Hallo,
Deine Rate ist also nichts anderes als Geschwindigkeit ? …
denn diese ist ja ebenfalls als Entfernungsänderung pro
Zeiteinheit definiert.
in der AR (bzw. eigentlich immer in der Physik) ist das eben nicht so. Auch in der newtonschen Mechanik ist ja v=dx/dt, also „infinitesimale Änderung des Ortes pro infinitesimalem Zeitintervall“. Nur in ungekrümmten Räumen darf ich dabei den Ursprung des Koordinatensystems beliebig festsetzen und somit für x den Abstand zweier entfernter Beobachter wählen, in gekrümmten Räumen kommt nur eine wohldefinierte Geschwindigkeit heraus, wenn man sich auf Koordinatensysteme am Punkt des Objekts, das sich bewegt, beschränkt.
Ich sehe den Unterschied immer noch nicht … zwischen der
einen (realer) und der anderen (durch Raumausdehnung
bewirkter) Geschwindigkeit.
Bei einer Explosion gibt es einen ausgezeichneten Punkt im Raum, von dem aus alles wegfliegt. Da die Relation Rotverschiebung-Entfernung in allen Richtungen gleich ist, müssten wir uns im Falle einer Explosion exakt in diesem Zentrum befinden. Da unsere Position im Universum aber ganz und garnicht ausgezeichnet ist, ist dies höchst unwahrscheinlich.
Die Expansion des Raumes hingegen zeigt diese Isotropie von jedem Punkt aus. Daher ist unsere Beobachtung einer isotropen Expansion, obwohl wir uns nicht an einem ausgezeichneten Punkt befinden, hier wesentlich besser erklärbar.
Gäbe es einen Unterschied, würde dies ja bedeuten, die
Expansion des Universums könne urplötzlich stoppen, da die
Trägheit der Massen überhaupt keine Rolle spielt.
Trägheit wird genauso wie die Gravitation in der AR als reiner Geometrieeffekt beschrieben. In der AR gibt es deshalb weder Trägheitskräfte noch Gravitationskräfte.
Dennoch unterliegt die Geometrie in der einsteinschen Gravitationstheorie natürlich Feldgleichungen. Diese ergeben im hier betrachteten Fall des Friedmann-Kosmos (homogener und isotroper Raum) eine Differentialgleichung für den „Weltradius“ K(t). Für gegebene Zustandsgleichung (Art der Materie) ist damit das Expansionsverhalten festgelegt; die Expansion kann also i.d.R. nicht abrupt stoppen.
Ein solche (reine geometrisch bedingte)Ausdehnung müßte doch
aber auch bedeuten, dass unser Planetensystem, ja sogar Atome
sich voneinader entfernten.
Im Prinzip ja, aber die lokalen Kräfte sind so stark, dass sie das stets kompensieren. Verdeutlichen kann dies z.B. das bekannte Bild des Luftballons, der aufgeblasen wird. Eine Galaxie oder ein Atom ist ein Papierschnipsel, das auf der Ballonoberfläche liegt. Da die lokalen Kräfte, die das Papierschnipsel zusammenhalten sehr stark sind, zerreißt es beim Aufblasen nicht, sondern verrutscht so, dass es seine Form beibehält.
Nehme ich für das Universum jenes Luftballonmodell … dem
entsprechend sich das Universum auf der Hülle des Ballons
befindet … bedeutet eine Ausdehnung des Universums doch aber
auch immer eine reale Geschwindigkeit der Galaxien
zueinander.
Das was an diesem Bild in die Irre führt ist die dritte Dimension, die keinerlei Bedeutung hat, sondern lediglich zur Anschauung vorhanden ist. Bewohner der Luftballon-Oberfläche können diese nicht erfahren, sie stellen nur fest, dass, auch wenn sich keiner von ihnen bewegt, die Entfernung zwischen jeweils zweien von ihnen immer größer wird.
Auch die Trägheit der Massen bewirkte dann eine immer weitere
(lediglich durch Gravitation gebremste) Ausdehnung des
Universums.
Das ist im Grunde die Übersetzung der Tatsache, dass die Ausdehnung der oben erwähnten Friedmann-Gleichung gehorcht, in die Sprache mit Trägheitskräften und Gravitationskräften.
Nach dem Modell gäbe es doch keinen Unterschied zwischen
Ausdehnung des Raumes und Entfernung der Galaxien voneinader
durch reale Geschwindigkeit.
Für zwei Ameisen, die sich in einem bestimmten Abstand auf der Ballonoberfläche befinden, gibt es zwei Möglichkeiten, dass sich ihre Entfernung verändert:
- sie laufen los, oder
- man verändert die Größe des Ballons.
–
PHvL
