Dehnt sich der Raum aus oder nicht? (aus dem Klarstellungsthread)

[Phaidon]

Durch die Expansion wird die räumliche Struktur auch verändert. Siehe Analogie -----> Gummiband.

Es wird dünner, das hat aber keinen Einfluss auf die Länge des Weges sodass die Laufzeit des Lichtes auch nicht beeinflusst wird.

Wenn dann gilt die räumliche Veränderung für beide gleich. Weil beides den Raum beeinflusst. Und seine Distanzen.

Bei dem einen wird aber anders als bei dem anderen nicht die Laufzeit des Lichtes verändert:

1. Dehnung (Expansion):

|...1LJ...|
<------->
Licht braucht um diese Strecke zurückzulegen ein Lichtjahr
| . . . 2LJ . . . |
<------------->
Licht braucht um diese Strecke zurückzulegen 2 Lichtjahre.
- Die Geschwindigkeit des Lichtes, ein Jahr pro Lichtjahr, bleibt also konstant.

2. Raumkrümmung (Masse)

|...1LJ...|
<------->
Licht braucht auf 1 Lichtjahr ein Jahr

|. 1 LJ .|
.........
<------->
Licht braucht auf 1 Lichtjahr 1,5 Jahre.

Lol, warum soll ich den durch ein Rohr stecken. Es geht um die Analogie Gummi---->Raum.

Ne, das ist ein und das selbe. Der Raum wird durch die Gravitation gekrümmt. Der Lichtstrahl hat Masse und verändert wie andere Massen seinen Weg.

1. Ist nen Unterschied, ich mach ne Zeichnung
2. Licht hat keine Masse, deswegen wird es anders als Materie auch gedehnt.

Diese Wegänderung verändert seine Laufzeit. Das Licht ist später am Ziel als Licht welchs gradlinig verläuft.

Das ist der Shapiro Effekt.

Der beschreibt nach den Informationen, die ich habe nen anderen Effekt.

Es ist beides eine Veränderung der Raumstruktur.

Ja der Raumstruktur, aber nicht der räumlichen Struktur.

Die Gerade wird im Fall einer Raumkrümmung gebogen. Im Falle einer Expansion gestreckt.

In welche Richtung?

[Phaidon]

Hier die 2 verschiedenen Effekte:

1. Die Strahlen vom Roten Stern werden durch die Masse des Orangen abgelenkt/die Richtung wird verändert. So hat es für den Beobachter auf der blauen Erde den Anschein, als ob der eine Rote Stern 2 rote Sterne wären.

2. Die Lichtstrahlen des Sternes die durch den verzerrten Raum selbst laufen brauchen (wenn nicht die Sonne im Weg wäre ) für die Strecke länger als für die 10 minutige ungekrümmte Vergleichsstrecke.

[Skymarshal]

@Phaidon: Ich gebe es auf. Soll sich ein anderer an dir die Zähne ausbeissen.

Das ist ja heftig...

[Millennium]

Phaidon, die Farbverläufe...

Ich habs ein wenig anders dargestellt. Wir haben 4 Quadrate mit der Seitenlänge 1m. Sie bilden ein größeres Quadrat mit der Seitenlänge 2m.

Im Mittelpunkt ist eine Halbkugel, Phaidons Kuhle. Ihr Radius beträgt 0,5 m. Wäre sie ein Halbkreis, müßte man den Umfang mit Radius 0,5 m, durch 2 Teilen um zu sehen, wieviel Weg das Licht durch die Kuhle nehmen muss, oder? Dieses Ergebniss minus 1m - der Durchmesser des Kreises - würde uns sagen, wieviel Mehrwert die Strecke durch die Biegung in die 3te Dimension erhalten hat.

Phaidon, meinst du es so?

Das Licht braucht deshalb länger, weil die Strecke durch die Kuhle in die 3te Dimension gebogen ist, in der Fläche jedoch "scheibar" der, des Durchmessers entspricht, nämlich 1m. Dieser "1m" hat aber den Wert des halben Umfangs eines Kreises mit Radius 0,5 m.

Das Licht, das den Weg ausserhalb der Kuhle nimmt, fliegt nicht "scheinbar" 1m wie das, das durch die Kuhle geht, sondern einen tatsächlichen 1m. Es legt weniger weg zurück.

EDIT: Bild Ergebnis.gif

von Oben gesehen
- Farbe Blau für "Tatsächliche" Länge ist willkürlich gewählt

EDIT2:

U = 2Pi r

halber Umfang wäre bei r = 0,5 m -> ca. 1,6 m

Das Licht legt in der Kuhle also 1,6 m zurück. Diese 1,6 Meter sind der wahre Wert des "scheinbaren" 1 m, des Durchmessers.

Gesammt (4 Quadrate) legt das Licht, das durch die Kuhle fliegt 2,6 Meter zurück, während das Licht ausserhalb der Kuhle 2 Meter fliegt.

[Phaidon]

@Millennium
Genau so meine ich das!

Hier mal genauer:

1. Der Stern sendet sein Licht durch den ungekrümmten Raum, sodass es (Farbe) immer gleich schnell unterwegs ist. Weil der Lichtstrahl unterwegs nicht abgelenkt wird ist der Stern tatsächlich in der Richtung, aus der das Licht kommt.

2. Der Stern 4 schickt sein Licht nah an der gelben Sonne vorbei. Dabei gibt es 2 Eeffekte. Zu einem wird der Weg wieder scheinbar länger (rötliche Linie) und zum anderen wird die "Bahn" des Lichtes verändert.
Ersteres führt dazu, dass das Licht länger unterwegs ist, sodass auch die Rotverschiebung stärker ist und man glaubt, dass der Stern weiter weg sein würde. Letzteres führt dazu, dass das der Stern nicht da ist (schwarze Linie) wo man ihn sieht.

3. Der Stern 4 scheint geanz nah an der Sonne vorbei, sodass die Bahn kaum verändert wird, aber das Licht weit mehr Weg zurücklegen muss. Dadurch sieht man den Stern 4 zwar in der richtigen Richtung aber wegen des längeren Weges des Lichtes weiter Weg als er tatsächlich ist.

[Millennium]

Problem:

Nach dieser Darstellung würde Licht, daß in ein schwarzes Loch fällt, nie rauskommen, weil der Weg sich ins unendliche dehnt. Wäre das Loch ne Kuhle, könnte man sagen, daß während es 1 m unterwegs war, vor ihm 1 m hinzugekommen ist.

Wie passt das zur Zeitbremse schwarzes Loch?

Berührst du den Rand, vergeht die Zeit ausserhalb des Lochs schneller.

Erinnerst du dich an Garfield@Ticks?

Warpgeschwindigkeit, Beitrag Nr. 169

Jetzt kommen wir zu der Raum-Zeit. Raum und Zeit sind fest miteinander verbunden. Die Zeit ist eine konstante, die mit der Sekunde 0 angefangen hat. Wenn jetzt der Raum gekrümmt wird (von dem gehen wir ja aus) wird auch die Raum-Zeit verändert. Nur ändert sich die Raum-Zeit nicht im ganzen Universum, sondern nur am "Punkt der Krümmung".

Ändern wir mal die Kuhle zu einem Trichter und sagen, der "normale" Raum hätte ne Krümmung 0°. Geht die Krümmung gegen 90°, geht der Zeitverlauf gegen 0. Steht der Zeitverlauf dann bei 90° (Vertikale Linie) still? Wert der "Ticks" = 0?

Kuhle:

Würde das nicht bedeuten, das sich der Weg nicht dehnt, sondern die Zeit ausserhalb der Kuhle schneller verläuft?

Fliegen wir mal durch eine Kuhle, bei der der Durchmesser und die "tatsächliche" Länge (U 1/2) 1 m sind. Unterschied ist, das die Zeit innerhalb der Kuhle anders als draussen verläuft. Wir nehmen eine Uhr mit in die Kuhle und lassen eine ausserhalb. Nach dem Flug berechnen wir unsere Geschwindigkeit -> Weg/Zeit anhand der Zeit, die beide Uhren gemessen haben. Nach der Zeit, die die Uhr ausserhalb der Kuhle gemessen hat, waren wir langsamer, als nach der, die wir mitgenommen haben.

Bedeutet das nicht, das Massen den Weg nicht strecken, sondern den Zeitverlauf innerhalb der Kuhle verändern?

Das der "Wert" des gestreckten Raums gleich bei 1 m bleibt aber in der "Zeit" gedehnt wird?

EDIT: Bild des Trichters hinzugefügt

[Phaidon]

Licht das in ein schwarzes Licht fällt kommt auch nicht mehr raus, deswegen ist es ja schwarz. Bis auf diesen Strahl, dessen Entstehung ich aber noch nicht ganz verstanden habe.

Den Zeit Relativismus hab ich nie ganz gerafft.

Ich glaube mich zu erinnern mal gelesen zu haben, dass die Zeit im schwarzen Loch tatsächlich anders ist wobei man da erstmal darüber diskutieren müsste, was Zeit ist.

Das ist das schöne an der Relativitätstherie. nur die Lichtgeschwindigkeit ist konstant. So kann sich entweder die Strecke (Trichter) oder die Zeit im Loch geändert haben. Oder beides....

[Millennium]

Wenn man den Ballon zur Anschauung der Expansion nimmt, ist es genau umgekehrt. Die Krümmung nimmt ab, alles läuft schneller.

Nochmal Kuhle:

Hörmal, im Buch "..Nichts" gab es ein Beispiel mit einer Kuhle und flachen Käfern. Zeitverlauf wurde nicht erwähnt. Ich bringe mal das, woran ich mich erinnere.

Es hieß, der blaue Weg zwischen Start und Ziel wäre wegen der Raumdehnung kürzer als der Rote. Zeitverlauf wurde nicht erwähnt. Werde demnächst nochmal in die Bücherei laufen und es ausleihen.

*g* Die Käfer hatten gleichlange Stangen, die sie auf die Strecke legten. Auf der blauen Strecke wurden die Stangen "länger", daher brauchten sie weniger von ihnen als auf der Roten.

EDIT: Bringe das rein, weil wir gerade über Kuhlen reden. Die Zeichnung habe ich aber so in Erinnerung. Naja, mal schaun.

[J_T_Kirk2000]

Soviel ich die Natur der Ausdehnung des Ereignishorizonts , welcher gewissermaßen die Grenze des Raumes und der Zeit unseres Universums darstellt , kann ich durchaus behaupten , daß jede Materie in gewisser Hinsicht im Raum auseinander driftet , der größte Effekt sollte zwischen verschiedenen Lokalen Gruppen von Galaxien , aber sogar schon zwischen den Galaxien einer jeweiligen lokalen Gruppe ersichtlich sein .
Je mehr Kräfte dieser Materieexpansionskraft entgegen wirken , beispielsweise bezüglich von Sonnensystemen in einer Galaxie und auch Planeten in einem Sonnensystem bis hin auf das subatomare Niveau , je schwächer wird der Effekt dieser Expansionskraft des Urknalls .

Durch das temporale Differential , welches mit der Zeit immer mehr zunimmt , zwischen dem zeitlichen Verlauf am Ereignishorizont und dem der Materie unserer Galaxie und sogar lokalen Gruppe in Folge der jeweiligen Gesamteigengeschwindigkeit erscheint es fälschlicherweise so , als ob sich der Ereignishorizont , so paradox es auch erscheinen mag , anscheinend immer schneller ausdehnt , was aber auch aufgrund des zunehmenden Zeitdifferentials , welches offenbar noch nicht berücksichtigt wurde , ein Irrtum ist .
Die Verstärkung dieses Zeitdifferentials liegt damit in Zusammenhang , daß im inneren Bereich des Universums jegliche Materie das Potential und die Möglichkeit hat , komplexer zu werden , als am Ereignishorizont , wodurch , hervorgerufen durch Dichte , Abstand und Wechselwirkung zu anderen Massen , sich die Materie im Raum so sehr anzieht , daß sie sich bis zu einem gewissen Grad der Expansionskraft des Urknalls entgegensetzt .

[Bynaus]

Zu diesem Thema gibt es (beim Aufräumen wiederentdeckt) übrigens einen sehr guten Artikel in Spektrum der Wissenschaft vom Mai 2005.

Dort werden die üblichen Denkfehler und Missverständnisse gut erklärt:
-> Der Urknall war keine Explosion im Raum, sondern die Explosion "des" Raumes
-> Galaxien können sich durch die Expansion des Raums schneller als mit Lichtgeschwindigkeit von uns fortbewegen
-> Wir können sogar das Licht von Galaxien sehen, die sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit von uns fortbewegen, da sich die Expansionsrate mit der Zeit ändert.
-> Die kosmische Rotverschiebung ist nur auf die Expansion des Raums, nicht aber auf die Eigenbewegung der Galaxien zurück zu führen
-> Das sichtbare Universum ist grösser als eine Kugel mit 14 Milliarden Lichtjahren Radius, da sich die Galaxien, die das heute beobachtete Licht ausgesendet haben, in der Zwischenzeit weiterbewegt haben
-> Die Expansion des Universums führt NICHT zu einer Expansion der Objekte, die sich darin befinden.