Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : comoving radial distance
Ich kann mit Ned Wrights Kalkulator spielen,
http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html
verstehe, warum sich einige der Zahlen so und nicht anders ändern; aber bei der comoving radial distance bin ich bisher über ein Staunen ob der grossen Zahlen nicht hinausgekommen. Ich hab zwar immer wieder etwas darüber gelesen; aber beim Hinweis auf die Friedmanngleichungen ist halt Endstation. Ich verstehe auch die grafischen Darstellungen zu diesem Thema nicht wirklich. Bei mir ist da also eindeutig der Wurm drin. Könnte mir jemand erklären, warum diese Distanz bei weit entfernten Sternen mehr als das Dreifache der beobachteten Distanz ausmachen kann?
Orbit
Hallo Orbit,
hab' nur wenig Zeit.
Wenn ich das richtig verstanden habe, geht es dabei um Folgendes:
Sternenlicht, das uns heute erreicht, wird über die Rotverschiebung einer Entfernung zugeordnet. Also die weiteste Entfernung die wir damit feststellen können ist die Hintergrundstrahlung mit gut 13 Milliarden Lichtjahren.
Die Quellen diese Lichtes (das uns heute erreicht) haben sich aber in der Zwischenzeit weiter von uns entfernt. Ihre heutige Entfernung ist diese comoving radial distance. Also für die (damaligen) Quellen (Wasserstoff und Helium) der Hintergrundstrahlung wären das heute gut 40E9 Lichtjahre.
Herzliche Grüße
MAC
das liegt an der unterschiedlichen Zeit, die man zur jeweils gegebenen Rotverschiebung=z im All zurück blickt.
edit:
abhängig davon, welche Zahl man für Omega in die Friedmanngleichungen steckt. Kennst ja die drei Modelle, die für unser (homogen und isotropes) Universum gelten können. Wenn man dort nun statt der (wünschenswerten) Omega_M = 1 z.B. die gemessenen 0.27 nimmt und dazu noch das antigravitativ wirkende Lambda mit einbringt, expandiert das Universum so, als würde es beschleunigen (also so, als wäre es nicht nur leer und deshalb konstant expandierend, sondern wie unter Unterdruck stehend, schneller mit der Zeit).
das bringt uns auch nicht weiter.
Anders formuliert: Schaust du tief ins All und damit weit in die Vergangenheit, siehst du das Licht der Galaxie so, wie es zum jeweils entsprechenden Zeitpunkt des Aussendens rotverschoben war, also zu einer Zeit, in der das Universum mit einer anderen Expansionsgeschwindigkeit expandierte, als heute.
comoving distance (http://en.wikipedia.org/wiki/Comoving_distance), [2] (http://simple.wikipedia.org/wiki/Comoving_distance)
edit: das Thema wird hier (http://webcast.berkeley.edu/stream.php?type=real&webcastid=19969) anschaulich erklärt (Real-Video stream, ab +25 Minuten)
Gruß
ins#1
Hallo mac
Danke für die Antwort. So weit habe ich das schon verstanden; aber ich frage mich eben, wie man auf diese hohe Entfernungsgeschwindigkeit kommt. Das Licht eines Sterns bei z 1089, das wir heute von ihm empfangen war 13,95E9 Jahre mit unterwegs, obwohl der Stern damals, als er das heute empfangene Licht abstrahlte nur 12,6E6 ly entfernt war. Die Distanz zwischen ihm und dem Beobachter hat sich eben in dieser Zeit mit annähernd c um das 1090 Fache vergrössert. Wie kommt es nun aber, dass der Stern nicht einfach dort ist, sondern sich offenbar zusäztlich mit doppelter Lichtgeschwindigkeit entfernt haben muss?
Ich hoffe, dass ich es nun so präzis falsch beschrieben habe, dass Du genau sehen kannst, wo mein Problem liegt. ;)
Herzlich
Orbit
P.S. Bist Du jetzt in der Toscana?
Orbit, lach' jetzt nicht, du kannst es dir vielleicht schon denken.
Weil das All beschleunigt expandiert! Er ist weiter weg und damit lichtschwächer als er sein sollte, und im Falle der Standardkerzekommt man dadurch zum Schluss der beschleunigten Expansion.
Lachen tu ich nicht, aber bezweifeln, was Du da sagst:
Du kannst nicht für alles die beschleunigte Expansion verantwortlich machen, schon gar nicht, weil die gar noch nicht gesichert ist. :)
Nein, ins#1, das hatte man schon so gerechnet, bevor man Ende des 20. Jahrhunderts von beschleunigter Expansion zu reden begann.
Gruss Orbit
Nicht gesichert ist gut, nur weil die Fehlerbalken von wirklich weit entfernten SN1a noch etwas groß sind, ist doch ein Trend nicht abzuweisen. Ich drücke mich absichtlich so milde aus (würden Physiker nicht anders machen, sind nur die Medien die das immer so aufbauschen) ;)
Klar rechnet man schon "immer" mit diesem Modell, und kam lange prima ohne Lambda aus. Man kannte schliesslich nur die Hubble-Konstante (von heute und der nahen Vergangenheit) und dachte, dass sich das Universum brav langsamer werdend ausdehnt. Dann hat man eben sein Omega_M=1 Universum was in der Vergangenheit etwas schneller expandierte als heute und dessen Expansionsrate in Zukunft asymptotisch gegen null geht. Das All macht schließlich keine faxen und gibt irgendwann einfach mal Gas. Kannst du nur in die Nachbarschaft schauen und kaum mehr als einen Punkt auf dem Hubble-Flow sehen, geht man halt ganz vernünftigerweise von einem "normalen" Universum aus. Gerade dein Beispiel mit dem hypothetischen Z=1089 Stern (sofern richtig gerechnet), zeigt ganz eklatant die beschleunigte Expansion. Der von dir erwähnte Faktor von 3 überrascht mich allerdings selbst.
Gruß
ins#1
ich möchte noch eine Sache herausstellen, dann sollte es klar sein:
Quote aus http://en.wikipedia.org/wiki/Comoving_distance
Space in comoving coordinates is (on the average) static, as most bodies are comoving, and comoving bodies have static, unchanging comoving coordinates.
The expanding Universe has an increasing scale factor (http://en.wikipedia.org/wiki/Scale_factor_%28Universe%29) which explains how constant comoving coordinates are reconciled with distances that increase with time.
dann heisst, wenn http://simple.wikipedia.org/wiki/Comoving_distance nicht lügt
When they think about the Universe using comoving distance, they think of the Universe as not expanding.
dass ohne Expansion ein leeres Universum anzunehmen ist und zu dem Wert ohne "comoving distance" auf jeden Fall die Omega_M=0.27 zu rechnen sind und gar im Falle von Omega_Lambda=0.73 man nochmal eine Distanz aufschlagen muss, um auf das Endergebniss zu kommen. Besser so?
Gruß
ins#1
Hallo Orbit,
aber ich frage mich eben, wie man auf diese hohe Entfernungsgeschwindigkeit kommt.weil sich der weit entfernte Raum schneller als c entfernt.
P.S. Bist Du jetzt in der Toscana?heut Früh geht's los. Bis in 2 Wochen
Herzliche Grüße
MAC
Okay, okay. Orbit, du hast ganz explizit nach der Sache mit der comovial radial distance (crd) gefragt und ich habe vorschnell mit dem beschleunigten Schuss in den Ofen geantwortet.
Ich hab' gestern noch etwas mit dem calculator von Ned Wright herum gespielt, mal mit Ω_M 0/0.27/1 und Ω_Vac 1/0.73/0 und musste feststellen dass beispielsweise zwischen Ω_M 0.27 und 1 bei z=1081 nur etwa 5,5 Gyr liegen. Damit ist der Faktor 3, den diese crd aufweist, nicht mit beschleunigter Expansion in Verbindung zu bringen und ich lag schlicht falsch. Schande über mich.
Dann sollte somit auch der zweite Wiki-Quote falsch sein (das ohne Expansion), zumindest in diesem Zusammenhang. Hätte es eigentlich gleich merken müssen, da Alex Filippenko im verlinkten stream beim Bezug von z=1 zur lookback-time der 3 Friedmann-Modelle nicht mal annähernd einen Faktor von 3 im Diagramm aufzeigt (insbesondere nicht beim Vergleich der Ω_M=0.3 / Ω_Vac=0.7 Graphen). Vielmehr scheint bei dieser crd eine konstante Beschleunigung angenommen, sprich eine fixe Hubble-Konstante. Über die Abweichung derer lässt sich dann auf Beschleunigung oder Abbremsung schliessen. Aber darum geht es ja nun nicht. Ich denke, die Sache ist im Prinzip schon beantwortet.
Gruß
ins#1
Besten Dank für die Antworten!
@ mac
weil sich der weit entfernte Raum schneller als c entfernt.
Das weiss ich zwar schon lange; aber trotzdem hast Du nun meinem Groschen mit diesem einfachen Satz den vielleicht entscheidenden Kick versetzt. Mal schauen, ob er schliesslich ganz fällt. :)
Nach meiner Simulation, deren eine Version Du ja bestens kennst, könnte die Fluchtgeschwindigkeit eines fiktiven Objektes (Es müsste nämlich eine ungewöhnlich lange Lebensdauer aufweisen) in dieser Entfernung zum Zeitpunkt, als sein Licht abgestrahlt wurde, das wir heute empfangen, etwa 20 c gewesen sein.
Danach müsste diese Fluchtgeschwindigkeit aber kontinuierlich gesunken sein; denn sonst wäre die crd heute 274 Milliarden Lichtjahre. Über die ganze Zeitspanne gerechnet wären's dann noch etwa 3,5 c durchschnittlich, wenn die crd nach Wright und Friedmann stimmt.
Warum die Fluchtgeschwindigkeit kontinuierlich abnehmen muss, ist mir nach meiner Simulation schon klar; aber davon will ich hier nicht reden. ;) Was mich aber interessieren würde, wie das mit dem Friedmann-Modell begründet wird. Offenbar muss sich auch dort die Eichdistanz für die Hubble-Konstante durchschnittlich schneller vom Beobachter entfernen als das corpus delicti, von dem hier die Rede ist.
Ich wünsche Dir einen schönen Ferienaufenthalt!
@
Es beruhigt mich, dass Du die Beschleunigung der Expansion wieder auf ein erträgliches Mass zurück gestutzt hast. ;) So sicher, wie Du das wahrhaben möchtest, ist die aber wirklich noch nicht.
Vielmehr scheint bei dieser crd eine konstante Beschleunigung angenommen, sprich eine fixe Hubble-Konstante.
Das ist wohl so; aber mit variabler Eichdistanz, wie ich oben schon geschrieben habe.
Ich denke die beiden Wiki-Zitate stimmen schon. Sie sagen doch lediglich, dass man the moving auch wie eine Bewegung durch einen statischen Raum beschreiben könne, obwohl das in Wirklichkeit nicht zutrifft.
Gruss Orbit
Re,
um mal wieder einzusteigen:
Comoving Distance ist die Entfernung, die ein Körper jetzt von uns hat. Wenn man Maßstäbe hätte, die Entfernung zu messen, würde das rauskommen.
Comoving deshalb, weil sie bei einmal fesgelegtem "Jetzt" natürlich für jeden Körper eine genau definierte Zahl ist. Sie war per definitionem vor 10 000 000 000 Jahren genauso groß, nämlich eben der Abstand jetzt.
Das Licht eines Sterns bei z 1089, das wir heute von ihm empfangen war 13,95E9 Jahre mit unterwegs, obwohl der Stern damals, als er das heute empfangene Licht abstrahlte nur 12,6E6 ly entfernt war. Die Distanz zwischen ihm und dem Beobachter hat sich eben in dieser Zeit mit annähernd c um das 1090 Fache vergrössert. Wie kommt es nun aber, dass der Stern nicht einfach dort ist, sondern sich offenbar zusäztlich mit doppelter Lichtgeschwindigkeit entfernt haben muss?
Der Stern war damals nicht 12,6E6 ly entfernt, sondern 41,3E6 ly. Um uns von da einzuholen, brauchte das Licht 13,95 Gy.
Danke, Ich.
Klar, ich habe im Strahlensatz den Strahl gewechselt.
Joachim Stiller Münster
19.05.2008, 15:09
Hallo Orbit,
Habe gerade festgestellt, dass ich wieder freigeschaltet bin. Werde mich aber nicht mher zur direkten und indeirekten Zänsur im deutschsprachigen Raum äußern.
Zum thema:
Habe gerade das erste mal von dieser real distance Theorie gehört. Mit 16 Jahren, also vor ziemlich genau 24 Jahren, habe ich eine ganz ähnliche Theorie aufgestellt. Sie bildet heute noch die Grundlage all meiner Überlegungen. Folgende philosophische These ließe sich antithetisch dazu entwickeln: Es gibt auch eine Vergangenheit der Vergangenheit. Die Frage ist nur, wie kann ein solcher Gedanke für die Wissenschaft fruchtbar werden.
Gruß Joachim Stiller Münster
Habe gerade festgestellt, dass ich wieder freigeschaltet bin. Werde mich aber nicht mher zur direkten und indeirekten Zänsur im deutschsprachigen Raum äußern.
Ich schon: die meisten Forensysteme kommen nicht aus dem deutschsprachigen Raum, enthalten trotzdem Sperrfunktionen.
Was sagt dir das?
JSM
Dann warst Du mit 16 bereits weiter als ich heute in einem wesentlich höheren Alter; denn ich beginne gerade erst den Begriff der 'comoving radial distance' zu verstehen. Weil ich aber Dein Wissen in Kosmologie in andern Diskussionen kennen gelernt habe, möchte ich Dich bitten, hier Deine Theorie nicht einzubringen, sondern, wenn das überhaupt noch möglich ist, einen Thread im GdM-Unterforum zu eröffnen. Dort allerdings müsste Dein Ansatz derart sein, dass er nichts mit den Threads zu tun hat, welche Du vor einer Woche gleich im Multipack eröffnet hattest, und die alle um Deine Vorstellungen vom Kosmos kreisten. Diese Vorstellungen aber gelten in diesem Forum als widerlegt, und deshalb darfst Du sie nicht mehr thematisieren, auch nicht im GdM-Unterforum.
Gruss Orbit
@ Ich
Ich komme nochmals auf diese Proportionalität zwischen Weltzeit und Expansion zurück: Kann die wirklich mit dem Strahlensatz dargestellt werden? Wenn ich auf einem Strahl die Zeit auftrage, will sich mir der andere, jener auf dem die Expansion aufgetragen wird, einfach krümmen - je näher ich dem Urknall komme, desto stärker. Immerhin ist ja der Raum bis zur Ära, in der die Hintergrundstrahlung entstand, in nur ca. einem 34'000stel der Weltzeit, auf einen 1090stel seiner heutigen Ausdehnung expandiert, im Durchschnitt also fast 32 mal so schnell wie seither. Und auch dieser flachere Verlauf der Expansion, scheint ab da nicht einfach in einen geraden Strahl über zu gehen.
Denke ich einfach in einem euklidischen Raum, und denkst Du, wenn Du eine direkte Proportionalität zwischen Zeit und Expansion siehst, relativistisch im Minkowskiraum?
Gruss Orbit
Ich komme nochmals auf diese Proportionalität zwischen Weltzeit und Expansion zurück
So eine gibt's nicht. Du hast eine Rotverschiebung angegeben, und die ist tatsächlich direktes Maß der Expansion, deswegen die Proportionalität.
Nathan5111
21.05.2008, 22:39
Kurzer Zwischenruf: z=1089 gilt doch 'nur' für die Hintergrundstrahlung, das weiteste sichtbare Objekt liegt nach A.Müller bei ca z=10!
Oder?
Nathan5111
22.05.2008, 01:02
Wer? Wo? Warum?
PS: Minimalisten aller Länder, tummelt Euch!! (MaLtE)
Sorry, war ein paar Tage verhindert.
Wenn ich auf einem Strahl die Zeit auftrage, will sich mir der andere, jener auf dem die Expansion aufgetragen wird, einfach krümmen - je näher ich dem Urknall komme, desto stärker.
Lass dich durch diese comovial distance nicht verwirren. Die ergibt sich durch zwei in Bezug zueinander stehende Parameter. Verhält sich wie beim Hubble-Gesetz.
Und auch dieser flachere Verlauf der Expansion, scheint ab da nicht einfach in einen geraden Strahl über zu gehen.
Einen geraden Strahl hättest du in einem komplett leeren Universum. Dann würde der Raum mit konstanter Geschwindigkeit seit dem Urknall expandieren. Es wäre ja nichts da, was die Expansion bremst (keine ausdünnende, aber gravitativ wirkende, Strahlung/Materie).
Ein Universum mit kritischer Dichte in Form von Omega_M=1 war das von Einstein (und damals allgemein) favorisierte Univerum und würde ultimativ statisch enden.
Nicht zuletzt dank WMAP weiss man aber, dass das Universum auf größten Skalen flach ist nur zu knapp 1/4tel der kritischen Dichte mit Materie angefüllt ist (Bild (http://lambda.gsfc.nasa.gov/product/map/current/map_images/mn5_f02_PPT_M.png)). Das bereits vieles davon DM sein muss weil es von baryonischer Materie eh um Längen zu wenig gibt, ist auch nicht neu. Es passte vor der Entdeckung der zu weit entfernten SN1a aber viel besser ins Bild sich statt Lambda ein offenes Universum vorzustellen, was nur deshalb flach erscheint, weil es sehr viel größer ist, als wir sehen können. COBE gab nur erste Hinweise darauf, dass das nicht der Fall sein könnte, war aber nicht fähig die Temperaturschwankungen genau genug aufzulösen. Ein Experiment allein reicht den Wissenschaftlern sowieso nicht.
Der Urknall war in dem Sinne schon eine Explosion, nur halt nicht im Raum, sondern des Raums, samt Inhalt. Die Friedmannmodelle als Lösung der Einsteingleichung, gültig für ein auf großen Skalen homogen und isotropes Universum (beruhen ihrerseits teilweise auf dem Verhalten idealer Gase nach Boltzmann, glaube ich) und sind natürlich nur eine Näherung.
In so fern ist Expansion an sich erstmal völlig normal, nur wenn das Universum so leer wie unseres ist und statt stetig langsamer zu expandieren plötzlich seine Expansionsgeschwindigkeit beibehält oder gar (wie früher) schneller werdend expandiert, kommt Lambda ins Spiel. Deshalb auch mal meine Aussage, dass ein mit konstanter Geschwindigkeit expandierendes Universum bereits als beschleunigt expandierend gilt. Es wird eben nicht langsamer, mehr ist da nicht dahinter. Dieses Lambda krümmt die Expansionskurve dann im Diagramm (http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/images/obs/WMAP/Universes.jpg) (rote Linie) so ulkig, dass die entfernten Supernovae nicht nur auf die Kurve passen, sondern es zugleich den Eindruck erweckt, als würde das Universum immer schneller expandieren. Eben so als würde das mehr und mehr wachsende Vakuum antigravitativ auf seine Umgebung wirken und das All immer mehr auseinander treiben.
PS: die Gleichungen bekomme ich hier, bis auf die griechischen Buchstaben, auch nicht rein.
Gruß
ins#1
Danke für die Antworten.
@ Nathan
Hypothetisch war meine Annahme eines Sterns, der so lange existiert.
@ Ich
Wenn Du schreibst
So eine gibt's nicht. Du hast eine Rotverschiebung angegeben, und die ist tatsächlich direktes Maß der Expansion, deswegen die Proportionalität.
und im vorangehenden Beitrag z (genau genommen ist's eigentlich 1/(z+1), der Skalenfaktor also) als direktes Mass für die Entfernung zweier Sterne in den verschiedenen Phasen des Kosmos verwendest, setzt Du die Expansion und die zunehmende Entfernung zweier Himmelskörper gleich. Oder anders gesagt: Du gehst davon aus, dass die Bewegung der Himmelskörper auf grossen Skalen (also abgesehen von lokalen Eigenbewegungen) die Expansion 1 : 1 nachzeichnen. Habe ich Dich richtig verstanden?
@ ins#1
Deshalb auch mal meine Aussage, dass ein mit konstanter Geschwindigkeit expandierendes Universum bereits als beschleunigt expandierend gilt. Es wird eben nicht langsamer, mehr ist da nicht dahinter.
Ist das Deine eigene Interpretation oder gibt es auch Astronomen, die das so sehen? Ich finde den Gedanken interessant; denn er entspricht einer eigenen Überlegung.
Mehr zu Deinem Beitrag später. Ich muss mir da noch einiges durch den Kopf gehen lassen.
Gruss Orbit
Du gehst davon aus, dass die Bewegung der Himmelskörper auf grossen Skalen (also abgesehen von lokalen Eigenbewegungen) die Expansion 1 : 1 nachzeichnen. Habe ich Dich richtig verstanden?
Ja, vollkommen. Das folgt schon aus der angenommenen Homogenität des Universums.
Nathan5111
22.05.2008, 22:57
Das ist doch die 'Gedankenfalle', in die ich bis vor Kurzem immer getappt bin.
Im System Eures "hypothetischen" Sterns sind wir es doch, die sich, mit der z-Nadel am Anschlag, aus dem Staube machen, während wir aus unserer Sicht mit gemütlichen 371 km/s durch die Gegend dümpeln.
Hat jemand (außer unseren Weltverbesserern) behauptet, Physik im kosmologischen Bereich sei anschaulich und nur 'mit gesundem Menschenverstand' erklärbar?
Gruß Nathan
Hallo Nathan5111
während wir aus unserer Sicht mit gemütlichen 371 km/s durch die Gegend dümpeln.
Du meinst die Geschwindigkeit, mit der sich unser Sommensystem relativ zum Mikrowellen-Hintergrund bewegt, oder? Da liest man auch andere Werte, z.B. im Wiki:
http://de.wikipedia.org/wiki/Hintergrundstrahlung
Die verbleibenden Messwerte zeigen ein auffallendes Dipolmuster: Das Maximum der Strahlung aus einer ganz bestimmten Richtung ist deutlich blau-verschoben, in entgegengesetzter Richtung rot-verschoben (Dopplereffekt). Das wird damit erklärt, dass unser Sonnensystem mit etwa 650 km/s in eine ganz bestimmte Richtung "fliegt
Aber ich denke Dein Wert kommt dem tatsächlichen nahe, und der in Wikipedia ist falsch oder meint etwas anderes. Anderswo hab ich auch schon 368 und 369 km/s gelesen.
Was ich aber zu Deinem Beitrag eigentlich fragen möchte: Resultiert diese Relativgeschwindigkeit von rund 370 m/s nicht aus eben diesen lokalen Eigenbewegungen, die ich in meinem Beitrag erwähnt habe? Und da gibt es ja einige. Sie manifestieren sich in den sich ändernden Abständen zwischen
- Milchstrasse und Andromeda
- Lokaler Gruppe und Virgo-Haufen
- Virgo-Superhaufen und Grossem Attraktor
Interessant in diesem Zusammenhang ist übrigens, dass in populärwissenschaftlichen Texten immer wieder behauptet wird, dass sich die lokale Gruppe dem Virgo-Haufen nähere und der Virgo-Superhaufen dem Grossen Attraktor. In Wirklichkeit entfernen sich diese Gebilde von einander, allerdings weniger schnell als nach dem Hubble-Gesetz. Die lokale Gruppe entfernt sich vom Virgo-Haufen mit 'nur' 1000 anstatt mit 1400 km/s.
MfG Orbit
P.S. Was Du mit 'Gedankenfalle' meinst, verstehe ich nicht.
Ist das Deine eigene Interpretation oder gibt es auch Astronomen, die das so sehen? Ich finde den Gedanken interessant; denn er entspricht einer eigenen Überlegung.
Das ist Sean Carrolls (http://cosmicvariance.com/sean/) Auffassung. Und wie ich finde, nicht mal weit hergeholt.
Außerdem muss ich mich in einem Satz korrigieren:
In so fern ist Expansion an sich erstmal völlig normal, nur wenn das Universum so leer wie unseres ist und statt stetig langsamer zu expandieren plötzlich seine Expansionsgeschwindigkeit beibehält oder gar (wie früher) schneller werdend expandiert, kommt Lambda ins Spiel.
da sollte in Klammer "(so schnell wie früher mal)" stehen. Sonst könnte man verstehen dass die beschleunigte Expansion bereits früher einmal einsetzte und nun wieder. Im Sinne eines Schluckauf-Universums :p. Ich denke man weiß nun, wie es gemeint war.
Gruß
ins#1
ins#1
Es wäre aber schon seltsam, wenn sich das Universum, nachdem es stets kontinuierlich seine Expansion verlangsamt hätte, pötzlich entschliessen würde, das nun nicht mehr zu tun. Wie wäre es, wenn es schon immer während gewissen Epochen seine Expansionsgeschwindigkeit beibehalten hätte? An Stelle einer kontinuierlichen Krümmung träte dann eine quantisierte Kurve, eine also, die sich aus Strecken zusammensetzt, welche nach jeder Epoche die Richtung ändern. Je später in der Epoche ein Beobachter die Expansion messen würde, desto grösser würde ihm, wenn er von einer konituierlichen Expansionskurve ausginge, eine vermeintlich beschleunigte Expansion erscheinen.
Ich habe jetzt nur auf Deinen letzten Beitrag reagiert, nicht aber auf Deinen vorletzten. Die Antwort auf jenen muss ich mir nach wie vor noch überlegen; denn dort hast Du für mich gleich mehrere Baustellen eröffnet.
Gruss Orbit
Es wäre aber schon seltsam, wenn sich das Universum, nachdem es stets kontinuierlich seine Expansion verlangsamt hätte, pötzlich entschliessen würde, das nun nicht mehr zu tun.
Allerdings. Die beiden Teams, die die fernen SNs vermaßen, wollten nichts anderes als das bestehende kosmoligische Modell (zu der Zeit vermutlich ein CDM-Modell ohne Lambda) eines offenen Universums von Ωm=0,27 und Ωvac=0 bestätigen. Und dann gab es die Überraschung. Natürlich dachten alle erst an Messfehler oder versuchten die Daten anders zu interpretieren. Kennst ja die akribische Gründlichkeit von Forschern. Und seitdem ist mehr als ein Jahrzehnt vergangen wo bestimmt keiner nur auf seinen Händen saß.
Ein neues Weltraum-Teleskop, extra für den tiefen IR-Bereich zur Vermessung ferner Supernovae, ist bereits in Vorbereitung. Das ΛCDM-Modell (http://de.wikipedia.org/wiki/Lambda-CDM-Modell) wurde geboren. Ist fast wie eine Nachgeburt Einsteins. Derzeit ist es das einfachst mögliche Modell, und dadurch quasi automatisch favorisiert (die Natur hat es gern einfach). Vorwerfen kann man das aber auch niemandem, schließlich gibt es nur einen begrenzten Datenpool der Astronomen und Astroteilchenphysiker, mit denen die Kosmologen ihre Modelle füttern können. Und diese setzen wiederum die Gültigkeit von ART und Quantenmechanik vorraus die weder vereinigt, noch am Ende der Fahnenstange angekommen sind. Alle weiteren Modelle, und davon gibt gewiss einige, dürften uns wahrscheinlich so abwegig erscheinen, dass sie weit in GdM landen würden und wir nur mit den Achseln zucken könnten, in Anbetracht der Komplexität derer. Ich gehöre jedenfalls eher zu der Fraktion, die hinten durch's Teleskop schaut, als mir darüber Gedanken zu machen.
Wie wäre es, wenn es schon immer während gewissen Epochen seine Expansionsgeschwindigkeit beibehalten hätte? An Stelle einer kontinuierlichen Krümmung träte dann eine quantisierte Kurve, eine also, die sich aus Strecken zusammensetzt, welche nach jeder Epoche die Richtung ändern. Je später in der Epoche ein Beobachter die Expansion messen würde, desto grösser würde ihm, wenn er von einer konituierlichen Expansionskurve ausginge, eine vermeintlich beschleunigte Expansion erscheinen.
Wie ich schon auf Seite 1 sagte,
Das All macht schließlich keine faxen [...]
Gut, dass das Universum so gerade eben am Beschleunigen ist, wo wir ins All schauen (also Ωm/Ωvac annähernd 50:50, für Kosmologen übrigens wieder eins dieser berüchtigten Probleme) ist dann auch komisch. Aber immer noch leichter zu verdauen, als ein Schluckauf-Universum :p
Ich habe jetzt nur auf Deinen letzten Beitrag reagiert, nicht aber auf Deinen vorletzten. Die Antwort auf jenen muss ich mir nach wie vor noch überlegen; denn dort hast Du für mich gleich mehrere Baustellen eröffnet.
Es ist nicht so, dass ich nicht gespannt wäre, was da wohl kommen mag. Jedoch kenne ich deine Gründlichkeit und sehe mit Erfurcht tiefer gehenden Fragen entgegen. Wenn die Sache an deinem bisherigen Weltbild rüttelt muss ich mich aber fast fragen was du vorher geglaubt hast. Zwar werden Diskussion über den ponyhof-mainstream schnell langweilig, können aber immer noch besser sein, als total belanglose Einzeiler, die man für viele der crank-Verschnitte hier auspacken kann.
***edit***
ps: hast Du das Video schon gesehen? Ich geb Dir hier mal direkt die URL zum Öffnen im Real-Player, falls es auf dem "mac" bisher nicht ging: copy+paste (rtsp://u-003-stimms05.uni-tuebingen.de/UT_2007/10/30/UT_20071030_001_rvunivers_0001.rm320.rm)
siehe auch: http://www.jgiesen.de/astro/stars/kosmologie/kosmologie.htm
Gruß
ins#1
Joachim Stiller Münster
24.05.2008, 14:37
Hallo Orbit,
ich behaupte lediglich, dass ich den grundlegenden Gedanken der "real distanz Theorie" bereits mit 16 hatte. Damalls natürlich noch nicht relativistisch, das ist klar. Aber den grundlegenden Gedanken hatte ich durchaus. Habe damals Zeichnungen dazu gemacht. Überigens ist meine Theorie zum Weltall durchaus nicht wiederlegt, sie darf nur nicht mehr diskutiert werden, das ist ein großer Unterschied. Demnächst poste ich Euch mal was zur Dunklen Energie. Ich hoffe, dass das dann in Ordnung geht. Gruß JSM
ins#1
Wenn die Sache an deinem bisherigen Weltbild rüttelt muss ich mich aber fast fragen was du vorher geglaubt hast.
Ich diskutiere hier nicht über mein Weltbild, sondern lediglich über die comoving radial distance, die ich verstehen lernen möchte. Dabei wird auch nicht meine Vorstellung vom Kosmos erschüttert, wenn Du die mit 'Weltbild' gemeint haben solltest; denn die wandelt sich während meines Lernprozesses ständig.
Zwar werden Diskussion über den ponyhof-mainstream schnell langweilig, können aber immer noch besser sein, als total belanglose Einzeiler, die man für viele der crank-Verschnitte hier auspacken kann.
Schön, dass Du wenigstens nicht gleich eine Crank-Diskussion mit mir befürchtest, auch wenn sich Deine Erwartungen in Grenzen halten. :D
Meine Vorstellung vom epochal gradlinigen Verlauf der Expansionskurve, der möglicherweise ein beschleunigt expandierendes Universum in den Messdaten hinterlassen könnte, hast Du m.E. nicht verstanden.
ps: hast Du das Video schon gesehen?
Das läuft auf meinem alten Mac definitiv nicht.
Der andere Link funktioniert, und ich hab heute mit Interesse damit gespielt.
Besten Dank dafür.
Orbit
@ Ich
Ich komme nochmals auf diese Proportionalität zwischen Weltzeit und Expansion zurück
So eine gibt's nicht. Du hast eine Rotverschiebung angegeben, und die ist tatsächlich direktes Maß der Expansion, deswegen die Proportionalität.
Gibt es - wenn auch keine lineare - nicht doch eine Proportionalität?
Nach Friedmann ist die Dichte des Universums, wenn man vom Term mit dem Krümmungsparameter absieht, proportional zu ho^2. Da 1/ho^2 die Hubblezeit oder eben die Weltzeit bedeutet, verhält sich die Dichte des Universums umgekehrt proportional zum Quadrat der Weltzeit. Bei Halbzeit, rund 7 Milliarden nach dem Urknall also, war das Universum 4 x so dicht. Der Skalenfaktor a musste zu diesem Zeitpunkt also 1/(3.Wurzel 4) gewesen sein, was einer Rotverschiebung von z = 0.5874 entspricht.
Da sich der Radius des sichtbaren Universums aber konstant mit c vergrössert, war dieses damals halb so gross. Ein halb so grosses Universum hat 1/8 des Volumens.
V = 1/8
rho = 4
m = V * rho = 4 * 1/8 = 1/2
Die Masse des halb so grossen sichtbaren Universums ist also halb so gross, oder anders gesagt, die Masse des sichtbaren Universums ist proportional zu seinem Radius.
Die Dichte des sich mit c vergrössernden sichtbaren Universums nimmt also nicht mit 1/ r^3, sondern mit 1/r^2 ab.
Kann man das so sehen? Immerhin entspricht diese Proportionalität der Schwarzschildmetrik: Auch der Schwarzschildradius ist proportional zur Masse.
Gruss Orbit
Die Masse des halb so grossen sichtbaren Universums ist also halb so gross, oder anders gesagt, die Masse des sichtbaren Universums ist proportional zu seinem Radius.
Die Dichte des sich mit c vergrössernden sichtbaren Universums nimmt also nicht mit 1/ r^3, sondern mit 1/r^2 ab.
Die Masse mag in der Tat weniger erscheinen (wenn ich mir das richtig vorstelle). Da diese aber keinen Einfluss auf die Dichte-Parameter der Skalenfaktoren hat, die man schon zu der Zeit in der Hintergrundstrahlung würde ablesen können, wenn es denn Beobachter gäbe, käme man zum selben Ergebniss wie heute (Ausnahme: das Verhältnis von Ωm/Ωvac wäre verschoben).
Was man in der "jeweiligen" Hubbelsphäre sieht, hat keine physikalische Relevanz für das kosmologische Verhalten des Universums. Außerhalb der HS ist was, man sieht es nur noch nicht.
Meine Vorstellung vom epochal gradlinigen Verlauf der Expansionskurve, der möglicherweise ein beschleunigt expandierendes Universum in den Messdaten hinterlassen könnte, hast Du m.E. nicht verstanden.
Ich weiss nicht, was es da nicht zu verstehen geben könnte. Du kannst die Linie in dem Diagramm so zeichnen wie du magst, solange du damit auf die Meßdaten triffst. Nur passt da epochal stotternd oder hicksend bestimmt nicht zu den Friedmannweltmodellen.
PS: das mit den ollen Real-Video streams kann nicht sein. Dein Mac müsste 10+ Jahre sein, dass der das nicht schafft. Einfach den Real-Player (http://www.real.com/mac/realplayer?) hier runterladen, installieren und den stream (rtsp://u-003-stimms05.uni-tuebingen.de/UT_2007/10/30/UT_20071030_001_rvunivers_0001.rm320.rm) hier per copy+paste einfügen und schon geht das.
Gruß
ins#1
ins#1
Was man in der "jeweiligen" Hubbelsphäre sieht, hat keine physikalische Relevanz für das kosmologische Verhalten des Universums. Außerhalb der HS ist was, man sieht es nur noch nicht.
Klar, man kommt auf dieselben skalenfaktorspezifischen Dichten, ob man nun das Ganze oder einen Ausschnitt davon betrachtet.
(Ausnahme: das Verhältnis von ?m/?vac wäre verschoben)
Und zwar drastisch: Bei z = 3 oder a = 1/4 sind in einem 64x kleineren Volumen immer noch dieselben 25 Materie-Massenanteile enthalten wie heute. Da aber die Dichte der Vakuumenergie konstant ist, muss die Energie und damit deren äquivalente Masse in diesem kleineren Volumen auf 1/64 abnehmen. Das Verhältnis Omega(m)/Omega(vac) ist also 25 : 75/64 = 25 : 1,171875.
Setzen wir 26,171875 zu 1, ergibt das ein neues Verhältnis
Omega(m)/Omega(vac) = 0.955 : 0.045.
Sehe ich das richtig?
Und nebenbei: Ich ging bisher immer davon aus, dass die Gesamtdichte proportional zu 1/a^2 sei. Nun enthält aber in diesem Beispiel ein 64x kleineres Volumen noch 0.26171875 der gegenwärtigen Masse, was einer Proportion von 1/(1.02317a)^2 entspricht.
Was alles hab ich hier wieder falsch überlegt und gerechnet? :)
Dein Mac müsste 10+ Jahre sein
Ist er. Leider! Kann das Betriebsystem OSX, welches für Deinen Player benötigt würde, nicht mehr laden. Bei OS 9.1 ist fertig.
Gruss Orbit
Sorry, musste selber wieder nachschauen, dann kanns dauern.
Was alles hab ich hier wieder falsch überlegt und gerechnet?
1.
da 1/ho^2 die Hubblezeit oder eben die Weltzeit bedeutet
1/H0 ist nicht gleich der Weltzeit, das gilt nur in einem leeren Universum.
2.
Da sich der Radius des sichtbaren Universums aber konstant mit c vergrössert, war dieses damals halb so gross.
Der Radius des sichtbaren Universums (46 Gly, nicht 13,7!) vergrößert sich nicht konstant mit c, sondern mit c/a(t).
3.
Ich ging bisher immer davon aus, dass die Gesamtdichte proportional zu 1/a^2 sei.
Du meinst 1/r², nicht 1/a².
Ich geb's auf.
Es gibt nun drei Dinge, über die ich nie mehr schreiben werde:
die comoving radial distance
das Zwillingsparadoxon und
das Seilparadoxon.
Von mir aus kann man den Thread schliessen.
Orbit
Ich geb's auf.
Kauf dir einfach mal einen Computer, der diesem Jahrtausend angemessen ist, und probier das Excel-File von mir raus. Mit selber rumprobieren wird alles einsichtiger.
Nathan5111
31.05.2008, 18:07
Hallo Orbit,
Was Du mit 'Gedankenfalle' meinst, verstehe ich nicht.
seinerzeit gefiel mir dieses Bild sehr gut, auf Deine Frage hin habe ich lange darüber nachgedacht. Ich kann wieder nur mit einem Bild antworten: Wenn man sich am Ende eines 'Trampelpfades im Hirn' im Kreise dreht, wenn man 'durch keinerlei Wissen getrübte Ahnungen' verfolgt, endet man in einer Sackgasse oder eben in einer Gedankenfalle.
Andere Menschen sagen 'Glauben' dazu (auch wenn Ralf das garnicht gerne hört).
Mit bildhaften Grüßen
Nathan
Nathan5111
Ich verstehe Dich noch immer nicht. Tut mir leid.
Seinerzeit hast Du mit 'Gedankenfalle' auf einen Beitrag von Ich reagiert, der m.E. völlig korrekt war. Den Rest Deines damaligen Beitrags verstand ich so, dass man sich nicht vorstellen sollte, dass sich da etwas entfernt, sondern, dass WIR uns entfernen. Es ist doch aber egal, ob man es sich so oder so vorstellt, oder nicht?
Orbit
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