Modell betreffend kleinste Raumzeiteinheiten und möglichen Implikationen

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Dgoe

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Hallo Ralf,

ja natürlich, hatte ich auch nicht (hier weiter) vor, oder kapern wollen...
Immerhin hatte ich mich bemüht, Pfunz zu verstehen. Dass ich selber die Lehrmeinung schlechter kenne, als selber gedacht, ist natürlich etwas unglücklich, bishin zu einem absurden Unterfangen. Letztlich aber auch ganz gut in Pfunz Sinne, dass es zu dieser (für mich vorläufigen) Klärung kam, da ich schon wiederholt diesen Punkt aufgegriffen hatte. Und doch auch erfrischend, dass seine beklagten Verständnisschierigkeiten anderer durchaus relativ sind.

Gruß,
Dgoe

@Pfunz:
Nichts für ungut. Bestimmt erinnerst du dich, dass ich mich ebenso schon mal für dich eingesetzt hatte. Daher möchte ich dir noch den Tipp geben, vor allem auch Mac nicht im Regen stehen zu lassen und etwas mehr Struktur in Ralfs Sinne zu schaffen.

Gruß,
Dgoe
 
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mac

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Hallo Dgoe,

Verstehe. Ich kann mir aber vorstellen, dass man nicht gleich Formeln parat hat.
es geht mir nicht um eine fertige Formel, nur um eine quantitative Eingrenzung der Vorstellung von Pfunz.

Die Energiedichte (Anzahl der Photonen pro Volumen, mal der (mittleren) Energie dieser Photonen) der Hintergrundstrahlung, aber auch aller anderen Photonen, die erst später gestartet sind, nimmt mit 1/r^4 ab. Der Verlauf von r (der beobachtbare Radius des Universums), ist dabei proportional zu z+1 (z ist das Maß der Rotverschiebung) Mit anderen Worten, Licht, welches bei uns mit einer Rotverschiebung von z = 3 ankommt, hat auf seinem Wege zu uns, vom Start bis zum Ziel eine 'Verlängerung' seines Weges um einen Faktor z + 1, also 4 'erlitten' und seine Wellenlänge ist daher ebenso um diesen Faktor 4 größer geworden.

Mit dieser Rotverschiebung, besonders der der Hintergrundstrahlung kann man nicht beliebig 'manövrieren'.

Die Temperatur von Plasma (Gas, welches so heiß ist, daß sich seine Atome so schnell gegeneinander bewegen, daß sie von ihren Elektronen getrennt werden, wenn sie kollidieren) ist meßbar, auch in irdischen Laboratorien und die ist wiederum eng verbunden mit der elektrischen Feldstärke der Elementarladung. Sie liegt bei ca. 3000 Kelvin. Damit steht sozusagen die Starttemperatur dieser Hintergrundstrahlung fest und ihre Ankunftstemperatur (bei uns) kann man sehr genau messen. (WMAP, Planck)

Das legt noch nicht fest, wie lange es gedauert hat, bis das Universum seit dem Absenden der Hintergrundstrahlung soviel (ca 1100 mal) größer geworden ist.

Aber

Man kann den Verlauf der Geschwindigkeitsänderung, oder besser der Raumvergrößerung, für die Photonen die uns aus mehr oder minder weit entfernten Galaxien erreichen messen. Und man kann messen, wenn auch nicht ganz präzise, wie weit diese Galaxien entfernt sind von uns. (mit SN1a Explosionen als 'Standardkerze' bei den sehr weit entfernten Galaxien)

Dieser Verlauf gehorcht(e) bis vor ca. 7 Milliarden Jahren einer sehr einfachen Gesetzmäßigkeit.

Woher will man das denn wissen?

Wenn man den Verlauf zurückrechnet, kommt man abhängig von der Zeit zu ganz bestimmten Dichten des Gases (der späteren Quelle der Hintergrundstrahlung) und den davon abhängigen Temperaturen. (Gasgesetze) (Das ist noch nicht alles, aber zum qualitativen Verständnis erst mal ausreichend) Als dieses Gas noch sehr viel heißer und dichter war, hat es in ihm (ähnlich wie in unserer Sonne) Kernfusionen gegeben. (Es war zu dieser Zeit bei weitem nicht so dicht wie das Gas in heutigen Sternen, aber extrem viel heißer) Die dabei entstehenden fusionierten Atomkerne konnten aber erst bestehen bleiben, nachdem das Gas unter die Schwellentemperatur abgekühlt war, bei der die kinetische Energie der Gasatome kleiner wurde, als die Spallationsenergie, mit der bereits fusionierte (überwiegend Helium) Kerne wieder auseinander gerissen werden. Der Zeitliche Verlauf dieses Akühlungsprozesses durch Raumexpansion mußte, wenn die oben angesprochene einfache Beziehung zwischen Zeit und Ausdehnung richtig ist, eine ganz spezielle Signatur in Form von fusionierten Atomen verschiedener Kernladungszahl hinterlassen, die man sehr präzise vorhersagen kann. Einer der wirklich beeindruckenden Erfolge der Urknalltheorie ist diese vorhergesagte primordiale Gaszusammensetzung, die man mit erstaunlicher Genauigkeit so in der Natur wiederfindet, wie sie berechnet wurde.

Das ist ein Baustein in dieser Theorie. Ein anderer mindestens ebenso beeindruckender Baustein ist der zeitliche Verlauf bei der Strukturbildung im Universum (Filamente und Voids) Auch dieser Baustein läßt keine großen Abweichungen zu, beim Ablauf der Zeit.

Wenn also Pfunz hingeht und sagt:
Pfunz schrieb:
Da meiner Ansicht nach die kosmische Hintergrundstrahlung der Nährboden für die Erschliessung neuer Raumzeit ist, bzw. für die Bildung neuer Raumteilchen, müsste diese folglich proportional stärker abnehmen als das Wachstum des Universums.
dann hat er nur erbärmlich wenig Manövriermasse, bevor er an gemessene Grenzen stößt.

Herzliche Grüße

MAC

http://de.wikipedia.org/wiki/Primordiale_Nukleosynthese
http://www.astro.ucla.edu/~wright/BBNS.html
http://www.mpa-garching.mpg.de/galform/virgo/millennium/index.shtml
 
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Dgoe

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Hallo Mac,

hm, da du mich angesprochen hast - ich will mich hier demnächst raushalten - möchte ich antworten, dass ich deinen Text mehrmals gelesen habe, beim ersten mal zu schnell, schwer beeindruckt, später dann alles detailliert besser nachvollziehend, interessante Punkte gefunden und auch vieles an mein bisheriges Verständnis erinnernd. Ich verstehe, denke ich recht gut, was du sagst und kann notfalls weiter recherchieren.

Nur Pfunz Satz erschließt sich mir schlicht nicht - unabhängig anderer Details. Hier
Da meiner Ansicht nach die kosmische Hintergrundstrahlung der Nährboden für die Erschliessung neuer Raumzeit ist, bzw. für die Bildung neuer Raumteilchen, müsste diese folglich proportional stärker abnehmen als das Wachstum des Universums.
(bold von mir) Die Erschließung neuer Raumzeit verstehe ich synonym zu Wachstum des Universums. Wie kann das eine abnehmen? Proportional stärker abnehmen als ein Wachstum; wiederum bedeutet das eine nimmt ab, das andere nimmt zu, hieße hier, Raumzeit nimmt ab und Universum nimmt zu, proportional. *gg* nee sorry, bei mir hakt das, tut mir leid. Und zu allem Überfluss ist gerade die Hintergrundstrahlung der Nährboden? Auf Wiedersehn. Das bräuchte ich auf Dummies Niveau aufgeschlüsselt nicht unter 5 Zeilen mindestens, sonst geht schlicht gar nichts.

Lasst euch nicht stören.

Gruß,
Dgoe


Edit: ok, jetzt nach Revision dämmert's, ander gemeint. Die Hintergrundstrahlung nimmt proportional ab, zum Wachstum des Universums!? Ja, die nimmt doch ab oder verschiebt sich zur Gammastrahlung, verliert Temperatur. Das Universum wächst. Könnte proportional eine Annäherung sein. Aber warum ist die Hintergrundstrahlung der Nährboden für das Wachstum, ups, für die Raumzeit(teilchen)? Bei mir im Kopf wird kein Schuh draus. Bonne nuit.
 
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ralfkannenberg

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Nur Pfunz Satz erschließt sich mir schlicht nicht - unabhängig anderer Details. Hier (bold von mir) Die Erschließung neuer Raumzeit verstehe ich synonym zu Wachstum des Universums. Wie kann das eine abnehmen? Proportional stärker abnehmen als ein Wachstum; wiederum bedeutet das eine nimmt ab, das andere nimmt zu, hieße hier, Raumzeit nimmt ab und Universum nimmt zu, proportional.
Hallo Dgoe,

na ja, mit Hilfe irgendeines abgewandelten Steady State-Modells könnte man sowas vielleicht schon hinkriegen. Diese Modelle erleben ja alle paar Jahre ein Revival.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Pfunz

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Hallo Mac

Zu Deinen Thread #82. Ich habe die angegeben Webseiten studiert, auch nochmal jene in Wikipedia über die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung (http://de.wikipedia.org/wiki/Kosmischer_Mikrowellenhintergrund). Dort steht u.a. folgendes geschrieben:
"Trotz der generell ausgezeichneten Übereinstimmung der gemessenen Eigenschaften des kosmischen Mikrowellenhintergrunds mit den theoretischen Vorhersagen gibt es einige Aspekte in den Daten, die nicht vollständig verstanden sind und zu anhaltenden Diskussionen führten. So sind einige der niedrigsten Momente in der Winkelverteilung der Temperatur niedriger als vorhergesagt."

Ich habe versucht, dazu nähere Infos zu finden, bin aber nicht wirklich fündig geworden. Könnte es sein, dass diese niedrigere Temperatur auf einen externen Energieabfluss zurückzuführen ist - allenfalls in der von mir vermuteten Form (freie bewegliche Energieeinheiten [wohl Photonen]) werden zu rotiernden Raumteilchen und bilden dadurch neuen Raum, bzw. Raumzeit - und vergrössert somit das Universum um eine Raumeinheit)?

Gruss
Pfunz

P.S.: sorry - mein letzter Thread war nicht gegen Dich gerichtet - war wohl etwas schlecht drauf.
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Pfunz,

Könnte es sein, dass diese niedrigere Temperatur auf einen externen Energieabfluss zurückzuführen ist - allenfalls in der von mir vermuteten Form (freie bewegliche Energieeinheiten [wohl Photonen]) werden zu rotiernden Raumteilchen und bilden dadurch neuen Raum, bzw. Raumzeit - und vergrössert somit das Universum um eine Raumeinheit)?
Könnte es nicht sein?
Was erwartest Du jetzt von mir, respektive von uns? Daß wir Deine Hypothese formulieren?

Mach quantitative Angaben. Wieviel Photonen, mit welcher Energie, für wieviel Raum?



Ich hab' garnicht in Erinnerung, daß Du etwas gegen mich geschrieben hast. Aber es nervt nach wie vor, daß Du weiterhin versuchst, Dich um quantitative Angaben herum zu drücken. Über was sollen wir denn ohne jede quantitative Vorstellung von Dir, diskutieren?

Herzliche Grüße

MAC
 
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Pfunz

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Hallo Mac

Die quantitative Annahme ist wie folgt:

Es braucht 1 Photon (unter der Voraussetzung, dass es sich beim Photon effektiv um die kleinste frei bewegliche Energieeinheit handelt) zur Erschliessung eines Raumes von der Grösse einer Kugel mit dem Durchmesser von Planck-Länge geteilt durch Pi.

Mit Wachstum des Raumes müssten somit proportional entsprechend viele Photonen „verloren“ gehen, bzw. von der freien Bewegung im Raum in eine Kreisbewegung übergeganen sein.

Sorry, besser kann ich es quantitativ leider nicht beschreiben.

Gruss
Pfunz
 

mac

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Hallo Pfunz,

Die quantitative Annahme ist wie folgt:

Es braucht 1 Photon (unter der Voraussetzung, dass es sich beim Photon effektiv um die kleinste frei bewegliche Energieeinheit handelt) zur Erschliessung eines Raumes von der Grösse einer Kugel mit dem Durchmesser von Planck-Länge geteilt durch Pi.

Mit Wachstum des Raumes müssten somit proportional entsprechend viele Photonen „verloren“ gehen, bzw. von der freien Bewegung im Raum in eine Kreisbewegung übergeganen sein.
Na, das ist doch mal was 'handfestes' mit dem man rechnen kann.

Sorry, besser kann ich es quantitativ leider nicht beschreiben.
reicht als Diskussionsgrundlage erst mal völlig aus.

Zur Sache:

gehen wir von dem angenommenen Alter des Universums aus, zu dem die heute hier eintreffende Hintergrundstrahlung gestartet ist: 380.000 Jahre
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Kosmischer_Mikrowellenhintergrund

Gehen wir von der Rotverschiebung dieser Strahlung von z = 1085 aus.
Quelle: http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html (Standard-Einstellungen, mit der der Calculator startet und General-Modell

Im Ergebnis des Calculators kannst Du ablesen: Die Comoving Radial Distance dieser Quelle beträgt heute: 45.645.000.000 Lichtjahre.

Zur Zeit ihrer Emission war sie 45.645.000.000 Lichtjahre / (1085+1) = 42.030.387 Lichtjahre entfernt. (Die 1085 sind der z-Wert.)

Gehen wir mal von dieser Entfernung aus. Wir könnten auch jede andere Entfernung nehmen, denn für diese Rechnung sind nur die Proportionen wichtig.

Vom Urknall bis zur Emission der Hintergrundstrahlung ist der hier betrachtete Raum um eine Einheit gewachsen, auf die oben errechneten 42.030.387 Lichtjahre Radius. Die Anzahl 'Deiner' Planck-Volumeneinheiten kannst Du Dir selber ausrechnen.

Von da an bis heute ist der Raum nochmal um einen Faktor (1085+1)^3 = 1.280.824.056 oder gut 1 Milliarde gewachsen. Und das vor dem Hintergrund, daß er von (wahrscheinlich fast) 0 auf den 1. Durchmesser, zeitweise eine Anzahl von Photonen pro m^3 zur Verfügung hatte, die die heutige Zahl von Photonen pro m^3 um erheblich mehr als 20 Größenordnungen übersteigt.

Für wie plausibel hältst Du solch ein Verhalten? Mal ganz davon abgesehen, daß die heutige Anzahl der Photonen pro cm^3 bei ca. 400 liegt Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Kosmischer_Mikrowellenhintergrund#Theorie und somit das derzeitige Wachstum des Raumes noch nicht mal für einen winzigen Bruchteil einer Sekunde aufrecht erhalten könnte.

Herzliche Grüße

MAC
 
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mac

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Hallo Pfunz,

um Dir eine Vorstellung von der Größe des Problems, in das Du Dich da reinmanövrierst zu geben:

Das Universum dehnt sich zur Zeit mit einer Geschwindigkeit von ca. 70 km/Sekunde und Megaparsec aus. (=sogenannte Hubblekonstante, besser wäre Hubbleparameter, weil sie eben nicht konstant ist)

Das bedeutet, daß der Raum (die Strecke) der zwischen hier und 3,09E22 m Entfernung (=1 Megaparsec) liegt, mit 70 km pro Sekunde länger wird. (In alle drei Raumrichtungen)

Umgerechnet auf eine 1 cm Strecke = 6,19E32 Plancklängen sind das immer noch 2,27E-20 cm = 1,4E13 Plancklängen Längenzunahme je Raumrichtung und Sekunde. Oder einfach baukastenmäßig linear auf das Volumen umgerechnet, und die kleinen Lücken dabei, großzügig weggelassen (weil sonst die 15 Stellen bei EXCEL nicht reichen), 3 * 6,19E32 * 6,19E32 * 1,4E13 =1,6 E79 Planck-Voxel pro cm^3 des Universums, innerhalb von 1 Sek.

Übrigens, es gibt in der, im letzten Post genannten Kugel mit dem Radius von 45,6 Milliarden Lichtjahren, überhaupt nur ca. 1E80 Protonen. Und wie schon geschrieben, in dem einen cm^3, den Du mit Deiner Vorstellung um diese 1,6E79 Planck-Voxel pro Sekunde vergrößern willst, gibt es nur rund 400 Photonen.

Herzliche Grüße

MAC
 
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ralfkannenberg

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Es braucht 1 Photon (unter der Voraussetzung, dass es sich beim Photon effektiv um die kleinste frei bewegliche Energieeinheit handelt) zur Erschliessung eines Raumes von der Grösse einer Kugel mit dem Durchmesser von Planck-Länge geteilt durch Pi.
Hallo Pfunz,

wieso dividierst Du hier eigentlich nur durch pi ? Ich hätte zusätzlich noch durch 2/3 geteilt.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Pfunz

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Hallo Ralf
Das ist so wahnsinning dabeben - auf diese 2/3 kommte es auch nicht mehr an.
Gruss
Pfunz
P.S.: Das mit den 400 Photonen pro cm3 hätte ich eigentlich wissen müssen
 

Pfunz

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Hallo Ralf
In meinem usprünglichen Papier, welches etwas länger ist als der Einleitungsbeitrag, hatte ich zwei Alternativen. Eine ist somit definitiv auszuschliessen.
Mit der anderen möchte ich euch nicht langweilen. Im Einleitungsbeitrag hatte ich von potenzieller Raumzeit geschrieben, dazu aber nichts mehr weiter geschrieben, um die Sache nicht weiter zu verkomplizieren. Ich werde über jener Idee wohl über die Wintermonate herumbrüten (und Stringtheorie etc. versuchen etwas genauer zu verstehen):confused:.
Der Thread war sehr hilfreich und mich möchte mich bei euch herzlich bedanken.
Schöne Grüssse
Pfunz
 

mac

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Hallo Ralf,

Aber das hier ist ein "schönes" Problem und nicht irgendeine kosmologische Feinabstimmung. ;)
Danke für den Bauchmuskelkater und die blauen Flecken von unterm Tisch! Viel mehr als 80 Größenordnungen für eine kosmologische Feinabstimmung zu nehmen - wenn das keine köstliche Karikatur des Mathematikers in Dir ist, dann wees ich et nich ...

Herzlich lachende Grüße

MAC
 

ralfkannenberg

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Viel mehr als 80 Größenordnungen für eine kosmologische Feinabstimmung zu nehmen - wenn das keine köstliche Karikatur des Mathematikers in Dir ist, dann wees ich et nich ...
Hallo Mac,

das war auch so beabsichtigt. Diese 80 Grössenordnungen entsprechen übrigens der Anzahl Protonen und/oder (kann man hier problemlos synonym verwenden) Elektronen im Universum, d.h. 10^80 ist also schon eine ziemlich grosse Zahl.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Dgoe

Gesperrt
Hallo Pfunz,

Das ist so wahnsinning dabeben - auf diese 2/3 kommte es auch nicht mehr an.
...
P.S.: Das mit den 400 Photonen pro cm3 hätte ich eigentlich wissen müssen
...Der Thread war sehr hilfreich und mich möchte mich bei euch herzlich bedanken...
Wenn es Dir nichts ausmacht, nur so unter Laien, kannst du mir bitte mit Deinen Worten erklären, was hier so schräg war, bzw., kannst du Deinen Erkenntnisgewinn mit mir und allen anderen Leserinnen und Lesern teilen, die nicht ganz so auf eurer (Mac, Ralf, Du) Höhe sind? Wenn auch nur als Versuch, mit ein wenig Empathie für Außenstehende!?

Kennst Du das nicht, dass bei einem PC-Problem - genau exakt das Gleiche - wie bei einem selber, man einen Thread findet, und am Ende der Fragestellende nur schreibt, ok, erledigt, oder, jetzt habe ich's, danke. Besonders wenn man die Profi-Antworten selber kaum verstanden hat!? ... Nur als Analogie - ich habe dies Problem zum Glück nicht so oft.

Da der Thread noch offen ist, sag doch mal was mehr dazu, erklär es mir UND Deinen Mitleserinnen und Mitlesern.
Gruß,
Dgoe
 
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