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PhysikFrager
Anmeldungsdatum: 31.10.2023
Beiträge: 4
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 PhysikFrager Verfasst am: 31. Okt 2023 13:39 Titel: Ausdehnung des Universums |
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Meine Frage:
Zur Ausdehnung des Universums hab ich eine Frage.
Das Universum dehnt sich nach allen Richtungen aus. Was bedeutet, das die Galaxien Sterne und andere Objekte, sich im laufe der Zeit voneinander entfernen. Wir können nur einen begrenzten Ausschnitt, das sogenannte Sichtbare Universum, wahrnehmen. Da die Entfernung zwischen den Objekten viele Lichtjahre groß sind, können wir sie nicht auf ihren jetzigen Standpunkt wahrnehmen, sondern sehen sie auf einen Punkt in der Vergangenheit, der von der Entfernung und der Bewegung zueinander abhängt.
Meine Ideen:
Nehmen wir als einfaches Beispiel zwei Galaxien A und B.
Auf Punkt A befindet sich die Galaxie die beobachtet wird.
Auf Punkt B die Galaxie des Beobachters.
Auf C der Punkt auf dem Galaxie A zu sehen ist.
Das Ergebnis ist ein Dreieck, dass sich durch Raum und Zeit bewegt. Dabei ändert es ständig seine Proportionen. Desto Weiter Punkt A von B entfernt ist, je weiter ist A in der Vergangenheit, auf Punkt C, zu sehen.
Wie sich und wie schnell sich die Galaxien voneinander entfernen, ist von ihrer Bewegungsrichtung zueinander und der Schnelligkeit, wie sie sich bewegen abhängig. Der Punkt wo Galaxie A zu sehen ist liegt auf seiner Bewegungslinie.
Der Punkt kann mathematisch ermittelt werden.
Dazu wird die Zeit in der sich A von B entfernt, mit der Geschwindigkeit genommen. Die Zeit wie sich das Abbild zu Punkt C bewegt plus die Zeit die von Punkt A nach Punkt B, ist genau so lange wie die Zeit, von A nach B. Da die Geschwindigkeitsverhältnisse verschieden sind, verformt sich das Dreieck. Da dabei der Winkel beim Punkt A zu B und C dabei verändert, verändert sich auch die Zeit auf der Strecke von A nach C. Der Winkel bei A wird bei den jetzigen Verhältnissen immer größer. Wirt die Längenveränderung im laufe der Zeit in ein Diagramm übertragen, sieht man das die Veränderung nicht gerade verläuft, sondern ständig steigert.
Das bedeutet, das hier eine Rotverschiebung des Lichtes stattfindet, die auf eine Beschleunigung der Ausdehnung hindeutet.
Ist das bei der Berechnung das Ausdehnung bedacht worden?
Grüße
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 31. Okt 2023 14:10 Titel: |
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Jede Berechnung zur Lichtausbreitung basiert auf einem Modell zur Dynamik der Expansion. Das beinhaltet die Rotverschiebung entlang von Lichtstrahlen. Falls relevant, können auch die Bewegung von Sender und Empfänger berücksichtigt werden.
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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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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 305
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| Günther Verfasst am: 31. Okt 2023 16:13 Titel: Re: Ausdehnung des Universums |
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| PhysikFrager hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
Das Ergebnis ist ein Dreieck, dass sich durch Raum und Zeit bewegt. |
Entfernungen machen im expandierenden Universum nur Sinn, wenn sie auf denselben Zeitpunkt bezogen sind. Wie hier
https://i.stack.imgur.com/JdoRt.png
dargestellt. Eine Galaxie, die wir mit z=3 rotverschoben sehen, ist heute (now) 20 Mrd Lichtjahre von uns entfernt. Eine Angabe der Entfernung zwischen uns heute und der Position einer Galaxie zum Zeitpunkt der Emission des Lichts, das uns heute erreicht, ist nicht definierbar.
Ich hab das interessante Bild mal als Anhang eingefügt, es wäre schade, wenn der externe Link irgendwann nicht mehr funktioniert. Steffen
Aus dem sehr lesenswerten Artikel der Kosmologin Tamara Davis "Expanding Confusion" : https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0310808.pdf
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Zuletzt bearbeitet von Günther am 31. Okt 2023 18:37, insgesamt einmal bearbeitet |
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PhysikFrager
Anmeldungsdatum: 31.10.2023
Beiträge: 4
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| PhysikFrager Verfasst am: 31. Okt 2023 18:35 Titel: Ausdehnung des Universums |
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Danke für die Antworten, dabei habe ich den Eindruck sie haben meine Frage nicht richtig verstanden. Bei dem Model, was ich hier versucht habe zu erklären, besteht die Möglichkeit einer Rotverschiebung, ohne Ausdehnung des Universums. Ist das berücksichtigt worden?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 31. Okt 2023 19:18 Titel: Re: Ausdehnung des Universums |
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| PhysikFrager hat Folgendes geschrieben: | | Danke für die Antworten, dabei habe ich den Eindruck sie haben meine Frage nicht richtig verstanden. |
Das ist schon möglich.
Betrachtet man nur wenige Galaxien, ist es unmöglich, zu unterscheiden, ob nur diese sich zufällig voneinander entfernen (in einem statistischen oder irgendwie expandierenden Universum) oder ob sie mit einem insgesamt expandierenden Universum mitbewegt sind und sich deswegen voneinander entfernen; letzteres kann man nur dann sinnvoll sagen, wenn es für sehr viele Galaxien im Mittel gilt.
Evtl. hilft das.
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PhysikFrager
Anmeldungsdatum: 31.10.2023
Beiträge: 4
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| PhysikFrager Verfasst am: 31. Okt 2023 19:39 Titel: Ausdehnung des Universums |
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Statistisch gesehen ist das Richtig. Bei den vorgestellten Model ist es ohne Probleme möglich ohne Ausdehnung des Universums eine Rotverschiebung zu Berechnen. Das Problem dabei ist nur das keiner weiß, wo die Galaxien wirklich stehen. Es werden nur die Bilder aus der Vergangenheit gesehen und nicht die Galaxien und ihre Bewegungen. Es kann nach bisherigen Erkenntnissen nicht einfach berechnet werden wo sie wirklich sind um dadurch ihre wahre Geschwindigkeit bestimmen.
Überlegt bitte das vorgestellte Model und bring gute logische Gegenargumente.
Ich freue mich auf eure Antworten.
Jeder Mensch kann Irren, auch die Klügsten. Die Wissenschaft baut auf das Wissen der Vergangenheit auf, was ist wenn da ein Irrtum vorliegt, wie es vor Einstein mit dem Äther war.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 31. Okt 2023 20:19 Titel: Re: Ausdehnung des Universums |
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| PhysikFrager hat Folgendes geschrieben: | | Bei den vorgestellten Model ist es ohne Probleme möglich ohne Ausdehnung des Universums eine Rotverschiebung zu Berechnen. |
Ich habe nicht bestritten, dass das möglich ist. Ich habe lediglich bestritten, dass man bei drei Galaxien sinnvoll behaupten kann, die Rotverschiebung stamme von der Expansion des Universums.
| PhysikFrager hat Folgendes geschrieben: | | Das Problem dabei ist nur das keiner weiß, wo die Galaxien wirklich stehen. |
Das ist nichts außergewöhnliches, das ist in der Kosmologie ganz genauso. Man benötigt immer zusätzliche Modelle von Sternen oder Galaxien, um die Entfernung unabhängig von der Rotverschiebung berechnen zu können. Die Astrophysiker sprechen von sogenannten Standardkerzen.
| PhysikFrager hat Folgendes geschrieben: | | Es werden nur die Bilder aus der Vergangenheit gesehen und nicht die Galaxien und ihre Bewegungen. |
Ja.
| PhysikFrager hat Folgendes geschrieben: | | Es kann nach bisherigen Erkenntnissen nicht einfach berechnet werden wo sie wirklich sind um dadurch ihre wahre Geschwindigkeit bestimmen. |
In deinem Modell nicht? Pech.
In der Realität kann man das.
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PhysikFrager
Anmeldungsdatum: 31.10.2023
Beiträge: 4
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| PhysikFrager Verfasst am: 31. Okt 2023 20:51 Titel: Ausdehnung des Universums |
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In euren auch nicht, noch größeres Pech. Oder bringt mir einen Beweis dafür.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 31. Okt 2023 20:55 Titel: |
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Warum wird eigentlich das eigene Unwissen mit eingebildeten Defiziten der etablierten Physik verwechselt?
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butter_bei
Gast
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| butter_bei Verfasst am: 01. Nov 2023 03:29 Titel: |
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Wieso denn so, er hat doch Recht. Wir wissen nichts über die Expansionsgeschwindigkeiten der Vergangenheit ja auch die aktuelle ist nur ne grobe Schätzung da helfen auch Standardkerzen wenig, die sind nur eine Momentaufnahme.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 01. Nov 2023 06:02 Titel: |
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| butter_bei hat Folgendes geschrieben: | | Wir wissen nichts über die Expansionsgeschwindigkeiten der Vergangenheit ja auch die aktuelle ist nur ne grobe Schätzung … |
Wieso nichts? Und wieso Schätzung?
Immerhin sind die Daten so präzise, dass die Physiker in der Lage sind, mittels verschiedener Methoden gewonnene Daten des Hubble-Parameters zu vergleichen und daraus Hinweise auf Probleme und Effekte jenseits des Standardmodell abzuleiten.
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Aruna_Gast
Gast
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| Aruna_Gast Verfasst am: 01. Nov 2023 09:21 Titel: Re: Ausdehnung des Universums |
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| PhysikFrager hat Folgendes geschrieben: |
Die Zeit wie sich das Abbild zu Punkt C bewegt plus die Zeit die von Punkt A nach Punkt B, ist genau so lange wie die Zeit, von A nach B.
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dann ist die Zeit, in der sich das Abbild zu Punkt C bewegt, Null?
| PhysikFrager hat Folgendes geschrieben: |
Da die Geschwindigkeitsverhältnisse verschieden sind, verformt sich das Dreieck.
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Die Verhältnisse welcher Geschwindigkeiten?
| PhysikFrager hat Folgendes geschrieben: |
Da dabei der Winkel beim Punkt A zu B und C dabei verändert, verändert sich auch die Zeit auf der Strecke von A nach C. Der Winkel bei A wird bei den jetzigen Verhältnissen immer größer. Wirt die Längenveränderung im laufe der Zeit in ein Diagramm übertragen, sieht man das die Veränderung nicht gerade verläuft, sondern ständig steigert.
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Kannst Du mal eine Skizze machen?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 01. Nov 2023 09:39 Titel: |
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Es ist ganz einfach:
Man definiert Frequenzen bzw. Energien von Photonen. Für deren Messwerte gilt beim Sender i=1 und beim Empfänger i=2
)
wobei u die jeweilige Vierergeschwindigkeit von Sender und Empfänger bzw. zweier Beobachter bezeichnet, und p den Viererimpuls des Photons beim jeweiligen Beobachter. In diesen Energien steckt der jeweilige lokale Dopplereffekt aufgrund der Geschwindigkeiten u. Und daraus folgt die Rotverschiebung z.
1) Tatsächlich gemessen wird nur eine Frequenz bzw. Energie i=2.
2) Alles weitere folgt aus Modellen zur Geometrie der Raumzeit und deren Dynamik im Rahmen der ART, Modellen für Sterne, Supernovae und Quasare sowie den daraus folgenden Beziehungen für Leuchtkraft und Masse, Alter etc.
Der Eingangs-Beitrag sagt etwas zu (1) jedoch nichts zu (2). Demnach folgt daraus auch nichts. Wenn ich nachts Lichter auf der Straße sehe, folgt daraus nichts – es sei denn, ich kenne mich zusätzlich noch mit Straßenbeleuchtung, Autoscheinwerfern und Taschenlampen aus.
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Zuletzt bearbeitet von TomS am 01. Nov 2023 09:45, insgesamt einmal bearbeitet |
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 305
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| Günther Verfasst am: 01. Nov 2023 09:43 Titel: |
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| butter_bei hat Folgendes geschrieben: | | Wieso denn so, er hat doch Recht. Wir wissen nichts über die Expansionsgeschwindigkeiten der Vergangenheit ja auch die aktuelle ist nur ne grobe Schätzung da helfen auch Standardkerzen wenig, die sind nur eine Momentaufnahme. |
Du hättest schreiben sollen, ich weiß nichts über ... statt "wir".
Als die Mikrowellenstrahlung ca. 380 000 Jahre nach dem Urknall freigesetzt wurde (Grund, das Universum wurde damit transparent), lag die Temperatur des Plasmas bei 3000 K (simple Physik). Diese Strahlung hat sich bis heute auf 2,7 K abgekühlt und genau das messen wir. Grund: das Universum hat sich sich seither um den Faktor ca. 1100 ausgedehnt.
Das sind unbestreitbare Tatsachen, die nicht von irgendeinem kosmologischen Modell abhängen.
Hättest du wirkliches Interesse, dann hättest du das längst bei Wikipedia nachgelesen, statt hier Unsinn zu posten.
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butter_bei
Gast
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| butter_bei Verfasst am: 01. Nov 2023 14:04 Titel: |
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Ach Günther, vielleicht erstmal denken und dann beleidigen. Ich schrieb von der Expansionsgeschwindigkeit der Vergangenheit, von der jetzigen Grösse des Universums war nie die Rede.
Da die Geschwindigkeit offenbar heute beschleunigt ist sie also keinewegs konstant.
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 305
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| Günther Verfasst am: 01. Nov 2023 16:07 Titel: |
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Hättest du wenigstens einen der Artikel über das kosmologische Standard Modell überflogen, dann hättest du nicht geschrieben, wir wüssten nichts über die Expansionsgeschwindigkeiten der Vergangenheit. Diese Behauptung ist schlicht falsch.
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butter_bei
Gast
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| butter_bei Verfasst am: 01. Nov 2023 16:21 Titel: |
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Ich sprach von einer Momentaufnahme und genau das ist es auch aber laber du mal weiter über alles das was ich nicht weiss und Wikipedia denn du weisst ja genau Bescheid über mich und das Universum. *rolleyes*
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 01. Nov 2023 16:33 Titel: |
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| butter_bei hat Folgendes geschrieben: | Ich schrieb von der Expansionsgeschwindigkeit der Vergangenheit, von der jetzigen Grösse des Universums war nie die Rede.
Da die Geschwindigkeit offenbar heute beschleunigt ist sie also keinewegs konstant. |
Die "Expansionsgeschwindigkeit" (besser: Expansionsrate) geht überhaupt nicht in die Berechnung der Rotverschiebung ein, nur die "Größe" (besser: Skalenfaktor) des Universums damals und jetzt.
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butter_bei
Gast
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| butter_bei Verfasst am: 01. Nov 2023 17:26 Titel: |
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Die Rotverschiebung ist ein Messwert und keine Berechnung, aber lassen wirs einfach gut sein, schreib ein Wikipedia Artikel darüber den kann ich dann ja lesen.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 01. Nov 2023 19:10 Titel: |
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Du wirst es nicht lesen wollen, andere eventuell ja schon:
Rotverschiebung entspricht dem Verhältnis aus der Frequenz beim Sender zu der beim Empfänger. Der einzige Messwert ist die Frequenz beim Empfänger. Da wir die Frequenz beim Sender (Millionen oder Milliarden Lichtjahre entfernt) nicht messen können, ist die Rotverschiebung selbst kein Messwert, sie wird immer errechnet anhand einer gemessenen Frequenz beim Empfänger und einer aus Modellen errechneten Frequenz beim Sender.
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butter_bei
Gast
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| butter_bei Verfasst am: 01. Nov 2023 19:51 Titel: |
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Und eine gemessene Frequenz ist also keine Messwert? Hörst du dir auch selber manchmal zu oder wie ist ist das so in deiner Welt.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 01. Nov 2023 20:12 Titel: |
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Speziell für dich: es geht um zwei Frequenzen, wovon eine nicht gemessen sondern berechnet wird.
Klar?
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butter_bei
Gast
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| butter_bei Verfasst am: 01. Nov 2023 20:49 Titel: |
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Falsch, eine ist bereits bekannt. An meinem MEssgerät verschiebt man einfach die Skala bis es wieder hübsch passt und dann kann man den Offset ablesen da muss ich genau garnichts rechen, klar.
Willst du nur aufm Sack gehen oder gehts jetzt mal wieder um die Ausdehnung des Universums zurück?
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8583
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| jh8979 Verfasst am: 01. Nov 2023 22:50 Titel: |
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@butter: Es wäre schön, wenn Du hier jetzt mal einen zivilisierteren Ton anschlagen würdest. Ansonsten beende ich das hier als Moderator.
PS: ups...lösch ich deinen quatsch?....
Zuletzt bearbeitet von jh8979 am 02. Nov 2023 00:54, insgesamt einmal bearbeitet |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 01. Nov 2023 23:39 Titel: |
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| butter_bei hat Folgendes geschrieben: | | Falsch, eine ist bereits bekannt. |
Du verstehst es wirklich nicht?
Wie ermittelst du die Frequenz beim Sender?
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Sonnenwind
Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 678
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| Sonnenwind Verfasst am: 02. Nov 2023 05:37 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Wie ermittelst du die Frequenz beim Sender? |
Kann man für die Ermittlung der Rotverschiebung nicht die Verschiebung der Fraunhoferlinien verwenden?
Das benutzt nur die schwache Annahme, dass die Atome in einer fernen Galaxie so funktionieren wie die Atome hier.
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Das Photon: Eine Geschichte voller Missverständnisse. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 02. Nov 2023 07:58 Titel: |
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| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | Kann man für die Ermittlung der Rotverschiebung nicht die Verschiebung der Fraunhoferlinien verwenden? |
Das ist eine Möglichkeit (für die Spektren von Sternen) aber keine direkte Messung.
| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | Das benutzt nur die schwache Annahme, dass die Atome in einer fernen Galaxie so funktionieren wie die Atome hier. |
Wie machst du das für Quasare? Da gibt es keine Vergleichsmessungen hier vor Ort.
Insbs. bei Supernovae, Quasaren und dem Mikrowellenhintergrund sind zusätzliche Modelle notwendig.
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butter_bei
Gast
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| butter_bei Verfasst am: 02. Nov 2023 21:37 Titel: |
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gähn!
alles was sich bei euch ausdehnt ist die langeweile
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18083
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| TomS Verfasst am: 02. Nov 2023 21:40 Titel: |
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Ich denke, man kann das hier beenden.
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8583
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| jh8979 Verfasst am: 02. Nov 2023 21:53 Titel: |
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Ich stimme zu.
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