallo seeker,

woher wissen wir das ? Die meisten dieser Untersuchungen betreffen Strukturen der "drittgrössten" (bis ca. 2 Milliarden Lichtjahre Abstand) oder vielleicht sogar der "zweitgrössten" (bis 5 Milliarden Lichtjahre Abstand) Skalen, aber nicht die grössten Skalen, d.h. bis ~13.8 Milliarden Lichtjahre Abstand.

Und die Ergebnisse des CMB liefern zwar zweifelsohne Indizien, sind aber nach wie vor kein Consensus und entsprechend umstritten.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Zweifel an kosmischer Isotropie

Beitrag von tomS » 4. Mai 2020, 15:16

Doch, es durchaus unumstritten, dass das Universum nicht exakt homogen ist (Galaxien, Haufen, Cluster, Voids, ... Inhomogenitäten der CMB).
Gruß
Tom

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