Weltall-Ausdehnung

[Wendelin Uez]

Der Prof. Lesch hat neulich in einer Sendung behauptet, daß man selbst mit
Lichtgeschwindigkeit nicht das Ende des Universums erreichen könne, weil
sich dieses ständig ausdehne.

Das müsste doch heissen, daß sich das Universum ebenfalls mit
Lichtgeschwindigkeit ausdehnen würde, denn wäre es langsamer, müste man es
einholen können.

Daß sich das Universum ausdehnt habe ich schon gehört, aber nie, daß es sich
mit Lichtgeschwindigkeit ausdehne. Ist das tatsächlich Stand des Wissens?

[Frank Müller]

Wendelin Uez schrieb:

> Daß sich das Universum ausdehnt habe ich schon gehört, aber nie, daß es
> sich mit Lichtgeschwindigkeit ausdehne. Ist das tatsächlich Stand des
> Wissens?

Der Raum kann sich sogar schneller ausdehnen als mit
Lichtgeschwindigkeit, darauf beruht die Theorie des
Warp-Antriebs nach Alcubierre und Van den Broeck.
https://de.wikipedia.org/wiki/Warp-Antrieb#Die_Theorie_des_Warp-Antriebs_nach_Alcubierre_und_Van_den_Broeck

Frank

[Thomas 'PointedEars' Lahn]

Frank Müller wrote:

> Wendelin Uez schrieb:
>> Daß sich das Universum ausdehnt habe ich schon gehört, aber nie, daß es
>> sich mit Lichtgeschwindigkeit ausdehne. Ist das tatsächlich Stand des
>> Wissens?

Nein.

> Der Raum kann sich sogar schneller ausdehnen als mit
> Lichtgeschwindigkeit,

Die Rezessionsgeschwindigkeit eines Punktes des Raumes ist abhängig von der
Entfernung zwischen einem Bezugspunkt und diesem Punkt. Somit gibt es eine
Expansionsgeschwindigkeit nur in Bezug auf eine zeitliche Änderung des
Skalenfaktors (bei einer angenommenen homogenen isotropischen Expansion),
keine einheitliche Rezessionsgeschwindigkeit für den gesamten Raum (auch
nicht zu einem bestimmten Zeitpunkt). Insofern ist obige Aussage unsinnig.

(Wir haben das vor kurzem ausführlich diskutiert).

> darauf beruht die Theorie des
> Warp-Antriebs nach Alcubierre und Van den Broeck.
> https://de.wikipedia.org/wiki/Warp-Antrieb#Die_Theorie_des_Warp-Antriebs_nach_Alcubierre_und_Van_den_Broeck

Nein; beim (Alcubierre-)Warpantrieb geht es darum, den Raum vor dem Schiff
zu kontrahieren und hinter dem Schiff zu expandieren und somit scheinbar
schneller als das Licht zu reisen, da so grosse Entfernungen in kurzer
Zeit (weniger Zeit, als das Licht dafür braucht) zurückgelegt werden könnten
(ohne mit der ansonsten auftretenden Zeitdilatation leben zu müssen).

--
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[Frank Müller]

"Thomas 'PointedEars' Lahn" schrieb:

> Frank Müller wrote:

>> darauf beruht die Theorie des
>> Warp-Antriebs nach Alcubierre und Van den Broeck.
>> https://de.wikipedia.org/wiki/Warp-Antrieb#Die_Theorie_des_Warp-Antriebs_nach_Alcubierre_und_Van_den_Broeck
>
> Nein; beim (Alcubierre-)Warpantrieb geht es darum, den Raum vor dem Schiff

> zu kontrahieren und hinter dem Schiff zu expandieren...

Wo genau ist da nun der Unterschied zwischen Ausdehnung
und Expandieren?

Frank

[Takvorian]

Wendelin Uez schrieb:

Ulrich Walter hat die Sache hier ganz nett erklärt:
https://www.welt.de/wissenschaft/article160308947/Einstein-Trilogie-Galaxien-mit-Ueberlichtgeschwindigkeit.html
Zitat:
Es muss also tatsächlich weit entfernte Galaxien geben, die sich mit
Überlichtgeschwindigkeit von uns weg bewegen. Aber eines ist klar, das
Licht, das solche Galaxien in unsere Richtung aussenden, kommt nie bei uns
an. Denn das Licht muss, salopp gesprochen, gegen eine größere
Geschwindigkeit anfliegen, als es selber fliegt. Das ist wie ein Schwimmer
in einem Fluss, der schneller fließt als der Schwimmer gegen den Strom
anschwimmt. Das wiederum ist der Grund dafür, warum wir solche Galaxien
nicht beobachten können, sondern nur theoretisch von ihnen wissen und warum
wir nur die naheliegenden Galaxien sehen können, die sich nur mit
Unter-Lichtgeschwindigkeit von uns entfernen.
Zitat Ende
Das heißt auch: in ferner Zukunft werden wir vom Universum nur noch die nahe
gelegenen Objekte sehen können, die zu weit entfernten sind für immer weg.

[Thomas 'PointedEars' Lahn]

Frank Müller wrote:

> "Thomas 'PointedEars' Lahn" schrieb:
>> Frank Müller wrote:
>>> darauf beruht die Theorie des
>>> Warp-Antriebs nach Alcubierre und Van den Broeck.
>>> https://de.wikipedia.org/wiki/Warp-Antrieb#Die_Theorie_des_Warp-Antriebs_nach_Alcubierre_und_Van_den_Broeck
>>
>> Nein; beim (Alcubierre-)Warpantrieb geht es darum, den Raum vor dem
>> Schiff zu kontrahieren und hinter dem Schiff zu expandieren...

Das schrieb ich so nicht.

> Wo genau ist da nun der Unterschied zwischen Ausdehnung
> und Expandieren?

Lies (und zitiere) genauer. (Auslassung in Zitaten wird mit „[…]“
gekennzeichnet, nicht nur mit „…“.)

Die Kontraktion/Expansion des Raums in diesem Fall geschieht nicht
notwendigerweise mit Überlichtgeschwindigkeit. Die scheinbare
Überlichtgeschwindigkeit des Raumschiffs dann ist lediglich die Folge davon.

[Frank Müller]

"Thomas 'PointedEars' Lahn" schrieb:
> Frank Müller wrote:
>
>> "Thomas 'PointedEars' Lahn" schrieb:
>>> Frank Müller wrote:
>>>> darauf beruht die Theorie des
>>>> Warp-Antriebs nach Alcubierre und Van den Broeck.
>>>> https://de.wikipedia.org/wiki/Warp-Antrieb#Die_Theorie_des_Warp-Antriebs_nach_Alcubierre_und_Van_den_Broeck
>>>
>>> Nein; beim (Alcubierre-)Warpantrieb geht es darum, den Raum vor dem
>>> Schiff zu kontrahieren und hinter dem Schiff zu expandieren...
>
> Das schrieb ich so nicht.
>
>> Wo genau ist da nun der Unterschied zwischen Ausdehnung
>> und Expandieren?

> Die Kontraktion/Expansion des Raums in diesem Fall geschieht nicht
> notwendigerweise mit Überlichtgeschwindigkeit.

Wenn man damit Überleichtgeschwindigkeit erreichen will
wird das kaum gehen wenn die Gravitationswelle, die es
anschiebt, sich mit Unterlichtgeschwindigkeit ausbreitet.

Frank

[Thomas 'PointedEars' Lahn]

Frank Müller wrote:

> "Thomas 'PointedEars' Lahn" schrieb:

>> Die Kontraktion/Expansion des Raums in diesem Fall geschieht nicht
>> notwendigerweise mit Überlichtgeschwindigkeit.
>
> Wenn man damit Überleichtgeschwindigkeit erreichen will
> wird das kaum gehen wenn die Gravitationswelle, die es
> anschiebt, sich mit Unterlichtgeschwindigkeit ausbreitet.

Es kann sich dabei schon deshalb nicht um eine Gravitationswelle handeln,
die irgendetwas „anschiebt“, weil Gravitationswellen das nicht tun: sie sind
Transversalwellen (nicht Longitudinalwellen), d. h. sie kontrahieren und
expandieren den Raum *senkrecht* zu ihrer Ausbreitungsrichtung:

<https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_wave#Effects_of_passing>

Zudem breiten sich Gravitationswellen genau mit c aus, wären also für das
Erreichen von (scheinbarer) Überlichtgeschwindigkeit ungeeignet.

Beim Alcubierre-Warp-Antrieb wird stattdessen wie gesagt der Raum in
Versatzrichtung kontrahiert und entgegen dieser Richtung expandiert. Somit
können theoretisch grosse Entfernungen in kurzer Zeit ohne den Nachteil der
Zeitdilatation zurückgelegt werden, da die Distanzen in Versatzrichtung
kürzer sind als sonst, aber innerhalb des Warps mit
Unterlichtgeschwindigkeiten v ≪ c zurückgelegt werden. Ein Warp-Schiff
würde also nicht vorwärts geschoben, sondern gewissermassen vom
kontrahierten Raum vorwärts gezogen.

In der Grafik

https://en.wikipedia.org/wiki/Alcubierre_drive#/media/File:Alcubierre.png

müssen die Ausbuchtungen nach oben und unten *so* interpretiert werden.

[Frank Müller]

"Thomas 'PointedEars' Lahn" schrieb:

> Frank Müller wrote:
>> "Thomas 'PointedEars' Lahn" schrieb:

>>> Die Kontraktion/Expansion des Raums in diesem Fall geschieht nicht
>>> notwendigerweise mit Überlichtgeschwindigkeit.
>>
>> Wenn man damit Überleichtgeschwindigkeit erreichen will
>> wird das kaum gehen wenn die Gravitationswelle, die es
>> anschiebt, sich mit Unterlichtgeschwindigkeit ausbreitet.
>
> Es kann sich dabei schon deshalb nicht um eine Gravitationswelle handeln,
> die irgendetwas „anschiebt“, weil Gravitationswellen das nicht tun: sie
> sind
> Transversalwellen (nicht Longitudinalwellen), d. h. sie kontrahieren und
> expandieren den Raum *senkrecht* zu ihrer Ausbreitungsrichtung:

Die, die man kennt machen das so, aber hier geht es um
eine Welle die mit negativer Gravitationskraft erzeigt wurde,
und die läuft durch den Raum wie eine Wasserwelle auf den
Meer.

> Ein Warp-Schiff
> würde also nicht vorwärts geschoben, sondern gewissermassen vom
> kontrahierten Raum vorwärts gezogen.

Ich stelle mir das eher wie ein Surfer auf der Welle vor,
wird der nun geschoben oder gezogen?
Er reitet auf dieser Welle, die ihn umgibt und bewegt sich,
relativ zur Welle, so gut wie gar nicht.

> In der Grafik
>
> https://en.wikipedia.org/wiki/Alcubierre_drive#/media/File:Alcubierre.png
>
> müssen die Ausbuchtungen nach oben und unten *so* interpretiert werden.

Das ist das Problem bei dieser Art des Antriebs, man braucht
eine negative Schwerkraft um die "Ausbuchtung nach oben" zu
erzeugen. Ohne die rollt sich die Welle ein und wird zur
Transversalwelle.

Frank

[Thomas 'PointedEars' Lahn]

Frank Müller wrote:

> "Thomas 'PointedEars' Lahn" schrieb:

>> Es kann sich dabei schon deshalb nicht um eine Gravitationswelle handeln,
>> die irgendetwas „anschiebt“, weil Gravitationswellen das nicht tun: sie
>> sind Transversalwellen (nicht Longitudinalwellen), d. h. sie kontrahieren
>> und expandieren den Raum *senkrecht* zu ihrer Ausbreitungsrichtung:
>
> Die, die man kennt machen das so, aber hier geht es um
> eine Welle die mit negativer Gravitationskraft erzeigt wurde,
> und die läuft durch den Raum wie eine Wasserwelle auf den
> Meer.

Es gibt nur eine Art von Gravitationswelle. Dies ist _keine_.

>> Ein Warp-Schiff würde also nicht vorwärts geschoben, sondern
>> gewissermassen vom kontrahierten Raum vorwärts gezogen.
>
> Ich stelle mir das eher wie ein Surfer auf der Welle vor,

Das stellst Du Dir eben falsch vor. Lies mein Posting noch einmal genauer.

> [Warp-Antrieb]

> Das ist das Problem bei dieser Art des Antriebs, man braucht
> eine negative Schwerkraft um die "Ausbuchtung nach oben" zu
> erzeugen. Ohne die rollt sich die Welle ein und wird zur
> Transversalwelle.

Das ist grober Unfug.

[Fritz]

On 26.01.22 near 18:32, Wendelin Uez suggested:

Siehe Nachrichten-ID:
<0730400b-9a5f-442c...@fritzs.eternal-september.org>

Missing Link: Urknalltheorie – warum uns die Dunkle Energie das Licht
abdreht
<https://www.heise.de/hintergrund/Missing-Link-Urknalltheorie-warum-uns-die-Dunkle-Energie-das-Licht-abdreht-6371320.html?seite=all>
...... usw.

--
Fritz
Ironie, Satire, Farce, Sarkasmus, Zynismus, Persiflage, Tragikomödie,
Veräppelung, Verballhornung keinesfalls ausgeschlossen ....
ARM RISC is better

[Hermann Riemann]

Am 26.01.22 um 18:32 schrieb Wendelin Uez:

> Der Prof. Lesch hat neulich in einer Sendung behauptet, daß man selbst
> mit Lichtgeschwindigkeit nicht das Ende des Universums erreichen könne,
> weil sich dieses ständig ausdehne.

theoretisches Beispiel:

Der (scheinbare) Rand ist ca 14 giga Lichtjahre entfernt.
( Zeit (heute-"Urknallzeit") * Lichtgeschwindigkeit. )
Und wir sind im Ruhefall im Mittelpunkt.

Wenn Du also mit (fast) Lichtgeschwindigkeit
14 giga Lichtjahre weit fliegst und dann "stehen bleibst",
sind im Ruhesystem 14 giga Jahre Vergangen
und der "Rand" ( sichtbarer Ort "nahe" der Hintergrundstrahlung)
ist dann in jeder Richtung 28 giga Lichtjahre entfernt.

[Thomas 'PointedEars' Lahn]

Hermann Riemann wrote:

> Am 26.01.22 um 18:32 schrieb Wendelin Uez:
>> Der Prof. Lesch hat neulich in einer Sendung behauptet, daß man selbst
>> mit Lichtgeschwindigkeit nicht das Ende des Universums erreichen könne,
>> weil sich dieses ständig ausdehne.

Das ist möglicherweise zu vereinfachend formuliert.

> theoretisches Beispiel:
>
> Der (scheinbare) Rand ist ca 14 giga Lichtjahre entfernt.

Nein.

Siehe auch:

Davis, Tamara M., and Charles H. Lineweaver. “Expanding Confusion: Common
Misconceptions of Cosmological Horizons and the Superluminal Expansion of
the Universe.” Publications of the Astronomical Society of Australia, vol.
21, no. 1, 2004, pp. 97–109., doi:10.1071/AS03040.
<https://arxiv.org/abs/astro-ph/0310808>
<https://doi.org/10.1071/AS03040>

> ( Zeit (heute-"Urknallzeit") * Lichtgeschwindigkeit. )

Nein, denn unser Universum hat sich zunächst offenbar exponentiell
ausgedehnt (Inflation), dann gleichförmig (normaler Big Bang), und
seit ca. 1 Ga dehnt es sich wieder beschleunigt aus (von Dunkler
Energie dominierte Expansion).

Siehe auch:

<https://de.wikipedia.org/wiki/Urknall#/media/Datei:Expansion_des_Universums.png>

> Und wir sind im Ruhefall im Mittelpunkt.

Wir befinden uns *per Definition* im Mittelpunkt *unseres* *beobachtbaren*
Universums, also des winzigen Teils (ca. 1/500 oder weniger) unseres
gesamten Universums, von dem uns Licht/Information (heute und jemals)
erreichen kann. Dieses hat einen Radius von ca. 46.5 Gly.

Siehe auch:

<https://de.wikipedia.org/wiki/Beobachtbares_Universum>

YouTube: Fermilab. Cosmology.

“How far is the edge of the universe?”
<https://www.youtube.com/watch?v=u23vZsJbrjE&list=PLCfRa7MXBEsqcFACrIp4pVAVXqP2J20qn&index=4>

“What really happened at the Big Bang?”
<https://www.youtube.com/watch?v=bZdvSJyHvUU&list=PLCfRa7MXBEsqcFACrIp4pVAVXqP2J20qn&index=3>

Da sich das gesamte Universum ausdehnt, und nicht nur von uns wegexpandiert,
existiert kein "Ruhefall". Allerdings spielt die Expansion auf kurzen
(astronomischen) Skalen keine Rolle, da die Gravitation die Objekte viel
schneller zusammenführt als dort die Expansion passiert (siehe unten). [Auf
noch kleineren Skalen spielt sie erst recht keine Rolle, weil die anderen 3
grundlegenden Wechselwirkungen da nur noch viel stärker als die Gravitation
und die Expansion sind.]

> Wenn Du also mit (fast) Lichtgeschwindigkeit
> 14 giga Lichtjahre weit fliegst und dann "stehen bleibst",
> sind im Ruhesystem 14 giga Jahre Vergangen
> und der "Rand" ( sichtbarer Ort "nahe" der Hintergrundstrahlung)
> ist dann in jeder Richtung 28 giga Lichtjahre entfernt.

Nein. Erstens ist die Rezessionsgeschwindigkeit v_rec eines Punktes vom
Beobachter von der (Eigen-)Entfernung D zu diesem Punkt abhängig. Das ist
die Aussage des Hubble­–Lemaître-Gesetzes:

v_rec = H₀ D; Hubble-Konstante: H₀ ≈ 70 km/s/Mpc.

Da sich durch die Relativbewegung auf den Rand unseres beobachtbaren
Universums zu genau diese Entfernung gerade verkürzt, nähme die
Rezessionsgeschwindigkeit *des Randes* gerade *ab*.

Zweitens aber nimmt die Geschwindigkeit der Änderung des Skalenfaktors zu
(beschleunigte Expansion), möglicherweise sogar (erneut) exponentiell.
Ich hatte das hierzugruppe bereits ausführlich vorgerechnet.

*Deshalb* ist es wahrscheinlich nicht möglich, den Rand unseres
beobachtbaren Universums in endlicher Zeit zu erreichen. Dafür spricht,
dass es überhaupt eines solchen Rand gibt: Es gibt Licht, das so weit
entfernt ist, dass es uns aufgrund der Expansion nie erreichen kann; die
umgekehrte Richtung ist entsprechend noch schwieriger, vor allem mit
Unterlichtgeschwindigkeit.