Stillstand im Weltraum?

Cheesecake · 14. Juni 2017

Richtig, selbst wenn ich mich mit 1000km/h bewege dann ist meine relative geschwindigkeit zu mir selbst 0. Dazu mußß man weder die zeit anhalten noch die umgebung beschleunigen oder sonstwas machen. Man muss einfach nur physisch Anwesend sein.

Archontos · 14. Juni 2017

Man ermittle das Baryzentrum (Schwerpunkt aller Massen) des Universums und setze dieses als Bezugspunkt.
Nun begibt man sich zum "Point Nemo" des Canes Venatici Supervoids - ein gigantisches Gebiet reinster Leere, das immerhin einen Durchmesser von ca. 2 Milliarden Lichtjahren aufweist - und nun "löscht" man seine relative Geschwindigkeit zum Baryzentrum des Universums bis auf 0.

Selbst ohne zutun würde man (relativ zum Schwerpunkt) sehr sehr lange an einem 'Ort' verharren, bis man auch nur 1 km/h Differenz überschreitet, würde es ewig dauern. Jahrhunderte oder gar Jahrtausende. (Um das exakt zu berechnen, benötigt man schon eine akkurate Simulation.) - Denn die gravitativ wirkenden Massen sind einfach viel zu weit weg. So könnte man zumindest praktisch gesehen Stillstand erreichen & das auch noch ohne zusätzliche Aufwendung von Energie.

cahdoge · 14. Juni 2017

Problem; Ein Baryzentrum setzt eine endliche, endlich weit voneinander entfernte Massenpunkte voraus. Man weiß nicht, ob unser Universum dies Eigenschaften in seiner Gesamtheit erfüllt.
Ist aber sehr wahrscheinlich nicht der Fall. Wenn es ein Baryzentrum gäbe ließe sich das messen, da sich in unserem ausdehnenden Universum Objekte die sich in Richtung Zentrum ausdehnen schneller bewegen müssten als solche die in die anderen Richtungen unterwegs sind. Oder hab ich das Konzept der Gravitation noch nicht verstanden?

Archontos · 14. Juni 2017

Zitat von cahdoge

Problem; Ein Baryzentrum setzt eine endliche, endlich weit voneinander entfernte Massenpunkte voraus. Man weiß nicht, ob unser Universum dies Eigenschaften in seiner Gesamtheit erfüllt.
Ist aber sehr wahrscheinlich nicht der Fall. Wenn es ein Baryzentrum gäbe ließe sich das messen, da sich in unserem ausdehnenden Universum Objekte die sich in Richtung Zentrum ausdehnen schneller bewegen müssten als solche die in die anderen Richtungen unterwegs sind. Oder hab ich das Konzept der Gravitation noch nicht verstanden?

Auch wenn der Raum des Universums möglicherweise unendlich ist, so konnte sich die Materie (Masse) darin seit dem Urknall maximal "nur" mit Lichtgeschwindigkeit verteilen, was eine endliche Ausdehnung der Massen ja schonmal garantiert. Und dann MUSS es auch zwingend ein unveränderliches Baryzentrum geben. Zum zweiten Punkt mit der Ausdehnung - da hast du wohl ordentlich was verdreht!

Selbst bei beschleunigter Expansion der Materie bleibt das Baryzentrum unverändert immer am gleichen Ort - bis auf den Nanometer genau! Ein idealer Bezugspunkt also.

Mr. Maxwell · 14. Juni 2017

Zitat von Archontos

Selbst bei beschleunigter Expansion der Materie bleibt das Baryzentrum unverändert immer am gleichen Ort - bis auf den Nanometer genau! Ein idealer Bezugspunkt also.

So ist es, ich sag nur Impulserhaltungssatz.
Sehr schöne Ausführung von dir Archontos.

cahdoge · 14. Juni 2017

Sie kann sich mit mehr als Lichtgeschwindigkeit verteilen, da sich mit dem Universum der Raum an sich ausdehnt und nicht die Masse durch den Raum wandert. Und da Raumzeit keine Informationen Trägt, kann dieser sich schneller ausdehnen als Lichtgeschwindigkeit.
So wie du dir das Universum vorstellt, hat es einen Ursprung von dem aus sich alles ausgedehnt und das Energie und Masse der Ausdehnung folgen. Ähnlich einer Klassischen Explosion. Alleerings ist es so, dass das Universum eher aufquillt, wie ein Heftteig,

Thoromir · 16. Juni 2017

Zitat von Scarabaeus

Nice2Know: Jene Expansion des Universums macht es auch unmöglich, mit Unterlichtgeschwindigkeit eine andere Galaxie zu erreichen, weil sich der Raum zwischen Galaxien schneller ausdehnt, als man fliegen könnte.

Das zweifel ich jetzt aber mal an.
Wenn dem so wäre, könnte es keine Zusammenstöße von Galaxien geben. Andromedagalaxs und Michstraße kommen aufeinander zu und werden in 5 Milliarden Jahren verschmelzen.
Sogar alle anderen Galaxien der Lokalen Gruppe nähern sich, und werden irgendwann zu einer einzigen Galaxie verschmelzen. Das wäre nicht möglich, wenn diese Aussage richtig wäre.

Ich frage mich in diesem Zusammenhang: Wie schnell wirken Gravitationskräfte?
Angenommen aus einem anderen Universum materialisiert irgendwo ein Schwarzes Loch, oder ein STern oder auch eine ganze Galaxis. Wie schnell reagieren umliegende Sterne, Galaxien, Planeten auf diese neue Masse? Wirkt sich das mit Lichtgeschwindigkeit aus, oder sofort?
Würde in einem Lichtjahr Entfernung aus einem anderen Universum ein Schwarzes Loch erscheine, würde sich das erst in einem Jahr auf unser Sonnensystem auswirken, oder schlagartig mit dem Erscheinen des Objekts?

Mr. Maxwell · 16. Juni 2017

genau 1C.
Gravitationswellen sind schon ziemlich gut messbar.

cahdoge · 16. Juni 2017

Aber Scarabaeus hat in gewisser weise recht, da sich das Universum immer schneller und schneller ausdehnt wird irgendwann der Punkt kommen, in dem das beschriebene Szenario eintrifft.

@Maxwell das ist ein schönes Beispiel dafür, das C nicht nur die Lichtgeschwindigkeit sonder die Geschwindigkeit der Kausalität an sich in unserem Universum ist.

Toasty · 16. Juni 2017

Ich habe endlich mal Zeit gefunden mir hier alles durchzulesen und würde gerne ein paar Sachen klären die mir hier aufgefallen sind. Deswegen gehe ich einfach mal alle Punkte durch die ich mir notiert habe. Vorab: Ich gehöre nicht zum Fachbereich Astrophysik, deshalb weiß ich neben dem was man in den Grundkursen lernt nicht viel, deswegen kann ich nicht auf alles so eingehen wie es vielleicht von Nöten wäre.

Zitat von Nosch

Hi Leute.
Mich beschäftigt seit einiger Zeit eine Frage.
Ist es (Theoretisch) möglich irgend wo im Weltraum ein (z.B.) Raumschiff zum Stillstand zu bringen? Oder anders gefragt. Gibt es irgend wo im Weltraum Orte, wo man von nichts angezogen wird?

1. Stillstand := dv/dt = 0. Das muss auch nur lokal in der Zeit gelten und nicht Global, somit ist es keine besondere Schwierigkeit, da es ja auch keine lokalen ausgezeichneten Bezugssysteme (eigentlich ist der Singular angebrachter, da es bestimmte Auszeichnungen gibt) für eine Geschwindigkeitsmessung gibt. Warum es auch keinen Sinn macht über ein globales System (z.B. das Universum selbst) zu reden, erörtere ich später.
2. Gute Frage kurze Antwort: Weder ich noch sonst jemand hier kann dir das seriös beantworten.

Wie mir scheint, haben viele hier ein falsches Bild davon, wie das, was man in den Medien über Physik hört, zu bewerten ist. Ich habe oft gelesen, wie mit Energieerhaltung oder Impulserhaltung argumentiert wird, wie behauptet wird alles entstand mit dem Urknall, das Universum dehnt sich vortlaufend schneller aus, irgendetwas über Paralleluniversen habe ich auch gelesen. Um das anschaulich zu klären muss ich etwas weiter ausholen. Deswegen verpacke ich das Kompakt, sodass man es leicht überspringen kann.

"Topologie"

Wenn wir über das Universum reden, Aussagen treffen, Theorien aufstellen oder Dinge messen, dann vergessen wir oftmals, ganz triviale Dinge. Zum Beispiel, dass wir das IN (im folgenden "auf") dem Universum tun. Nennen wir das Universum die Menge X. Alles was wir sehen, tun wir als Elemente in diese Menge X (also ist X streng genommen nicht das Universum lat. universus "gesamt", sondern irgendetwas, das wir als Untermenge von diesem Etwas das wir Universum nennen ansehen.) Da wir aber nichts darüber wissen, haben wir nur X. Eine Topologie auf dieser Menge ist nun wiederum eine Menge O die eine Teilmenge der Potenzmenge P von X ist (P enthält jede Menge die man aus Elementen von X bilden kann). Alle Mengen die in O enthalten sind, nennt man offen. Ein Beispiel ist die Triviale Topologie, O enthält die leere Menge und X (jede Funktion die auf dieser Topologie lebt ist stetig!) Es gibt noch ein paar Bedingungen an O, diese sind aber jetzt nicht wichtig. Oft hat man auch eine sogenannte Induzierte Topologie, die aus einer Metrik auf X hervorgeht (induziert wird). Eine Metrik ist anschaulich so etwas wie ein Abstand (Merken! wichtig! Stichwort: Friedmann-Robertson-Walker-Metrik). Wir haben also eine Topologie. Nun können wir endlich anfangen auf X zu arbeiten. Wir können X auf Vollständigkeit Untersuchen. (Vollständigkeit von X heißt, jede Cauchy-Folge in X konvergiert gegen einen Wert in X). Aber stopp. Hier stoßen wir auf ein Problem. Betrachten wir die Menge der reellen Zahlen mit der Standardtopologie (die offenen Mengen sind die offenen Intervalle). Aber vorher nehmen wir die 1 aus der Menge heraus. Sei nun a die Folge 1+1/ n. Sie konvergiert offensichtlich gegen 1 und ist Cauchy. Jetzt sollte man stutzig werden. Wir leben doch in X! Wir kennen die 1 nicht! Es gibt sie in unserer Welt nicht. Der kluge Mathematiker von aussen sagt: "ja ist doch klar. X ist offensichtlich nicht Vollständig." Aber wir können das doch nicht sagen. Worauf ich hinaus möchte ist, wenn wir z.B. sagen: In X gilt Energie und Impulserhaltung, dann sind das Aussagen die aus Erfahrung wohl für abgeschlossene Systeme IN X gilt aber wir wissen nicht ob es FÜR X gilt (abgeschlossen sind die Mengen, deren Komplement offen ist. Topologisch abgeschlossen heißt nicht physikalisch abgeschlossen).

Nächster Punkt. Aha, "alles" entstand also im "Urknall". Und es dehnt sich immer weiter aus, soso. Klar, das habe ich früher auch schon oft auf N24 und Konsorten gesehen. Das Modell des Urknalls kommt davon, dass man die Allgemeine Gravitationstheorie auf ein homogen isotropes Universum anwendet. Unter anderem erhält man die Notwendige Existenz der bereits erwähnten Friedmann-Robertson-Walker-Metrik. Und darin versucht man das Verhalten des Universums wiederzufinden oder zu rekonstruieren. Es gibt einen Parameter der die Werte 0, -1 und 1 annehmen kann, und je nachdem welche dieser Zahlen dort steht ist das Universum offen oder geschlossen. Man kann diesen Parameter aus der Dichtefunktion des Raumes bestimmen, welche man durch Beobachtungen zu messen versucht. Momentan schätzt man für die Dichte einen Wert, der zu negativem k führt, also einem offenen Universum. Folglich unendliches Volumen. Damit sind absolute Ortsangaben noch absurder als sie onehin schon sind. Aber auch bei dem Wert für k ist man sich noch nicht sicher. Es passt einfach noch nicht viel zusammen und selbst wenn könnte man a priori keine Aussagen treffen. Für alle möglichen Varianten, gibt es noch so viele Theorien und Modelle und die ganzen Aussagen die hier getroffen werden haben einen so komplexen Hintergrund den die meisten garnicht kennen die solche Aussagen treffen, was eine Erklärung ist, warum sie so unbeholfen wirken. Auf jeden Fall sollte man sich bewusst sein, dass die meisten Dinge nicht so einfach sind wie man sich das Vorstellt...

Miauzi · 8. Januar 2018

Zitat von KCST

Natürlich wirkt die Gravitation von Mond, Sonne

und hebt damit die Erdkruste um ca. 1/2 Meter an - also Vorsicht mit dem Spruch "..keine grosse Kraft.."

Zitat von Thoromir

Das zweifel ich jetzt aber mal an.
Wenn dem so wäre, könnte es keine Zusammenstöße von Galaxien geben. Andromedagalaxs und Michstraße kommen aufeinander zu und werden in 5 Milliarden Jahren verschmelzen.
Sogar alle anderen Galaxien der Lokalen Gruppe nähern sich, und werden irgendwann zu einer einzigen Galaxie verschmelzen. Das wäre nicht möglich, wenn diese Aussage richtig wäre.

es heisst ja nicht umsonst "LOKALE" Gruppe
diese wird trotz der Ausdehnung des Universums zusammen bleiben

ABER

von den anderen (mrd.) Gruppen entfernen wir uns trotzdem
und
damit tritt genau folgendes Szenario ein:
Irgendwann in der Zukunft wird der GESAMTE ERKENNBARE Weltraum nur noch aus der lokalen Gruppe bestehen!

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