Maailmankaikkeus neliulotteinen pallo?
Karvinen
ym. virheet:)
Kun puhutaan että maailmankaikkeus laajenee, niin
eikö tämä olisi yksinkertaisinta ymmärtää niin, että
kolmiulotteinen avaruutemme on laajenevan neli-
ulotteisen pallon pinta?
Tästä seuraisi mm. se, että ei olisi mahdollista pystyttää
muistomerkkiä paikkaan, jossa maailmankaikkeus syntyi
(koska hyperpallon keskipiste on "toisessa ulottuvuudessa")
Samoin lienee ilmeistä, että jos mihin tahansa suuntaan lennetään
tarpeeksi kauan, tullaan periaatteessa takaisin lähtöpisteeseen.
Joku matemaattisesti orientoitunut voisi ehkä jopa pystyä
laskemaan laajenemisnopeuden (ts. millä nopeudella neliulotteisen
pallon säde kasvaa). Onkohan laajenemisnopeus ollut
vakio kautta historian, vai onko kasvu kiihtyvää/hidastuvaa?
Voidaanko havaintojen perusteella päätellä, onko
tällainen skenaario maailmankaikkeuden rakenteesta
faktaa vai fiktiota?
Karvinen
Jaakko Joutsi
vastata. Asiantuntijat voivat sitten korjata/tarkentaa.
> Tästä seuraisi mm. se, että ei olisi mahdollista pystyttää
> muistomerkkiä paikkaan, jossa maailmankaikkeus syntyi
> (koska hyperpallon keskipiste on "toisessa ulottuvuudessa")
Maailmankaikkeuden keskipistettä ei ole tosiaankaan mielekästä määrittää.
> Samoin lienee ilmeistä, että jos mihin tahansa suuntaan lennetään
> tarpeeksi kauan, tullaan periaatteessa takaisin lähtöpisteeseen.
>
Aivan, koska avaruus kaareutuu (ottaen huomioon maailmankaikkeuden
mittasuhteet, vain teoreettisesti)
> Joku matemaattisesti orientoitunut voisi ehkä jopa pystyä
> laskemaan laajenemisnopeuden (ts. millä nopeudella neliulotteisen
> pallon säde kasvaa). Onkohan laajenemisnopeus ollut
> vakio kautta historian, vai onko kasvu kiihtyvää/hidastuvaa?
>
Avaruuden laajenemisnopeutta on pyritty laskemaan empiirisesti mm. Galaksien
punasiirtymien avulla. Matematiikkaa tähän ei paljoa varmaan tarvita,
pikemminkin kärsivällisyyttä, pitkää puurtamista ja isoja kaukoputkia.
Viime vuosina on alettu saamaan merkkejä siitä että maailmankaikkeus
laajenisi kiihtyvästi, vastoin "maalaisjärkeä". Tosin tämäkin asia voi
kumoutua tulevaisuudessa.
Anttila Matti
> Minun maalaisjärkeni puolestaan sanoo, että laajenemisen tulisikin
> olla kiihtyvää, sillä kun laajenemista tapahtuu, kappaleet - kuten
> galaksit - etääntyvät toisistaan. Tämä taasen heikentää näiden välisiä
> vetovoimia, mikä johtaa siihen, että laajenemista vastustavat voimat
> heikkenevät. Tästä puolestaan johtaa mielestäni väistämättä kiihtyvään
> laajenemiseen.
Kuinka se silti kiihtyisi? Vertaa tähän esimerkkiin:
Aja autolla suoraa tietä ja vaihda vaihde vapaalle. Paina hieman jarrua,
koko ajan keventäen jarrutusta. Kuvitellaan vielä, että ilmanvastus on
nolla, ja tie on kitkaton. Auton vauhti hidastuu jarrutuksen takia, mutta
koska kulkua vastustava voima jatkuvasti heikkenee (jarrutusta kevitetään),
niin hidastuvuus lähenee nollaa jatkuvasti. Mutta... vauhti ei tietenkään
koskaan kiihdykään, koska _se_vaatisi_ulkoista_työtä_.
Kuka sen kiihdytykseen vaativan työn suorittaisi maailmankaikkeudessa?
Matti Anttila
--
www: http://antti.la/
mail: ma...@antti.la
MLA
"Anttila Matti" <ma...@antti.la> kirjoitti viestissä
| Kuinka se silti kiihtyisi? Vertaa tähän esimerkkiin:
| Aja autolla suoraa tietä ja vaihda vaihde vapaalle. Paina hieman jarrua,
| koko ajan keventäen jarrutusta. Kuvitellaan vielä, että ilmanvastus on
| nolla, ja tie on kitkaton. Auton vauhti hidastuu jarrutuksen takia, mutta
| koska kulkua vastustava voima jatkuvasti heikkenee (jarrutusta
kevitetään),
| niin hidastuvuus lähenee nollaa jatkuvasti. Mutta... vauhti ei tietenkään
| koskaan kiihdykään, koska _se_vaatisi_ulkoista_työtä_.
Tässä tulee umMikon ajatuksia:
Eli laajeneminen pysähtyy, muuta galaksit jäävät paikoilleen? Vai käykö
esimerkin mukaisesti että takana/muualla samassa suhteessa oleva rekka alkaa
hiljalleen vetää autoa puoleensa. Ja vastakkaisessa suunnassa oleva
raskaampi rekka vetää yhdistelmää puoleensa eli kyseessä on käänteinen big
bang (big crash?). Mutta jos eka auto ylittää sen pisteen jossa rekan
vetovoima ei päde, niin silloin auto jää killumaan paikoilleen kunnes takana
oleva massa on kyllin suuri vetämään auto samaan kasaan? Siis näin lienee
maailmankaikkeuden laajeneminen/supistuminen teoriassa todistettavissa?
Hmmm - mielenkiintoista....
Terv. Mikko Laine
http://www.mbnet.fi/~mla1
Jaakko Raipala
Nieminen wrote:
>Minun maalaisjärkeni puolestaan sanoo, että laajenemisen tulisikin
>olla kiihtyvää, sillä kun laajenemista tapahtuu, kappaleet - kuten
>galaksit - etääntyvät toisistaan. Tämä taasen heikentää näiden välisiä
>vetovoimia, mikä johtaa siihen, että laajenemista vastustavat voimat
Tämä on vallan kummallista järkeilyä. Painovoimahan tietysti _koko
ajan_ _hidastaa_ laajenemista (mikä on siis tietysti "kiihtymisen"
vastakohta): vaikka maailmankaikkeus laajenisi kuinka isoksi, kaikkien
kappaleiden välillä vaikuttaa silti _puoleensavetävä_ voima, joka
edelleen _hidastaa_ laajenemista. Vaikka maailmankaikkeus kasvaisi
kuinka isoksi, painovoima _hidastaisi_ silti laajenemista!
Siis: se, että laajenemisen hidastuminen vähenee, ei tietenkään
tarkoita, ettäkö laajeneminen kiihtyisi, yhtään enempää kuin auton
jarrutuksen vähentäminen tarkoittaisi että auto alkaisi kiihtyä
(viitaten jonkun jo toisessa viestissä antamaan esimerkkiin). Sekoitat
kiihtymisen muuttumisnopeuden kiihtymiseen (kiihtyvyydellä tarkoitetaan
asian muutosnopeuden muutosnopeutta, mutta sinä puhut koko ajan asian
muutosnopeuden muutosnopeuden muutosnopeudesta!).
Jaakko Raipala
>Eli laajeneminen pysähtyy, muuta galaksit jäävät paikoilleen? Vai käykö
Tällainen tilanne ei olisi "vakaa" (ellei sitä väkisin sellaiseksi
vakioita virittämällä pakoteta, kuten kuuluisa tarina kertoo).
Klassisesti, vaikka maailmankaikkeuden laajeneminen pysähtyisi eli
galaksit olisivat keskimäärin levossa keskenään, niiden välillä
vaikuttaisi edelleen painovoima, joka sitten alkaisi kiihdyttää niitä
toisiaan kohti. Jotta "stabiili" maailmankaikkeus olisi mahdollinen,
pitäisi galaksien välillä vaikuttaa jokin muukin "voima", joka
täsmälleen kumoaisi tämän kiihdytyksen. Ellei mitään tällaista outoa
"voimaa" ole, maailmankaikkeuden täytyy joko kutistua tai laajentua.
>esimerkin mukaisesti että takana/muualla samassa suhteessa oleva rekka alkaa
>hiljalleen vetää autoa puoleensa. Ja vastakkaisessa suunnassa oleva
>raskaampi rekka vetää yhdistelmää puoleensa eli kyseessä on käänteinen big
>bang (big crash?). Mutta jos eka auto ylittää sen pisteen jossa rekan
>vetovoima ei päde, niin silloin auto jää killumaan paikoilleen kunnes takana
>oleva massa on kyllin suuri vetämään auto samaan kasaan? Siis näin lienee
>maailmankaikkeuden laajeneminen/supistuminen teoriassa todistettavissa?
En ymmärrä tätä kuvaustasi, mutta veikkaan, että tarkoitat jotain yllä
olevan kuvaukseni kaltaista. Silloin vastaus viimeiseen on kyllä.
MLA
"Jaakko Raipala" <rai...@pcu.helsinki.fi> kirjoitti viestissä
| En ymmärrä tätä kuvaustasi, mutta veikkaan, että tarkoitat jotain yllä
| olevan kuvaukseni kaltaista. Silloin vastaus viimeiseen on kyllä.
Jep, juuri tätä ajoin takaa epäselvän esimerkin voimalla;)
Chiaro Mondo
niin oletettavimmin laajenemisnopeus pysyy vakiona; tosin kuu tiettävästi
etääntyy maasta siitä huolimatta.
Chiaro Mondo
aiheuttaa laajenemista, ja jos vastavoima vähenee, niin laajeneminen
kiihtyy.
Jaakko Raipala
>Ei sun maalaisjärkesi ollut väärässä; se oletti, että vakiona pysyvä Voima
Kyllä oli...
>aiheuttaa laajenemista, ja jos vastavoima vähenee, niin laajeneminen
>kiihtyy.
...ja sinä olet vielä pahemmin väärässä. Ensinnäkin, jos olisi
olemassa jokin "laajentava voima", niin laajeneminen kiihtyisi, jos
laajentava voima olisi suurempi kuin kutistava voima _riippumatta
siitä väheneekö tämä voima_. Ongelma tässä oli juuri eri asioiden
muuttumisnopeuksien sotkeminen toisiinsa, ja sinä jatkoit edelleen
samaa virhettä. Voimien muuttumisnopeudet ovat täysin epäolennaisia,
laajenemisnopeuden muuttumisen suuntaan vaikuttaa vain se, kumpi voima
milloinkin on suurempi!
Toiseksi, laajeneminen ei johdu mistään jatkuvasti vaikuttavasta
"voimasta". Uusien mittauksien mukaan laajeneminen kyllä kiihtyy,
minkä voi sitten tulkita johtuvan jonkinlaisesta "voimasta" (mikä se
sitten loppujen lopuksi onkaan), mutta _tämä ei ole laajenemisen syy_!
Ehkä tämä on helpointa ymmärtää esimerkin kautta. Ajattele vaikkapa
heittäväsi suoraan ylöspäin ilmaan kiven. Aluksi se nousee ylöspäin,
koko ajan hidastuen, kunnes se sitten lopulta pysähtyy ja alkaa pudota
alaspäin. Koko ajan kivellä on kiihtyvyyttä pelkästään alaspäin:
kiveen vaikuttaa koko ajan vain Maan vetovoima "alaspäin vetävänä
voimana"! Mitään "nostavaa voimaa" ei enää heiton jälkeen ollut, vaan
kivi nousi ylöspäin yksinkertaisesti pelkän alkunopeutensa turvin.
Aivan samalla tavalla maailmankaikkeuden laajenemisen ei tarvitse
johtua mistään koko ajan vaikuttavasta "laajentavasta voimasta".
Jaakko Raipala
>Jos molemmat voimat (pakovoima ja vetovoima) ajattelee toisensa kumoaviksi,
>niin oletettavimmin laajenemisnopeus pysyy vakiona;
Niin, kuten esimerkiksi laajenemisnopeus nolla! (Eri asia sitten on,
että klassisesta fysiikasta ei löydy mitään voimaa, joka voisi toimia
tällaisena "pakovoimana": kaukaisten galaksien välillä vaikuttaa vain
painovoima. Tämän takia laajenemisen kiihtymistä pidettiinkin alun
perin niin yllättävänä: kovin moni ei ollut pitkään aikaan vakavissaan
kuvitellutkaan, että voisi olla olemassa jokin "laajentava voima".)
>tosin kuu tiettävästi etääntyy maasta siitä huolimatta.
Jottei kenellekään nyt jää väärää kuvaa, kerrottakoon vielä, että Kuun
etääntymisellä ei ole mitään tekemistä maailmankaikkeuden laajenemisen
kanssa.