De kosmologische constante.

*Topic aandachtig volgt

quote:

Op dinsdag 13 september 2005 09:23 schreef Haushofer het volgende:

[..]

Natuurlijk, de natuur werkt zo efficient mogelijk. Maar variabeles als constante opvatten is niet "zo efficient mogelijk". Daarmee ondermijn je een mogelijke nieuwe structuur.

Klopt, maar als natuurconstantes met de tijd variëren dan doen ze dat niet zomaar. En ockham's razor is hier ook van toepassing.

Einstein leefde in een tijd, waarin gedacht werd dat het universum statisch is, geen expansie en geen contractie.
Die gedachten waren veel meer op basis van esthetische en filosofische argumenten dan op basis van metingen.

Een van de fundamentele gedachten in de algemene relativiteitstheorie is de veronderstelling dat massa en energie samenwerken om de ruimte-tijd te krommen.
De vergelijkingen van Einstein beschrijven dit wiskundig.
Om de oplossing van die vergelijkingen statisch te maken, introduceerde Einstein een constante in de vergelijking, later genoemd de kosmologische constante, kc.
De kc in de vergelijking heeft het effect dat de samentrekking van het heelal door de zwaartekracht, precies geneutraliseerd wordt.
En daarmee leidt de oplossing van de vergelijking tot een statisch heelal.

Hubble, was wel aan het meten.
En hij kwam er achter dat vrijwel alle melkwegstelsels van ons vandaan gaan: het heelal dijt uit.
Einstein werd overtuigd door de metingen en de anekdote gaat, dat Einstein de introductie van de kc zijn grootste blunder noemde.
Hubble ontdekte dat de snelheid van de verschillende melkwegstelsels groter werd naarmate ze verder weg stonden.

De kc bleef echter in de vergelijking staan en daar zijn een aantal redenen voor te noemen:
1. Door de vergelijking van Einstein te herschrijven met de kc toegevoegd aan de energie term, wordt de kc fysisch interpreteerbaar als een soort vacuum energie.

In de QM bestaat ook het concept van een vacuumenergie: het vacuum is niet helemaal leeg.
Dus vanuit de QM wordt het bestaan van een kc enigszins ondersteund.

2. Kosmologen hebben een theorie waarin het heelal gedurende een korte tijd een veel snellere expansie kende dan nu het geval is: inflatie wordt het genoemd. Daardoor wordt de ruimte tijd kromming vrijwel recht.
De massa die gemeten wordt is echter niet voldoende om de evolutie via inflatie naar het huidige universum te ondersteunen. De kc is daar de redder in de nood, plus als extraatje, het heelal wordt modelmatig toch weer net zo oud als gemeten wordt.

Van de andere kant, als de voorspelde donkere materie gevonden wordt, is de kc niet meer nodig.
Ook de inflatie theorie (kosmologisch) is dan niet meer nodig

Alleen de QM heeft nog een nulpuntsenergie, en die praat je niet zo makkelijk weg.
En zodoende is men nog wel een tijdje zoet om het allemaal sluitend te krijgen.

quote:

Op vrijdag 16 september 2005 09:34 schreef Haushofer het volgende:

[..]

Waarom is de inflatietheorie niet meer nodig dan? Het horizonsprobleem en het vlakheidsprobleem heb je dan toch nog steeds? Misschien dat die donkere materie je interacties kan leveren die het benodigde scalaire veld geven voor inflatie.

Ik vind die donkere materie wel perspectief hebben.
De inflatietheorie lost veel problemen op.
Maar hoe meet je of er ooit een inflatie is geweest?

Ik kan me voorstellen dat je ruimte - tijd plotseling exponentieel groeit.
1. Wat is de oorzaak?
2. Hoe meet je dat?
3. Waarom neemt de expansiesnelheid af?

Als ruimte-tijd sneller gaat dan c, moet je een schokgolf, of de restanten ervan kunnen waarnemen. Hoe doe je dat, en hoe interpreteer je de data?

De expansiesnelheid kan gaan als c (t / t_o) e^{- (t / t_o)}

Dat vind ik er iets aantrekkelijker uitzien (buitengewoon subjectief ) vergeleken met expansie die lineair begint, tijdelijk exponentieel groeit, weer daalt en dan vrijwel constant blijft.

Ik heb zelf het idee dat alles met elkaar samenhangt en op de meest logische en eenvoudige manier is gebeurd. De maker(s) van http://www.historyoftheuniverse.com/ hebben dat ook. Een chronologisch overzicht is hier te vinden: http://www.historyoftheuniverse.com/tl1.html

Een samenvatting van het deel van hun theorie waar we het nu over hebben: we komen uit een macrokosmos die ontzettend heet was. In die macrokosmos heerste een Higgs-veld, hetgeen niet meer is dan nul. Toen de macrokosmos afkoelde, ontplofte de ruimte op verschillende punten, net als de kristallen in kristalliserend ijs. In de punten had massa zich van zwaartekracht gescheiden en er heerste dus geen Higgs-veld meer (buiten de punten dus nog wel; buiten de ijskristallen is nog water).

De macrokosmos is krom begonnen. Als je de hoeken van een driehoek bij elkaar optelde, kreeg je bijvoorbeeld geen 180° maar veel minder. Nu krijg je nog steeds een beetje minder, maar dat is zo weinig dat dat niet op te merken is. De macrokosmos is zich namelijk recht gaan trekken, en daardoor moet het heelal steeds sneller groeien.

Ik heb zelf met smeltende en stollende inkt gewerkt en uitgevonden dat de kristallen in stollende inkt met een constante snelheid groeien, dus uitvergroot naar het heelal denk ik dat dat binnen de macrokosmos ook met een constante snelheid groeit, maar door de strekking van de macrokosmos gaat het dus versneld.

Het strekken van een gekromde ruimte kun je je denk ik het best zo voorstellen: een donut is rond en je kunt dus weer op dezelfde plek uitkomen als je in de lengterichting over de donut loopt. Als de donut groter wordt, kun je nog steeds naar je oude plaats lopen, maar de weg wordt steeds langer. Uiteindelijk zal de donut bijna rechte randen hebben en zal het oneindig ver lopen zijn om weer op hetzelfde punt uit te komen. Ik vermoed dus dat we nooit helemaal recht zullen worden, maar er dicht genoeg bij zitten om er geen last van te hebben.

quote:

Op maandag 19 september 2005 10:10 schreef Haushofer het volgende:

Waarom veroorzaakt dat dan een "schokgolf"?
[..]

Ik had plotseling een brainwave. Bij geluid: als je harder gaat dan je golfsnelheid ontstaat er een schokgolf.
De expansie vh heelal gaat ook met een bepaalde snelheid, een maximum bij de gegeven paramters. Als deze expansiesnelheid "plotseling" veel groter wordt ontstaat er een schokgolf.
Ik dacht in termen van een analoge situatie.

* DumDaDum heeft twee opmerkingen over de aannames die hier worden gedaan aangaande de inflatietheorie:

Dat stelsels sneller van ons af bewegen naarmate ze verder verwijderd zijn is logisch wanneer je je het volgende voorstelt; een sponsstructuur, waarbij de gevangen lucht (=ruimte) -al dan niet gelijkmatig, zie punt 2- uitzet met een snelheid (V_constant) kleiner dan de lichtsnelheid (c). Alle 'bellen' in die structuur worden door de expansie a.h.w. 'opgeblazen'.

Twee willekeurige punten op *een* belwand binnen die structuur zullen zich altijd van elkaar af bewegen met een snelheid die evenredig verloopt met de afstand (d) tussen die punten. De gemeten verwijderingssnelheid (V_variabel) kan zo ook gemakkelijk (evt. exponentieel verlopend) groter worden dan c.

Verder kan je nagaan dmv meting van de V_variabel van meerdere vergelijkbare entiteiten (stelsels o.i.d.) op een verschillende afstand van elkaar of de relatie V_variabel <> d lineair is. Een afwijking van dit patroon (=niet-lineair verloop) kan duiden op wijzigende eigenschappen van tijdruimte gedurende de expansie (?).

[ Bericht 2% gewijzigd door DumDaDum op 30-09-2005 01:45:53 ]

quote:

Op maandag 19 september 2005 13:34 schreef Yosomite het volgende:

[..]

Ik had plotseling een brainwave. Bij geluid: als je harder gaat dan je golfsnelheid ontstaat er een schokgolf.
De expansie vh heelal gaat ook met een bepaalde snelheid, een maximum bij de gegeven paramters. Als deze expansiesnelheid "plotseling" veel groter wordt ontstaat er een schokgolf.
Ik dacht in termen van een analoge situatie.

Dit is waar als een object door de ruimte beweegt. Maar als de situatie is zoals beschreven in mijn bovenstaande reactie gaat dit niet op. De objecten staan a.h.w. stil in de ruimte; alleen de ruimte zelf zet uit.

[edit]
Als de objecten van elkaar af zouden bewegen door de ruimte i.p.v. dat ze verwijderen door expansie van de ruimte zelf zou relativiteit niet meer opgaan; alle klokken in het heelal die 'in rust' zijn lopen even snel (vanwege symmetrie), zodat we kunnen zeggen dat het heelal een bepaalde leeftijd heeft.

Zouden de objecten werkelijk bewegen door de ruimte dan kan je niet meer spreken van een en dezelfde leeftijd. De geconstateerde leeftijd van een gemeten object zou dan afhankelijk zijn van de positie / snelheid van de observator in het heelal.
[/edit]

Omdat de -van onderlinge afstand afhankelijke- gravitatiekracht binnen een stelsel door de relatief kleine onderlinge afstand van objecten vele malen groter is dan de -(universeel constante?)- expansiekracht zal de structuur van zo'n stelsel niet of nauwelijks worden beinvloed door expansie.

Bij grotere tussenruimtes gaat expansie overheersen boven gravitatie, en dus bewegen stelsels wel uit elkaar en b.v. sterren en planeten niet.

[ Bericht 3% gewijzigd door DumDaDum op 30-09-2005 02:50:49 ]

quote:

Op maandag 19 september 2005 13:34 schreef Yosomite het volgende:

[..]

Ik had plotseling een brainwave. Bij geluid: als je harder gaat dan je golfsnelheid ontstaat er een schokgolf.
De expansie vh heelal gaat ook met een bepaalde snelheid, een maximum bij de gegeven paramters. Als deze expansiesnelheid "plotseling" veel groter wordt ontstaat er een schokgolf.
Ik dacht in termen van een analoge situatie.

Omdat de uitbreiding van het heelal geen propagatie van massa, energie of ruimte is maar het splitsen van het Higgsveld?

Quizvraag: je hebt een satelliet die als vuurtoren fungeert en een ronddraaiende laser heeft; op vijftig miljoen kilometer heb je een huis. De laser op de satelliet draait een keer per seconde rond. Hoe groot is de snelheid van de lichtvlek die je als bewoner van het huis op de muur voorbij ziet komen?

[ Bericht 0% gewijzigd door NiwiKaiha op 04-10-2005 05:03:05 ]

quote:

Op dinsdag 4 oktober 2005 04:57 schreef NiwiKaiha het volgende:
Quizvraag: je hebt een satelliet die als vuurtoren fungeert en een ronddraaiende laser heeft; op vijftig miljoen kilometer heb je een huis. De laser op de satelliet draait een keer per seconde rond. Hoe groot is de snelheid van de lichtvlek die je als bewoner van het huis op de muur voorbij ziet komen?

2 maal pi maal 50 miljoen kilometer per seconde.

_{En nee, zo wordt de kosmische snelheidslimiet niet verbroken.}

quote:

Op dinsdag 4 oktober 2005 04:57 schreef NiwiKaiha het volgende:

[..]

Omdat de uitbreiding van het heelal geen propagatie van massa, energie of ruimte is maar het splitsen van het Higgsveld?

De niet geheel uniforme achtergrondstraling, als "overblijfsel van de big bang", kan, denk ik, beter verklaard worden door een schokgolfproces dan een restant vd big bang.
En dan ga ik af op de niet uniformiteit.
Maar, ik geef toe. Het is glad ijs. En ik zet de eerste voetjes schoorvoetend....

En wat het Higgsveld betreft, ik kan me voorstellen dat de dragers van de energie en massa van het Higgsveld een wat grotere golflengte kunnen krijgen door de expansie. En dat zie je dan terug in een roodverschuiving.

@TS:

Ik mis de Ricci-tensor in je verhaal......

Antwoord op de quizvraag: Maethor 10 punten: 3,14 *10⁸ m/s, dus sneller dan het licht.
Hoe kan dat dan? Het zijn geen fotonen die evenwijdig aan de richting van lichtvlek uitgezonden worden, maar loodrecht daarop. De lichtvlek wordt steeds door andere fotonen gevormd.

Dit is (volgens mij dan) ook hoe het met het heelal gaat, je wordt min of meer in de war gebracht door de vraagstelling.

Roodverschuiving is een positieve uitrekking van lichtstralen die door van ons af bewegende sterrenstelsels uitgezonden worden.

Een uitleg over het Higgsveld is hier en hier te vinden, en hier, hier en hier kun je lezen over hoe ze denken dat onze kosmos ontstaan is.

quote:

Op dinsdag 4 oktober 2005 17:08 schreef NiwiKaiha het volgende:

Roodverschuiving is een positieve uitrekking van lichtstralen die door van ons af bewegende sterrenstelsels uitgezonden worden.

Hm.. in dat geval zou de zon dus met 0.6 km/s van ons af bewegen niwikaiha?

Uh, ik was de zwaartekracht vergeten.

quote:

Op dinsdag 4 oktober 2005 20:08 schreef NiwiKaiha het volgende:
Uh, ik was de zwaartekracht vergeten.

Aha, jij zweeft dus een beetje , zwevende gedachten, zweverig gevoel

quote:

Op dinsdag 4 oktober 2005 16:22 schreef Haushofer het volgende:

[..]

En dan natuurlijk de vraag: Van welke processen verkrijg je een dergelijk Higgsveld? Want het gaat hier, zover ik begrijp, om een heel ander veld dan dat van het Higgs-boson, wat deeltjes hun massa zou moeten geven.

Ja, er moet natuurlijk ook iets zijn dat het HIggsveld genereert.
En dan denk ik dat ik te ver afdwaal van wat op dit moment nog redelijkerwijs beredeneerbaar is.

Stad en land al afgezocht maar geen Higgsveld te vinden.
Ook nog geen idee hoe de generatoren van dat Higgsveld eruit zouden moeten zien, i.e. welke eigenschappen ze hebben.

Er is ook geen Higgsveld in stad en land te vinden. Toen de macrokosmos afkoelde, raakte het Higgsveld in een labiel evenwicht, net als een bal op een heuvel, en brak op sommige punten waarbij tenminste in één geval massa en zwaartekracht zich van elkaar scheidden. Die punten groeiden door en een van die punten is onze kosmos, waarin massa en zwaartekracht zich gescheiden hebben. Dus zou buiten ons heelal het Higgsveld moeten zijn en een heel eind verderop het volgende heelal.

...volgens hen dan. Volgens mij ook.

uh, 'zij' zijn de makers van deze site.

Het Higgsveld zou als eerste in de macrokosmos bestaan hebben en nog steeds bestaan buiten ons heelal en andere heelallen. En hier staat de volgende tekst:

quote:

What is more, gravitational energy is equal and opposite to the matter energy in a closed space. This means that starting from nothing gravity and matter might have separated to create the Macrocosmos.

Het is inderdaad allemaal maar een speculatie, maar het lijkt mij in ieder geval de meest plausibele.

Ik heb gisteren "What we still don't know" gekeken en ik moest meteen aan dit topic denken. Ik heb alles grotendeels begrepen, maar kan helaas niet echt inhoudelijk ingaan op de info.. snap alles wel, maar de ideeën die ik heb worden grotendeels door de reply'ers gegeven en de andere kan ik niet verwoorden Ga zo door en kijk trouwens ook die docu!

_{Iig superinteressant, de kc.. zeker ook als je gaat denken richting superintelligentie..}