Sind die Interpret. Expansion und Schrumpfung äquivalent?

[seeker]

Ich möchte hier nochmals ein paar meiner Gedanken zur Expansion des Universums prüfend diskutieren, denn das beschäftigt mich gerade und ich steige da noch nicht ganz durch.

Grundsituation:
Die gemessene entfernungsabhängige Rotverschiebung bei entfernten Galaxien wird gewöhnlich als Expansion des Universums bzw. Vergößerung des Skalenfaktors interpretiert bzw. formuliert.

Meine Ausgangsfrage dazu:
Lässt sich das nicht auch genauso als eine Folge der Schrumpfung aller Materie interpretieren?
Bildlich: Geht der Hefeteig auf oder werden die Rosinen darin kleiner?

Bei meinen Überlegungen bin ich zu der Frage gekommen, an was sich Entfernungen/Größen überhaupt messen lassen?
Ich bin dabei zu dem Schluss gekommen, dass das nur durch einen Vergleich geht - und zwar durch einen Vergleich mit der Lichtgeschwindigkeit c.
Meine Folgerung daraus:
Eine Verkleinerung aller Materie lässt sich nur dann plausibel annehmen, wenn man gleichzeitig annimmt, dass c kleiner wird.
D.h.: Das Verhältnis aus c und den Teilchendurchmessern soll konstant bleiben, beide sollen gleichermaßen schrumpfen.

Bild:
Stellen wir uns zwei ruhende Teilchen mit Durchmesser d vor, die einen Abstand von s = 1 Lj = 1 Jahr*c zueinander haben, dieses s entspricht gleichzeitig einer bestimmten Anzahl a an Teilchendurchmessern: s = a*d. Nehmen wir nun an, dass nach einer Zeit t die Teilchen zu dem neuen Durchmesser d' = 1/2d geschrumpft seien und gleichzeitig c zu c' = 1/2c geworden ist (statt Expansion des Raums, wo s zu s' = 2s wird).
Daraus würde sich ergeben, dass der Abstand zwischen den Teilchen nun einerseits s = 2a*d' ist und andererseits s = 2 Lj = 2 Jahre * c'.
Frequenzänderungen beim Licht (Rotverschiebungen) würden sich so auch ergeben, genau wie bei der Expansionsgeschichte, denn z.B. eine Wellenlänge Lambda = 100d würde zu Lambda = 200d' werden, gemessen an den Teilchendurchmessern also verdoppelt (und von denen hängt letztlich ab, was wir als Messwert erhalten).

Nächster Gedanke:
Angenommen das wäre so, dass c mit der Zeit schrumpft (zusammen mit der Materie), an was könnten wir das feststellen?
Würde sich das Verhältnis zu anderen Konstanten ändern?

Und das ist jetzt mein Knackpunkt, ich glaube nämlich, dass das nicht geschehen würde, soweit es die Wechselwirkungen betrifft:
Alle WW können nämlich eindimensional durch Austausch von Wechselwirkungsteilchen beschreiben werden. Die Wirkung sollte dann aber direkt proportional zu der Geschwindigkeit der Austauschteilchen sein.
Würde sich also c halbieren, dann sollte sich auch die Wirkung aller WW halbieren, d.h., ich glaube, dass alle vier Wechselwirkungen/WW-Konstanten direkt-linear von c abhängig sind. Ist das so?

Und mit diesen Gedanken komme ich dazu, dass ein zeitlich langsamer werdendes c mit einer damit einhergehenden Schrumpfung der Materie eine gleichwertige, alternative Interpretation zur Expansion sein könnte, die Mathematik bliebe dabei wahrscheinlich unangetastet.

Und ich möchte wissen, ob das haltbar ist oder nicht und ob es vielleicht doch Effekte geben würde, mit denen man beides auseinanderhalten könnte?


Beste Grüße
seeker

[Kurt]

Ich möchte hier nochmals ein paar meiner Gedanken zur Expansion des Universums prüfend diskutieren, denn das beschäftigt mich gerade und ich steige da noch nicht ganz durch.

Grundsituation:
Die gemessene entfernungsabhängige Rotverschiebung bei entfernten Galaxien wird gewöhnlich als Expansion des Universums bzw. Vergößerung des Skalenfaktors interpretiert bzw. formuliert.

Das setzt voraus dass man "Doppler" uneingeschränkt anwenden kann. Das bedeutet aber dass sich die lokale LG und auch die beim Sender und auch die auf der ganzen Übertragungsstrecke sich während des Beobachtungszeitraums nicht/nirgends verändert.
Denn das würde einen Doppler zeigen der nicht existiert.

Ich möchte ein kleines Szenario einstellen bei dem die Abstände zwischen Sender und Empfänger unverändert sind und sich die LG auf der Strecke nicht ändert, sie darf allerdings lokal unterschiedlich sein.
Es reicht in diesem Falle aus dass sich eine "Allexpansion" zeigt die rein darauf zurückzuführen ist dass sich im Beobachtungszeitraum (die Laufzeit gehört dazu) die Resonanzfrequenzen der Sender und/oder der Empfänger verändern.

Wegen der unterschiedlich langen Laufzeit bis zu uns wurden die einzelnen Signale bei unterschiedlichen Resonanzfrequenzen der Sendebausteine erstellt.
Das kann durchaus einen Doppler vortäuschen obgleich gar keiner vorliegt.

Sieht man das Universum als einen Schwingkörper an dann ist diese Veränderung der Resonanzfrequenzen der Moleküle/Atome ganz selbstverständlich.

Und es liegt dann auch eine gewisse Volumenänderung vor die ebenfalls einen Doppler vortäuschen kann.
Also kann es sich bei der beobachteten Allexpansion durchaus um zwei, oder mehr, Ursachen handeln (die sich auch zeitweise kompensieren könnten).

Kurt

[Skeltek]

Also kann es sich bei der beobachteten Allexpansion durchaus um zwei, oder mehr, Ursachen handeln (die sich auch zeitweise kompensieren könnten).
[/quote]
Ja, wobei diese Effekte sich aufsummieren und nicht mehr voneinander unterscheiden werden können.

Würde sich also c halbieren, dann sollte sich auch die Wirkung aller WW halbieren

Muss man erstmal genau darüber nachdenken.
Bin mir nicht sicher ob sich aus deiner vorausgehenden Erklärung ergibt, dass die Äbnderung von c in dem Model nur eine Illusion ist.
So im Groben ist das durchaus haltbar.
- Bedauerlicherweise würden alle Gegenargumente gegen diese Theorie sich an Formeln bedienen, welche auf dem alten Weltmodel beruhen und daher automatisch unweigerlich Widersprüche durch ihre eigenen nicht mit dem neuen Model konformen Annahmen herbeiführen.
Gegenargumente müssten sich an Formeln bedienen, welche sich aus dem Model selbst ergeben. Nur dann wären deren herbeigeführte Widersprüche als Gegenargument legitim.


Es gibt noch eine dritte Erklärungsmethode:
Sowohl Abstände als auch Teilchendurchmesser sind konstant. Die subatomare Prozessdauer, in deren Vielfachen wir Zeit messen, ändert sich...
was aber letztlich auch auf entweder Veränderte Geometrie oder Dichteänderung der Teilchen zurückzuführen wäre... oder eine intrinsisch verursachte Änderung vom tatsächlichen c.

Man könnte aber auch verschiedene Szenarien herbeiführen, in denen sich die "Schrumpfung" der Teilchen direkt aus einer Kontraktion des Universums ergibt(Verstärkung der Dichteableitungen). In dem Fall könnte der Effekt auf die Teilchen die Raumkontraktion überkompensieren.

ps: Ich freue mich wirklich dass ich nach Jahren Teilnahme in dem Forum sehe, wie die Leute solche Theorien nicht mehr völlig ausschließen und sogar ernsthaft in Erwägung ziehen. Erinnere mich an die Anfänge hier, als sowas grundsätzlich als absoluter Quatsch abgetan wurde.

[positronium]

Nächster Gedanke:
Angenommen das wäre so, dass c mit der Zeit schrumpft (zusammen mit der Materie), an was könnten wir das feststellen?
Würde sich das Verhältnis zu anderen Konstanten ändern?

Und das ist jetzt mein Knackpunkt, ich glaube nämlich, dass das nicht geschehen würde, soweit es die Wechselwirkungen betrifft:
Alle WW können nämlich eindimensional durch Austausch von Wechselwirkungsteilchen beschreiben werden. Die Wirkung sollte dann aber direkt proportional zu der Geschwindigkeit der Austauschteilchen sein.
Würde sich also c halbieren, dann sollte sich auch die Wirkung aller WW halbieren, d.h., ich glaube, dass alle vier Wechselwirkungen/WW-Konstanten direkt-linear von c abhängig sind. Ist das so?

Das muss man genauer betrachten:
Gravitation und Elektromagnetismus werden unter Beschreibung der Gravitation als Kraft (nicht als Raumkrümmung) beide durch stabile WW-Teilchen vermittelt, und die Reichweite der Kräfte ist deshalb unendlich. Daraus folgt eine exakte 1/r²-Abhängigkeit der Stärke der Kraft - die Lichtgeschwindigkeit spielt dabei nur insofern eine Rolle als dass sich Änderungen des Feldes bzw. Verschiebungen der verursachenden Ladungen mit c ausbreiten, jedoch ist die Kraftstärke in Abhängigkeit der Entfernung von c unabhängig.

Teilchengrössen hängen natürlich von den wirkenden Kräften ab. Atomgrössen sind aus o.g. Gründen nur von der Entfernung abhängig, es sei denn man würde auch h variabel machen.
Beispielsweise die Grösse des Sonnensystems wäre auch rein vom Abstand abhängig, ist aber im Gegensatz zu Atomen unabhängig von h.

Das ist verzwickt, und wird nicht einfacher:
Die WW-Teilchen der schwachen WW sind instabil, zerfallen also auf ihrem Weg. D.h. es liegt keine 1/r²-Kraft vor. Eben dieser Zerfall ist zeitabhängig, und die Lichtgeschwindigkeit die obere Grenze der Geschwindigkeit dieser WW-Teilchen. Würde sich also c im Laufe der Zeit ändern, würde sich auch die Reichweite der schwachen WW verändern.

Damit existieren schon 3 unterschiedliche Verhaltensweisen, die man zumindest theoretisch vergleichen könnte - und über die starke WW kann ich nichts schreiben.

[seeker]

Das muss man genauer betrachten:
Gravitation und Elektromagnetismus werden unter Beschreibung der Gravitation als Kraft (nicht als Raumkrümmung) beide durch stabile WW-Teilchen vermittelt, und die Reichweite der Kräfte ist deshalb unendlich. Daraus folgt eine exakte 1/r²-Abhängigkeit der Stärke der Kraft - die Lichtgeschwindigkeit spielt dabei nur insofern eine Rolle als dass sich Änderungen des Feldes bzw. Verschiebungen der verursachenden Ladungen mit c ausbreiten, jedoch ist die Kraftstärke in Abhängigkeit der Entfernung von c unabhängig.

Über diese 1/r²-Abhängigkeit habe ich auch nachgedacht, und ob sich durch das Quadrat etwas verschieben würde, bin aber zum Schluss gekommen, das dem nicht so sein sollte.

Das Argument ist doch ganz einfach:
Eine WW wird durch eine gewisse Anzahl von WW-Überträgerteilchen übertragen, die quasi zwischen zwei Teilchen auf geradem Weg hin und her springen. Das ist eine rein eindimensionale Geschichte: T<--WW-->T
Ergo: Wenn sich die WW-Teilchen mit halber Geschwindigkeit bewegen würden, dann braüchten sie doppelt so lange, um den Weg von Teilchen A zu Teilchen B zu überbrücken. Also kommen pro Zeiteinheit nur halb so viele an, also ist die übertragene Kraft ebenso halbiert.

Ich denke im Moment nicht daran, irgendetwas an den eigentlichen Formeln der Theorien zu ändern.
Über was ich gerade nachdenke, sieht für mich im Moment nach einer reinen mathematischen Transformation aus:

Es ist doch so:
Wir geben dem Universum eine Metrik, damit ist ein Abstands-Maß s festgelegt, an dem alles andere gemessen werden kann (auch Galaxiendurchmesser, auch Protonendurchmesser, etc.).
Nun verändert man aber dieses Maß, durch die Einführung des Skalenfaktors a: s'=s*a, was ja schon einmal seltsam ist, ein solches Maß einfach zu verändern.

Mein Ansatz ist:
Würde man umgekehrt, das ursprüngliche Maß s festhalten, konstant lassen und dafür in c einrechnen: c'=c*a, was passiert dann?


Gruß
seeker

[positronium]

Über diese 1/r²-Abhängigkeit habe ich auch nachgedacht, und ob sich durch das Quadrat etwas verschieben würde, bin aber zum Schluss gekommen, das dem nicht so sein sollte.

Das Quadrat steht dabei gar nicht im Vordergrund. Es gibt - um die einfachen Formeln zu verwenden - im Newtonschen Gravitationsgesetz und im Coulombschen Gesetz zumindest unseres Wissens nach keinen Faktor v oder c. Die Stärke ist also rein abstandsabhängig, nicht jedoch abhängig von der Geschwindigkeit der Feldausbreitung.

Das Argument ist doch ganz einfach:
Eine WW wird durch eine gewisse Anzahl von WW-Überträgerteilchen übertragen, die quasi zwischen zwei Teilchen auf geradem Weg hin und her springen. Das ist eine rein eindimensionale Geschichte: T<--WW-->T
Ergo: Wenn sich die WW-Teilchen mit halber Geschwindigkeit bewegen würden, dann braüchten sie doppelt so lange, um den Weg von Teilchen A zu Teilchen B zu überbrücken. Also kommen pro Zeiteinheit nur halb so viele an, also ist die übertragene Kraft ebenso halbiert.

Leider weiss ich zu wenig, um das genau erklären zu können. Jedenfalls ist diese Sichtweise falsch (Wie Tom einmal schrieb, als ich eine ähnliche Vermutung wie Du hier hatte. ). Kraftwirkung bedarf nicht der Entstehung von WW-Teilchen=Feldanregungen - das Feld selbst reicht dafür wohl aus.

Es ist doch so:
Wir geben dem Universum eine Metrik, damit ist ein Abstands-Maß s festgelegt, an dem alles andere gemessen werden kann (auch Galaxiendurchmesser, auch Protonendurchmesser, etc.).
Nun verändert man aber dieses Maß, durch die Einführung des Skalenfaktors a: s'=s*a, was ja schon einmal seltsam ist, ein solches Maß einfach zu verändern.

Warum man das macht, bzw. warum das nötig ist, habe ich auch noch nicht verstanden.

Mein Ansatz ist:
Würde man umgekehrt, das ursprüngliche Maß s festhalten, konstant lassen und dafür in c einrechnen: c'=c*a, was passiert dann?

Wenn man nur c ändern würde, würde Materie sicher nicht schrumpfen. Zerfallsprozesse und Teilchenreaktionen würden vermutlich langsamer ablaufen. Aber ich könnte mir vorstellen, dass das tatsächlich zu einer Rotverschiebung führen könnte, weil ja die Wellenlängen von Photonen gleich blieben, aber der Vergleichsmassstab immer kleiner würde - Licht, das lange unterwegs ist, würde damit langwelliger erscheinen, denke ich.

[seeker]

Leider weiss ich zu wenig, um das genau erklären zu können. Jedenfalls ist diese Sichtweise falsch (Wie Tom einmal schrieb, als ich eine ähnliche Vermutung wie Du hier hatte. ). Kraftwirkung bedarf nicht der Entstehung von WW-Teilchen=Feldanregungen - das Feld selbst reicht dafür wohl aus.

Glaube ich nicht. Die r²-Abhängigkeit entsteht doch nur dadurch, dass die Teilchendichte der Überträgerteilchen mit r² abnimmt, weil wir es (gewöhnlich) mit Punktquellen (Teilchen) zu tun haben, von denen die WW-Teilchen emittiert werden.
Die direkte Kraftwirkung zwischen zwei Teilchen tangiert das aber nicht, diese ist eindimensional und damit m. E. direkt proportional zur Geschwindigkeit der WW-Teilchen (weil bei jedem gegebenen Abstand zwischen zwei Teilchen bei Halbierung der WW-Teilchengeschwindigkeit auch die Anzahl der eintreffenden WW-Teilchen pro Zeiteinheit und damit die Kraftwirkung halbiert wird).

Wenn man nur c ändern würde, würde Materie sicher nicht schrumpfen.

Ich glaube schon, denn die Teilchengröße muss ebenso von Kraftwirkungen abhängen und diese wiederum von c.
Halbieren sich diese Wirkungen sollten sich auch die Teilchendurchmesser halbieren.

Ich postuliere damit letztlich, dass alle anderen Naturkonstanten von c abhängig sind (auch das möchte ich zur Diskussion stellen).


@Skeltek, Kurt: Ja, es kann weitere Möglichkeiten geben, ich möchte diese im Moment aber noch außen vor lassen und zunächst nur auf meine eigene Frage eingehen, sonst verzettelt sich das m. E..

Gruß
seeker

[positronium]

Die r²-Abhängigkeit entsteht doch nur dadurch, dass die Teilchendichte der Überträgerteilchen mit r² abnimmt, weil wir es (gewöhnlich) mit Punktquellen (Teilchen) zu tun haben, von denen die WW-Teilchen emittiert werden.

Ich weiss was Du meinst, sehe aber zumindest ein grosses Problem, nämlich die Energie. Wie viel Energie müsste aufgewandt werden, um z.B. einen Photonenstrom in alle Richtungen bis in Millionen oder Milliarden Lichtjahre Entfernung zu emittieren? Und welche Energie bzw. Wellenlänge sollte das einzelne Photon haben? Diese wird ja dem Photon durch einen Prozess mitgegeben, nicht von der Ladung. Kraft muss etwas anderes sein.

Wenn man nur c ändern würde, würde Materie sicher nicht schrumpfen.

Ich glaube schon, denn die Teilchengröße muss ebenso von Kraftwirkungen abhängen und diese wiederum von c.
Halbieren sich diese Wirkungen sollten sich auch die Teilchendurchmesser halbieren.

Wenn Kraft in der Form von c abhängen würde, wie Du vermutest, hättest Du möglicherweise Recht.

Ich postuliere damit letztlich, dass alle anderen Naturkonstanten von c abhängig sind (auch das möchte ich zur Diskussion stellen).

Hmm, ich weiss nicht. Weil c konstant ist, wäre jede andere Naturkonstante relativistisch zu betrachten.

[seeker]

Noch zur Verdeutlichung:

Abstände s SIND c x t.
Dass daher eine mathematische Trasformation, im Sinne von statt s' = a x s zu machen, (Expansion) ein s' = c' x t (Änderung von c: c' = a x c) zu machen, geht, ist gar nicht die Frage (eine weitere Möglichkeit wäre t zu t' zu verändern, aber das will ich mal zurückstellen).
Dass das geht (statt einem Skalenfaktor bezüglich s einen Faktor bezüglich c zu nehmen), daran kann überhaupt kein Zweifel bestehen.
Das ist zunächst eine rein mathematische Transformation.
Daher gehen die meisten Gegenargumente, die einem vielleicht zuerst in den Sinn kommen, m. E. leicht ins Leere.

Die Frage ist:

Wenn man das tut (c ändern), ändern sich dann die Verhältnisse der Naturkonstanten untereinander oder bleiben sie gleich, alle oder einige?

Gruß
seeker

[Struktron]

Hallo miteinander,
In der Grundformel für die Rotverschiebung lässt sich anstelle des festen c unter anderem ein veränderliches c(t) verwenden, was interessante Möglichkeiten für die Entwicklung des Universums erschließt. Die Existenz eines Substrats (Vakuumfluktuationen?), welches lokale Änderungen der Durchschnittsgeschwindigkeit aufnimmt und durch Thermalisierung verteilt, ist dafür notwendig. Auch die Distanz D oder der Hubblefaktor H₀ könnten zeitabhängig sein.
z = H₀ * D / c(t) oder z = H₀ * D(t) / c oder z = H₀(t) * D / c , wobei z die Rotverschiebung ist.

Nun überlege ich aber, ob die Erzeugung von Licht vor langer Zeit in Materie, welche unter den dort herrschenden Bedingungen erfolgte, dabei schon weniger Energie erhalten haben könnte, was sich uns hier und jetzt in einer Rotverschiebung zeigen würde. Gleichwertig wäre die Interpretation als Dehnung der Lichtwellen während ihrer Reise zu uns, weil die Lichtgeschwindigkeit zunimmt. Wäre das nicht nur eine andere Beschreibung einer Raumdehnung?

MfG
Lothar W.

[positronium]

Wenn man das tut (c ändern), ändern sich dann die Verhältnisse der Naturkonstanten untereinander oder bleiben sie gleich, alle oder einige?

Ich glaube, das kann niemand beantworten, weil Naturkonstanten ja gerade das sind, was übrig bleibt, wenn wir alle relevanten Parameter in die jeweiligen Formeln packen, und das Ergebnis mit dem Messwert nicht überein stimmt. Man kann m.M.n. nur eines: Vermutlich kommt man am weitesten, wenn man solche Phänomene heraus sucht, über die man über einen langen Zeitraum Daten vorliegen hat, und die offensichtlich in verschiedener Weise von c oder nicht davon abhängen, und diese vergleichen. So kann man auch herausfinden, ob unter zeitlicher Veränderung von c andere Konstanten veränderlich sein müssen, damit die Rechenergebnisse noch mit den Beobachtungen überein stimmen.

[deltaxp]

c kann man doch messen,
und zugleich müssten sich die elektronenorbits halbieren, dass geht nur wenn sich Ladung verdoppelt, dazu musst du gleichzeitig eine Skalierung der starken WWW haben, die als produktgruppe gar nichts mit elmag ww zu tun hat. und düöie schwache ww mustte sich auch versdopplen wegen SU(2)xU(1)

man kann mit viel aufwand vielleicht ein Modell erzeugen, was das kann, glaub ich aber nicht, ohne das es widersprüche mit Experimenten gibt, aber da sind viel viel mehr annahmen nötig , also bei der art. okhamsraziermesser also

[tomS]

Nochmal zum Kraftgesetz ~ 1/r² bzw. dem Potential 1/r.

Dieses folgt unter folgenden Annahmen:
1) die Feldgleichungen sind lokal Lorentz-invariant
2) das Feld ist masselos
3) das Feld weist keine Selbstwechselwirkung auf

(1) bedeutet lokale Gültigkeit der SRT, schließt also die ART mit ein, zumindest für schwache Krümmung (also z.B. nicht Nähe der Singularität eines SLs). (1) beinhaltet die Konstanz der Grenzgeschwindigkeit c als Eigenschaft der Geometrie der Raumzeit (1) umfasst auch eine Quantenfeldtheorie; diese reproduziert dieses Verhalten in niedrigster = klassischer Näherung. (2) umfasst Photonen u.a. masselose Teilchen (wobei im Falle von Fermionen keine klassische Kraft resultiert, jedoch mathematisch äquivalente Gleichungen resultieren. (2) schließt z.B. die massebehafteten W- und Z-Bosonen aus. (3) schließt z.B. die Gluonen = die QCD aus.

Der Wert von c spielt keine Rolle.

Das o.g. Bild der Teilchen als Überträger der Kraft ist so nicht zutreffend, wird jedoch auch nicht benötigt.

Globale Expansion durch lokale Kontraktion zu ersetzen funktioniert aus mehreren Gründen nicht. Zum Einen müsste man beweisen, dass weiterhin Homogenität und Isotropie gilt; ich denke nicht, dass das möglich ist. Konstante Abstände im Großen jedoch Kontraktion im Kleinen kann m.E. nicht die Entfernungsabhängigkeit im Großen erklären. Zum Anderen widerspricht die Kontraktion im Kleinen der obigen Annahme der lokalen Gültigkeit der SRT; von dieser sowie allen weiteren Naturgesetzen bliebe letztlich nichts mehr übrig.

[tomS]

In der Grundformel für die Rotverschiebung lässt sich anstelle des festen c unter anderem ein veränderliches c(t) verwenden, was interessante Möglichkeiten für die Entwicklung des Universums erschließt.
z = H₀ * D / c(t) oder z = H₀ * D(t) / c oder z = H₀(t) * D / c ,

Das ist nicht die fundamentale Formel für die Rotverschiebung.

Zum Einen geht eine spezielle Form der Geometrie ein, nämlich Homogenität und Isotropie. Zum Anderen geht die Konstanz von c bereits in die Formulierung der ART ein; ein nicht-konstantes c modifiziert die Grundlage, auf der diese Formel abgeleitet wird, d.h. diese Formel würde i.A. nicht mehr gelten.


Die allgemeine Formel für die Rotverschiebung betrachte ich hier:

http://www.physikerboard.de/topic,40796 ... ebung.html

Variables c würde zunächst bedeuten, dass die beiden Skalarprodukte bei 1 und 2 modifiziert werden. Variables c würde jedoch die ART insgesamt modifizieren; d.h. dass die von mir untersuchte Geodätengleichung nicht mehr gültig ist, u d dass überhaupt nicht mehr klar ist, wie k von 1 nach 2 verschoben werden soll. Das mathematische Fundament bricht weg.


Ein Spielzeugmodell betrachte ich hier:

http://www.physikerboard.de/topic,43356 ... iband.html

Um die Rotverschiebung zu berechnen, müsste man eine Schar von Ameisen betrachten. Man kann nun variables c(x,t) in die Gleichungen einbauen, wobei völlig unklar bleibt, woher diese Orts- und Zeitabhängigkeit stammen soll.

[seeker]

c kann man doch messen,

So einfach ist das nicht. Um etwas messen zu können, brauchst du ein Maß.
Wo nimmst du das Maß her?
Wenn du z.B. eine Länge messen willst, dann kannst du z.B. einen Stab als Maß nehmen. Aber wie lange ist der Stab?
Er ist so und so viele Atomlängen lang, aber wie groß ist ein Atom?
Du kannst auch Lichtlaufzeiten messen (dann ist dein Maß c und t), etc.
Wenn du das verfolgst landest du immer an dem Punkt, wo du merkst, dass du bei einer Messung im Endeffekt immer das relative Verhältnis aus den Grundkonstanten als Maß hast.
D.h., dass z.B. die Messung von c immer das relative Verhältnis von c zu den anderen Konstanten bestimmt.
Würden sich daher z.B. im nächsten Augenblick c mitsamt allen anderen Konstanten halbieren oder verdoppeln, dann bliebe dieses Verhältnis gewahrt und es würde sich gar nichts ändern, zumindest lokal nicht, denn es gibt in dem Sinne kein absolutes Maß.

Und genau davon habe ich es: Wenn sich c verändern würde, würde sich dann dieses Verhältnis ändern oder nicht?

Dieselbe Frage bzw. dasselbe Problem sehe ich übrigens auch beim Skalenfaktor:

Wenn ich eine Metrik auf die Raumzeit lege und damit ein Abstands-Maß s definiere, relativ zu dem sich alles andere messen lässt und sich dieses Maß dann per Skalenfaktor a verändern soll (womit ja alles im Universum, gemessen an dem neuen Maß s' einen neuen Wert erhält), bleibt dann dabei das Verhältnis der Naturkonstanten erhalten oder nicht?
Hier lautet die Frage: Wenn sich s verändern würde, würde sich dann dieses Verhältnis ändern oder nicht?
Offenbar geht man doch davon aus, dass es erhalten bleibt - oder nicht? Warum? Warum dort aber nicht bei c?

Der Wert von c spielt keine Rolle.

Tatsächlich?
In jedem Feld taucht doch der Abstand auf: r
Welches Maß hat r? Wie groß ist es?
Wenn ich sage r = c x t, dann kann ich r in jeder Gleichung durch ct substituieren und schon taucht c überall auf.

Globale Expansion durch lokale Kontraktion zu ersetzen funktioniert aus mehreren Gründen nicht. Zum Einen müsste man beweisen, dass weiterhin Homogenität und Isotropie gilt; ich denke nicht, dass das möglich ist.

Ich verstehe nicht, warum das ein Problem sein sollte? Wie gesagt, glaube ich, dass das eine reine mathematische Umformung wäre, also mathematisch identisch wäre, da es nur darum geht welches Maß man festhält und welches man per zeitlichem Faktor a verändert.
Wenn die Rosinen im Hefteig kleiner würden, warum sollte das Homogenität und Isotropie tangieren? Das ist doch eine völlig symmetrische Situation zum aufgehenden Hefeteig?

Konstante Abstände im Großen jedoch Kontraktion im Kleinen kann m.E. nicht die Entfernungsabhängigkeit im Großen erklären. Zum Anderen widerspricht die Kontraktion im Kleinen der obigen Annahme der lokalen Gültigkeit der SRT; von dieser sowie allen weiteren Naturgesetzen bliebe letztlich nichts mehr übrig.

Wieso denn?

Gruß
seeker

[Gepakulix]

@seeker
Ich würde mich deinem Ausgangs-Thread zu 100% anschliessen, wenn da nicht der Einwand von Skeltek wäre:

Bedauerlicherweise würden alle Gegenargumente gegen diese Theorie sich an Formeln bedienen, welche auf dem alten Weltmodel beruhen und daher automatisch unweigerlich Widersprüche durch ihre eigenen nicht mit dem neuen Model konformen Annahmen herbeiführen.
Gegenargumente müssten sich an Formeln bedienen, welche sich aus dem Model selbst ergeben. Nur dann wären deren herbeigeführte Widersprüche als Gegenargument legitim

Und aus meiner Sicht muss man diese Gegenargumente solange akzeptieren, als in deiner Ausgangsschilderung Begriffe aus der Physik eigentlich ohne Vorwarnung umdefiniert werden
Die Lichtgeschwindigkeit ist (via Längeneinheit Meter )so definiert, dass sie konstant sein muss.
Seit 1983 wird die Längeneinheit Meter als diejenige Strecke definiert, die das Licht im Vakuum in 1/299.792.458 Sekunde zurücklegt (Wikipedia).
Wenn also die Hypothese im Raum steht, dass die Lichtgeschwindigkeit nicht konstant ist, dann muss man auch die Definition des Meters aendern.

Wenn man aber die Definition des Meters aendert, dann kommt die Frage:
Die Ausdehnung des Universums (oder Schrumpfung der Materie) ist relativ zu was? (Denn der Meter fällt ja jetzt weg als Bezugsgrösse).

Ich vermute, im Hinterkopf existiert eben doch etwas wie ein "absolutes Bezugssystem". Nur relativ dazu kann man nämlich beurteilen, ob es sich um eine Ausdehnung oder Schrumpfung handelt.
Bei so einer Annahme ist der Effekt vom Einwand von Skeltek (oben) aber noch wesentlich stärker (soweit ich das in frueheren Diskussionen beobachtet hatte).

Mit anderen Worten: Auch wenn die Idee vielleicht (meine Sicht: wahrscheinlich) richtig ist, ergibt sich doch ein Kampf gegen die Windmühle.

[positronium]

Seit 1983 wird die Längeneinheit Meter als diejenige Strecke definiert, die das Licht im Vakuum in 1/299.792.458 Sekunde zurücklegt (Wikipedia).
Wenn also die Hypothese im Raum steht, dass die Lichtgeschwindigkeit nicht konstant ist, dann muss man auch die Definition des Meters aendern.

Das ist nur die Definition der Einheit Meter. Das hat nichts mit Längen an sich zu tun.

[tomS]

Der Wert von c spielt keine Rolle.

Tatsächlich?
In jedem Feld taucht doch der Abstand auf: r
Welches Maß hat r? Wie groß ist es?
Wenn ich sage r = c x t, dann kann ich r in jeder Gleichung durch ct substituieren und schon taucht c überall auf.

Warum solltest du das tun?

Es geht um einen Abstand, nicht um eine Strecke, die irgendetwas mit der Geschwindigkeit c in der Zeit t zurücklegt.

Globale Expansion durch lokale Kontraktion zu ersetzen funktioniert aus mehreren Gründen nicht. Zum Einen müsste man beweisen, dass weiterhin Homogenität und Isotropie gilt; ich denke nicht, dass das möglich ist.

Ich verstehe nicht, warum das ein Problem sein sollte? Wie gesagt, glaube ich, dass das eine reine mathematische Umformung wäre, also mathematisch identisch wäre, da es nur darum geht welches Maß man festhält und welches man per zeitlichem Faktor a verändert.
Wenn die Rosinen im Hefteig kleiner würden, warum sollte das Homogenität und Isotropie tangieren? Das ist doch eine völlig symmetrische Situation zum aufgehenden Hefeteig?

Nein, wird es nicht.

Zum Einen existieren im Kleinen weitere Kräfte (die gravitative Bindung, elektromagnetische Kräfte usw.). Zum Anderen ist es so, dass nicht alles expandiert, sondern lediglich das Universum auf größeren Skalen ohne gravitative Bindung; auf kleinen Skalen bleibt alles gleich groß. Wie trägst dem dem Rechnung?

Zum dritten hast eine Abstandsabhängigkeit, z.B. für die Rotverschiebung. Der Abstand zwischen P und Q sowie P und Q' wächst. Wenn d(P,Q) < d(P,Q'), dann wächst auch der zweite Abstand stärker, und die Rotverschiebung ist entsprechend größer. Wenn nun diese Abstände nicht wachsen, sondern alles durch Kontraktion im Kleinen erklärbar sein soll, dann müssen zwei unterschiedlich große Effekte für Q und Q' im Kleinen auf der selben Skala und durch die selben Effekte erklärt werden können. Wie soll das gehen?

... Wie gesagt, glaube ich, dass das eine reine mathematische Umformung wäre, also mathematisch identisch wäre

Aber glauben reicht nicht.

Zum Anderen widerspricht die Kontraktion im Kleinen der obigen Annahme der lokalen Gültigkeit der SRT; von dieser sowie allen weiteren Naturgesetzen bliebe letztlich nichts mehr übrig.

Wieso denn?

Weil andere Wechselwirkungen andere typische Längenskalen aufweisen. Es gibt nicht eine einzige Längenskala, an der man beliebig drehen kann. Es gibt eine Längenskala auf Ebene der Atome, und eine auf Ebene der Atomkerne. Diese haben eine unterschiedliche Größenordnung und resultieren aus unterschiedlichen Effekten.

Du kannst jetzt global einen anderen Maßstab einführen, das ist OK. Aber um die Expansion loszuwerden, müsstest du diesen globalen Maßstab dynamisch ändern, und du müsstest diese Änderung auch auf andere Skalen anwenden, und das ist nicht erlaubt, da auf diesen anderen (kleineren) Skalen andere Maßstäbe gelten.

Ich habe den Eindruck, du verwechselst einen dynamischen, messbaren Effekt mit einem willkürlich definiertes Längenmaß.

[Kurt]

Zum Anderen widerspricht die Kontraktion im Kleinen der obigen Annahme der lokalen Gültigkeit der SRT; von dieser sowie allen weiteren Naturgesetzen bliebe letztlich nichts mehr übrig.

Wieso denn?

Weil andere Wechselwirkungen andere typische Längenskalen aufweisen. Es gibt nicht eine einzige Längenskala, an der man beliebig drehen kann. Es gibt eine Längenskala auf Ebene der Atome, und eine auf Ebene der Atomkerne. Diese haben eine unterschiedliche Größenordnung und resultieren aus unterschiedlichen Effekten.

Anscheinend werden in der jetzigen Physik unterschiedliche Bezugssystem/Bezugsgrössen verwendet.
Warum wird das so gehandhabt?


Kurt

[positronium]

Wieso denn?

Weil andere Wechselwirkungen andere typische Längenskalen aufweisen. Es gibt nicht eine einzige Längenskala, an der man beliebig drehen kann. Es gibt eine Längenskala auf Ebene der Atome, und eine auf Ebene der Atomkerne. Diese haben eine unterschiedliche Größenordnung und resultieren aus unterschiedlichen Effekten.

Anscheinend werden in der jetzigen Physik unterschiedliche Bezugssystem/Bezugsgrössen verwendet.

Wie Tom schon geschrieben hat: "...resultieren aus unterschiedlichen Effekten.". Wenn man eine Stunde zu Fuss geht, oder eine Stunde mit dem Auto fährt, legt man verschieden lange Strecken zurück. Beides mal hat man eine Strecke zurück gelegt, aber die Fortbewegungsart und der Energiebedarf etc. waren anders.

Warum wird das so gehandhabt?

Deine obige Vermutung stimmt nicht, doch verschiedene Dinge bedürfen eben verschiedener Beschreibungen.

[Kurt]

Anscheinend werden in der jetzigen Physik unterschiedliche Bezugssystem/Bezugsgrössen verwendet.

Wie Tom schon geschrieben hat: "...resultieren aus unterschiedlichen Effekten.". Wenn man eine Stunde zu Fuss geht, oder eine Stunde mit dem Auto fährt, legt man verschieden lange Strecken zurück. Beides mal hat man eine Strecke zurück gelegt, aber die Fortbewegungsart und der Energiebedarf etc. waren anders.

Das heisst dann dass für die Strecke und für die Überwindungsdauer der Strecke immer gleiche Grundbezüge verwendet werden.
Hier ist es der Meter als Bezugswert für die Streckenangabe und die Sekunde für den Grundwert der Gesamtdauer.

Warum wird das so gehandhabt?

Deine obige Vermutung stimmt nicht, doch verschiedene Dinge bedürfen eben verschiedener Beschreibungen.

Gut, unterschiedliche Beschreibungen sind ja OK.
Werden die Ergebnisse der Beschreibungen dann immer auf die gleichen Bezugsgrössen angewandt (hier auf den immer gleichen Meter und die immer gleiche Sekunde) oder gibt's da Unterschiedliche?

Kurt

[positronium]

Werden die Ergebnisse der Beschreibungen dann immer auf die gleichen Bezugsgrössen angewandt (hier auf den immer gleichen Meter und die immer gleiche Sekunde)...

Selbstverständlich!
Nur dort, wo die heutigen Modelle versagen oder noch nicht zusammenpassen, gibt es davon Abweichungen - das Musterbeispiel dafür ist, dass die QFT in flacher Raumzeit formuliert sind, und deshalb bei starken Krümmungen wie bei/in Schwarzen Löchern nicht mehr ausreichend genau sind. Da würde man dann z.B. in der QFT mit einem Meter rechnen, während die ART von z.B. 99cm ausgeht.

[Kurt]

Werden die Ergebnisse der Beschreibungen dann immer auf die gleichen Bezugsgrössen angewandt (hier auf den immer gleichen Meter und die immer gleiche Sekunde)...

Selbstverständlich!

Klare und eindeutige Aussage!
(ich denk mir ev. eine "Prüfung" aus)

Nur dort, wo die heutigen Modelle versagen oder noch nicht zusammenpassen,

Kann es sein dass in diesen Modellen da von Haus aus immer oder manchmal unterschiedliche Bezugsgrössen verwendet werden und deshalb manche nicht zusammenpassen?

Kurt

[positronium]

Nur dort, wo die heutigen Modelle versagen oder noch nicht zusammenpassen,

Kann es sein dass in diesen Modellen da von Haus aus immer oder manchmal unterschiedliche Bezugsgrössen verwendet werden und deshalb manche nicht zusammenpassen?

Soweit ich das verstehe, liegen die Probleme ganz anders, und ich vermute, dass derzeit die grössten Schwierigkeiten in der Mathematik liegen, wo man sich einfach die Zähne ausbeisst. Einheiten sind dabei wohl kaum ein Hindernis.

[seeker]

Wenn ich sage r = c x t, dann kann ich r in jeder Gleichung durch ct substituieren und schon taucht c überall auf.

Warum solltest du das tun?

Weil ich es kann? Warum sollte ich nicht?

Es geht um einen Abstand, nicht um eine Strecke, die irgendetwas mit der Geschwindigkeit c in der Zeit t zurücklegt.

Ich glaube, das ist reine Ansichtssache, bzw. Gewohnheit, bzw. freie Wahl. Was anderes ist denn ein Abstand in unserer Raumzeit als ct?

Und an c lassen sich auch alle Geschwindigkeiten messen: c bildet im Lichtkegel den 45°-Winkel, alle anderen Vs kleiner c bilden entsprechend kleinere Winkel.

Wir sollten, um an dem Punkt weiterzukommen, vielleicht genau diese Frage etwas tiefer untersuchen: Warum sollte ich nicht?

Wenn die Rosinen im Hefteig kleiner würden, warum sollte das Homogenität und Isotropie tangieren? Das ist doch eine völlig symmetrische Situation zum aufgehenden Hefeteig?

Nein, wird es nicht.

Zum Einen existieren im Kleinen weitere Kräfte (die gravitative Bindung, elektromagnetische Kräfte usw.). Zum Anderen ist es so, dass nicht alles expandiert, sondern lediglich das Universum auf größeren Skalen ohne gravitative Bindung; auf kleinen Skalen bleibt alles gleich groß. Wie trägst dem dem Rechnung?

Moment! Wenn du sagst, dass der Raum im Großen expandiert, dann muss er das selbstverständlich auf jeder Skala machen, auch im Kleinsten, denn sonst hast du eine Dichotomie vorliegen, einen Bruch in der Beschreibung. Insofern expandiert also doch in gewisser Weise alles.
Die Erklärung, warum man davon auf kleinen Skalen nichts sieht ist klar: gravitative Bindung, es gibt Kräfte, die sich dem entgegenstellen und die nicht mitexpandieren.
Und da ich immer noch glaube, dass die Situation symmetrisch ist, gebe ich auch bei meiner Version dieselbe Antwort: die gravitative Bindung (und auf kleineren Skalen die anderen Kräfte) sorgen auch bei mir für genau denselben Effekt.

Zum dritten hast eine Abstandsabhängigkeit, z.B. für die Rotverschiebung. Der Abstand zwischen P und Q sowie P und Q' wächst. Wenn d(P,Q) < d(P,Q'), dann wächst auch der zweite Abstand stärker, und die Rotverschiebung ist entsprechend größer. Wenn nun diese Abstände nicht wachsen, sondern alles durch Kontraktion im Kleinen erklärbar sein soll, dann müssen zwei unterschiedlich große Effekte für Q und Q' im Kleinen auf der selben Skala und durch die selben Effekte erklärt werden können. Wie soll das gehen?

Wenn man die Sache mit dem Skalenfaktor s' = a(t) * s umschreibt in s = s'/a(t) dann ergibt sich genau dasselbe.
Nur ist hier eine andere Interpretation naheliegend: nicht Raumexpansion, sondern Kontraktion aller Materie im Raum.

Anders:
Je länger das Licht zu uns unterwegs war, desto mehr Zeit hatten wir (also alle Materie hier) inzwischen zu kontrahieren und desto länger ist die Wellenlänge des ankommenden Lichts relativ zu unserer eigenen Größe, ebenso völlig konform zu den Messungen, es ist einfach der Kehrwert. Durch die mathematische Umformung ergeben sich allerdings, zugegebenermaßen, Unendlichkeiten an anderer Stelle: Das was gewöhnlich am Ereignishorizont unserer Hubblespähre passiert (effektive Überschreitung von c, unendliche Rotverschiebung), würde rechnerisch bei der Kontraktion zu einer Kontraktion zu Null von uns führen (womit die Wellenlänge des ankommenden Lichts relativ zu uns wieder unendlich wäre) und relativ zu Licht von hinter diesem Horizont hätten wir sogar eine negative Ausdehnung.

Zum Verständnis noch, worauf ich hier hinaus will:
Es liegt mir fern die gefundenen mathematischen Strukturen selbst abzulehnen, aus denen die Expansion des Universums interpretierend abgeleitet wird. Ich möchte hier herausarbeiten (falls es so ist), dass die Expansion nur eine Interpretation, unter mehreren möglichen Interpretationen der Formeln ist, weil das mathematisch gar nicht unterscheidbar ist. Falls ich Recht hätte, wäre das nicht als Alternativtheorie zu sehen oder dergleichen, sondern als Erweiterung unseres Horizontes, unseres interpretierenden Verständnisses der Gleichungen.


Meine Nebenfrage bezüglich der Expansion seht auch noch im Raum:

Wenn ich eine Metrik auf die Raumzeit lege und damit ein Abstands-Maß s definiere, relativ zu dem sich alles andere messen lässt und sich dieses Maß dann per Skalenfaktor a verändern soll (womit ja alles im Universum, gemessen an dem neuen Maß s' einen neuen Wert erhält), bleibt dann dabei das Verhältnis der Naturkonstanten erhalten oder nicht?
Hier lautet die Frage: Wenn sich s verändern würde (und davon gehen wir ja aus, dass das tatsächlich physikalisch passiert und nicht nur ne Frage ist, wo wir jetzt unseren Meterstab anlegen), würde sich dann dieses Verhältnis ändern oder nicht?

Warum bleibt es gleich?
Und wenn ich an dem Punkt mein Maß s' festhalte, als konstant setze, statt das andere Maß s, dann passiert aus dieser Perspektive auch hier genau das: Aus Sicht von s' kontrahiert alles im Universum.

Wir haben doch folgende Situation:

Einerseits haben wir die Gesamtheit aller Objekt im Raum (Materie, Strahlung), andererseits haben wir den Raum selbst (bzw. die Raumzeit).
Die Gesamtheit der Objekte steht in einem ganz bestimmten Beziehungsgeflecht zueinander, ausdrückbar durch unsere Theorien, Naturkonstanten, Wechselwirkungen etc., nennen wir dieses Geflecht B, nennen wir den Raum R.

Es ergibt sich als Anfangsbedingung:

B = R

Nun soll der Raum expandieren:

B = a(t) x R

Wenn ich das so hinschreibe, dann halte ich B sozusagen fest und lasse R sich verändern, skaliere den um. Die inneren Beziehungsrelationen in B sollen sich dabei nicht verändern und auch nicht umskaliert werden. Ich interpretiere das dann als Raumexpansion.

Nun kann ich aber genausogut schreiben:

R = B/a(t)

Wenn ich das so hinschreibe, dann halte ich sozusagen R fest und lasse B sich verändern. Die inneren Beziehungsrelationen in B werden sich dann auch hier nicht verändern, können sie nicht, sonst hätten sie es beim ersten Fall ja auch tun müssen. Es kann also mathematisch überhaupt keinen Unterschied geben!
Nur: Hier würde ich das aber als Kontraktion von B interpretieren.

Gruß
seeker