Ist es möglich im Weltall ein Objekt zum Stillstand zu bringen?

perttivalkonen schrieb:Keine Imaginationskraft? Kein gedachtes Objekt in Ruhe?

Würd ich so nicht sagen, natürlich kann ich mir das Ruhesystem eines Photons vorstellen, aber was habe ich davon, wenn mir zugleich bewusst ist, dass diese Vorstellung falsch ist?!

Die primäre Frage ist doch, wozu brauche ich überhaupt Bezugssysteme? Und da komme ich ganz schnell drauf, dass ich mit Hilfe von Bezugssystemen physikalische Vorgänge beschreiben kann, indem ich Orts- und Zeitkoordinaten mittels geeigneter Transformation (z.B. Lorentz), ineinander umrechnen kann, um z.B. den ganzen Relativitätskram zu bestimmen (Relativgeschwindigkeiten, Längenkontraktion, Zeitdillatation, Gleichzeitigkeiten, etc.).

Nun hat sich aber herausgestellt, dass es keine Möglichkeit gibt, in das Ruhesystem eines lichtartigen Teilchens (Photon) zu transformieren, da Photonen sich stets mit LG bewegen, und demnach auch kein Ruhesystem haben können (Stichwort: Maxwell-Gleichungen, Postulat Einsteins).

Das heißt, eine Lorentztransformation in das bewegte Bezugssystem eines Photons wäre singulär, und eben weil es keine Transformationsmöglichkeit gibt, kann ich den CMB auch nicht als Bezugssystem nutzen, zumindest nicht nach meinem bescheidenen Verständnis. Ich habe früher mal irgendwo etwas gelesen, bei dem man auch ohne Transformation auskommt, ich glaube, da ging es um den Begriff des "Abstandquadrates", der auch für das "Bezugssystem" eines Photons Gültigkeit hätte. Wie sich das jedoch mit dem 2. Postulat von Einstein verträgt, kann ich nicht beurteilen.

Das Faszinierende für mich als Laie an der SRT ist der Umstand, dass wir es ausgerechnet einer absoluten Größe zu verdanken haben, die sich zudem noch erfolgreich einer Rolle als Bezugssystem entzieht, dass es überhaupt diese Relativitäts-Phänomene gibt.

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PS: ... und bitte beim Zerpflücken meines Beitrages beachten, es handelt sich hier um eine (meine) laienhafte Vorstellung eines von mir noch nicht mal im Ansatz verstandenen, und damit (für mich) auch extrem schwierigen Themas. Für Hinweise auf Fehler bin ich dankbar, aber meine Beiträge dienen nicht als Vorlage für die Befriedigung von Profilierungssucht.

perttivalkonen schrieb:Das spannendste (und für mich damit "lästigste" :) ) Indiz für ein "Das Universum befindet und bewegt sich innerhalb von [wasauchimmer]" ist das Ergebnis einer Durchmusterung von soundsoviel tausend Galaxien bezogen auf ihre Rotationsrichtung (relativ zueinander).

Ich verstehe aber immer noch nicht so richtig, wie man von einem Übergewicht in den Rotationsrichtungen einzelner Galaxien auf eine "Gesamt-Rotation" des Weltalls schließen kann.

perttivalkonen schrieb:Das Ergebnis war ein Übergewicht einer bestimmten Rotationsrichtung (irgendwas um 17% glaub ich) und damit die handfeste Frage, ob das Universum ein Drehmoment ungleich Null besitzt.

Es sind nur ca. 7%, aber die Wahrscheinlichkeit, dass es das nur Zufall wäre, ist sehr gering.
Kommende Messungen sollen das bestätigen oder aber widerlegen

Weil das Sloan Teleskop in New Mexico steht, stammen die von den Wissenschaftlern analysierten Daten hauptsächlich von der nördlichen Hemisphäre des Himmels. Ein wichtiger Test für die Ergebnisse wird es sein herauszufinden, ob es in der südlichen Hemisphäre ein Übermaß von Galaxien gibt, die mit dem Uhrzeigersinn rotieren. Dieser Frage wird derzeit nachgegangen.

Quelle: http://ns.umich.edu/htdocs/releases/story.php?id=8467 (Archiv-Version vom 25.10.2011)

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Obwohl ich auch ein Fan der HS als (absolutes) Bezugssystem bin, hat es mMn einen kleinen Schönheitsfehler:
Zwei Objekte, die ein paar Mrd. LJ voneinander entfernt sind und jeweils zu ihrer Hintergrundstrahlung "ruhen", entfernen sich wegen der Weltraumexpansion trotzdem voneinander.

delta.m schrieb:Zwei Objekte, die ein paar Mrd. LJ voneinander entfernt sind und jeweils zu ihrer Hintergrundstrahlung "ruhen"

Vielleicht kannst du mir ja helfen, ein paar gedankliche Knoten zu lösen.

Wenn ich den Ansatz von perrti richtig deute, dann betrachtet er den CMB quasi als 1 "Objekt/System", welches das Potential besäße, als Bezugssystem zu fungieren. Ist der zitierte Satz von dir nun so zu verstehen, dass quasi jede Galaxie ihre "eigene" HS hat, zu der bezogen sie auch noch "ruht"?

Wenn ja, wie differenziert man das, und vor allem, wie kann man den Bezug zur jeweiligen Galaxie festmachen? Für mich bedeutet "ruhend zur HS" zunächst einmal, die Galaxie müsste sich ebenfalls mit LG bewegen, was ja bekanntlich nicht geht!? Also wie soll das funktionieren, zumal es sich bei der HS zwar um extrem isotropes/homogenes Zeugs handelt, aber trotzdem keine Möglichkeit besteht, einen "Bezugspunkt" dran festzunageln. (m.M.n.) :D

Mal ganz allgemein, ein Objekt ist nie ein Bezugsystem. Man kann es ein Bezugskörper nennen und ein Bezugsystem definieren, in dem das Objekt dann ruht.

Es ist wichtig zu verstehen, ein Bezugsystem ist nicht materiell, es ist nur definiert, in dem Sinne nur gedacht oder auch virtuell.

Man kann nun ein Bezugsystem definieren in dem die Hintergrundstrahlung von allen Seiten gleiche Frequenz zeigt, das ist aber auch nur einfach ein Bezugsystem unter vielen.

Peter0167 schrieb:Das heißt, eine Lorentztransformation in das bewegte Bezugssystem eines Photons wäre singulär, und eben weil es keine Transformationsmöglichkeit gibt, kann ich den CMB auch nicht als Bezugssystem nutzen, zumindest nicht nach meinem bescheidenen Verständnis.

Also ich habs ja nu sowohl aus der Wikipedia als auch aus nem Zeuthener Desy-Paper zitiert, daß ein Bezugssystem mithilfe der Hintergrundstrahlung bestimmt werden kann und wird / wurde. Und das eben nicht mithilfe einer "Ruheposition von Photonen", sondern der isotropen Wellenlänge der aus allen Richtungen ankommenden Strahlung.

Peter0167 schrieb:meine Beiträge dienen nicht als Vorlage für die Befriedigung von Profilierungssucht.

Und meine nicht für die Unterstellung einer solchen.

delta.m schrieb:Ich verstehe aber immer noch nicht so richtig, wie man von einem Übergewicht in den Rotationsrichtungen einzelner Galaxien auf eine "Gesamt-Rotation" des Weltalls schließen kann.

Weil in einem abgeschlossenen System der Drehimpuls stets konstant ist. Und der Drehimpuls eines Gesamtsystems sich aus der Summe der Drehimpulse seiner Teilsysteme ergibt. In einem Gesamtsystem mit Drehimpuls Null müßten sich die Drehimpulse sämtlicher rotierender Teilsysteme beim Zusammenrechnen gegenseitig komplett aufheben.

delta.m schrieb:Es sind nur ca. 7%

War aus der Erinnerung. DIe Ziffer 7 stimmte sogar. Thx für die Korrektur.

delta.m schrieb:Obwohl ich auch ein Fan der HS als (absolutes) Bezugssystem bin, hat es mMn einen kleinen Schönheitsfehler:
Zwei Objekte, die ein paar Mrd. LJ voneinander entfernt sind und jeweils zu ihrer Hintergrundstrahlung "ruhen", entfernen sich wegen der Weltraumexpansion trotzdem voneinander.

Kein wirklicher Schönheitsfehler. Nicht, so lange wir nicht davon ausgehen müssen, daß die Expansionsrate pro Raumregion anders ausfällt (abgesehen von der zeitlichen Veränderung der Rate). Und danach siehts eigentlich nicht aus meines Wissens.

Peter0167 schrieb:Wenn ich den Ansatz von perrti richtig deute, dann betrachtet er den CMB quasi als 1 "Objekt/System", welches das Potential besäße, als Bezugssystem zu fungieren.

Ein R zwei T bitte, danke.

Nein, das betrachte ich nicht so. Sondern wenn, dann so, daß die CMB bei einem in diesem Bezugssystem ruhenden Objekt aus allen Richtungen mit höchstmöglicher isotroper Wellenlänge ankommt.

perttivalkonen schrieb:Und meine nicht für die Unterstellung einer solchen.

War nicht auf dich bezogen, als ich es bemerkt habe, reichte die Bearbeitungszeit leider nur noch für eine "Trennlinie" ... sorry.

perttivalkonen schrieb:Sondern wenn, dann so, daß die CMB bei einem in diesem Bezugssystem ruhenden Objekt aus allen Richtungen mit höchstmöglicher isotroper Wellenlänge ankommt.

Okay, dann habe ich dich falsch verstanden. Aber auch so stellt sich mir dann die Frage, ob das dann letztlich nicht für jedes beliebige Bezugssystem gilt? Oder gibt es einen bevorzugten Bezugspunkt im Universum, von dem aus der CMB nun besonders isotrop erscheint?

Peter0167 schrieb:Oder gibt es einen bevorzugten Bezugspunkt im Universum, von dem aus der CMB nun besonders isotrop erscheint?

Interessante Frage.
Wieviel % aller Materie im All "bewegt" sich so, dass für sie die Hintergrundstrahlung isotrop erscheint?

delta.m schrieb:Wieviel % aller Materie im All "bewegt" sich so, dass für sie die Hintergrundstrahlung isotrop erscheint?

Hmm, ... ich merke schon, es ist unerlässlich, sich über die Bedeutung der verwendeten Begriffe im klaren zu sein. :D

Isotropie ist natürlich immer an eine konkrete Eigenschaft gekoppelt, bei Strahlung z.B. an die Energie, bzw. die Wellenlänge, Frequenz oder auch Temperatur, was letztlich ja aufs gleiche hinausläuft. In meiner Vorstellung verband ich die Isotropie der HS nur damit, dass sie einfach aus allen Richtungen kommt. Das reicht aber offensichtlich nicht aus, denn wenn ich mich mit meinem Ruhesystem relativ zum CMB bewege, bewirkt diese Relativbewegung ja erst Anisotropien wie z.B. die Blauverschiebung in Bewegungsrichtung.

Und damit bin ich plötzlich auch an dem Punkt, wo ich mich fragen muss, ob ich zuvor komplett daneben gelegen habe. Denn wenn ich durch eine Relativbewegung meines Ruhesystems zum CMB Anisotropien verursachen kann, dann muss ich dem CMB auch die Option zubilligen, in ein eigenes Ruhesystem eingebettet zu sein. Ob dieses allerdings geeignet ist, eine Aussage zur "Eigenbewegung" des gesamten Universums zu tätigen, halte ich trotzdem noch für unwahrscheinlich, aber Aussagen über Eigenbewegungen materieller Strukturen im Universum sollten demnach schon drin sein. So leicht kann man sich irren ... :D

Es gibt aber auch Anisotropien, die davon komplett unabhängig sind, und z.B. von Dichteschwankungen, o.ä. verursacht werden. Mehr dazu findet man unter diesem Link:

Wikipedia: Hintergrundstrahlung#Anisotropien im Mikrowellenhintergrund

Ich muss wohl noch viel lernen, bis ich feststelle, dass ich im Grund nichts weiß, auch wenn ich schon mehr vergessen habe, als viele überhaupt wissen :D

Chemik schrieb: schukoplex schrieb:
(So verstehe ich übrigens auch das "Zwillingsparadoxon": Nicht der "schneller bewegte", sondern der "mehr beschleunigte" - weil "masseärmere", altert langsamer.)

Das funktioniert auch komplett ohne Beschleunigungen:
Eine Rakete A treibt im Raum. An ihr fliegt eine zweite Rakete gleichförmig vorbei.

Das geht so nicht. Würden sich beide Raketen tatsächlich mit gleichförmiger Geschwindigkeit aufeinander zu bewegen, wäre eine Kollision unausweichlich; "Vorbeifliegen" ist nur möglich, wenn die Relativgeschwindigkeit zueinander nichtlinear ist - bedeutet also Beschleunigung.

Chemik schrieb:Beim vorbei fliegen synchronisieren sie ihre Uhren.

Die Chance dazu hätten sie maximal für eine Planckzeit, also im Moment ihrer minimalen Annäherung. Dürfte also auch nicht wirklich funktionieren.

@schukoplex

schukoplex schrieb:Das geht so nicht. Würden sich beide Raketen tatsächlich mit gleichförmiger Geschwindigkeit aufeinander zu bewegen, wäre eine Kollision unausweichlich

Vielleicht nimmst Du das "aufeinander zu" nur zu wörtlich; verlagere das Gedankenexperiment einfach auf die Autobahn, da kann man auch kollisionsfrei aufeinander zu und dann aneinander vorbeifahren. :)

geeky schrieb:Vielleicht nimmst Du das "aufeinander zu" nur zu wörtlich; verlagere das Gedankenexperiment einfach auf die Autobahn, da kann man auch kollisionsfrei aufeinander zu und dann aneinander vorbeifahren. :)

Aber auch hier gilt wieder: Nur mittels Beschleunigung - "Ausweichen" bedeutet doch zwangsläufig wieder auch Beschleunigung (nach links oder rechts, also abweichend von der Geraden), oder !?

Falls man ohnehin aneinander vorbei fahren würde, also auf "getrennten Geodäten unterwegs" wäre, dann wäre die gegenseitig zueinander beschleunigte Bewegung ohnehin gegeben: Das Stichwort ist "Winkel".

Edit: Sehe gerade, darauf wolltest du gar nicht hinaus; mein letzter Absatz reicht zu.

delta.m schrieb:Interessante Frage.
Wieviel % aller Materie im All "bewegt" sich so, dass für sie die Hintergrundstrahlung isotrop erscheint?

Na denn passt es ja eben nur dort wo sich die Materie halt sozusagen "isotrop“ bewegt. Klingt für mich wie halbschwanger.

schukoplex schrieb:Das Stichwort ist "Winkel".

Wieso Winkel? Beschleunigung ist die Änderung der Geschwindigkeit mit der Zeit. Ich weiß nicht, wie du da Winkel einbringen willst.

Peter0167 schrieb:War nicht auf dich bezogen, als ich es bemerkt habe, reichte die Bearbeitungszeit leider nur noch für eine "Trennlinie" ... sorry.

Kein Thema, läßt sich ja klären...

Peter0167 schrieb:Aber auch so stellt sich mir dann die Frage, ob das dann letztlich nicht für jedes beliebige Bezugssystem gilt? Oder gibt es einen bevorzugten Bezugspunkt im Universum, von dem aus der CMB nun besonders isotrop erscheint?

Keinen Bezugspunkt, wohl aber ein Bezugssystem. Egal, in welcher Raumregion man sich befindet, man könnte theoretisch überall die CMB isotrop empfangen. Stell Dir vor, Du sitzt in einem Boot auf dem Meer und weißt nicht, ob Dein Boot stillsteht oder von einer Meeresströmung getrieben wird, und wenn, dann in welche Richtung und wie schnell. Wenn Dein Boot bewegt wird, dann gleichmäßig.

Nun siehst Du in vier Richtungen von Dir weit entfernt vier Boote, die dort in der Ferne ankern. Die Entfernung kannst Du nicht abschätzen. Aber Du hörst von jedem der vier Boote Martinshörner wie von nem Rettungswagen. Das Martinshorn des einen Bootes klingt am höchsten, das vom gegenüberliegenden Boot am tiefsten. Die anderen beiden Martinshörner zwischen den beiden klingen gleich hoch, liegen in der Tonhöhe genau zwischen dem hohen und dem tiefen Ton. Das ist anisotrop. WIe bekommst Du das Sirenenkonzert isotrop? Du fährst mit Deinem Boot in Richtung des tiefsten Martinshorns. Dabei beschleunigst Du so lange, bis alle vier Martinshörner in der selben Tonlage heulen. Jetzt "ruht" Dein Boot gegenüber allen vier Booten mit Martinshorn. Dazu mußtest Du aber das "Ruhen" gegenüber dem Meerwasser unterm Kiel aufgeben.

Es ist völlig egal, wo Du Dich auf dem Meer befindest und wie dort die Meeresströmung ausfällt. Überall kannst Du genau dies machen. Das isotrope Martinshornkonzert läßt sich überall herstellen.

Könnten wir unsere Erde in Bewegung setzen und auf 369km/s in Richtung der langwelligsten CMB beschleunigen, würde sie in dem Bezugssystem ruhen, in dem die CMB isotrop ist.

Peter0167 schrieb:Isotropie ist natürlich immer an eine konkrete Eigenschaft gekoppelt, bei Strahlung z.B. an die Energie, bzw. die Wellenlänge, Frequenz oder auch Temperatur, was letztlich ja aufs gleiche hinausläuft. In meiner Vorstellung verband ich die Isotropie der HS nur damit, dass sie einfach aus allen Richtungen kommt. Das reicht aber offensichtlich nicht aus, denn wenn ich mich mit meinem Ruhesystem relativ zum CMB bewege, bewirkt diese Relativbewegung ja erst Anisotropien wie z.B. die Blauverschiebung in Bewegungsrichtung.

Und damit bin ich plötzlich auch an dem Punkt, wo ich mich fragen muss, ob ich zuvor komplett daneben gelegen habe. Denn wenn ich durch eine Relativbewegung meines Ruhesystems zum CMB Anisotropien verursachen kann, dann muss ich dem CMB auch die Option zubilligen, in ein eigenes Ruhesystem eingebettet zu sein.

Ja, das klingt nach einem Durchbruch.

Peter0167 schrieb:Ob dieses allerdings geeignet ist, eine Aussage zur "Eigenbewegung" des gesamten Universums zu tätigen, halte ich trotzdem noch für unwahrscheinlich

Der Verfasser des Desy-Papers jedenfalls sieht das anders. Die CMB ging ja nicht von einer materialen Lichtquelle aus, deren Bewegung so oder anders hätte sein können, sondern sie war ja schon vorhanden und konnte sich nur irgendwann endlich frei ausbreiten, als die Materie anfing, sie "durchzulassen". Deswegen gilt die CMBja auch so isotrop im gesamten Universum. Ihre Frequenz hängt alleine von der Temperatur des Universums ab, als die Dichte des Universums einen bestimmten Punkt unterschritt, nicht aber von einem Bezugs- Ruhe oder sonstigen System. Im Gegentum; in den allermeisten Bezugssystemen dürfte die CMB anisotrop gemessen werden, dipolar.

Wenn aber die Frequenz der CMB einzig von der Temperatur des Universums abhängt, sind Isotropie der CMB und Ruhen des Universums geradezu dasselbe. Jedenfalls "irgendwie miteinander verbandelt".

Chemik schrieb:Wieso Winkel? Beschleunigung ist die Änderung der Geschwindigkeit mit der Zeit. Ich weiß nicht, wie du da Winkel einbringen willst.

Weil deine Formel nur "eindimensional betrachtet" richtig funktioniert: Welche Relativgeschwindigkeit zueinander hätten z.B. zwei Rennwagen, welche sich mit jeweils (wahnsinnigen) 100 km/h in einem Winkel von 90° voneineinander weg bewegen würden?

edit: beräumt

@schukoplex

Wo nimmst du die 90° her? Das Beispiel Autobahn zeigt doch, daß sich die beiden Körper auf Parallelen bewegen.

darf ich mir das(vereinfacht) so vorstellen?:

ich habe eine kugeloberflaeche die gleichmaessig nach innen strahlung abgibt.
das sie dabei expandiert mal aussen vor, obschon das natuerlich die frequenz der strahlung beeinflusst...

innerhalb dieser kugel "schwirren" die galaxien(usw.) rum.

nun kann ich messungen machen, in bezug auf die strahlung und feststellen das ich von ueberall(aus jeder richtung) das gleiche empfange(isotrop) oder aber differenzen habe die auf meine eigenbewegung hindeuten.

wenn das nicht ganz daneben gedacht ist, warum komme ich dann auf keine postiton sondern nur auf eine entfernung die sich daraus ergibt?

geeky schrieb:Wo nimmst du die 90° her? Das Beispiel Autobahn zeigt doch, daß sich die beiden Körper auf Parallelen bewegen.

In welchem Winkel würdest du den Abstand zwischen zwei Parallelen messen?

schukoplex schrieb:Weil deine Formel nur "eindimensional betrachtet" richtig funktioniert:

Nein die funktioniert in beliebig vielen Dimensionen.

schukoplex schrieb:elche Relativgeschwindigkeit zueinander hätten z.B. zwei Rennwagen, welche sich mit jeweils (wahnsinnigen) 100 km/h in einem Winkel von 90° voneineinander weg bewegen würden?

Einfache Vektoraddition: 141.4 km/h. Und beschleunigt wird in dem Beispiel auch nichts.

neoschamane schrieb:wenn das nicht ganz daneben gedacht ist, warum komme ich dann auf keine postiton sondern nur auf eine entfernung die sich daraus ergibt?

Ich frage mich ja eher, muss man also bei jedem Objekt von einer Idealsituation ausgehen, nämlich dass die CMB grad zufällig aus allen Richtungen isotrop ist, um eben CMB dann als absolutes/-en Bezugspunkt/-system definieren zu können?

Es verwirrt mich halt, dass man CMB als möglichen Kandidaten auswählt, aber nur wenn alle Objekte eben dieser Voraussetzung entsprechen.