Topologie des Universums

Real schrieb in Beitrag Nr. 1403-82:

Die Expansion des Universums durch Druck zu erklären ist sogar einfach ...

. . . Nimmt man dann noch die seit Ewigkeit anhaltende Emmission des Licht durch sämtliche Materie des Kosmos hinzu, sehe ich genügend Gründe für die Expansion.

Nur beruhen diese Gründe halt auf Druck - da müßte der eine oder andere mal umdenken.

Hallo Real,

wie stellst du dir das vor? Materie emittiert permanent Licht und das Universum platzt aus allen Nähten?
Ein Perpetuum Mobile par exellance?
Was ist mit dem Energieerhaltungssatz?
Ist es nicht eher so, dass die Energie, die Materie in Form elektromagnetischer Strahlung emittiert, für die Materie verloren geht und die Energie im Universum sich nicht vermehrt? Oder warum muss man in einem Atomkraftwerk immer wieder neue Uranstäbe nachschieben?

Auch die Gravitation mit einem Druck von außen zu erklären läßt viele Fragen offen.
Druck ist Kraft pro Fläche. Woher kommt diese Kraft und was ist bei dir eigentlich außen? Außerhalb des Universums? Und wieso sollte ein Druck von außen das Universum expandieren lassen?

Vielleicht solltest du da einmal umdenken.

mfg okotombrok

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1403-71:

Allgemein versteht man nach meiner Vorstellung darunter eine positive Geschwindigkeitsänderung. Wenn ich für ein Objekt eine Geschwindigkeit (Bewegung) angebe, kann ich dies nur im Verhältnis zu einem als ruhend angenommenen (häufig unausgesprochen) Bezugssystem. Was für die Angabe einer Geschwindigkeit gilt, gilt genauso für eine Geschwindigkeitsänderung. Auch diese kann ich nur im Verhältnis zu einem als ruhend gedachten Bezugssystem angeben.

Hallo Harti,

das siehst du falsch.
Die Geschwindigkeit ist relativ, hingegen die Beschleunigung ist absolut. Dies gilt sowohl in der Physik Newtons und insbesondere auch bei Einsteins SRT.

Kennst du Newtons Experiment mit dem sich drehenden Wassereimer? Da versuchte Newton die Relativierung der Beschleunigung nachzuweisen, was ihm aber nicht gelungen ist. Er beabsichtigte damit nachzuweisen, dass sich eine Beschleunigung auf seinen absoluten Raum bezieht. Newtons Irrtum: Es gibt keinen absoluten Raum, deshalb kann man auch die Beschleunigung nicht darauf beziehen.

Erst in Einsteins ART wird der Versuch unternommen, auch die Beschleunigung zu relativieren.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1403-73:

Wenn man sich schwebend in einer Kiste befindet, so kann nicht festgestellt werden, ob man sich im (annähernd) kräftefreien intergalaktischen Raum, oder im freien Fall im Gravitationsfeld z.B. der Erde befindet.

Hallo Okotombrok,

im Prinzip richtig, aber doch nicht ganz richtig.

1. Fall: Ein Aufzug (ungefähr 100m breit) schwebt kräftefrei im gravitationsfreien Raum.
Im Aufzug befinden sich frei schwebend zwei Tennisbälle. Ihr Abstand beträgt 100m. Der Abstand zwischen den beiden Tennisbällen bleibt während des ganzen Versuchs gleich. Ebenso unverändert bleibt der Abstand zum Aufzugboden.

2. Fall: Ein Aufzug (ungefähr 100m breit) fällt aus großer Höhe (vielleicht 1000km) zur Erde. Im Aufzug befinden sich frei schwebend zwei Tennisbälle. Ihr Abstand beträgt 100m. Während des freien Falls bleibt der Abstand der Tennisbälle zum Aufzugboden unverändert. Der Abstand zwischen den beiden Tennisbällen hingegen ändert sich langsam während des freien Falls. Und zwar bewegen sich die zwei Tennisbälle aufeinander zu.

Warum? Weil das Gravitationsfeld der Erde nicht homogen ist. Falls der Aufzug bis zum Erdmittelpunkt fallen könnte, dann würden sich die beiden Tennisbälle berühren.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1403-85:

2. Fall: Ein Aufzug (ungefähr 100m breit) fällt aus großer Höhe (vielleicht 1000km) zur Erde. Im Aufzug befinden sich frei schwebend zwei Tennisbälle. Ihr Abstand beträgt 100m. Während des freien Falls bleibt der Abstand der Tennisbälle zum Aufzugboden unverändert. Der Abstand zwischen den beiden Tennisbällen hingegen ändert sich langsam während des freien Falls. Und zwar bewegen sich die zwei Tennisbälle aufeinander zu.

Hallo Eugen,

wenn man aber nicht weiß, was nun Boden, Wände oder Decke des Fahrstuhls sind, kann es auch passieren, dass sich die Tennisbälle voneinander entfernen, dann nämlich, wenn sie übereinander angeordnet sind, weil einer der Tennisbälle sich näher am Gravitationszentrum befindet und einer stärkeren Beschleunigung ausgesetzt ist.
Kann man aber auch herausfinden, in welcher Richtung das Gravitationszentrum liegt? Dazu fällt mir nichts ein.

mfg okotombrok

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1403-83:

Hallo Real,

wie stellst du dir das vor? Materie emittiert permanent Licht und das Universum platzt aus allen Nähten?
Ein Perpetuum Mobile par exellance?
Was ist mit dem Energieerhaltungssatz?
Ist es nicht eher so, dass die Energie, die Materie in Form elektromagnetischer Strahlung emittiert, für die Materie verloren geht und die Energie im Universum sich nicht vermehrt? Oder warum muss man in einem Atomkraftwerk immer wieder neue Uranstäbe nachschieben?

Auch die Gravitation mit einem Druck von außen zu erklären läßt viele Fragen offen.
Druck ist Kraft pro Fläche. Woher kommt diese Kraft und was ist bei dir eigentlich außen? Außerhalb des Universums? Und wieso sollte ein Druck von außen das Universum expandieren lassen?

Vielleicht solltest du da einmal umdenken.

mfg okotombrok

Liest du auch mal die vorherigen Beiträge ?

Das die Sonnen unseres Universums permanent Licht emitieren ist nichts Neues und muß dir nicht erklärt werden.
Das angestrahlte Materie reflektiert, ist auch bekannt. Das unser Universum platzt ist nicht meine Interpretation, ich meine es expandiert.
Das Gravitation Druck des Äußeren aufs Innere ist, meint nicht außerhalb des Universums (???) , sondern die äußeren Schichten des Rotationskörpers , oder den Druck, den Novae machen, oder halt den Lichtdruck, der den Kosmos erfüllt und die erste Dimension (D1) darstellt.

Gravitation ist, wie ich schrieb, Druck der ersten Dimension auf die Zweite - das sind Quanten.

Hab leider grad wenig Zeit ... hoffe du verstehst mich jetzt etwas besser.
Sonst klick doch mal auf meinen Namen und lies einige meiner Beitäge, die zum Thema passen.

Werd mich aber morgen nochmal ausführlicher äußern.

Hallo Real,

Real schrieb in Beitrag Nr. 1403-87:

Das die Sonnen unseres Universums permanent Licht emitieren ist nichts Neues und muß dir nicht erklärt werden.
Das angestrahlte Materie reflektiert, ist auch bekannt.

ist mir bekannt. Mir ist aber auch bekannt, dass Materie Licht absorbiert.
Licht ist ein elektromagnetisches Feld, dessen kleinste Einheiten, Photonen, Energien zwischen Materie austauschen, nicht aber vermehren. Noch nie ist etwas beobachtet worden, was den Energieerhaltungssatz verletzt.

Zitat:

Das unser Universum platzt ist nicht meine Interpretation, ich meine es expandiert.

Dass es sich hier um keine naturwissenschaftlich haltbare Äußerung, sondern um eine flapsige Bemerkung zur Unterstreichung meiner Verwunderung handelt, ist offensichtlich.

Zitat:

Das Gravitation Druck des Äußeren aufs Innere ist, meint nicht außerhalb des Universums (???) , sondern die äußeren Schichten des Rotationskörpers . . .

Und was ist mit nichtrotierenden Körpern?
Was würde passieren, wenn die Rotation unseres Sonnensystems nachlassen würde? Würden die Planeten ins All "davonschweben" oder auf die Sonne fallen?

Zitat:

Gravitation ist, wie ich schrieb, Druck der ersten Dimension auf die Zweite - das sind Quanten.

Was verstehst du in diesem Zusammenhang unter "Druck"?
Druck ist in der Naturwissenschaft Kraft, die auf eine definierte Fläche wirkt. Dabei spielt wohl in erster Linie die elektromagnetische Kraft die entscheidende Rolle. Ist deiner Meinung nach Gravitation=E/M-Kraft?

mfg okotombrok

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1403-88:
Hallo Real,

Real schrieb in Beitrag Nr. 1403-87:

Das die Sonnen unseres Universums permanent Licht emitieren ist nichts Neues und muß dir nicht erklärt werden.
Das angestrahlte Materie reflektiert, ist auch bekannt.

ist mir bekannt. Mir ist aber auch bekannt, dass Materie Licht absorbiert.
Licht ist ein elektromagnetisches Feld, dessen kleinste Einheiten, Photonen, Energien zwischen Materie austauschen, nicht aber vermehren. Noch nie ist etwas beobachtet worden, was den Energieerhaltungssatz verletzt.

meine Antwort -
Das mit der EnergieErhaltung schreibst du dauernd , wo behaupte ich, das sich Energie vermehrt ?
Das Wort Reflektion beinhaltet die Wechselwirkung , dabei wird immer absorbiert. Nichts des so Trotz wird auch fast immer wieder etwas reflektiert .
Die EM - Impulse , die du Photonen nennst, stelle ich als eindimensionale Quanten in den Raum ( 1D )
Die Materie besteht in der Quanten-Physik aus Quarks und diese aus zweidimensionalen Quanten ( 2D ) , das sind auch EM-Impulse, drehen aber in LG im "Kreis" und bilden Flächen ... immer zwei oder drei Quanten zusammen machen ein Quark, das stell ich jetzt mal als Elementarteilchen so in den Raum ( 3D ).

Der EnergieAustausch zwischen den eindimensionalen EM-Impulsen und den zweidimensionalen EM-Impulsen stellt dann die Absorbzion dar. Die Reflektion ist dann wieder eindimensional und hinterläßt ein verändertes Quant ( 2D ) im Raum zurück. So ungefähr beschreibt es die QT.

Zitat:

Das unser Universum platzt ist nicht meine Interpretation, ich meine es expandiert.

Dass es sich hier um keine naturwissenschaftlich haltbare Äußerung, sondern um eine flapsige Bemerkung zur Unterstreichung meiner Verwunderung handelt, ist offensichtlich.

meine Antwort -
Man achte aber hierbei darauf, das die Anzahl der linearen Quanten ( 1D ), die aus Sonnen geschleudert werden, dauernd zumimmt.
Das zehrt zwar die Sonnen auf, aber das sind ja Materieansammlungen und damit dreidimensional.
Sie bestehen in ihrer Materie aus Quanten , die zweidimensional sind und senden via Fusion EM-Impulse aus, die eindimensional sind.

Zitat:

Das Gravitation Druck des Äußeren aufs Innere ist, meint nicht außerhalb des Universums (???) , sondern die äußeren Schichten des Rotationskörpers . . .

Und was ist mit nichtrotierenden Körpern?
Was würde passieren, wenn die Rotation unseres Sonnensystems nachlassen würde? Würden die Planeten ins All "davonschweben" oder auf die Sonne fallen?

meine Antwort -
Abgesehen vom tragenden Prinzip der Rotation ( alles dreht sich ) und der Unmöglichkeit des Zustandes, würde wohl das gleiche wie nach Newton passieren, nur aus einem anderen Grund. "Druck der ersten Dimension auf die Zweite."

Zitat:

Gravitation ist, wie ich schrieb, Druck der ersten Dimension auf die Zweite - das sind Quanten.

Was verstehst du in diesem Zusammenhang unter "Druck"?
Druck ist in der Naturwissenschaft Kraft, die auf eine definierte Fläche wirkt. Dabei spielt wohl in erster Linie die elektromagnetische Kraft die entscheidende Rolle. Ist deiner Meinung nach Gravitation=E/M-Kraft?

meine Antwort -
Nimm als Beispiel den LichtDruck ( lineare EM-Impulse / ( 1D )... er wirkt auf die zweidimensionalen Quanten ( 2D )ein und beeinflußt so die Materie( 3D ).
Es gibt aber nicht nur Lichtwellen im Kosmos und die Gravitation ist so auch noch nicht erklärt, aber dies ist der Weg, den ich aufzeigen will.

Ich benutze die Quanten-Physik und setze in die Variablen etwas ein. Die Dimensionen stammen aus der ART.

Hier noch einmal der Lorenz- Attraktor , der die Formel für ein Quant darstellen kann ...

http://www.math.tu-cottbus.de/INSTITUT/lsam/CompPhy...


Real

Wenn ich meinem Vorschlag für die TOE einen eigenen Namen geben soll, dann nenn ich sie Dimensions-Theorie.

Liebe Universumstopologen,

ich wage jetzt einmal ein unmögliches "Experiment":

Ich möchte eine Information über den kosmologischen Ereignishorizont hinaus zu einer Galaxie namens "B" versenden!

Hierzu wähle ich eine für mich sichtbare Galaxie "A" auf halber Strecke zum gewünschten Ziel aus und versende meine Information zunächst einmal dorthin.

Nun baue ich ein Teleskop auf und warte, bis ich sehe, dass meine Information bei Galaxie A angekommen ist. Da sich der Teilchenhorizont (= das, was wir im Universum beobachten können) ständig vergrößert, kann ich mit der Zeit mit meinem Teleskop in immer fernere Regionen des Alls vordringen (im Rosinenkuchenmodell vergrößert sich der Radius des Beobachtungshorizonts pro Jahr um ein Lichtjahr). Galaxie A gerät mir somit nicht aus dem Sichtfeld. Ich muss nur lange genug warten: irgendwann sehe ich, wie meine Information bei Galaxie A ankommt.

Aufgrund des kosmologischen Prinzips (alle Orte im Universum sind gleichberechtigt) sieht ein Beobachter in Galaxie B dasselbe wie ich, denn Galaxie B hat ja zu Galaxie A denselben Abstand, wie ich.

In dem Moment, in dem ich also die Information bei Galaxie A ankommen sehe, sieht also ein Beobachter in Galaxie B dieselbe Information. Die Information ist somit auch nach Galaxie B übertragen worden - was aufgrund der Definion des "Ereignishorizonts" nicht möglich sein kann.

Erkennt jemand den Fehler?

Claus schrieb in Beitrag Nr. 1403-92:

ich wage jetzt einmal ein unmögliches "Experiment":

Ich möchte eine Information über den kosmologischen Ereignishorizont hinaus zu einer Galaxie namens "B" versenden!

Hierzu wähle ich eine für mich sichtbare Galaxie "A" auf halber Strecke zum gewünschten Ziel aus und versende meine Information zunächst einmal dorthin.

Hallo Claus,

ich gehe davon aus, dass du deine Information mit Lichtgeschwindigkeit sendest. Dann wird Galaxie "A" dein Signal empfangen. Ebenso wirst du ein Signal von Galaxie "A" empfangen können, was heißt, du kannst ihn am Sternenhimmel sehen.
Um aber festzustellen ob dein Signal bei "A" angekommen ist, musst du warten, bis dein Signal von "A" reflektiert wird und zu dir zurück gekommen ist. Das wirst du aber nicht erleben, genau so wenig, wie Galaxie "B" dein Signal empfangen wird.
Warum?
Da sich der Raum zwischen dir und "A" während der Signalübertragung ausdehnt wird dein Signal quasi auseinandergezogen. Da nun "A" mehr als die Hälte des Ereignishorizontes von dir entfernt ist, wird die Frequenz deines Signals weniger als die Hälfte betragen, wenn sie "A" erreicht. Das gilt natürlich auch sowohl für den Rückweg wie auch für den weiteren Weg zur Galaxie "B". Die Frequenz des Signals wird wiederum um den gleichen Betrag reduziert, fällt auf Null zurück und erreicht somit weder dich, noch "B".

Wenn also davon die Rede ist, das Licht verhungere auf dem Weg zum Jenseits des Ereignishorizontes, so ist damit nicht gemeint, es verlöre aus Erschöpfung an Geschwindigkeit, sondern die Frequenz wird durch die Raumdehnung für dich und "B" gegen Null gehen und verliert somit seine Information.

Und wenn man davon ausgeht, dass Information die "Ursubstanz" des Universums ist, dann existiert ein Jenseits des Ereignishorizontes für uns gar nicht.

mfg okotombrok

Hallo Claus,
kann es sein, dass Du in Dein unmögliches Experiment einen Widerspruch eingebaut hast ?
Wenn alle Punkte des Universums den gleichen Abstand zum Ereignishorizont haben, hat A den gleichen Abstand zu B wie ich als Beobachter. Dann kann A aber nicht gleichzeitig auf halber Strecke zwischen mir und B liegen; denn dies würde bedeuten, dass der Abstand zwischen A und B nur halb so groß ist wie mein Abstand zu B.
MfG
Harti

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1403-86:

... wenn man aber nicht weiß, was nun Boden, Wände oder Decke des Fahrstuhls sind, kann es auch passieren, dass sich die Tennisbälle voneinander entfernen, dann nämlich, wenn sie übereinander angeordnet sind, weil einer der Tennisbälle sich näher am Gravitationszentrum befindet und einer stärkeren Beschleunigung ausgesetzt ist.

Hallo Okotombrok,

beim betrachteten Experiment des Fallens des Aufzugs in Richtung zum Mittelpunkt der Erde ist die Erd-Gravitationsfeldstärke sehr klein. Deshalb werden die übereinander angeordneten Tennisbälle ihren Abstand prinzipiell zwar ändern, die aber kaum messbar sein dürfte.

Anders ist es beim Fall in ein Schwarzes Loch. Hier vergrößern die übereinander angeordneten Tennisbälle mit zunehmender Geschwindigkeit ihren Abstand. Wenn ein Raumfahrer mit den Füßen voran in ein Schwarzes Loch fällt, dann wird er in die Länge gezogen, bis er zerreißt.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

Claus schrieb in Beitrag Nr. 1403-92:

... ich wage jetzt einmal ein unmögliches "Experiment": Ich möchte eine Information über den kosmologischen Ereignishorizont hinaus zu einer Galaxie namens "B" versenden!

Hallo Claus,

ja, das ist ein unmögliches Experiment. Begründung:
Wenn die Expansionsrate unseres Universums so groß ist, so dass ein kosmologischer Ereignishorizont existiert, dann kann niemals eine Information zu uns gelangen, die jenseits des kosmologischen Ereignishorizonts gesendet wird. Im Umkehrschluss kann keine Information von uns jemals eine Galaxie erreichen, die jenseits des kosmologischen Ereignishorizonts liegt.

Jedenfalls ist so der kosmologischen Ereignishorizont in der Literatur definiert.

Anders ist es beim Teilchenhorizont. Dieser erweitert sich ständig, so dass immer mehr Galaxien in den beobachtbaren Bereich gelangen.

Du kannst nicht mal im Gedankenexperiment behaupten, dass die Galaxie A auf "halber Strecke" zur Galaxie B liegt, weil eine Entfernungsbestimmung zur Galaxie B prinzipiell unmöglich ist. Warum? Weil wir von Galaxie B prinzipiell keine Information empfangen können. Jetzt nicht und auch in Zukunft nicht.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

Hallo Harti, hallo Okotombrok,

es ist zwar richtig, dass alle Beobachter denselben Abstand zum Ereignishorizont haben, aber es ist nicht ein und derselbe Ereignishorizont für alle Beoabachter. Jeder Beobachter hat seinen eigenen Ereignishorizont - genau wie hier auf der Erde. Daher ist die Folgerung falsch

Zitat:

...hat A den gleichen Abstand zu B wie ich als Beobachter

Okotombrok hat es m.E. richtig beschrieben:

Während ich auf die Rückkehr des Signals von A warte, dehnt sich das Universum aus. Dabei erfährt Galaxie A, wenn ich sie beobachte, eine immer stärkere Rotverschiebung und verschwindet schließlich aus meinem Sichtfeld, noch bevor das von mir ausgesendete Signal zu mir zurückgekehrt ist. Genauso verhält es sich in Galaxie B. Der dortige Beobachter sieht tatsächlich dasselbe, wie ich. Aber auch er wird mein Signal nie empfangen.

An diesem Gedankenexperiment ist mir klar geworden, dass die im Rosinenkuchenmodell angenommene "stetige Vergrößerung des Teilchenhorizonts" zeitlich begrenzt ist.

Seit das Universum ca. 400 000 Jahre nach dem Urknall plötzlich "durchsichtig" wurde, wuchs der Radius des sichtbaren Universums zunächst jedes Jahr um ein Lj an. Der durch die Expansion bedingte Ereignishorizont entsteht, abhängig von der Expansionsgeschwindigkeit, vielleicht erst viel später und liegt zunächst hinter dem Teilchenhorizont. Er holt letzteren aber im Laufe der Zeit ein. Irgendwann wird der Ereignishorizont (d.h. die Expansion) allein bestimmend. Von da an treten am Horizont keine Objekte mehr in unser Sichtfeld ein - vielmehr verlassen Objekte unser Sichtfeld.

Stellt sich die Frage: Ist es bereits soweit? Oder: Wann wird es soweit sein?

Wenn sich das Universum ausdehnt, dann tut es das überall, liege ich damit richtig?

Das hieße, wenn sich der Raum vermehrt, (um es mal so auszudrücken), dann tut er es zwischen den Galaxien.
Er würde sich aber auch innerhalb der Galaxien vermehren, also auch letztendlich zwischen Sonne und Erde,
Letztendlich würde sich sogar zwischen mir und meinem Computer neuer Raum bilden, wenn auch verschwindent klein.

Wenn sich aber permanent Raum zwischen Sonne und Erde bildet, so würde der ensthende Raumdruck die beiden Himmelskörper voneinander weg schieben..Demzufolge müßte die Umlaufbahn der Erde um die Sonne permanent größer werden, oder eine Kraft, z.B die Gravitation, mußte das kompensieren, so daß der Abstand Sonne-Erde weiterhin ca 8 Lichtminuten beträgt.

Entsteht diese Raumvermehrung nur im Vakuum oder auch innerhalb von fester, flüssiger oder gasförmiger Materie. Wenn das so wäre, so würde sich auch innerhalb einer massiven Betonmauer neuer Raum bilden, oder im Ozean usw.
Auch wenn es im Verhältnis nur einige Mikro-cm³ pro Jahr wären, so wäre es sehr wohl eine Tatsache.

Was wäre, wenn die Raumvermehrung nur eine optische Täuschung wäre?

Vielleicht bleibt der Raum konstant, lediglich die Materie darin schrumpft.
Jeder, der sich in einem Bezugssystem befindet, das schrumpft, hat den Eindruck, als würde er und sein Bezugssystem seine Größe behalten, und alles drumherum würde größer.

Wenn nun alle Bezugssysteme gleichzeitig schrumpfen, der Raum drumherum aber seine Größe behält, so denkt jeder Beobachter, der Raum würde größer.
Nehmen wir an, jedes Atom würde schrumpfen, so auch die Atome unserer Meßeinrichtung. Wir könnten somit die Atomschrumpfung nicht feststellen. Für uns, die wir Teil dieser Schrumpfung sind, behielt alles seine Größe.

Diese Schrumpfung würde ich mir z.B mit der Abkühlung des Universums erklären.
Oder es gibt eine uns noch unbekannte Kraft, die uns schrumpfen läßt.

Wieder einmal eine meiner verrückten Gedanken, aber vielleicht liege ich mit meiner Vermutung sogar richtig.
Wer kann mir Beweise für das Gegenteil nennen?

Hallo Bauhof,

Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 1403-96:

Du kannst nicht mal im Gedankenexperiment behaupten, dass die Galaxie A auf "halber Strecke" zur Galaxie B liegt, weil eine Entfernungsbestimmung zur Galaxie B prinzipiell unmöglich ist. Warum? Weil wir von Galaxie B prinzipiell keine Information empfangen können. Jetzt nicht und auch in Zukunft nicht.

Das sehe ich nicht so.

Das gute an einem Gedankenexperiment ist ja, dass ich die Ausgangsvoraussetzungen nicht bestimmen muss, sondern sie selbst festlege. Anschließend prüfe ich, was sich unter den von mir gesetzten Anfangsbedingungen ergeben würde, wenn ich ein theoretisches Konzept (z.B. hier: Expansion des Universums, kosmologisches Prinzip etc.) darauf anwende.

Wäre das Universum ein geschlossenes System, wäre es sonnenklar, das Gravitation und Expansion der RaumZeit auf Druck basieren.

Dann würde nämlich das Boyle-Mariotte-Gesetz heranzogen ("Das Volumen und der Druck eines geschlossenen Systems sind voneinander abhängig", d.h. Gas kühlt sich ab, wenn es sich ausdehnt und erwärmt sich bei Kompression).
Das Gravitation kompremierend wirkt bedeutet, das jede Sternenzündung das Resultat von Druck ist.
Das Galaxien aussehen wie ein Tiefdruckgebiet der Thermodynamik ist kein Zufall, sondern begründet sich im Druck.

Im dimensionsübergreifenden RelativgeschwindigkeitsDruck ( DimensionsTheorie )

Real

Hallo zusammen,


ich möchte gern noch einmal auf das ursprüngliche Thema zurückkommen - nämlich die Topologie des Universum. In den bisherigen Beiträgen ist mehrfach (insb. im Rahmen der Expansion des Universums) das "Ballon-Modell" angesprochen worden. Dieses Modell scheint mir durchaus geeignet für eine erste Veranschaulichung einer Expansion, birgt aber auch einige nicht unerhebliche Tücken in sich:

1. beim "Ballon-Modell" gehen wir bereits von einem sphärischen, endlichen (also geschlossenen, wenn auch unbegrenzten) Universum aus (positive Krümmungskonstante). Die beiden anderen möglichen offenen Varianten (-> ebenes Universum ohne globale Krümmung als auch hyperbolisches Universum mit negativer Krümmung) werden dabei gar nicht erst berücksichtigt. Meines Wissens weisen die z.Zt. vorhandenen Beobachtungen (Daten) aber auf ein offenes Universum hin, oder nicht? Bestenfalls ist die Frage der Art der globalen Krümmung noch gänzlich ungeklärt.

2. die Expansion wird mit dem Aufblasen bzw. der dadurch verursachten Vergrößerung der Ballon-Oberfläche veranschaulicht. In unserem Vergleich streckt sich aber nur die Gummioberfläche des Ballons - sie wird nicht mehr. Es entsteht kein neuer Raum (z.B. in Form zusätzlicher Gummi-Moleküle bzw. neuer Koordinaten innerhalb der Oberfläche), sondern die Abstände zwischen einzelnen Punkten auf der Oberfläche werden lediglich von außen betrachtet größer. Sämtliche Referenzmaßstäbe auf der Oberfläche werden beim Aufblasen stattdessen einfach mitvergrößert. Würde man z.B. auf der Ballon-Oberfläche ein Koordinatensystem aufzeichen, dehnt sich dieses während des Aufblasens genauso aus wie jeder Beobachter selbst innerhalb dieses expandierenden 2D-Modell-Universums. Eine Expansion wäre also m.E. aus einer Sicht innerhalb unserer Ballon-Oberfläche bei diesem Modell gar nicht feststellbar - während wir uns unserer eigenen Expansion jedoch durchaus bewusst sind?

3. das Ballon-Modell assoziiert weiterhin, dass nur der 3-dimensionale Raum als Oberfläche des 4-dimensionalen Ballons gekrümmt ist während die Zeit als 4. Dimension radial dazu zum "Mittelpunkt" des Universums hin verläuft. (-> radial heißt in diesem Sinne, das nur der Betrag der stets positiven Entfernung zum Mittelpunkt des Universums die Zeit bestimmt - egal, von welcher Seite des "Ballons" aus man dieses gerade betrachtet). Anschaulich wirklich sehr reizvoll, da dann der Urknall der tatsächliche, real existierende Mittelpunkt des Universums wäre: -> im Moment des Urknalls bestünde das Universum nur aus einem einzigen Raumzeitpunkt (und somit auch dem Mittelpunkt), der dann in die vierdimensionale Raumzeit hinein expandiert - also die dreidimensionale Oberfläche stets größer wird, während die Zeit vergeht (d.h., der Abstand zum Urknall zunimmt).

Tatsächlich wäre aber eine Krümmung der gesamten Raumzeit zu berücksichtigen. Wir hätten also einen 4-dimensionalen sphärisch gekrümmten Oberflächen-Hyperraum (unsere Raumzeit, d.h. unser Universum). Der gedachte Mittelpunkt läge dann außerhalb der Raumzeit in einem übergeordneten hypothetischen 5-dimensionalen Raum. Jeder Punkt im Universum - also insb. auch der Urknall an sich - hätte die gleiche Entfernung zum Mittelpunkt wie z.B. wir selbst.

4. das Ballon-Modell legt eine extrinsische Deutung nahe - d.h., man stellt sich unser (sphärisch) gekrümmtes Universum automatisch in einer höheren Dimension eingebettet vor (s. 3.) - weil dies erstmal der intuitive Weg ist, sich überhaupt eine Krümmung zu veranschaulichen. Wie aber Eugen schon mehrfach darauf hingewiesen hat, bedarf es keiner extrinsischen Einbettung. Die Topologie des Raumes kann genausogut intrinsisch, d.h. dem Raum inneliegend sein. Der Raum (also unser 4-dimensionales Universum) besitzt dann inhärent die selben topologischen Eigenschaften, ohne dass es dazu einer weiteren Dimension bedarf.

Für eine Veranschaulichung sei das allseits bekannte Schachbrett gewählt. In der handelsüblichen Standard-Variante ist das Brett zweidimensional, euklidisch (d.h. eben), endlich und begrenzt ;)... es gibt aber auch Varianten wie "Zylinder-Schach" usw., bei denen das Brett nicht eben ist, sondern z.B. auf der Oberfläche eines Zylinders, eines Torus, einer Kugel oder einer Kreuzhaube gespielt wird. Bei diesen Varianten sind Randfelder (wie z.B. A1, E8, H3 usw.) mit je nach Topologie bestimmten gegenüberliegenden Randfeldern benachbart. Mit einfachen Worten: man kann über den Rand hinausziehen und kommt auf der gegenüberliegenden Seite an entsprechender Stelle (je nach Variante) wieder rein. Da es nach wie vor 8x8 Felder sind, ist das Spielbrett auch weiterhin sowohl zweidimensional als auch endlich, jedoch aufgrund der sphärischen Krümmung nicht mehr begrenzt. Um diese Varianten spielen zu können, benötigt man nun aber keinen übergeordneten, die Krümmung einbettenden Raum (z.B. in Form von Magneten auf einem kugelförmigen quasi-3D-Schachbrett), sondern man kann es mit der gleichen Topologie auch in der euklidischen Ebene spielen. Der Einfachheit halber mal anhand einer Torus-Topologie verdeutlicht: man ordnet das Schachbrett mehrfach neben- und übereinander an. In jede der beiden Richtungen (2D) wiederholen sich aller 8 Felder die Koordinaten (Raumpunkte). Bei der Torus-Variante grenzt A1 somit nach links direkt an H1, nach rechts an B1, nach oben an A2 und nach unten an A8. Egal, wo man sich also auf dem erweiterten Schachbrett befindet, man kann ganz gewohnt "euklidisch ungekrümmt" in jede Richtung ziehen ohne die topologischen Eigenschaften zu verletzen. Das entscheidende dabei ist, dass alle Felder mit den gleichen Koordinaten - also z.B. jedes A1-Feld - vollkommen identisch sind. Es handelt sich genaugenommen nicht nur um das gleiche, sondern um dasselbe (!) einzige A1-Feld. Steht auf einem A1-Feld der schwarze König, so steht er auf jedem A1-Feld. Es gibt im 2D-Schachbrett-Universum nunmal nur ein einziges A1-Feld - selbst wenn dieses Feld mehrere Repräsentationen in der euklidischen Ebene besitzen kann. Wenn man diese Schachbretter nun nicht nur ein- oder mehrmals, sondern unendlich oft aneinander angrenzend anordnet, kann man auf diese Weise sogar die gesamte euklidische Ebene füllen. Die Topologie/Krümmung bleibt dabei erhalten, dennoch bedarf es nur 2 Dimensionen. Es gibt zudem auch keinen Mittelpunkt - weder innerhalb des 2D-Universums noch außerhalb. Alternativ liesse sich aber auch jeder Punkt des 2D-Universums als Mittelpunkt deuten: denn egal von welchem Punkt aus in welche Richtung man auch immer geradlinig geht, stets landet man nach 8 Feldern wieder am Ausgangspunkt.

Interessant ist nun noch die Frage nach der Expansion: bei der extrensischen Deutung der Topologie dehnt sich der Raum (d.h. die Oberfläche des Ballons) offensichtlich in den eingebetteten Raum aus. Aber wohin expandiert der Raum, wenn es keinen übergeordneten Raum gibt? Wieder anhand des Schachbrett-Beispiels: stellen wir uns vor, unser 8x8-Schachbrett wird unter Verwendung der Identität derart in die (unendliche) euklidische Ebene eingebettet, dass es diese vollständig ausfüllt. Wenn sich nun aber unser Brett von 8x8 auf 9x9 vergrößert - also einen (diskreten) Expansionsschritt vollzieht - was passiert dann? Anschaulich gesprochen werden angrenzende Schachbrett-Muster bildlich "um ein Stück verschoben". Aber, auch die neue Variante füllt nicht nur wiederum die euklidische Ebene vollständig aus, sondern es sind nach wie vor genauso (unendlich) viele aneinandergrenzende "Wiederholungen" des Schachbrett-Musters ohne dass eins dazukam oder weniger wurde, obwohl sich die Zahl der Koordinaten bzw. Felder eines einzelnen Schachbretts vergrößert hat. Paradox? Nicht wirklich - Hilberts Hotel (s. http://de.wikipedia.org/wiki/Hilberts_Hotel) läd zum entspannten Nachvollziehen ein :)...


Ich hab also zusammenfassend gesprochen erhebliche Bedenken, mit dem Ballon-Modell die Topologie unseres Universums anschaulich und gleichzeitig korrekt begreifbar zu machen. Zumind. sollte man das Ballon-Modell nicht zu stark als Ausgangspunkt für Rückschlüsse auf unser eigentliches Universum nehmen...



mfG,
parad0x

P.S: @claus:

kleine nachträgliche Bemerkung am Rande zur Beschleunigung (eher zur Erklärung für Ernst Eulert statt als Richtigstellung):

Zitat:

Somit wird man also auch in einer Kurvenfahrt beschleunigt, obwohl man dort seine Relativgeschwindigkeit beibehält.

Der Betrag der Relativgeschwindigkeit bleibt natürlich konstant, der Vektor aber ändert sich selbstverständlich permanent. Also auch in der Kurve gilt, dass die Beschleunigung definitionsgemäß die zweite Ableitung des Ortsvektors nach der Zeit ist. Das widerspricht nichtmal anschaulich der Tatsache, dass für die Änderung der Richtung der Geschwindigkeit eine Kraft notwendig ist.

Übrigens, für die dritte Ableitung des Ortes nach der Zeit gab's früher sogar mal (zumind. im deutschen Sprachraum) den Ruck als physikalische Größe. Heute wohl eher nicht mehr gebräuchlich...

Hallo Okotombrok,


ich weiß, ist zwar etwas off-topic, aber ich möcht trotzdem gern drauf eingehen (selbst wenn ich gar nicht angesprochen war ;))...

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1403-74:

[...] Mir fällt aber auch noch mehr dazu ein:
Wenn man die Längenkontraktion bei relativistischen Geschwindigkeiten betrachtet, so wird augenfällig, dass wenn man die Geschwindigkeit gegen Lichtgeschwindigkeit gehen lässt, jede zu überwindende Entfernung gegen Null geht.

Was bedeutet das nun für das Licht? Und für den Raum?

Licht muss erstaunlicher- und nachgewiesenerweise keinerlei Entfernung zurücklegen, um vom Punkt der Emission zum Punkt der Absorption zu gelangen - da der vierdimensionale Abstand der Raumzeit (ds² = dx² + dy² + dz² - dt²) zwischen Emissions- und Absorptionspunkt stets Null beträgt. Betrachtet man die (tatsächlich vorhandene) Eigenzeit eines mit Lichtgeschwindigkeit bewegten (also zum Photon als ruhend angenommenen) Bezugssystems, so gibt es diese natürlich - aber die Eigenzeitdifferenz ist Null (der Eigenzeit-Vektor steht dabei wie sonst auch immer orthogonal auf der Bewegungsrichtung). D.h, das Photon wird aus seiner eigenen Sicht bereits im Moment der Emission sofort wieder absorbiert. (-> "Photonen altern nicht!" - was bisher experimentell stets gestützt und somit immer wieder indirekt bestätigt wurde). Um seine Eigenzeit zu "erleben", müsste es länger als dt' = 0 unterwegs sein - d.h., es würde nach einem (in unserem Bezugssystem) unendlich langen Weg tatsächlich die nächste Sekunde erleben. Wir könnten dies aber nie beobachten, da unsere Beobachtung (Absorption) den Weg des Photon auf eine endliche Zeit/Weglänge begrenzt... c'est la vie :). Aufgrund der parallel stattfindenden Längenkontraktion bleibt die Geschwindigkeit übrigens stets konstant (v' = c).

Für den (vierdimensionalen) Raum bedeutet das, dass sich zueinander lichtartig entfernte Objekte quasi am gleichen lokalen Ort "überlagern". Alles, was wir zu einem Zeitpunkt t sehen (egal, wie weit es räumlich oder zeitlich von uns entfernt ist), ist raumzeitlich direkt und unmittelbar bei uns bzw. hat keinerlei physikalischen Abstand. Auch die vor 15 Milliarden Jahren emittierte und von uns 15 Mrd. Lj entfernte Hintergrundstrahlung ist hier und jetzt genauso lokal präsent und real (!) wie die 1.000m entfernte Imbissbude, dessen Licht uns eben grad nach einer ¹/_300.000 s erreichte.

Der Abstand (innerhalb der Raumzeit) ist eine physikalische Tatsache - was sich nur durch Widerlegung (nicht nur Erweiterung) der SRT/ART aufheben liesse. Die philosophischen Konsequenzen dagegen sind m.E. bisher gänzlich ungeklärt. Selbst mein überaus geschätzer Astrophysik-Professor ist daran verzweifelt.

Zitat:

Und wenn man das Licht als etwas betrachtet, was sich durch den Raum und nicht durch die Zeit bewegt, was bedeutet das dann für die Zeit?

Du sprichst indirekt den oben beschriebenen Gedanken an. Ein Photon bewegt sich nicht (aus seiner Sicht). Es befindet sich quasi an allen (vierdimensionalen) Orten zwischen Emission und Absorption gleichzeitig bzw. besser gesagt instantan.

Für das Phänomen "Zeit" bedeutet das, dass "Zeit" nicht einfach die 4. Koordinate unserer Raumzeit ist. Entgegen der quasi-newton'schen Vorstellung, dass dann Zeit doch mehr oder weniger die "Ergänzung" eines statischen 3-dimensional gekrümmten Raumes zu einem 4-dimensionalem dynamischen Raum ist, gibt es nur einen einzigen vierdimensionalen Raum (nämlich unsere Raumzeit), der bzw. die letztendlich unser Universum bildet. Weder ist dieser Raum 'statisch' noch 'dynamisch', sondern beides ist zueinander äquivalent. 'Zeit' ist nur ein Phänomen, welches sich erst durch die strukturellen Eigenschaften genau dieses Raumes manifestiert - ohne erzeugende Komponente dieses Raumes zu sein...

...meine bescheidene Meinung :)



mfG,
parad0x

P.S:

Zitat:

in Analogie zu John Wheelers Zeitdefinition fällt mir dazu spontan ein:
"Raum ist das was verhindert, dass sich alles in einem Punkt überlagert." ;-)

Eine wunderschöne Analogie - weil vor allem auch absolut zutreffend. Mathematisch gesehen ist der Raum erstmal nichts weiter als eine Menge von x-dimensionalen Tupeln (Punkten). Erst seine Metrik definiert die Beziehungen dieser Punkte untereinander - und somit u.a. auch den Abstand als auch die topologischen Eigenschaften. Erst sie macht diese Menge zum Raum. Ohne sie gäbe es keinen mathematischen Raum ...und somit auch keinen Abstand. Alles wäre undefiniert oder würde sich bestenfalls mit ds = 0 überlagern :)...