Gibt es Raum ohne Materie?

[J_T_Kirk2000]

An Skymarshal :

Um es mal ganz genau zu nehmen nimmt die träge Masse eines Objekts mit Ruhemasse immer weiter zu , je schneller dieses Objekt wird .
Würde dieses Objekt , rein hypothetisch gesprchen , Lichtgeschwindigkeit erreichen , ginge seine träge Masse gegen unendlich .
Da jedes Objekt nur über eine begrenzte Energie verfügen kann , einshclißlich kinetischer Energie , kann es aufgrund der immer stärker ansteigenden trägen Masse , die Lichtgeschwindigkeit nicht erreichen .
So in etwa besagt es wohl der Gamma-Faktor .
Bei hypothetischen Objekten mit negativer Ruhemasse , also Tachyonen oder auch exotische Materie ist der Gamma-Faktor gewissermaßen ebenfalls zutrffend , denn diese können ebenfalls aufgrund ihrer immer größer werdenden trägen Masse die Lichtigeschwindigkeit nicht unterschreiten , sind aber rein hypothetisch gesprochen durchaus schneller als Photonen , da negatvie Masse noch leichter ist als Nullmasse .
Letztendlich wollte ich darauf n´hinaus , was sich auch in den Formeln eindeutig berechnen ließe , wenn man die reltivistischen Effekte mit einbezieht .

Im Übrigen bin ich keineswegs paranoid , auch wenn Du das gerne hättest , aber eine weitere Behauptung als Antwort von mir in dieser Hinsicht wäre wohl ebenso überflüssig wie provokant , weshalb ich darauf verzichte .

[Skymarshal]

An Skymarshal :

Um es mal ganz genau zu nehmen nimmt die träge Masse eines Objekts mit Ruhemasse immer weiter zu , je schneller dieses Objekt wird .
Würde dieses Objekt , rein hypothetisch gesprchen , Lichtgeschwindigkeit erreichen , ginge seine träge Masse gegen unendlich .
Da jedes Objekt nur über eine begrenzte Energie verfügen kann , einshclißlich kinetischer Energie , kann es aufgrund der immer stärker ansteigenden trägen Masse , die Lichtgeschwindigkeit nicht erreichen .
So in etwa besagt es wohl der Gamma-Faktor .
Bei hypothetischen Objekten mit negativer Ruhemasse , also Tachyonen oder auch exotische Materie ist der Gamma-Faktor gewissermaßen ebenfalls zutrffend , denn diese können ebenfalls aufgrund ihrer immer größer werdenden trägen Masse die Lichtigeschwindigkeit nicht unterschreiten , sind aber rein hypothetisch gesprochen durchaus schneller als Photonen , da negatvie Masse noch leichter ist als Nullmasse .
Letztendlich wollte ich darauf n´hinaus , was sich auch in den Formeln eindeutig berechnen ließe , wenn man die reltivistischen Effekte mit einbezieht .

Es läßt sich ja auch berechnen. Sonst hätte man nicht hypothetische Teilchen wie Tachyonen "erfunden".

Du hattest trotzdem zuerst von Neutrinos gesprochen. Und die sind reell.

Im Übrigen bin ich keineswegs paranoid , auch wenn Du das gerne hättest , aber eine weitere Behauptung als Antwort von mir in dieser Hinsicht wäre wohl ebenso überflüssig wie provokant , weshalb ich darauf verzichte .

Ich hätte das nicht gerne. Aber du greifst mich hier einfach an. Genauso wie du Spocky schonmal angemacht hattest. Obwohl keiner eine böse Absicht verfolgt hat. Das ist ein Trugschluß von dir.

[J_T_Kirk2000]

Ich meinte das mit dem Ablenken nur , weil Du auf einmal wieder den Geamma-Faktor eingebracht hast , und dann im gleichen Beitrag diesen wieder aus dem Thema nehmen wolltest , in dem Du geschrieben hast , daß die Formeln nichts mit dem Gamma-Faktor zu tun haben .
In Hinsicht darauf , daß der Gamma-Faktor nichts mit den Formeln zu tun hat , hast Du natürlich recht .
Allerdings wüßte ich nicht , daß ein Vorzeichen der Ruhemasse unbedingt etwas mit dem Gamma-Faktor zu tun hat .
Deshalb kann dies durchaus als relativ schwaches Täuschungsmanöver von Dir gedeutet werden (schwach deshalb , weil es mich nicht aus dem Konzept gebracht hat) .

Wurden Neutrinos wirklich schon gemessen ?
Wenn nicht , sind sie ebenso hypothetisch wie Tachyonen oder , um es in einen anderen Begriff zu fassen , exotische Materie .
Wird nicht in der Wissenschaft jede Hypothese (zumindest wenn der Wissenschaftler , der diese Hypothese aufstellt entsprechend mathematisch begabt ist) letztendlich auf mathematischen Grundlagen gestellt ?

[Bynaus]

Also, um das ganze nochmals zu klären:

Neutrinos haben eine reele, positive Ruhemasse. Daher können sie...
...keine exotische Materie sein, denn diese hätte negative Ruhemasse
...keine Tachyonen sein, denn diese hätte eine nicht-reelle (komplexe, imaginäre) Ruhemase
...nicht alles durchdringen. Sie sind zwar sehr klein, was die Wahrscheinlichkeit, dass sie mit einem anderen Teilchen sehr klein, aber eben nicht = Null macht - damit werden sie schon von Materie aufgehalten (ansonsten könnte man sie ja gar nicht entdecken, wie auch?). Ich glaube mal gelesen zu haben, dass man etwa 1 AU Blei haben müsste, um ein Neutrino mit einer Wahrscheinlichkeit von 99% einzufangen (oder so). Dass es denoch Neutrino-Detektoren gibt, erklärt sich mit der wirklich astronomischen Anzahl von Neutrinos, die z.B. von der Sonne ausgehen. Damit steigt die Wahrscheinlichkeit, dass in einem bestimmten Gebiet (z.B. dem Neutrino-Beobachtungsgerät) ein Neutrino eine Reaktion mit anderer Materie eingeht und damit entdeckt wird.

Und ja, sie wurden schon zuhauf gemessen, bereits in den 50er Jahren. Heute gibt es sogar "Neutrino-Teleskope", die aber noch in den Kinderschuhen stecken.

[Spocky]

Naja, die "Leerräume" zwischen den Galaxien sind auch ungekrümmt. Dennoch gehören sie ingesamt zu einem gekrümmten Universum. Wenn auch schwach.

Das Universum ist insgesamt flach, nicht nur der Raum zwischen den Galaxien. Die Krümmung ist nur sehr nahe an großen Massen festzustellen. Selbst auf der Erde beträgt die Winkelsumme in einem Dreieck noch 180°. Das ist vielleicht gerade mal auf der Sonne messbar anders.

Aber Raum schafft nunmal Platz für Materie. Sie ist der Inhalt und induziert gleichzeitig seine "Daseinsberechtigung".

Wer sagt, dass nicht genau das Gegenteil der Fall ist, erst die Materie macht den Raum dazwischen aus

[Skymarshal]

Das Universum ist insgesamt flach, nicht nur der Raum zwischen den Galaxien. Die Krümmung ist nur sehr nahe an großen Massen festzustellen. Selbst auf der Erde beträgt die Winkelsumme in einem Dreieck noch 180°. Das ist vielleicht gerade mal auf der Sonne messbar anders.

Hmm...was hat das damit zu tun ob ich an der Sonne oder Erde bin wenn ich die Krümmung des Alls bestimmen will?

Kann man das damit vergleichen ob man eine Strecke auf der Erdoberfläche vom Nahen anguckt oder vom weiten? Weil vom nahen die Erdkrümmung ja nicht auffällt.

Ingesamt soll das All doch positiv gekrümmt sein. Egal ob schwach oder nicht.

Wer sagt, dass nicht genau das Gegenteil der Fall ist, erst die Materie macht den Raum dazwischen aus

Naja, hatte ja geschrieben "und induziert gleichzeitig". Aber es spricht vieles für eine Symbiose.

Zumindest alles was wir erfassen können.

[Spocky]

Das ist von entscheidender Wichtigkeit. Wenn du auf einem Blatt papier, das flach auf einem Tisch liegt ein Dreieck einzeichnest, dann erhältst du immer eine Winkelsumme von 180°.

Wenn du das ganze jetzt auf einem gekrümmten zweidimensionalen Blatt machst, dann erhältst du als Summe immer etwas, das größer, als 180° ist, wegen der positiven Krümmung.

Wäre die Krümmung des Raumes, die von der Erde verursacht wird deutlich größer, dann würdest du hier immer einen Winkel ungleich 180° ermitteln. Tatsächlich passiert dies jedoch nicht mal auf der Erdoberfläche, weil selbst diese Krümmung noch zu gering ist.

Auf der Sonne soll es bereits so sein, dass die Winkelsumme nicht mehr 180° ist, aber um das persönlich zu überprüfen ist es mir da ehrlichgesagt zu heiß und ich krieg doch so schnell nen Sonnenbrand

[Skymarshal]

Aber die lokalen Krümmungen sind doch ein Klacks gegen die gesamte Raumkrümmung. Oder nicht?

Wenn ich z.B. eine 100km Strecke auf der Erde angucke wird sie mir vom nahen immer gerade vorkommen. Aus der Entfernung gekrümmt.

Wie wollen wir von hier aus anhand der Sonnenkrümmung die Krümmung auf das Universum extrapolieren können?

Verstehe ich immer noch nicht...

[Bynaus]

Es gibt eben zwei Arten der Raumkrümmung: Einerseits eine lokale Form, die auf die Anwesenheit von grossen Mengen an Materie / Energie zurück zu führen ist - etwa jene in der Nähe der Sonne (auch der Erde, aber hier ist sie kaum messbar), oder auch in der Nähe eines Schwarzen Lochs.

Und dann gibt es noch die kosmologische Raumkrümmung - jene, die das ganze Universum aufweist, und die darüber entscheidet, ob sich das Universum für immer ausdehnen wird oder irgendwann wieder in sich zusammen fällt.

[Skymarshal]

Ich meinte letzteres und deswegen habe ich nicht verstanden warum Spocky mir die Beispiele oben gesagt hat.

Über lokale Krümmungen können wir doch keine Aussage über die gesamte Krümmung des Alls machen.

[Bynaus]

Über lokale Krümmungen können wir doch keine Aussage über die gesamte Krümmung des Alls machen.

Das stimmt schon. Aber man kann die Krümmung des Alls versuchen zu bestimmen, allerdings nicht, in dem man Dreiecke vermisst (die Messgenauigkeit ist dafür viel zu schlecht, um so kleine Abweichungen messen zu können), sondern in dem man Muster im Mikrowellenhintergrund des Universums sucht. Diese doch recht komplexen Untersuchungen deuten darauf hin, dass das Universum nahezu "flach" ist, das heisst, seine totale Masse liegt sehr nahe der kritischen Masse, die (ohne kosmologische Konstante!) entscheiden würde, ob es kollabiert oder expandiert.

[Skymarshal]

Ich frage mich warum die Raumkrümmung solchen Einfluss auf die Expansion oder Kollabierung hat. Gerade wenn er flach ist...

Ist nicht der Abstand und die Expansionsgeschwindigkeit wichtiger?

[Spocky]

Wichtig ist vielleicht auch die Art der Funktion der Gravitation und was sie für Gegenspieler hat. Ich sage nur "Vakuumenergie" oder "dunkle Energie".

[Skymarshal]

Das natürlich auch. Ich frage mich weiterhin warum die Krümmung solch einen Einfluß darüber haben soll.

Und vielleicht ist der Gegenspieler der Gravitation einfach nur die Expansion. Allerdings erklärt das nicht die Ursache der Expansion.

Da muß ja was beim Urknall dazu geführt haben. Vielleicht die Vakuumenergie. Was auch immer das sein mag.

[Bynaus]

Das natürlich auch. Ich frage mich weiterhin warum die Krümmung solch einen Einfluß darüber haben soll.

In der Analogie stellt man sich den Urknall als Explosion mit vielen kleinen Teilchen vor, diese Teilchen ziehen sich gegenseitig an, und wenn sie das nur stark genug tun, dann fallen sie irgendwann wieder zurück ins Explosionszentrum.

ABER: Diese Analogie ist so falsch. Wie wir wissen, war der Urknall keine Explosion - sondern eine Expansion des Raumes.

Nur wenn der Raum sich wieder in sich zurück krümmt, kann es zur abermaligen Kontraktion kommen. Die sogenannte "Geometrie", die das Universum in diesem Fall hätte, nennt sich "sphärisch": Man könnte das Universum mit einer riesigen Kugel vergleichen, auf der die Galaxien wie Punkte auf einem Ballon aufgemalt sind. Ein solches Universum muss (!) früher oder später wieder in sich zusammen fallen, sofern es keine Kraft gibt, die den Ballon gegen den Kollaps abstützt (bei einem Luftballon ist dies die im Ballon gefangene Luft).

Die zweite denkbare Geometrie, die das Universum haben könnte, ergibt sich, wenn wir uns den Ballon bzw. die Kugel immer und immer grösser vorstellen: Im Grenzfall (bei unendlichem Radius...) wird daraus eine Fläche - das Universum ist "flach" (auch "euklidisch" genannt), die Expansion geschieht in der Ebene, so wie das etwa auf dem animierten Bild hier zu sehen ist. In diesem Fall würde das Universum bis in alle Ewigkeit expandieren, die Masse darin könnte es nicht daran hindern. Die Masse sorgt aber dafür, dass das Universum sich nicht "zerreisst" - es expandiert letztlich mit einer insgesamt konstanten Geschwindigkeit.

Der dritte Fall lässt sich nicht so gut darstellen: in diesem Fall hat das Universum eine "hyperbolische" Geometrie, und es expandiert beschleunigt.

Wie man sieht, wirkt die Masse als eine Art "Gegengewicht" zur Expansion. Gibt es zuwenig davon, dann beschleunigt sich die Expansion, gibt es zuviel, kehrt sie sich um. Die im Universum enthaltene Masse bestimmt seine Geometrie! Zurzeit scheint es so, dass das Universum eine flache Geometrie hat - deshalb ist es auch erstaunlich, dass es seit einigen Milliarden Jahren beschleunigt expandiert. Möglicherweise - so ein Vorschlag - variiert die Expansionsgeschwindigkeit im Universum "lokal", und wir befinden uns in einem Teil, der zurzeit gerade beschleunigt expandiert.