Entstehung von Raum


Die Relativitätstheorie basiert auf dem Relativitätsprinzip von Galileo. Hier ist Raum, Fragen zur Relativität zur diskutieren.

Myon

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Beitrag Do 26. Okt 2017, 11:25

Entstehung von Raum

Das Universum dehnt sich aus, indem neuer Raum entsteht.

Meine Fragen sind:

Entsteht dieser Raum überall gleichmäßig, oder entsteht im Bereich von Galaxien mehr Raum als in „leeren“ Bereichen :?:

Wenn man ein Atom betrachten könnte, - würde dann auch zwischen Atomkern und seinen Elektronen neuer Raum entstehen können :?:

Entsteht neuer Raum stufenlos, oder gibt es eine kleinste Raumeinheit, also eine Art Quantelung :?:

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Beitrag Di 31. Okt 2017, 09:51

Re: Entstehung von Raum

mahado hat geschrieben:Das Universum dehnt sich aus, indem neuer Raum entsteht.
Das ist so eigentlich nicht richtig. Das Universum dehnt sich aus. Ob "neuer Raum entsteht" ist eine ganz andere Frage.

Entsteht dieser Raum überall gleichmäßig, oder entsteht im Bereich von Galaxien mehr Raum als in „leeren“ Bereichen

Wenn man ein Atom betrachten könnte, - würde dann auch zwischen Atomkern und seinen Elektronen neuer Raum entstehen können
Woran sollte man erkennen, ob "leerer Raum entstanden ist?" oder ob sich die Galaxien auseinanderbewegt haben? Das ist dasselbe. Und nein, in Atomen entsteht kein neuer Raum, weil sich die Elektronen eben nicht vom Atomkern wegbewegen. Ob das Universum expandiert oder nicht hat damit gar nichts zu tun.
Entsteht neuer Raum stufenlos, oder gibt es eine kleinste Raumeinheit, also eine Art Quantelung
Ob und wie Raum oder die Raumzeit quantisiert sind ist Gegenstand spekulativer Forschung. Es gibt bis jetzt keine experimentellen Hinweise darauf (was bei unserem Stand der Technik aber auch nicht zu erwarten gewesen wäre).

Myon

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Beitrag Di 31. Okt 2017, 12:53

Re: Entstehung von Raum

Vielen Danke für die Antwort.

Mein Gedankengang war folgender:

Je weiter Galaxien von uns entfernt sind, desto schneller bewegen sich diese von uns fort.

Wenn das Universum unendlich groß ist, dann würden sich unendlich weit entfernte Galaxien mit Überlichtgeschwindigkeit von uns entfernen müssen. Da dies nicht sein darf, bin in davon ausgegangen, dass neuer Raum zwischen den Galaxien entsteht.

Ich dachte, dass diese „Raumentstehung“ nicht nur eine Theorie, sondern der aktuelle Stand der Forschung sei.

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Beitrag Do 2. Nov 2017, 11:49

Re: Entstehung von Raum

mahado hat geschrieben:Wenn das Universum unendlich groß ist, dann würden sich unendlich weit entfernte Galaxien mit Überlichtgeschwindigkeit von uns entfernen müssen. Da dies nicht sein darf, bin in davon ausgegangen, dass neuer Raum zwischen den Galaxien entsteht.
Das darf schon sein, weil kosmologische Koordinatensysteme keine Inertialsysteme sind, in denen die Mathematik der SRT gelten muss. Wann immer zwei Teilchen sich begegnen, muss ihre Relativgeschwindigkeit kleiner als c sein. Das ist alles. Relativgeschwindigketien weit entfernter Objekte sind hingegen abhängig von der Koordinatenwahl und damit weitgehend willkürlich.
Ich dachte, dass diese „Raumentstehung“ nicht nur eine Theorie, sondern der aktuelle Stand der Forschung sei.
"Raumentstehung" und "Raumdehnung" sind eigentlich populärwissenschaftliche Begriffe, die in der eigentlichen Theorie nur sehr begrenzte Entsprechungen haben.
Ich persönlich benutze sie sehr ungern, weil sie irreführende Vorstellungen vermitteln, wie eben zum Beispiel dass innerhalb von Atomen (oder auch Galaxien) neuer Raum entstünde und damit diese Objekte quasi "aufgeblasen" würden, wenn sie nicht durch ihren inneren Zusammenhalt daran gehindert würden. Dem ist nicht so: Es ist für die lokale Dynamik vollkommen unerheblich, ob das Universum kontrahiert oder expandiert. Dehnung, Schrupfung, Entstehung und Vergehen sind keine physikalischen Eigenschaften, die dem Raum lokal zukommen. Das sind nur Beschreibungen für Eigenschaften und Symmetrien des Universums als Ganzen, nicht für lokale Physik.

So ist das zumindest in der ART. Ob irgendwelche Quantentheorien einmal solchen Worten physikalische Bedeutung geben werden steht in den Sternen. Solche Theorien gibt es noch nicht.

Myon

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Beitrag Fr 3. Nov 2017, 10:44

Re: Entstehung von Raum

Ich muss dann wohl zurückrudern und eine „Raumentstehung“ in Frage stellen.

Trotzdem würde ich gerne dieselbe Frage nochmals anders formulieren um zu wissen ob ich es richtig verstanden habe:

----------Galaxie1------------------Galaxie2----------------

Bezugspunkt sei die Galaxie1.
Frage:
Ist es physikalisch möglich, dass sich die Galaxie2 von der Galaxie1 IMMER SCHNELLER (also beschleunigt) wegbewegt (also die Rotverschiebung nimmt zu), OHNE dass eine Kraft auf eine der beiden Galaxien wirkt?

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Beitrag Fr 3. Nov 2017, 11:13

Re: Entstehung von Raum

mahado hat geschrieben:Ist es physikalisch möglich, dass sich die Galaxie2 von der Galaxie1 IMMER SCHNELLER (also beschleunigt) wegbewegt (also die Rotverschiebung nimmt zu), OHNE dass eine Kraft auf eine der beiden Galaxien wirkt?
Wenn du in Newtonscher Physik bleibst: Nein, es muss eine Kraft wirken. Für diese Kraft gibt es allerdings keine Quelle in der Newtonschen Gravitationstheorie: Man müsste diese dahingehend erweitern, dass nicht nur Masse gravitativ wirkt, sondern auch Druck. Die postulierte sogenannte "Dunkle Energie" hat negativen Druck und erzeugt von daher eine abstoßende Gravitationskraft. Da die DE exakt gleichverteilt ist, wird diese Kraft mit der Entfernung immer größer.
In der ART ist die Gravitation genau genommen keine Kraft (sondern eine Scheinkraft), aber das Ergebnis ist dasselbe: die relative Beschleunigung der beiden Galaxien ist das Ergebnis abstoßender Gravitation, ob man diese nun als Kraft bezeichnet oder nicht.

Myon

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Beitrag Fr 3. Nov 2017, 13:15

Re: Entstehung von Raum

Da die Dunkle Energie exakt gleichverteilt ist, wird diese Kraft mit der Entfernung immer größer.


Bedeutet dies, dass bei sehr großer Entfernung zur Galaxie1 (Bezugspunkt) wegen der inzwischen sich mit fast Lichtgeschwindigkeit entfernenden Galaxie2 irgendwann keine "Kraft" mehr ausreicht, um eine Steigerung der Geschwindigkeit zur erreichen?

Ich

Anti-Proton

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Beitrag Fr 3. Nov 2017, 15:40

Re: Entstehung von Raum

mahado hat geschrieben:Bedeutet dies, dass bei sehr großer Entfernung zur Galaxie1 (Bezugspunkt) wegen der inzwischen sich mit fast Lichtgeschwindigkeit entfernenden Galaxie2 irgendwann keine "Kraft" mehr ausreicht, um eine Steigerung der Geschwindigkeit zur erreichen?
Die Lichtgeschwindigkeit ist aus den oben genannten Gründen keine Grenze. Nach Newton wären sowohl Geschwindigkeit als auch Beschleunigung exakt proportional zur Entfernung. Und genau dasselbe gilt auch für kosmologische Koordinaten in der exakten ART - so sind diese Koordinaten nämlich konstruiert.

Wenn du unbedingt den Bezug zu Inertialsystemen und dem "Tempolimit Lichtgeschwindigkeit" haben willst: Im leeren Raum kann man Geschwindigkeiten von kosmologischen Koordinaten in SRT-Koordinaten umrechnen, indem man den Tangens Hyperbolicus nimmt. Zweifache Lichtgeschwindigkeit in kosmologischen Koordinaten ist dann 0,964 c in SRT-Koordinaten.

Myon

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Beitrag So 5. Nov 2017, 09:42

Re: Entstehung von Raum

Vielen Dank für interessanten Informationen ! :idea:

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