Expansion des Universums

Zitat:" Ich rede von Umwandlung von Energien.  
E=mc^2 sagt nichts anderes aus, als dass Masse eine Energieform ist. Masse ist direkt in Energie umrechenbar. Das heißt noch lange nicht, dass Masse die einzige Energieform ist. Eine Energieform ist problemlos in eine andere Energieform umwandelbar. Und es gibt eben auch masselose Teilchen, die Energie besitzen, aber eben nicht in Form von Masse, das ist wissenschaftlich anerkannt.
 "

Erstmal ist Energie auch in Masse umwandelbar (Urknall, Teilchenbeschleuniger),  nicht nur Umgekehrt.  
Da wie du sagst, ich jede Energie in eine andere Umwandeln und ich Energie in Masse umwandeln kann. Sind Masse und  Energie Äquivalent. Beide Krümmen auch den Raum.


Zitat" http://www.8ung.at/elektrotechnik/AM/1w.htm
Elektomagnetische Kraft ist ein Oberbegriff, darunter gibt es noch die elektrische Kraft und die Loretzkraft. Das sind übrigens nur Beispiele, dass es Kräfte gibt, die nichts mit Masse zu tun haben, die aber trotzdem auf Materie wirken. "

Mal von der Internetseite "Das Ampersche Gesetz besagt, dass zwei von einem Ampere stromdurchflossene Leiter im Abstand eines Meters auf der Länge eines Meters, sich gegenseitig mit der Kraft von 0,2micro N abstoßen oder anziehen. "

Wobei N (Newton) die Einheit kg m/s^2 hat, hey da haben wir ja wieder die Masse.

Deine Kräfte sind spätestens mit dem A ( Amper ) mit einer Masse verknüpft.
Zitat Wiki"Ein Ampere ist die Stärke eines zeitlich unveränderlichen elektrischen Stromes, der durch zwei im Vakuum parallel im Abstand 1 Meter voneinander angeordnete, geradlinige, unendlich lange Leiter von vernachlässigbar kleinem, kreisförmigem Querschnitt fließend, zwischen diesen Leitern pro Meter Leiterlänge die Kraft 2 × 10[ch8722]7 Newton hervorrufen würde.
"


Zitat TiloS:" Du solltest besser erstmal die Zusammenhänge verstehen, anstatt mit Formeln um Dich zu werfen, die Du nicht verstehst."

War dass jetzt an dich selbst gerichtet?



Zitat:" Jede neue Theorie ergibt Veränderungen in unserem Verständnis über die physikalischen Gesetze. Solange die Welt damit noch genauso funktioniert bzw. sich besser erklären lässt, sollte man sie weiter verfolgen.
Wenn Du der Natur verbieten möchtest, Energien und Kräfte umzuwandeln, dann bist Du es der die physikalischen Gesetze über den Haufen wirfst."

Ich möchte der Natur gar nichts verbieten, aber soweit mir bekannt ist ändern sich die physikalischen Gesetze nicht einfach. Einsteins spezielle Relativitätstheorie nimmt für kleine Geschwindigkeiten die Selbe vorm an wie die von Newton.
Es gibt halt physikalische Experimente, und jede neue Theorie die gültig ist muss die Experimente erklären können und auf die richtigen Ergebnisse kommen (Innerhalb ihres Gültigkeitsbereichs).

Da wie du sagst, ich jede Energie in eine andere Umwandeln und ich Energie in Masse umwandeln kann. Sind Masse und  Energie Äquivalent. Beide Krümmen auch den Raum.

Bewirken tut das aber anscheinend gar nichts. Denn wir haben nach derzeitig anerkannter Theorie schon überall Energie im Raum, Stichwort Nullpunktenergie und Casimir-Effekt.
Hier eine schöne Alpha-Centauri-Sendung dazu: http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=040901.rm

Der Raum ist also schon jetzt voll mit virtuellen Teilchen, also mit Energie. Deshalb fällt der Raum aber nicht in sich zusammen, und schon gar nicht, wenn diese virtuellen Teilchen der Raum selber wären, dann wäre nämlich eine komplette Homogenität erreicht.

Zitat:" Der Raum ist also schon jetzt voll mit virtuellen Teilchen, also mit Energie. Deshalb fällt der Raum aber nicht in sich zusammen, und schon gar nicht, wenn diese virtuellen Teilchen der Raum selber wären, dann wäre nämlich eine komplette Homogenität erreicht."

Wie Prof. Lesch oft genug erwähnt hat der Raum ist Lehr, nada , Nichts !!!
Und wenn dort grad ein Virtuelles Teilchen ist, wusch es ist weg und wir haben dort wider Nichts.
Im Raum entstehen und vergehen die ganze Zeit, Virtuelle Teilchen aber im durchschnitt ist die Energie Null.
Wenn ich nun aus einem Virtuellen Teilchen ein Reales machen will Brauch ich Energie.
Deshalb verlieren auch Schwarze Löcher durch die Hawking Strahlung Energie/Masse und Schrumpfen.

Ich muss sagen ich finde Alpha Centauri wirklich gut, aber man sollte doch dabei betrachten das Lesch nur ca. 15 min hat um Komplexe Sachverhalte zu erörtern und sie nicht Physiken verständlich zu erklären.  Wenn es dann wirklich so ?einfach? währe, wieso Studiert man denn solange Physik und schaut sich nicht mal eben die Sendung von Lesch an um Physiker zu werden.

Wie Prof. Lesch oft genug erwähnt hat der Raum ist Lehr, nada , Nichts !!!

Genau, nach derzeitiger Theorie. Und mit dieser Theorie scheitert man eben an der Raumausdehnung.

Und wenn dort grad ein Virtuelles Teilchen ist, wusch es ist weg und wir haben dort wider Nichts.

Ein virtuelles Teilchen entsheht aus dem Nichts, und vergeht wieder dahin. Das heißt nicht zwingend, dass es aus dem Raum entstehen muss.

Im Raum entstehen und vergehen die ganze Zeit, Virtuelle Teilchen aber im durchschnitt ist die Energie Null.
Wenn ich nun aus einem Virtuellen Teilchen ein Reales machen will Brauch ich Energie.

Nichts anderes stellen meine Raumteilchen dar. Ich möchte aus denen keine realen Teilchen machen, also wird auch keine Energie benötigt. Mit Energie, die sie besitzen, meinte ich nur die Energie, die auch wieder verschwindet. Mit zusätzlicher Energie meinte ich z.B. die Energie der Gravitation, die von einer sich in der Nähe befindenden Masse ausgesendet wird. Und die wird an das nächste Teilchen weitergeben, noch bevor das Teilchen wieder verschwunden ist.

Der Raum wird dabei nicht mehr und nicht weniger gekrümmt, als mit den bereits bekannten virtuellen Teilchen, und die sind bekanntermaßen überall im Raum.

Gruß
Tilo

Zitat TiloS:" Ein virtuelles Teilchen entsheht aus dem Nichts, und vergeht wieder dahin. Das heißt nicht zwingend, dass es aus dem Raum entstehen muss."

Und

"
Der Raum wird dabei nicht mehr und nicht weniger gekrümmt, als mit den bereits bekannten virtuellen Teilchen, und die sind bekanntermaßen überall im Raum."

Nun sind die Teilchen überall oder entstehen und vergehen sie wieder?  


Wie soll denn durch deine Teilchen die Raumausdehnung erklärt werden?
Deine Teilchen übertragen ja die Gravitation, wirken also anziehend, wieso Bewegen sich also die "Galaxien" von uns weg?


Und wenn dein Teilchen die ?Energie? übertragen, wieso nimmt sie dann mit den Abstand ab und was passiert mit der Energiedifferenz?

Wie lässt sich deine Theorie experimentell bestätigen?

Zitat TiloS:" Ein virtuelles Teilchen entsheht aus dem Nichts, und vergeht wieder dahin. Das heißt nicht zwingend, dass es aus dem Raum entstehen muss."

Und

"
Der Raum wird dabei nicht mehr und nicht weniger gekrümmt, als mit den bereits bekannten virtuellen Teilchen, und die sind bekanntermaßen überall im Raum."

Nun sind die Teilchen überall oder entstehen und vergehen sie wieder?  

Sie entstehen und vergehen, wie alle virtuellen Teilchen. Überall deshalb, weil ein Raumteilchen einen Punkt im Raum definiert.

Und wenn dein Teilchen die ?Energie? übertragen, wieso nimmt sie dann mit den Abstand ab und was passiert mit der Energiedifferenz?

Ein Masseteilchen gibt seine Gravitationskraft an die umliegenden bzw. überlagerten Raumteilchen weiter. Diese umliegenden sind am Anfang eine relativ kleine Anzahl, sie besitzen anteilig die größte Gravitationsenergie. Diese Gravitationsenergie müssen sie mit zunehmender Entfernung an immer mehr Raumteilchen weitergeben. Die Energie wird also unter immer mehr Raumteilchen aufgeteilt. Deshalb nimmt mit zunehmender Enfernung die Gravitationskraft pro Raumeinheit ab.

Wie soll denn durch deine Teilchen die Raumausdehnung erklärt werden?
Deine Teilchen übertragen ja die Gravitation, wirken also anziehend, wieso Bewegen sich also die "Galaxien" von uns weg?

Nicht einfach anziehend! Nochmal: Ein Raumteilchen überträgt Energie an ein anderes Raumteilchen. Dieses nimmt die Energie auf und sendet, so aufgeladen, eine Kraft in die entgegengesetzte Richtung aus. Diese Kraft wiederum wirkt nur auf Masseteilchen. Die Gravitation wirkt also so wie wir sie kennen (Ich erkläre es aber gern noch hundert mal )

Die Ausdehnung des Raumes hatte ich ganz am Anfang erklärt, aber ich fasse es nochmal zusammen:

Virtuelle Raumteilchen entstehen und vergehen fortwährend. Ein Raumteilchen stellt dabei einen Punkt im Raum dar. Es ist also die kleinste Raumeinheit und besitzt eine feste Koordinate. Wird ein Raumpunkt frei (durch das Verschwinden eines Teilchen) entsteht dort (bedeuted mit diesen Koordinateneigenschaften) sofort wieder ein Raumteilchen.

Die Raumausdehnung kann nun auf 2 verschiedene Arten ablaufen.

1. Die Energie eines jeden virtuellen Teilchens erhöht sich, sprich seine Ausdehnung. Mit dem Energieerhaltungssatz gibt es keine Probleme, da nur eine größere Menge Energie geborgt wird. Da es wieder verschwindet bleibt die Summe der Energien 0. Die Ursache für die Zunahme der geborgten Energien ist noch unklar.

oder

2. Die Anzahl der virtuellen Teilchen erhöht sich. Es entstehen Raumteilchen mit neuen Koordinaten. Sie schieben sich bezüglich der Koordinateniegenschaften zwischen zwei vorhandene Teilchen. Oder anders ausgedrückt, es entstehen schneller neue virtuelle Raumteilchen als vergehen. Ob jetzt hierfür zusätzliche Energie benötigt wird, ist zu diskutieren.

In beiden Fällen wird die ursprüngliche Entfernung zwischen zwei Raumteilchen, sprich zwischen zwei Raumpunkten, größer.

Bei kleineren Entfernungen zwischen Himmelskörpern behält die Gravitation die Oberhand, da die Raumausdehnung hier minimal ist. Bei größeren Entfernungen summiert sie sich zu einer beträchtlichen Zunahme der Entfernung, die die Gravitation nicht mehr ausgleichen kann. Deshalb entfernen sich die Galaxien von uns.

Welche Variante wahrscheinlicher ist und wo die energetischen Ursachen liegen muss weiter ergründet werden. Ich habe auf jeden Fall gezeigt, dass sich der Raum, bestehend aus den virtuellen Raumteilchen, ausdehnen kann. Wohingegen mit der derzeitigen Theorie (Raum = Nichts) eine Raumausdehnung prinzipiell unmöglich ist.

Gruß
Tilo

Zitat TiloS:
"Sie entstehen und vergehen, wie alle virtuellen Teilchen. Überall deshalb, weil ein Raumteilchen einen Punkt im Raum definiert."

Nun worauf ich eigentlich raus wollte ist das die virtuellen Teilchen die meiste Zeit nicht da sind, und wenn sie da sind Existieren sie nur für sehr kleinen Zeitraum.

Den 2. Teil deines Satzes kannst du glaube ich nicht so stehen lassen, da wenn die Raumteilchen eine Punkt im Raum definieren ist ihr Ort genau bekannt. Das ist eine Verletzung der Heisenbergschen Unschärfe Relation. Das Ort und Impuls nicht genau bestimmbar sind.



Zitat: "Ein Masseteilchen gibt seine Gravitationskraft an die umliegenden bzw. überlagerten Raumteilchen weiter. Diese umliegenden sind am Anfang eine relativ kleine Anzahl, sie besitzen anteilig die größte Gravitationsenergie. Diese Gravitationsenergie müssen sie mit zunehmender Entfernung an immer mehr Raumteilchen weitergeben. Die Energie wird also unter immer mehr Raumteilchen aufgeteilt. Deshalb nimmt mit zunehmender Enfernung die Gravitationskraft pro Raumeinheit ab."  

Sehr gute Erklärung.



Zitat:" 1. Die Energie eines jeden virtuellen Teilchens erhöht sich, sprich seine Ausdehnung. Mit dem Energieerhaltungssatz gibt es keine Probleme, da nur eine größere Menge Energie geborgt wird. Da es wieder verschwindet bleibt die Summe der Energien 0. Die Ursache für die Zunahme der geborgten Energien ist noch unklar."

Nun Masse/Energie hat nicht direkt was mit dem Volumen zu tun, hier gibt es ja das schöne Beispiel mit den 1kg Federn und dem 1kg Blei. Was wiegt mehr?


Die größere Energie sorgt aber dafür, dass die "Lebensdauer" des Raumteilchens sinkt.
dE * dT < hQuer/2
Nun haben wir ja auch noch die angegebene Ausdehnung und die maximale Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation.
Da nun die Länge der Strecke („im Raumteilchen“) steigt die die Gravitation zurücklegen muss und die Zeit sinkt in der sie es kann.
Kann entweder die Gravitation nicht mehr übertragen werden oder sie muss mit einer Geschwindigkeit größer C übertragen werden.
(Wenn du einen Zusammen hang der Ausdehnung deiner Teilchen und ihrer Energie hast, kannst du mit der Formel Oben und der Lichtgeschwindigkeit ihre Maximale Ausdehnung bestimmen.)  

Das die Zunahme der geborgten Energie unklar ist natürlich schade, weil du damit nicht mehr erklären kannst wieso sich das Universum ausdehnt.


Zitat TiloS:" 2. Die Anzahl der virtuellen Teilchen erhöht sich. Es entstehen Raumteilchen mit neuen Koordinaten. Sie schieben sich bezüglich der Koordinateniegenschaften zwischen zwei vorhandene Teilchen. Oder anders ausgedrückt, es entstehen schneller neue virtuelle Raumteilchen als vergehen. Ob jetzt hierfür zusätzliche Energie benötigt wird, ist zu diskutieren."



Deine 2. Aussagehier gefällt mir Persönlich viel besser und über ein paar Sachen muss ich mal in Ruhr nachdenken.
Nun was die Energie angeht, da im Durchschnitt jetzt immer (mehr) Teilchen da sind brauchst du Energie und es muss geklärt  werden wo die Energie her kommt.




Zitat:" Bei kleineren Entfernungen zwischen Himmelskörpern behält die Gravitation die Oberhand, da die Raumausdehnung hier minimal ist. Bei größeren Entfernungen summiert sie sich zu einer beträchtlichen Zunahme der Entfernung, die die Gravitation nicht mehr ausgleichen kann. Deshalb entfernen sich die Galaxien von uns."

Nun wenn ich deine Theorie, in richtig verstanden hab Endstehen die Raumteilchen gleichmäßig. Also 1m Raum ist nach der Zeit t um so und soviel großer geworden.
Zwar Summiert sich der Effekt über größere Abstände sollte aber auch schon bei kleineren da sein. Und die Erklärung mit der Gravitation Funktionieret nicht so einfach.
Wenn z.B. die Erde genau den Richtigen abstand zu Sonne hätte um den Effekt auszugleichen, müssten die Planeten, die weiter von der Sonne weg sind sich ja entfernen.


Zitat:" Wohingegen mit der derzeitigen Theorie (Raum = Nichts) eine Raumausdehnung prinzipiell unmöglich ist. "

Nun nach der Relativitätstheorie ist die Raumausdehnung möglich und ein Statisches Universum die Ausnahme. Mal als Schlagwort dazu : "Kosmologische Konstante".
Die Relativitätstheorie hat eigentlich, dass gleiche Problem welche sich auch in deiner Theorie wider findet. Wo kommt die Energie für die Beschleunigte Expansion her.

Den 2. Teil deines Satzes kannst du glaube ich nicht so stehen lassen, da wenn die Raumteilchen eine Punkt im Raum definieren ist ihr Ort genau bekannt. Das ist eine Verletzung der Heisenbergschen Unschärfe Relation. Das Ort und Impuls nicht genau bestimmbar sind.

Die Grundannahme, dass ein Raumteilchen ein Raumpunkt ist, möchte ich beibehalten. Ob jetzt dieses Raumteilchen auch diesen Schwingungen unterworfen ist, ist eine andere Frage.

Übrigens fehlt ja eine Erklärung für die Heisenbergsche Unschärfe Relation auch noch.
Evtl. lässt sie sich ja gerade mit diesen virtuellen Raumteilchen erklären. So ist der Ort und Impuls eines "normalen" Teilchens zu einem Zeitpunkt deshalb nicht definierbar, weil der Raum selber ständigen Fluktuationen unterworfen ist. Evtl. ist zu einem definierten Zeitpunkt gerade ein Raumpunkt verschwunden, und das "normale" Teilchen muss sich von Raumpunkt zu Raumpunkt hangeln, was seine Wellenbewegung erklärt.

Zitat:" Bei kleineren Entfernungen zwischen Himmelskörpern behält die Gravitation die Oberhand, da die Raumausdehnung hier minimal ist. Bei größeren Entfernungen summiert sie sich zu einer beträchtlichen Zunahme der Entfernung, die die Gravitation nicht mehr ausgleichen kann. Deshalb entfernen sich die Galaxien von uns."

Nun wenn ich deine Theorie, in richtig verstanden hab Endstehen die Raumteilchen gleichmäßig. Also 1m Raum ist nach der Zeit t um so und soviel großer geworden.
Zwar Summiert sich der Effekt über größere Abstände sollte aber auch schon bei kleineren da sein. Und die Erklärung mit der Gravitation Funktionieret nicht so einfach.
Wenn z.B. die Erde genau den Richtigen abstand zu Sonne hätte um den Effekt auszugleichen, müssten die Planeten, die weiter von der Sonne weg sind sich ja entfernen.

Der Effekt sollte auch bei kleineren Entfernungen da sein. Aber ich denke die Gravitation kann das doch ausgleichen. Asteroiteneinschläge können auch ausgeglichen werden. Bei diesen Entfernungen schätze ich die Raumausdehnung als sehr gering ein. Außerdem verändern sich die Planetenbahnen mit der Zeit tatsächlich. Was jetzt auf welchen Effekt zurückzuführen ist, ist schwer zu sagen.

Gruß
Tilo

Zitat:" Die Grundannahme, dass ein Raumteilchen ein Raumpunkt ist, möchte ich beibehalten. Ob jetzt dieses Raumteilchen auch diesen Schwingungen unterworfen ist, ist eine andere Frage."

Nun leider Macht die Physik nicht immer was man möchte.

Die heisenbergsche Unschärferelation ist halt ein Punk mit der du deine Theorie in Einklang, bringen musst. Vor allem wenn du einen Teil deiner Erklärung (Vakuum Fluktuationen) darauf aufbaust.
Die nächste Sache die du beachten musst ist, dass du durch deinen festen Raumpunkt ein bevorzugtes Bezugssystem schaffst. Hier musst du schauen wie du es mit der Relativitätstheorie in Einklang bringst, die ja grade ein bevorzugtes Bezugssystem abgeschafft hat.


Zitat:" Der Effekt sollte auch bei kleineren Entfernungen da sein. Aber ich denke die Gravitation kann das doch ausgleichen. Asteroiteneinschläge können auch ausgeglichen werden. Bei diesen Entfernungen schätze ich die Raumausdehnung als sehr gering ein. Außerdem verändern sich die Planetenbahnen mit der Zeit tatsächlich. Was jetzt auf welchen Effekt zurückzuführen ist, ist schwer zu sagen."

Mit der Hubbelkonstant, hast du ja einen Wert an dem du bestimmen kannst, wie groß ungefähr deine Raumausdehnung sein muss. Wenn du nun erstmal ein Einfachs 2 Körper Problem betrachtest, wie z.B. Erde Mond. Kannst du Überschlagen ob die Gravitation groß genug ist um die Raum Ausdehnung auszugleichen.
    

MFG
Björn

Hi Tilo

Ich denk das könnte dich intressieren:
http://www.3sat.de/mediathek/?obj=8018

bin beim durch Zappen im Fernsehen zufällig drauf gestoßen.

Falls der Link nicht Klappt.

3Sat
Nano
Ein körniges Weltall lässt den Quantenschaum brodeln

Die heisenbergsche Unschärferelation ist halt ein Punk mit der du deine Theorie in Einklang, bringen musst. Vor allem wenn du einen Teil deiner Erklärung (Vakuum Fluktuationen) darauf aufbaust.

Das habe ich ja gemacht. Wenn die virtuellen Raumteilchen die Ursache für die heisenbergsche Unschärferelation wäre, dann müssten sie ihr nicht unbedingt unterworfen sein. Wie gesagt, dieses "brodelnde Universum" bedingt durch die Fluktuationen der Raumteilchen (Raumpunkte) sehe ich auch als Ursache für diverse Quanteneffekte.

Die nächste Sache die du beachten musst ist, dass du durch deinen festen Raumpunkt ein bevorzugtes Bezugssystem schaffst. Hier musst du schauen wie du es mit der Relativitätstheorie in Einklang bringst, die ja grade ein bevorzugtes Bezugssystem abgeschafft hat.

In meiner Theorie lassen sich die Entfernungen der Raumpunkte durch Einwirkung von Energien stauchen und strecken. Die Raumpunkte bleiben dieselben Raumpunkte, können aber unterschiedliche Entfernungen zueinander haben. Lichtstrahlen würden dann dieser Krümmung folgen, da die Bewegung der Photonen von einem Raumpunkt zum nächsten genau definiert ist.

Ich gebe aber zu, über den Einklang der virtuellen Raumteilchen mit der Relativitätstheorie müsste man sich noch einige Gedanken mehr machen.

Gruß
Tilo

Hallo TiloS,
mir gefällt deine Theorie, obwohl noch einiges unklar ist, sehr gut:
-Sie erklärt die Ausdehnung (leider nicht die beschleunigte) des Raums.
-Sie erklärt die Übertragung der Gravitation .
-Sie bietet eine Lösung zur Vereinigung von Quantenmechanik und Relativitätstheorie an. (Leider ist sie an diesem Punkt noch nicht ganz ausgereift.)

Hallo TiloS,
mir gefällt deine Theorie, obwohl noch einiges unklar ist, sehr gut:
-Sie erklärt die Ausdehnung (leider nicht die beschleunigte) des Raums.
-Sie erklärt die Übertragung der Gravitation .
-Sie bietet eine Lösung zur Vereinigung von Quantenmechanik und Relativitätstheorie an. (Leider ist sie an diesem Punkt noch nicht ganz ausgereift.)

Hallo spacer,
danke! Ich sehe Deine Einschätzung über diese Theorie momentan auch so.

Vielleicht könntest Du oder andere weiter mit daran feilen. Bei der Relativitätstheorie gibt es noch so einige Gebeite zu behandeln.
z.B.:
-Zeitdilatation,
-Lorentzkontraktion,
 etc.
weiterhin
-Möglichkeiten für eine beschleunigte Ausdehnung des Raumes bzw. energetische Ursachen

Ich bleibe aber auf jeden Fall auch am Ball.

Gruß
Tilo

Mal einwenig zur Dunklen Energie und der Expansion:

http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=10393

Ich bin zwar gerade dabei in meiner Theorie eine Beziehung der Raumausdehnung zu Masse/Energie zu finden, das ist aber noch nicht spruchreif. Vorher möchte ich erstmal mein Verständnis über die Berechnungen der Raumausdehnung verbessern.

Ich lese immer die "Dunkle Energie", die ca. 70% der Energiedichte unseres Universums ausmachen soll, ist nur für die beschleunigte Ausdehnung verantwortlich. Andererseits wirkt die uns bekannte Energie/Masse der Raumausdehnung entgegen.
In dieser Logik fehlt mir eine Energie, und zwar die, aufgrund der sich das Universum überhaupt ausdehnt, bzw. aufgrund der das Universum nicht in sich zusammenfällt. Der Masse/Energie, die das Zusammenziehen des Raumes bewirkt, muss doch sowieso etwas entgegenwirken. Die uns bekannte Masse alleine würde ja nur den Raum zusammenziehen, oder sehe ich das falsch? Wenn da nichts entgegenwirken würde, wäre es überhaupt nicht zu irgendeiner Ausdehnung gekommen.

Auch das Spiel mit der kosmologischen Konstante, die Einstein ins Spiel brachte ist etwas verwirrend. Nach derzeitiger Ansicht ist die kosmologischen Konstante auch nur für die beschleunigte Ausdehnung von Nutzen, also äquivalent zur "Dunklen Energie".

Was lässt dann in den Gleichungen von Einstein (ohne kosmologische Konstante) das Universum überhaupt existieren bzw. ausdehnen?
Würden diese Gleichungen auch in der Frühphase des Universums funktionieren, als Materie/Energie noch extrem dicht zusammen war, und eigentlich die Gravitation eine Expansion verhindert haben müsste?

Gruß
Tilo

Nun um die Sache mal vereinfacht dazustellen.

Es ist so Ähnlich wie mit einer Rakete, ich sorge für eine große Explosion (Im fall des Universums der Big Bäng) und schieße die Rakete nach oben. Wenn die Rakete nicht schnell genug ist stützt sie auf die Erde zurück (Big Crunch), wenn sie schnell genug ist fliegt sie ins All hinaus und in aller Ewigkeit von der Erde weg.

Dass ist zwar jetzt hier nicht so ausführlich, aber ich denk mal ganz gut verständlich und anschaulich.

Nach Deiner Erklärung wäre die dunkle Energie für die Ausdehnung sowieso nötig, nicht nur für die beschleunigte.

Eigentlich wäre das für mich auch logischer. Aber wieso lese ich dann überall, dass die dunkle Energie nur für die beschleunigte Ausdehnung verantwortlich ist. Außerdem ergeben die Einsteinschen Gleichungen auch ohne kosmologische Konstante ein expandierendes Universum. Was ist jetzt richtig?

Also ganz so einfach ist es wohl doch nicht.

Äh ich hab mich da wohl nicht klar genug ausgedrückt.
Wir hatten ja einen Uhrknall, dass ist unsere Anfangsbedingung. Durch diese "Explosion" expandiert das Universum. Wir brauchen also keine neue Energie mehr, so wie bei einer Rakete, die Erdanziehung hinter sich gelassen hat und nun raus in All fliegt, wenn keine weitere Kraft mehr auf sie einwirkt fliegt sie immer weiter im "gleichen" Tempo von der Erde weg.

Abgesehen davon dass der Urknall keine Explosion war, gehe ich trotzdem mal auf den Vergleich mit der Rakete ein.

Bei der Rakete wird die Energie der Explosion umgewandelt in Bewegungsenergie. Die Rakete hat also während des Fluges kinetische Energie, ohne die würde sie nicht höher kommen. Sie hat also ständig Energie. Auch wenn sie die Erdanziehung hinter sich gelassen hat, hat sie weiterhin ständig kinetische Energie.
In Deinem Beispiel ist analog dazu ist die Energie des Urknalls die Ursache für die Expansion. Um ständig weiter zu expandieren, muss dieser aber auch ständig eine Energie besitzen (analog zur kinetischen Energie bei der Rakete).

Letztendlich ist bei beiden Fällen egal woher die Energie ursprünglich kommt. Fakt ist die Rakete hat kinetische Energie, sonst würde sie sich nicht bewegen.
Der Raum dehnt sich weiterhin aus. Welche Energie hat also derzeit der Raum (abgesehen von der dunklen Energie für die beschleunigte Expansion)?

Nun wir haben ja die Energieerhaltung. Also Energie geht nicht verloren.

Schauen wir uns doch einfach mal ein Rakete an die es nicht Schaft. Nach der "Explosion" hat sie eine kinetische Energie (E_kin) von ½ m*v^2. Nun wird die E_kin in Potenzielle Enegie (E_pot) m*g*h umgewandelt. Wenn E_kin = E_pot fällt die Rakete wider zur Erde zurück. So können wir z.B. die Steighöhe berechnen h= ½ m*v^2/g*m= ½ v^2/g.

Wenn die Rakete wider auf die Erde zurückfällt wird ihre E_pot wieder in E_kin umgewandelt. Und geht bei Aufschlag auf die Erde in Reibung, Verformung usw. über.

Nun haben wir ja hier g als Konstant betrachtet, da aber die Erdanziehung mit ihren abstand abnimmt, können wir wenn unsere Anfangsenergie groß genug ist die Erde verlassen.
Zu der Herleitung der "Fluchtenergie" E_f, kommen wir übers Gravitationsgesetz und haben dann.

E_f = G*m*m0/r.
Setzen wir dass mir der E_kin gleich folgt.

½ m*v^2 = G*m*m0/r
=>      v = Wurzel(2*m0/r).


    

Nun wie Gesagt Zitat:" Nun um die Sache mal vereinfacht dazustellen."

Und
"Dass ist zwar jetzt hier nicht so ausführlich, aber ich denk mal ganz gut verständlich und anschaulich. "

Wenn du eine genau Beschreibung möchtest, solltest du dir mal die Friedman-Gleichungen anschauen. Sie beschreiben innerhalb der ART, die Expansion des Universums.
Hier mal der Wiki. Link: http://de.wikipedia.org/wiki/Friedmann-Gleichungen

Ich wollte nur deutlich machen, dass Deine Aussage: "Eine Rakete braucht keine Energie (außerhalb der Erdanziehung), damit sie immer im Gleichen Tempo fliegt" falsch war. Sie braucht natürlich keine zusätzliche Energie, aber sie besitzt Energie.

Genau, Energie geht nicht verloren, und deshalb muss auch der Raum Energie besitzen, wenn er sich im gleichen Tempo (angenommen) ausdehnt.
(Dies nur angenommen für den Fall, dass wirklich eine Energie des Urknalls die Ursache für die Expansion wäre, wie Du beschrieben hast. Ich sehe das anders, aber dazu später mehr.)


Da Du Dich so gut mit Formeln auskennst, finde ich wir sollten mal die Friedmann-Gleichungen genau unter die Lupe nehmen. Ich möchte einfach nur wissen welcher Parameter hier wie wirkt. Am besten nur die relevanten Parameter und ob sie positiv oder negativ auf die Ausdehnung wirken.

Da haben wir also diese Gleichung:


H beschreibt die Expansionsrate.
Als wirklich relevanter Parameter für die Ausdehnung erscheint mir hierbei "[ch961]" die totale Energiedichte (inklusive der kosmologischen Konstanten). Was mir dabei bemerkenswert erscheint, ist dass "p" nicht unterteilt wird in gravitative Energie und antigravitative Energie, sondern es ist nur ein Parameter.
Wie ist das zu deuten? Wenn "p" nur aus Sternenmasse bestehen würde, würde dann die Expansion genauso aussehen. Nach dieser Gleichung sieht es so aus, ich lasse mir aber auch gern etwas anderes erklären.

Gruß
Tilo

Tilo: Du möchtest etwas über die Friedmann-Gleichungen wissen. Find ich gut.

Mit "p" meist du das Rho in der Friedmann Gleichung.

Der grosse Buchstabe vor der Gleichung bezeichnet die Hubble-Konstante
(bei Friedmann ist die Hubble Konstante nicht mehr konstant sondern sie verändert sich,
wird also zeitabhängig - nur gegenwärtig ist sie ca. 71 km/sec pro MegaParsec).
Wenn H wachsen soll (und das möchtest Du ja) muß also der erste Term der Friedman-Gleichung
immer größer werden. Hast Du vollkommen richtig erkannt.

Der Vollständigkeit halber: Der zweite Term könnte auch kleiner oder sogar negativ werden.
Wenn man sich die Parameter etwas genauer anschaut, hätte ich Schwierigkeiten so etwas zu begründen.

Das Rho muß also wachsen - gut.
Im Rho (der totalen Energiedichte des Universums - viele einzelne Einzelenergiedichten tragen dazu bei) stecken unter
anderem Deine virtuellen Teilchen drin.  Einige Energien (z.B. die Gravitation) beschreiben dabei Bindungs-Energien (Expansion wird verlangsamt) und andere Energien tragen zur Expansion des Universums bei (Kandidat wäre die dunkle Energie, über die wir leider kaum etwas wissen). Standart-Folklore der Fans von virtuellen Teilchen:  Da der Raum ja immer größer wird, gibt es auch immer mehr virtuelle Teilchen und so steigt das Rho immer mehr an. Gefällt?

Wenn es die virtuellen Teilchen wirklich geben sollte und sie nicht nur "erfunden" worden sind,
um einige Abweichungen von Messungen von der Theorie zu begründen (z.B. die Fein-Struktur von Spektrallinien)
Sag mir doch einmal, wie man virtuellen Teilchen messen kann. Ich möchte gern ein einzelnes virtuelles Teilchen messen , ob es gerade da ist oder nicht.

Immer wieder kam von Dir das Argument, daß ein virtuelles Teilchen einen Raum-Punkt definiert.
Wie kann ein virtuelles Teilchen (auch ein virtuelles Teilchen wäre ein Teilchen und damit ausgedehnt)
nur in einem Punkt existieren? Es müßte doch ein Volumen einnehmen. Stimmt das so oder nicht?

Die Friedmann Gleichung kann man auch als Differential schreiben. Und dann macht das Rechnen
damit noch viel mehr Spaß.

Matjes

Zitat:""Eine Rakete braucht keine Energie (außerhalb der Erdanziehung), damit sie immer im Gleichen Tempo fliegt" falsch war."

Ich habe nicht gesagt, dass eine Rakete die mit gleichem Tempo fliegt keine Energie hat. Sondern das sie mit gleichen Tempo weiterfliegt wenn keine Kraft auf sie einwirkt.



Zitat:" Genau, Energie geht nicht verloren, und deshalb muss auch der Raum Energie besitzen, wenn er sich im gleichen Tempo (angenommen) ausdehnt."

Was für eine Energie soll den ein m^3 haben.



Zitat:" Wie ist das zu deuten? Wenn "p" nur aus Sternenmasse bestehen würde, würde dann die Expansion genauso aussehen. Nach dieser Gleichung sieht es so aus, ich lasse mir aber auch gern etwas anderes erklären."

Nun Matjes hat hier ja schon einiges Erläutert, hier noch in paar Sachen um es vielleicht zu ergänzen.
Wenn "p"nur aus Sternmassen bestehen würde, würde der Wert für "p"anders aussehen, ich denke mal du hättest gerne dass man nach den ?einzelnen? Werten unterscheidet, wie z.B. Dunkle Energie.
Das können wir auch wenn wir die Gleichung umstellen und Dimensionslosegrößen einführen. Denn so genanten Dichteparametern, diesen könne wir dann bestimmte Energieformen bzw. Energiedichten zuordnen.

Dann haben wir:
(O für Omega und mit _ sind die Indices Angestellt z.B. O_m = Omega Materie)



 Baryonische und Dunkle Materie

O_m = 8pi*G*p_m_0  /  3* H_0^2

mit
H_0 = Hubbel const. (0 für die Gegenwart also, jetzt)
G = Gavitations const.
p_m_0= Energiedichte Materie (jetzt)




Dunkler Energie oder Lambda-Term,

O_A = A*C^2  /  3*H_0^2

mit
A (Lambda) = Kosmologische Konstante/ Dunkle Energie /zeitlich konstante Energiedichte
               = 8*pi*G*p_vac / C^4





elektromagnetische Strahlung,

O_rad ca. 10^-4



Krümmungsvorzeichen der globalen Raumzeit.

O_k = - k*C^2/ R_0^2*H_0^2
  
mit

k = -1,0,1
R_0 mit R(t) dt = H(t)




Nun damit bekommen wir die die Gleichung.

1 - O_m ? O_A ? O_rad := O_k


(Ok ich muss zugeben, ich musste Nachschauen )

Der grosse Buchstabe vor der Gleichung bezeichnet die Hubble-Konstante
(bei Friedmann ist die Hubble Konstante nicht mehr konstant sondern sie verändert sich,
wird also zeitabhängig - nur gegenwärtig ist sie ca. 71 km/sec pro MegaParsec).
Wenn H wachsen soll (und das möchtest Du ja) muß also der erste Term der Friedman-Gleichung
immer größer werden. Hast Du vollkommen richtig erkannt.

Der Vollständigkeit halber: Der zweite Term könnte auch kleiner oder sogar negativ werden.
Wenn man sich die Parameter etwas genauer anschaut, hätte ich Schwierigkeiten so etwas zu begründen.
Das Rho muß also wachsen - gut.

Nur nochmal damit ich es richtig verstehe, wenn Rho gleich bleibt, dann bleibt die Expansionsrate gleich (bei gleichem 2.Term), also der Raum expandiert gleichmäßig, richtig? Und nur für die beschleunigte Expansion müsste Rho wachsen oder das "a" muss sich ändern? Was ist denn eigentlich das "a"? Mir war so als wäre es irgend etwas zeitabhängiges. Wenn dem so wäre, dann würde sich doch die Expansionsrate sowieso im Laufe der Zeit ändern, auch bei gleichbleibender Energiedichte. Also ich bin noch nicht davon überzeugt, dass die Energiedichte des Universums zunimmt. Das würde ja auch den Energieerhaltungssatz verletzen. Obwohl das nicht unmöglich sein muss, finde ich das eher unwahrscheinlich.

Sag mir doch einmal, wie man virtuellen Teilchen messen kann. Ich möchte gern ein einzelnes virtuelles Teilchen messen , ob es gerade da ist oder nicht.

Immer wieder kam von Dir das Argument, daß ein virtuelles Teilchen einen Raum-Punkt definiert. Wie kann ein virtuelles Teilchen (auch ein virtuelles Teilchen wäre ein Teilchen und damit ausgedehnt) nur in einem Punkt existieren? Es müßte doch ein Volumen einnehmen. Stimmt das so oder nicht?

Ich nehme an, man kann es deswegen nicht messen, weil es zu kurz da ist oder die Messgeräte noch nicht sensibel genug sind. Abgesehen davon kann man die dunkle Energie auch icht messen, aber sie muss da sein. Ich würde es sogar für möglich halten, dass die Energie des Raumes die dunkle Energie ist. Wenn dem so wäre, dann würde sich der Raum von alleine ausdehnen, aufgrund der Energie, die er besitzt. Und nur die Materie hält das etwas auf.
Die Definition, ein Raumteilchen ist ein Punkt ist nur praktisch zu verstehen und nicht mathematisch. Mathematisch ließe das Teilchen sich weiter unterteilen, aber praktisch ist es die kleinste Raumeinheit, das Ganze bei der Annahme das ein Energiequant die kleinste Energieeinheit ist.

Palin: Was für eine Energie soll den ein m^3 haben.

Das habe ich eigentlich Dich gefragt, weil die Rakete ja auch Energie hat ;-). Es geht nur darum, dass er eine Energie haben muss. Welche? Eventuell die dunkle Energie, da will ich mich aber noch nicht festlegen.

Wenn "p"nur aus Sternmassen bestehen würde, würde der Wert für "p"anders aussehen, ich denke mal du hättest gerne dass man nach den ?einzelnen? Werten unterscheidet, wie z.B. Dunkle Energie.
Das können wir auch wenn wir die Gleichung umstellen und Dimensionslosegrößen einführen. Denn so genanten Dichteparametern, diesen könne wir dann bestimmte Energieformen bzw. Energiedichten zuordnen.

Genau das habe ich gemeint. Ok, das leuchtet mir ein. Nur damit ich Deine Gleichung richtig verstehe:
1 - O_m ? O_A ? O_rad := O_k
Welche Operation ist mit dem "?" gemeint?

Danke Euch beiden.

Hi TobiS

a(t) dt /a(t) = H(t)

Du hast es hie mit einer Differenzial-Gleichung zu tun.
Wo grob gesagt die Werte der Einen Funktion von Werten der Anderen Abhängig sind und umgekehrt.
Solche Funktionen sind nicht unbedingt ?trivial? zu lösen.

Aber ja roh ist bei der Friedman Gleichung ein wichtiger Parameter.





Zitat:" Also ich bin noch nicht davon überzeugt, dass die Energiedichte des Universums zunimmt. Das würde ja auch den Energieerhaltungssatz verletzen."

Nun ein Zunahme der Energiedichte bedeutet nicht automatisch eine Zunahme der Energie.

Zitat

Palin: Was für eine Energie soll den ein m^3 haben.

Das habe ich eigentlich Dich gefragt, weil die Rakete ja auch Energie hat ;-). Es geht nur darum, dass er eine Energie haben muss. Welche? Eventuell die dunkle Energie, da will ich mich aber noch nicht festlegen.

Also ein m^3 hat eine Energie von 0.
Da die Enegie in der Physik definiert ist mit den Einheit kg m^2/s^2.
Ok ist ein bisschen Klugscheißerisch.
Aber schau dir mal in ruhe die Bedeutung / Definition von Kraft, Energie u.s.w. .



Zitat:" Genau das habe ich gemeint. Ok, das leuchtet mir ein. Nur damit ich Deine Gleichung richtig verstehe:
1 - O_m ? O_A ? O_rad := O_k  
Welche Operation ist mit dem "?" gemeint?"

Äh mein Fehler ? = - .

=>1 - O_m - O_A - O_rad := O_k  

Ich hab kein Ahnung wie das ? darein kommt.