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cvb
Gast
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 cvb Verfasst am: 28. Sep 2015 11:35 Titel: Universum expandiert |
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Meine Frage:
Das Universum expandiert. Aber was treibt diese Expansion an? Ist das die dunkle energie oder entsteht immer wieder neue Raum. Ich habe nämlich mal gelesen, dass immer wieder neue Raum entsteht. Aber wozu braucht man dann die dunkle energie?
Meine Ideen:
Ist das die dunkle energie oder entsteht immer wieder neue Raum. Ich weiß es nicht. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18088
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| TomS Verfasst am: 28. Sep 2015 12:02 Titel: |
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Die Expansion des Universums wird durch den Materie- und Strahlungsinhalt des Universums angetrieben; das folgt direkt aus den Gleichungen der ART.
Die kosmologische Konstante ist dafür nicht notwendig; diese führt zu einer beschleunigten Expansion
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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cvb
Gast
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| cvb Verfasst am: 28. Sep 2015 12:05 Titel: |
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Wie kann denn bitte Materie das Universum zum Expandieren bewegen? Und wie kann das Strahlung? Ist es nicht so, dass ständig neuer Raum entsteht? Und was hat die dunkle Energie damit zu tun? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18088
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| TomS Verfasst am: 28. Sep 2015 12:09 Titel: |
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| cvb hat Folgendes geschrieben: | | Wie kann denn bitte Materie das Universum zum Expandieren bewegen? Und wie kann das Strahlung? |
Das folgt aus den Gleichungen der ART. Mehr kann man dazu nicht sagen.
| cvb hat Folgendes geschrieben: | | Ist es nicht so, dass ständig neuer Raum entsteht? |
Sozusagen, ja.
| cvb hat Folgendes geschrieben: | | Und was hat die dunkle Energie damit zu tun? |
S.o.
Zunächst mal gar nichts; die Expansion folgt bereits ohne dunkle Energie.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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cvb
Gast
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| cvb Verfasst am: 28. Sep 2015 12:28 Titel: |
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Wenn im Universum Materie, also Fermionen vorhanden sind und dazu noch noch Photonen, dann breitet sich das Universum wirklich aus? Wie kann das sein? Das zieht sich doch an. Wozu dann immet diese dunkle Materie? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18088
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| TomS Verfasst am: 28. Sep 2015 12:36 Titel: |
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| cvb hat Folgendes geschrieben: | | Wenn im Universum Materie, also Fermionen vorhanden sind und dazu noch noch Photonen, dann breitet sich das Universum wirklich aus? |
Ja.
| cvb hat Folgendes geschrieben: | | Wie kann das sein? |
Das ist das Ergebnis der Friedmann-Gleichungen, einer vereinfachten Version der Einsteinschen Feldgleichungen für ein homogenes und isotropes Universum.
| cvb hat Folgendes geschrieben: | | Das zieht sich doch an. |
Ja.
Deswegen verlangsamt sich die Expansion (ohne Berücksichtigung der kosmologischen Konstanten)
| cvb hat Folgendes geschrieben: | | Wozu dann immet diese dunkle Materie? |
???
Dunkle Energie ist ein spekulativer Begriff; bereits Einstein führte eine kosmologische Konstante ein, und die führt i.A. zu einer beschleunigten Expansion.
Dunkle Materie bedeutet etwas völlig anderes Dunkle Energie.
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cvb
Gast
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| cvb Verfasst am: 28. Sep 2015 12:49 Titel: |
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Moment mal. Ich hab mal gerade bei Wiki nachgeschaut. Die Friedmann-Gleichungen beschreiben die Entwicklung des Universums. Dort steht, dass die total Energiedichte diese Entwicklung des Universums beschreibt. Stimmt das so und wenn ja, was ist diese totale Energiedichte? War es das, was du meinst, wenn du vom Energieinhalt und Strahlungsinhalt sprichst?
Weiter wirkt doch dieser Inhalt gravitativ anziehend und nicht ausdehnend. D.H., dass sie der Expansion Einhalt gebietet. Und wie soll diese Materie eine Ausdehnung beschreiben? Es sei denn, es gibt dunkle Energie, die diese Expansion vorantreibt.
Und Einstein führte seine kosmologische Konstante doch ein, damit das Universum nicht ausdehnt, oder damit es sich nicht zusammenzieht? Da bin ich mir unsicher. Er wollte doch ein statisches Universum. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18088
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| TomS Verfasst am: 28. Sep 2015 12:59 Titel: |
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| cvb hat Folgendes geschrieben: | | Die Friedmann-Gleichungen beschreiben die Entwicklung des Universums. Dort steht, dass die total Energiedichte diese Entwicklung des Universums beschreibt. Stimmt das so und wenn ja, was ist diese totale Energiedichte? War es das, was du meinst, wenn du vom Energieinhalt und Strahlungsinhalt sprichst? |
Ja. Klar.
| cvb hat Folgendes geschrieben: | | Weiter wirkt doch dieser Inhalt gravitativ anziehend und nicht ausdehnend. D.H., dass sie der Expansion Einhalt gebietet. Und wie soll diese Materie eine Ausdehnung beschreiben? |
Hast du den Artikel vollständig gelesen und verstanden?
Offensichtlich folgt aus Dichte rho und Druck p eine Expansion, d.h. ein Anwachsen des Skalenfaktors a(t) mit der Zeit t. Die Expansion ist also eine Folge der Dynamik der ART.
Und ja, Materie und Strahlung wirken gravitatoiv anziehend, d.h. sie verlangsamen die Expansion.
Das steckt alles in diesenm Gleichungen drin.
| cvb hat Folgendes geschrieben: | | Es sei denn, es gibt dunkle Energie, die diese Expansion vorantreibt. |
Hast du den Artikel vollständig gelesen und verstanden?
Es gibt eine Lösung mit rho = p = 0, jedoch von Null verschiedener kosmologischer Konstante Lambda; diese führt zu einer exponentiellen, beschleunigten Expansion.
Allerdings führen bereits rho und p alleine, d.h. für verschwindendes Lambda zu einer Expansion, allerdings einer gebremsten.
| cvb hat Folgendes geschrieben: | | Und Einstein führte seine kosmologische Konstante doch ein, damit das Universum nicht ausdehnt, oder damit es sich nicht zusammenzieht? |
Ja, das war seine Idee. Aber diese Idee funktioniert nicht, da.
- seine Lösung instabil gegen Fluktuationen ist
- wir wissen, dass das Unievrsum expandiert (kosmologisache Rotverschiebung)
- wir inzwoischen sogfar wissen, dass es beschleunigt expandiert
D.h. die kosmologische Konstante als freier Parameter ist immer noch Bestandteil des Standardmodells der Kosmologie (sogenanntes Lambda-CDM-Modell), jedoch nicht mehr der von Einstein angenommene Spezialfall.
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 28. Sep 2015 13:56 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | - wir inzwoischen sogfar wissen, dass es beschleunigt expandiert |
Ich habe gelesen, dass die Expansion im Lauf der Zeit variiert.
Habe das aber nicht verstanden. Wenn etwas beschleunigt, ändert sich die Geschwindigkeit. Doch die Beschleunigung selbst war angeblich unterschiedlich.
Wie kann man denn so etwas nachweisen?
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Glaubt nicht dem Hörensagen ... oder eingewurzelten Anschauungen, auch nicht den Worten eines verehrten Meisters; sondern was ihr selbst gründlich geprüft und als euch selbst und anderen zum Wohle dienend erkannt habt, das nehmt an. Siddhartha Gautama |
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Ich
Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 913
Wohnort: Mintraching
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| Ich Verfasst am: 28. Sep 2015 14:33 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | cvb hat Folgendes geschrieben: | | Wie kann das sein? |
Das ist das Ergebnis der Friedmann-Gleichungen, einer vereinfachten Version der Einsteinschen Feldgleichungen für ein homogenes und isotropes Universum. |
Hier würde ich widersprechen, hoffentlich zu Erhellung von cvb: Aus den Friedmanngleichungen folgt keineswegs automatisch, dass das Universum expandiert. Das weiß man nur aus den Beobachtungen der Astronomen.
Man muss die Expansion als Anfangsbedingung einsetzen, dann folgt aus den Gleichungen, dass sich die Expansion durch die gegenseitige Gravitation des Universumsinhalts im weiteren Verlauf verlangsamt. (So wie's Tom beschrieben hat, bei Betrachtung ohne DE.)
Heutzutage geht man davon aus, dass die Expansion nicht einfach so und ohne Grund plötzlich da war, sondern dass sie das Resultat einer "inflationären Phase" ganz am Anfang des Universums war. Damals hat etwas Ähnliches (nur ungeheuer viel stärkeres) wie die DE alles auseinandergetrieben und "in Bewegung gesetzt". Dieses Auseinaderstreben hält - wegen der Massenträgheit, wenn man so will - bis heute an, erst gebremst und dann wieder beschleunigt. |
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cvb
Gast
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| cvb Verfasst am: 28. Sep 2015 14:45 Titel: |
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Hallo Ich.
Du erhellst die Sache wirklich! Du meinst also, dass du als Anfangsbedingung die Expansion in die Gleichung einsetzt, und dann diese wiederum aus den Gleichungen folgt? Was ist mit dem besagten Materie- und Strahlungsinhalt, den TomS erwähnt?
Und was ist mit der dunklen Energie? Ist es dabei so, dass durch die dunkle Energie ständig neuer Raum entsteht? |
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Ich
Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 913
Wohnort: Mintraching
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| Ich Verfasst am: 28. Sep 2015 15:01 Titel: |
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| cvb hat Folgendes geschrieben: | | Du meinst also, dass du als Anfangsbedingung die Expansion in die Gleichung einsetzt, und dann diese wiederum aus den Gleichungen folgt? |
Die Gleichungen beschreiben die Dynamik des Universum, also wie sich die "Bewegung" (sprich: die Expansion) unter "Krafteinwirkung" (sprich: der eigenen Gravitation) ändert. Nur wie sie sich ändert, da steht nicht drin, wie groß sie anfangs war. Wenn man das weiß, kann man mit den Gleichungen den weiteren Verlauf berechnen. (In Wirklichkeit kennt man natürlich nur die Expansion jetzt, und rechnet von jetzt vor- und rückwärts in der Zeit.)
| Zitat: | Was ist mit dem besagten Materie- und Strahlungsinhalt, den TomS erwähnt?
Und was ist mit der dunklen Energie? |
Die Friedmann-Gleichung, die die Dynamik beschreibt, ist nichts anderes als einfache Newtonsche Gravitation - mit der Erweiterung, dass auch Druck gravitativ anziehend wirkt. Materie wirkt also anziehend und bremst die Expansion. Strahlung hat zusätzlich auch noch Druck und bremst die Expansion umso stärker. DE hingegen hat negativen Druck (bitte erst mal einfach hinnehmen und nicht fragen warum und was das bedeutet), wirkt deswegen abstoßend und treibt die Expansion wieder an.
| Zitat: | | Ist es dabei so, dass durch die dunkle Energie ständig neuer Raum entsteht? |
Wenn man so will. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18088
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| TomS Verfasst am: 28. Sep 2015 16:06 Titel: |
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| cvb hat Folgendes geschrieben: | | Du meinst also, dass du als Anfangsbedingung die Expansion in die Gleichung einsetzt, und dann diese wiederum aus den Gleichungen folgt? |
So ist das nicht.
Die Friedmanngleichungen liefern verschiedene mögliche Modelle, immer mit Expansion, teilweise gefolgt von Kontraktion.
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cvb
Gast
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| cvb Verfasst am: 28. Sep 2015 16:28 Titel: |
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Wie ist es denn? Ich hat es doch erklärt. Die Gleichungen beschreiben die Dynamik des Universum, also wie sich die "Bewegung" (sprich: die Expansion) unter "Krafteinwirkung" (sprich: der eigenen Gravitation) ändert. Nur wie.
Da steht nicht drin, wie groß sie anfangs war. Schreibt Ich weiter.
DE hingegen hat negativen Druck (bitte erst mal einfach hinnehmen und nicht fragen warum und was das bedeutet), wirkt deswegen abstoßend und treibt die Expansion wieder an.
TomS. Du sagst aber, dass die dunkle Energie nichts damit zu tun hat. Was stimmt denn jetzt?
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Ich
Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 913
Wohnort: Mintraching
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| Ich Verfasst am: 28. Sep 2015 16:33 Titel: |
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..doppelt
Zuletzt bearbeitet von Ich am 28. Sep 2015 16:34, insgesamt einmal bearbeitet |
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Ich
Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 913
Wohnort: Mintraching
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| Ich Verfasst am: 28. Sep 2015 16:34 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Die Friedmanngleichungen liefern verschiedene mögliche Modelle, immer mit Expansion, teilweise gefolgt von Kontraktion. |
Stimmt doch gar nicht. Du kannst ohne weiteres ein rein kontrahierendes Universum erzeugen. Da hast du natürlich keinen Urknall, sondern einen Big Crunch, und alles hätte seinen Anfang in unendlicher Vergangenheit. Das sind bloß nicht die üblicherweise gehandelten Universumsmodelle, weil wir seit bald 90 Jahren wissen, dass das Universum jetzt expandiert. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18088
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| TomS Verfasst am: 28. Sep 2015 17:36 Titel: |
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Ehrlich? Für vernünftiges rho und p > 0 sowie Lambda = 0? Wusste ich nicht!
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Ich
Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 913
Wohnort: Mintraching
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| Ich Verfasst am: 28. Sep 2015 23:06 Titel: |
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Logisch. Musst nur H<0 setzen, dann geht alles zeitverkehrt. Unser Uiversum z.B. würde erst gebremst kollabieren, weil die DE noch dagegenhält. Nach 7 Mrd Jahren hätte die Materie die Oberhand, und es ginge beschleunigt auf die Singularität zu. Alles wird zu Strahlung, und dann (wenn dieser Prozess auch zeitumkehrbar ist, das weiß ich nicht) zum Inflatonfeld, das den Kollaps vielleicht sogar aufhält. Dann bist du wieder am Urknall.
Ein Staubuniversum mit H<0 ist noch einfacher: Es kollabiert beschleunigt und rennt in die Singularität. Aus.
Die ART ist wie alle klassischen Theorien zeitumkehrbar: man muss nur alle Bewegungen umkehren, dann geht's exakt in die andere Richtung. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18088
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| TomS Verfasst am: 29. Sep 2015 06:52 Titel: |
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Klingt logisch
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18088
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| TomS Verfasst am: 29. Sep 2015 06:53 Titel: |
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klingt logisch
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