Expansionrate des Universums

@delta.m

delta.m schrieb:Habe ich es nun falsch gezeichnet oder nicht ? - das war eigentlich meine Frage.

Du hast es richtig gezeichnet. Wenn sich das Objekt (ich nenn es mal Objekt anstatt Photon) vor dem Swing-By hinter dem Planeten herbewegt (also Planet und Objekt in die gleiche Richtung fliegen) wird es langsamer (dein B), bewegte es sich vor dem Swing-By auf den Planeten zu (d.h. Planet und Objekt in die entgegengesetzte Richtung fliegen) wird es beschleunigt (dein C).

Sehr schön sieht man das hier:

Over-simplified example of gravitational slingshot: the spacecraft's velocity (v) changes by up to twice the body's orbital velocity (U).

https://wiki.kerbalspaceprogram.com/wiki/Tutorial:_Gravity_Assist

Nachher noch ein bisschen mehr dazu .

mojorisin schrieb:Du hast es richtig gezeichnet.

Super, danke @mojorisin :)

Ich war schon leicht "verzweifelt",
da ich bei meinem Bild (bei B und C) eigentlich keinen Fehler finden konnte.

Das selbe Ergebnis müßte sich dann auch einstellen,
wenn man - anstatt SwingBy - (ideale) Spiegel benutzt(?):

@delta.m

delta.m schrieb:Das selbe Ergebnis müßte sich dann auch einstellen,
wenn man - anstatt SwingBy - (ideale) Spiegel benutzt(?):

Ja. Beim Spiegel werden von den Photonen Impulse übertragen gleich wie beim elastischen Stoß. Das dein B dabei richtig sein muss sieht man am Konzept der Sonnensegel.

Fall B: Ein Sonnensegel, das sich von der Sonne wegbewegt und von einem Photon von der Sonne getroffen wird beschleunigt (Photon und Sonnensegel haben vor dem Stoß gleiche Richtungen). Die zusätzliche kinetische Energie des Sonnensegeles kommt von dem Photon. Das Photon erscheint nach der Reflektion daher roter.

Fall C: Ein Sonnensegel das sich auf die Sonne zubewegt und von einem Photon von der Sonne getroffen wird, wird abgebremst (Photon und Sonnensegel haben vor dem Stoß entgegengesetzte Richtungen). Das Sonnensegel verliert dabei kinetische Energie und gibt diese an das Photon ab. Das Photon erscheint nach der Reflektion daher blauer.

Eine sehr schöne Antwort findet man auch hier:

Wenn eine Sonde nahe an einem Planeten vorbeifliegt, ist ihre Flugbahn eine Hyperbel. Je näher die Bahn an dem Planeten vorbeiführt, desto enger ist die Hyperbel und desto größer die Richtungsänderung; sie geht im Grenzfall gegen 180°, üblich sind aber weit kleinere Winkel. Es gelten dabei die Gesetze vom elastischen Stoß, im Grenzfall 180° die vom zentralen elastischen Stoß.

https://www.gutefrage.net/frage/die-formel-fuer-den-swing-by#answer-119502494

@perttivalkonen

perttivalkonen schrieb am 19.06.2020:Der Weg / Zeitraum des Lichts vom Eintritt in die (durch den rechten Endpunkt des schwarzen Strichs markierte) Anfangsdistanz der wirksamen Gravitation des Masseobjekts bis zur Umrundung ist nur dann länger oder kürzer als der Weg / Zeitraum des Lichts von der Umrundung an bis zum Verlassen der selben Distanz zum Objekt für einen Beobachter, für den Start- und Zielpunkt des Lichts in seinem System ruht, aber das Objekt sich dem gegenüber bewegt.

Und es ist dann eben so, daß bei Fortbewegung des Masseobjektes vom Start- und Zielpunkt des Lichts das Licht einen längeren Weg/Zeitraum benötigt von der Grenzdistanz gravitativer Wirkung bis zur Umrundung und einen kürzeren Weg/Zeitraum ab Umrundung bis zum Verlassen jener Grenzdistanz.

Dieses Argument ist nicht richtig. Generell ist es so, dass die potentielle Energie eines Photons (oder jedes anderen Objektes) nicht von der Verweildauer auf einem bestimmten Potential abhängt. Das liegt daran das das Gravitationspotential ein konservatives Feld ist, d.h. die potentielle Energie zwischen zwei unterschiedlichen Orten hängt nur von der Höhendifferenz ab und nicht von der Zeit:
Beim Swing-by kommt ein Objekt von quasi außerhalb des Potentialtopfs und entkommt auch wieder dahin, d.h.
da


Unabhängig wie lange das sich auf einer bestimmten Höhe aufhält, es gibt die gesamt kinetische Energie zurück beim Verlassen des Gravitationsfeldes wieder zurück.

Die gesamte gewonnene (oder verlorene) kinetische Energie des Photones nach dem Swing-by kommt aus der kinetischen Energie des Planeten bei der Umkreisung der Sonne. Die Gravitation des Planeten ist nur der Vermittler der Wechselwirkung.

mojorisin schrieb:Dieses Argument ist nicht richtig. Generell ist es so, dass die potentielle Energie eines Photons (oder jedes anderen Objektes) nicht von der Verweildauer auf einem bestimmten Potential abhängt.

Nach Deinem Beitrag von 21:11 bin ich dem nochmal nachgegangen, sowohl dem Link als auch weiteren Sites. Hat natürlich etwas Zeit gebraucht, und ja, ich hab meinen Fehler dabei mittlerweile auch bemerkt.

OK, das zweite Mal hintereinander mörderisch auf die Fresse gefallen.

Peter0167 schrieb am 14.06.2020:Es wurde festgestellt das SNIa nicht immer gleich hell leuchten

Ich kenne das/die Verfahren mit denen das festgestellt wurde zwar nicht, aber benötigt man dafür nicht eine verlässliche Entfernungsangabe? :)

Dann bleiben uns also nur noch die Cepheiden und die kosmische Rotverschiebung zur Entfernungsbestimmung. Wenn die auch irgendwann mal "wegbrechen", ... dann stehen wir wieder janz am Anfang. Beruhen denn die Aussagen zur beschleunigten Expansion nicht auch auf den ermittelten Entfernungen von Galaxien ... nicht das wir es am Ende doch noch mit einem statischen Universum zu tun haben :D

Da es immer deutlicher wird das SNIa nicht mehr als Standardkerzen taugen mal eine neueres release.

https://phys.org/news/2020-01-evidence-key-assumption-discovery-dark.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=weekly-nwletter

@Peter0167

RayLight schrieb:Da es immer deutlicher wird das SNIa nicht mehr als Standardkerzen taugen mal eine neueres release.

Auch Harald Lesch räumt inzwischen ein, dass es berechtigte Zweifel an der Messmethode gibt, am Konzept der Dunklen Energie hält er jedoch fest:

Gibt es die Dunkle Energie gar nicht? | Harald Lesch

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In deinem Link geht man jedoch ein oder zwei Schritte weiter, da ist man der Auffassung, sich gänzlich von der DE verabschieden zu können.

Zudem widerspricht Lesch der Aussage aus dem ersten Satz ...

The most direct and strongest evidence for the accelerating universe with dark energy is provided by the distance measurements using type Ia supernovae (SN Ia)

Quelle: https://phys.org/news/2020-01-evidence-key-assumption-discovery-dark.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=weekly-nwletter

... er ist der Auffassung, den stärksten Beleg für die Existenz der DE liefert nach wie vor der CMB, was für mich auch plausibel erscheint.

Letztlich habe ich keine Ahnung, tendiere aber eher dazu, der abschließenden Einschätzung von Harald Lesch zu folgen. D.h., Kritik an der Messmethode ist berechtigt, ändert jedoch nichts daran, dass vieles dafür spricht, dass es die DE geben muss.

Ich dachte bisher, wenn ich mich mit der Kosmologie befasse, erlebe ich keine großen Überraschungen. Alles läuft in geordneten Bahnen, von Zeit zu Zeit schließen sich die letzten Erkenntnislücken ... was kann da schon Aufregendes passieren, schließlich reist man auf den Schultern von Riesen und hat das Standardmodell im Gepäck.

Falsch gedacht! Erst letzten Monat machte mir @RayLight meine geliebten Standardkerzen madig, die sogenannten Supernovea vom Typ 1A, von denen ich immer dachte die wären der Inbegriff von Reliabilität und Zuverlässigkeit.

Dann las ich heute folgenden Artikel beim Deutschlandfunk:

https://www.deutschlandfunk.de/hubble-konstante-was-stimmt-nicht-mit-der-expansion-des.740.de.html?dram:article_id=482663&utm_source=pocket-newtab-global-de-DE

Noch vor wenigen Jahren war ich guter Hoffnung, zu meinen Lebzeiten die Lösung des Rätsels um die Dunkle Materie miterleben zu können. Nun deutet sich an, dass es die womöglich gar nicht gibt, ebenso die Dunkle Energie. Und nicht nur das, das Standardmodel selbst ist voll am bröckeln, weil die Vorhersagen mit den Messdaten nicht übereinstimmen ... 10% Abweichung beim Hubble-Parameter!

Inzwischen kramt man sogar die einst belächelten Alternativmodelle wieder hervor, selbst Newton und Einstein werden offen hinterfragt. Und das alles nur wegen der 6 bis 7 kms^-1 und Mpc.

Großer Gott, vielleicht sollte ich mir wirklich mal die Sache mit der Schöpfung reinziehen, da weiß man wenigstens woran man ist, und es gibt keinerlei Überraschungen.

Spoiler... nee, keine Bange, war nur Spass! Ein bissl Restflexibilität in der Birne ist noch vorhanden, kauf ich mir halt ein paar neue Physikbücher ... die sind eh spannender als die Bibel. :D

Die dunkle Materie kann aber auch mit primordialen schwarzen Löchern erklärt werden und,dann könnte man Tatsächlich auch ohne eine Mysteriöse unbekannte Substanz arbeiten.

Ich bin da zugeben aber auch ein Skeptiker, weil die sogenannte dunkle Materie schon seit Jahrzehnten wie ein Einhorn rumspuckt ohne entdeckt zu werden.

Mittlerweile habe ich such den Eindruck immer wenn eine Erklärung fehlt wird dunkle Materie wie ein Lückenfühler genutzt.


Ich weigere mich an etwas zu glaube was schon Gott ähnliche Züge annimmt in der Wissenschaft.

Hier sei mal als Beispiel Feuerbach und der unsichtbate Gärter erwähnt.

Die Parabel des Gärtners wird gern zur Religionskritik genutzt aber eben so gut könnte man Sie auf dunkle Materie anweden.

Für mich sind primordiale schwarze Löcher zur Berechnung der Expansion unbedingt heranzuziehen.

Wir wissen ja schon mittlerweile ziemlich gut,dass es ja viele Löcher gibt und das diese auch schon nur 30 Sonnenmassen haben können.

Einfach mal als Gedankenstütze bitte in Betracht zuehen bevor wieder der Thread voll mit dunkler Materie überlegung ist obwohl es dafür bisher nicht mal richtige Anhaltspunkte gibt.

Des es reicht langsam eine Substanz zu postolieren mit extrem Spekulativen Eigenschaften.

Schwarzelöcher sind Entdeckt,mittlerweise recht gut erschlossen von den Eigenschaften und somit nshe liegender als etwas was nur in der Theorie existiert aber per Teleskop nicht beobachtet werden kann.

Außerdem sind schwarze Löcher Mathematik recht gut bewiesen ,was bei der öminösen funklen Materie immer nur mit zurrecht biegen geht.

Mfg nur meine Meinung

Sorry für Tippfehler hoffe man kann es verstehen,gibt leider keine Edit funktion ( zumindest finde ich diese nicht in der App)

Mfg

noname schrieb:Die dunkle Materie kann aber auch mit primordialen schwarzen Löchern erklärt werden

Dunkle Materie muß den Löwenanteil aller Materie im Universum ausmachen, 80%, wenn nicht mehr. Dies mit primordialen Schwarzen Löchern zu erklären ist nicht möglich. Der Mikrogravitationslinseneffekt so vieler primordialer Schwarzer Löcher hätte sich längst bemerkbar machen müssen. Hat er aber nicht, wie spezielle Untersuchungen genau zu dieser Fragestellung ergeben haben.

https://www.pro-physik.de/nachrichten/dunkle-materie-besteht-nicht-aus-schwarzen-loechern

noname schrieb:Mittlerweile habe ich such den Eindruck immer wenn eine Erklärung fehlt wird dunkle Materie wie ein Lückenfühler genutzt.

Der Eindruck ist richtig, denn schließlich wurde die DM genau deswegen eingeführt. Oder vorgeschlagen.

noname schrieb:Für mich sind primordiale schwarze Löcher zur Berechnung der Expansion unbedingt heranzuziehen.

Auch dafür müßten signifikant viele existieren, was sich aber durch Beobachtung erledigt hat.

noname schrieb:Wir wissen ja schon mittlerweile ziemlich gut,dass es ja viele Löcher gibt und das diese auch schon nur 30 Sonnenmassen haben können.

Primordiale Schwarze Löcher sind weitaus kleiner / masseärmer. Weit unterhalb einer Erdmasse.

@perttivalkonen

Gut jedoch ist der Einwand zu erbringen, dass schwarze Löcher nicht einfach zu finden sind ind es auch ruhende schwarze Löcher gibt die keine Materie schlucken und so noch schwerer zu localisieren sind,da kein Jet vorhanden ist und die Materiescheibe rund ims Loch dementsprechend wenig Licht sendet.

Wie schwer schwarze Löcher zu entdecken sind zeigt doch die Entdeckung eines was nur 1000 Lichtjahre entfernt ist aber erst kürzlich gefunden wurde.

Es war gewissermaßen vor der Nase.

Ich gebe dir sofern Recht,dass es mit primordialen schwarzen Löchern nicht einfacher wird wegen der von dir verlinkten Schwierigkeiten.


Trotzdem befürworte ich da mehr untersuchungen dazu.

Helfen wprde denke ich,wenn wir mehr Teleskop bauen die Gravitationswellen localisieren können um so den Himmel nach schweren objekten abzutasten.

Eine Art Netz aus Gravitationsteleskopen die nur allein die Schwerkraftquellen messen unterstützt von super Computer zur Berechnung.


Und sollte es nichts bringen gut wäre die Theorie von Primordialen Löchern zwar vom Tisch trotzdem möchte ich doch eine befriedigende Antwort haben bei Berechnungen als immer nur dunkle Materie als Krücke zu nutzen.

Wie spekulativ mittlerweile der Charakter dieser Materie ist zeigt sich doch schon am Lichtspektrum wo diese Materie keins abdeckt nicht mal mit Farbspektren die unter unserer Wahrnehmung sind jedoch durch Themperatur nach oben oder unten messbar sind findet man diese Materie.


Wie soll ich mir also eine so unsichtbare Materie vorstellen die aber 80% ausmacht und erheblichen Einfluss ausübt.


Das geht auf keine Kuhhaut.


Mfg und danke für deinen Ausführlichen Beitrag ich schauen mir die links später dazu aufjedenfall mal an die du gepostet hast.

noname schrieb:Wie soll ich mir also eine so unsichtbare Materie vorstellen die aber 80% ausmacht und erheblichen Einfluss ausübt.


Das geht auf keine Kuhhaut.

tja...und was auch immer noch aussteht, ist die Erklärung ob denn die DM auch hier auf der Erde existiert bzw. sich die Erde durch sie hindurch bewegt oder so. bzw. das ganze Sonnensystem auf seiner Bahn um die Milchstraße
Ich meine irgendwann hätte doch da schon mal eine "Störung" bzw. Interaktion auftreten müssen oder nicht? Halt nur durch die Gravitation. Aber das Gegenteil ist der Fall...die Planetenbahnen sind sehr stabil und nichts scheint sie aus ihrem Orbit zu bringen.

Würde es die DM so geben wie postuliert hätte es hier schon lange "krachen" müssen, also dass die Planten völlig aus ihrer Bahn gerissen würden. oder wie lässt sich diese Stabilität mit dem Vorhandensein von DM erklären?

noname schrieb:Gut jedoch ist der Einwand zu erbringen, dass schwarze Löcher nicht einfach zu finden sind ind es auch ruhende schwarze Löcher gibt die keine Materie schlucken

Hallooo? Ich sprach vom Mikrogravitationslinseneffekt und der ausdrücklichen Durchmusterung des Himmels (Abschnitts), genau diesen zu detektieren. Und zwar mit negativem Erfolg. Da brauchts keines illuminierten Ereignishorizontes für. Angesichts der geringen SL-Masse der Primordialen und der 80%-Menge all dieser DM-Kandidaten müßte der Himmel aber sowas von zugepflastert sein mit Mikrogravitationslinseneffekten.

Um die Masse der DM zu stemmen, müßte es trillionen mal so viele pSL geben wie Sterne.

noname schrieb:um so den Himmel nach schweren objekten abzutasten

Ähm, nach leichten. 10¹²kg sind ja nun nicht der Hit. Unsere Sonne liegt in der Größenordnung 10³⁰, was Masse in kg betrifft. Selbst die Erde liegt im 10²⁴-Kilo-Bereich.

noname schrieb:trotzdem möchte ich doch eine befriedigende Antwort haben

Und ich wünsch mir ein Pony. Denkst Du, die NASA oder der WWF kaufen mir eins, nur weil ich es mir wünsche?

noname schrieb:Wie soll ich mir also eine so unsichtbare Materie vorstellen die aber 80% ausmacht und erheblichen Einfluss ausübt.

Als ein Hilfskonstrukt zur Beschreibung echter beobachteter Fakten. Die Sterne im Außenbereich von Galaxien rotieren um selbige schneller, als die sichtbare baryonische Materie mit ihrer Gravitation diese schnellen Sterne an der Galaxie "festhalten" kann. Also muß es Gravitationsquellen geben, die wir nicht beobachten können. Und daraus ergibt sich die Bezeichnung "Dunkle Materie", "Dark Matter". Dark bedeutet im Englischen auch "unsichtbar, nicht wahrnehmbar" (siehe "dark side of the moon", was die erdabgewandte Seite meint, nicht die im Schatten liegende; Wikipedia: The Dark Side of the Moon (Begriffsklärung) "Dark Side of the Moon steht für: * im Englischen die Seite des Erdmondes, die von der Erde aus nicht zu sehen ist: die Mondrückseite). Und Matter ist eben alles, was Gravitation "bewirkt". Daher ist "Dark Matter" die beste Bezeichnung dafür.

Du hingegen denkst - wie so viele - "Dunkle Materie" sei als "Erklärung" gemeint. Sie ist aber mehr eine Bezeichnung. Nach der Erklärung hingegen wird ja noch gesucht.

noname schrieb:Das geht auf keine Kuhhaut.

Sowas sagen viele über ein XY, welches sie noch gar nicht wirklich verstanden haben. Etwa der Flacherdler über die Kugelerde, oder ein Mensch mit voreinsteinscher Physik im Hinterkopf über die Lichtschranke... Letztlich macht das wohl jeder Mensch mal durch, sowas zu denken, über ein Wissensgebiet, das ihm noch weitgehend unbekannt ist. Aber mit mehr Einlesen vergeht das auch wieder.

knopper schrieb:Würde es die DM so geben wie postuliert hätte es hier schon lange "krachen" müssen, also dass die Planten völlig aus ihrer Bahn gerissen würden. oder wie lässt sich diese Stabilität mit dem Vorhandensein von DM erklären?

Richtig, sowas spricht gegen eine massive Gleich- oder Zufallsverteilung. Die Erklärung mit SL wäre da recht galant, weil da die DM lokal sehr eng begrenzt wäre und Planetenbahnen nur bei sehr seltenen nahen Transits stören könnten, was wir natürlich kaum beobachten könnten (zu kurzer Beobachtungszeitraum). Oder wir müßten doch die Einsteinsche Gravitation zugunsten von MOND odgl. aufgeben, dann fiele die DM natürlich weg.

Kann man belegen, dass sich das Universum nicht nur seit der Beobachtung expandiert, sondern seit Milliarden von Jahren?

Bishamon schrieb:Kann man belegen, dass sich das Universum nicht nur seit der Beobachtung expandiert, sondern seit Milliarden von Jahren?

Ähm, kann man doch schlussfolgern. Und sicherlich hat man das schon per Computer-Simulation zurückrechnen können.
Denkst Du wirklich dass es sich erst seitdem man es beobachtet hat ausdehnt?

skagerak schrieb:Denkst Du wirklich dass es sich erst seitdem man es beobachtet hat ausdehnt?

Nein, aber ich finde in einer gerade laufenden Diskussion kein Gegenargument.
Was nicht schwer ist, da ich fast keine Ahnung davon habe.

skagerak schrieb:Ähm, kann man doch schlussfolgern.

kann man, muss man aber nicht. Irgend etwas Unbekanntes könnte zB vor 6000 Jahren einen Schubs gegeben haben ...

@Bishamon

Letztlich ist da schon viel Extrapolation im Spiel, aber unsere Modelle, die wir auf diese Weise erarbeitet haben, sind schon verdammt gut.

Ein ganz wichtiger Beleg ist m.M.n. die Kosmische Hintergrundstrahlung. Aus ihr lassen sich so viele Dinge herauslesen (Temperaturentwicklung, Energieverteilung, Elementhäufigkeit, Strukturbildung, etc.), die alle dafür sprechen, dass es einen Urknall gegeben hat. Natürlich ist da noch nicht das letzte Wort gesprochen, das Standardmodell wird ständig überprüft, ergänzt und erweitert, je nach Datenlage. Aber das Grundgerüst steht erst mal, und sollte sich das als falsch erweisen, werden wir wohl nie erfahren, wie es wirklich war.

Bishamon schrieb:kann man, muss man aber nicht. Irgend etwas Unbekanntes könnte zB vor 6000 Jahren einen Schubs gegeben haben ...

Würde ich eher als unwahrscheinlich erachten.
Das muss schon ein gewaltiger Schubs gewesen sein. Vor allem aber, was soll das denn für ein "Schubs“ gewesen sein?

skagerak schrieb:Vor allem aber, was soll das denn für ein "Schubs“ gewesen sein

Der entscheidende Hinweis kam doch schon :)

"6000 Jahre" .... ich denke mal, die Zahl ist nicht zufällig gewählt.