Alternative Expansionstheorie
- Ersteller komet007
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komet007
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Hallo CygnusX
Genau darauf zielte diese Frage:
Wenn kalte Materie aus quantenphysikalischen Prozessen des Vakuums hervorgehen kann, wozu benötigt man dann noch die Nukleosynthese des Urknalls?
Hallo Orbit,
Jetzt verstehe ich, was Du meinst: rho*t^2=const.
Das trifft aber nicht nur auf 1/S^2 zu, sondern auch auf 1/S^3 und 1/S^4, siehe Gleichungen (76) und (77) des papers, und liegt, wenn rho die kritische Dichte ist, einfach daran, dass gilt:
rho=3H^2/(8piG) wobei H für 1/S^2 , 1/S^3 und 1/S^4 immer proportional zu 1/t ist, siehe Tabelle.
Grüße
cygnusx
Jetzt verstehe ich, was Du meinst: rho*t^2=const.
Das trifft aber nicht nur auf 1/S^2 zu, sondern auch auf 1/S^3 und 1/S^4, siehe Gleichungen (76) und (77) des papers, und liegt, wenn rho die kritische Dichte ist, einfach daran, dass gilt:
rho=3H^2/(8piG) wobei H für 1/S^2 , 1/S^3 und 1/S^4 immer proportional zu 1/t ist, siehe Tabelle.
Grüße
cygnusx
komet007
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Abschnitt aus Wikipedia zum Thema Hoyle und Steady State Theorie:
Sorry Orbit, ich konnt's mir einfach nicht verkneifen.
komet007
Registriertes Mitglied
Hallo nochmal
eigentlich weniger mit der Expansion als mit der spontanen Entstehung von Materie aus dem Vakuum. Im Grunde war dies genau das fehlende Bauteilchen in der Theorie Hoyles, das er nicht erklären konnte, was allerdings der Urknalltheorie zugute kam.
Im Grunde bestätigt ihr zum Teil viele Jahre später damit Fred Hoyle, wofür ich mich sehr freue.
Der Hauptgrund dieses Postings war allerdings, dass ich mit Orbit vor kurzem eine kleine Diskussion eben genau zu diesem Thema hatte und er von meiner Idee, eine Parallele zu Hoyle herzustellen, gar nicht begeistert war.
Gruß
Wolfgang
Zuletzt bearbeitet:
Hi cygnusx
Zum Beitrag 143: OK. Da habe ich eine Verknüpfung gemacht, die es gar nicht gibt.
Zu den Formeln
Unter H versteht Ihr die Ausdehnungsgeschwindigkeit pro Meter, oder?
Ich hätte nichts dagegen, wenn man den historisch bedingten Bezug auf parsec, resp. Mpc fahren lassen würde.
Gruss Orbit
Zum Beitrag 143: OK. Da habe ich eine Verknüpfung gemacht, die es gar nicht gibt.
Zu den Formeln
meine 5. Frage:
Unter H versteht Ihr die Ausdehnungsgeschwindigkeit pro Meter, oder?
Ich hätte nichts dagegen, wenn man den historisch bedingten Bezug auf parsec, resp. Mpc fahren lassen würde.
Frage 6: Heisst das also, dass nach Eurer Vorstellung jederzeit jedes Teilchen, egal welcher Energie, entstehen kann und dass dabei die jeweilige Temperatur der Hintergrundstrahlung keine Rolle spielt?
Gruss Orbit
Hallo Orbit,
Frage 5: Richtig, H=(dS/dt)/S, mit S=Skalenparameter
Frage 6: Konsequenterweise muss es so sein (allerdings findet auch bei uns - wie beim Standardmodell - zu früheren Zeiten Nukleosysnthese statt). Welcher Prozess zu späteren Zeiten dann dafür verantwortlich wäre, können wir nicht sagen, höchstens in Form der Hawking Strahlung vermuten.
Grüße
cygnusx
Frage 5: Richtig, H=(dS/dt)/S, mit S=Skalenparameter
Frage 6: Konsequenterweise muss es so sein (allerdings findet auch bei uns - wie beim Standardmodell - zu früheren Zeiten Nukleosysnthese statt). Welcher Prozess zu späteren Zeiten dann dafür verantwortlich wäre, können wir nicht sagen, höchstens in Form der Hawking Strahlung vermuten.
Grüße
cygnusx
@ cygnusx
Ein erstes Fazit aus meiner (sicher beschränkten) Sicht:
Ich muss schon sagen, an Mut fehlt es Euch nicht!
Da lehnt Ihr Euch nicht nur ziemlich weit aus dem Fenster des Elfenbeinturms der Kosmologen, sondern legt Euch auch noch mit den Quantenphysikern an, welche diese lockere Beziehung zwischen Temperatur und Teilchenbildung nicht so ohne weiteres schlucken werden. Am wenigsten wird wohl Onkel Albert gegen Eure Hypothese haben; aber warten wir mal ab, was zum Beispiel Ich dazu meint.
Gruss Orbit
Ein erstes Fazit aus meiner (sicher beschränkten) Sicht:
Ich muss schon sagen, an Mut fehlt es Euch nicht!
Da lehnt Ihr Euch nicht nur ziemlich weit aus dem Fenster des Elfenbeinturms der Kosmologen, sondern legt Euch auch noch mit den Quantenphysikern an, welche diese lockere Beziehung zwischen Temperatur und Teilchenbildung nicht so ohne weiteres schlucken werden. Am wenigsten wird wohl Onkel Albert gegen Eure Hypothese haben; aber warten wir mal ab, was zum Beispiel Ich dazu meint.
Gruss Orbit
@Orbit:
Nun, die diversen Referees, die sich unser paper zur Brust genommen haben, sind angesichts unser Aussagen sehr gelassen geblieben. Das spricht zum Einen für das paper und zum Anderen für die als "open minded" einzuschätzenden Gutachter.
Außerdem soll unser paper zum Denken anregen und hat nicht die Intention die Physik auszuhebeln. Im Zusammenhang mit der Erzeugung von Materie aus schwarzen Löchern gibt es außerdem eine höchstinteressante Dissertation aus dem Fachbereich Physik der Johann Wolfgang Goethe-Universität / Frankfurt am Main aus dem Jahr 2003 mit dem Thema "Schwarze Löcher in Extra Dimensionen" (Gutachter u.a. Walter Greiner, der jedem Physikstudent bekannt sein sollte). Hier wird u.a. der kanonische und mikrokanonische Zerfall von schwarzen Löchern untersucht. Sehr lesenswert!! Für die Diskussion hier ist relevant, dass die Temparatur schwarzer Löcher desto größer ist, je geringer die Masse des schwarzen Lochs ist. Für Massen in der Größenordnung Planckmasse liegt sie ungefähr bei Plancktemperatur und die Zerfallswahrscheinlichkeit des Lochs ist am größten bei 1/2 Planckmasse.
Fazit, ein Temperaturproblem gibt es offenbar nicht. Und dass mit der 1/2 Planckmasse kommt mir auch bekannt vor.
Grüße
cygnusx
Nun, die diversen Referees, die sich unser paper zur Brust genommen haben, sind angesichts unser Aussagen sehr gelassen geblieben. Das spricht zum Einen für das paper und zum Anderen für die als "open minded" einzuschätzenden Gutachter.
Außerdem soll unser paper zum Denken anregen und hat nicht die Intention die Physik auszuhebeln. Im Zusammenhang mit der Erzeugung von Materie aus schwarzen Löchern gibt es außerdem eine höchstinteressante Dissertation aus dem Fachbereich Physik der Johann Wolfgang Goethe-Universität / Frankfurt am Main aus dem Jahr 2003 mit dem Thema "Schwarze Löcher in Extra Dimensionen" (Gutachter u.a. Walter Greiner, der jedem Physikstudent bekannt sein sollte). Hier wird u.a. der kanonische und mikrokanonische Zerfall von schwarzen Löchern untersucht. Sehr lesenswert!! Für die Diskussion hier ist relevant, dass die Temparatur schwarzer Löcher desto größer ist, je geringer die Masse des schwarzen Lochs ist. Für Massen in der Größenordnung Planckmasse liegt sie ungefähr bei Plancktemperatur und die Zerfallswahrscheinlichkeit des Lochs ist am größten bei 1/2 Planckmasse.
Fazit, ein Temperaturproblem gibt es offenbar nicht. Und dass mit der 1/2 Planckmasse kommt mir auch bekannt vor.
Grüße
cygnusx
Zuletzt bearbeitet:
Das paper ist interessanterweise wieder kostenlos bei Springer erhältlich:
http://www.springerlink.com/content/m28uj2x7x0517nm0/fulltext.pdf
Grüße
cygnusx
mac
Registriertes Mitglied
Hallo cygnusx
Zunächst mal vielen Dank für Dein freundliches Angebot.
Ich hab’ Kapitel 6 inzwischen gelesen und bilde mir ein, zumindest den Teil, der mir zur Zeit wichtig ist, auch teilweise verstanden zu haben. Für den Rest werde ich allerdings noch einige Zeit brauchen. Auch ist mein ‚mathematischer Werkzeugkoffer’ da leider nicht adäquat bestückt und auch die Fachsprache ist noch immer nicht so, wie sie dafür sein sollte.
Du bist der erste deutschsprachige, den ich kenne, der den Expansionsverlauf des Kosmos nicht nur qualitativ verstanden hat. Trotzdem stellt sich schon bei meiner ersten Frage nach diesem Verlauf heraus, dass es mir bisher nicht gelungen ist, meine Frage so zu formulieren, dass Du verstehen kannst, was ich meine.
Deshalb diese etwa ‚erweiterte’ Frage.
Das ‚Lernziel’ dass ich zur Zeit habe, ist Jonas’s Ameisenmodell (vielleicht auch als Gummibandmodell bekannt) als Programm so zu formulieren, dass es auch für mathematisch minderbemittelte wie mich, nachvollziehbar wird, wie die Ausdehnung genau ablief, und warum es genau an den angegebenen ‚Orten’ unter den gegebenen Bedingungen zur Horizontbildung kommt.
Da ich mit dem Gummibandmodell die Zeit/Ort-Angaben aus dem advanced cosmic calculator von Ned Wright reproduzieren kann, mit einer, aus diesen Daten ermittelten Geschwindigkeits-Zeitkurve auch etwa die Ergebnisse seines Calculators erhalte, bin ich mir inzwischen relativ sicher, dass das Gummibandmodell tatsächlich für sowas anwendbar ist.
In dem Zusammenhang hab’ ich, mehr zur Kontrolle meines ‚Lernfortschrittes’ und meiner eigenen Ergebnisse eine Frage:
1. Bei dem Gummibandmodell bildet sich bei mir überhaupt nur dann ein Horizont, (damit meine ich z.B. den Partikelhorizont, wie von Tamara Davis und Charles Lineweaver beschrieben), wenn die Expansion beschleunigt abläuft. (muß nicht von Anfang an so sein, aber muß irgendwann nicht mehr langsamer, sondern schneller werden).
Dabei beziehe ich den Begriff Ausdehnungsgeschwindigkeit auf irgend einen Ort, der nicht unser Standort ist, und sich im Laufe der Zeit von uns entfernt. Die Geschwindigkeit mit der er das tut, ist zu jeder Zeit doppelt so hoch, wie bei einem jeweils halb so weit entfernten Ort. Die Hubblesphäre beispielsweise, genügt dieser Beschreibung nicht.
Meine Geschwindigkeits-Zeit-Funktion besteht aus einer Summe aus exponentiellem Abfall der Geschwindigkeit mit der Zeit und einem linearen Anstieg, wobei dieser lineare Teil die Ausdehnung bei z irgendwo grob zwischen 1 und 0,5 anfängt zu dominieren. Das ist aber nur eine Krücke, die ich mir rückwärts aus den Wright-Calculator-Daten gebastelt hab, weil ich die Beschreibung dieser Funktion im Standardmodell bisher nicht so gut verstanden habe, dass ich damit rechnen könnte
Ich suche also eine, mit dem Standardmodell konforme Beschreibung dieses Geschwindigkeitsverlaufes und damit ich mich kontrollieren kann, am besten mit Zahlenbeispiel, wie sie anzuwenden ist.
Herzliche Grüße
MAC
Zunächst mal vielen Dank für Dein freundliches Angebot.
Ich hab’ Kapitel 6 inzwischen gelesen und bilde mir ein, zumindest den Teil, der mir zur Zeit wichtig ist, auch teilweise verstanden zu haben. Für den Rest werde ich allerdings noch einige Zeit brauchen. Auch ist mein ‚mathematischer Werkzeugkoffer’ da leider nicht adäquat bestückt und auch die Fachsprache ist noch immer nicht so, wie sie dafür sein sollte.
Du bist der erste deutschsprachige, den ich kenne, der den Expansionsverlauf des Kosmos nicht nur qualitativ verstanden hat. Trotzdem stellt sich schon bei meiner ersten Frage nach diesem Verlauf heraus, dass es mir bisher nicht gelungen ist, meine Frage so zu formulieren, dass Du verstehen kannst, was ich meine.
Deshalb diese etwa ‚erweiterte’ Frage.
Das ‚Lernziel’ dass ich zur Zeit habe, ist Jonas’s Ameisenmodell (vielleicht auch als Gummibandmodell bekannt) als Programm so zu formulieren, dass es auch für mathematisch minderbemittelte wie mich, nachvollziehbar wird, wie die Ausdehnung genau ablief, und warum es genau an den angegebenen ‚Orten’ unter den gegebenen Bedingungen zur Horizontbildung kommt.
Da ich mit dem Gummibandmodell die Zeit/Ort-Angaben aus dem advanced cosmic calculator von Ned Wright reproduzieren kann, mit einer, aus diesen Daten ermittelten Geschwindigkeits-Zeitkurve auch etwa die Ergebnisse seines Calculators erhalte, bin ich mir inzwischen relativ sicher, dass das Gummibandmodell tatsächlich für sowas anwendbar ist.
In dem Zusammenhang hab’ ich, mehr zur Kontrolle meines ‚Lernfortschrittes’ und meiner eigenen Ergebnisse eine Frage:
1. Bei dem Gummibandmodell bildet sich bei mir überhaupt nur dann ein Horizont, (damit meine ich z.B. den Partikelhorizont, wie von Tamara Davis und Charles Lineweaver beschrieben), wenn die Expansion beschleunigt abläuft. (muß nicht von Anfang an so sein, aber muß irgendwann nicht mehr langsamer, sondern schneller werden).
Dabei beziehe ich den Begriff Ausdehnungsgeschwindigkeit auf irgend einen Ort, der nicht unser Standort ist, und sich im Laufe der Zeit von uns entfernt. Die Geschwindigkeit mit der er das tut, ist zu jeder Zeit doppelt so hoch, wie bei einem jeweils halb so weit entfernten Ort. Die Hubblesphäre beispielsweise, genügt dieser Beschreibung nicht.
Meine Geschwindigkeits-Zeit-Funktion besteht aus einer Summe aus exponentiellem Abfall der Geschwindigkeit mit der Zeit und einem linearen Anstieg, wobei dieser lineare Teil die Ausdehnung bei z irgendwo grob zwischen 1 und 0,5 anfängt zu dominieren. Das ist aber nur eine Krücke, die ich mir rückwärts aus den Wright-Calculator-Daten gebastelt hab, weil ich die Beschreibung dieser Funktion im Standardmodell bisher nicht so gut verstanden habe, dass ich damit rechnen könnte
Ich suche also eine, mit dem Standardmodell konforme Beschreibung dieses Geschwindigkeitsverlaufes und damit ich mich kontrollieren kann, am besten mit Zahlenbeispiel, wie sie anzuwenden ist.
Herzliche Grüße
MAC
cygnusx
Wieso sollte ausgerechnet mit der Erörterung der zentralen Frage der Weg-Zeitdiagramme der Rahmen dieses Forums gesprengt werden? Damit beschäftigen sich als Lernende ja noch andere, z.B. der Initiator dieses Threads, komet007, und ich.
Auch an einer Diskussion um das Ameisen-Gummibandmodell werden z.B. alle jene interessiert sein, die sich damals an dem von mac verlinkten Thread beteiligt hatten.
Ich bitte deshalb darum, dass Ihr diese Fragen hier erörtert.
Gruss Orbit
Wieso sollte ausgerechnet mit der Erörterung der zentralen Frage der Weg-Zeitdiagramme der Rahmen dieses Forums gesprengt werden? Damit beschäftigen sich als Lernende ja noch andere, z.B. der Initiator dieses Threads, komet007, und ich.
Auch an einer Diskussion um das Ameisen-Gummibandmodell werden z.B. alle jene interessiert sein, die sich damals an dem von mac verlinkten Thread beteiligt hatten.
Ich bitte deshalb darum, dass Ihr diese Fragen hier erörtert.
Gruss Orbit
komet007
Registriertes Mitglied
Das kann ich nur bestätigen! Ich bin zwar der englischen Sprache mächtig, bei dieser Fülle an Fachausdrücken fällt es allerdings oft schwer den Faden nicht zu verlieren.
Wäre es nicht wünschenswert eine deutsche Übersetzung anzufertigen um auch ein breites Publikum zu erreichen?
O.K., bis auf die jetzige Ausnahme kann ich aber nur sporadisch und grundsätzlich nur Abends an der Diskussion teilnehmen. Evtl. ist die Frage auch schneller beantwortet als gedacht, vorausgesetzt, ich habe sie korrekt verstanden.
Grundlage ist das Hubble-Gesetz v=Hr, oder mit Skalenparameter ausgedrückt (dS/dt)=HS, wobei H im Allgemeinen von der kosmischen Zeit t abhängt, also H=H(t). Solange H(t) eine simple Funktion von t ist, z.B. H(t) = 2/3t oder 1/2t (weil das zugrunde gelegte Modell entsprechend einfach ist, also z.B. nur materiedominiert oder nur strahlungsdominiert), kann man die Differentialgleichung (dS/dt)=HS ganz einfach lösen und aus dem gewonnenen S dann dS/dt bestimmen.
Unangenehm wird es aber, wenn die Dichte rho in der Friedmann-Gleichung
((dS/dt)/S)^2=H^2=8*pi*G*rho/3
nicht so einfach gestrickt ist, was im Standardmodell der Fall ist. Dort setzt sich rho aus verschiedenen Dichten (Materie, Vakuum, evtl. Strahlung und möglicherweise noch einem Anteil für den Krümmungsfaktor k zusammen (falls letzterer nicht Null sein sollte). Alle diese Dichten haben, bis auf die im Standardmodell konst. Energiedichte des Vakuums, unterschiedliche Abhängigkeiten von S, so dass sich eine Differenzialgleichung der Art
((dS/dt)/S)^2= H^2 = f(1/s^4, 1/S^3, 1/S^2, Konstante)
ergibt (f = "Funktion von ...."). Das ist bitter und im Allgemeinen nicht durch eine geschlossene Lösung darstellbar, sondern S bzw. (dS/dt) müssen numerisch bestimmt werden. Ergo: Einen Ausdruck für (dS/dt), falls es das ist, was gewünscht wurde, kann ich nicht angeben.
Und für die von mac angesprochene Hubble-Sphäre gilt c=HS und damit die gleiche Aussage wie oben: numerische Lösung.
Grüße
cygnusx
Grundlage ist das Hubble-Gesetz v=Hr, oder mit Skalenparameter ausgedrückt (dS/dt)=HS, wobei H im Allgemeinen von der kosmischen Zeit t abhängt, also H=H(t). Solange H(t) eine simple Funktion von t ist, z.B. H(t) = 2/3t oder 1/2t (weil das zugrunde gelegte Modell entsprechend einfach ist, also z.B. nur materiedominiert oder nur strahlungsdominiert), kann man die Differentialgleichung (dS/dt)=HS ganz einfach lösen und aus dem gewonnenen S dann dS/dt bestimmen.
Unangenehm wird es aber, wenn die Dichte rho in der Friedmann-Gleichung
((dS/dt)/S)^2=H^2=8*pi*G*rho/3
nicht so einfach gestrickt ist, was im Standardmodell der Fall ist. Dort setzt sich rho aus verschiedenen Dichten (Materie, Vakuum, evtl. Strahlung und möglicherweise noch einem Anteil für den Krümmungsfaktor k zusammen (falls letzterer nicht Null sein sollte). Alle diese Dichten haben, bis auf die im Standardmodell konst. Energiedichte des Vakuums, unterschiedliche Abhängigkeiten von S, so dass sich eine Differenzialgleichung der Art
((dS/dt)/S)^2= H^2 = f(1/s^4, 1/S^3, 1/S^2, Konstante)
ergibt (f = "Funktion von ...."). Das ist bitter und im Allgemeinen nicht durch eine geschlossene Lösung darstellbar, sondern S bzw. (dS/dt) müssen numerisch bestimmt werden. Ergo: Einen Ausdruck für (dS/dt), falls es das ist, was gewünscht wurde, kann ich nicht angeben.
Und für die von mac angesprochene Hubble-Sphäre gilt c=HS und damit die gleiche Aussage wie oben: numerische Lösung.
Grüße
cygnusx
mac
Registriertes Mitglied
Hallo cygnusx,
ich freue mich sehr, dass Du überhaupt bereit bist, mir zu antworten.
Wenn ich am späten Abend eine Frage stelle, heißt das auch nicht, dass ich eine Antwort am nächsten Morgen erhoffe. Ich hab’ nur halt auch tagsüber kaum Zeit dafür.
Zu Deinem Vorschlag diese Korrespondenz per PN weiterzuführen: Also primär bestimmst Du, ob und wie es weiter läuft. Aus meiner Sicht besteht aber kein Grund, es nicht öffentlich fortzuführen. Mitlesen/schreiben werden sowieso nur diejenigen, die sich dafür interessieren. Und wenn ich so weit komme, dass ich es ausreichend gut verstanden hab’, werde ich mir Mühe geben, es so aufzuschreiben, dass es prinzipiell auch 11/12 Klässler nachvollziehen und damit rumspielen können.
Nun noch kurz zu Deiner Antwort:
Hab’ ich schon befürchtet, aber immer noch gehofft, dass ich nur zu ungebildet bin. Gut, auf dem bisherigen Weg ist’s zwar sehr mühsam, aber es geht auch so.
Ich muß aber noch mal einen Punkt nachfragen. Wenn man den Vorgang tatsächlich mit dem Ameisenmodell beschreiben kann, dann ist die Frage wohl trivial. Weil ich mir aber immer noch nicht ganz sicher bin (das es tatsächlich so einfach geht) sehe ich das als entscheidende Marke, ob ich das Ameisenmodell richtig anwende: Ein Partikelhorizont (im Sinne von Davis & Lineweaver) bildet sich nur dann, wenn die Expansionsgeschwindigkeit irgendwann beschleunigt und diese Beschleunigung auch bis in alle Ewigkeit fortführt?
Herzliche Grüße
MAC
ich freue mich sehr, dass Du überhaupt bereit bist, mir zu antworten.
Wenn ich am späten Abend eine Frage stelle, heißt das auch nicht, dass ich eine Antwort am nächsten Morgen erhoffe. Ich hab’ nur halt auch tagsüber kaum Zeit dafür.
Zu Deinem Vorschlag diese Korrespondenz per PN weiterzuführen: Also primär bestimmst Du, ob und wie es weiter läuft. Aus meiner Sicht besteht aber kein Grund, es nicht öffentlich fortzuführen. Mitlesen/schreiben werden sowieso nur diejenigen, die sich dafür interessieren. Und wenn ich so weit komme, dass ich es ausreichend gut verstanden hab’, werde ich mir Mühe geben, es so aufzuschreiben, dass es prinzipiell auch 11/12 Klässler nachvollziehen und damit rumspielen können.
Nun noch kurz zu Deiner Antwort:
Hab’ ich schon befürchtet, aber immer noch gehofft, dass ich nur zu ungebildet bin. Gut, auf dem bisherigen Weg ist’s zwar sehr mühsam, aber es geht auch so.
Ich muß aber noch mal einen Punkt nachfragen. Wenn man den Vorgang tatsächlich mit dem Ameisenmodell beschreiben kann, dann ist die Frage wohl trivial. Weil ich mir aber immer noch nicht ganz sicher bin (das es tatsächlich so einfach geht) sehe ich das als entscheidende Marke, ob ich das Ameisenmodell richtig anwende: Ein Partikelhorizont (im Sinne von Davis & Lineweaver) bildet sich nur dann, wenn die Expansionsgeschwindigkeit irgendwann beschleunigt und diese Beschleunigung auch bis in alle Ewigkeit fortführt?
Herzliche Grüße
MAC