Seuraa 
Viestejä45973

Millä nopeudella maailmankaikkeus lähti alunperin laajenemaan neljänteen ulottuvuuteen päin? Alussa ei ollut materiahiukkasia vaan pelkkää massatonta energiaa, joten valonnopeudella tietenkin. Valohan ei voi liikkua muulla kuin valonnopeudella. Suhteellisuusteorian mukaan mitä lähempänä valonnopeutta liikutaan, sitä hitaammin aika kulkee kaavan dt'=dt/square-root(1-v^2/c^2) mukaisesti. Kulkiko siis alussa aika lähes nopeudella nolla, ellei peräti nopeudella nolla ajanhetkellä nolla? Samalla pitäisi massankin kasvaa, eli oliko maailmankaikkeuden massa alussa lähes ääretön?

Sivut

Kommentit (136)

JPI
Aika on aina kulkenut nopeudella sekunti sekunnissa.
Noinkin voidaan sanoa havaitsijan omassa koordinaatistossa paikallaan olevien objektien ja subjektien suhteen. Ja havaitsijahan on aina levosssa omaan koordinaatistoonsa suhteen liikkuipa hän esimerkiksi maan koordinaatiston suhteen millä nopeudella tahansa. Mutta jos nyt yleensä voidaan puhua maailmankaikkeuden laajenemisnopeudesta, niin jonkin suhteenhan se on liikuttava ja aluksi valonnopeudella. Tällöin astuu auttamatta kuvaan mukaan Einsteinin erikoisen suhteellisuusteorian aikadilaaatio kaaavio. Ajanväli, joka mitataan levossa olevassa koordinaatistossa pituudeltaan dt:ksi, mitataan liikkeessä olevasta koordinaatistosta dt':

missä c=valonnopeus ja v koordinaatistojen välisen liikkeen nopeus.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
JPI
Seuraa 
Viestejä29955
Keckman
JPI
Aika on aina kulkenut nopeudella sekunti sekunnissa.
Noinkin voidaan sanoa havaitsijan omassa koordinaatistossa paikallaan olevien objektien ja subjektien suhteen. Ja havaitsijahan on aina levosssa omaan koordinaatistoonsa suhteen liikkuipa hän esimerkiksi maan koordinaatiston suhteen millä nopeudella tahansa. Mutta jos nyt yleensä voidaan puhua maailmankaikkeuden laajenemisnopeudesta, niin jonkin suhteenhan se on liikuttava ja aluksi valonnopeudella. Tällöin astuu auttamatta kuvaan mukaan Einsteinin erikoisen suhteellisuusteorian aikadilaaatio kaaavio. Ajanväli, joka mitataan levossa olevassa koordinaatistossa pituudeltaan dt:ksi, mitataan liikkeessä olevasta koordinaatistosta dt':

missä c=valonnopeus ja v koordinaatistojen välisen liikkeen nopeus.


Joo. Itseasiassa suhtiksessa ja YST:ssä paikkaa ja aikaa, olkoot x, y, z ja t voidaan pitää ominaisajan lambda, olkoon l funktioina. Siis r=r(l) katsottuna toisesta inertiaalista. Kappaleen koordinaatistossta t(l) on tietenkin pelkkä l. Ominaisaika l on kappaleen mukana liikkuvan koordinaatiston aika, joka tikittää vakionopeudella. Tämä on erittäin selventävä tapa ajatella, se helpottaa ymmärtämään suhtista, koska nyt meillä on yksi hyvin määritelty aika!

3³+4³+5³=6³

Arkkimeedees
Seuraa 
Viestejä995

Jos aamukahvipöydälläni olisi syntymässä Planckin pituuden sisään mahtuva nykyisenkaltainen ja -massainen universumi, olisi se minun koordinaatistostani katsottuna tuskaisan hidasta puuhaa. Tuijottaisin sitä muutamia kymmeniä miljardeja vuosia, mutta mitään ei tapahtuisi - tai näyttäisi tapahtuvan. Syntyvän universumin sisällä aika kuluisi kuitenkin normaalisti, ja heidän aikajanassaan ensimmäiset sekunnin triljoonasosat kuluisivat kyseisessä nimellisajassa.

Kuluisi kuitenkin tolkuttomasti aikaa minun koordinaatistossani havaita, milloin kyseisen valkoisen aukon tapahtumahorisontti kasvaisi mitenkään mainittavasti. Voisi olettaa, että syntyvä universumikupla ei vaikuttaisi mainittavasti omaan universumiini, vaan se jotenkin - avaruuden kaareutumisen tai lomittumisen tai braaniutumisen ansiosta - jäisi meikäläisiltä pimentoon.

ekvivalentti
Seuraa 
Viestejä589

Valon nopeudesta ajan alussa on esitetty teorioita, joiden mukaan valon nopeus ei olisi täysin vakio, vaikka se sellaisena nykyään havaitaan, vaan tämä "vakio" olisi muuttunut maailman laajentuessa. Tämä on tietenkin asia, jota on äärimmäisen vaikea todistaa. Oletuksella, että valonopeus ei ole täysin vakio, on sellainen seuraus, että kosmologiset kaavat saadaan matemaattisesti yksinkertaisemmiksi. Näitä teorioita on esittänyt Tuomo Suntola, katso http://fi.wikipedia.org/wiki/Tuomo_Suntola.

JPI
Seuraa 
Viestejä29955
ekvivalentti
Valon nopeudesta ajan alussa on esitetty teorioita, joiden mukaan valon nopeus ei olisi täysin vakio, vaikka se sellaisena nykyään havaitaan, vaan tämä "vakio" olisi muuttunut maailman laajentuessa. Tämä on tietenkin asia, jota on äärimmäisen vaikea todistaa. Oletuksella, että valonopeus ei ole täysin vakio, on sellainen seuraus, että kosmologiset kaavat saadaan matemaattisesti yksinkertaisemmiksi. Näitä teorioita on esittänyt Tuomo Suntola, katso http://fi.wikipedia.org/wiki/Tuomo_Suntola.[/quote]


Näyttäisi olevan ihan todellisen nojatuolifyysikon "teoria", olkoot nyt sitte koulutukseltaan mitä tahansa. Netistä löytyy linkkejä tuohon "teoriaan" ja ne eivät muistuta yhtään arvostettujen fyysikoiden vastaavanlaisia kirjoituksia. Tuomolan "teoria" on liian helppo ymmärtää maallikollekkin, päinvastoin kuin kunnolla matemaattisesti formuloidut teoriat. Siis tarkoitan, että se on helppo ymmärtää väärin, siis siten että siinä olisi jotakin järkeä.

3³+4³+5³=6³

JPI
Tuomolan "teoria" on liian helppo ymmärtää maallikollekkin, päinvastoin kuin kunnolla matemaattisesti formuloidut teoriat. Siis tarkoitan, että se on helppo ymmärtää väärin, siis siten että siinä olisi jotakin järkeä.

Mikä Tuomolan teoria? Linkkiä?

EDIT: Ai sori, viittaat edelliseen viestiin. Sähköpostilinkki ohjasi tähän viimeiseen, joten jäi tuo edellinen viesti lukematta...

Aikaahan ei varsineisesti ole olemassa joten siitä ei liene sen enempää. Valo kulki siihen aikaan aivan yhtä nopeesti kuin tänäkin päivänä, eli jos juuri sillä hetkellä valovuoden kulkemin vuodessa tarkoitti milliä nykyisessä universumissa niin, niin sitten oli. Aika-avaruus, eli mielestäni meidän tuntema universumi, räjähti paljon nopeammin koska sitä ei koskenut meidän fysiikan säännöt. Olemma siellä sisällä.

.. lisäksi mielestäni alkuräjähädystä ei voida koskaan todistaa eikä tarkastella objektiivisesti, koska olemme aina olleet siellä sisällä, emmekä voi koskaan miettiä sitä 3. osapuolen objektiivistä. Olemme osa sitä. Vähän kuin yrittäisi lapsena katsoa lapsen syntymää kätilön kulmasta, ei vain ole mahollista.

Arkkimeedees
Jos aamukahvipöydälläni olisi syntymässä Planckin pituuden sisään mahtuva nykyisenkaltainen ja -massainen universumi, olisi se minun koordinaatistostani katsottuna tuskaisan hidasta puuhaa..

Tuo Planckin pituus ja aika taitavat vähän muuttaa juttua, joo. Aivan hetkeen nolla ei päästäkään. Maailmankaikkeuden säde ei koskaan ole ollut nolla. Siksi aika ei koskaan ole ollut ihan pysähtynyt, eikä maailmankaikkeuden massa ole ollut ääretön. Eli ei se puuha ihan niin hidasta olekaan kuin luulit.

Mietin muuten tuota maailmankaikkeuden säteen kasvua valonnopeudella. Newtonin mekaniikan lakihan sanoo, että jos mikään ulkoinen voima ei vaikuta kappaleeseen, niin se jatkaa suoraviivaista liikettään (tai on levossa) tasaisella nopeudella. Koska maailmankaikkeuden ulkopuolella ei voi olla mitään (maailmankaikkeus on kaikki) ei sen laajenemisnopeuteen ole voinut mikään vaikuttaa. Maailmankaikkeuden säde kasvaa edelleen valonnopeudella. Tällöin myös kahden galaksin välinen etäisyys kasvaa vakionopeudella. Maailmankaikkeus ei voi mitenkään hidastaa tai nopeuttaa laajenemistaan. Toki mitä kauempana galaksit alunperin olivat toisistaan, sitä nopeammin ne etääntyvät, mutta vaikka kahden saman galaksin etäisyys kasvaa, ei niiden välinen etäisyys kasvanut aikaisemmin hitaammin kuin nyt, eikä tule kasvamaan tulevaisuudessakaan nopeammin tai hitaammin.

Galaksin 3 etäisyys galaksista 2 on ajanhetkellä 5 1.74532925199433
Galaksin 3 etäisyys galaksista 2 on ajanhetkellä 6 2.0943951023932
Se on siis etääntynyt 0.349065850398866 välillä dt1
Galaksin 3 etäisyys galaksista 1 on ajanhetkellä 5 3.49065850398866
Galaksin 3 etäisyys galaksista 2 on ajanhetkellä 6 4.18879020478639
Se on siis etääntynyt 0.698131700797731 välillä dt1
Galaksin 3 etäisyys galaksista 2 on ajanhetkellä 9 3.14159265358979
Galaksin 3 etäisyys galaksista 2 on ajanhetkellä 10 3.49065850398866
Se on siis etääntynyt 0.349065850398866 välillä dt2
Galaksin 3 etäisyys galaksista 1 on ajanhetkellä 9 3.49065850398866
Galaksin 3 etäisyys galaksista 2 on ajanhetkellä 10 4.18879020478639
Se on siis etääntynyt 0.698131700797732 välillä dt2

Suoritin ihan peruslaskuja yllä olevaan kuvaan liittyen. Jos galaksien välinen kulma on alfa astetta, niin niiden etäisyys hetkellä t = t * alfa / 180 * pi. Galaksi1 on etäisyydellä 20 astetta galaksista 2 ja galaksi 3 samoin eli galaksi 1 on etäisyydellä 40 astetta galaksista 3. Nähdään esimerkiksi, että galaksi 1 on etääntynyt galaksista 2 ajanvälillä dt1 saman matkan kuin ajan välillä dt2.

Summa summarum: kahden galaksin etääntymisnopeus ei kasva vaikka niiden etäisyys kasvaa. Galaksit etääntyvät vakionopeudella.

artsi
Aikaahan ei varsineisesti ole olemassa joten siitä ei liene sen enempää.

Vai varsineisesti. Kyllä me mittaamme aikaa hyvin tarkasti. Sekunnilla on tarkka määritelmä. Sekunti on 9 192 631 770 kertaa sellaisen värähtelyn jaksonaika, joka vastaa cesium-133-atomin siirtymää perustilan ylihienorakenteen energiatasojen välillä
artsi

Valo kulki siihen aikaan aivan yhtä nopeesti kuin tänäkin päivänä,

Tuo on totta, sillä metri määritellään pituudeksi, jonka valo kulkee tyhjiössä 1⁄299 792 458 sekunnissa, jolloin tautologisesti valo kulkee sekunnissa aina 299792458 metriä.
artsi

eli jos juuri sillä hetkellä valovuoden kulkemin vuodessa tarkoitti milliä nykyisessä universumissa niin, niin sitten oli.

Valonnopeus on kaikille havaitsijoille aina ja kaikkialla sama vaikka nämä liikkuisivat toistensa suhteen. Eli ei tarkoittanut milliä nykyisessä universumissa. Senhän takia Einstein joutui tekemään pituuksista ja ajanväleistä ssuhteellisia, jotta valonnopeus saataisiin aina vakioksi, niinkuin oltiin havaittu ja mihin Maxwellin yhtälöt viittasivat.
artsi

Aika-avaruus, eli mielestäni meidän tuntema universumi, räjähti paljon nopeammin koska sitä ei koskenut meidän fysiikan säännöt. Olemma siellä sisällä.

Miten siitä että olemma/e "siellä sisällä" voidaan johtaa, että meidän fysiikan säännöt ei koske sitä? Kyllä meidän fysiikan säännöt toimivat kaikkialla. Mehän mallinnamme noita tapahtumia nykyisillä käsityksillämme fysiikan säännöistä ja laeista, joten itsestään selvästi meidän nykyiset fysiikan lait pätevät "siellä".

EDIT: Tarkoitan, että ainoa keino saada tietoa noista tapahtumista ovat mallinnuksemme noista tapahtumista ja havainntt, joita tulkitsemme mallinnustemme kautta, joten tottakai mallinnuksemme pitävät kutinsa.

artsi
.. lisäksi mielestäni alkuräjähädystä ei voida koskaan todistaa eikä tarkastella objektiivisesti, koska olemme aina olleet siellä sisällä, emmekä voi koskaan miettiä sitä 3. osapuolen objektiivistä. Olemme osa sitä. Vähän kuin yrittäisi lapsena katsoa lapsen syntymää kätilön kulmasta, ei vain ole mahollista.

Tuo ei pidä paikkansa. Havaitsemme galaksien etääntyvän, mistä voidaan päätellä, että ne joskus ovat olleet lähempänä toisiaan. Kun havainnoista lasketaan aika, jolloin ne ovat olleet etäisyydellä 0 toisistaan päädytään samaan aikaan, kuin mikä saadaan kun havaitusta 3 K säteilystä lasketaan, kuinka paljon maailmankaikkeuden on täytynyt laajeta, jotta nuoren universumin ensimmäiset vapaaksi päässeet korkeaenergiset säteet ovat vaimentuneet 3 K radioaalloiksi. Noi on kai ne kaksi oleellisinta havaintoa. sitten on vielä lukuisa joukko malleista tehtyjä ennustuksia, jotka ovat yksi yhteen havaintojen kanssa.

ekvivalentti
Valon nopeudesta ajan alussa on esitetty teorioita, joiden mukaan valon nopeus ei olisi täysin vakio, vaikka se sellaisena nykyään havaitaan, vaan tämä "vakio" olisi muuttunut maailman laajentuessa..

[size=200:2f77idrt]BIG BULL'S SHIT![/size:2f77idrt]

Barbaari
Aivan alussa maailmankaikkeus laajeni inflatorisesti.

Maailmankaikkeuden laajenemisnopeus ei ole voinut muuttua, koska kuten aiemmassa viestissä selostin: jos mikään ulkopuolinen voima ei vaikuta kappaleeseen sen liike pysyy tasaisena ja vakiona. Maailmankaikkeudella ei ole voinut olla mitään ulkopuolista joka olisi voinut vaikuttaa sen laajenemisnopeuteen kiihdyttäen tai hidastaen sitä. Maailmankaikkeudessa olevaan materiaan ei voi kohdistua neljännen geometrisen ulottuvuuden suunnasta voimia (koska siellä ei ole mitään), mitä kuitenkin vaadittaisiin, jotta 4D-pallon 3D-pinnan kasvunopeus voisi muuttua.

Barbaari
Seuraa 
Viestejä13621
Keckman
Barbaari
Aivan alussa maailmankaikkeus laajeni inflatorisesti.

Maailmankaikkeuden laajenemisnopeus ei ole voinut muuttua, koska kuten aiemmassa viestissä selostin: jos mikään ulkopuolinen voima ei vaikuta kappaleeseen sen liike pysyy tasaisena ja vakiona. Maailmankaikkeudella ei ole voinut olla mitään ulkopuolista joka olisi voinut vaikuttaa sen laajenemisnopeuteen kiihdyttäen tai hidastaen sitä. Maailmankaikkeudessa olevaan materiaan ei voi kohdistua neljännen geometrisen ulottuvuuden suunnasta voimia (koska siellä ei ole mitään), mitä kuitenkin vaadittaisiin, jotta 4D-pallon 3D-pinnan kasvunopeus voisi muuttua.

Lähdet ajattelussa siitä että niitä olisi yksi piste josta laajeneminen olisi lähtenyt. Inflaatiomallissa johon kai useimmat kosmologiset mallit nojaavat, aivan alussa hetken verran laajeneminen tapahtui useista kohdin ja se mahdollisti maailmankaikkeuden koon kasvamisen ylivalonnopeudella.

Barbaari

Lähdet ajattelussa siitä että niitä olisi yksi piste josta laajeneminen olisi lähtenyt.

Kyllä, nimenomaan yksi matemaattinen piste, singulariteetti - tai no, ehkä säteeltään Planckin pituinen 4D pallo.
Barbaari

Inflaatiomallissa johon kai useimmat kosmologiset mallit nojaavat, aivan alussa hetken verran laajeneminen tapahtui useista kohdin ja se mahdollisti maailmankaikkeuden koon kasvamisen ylivalonnopeudella.

Laajenemisnopeus on siis sinun mielestäsi kasvannut ja hidastunut. Liikkeen nopeuden muutos vaatii voimaa. Mistä tuo kiihdyttävä ja hidastava voima on peräisin? Ja miten mikään voima on voinut vaikuttaa maailmankaikkeuteen sen laajenemissuunnassa? Kun esimerkiksi tuossa muutamaa viestiä aiemmin kuvallisesti esittämässäni 1D-maailmankaikkeuden 2D suunnissa ei ole mitään. Siinä kaikki vaikuttavat suunnat ovat ympyrän kehän suuntaisia.

Arkkimeedees
Seuraa 
Viestejä995
Keckman
Arkkimeedees
Jos aamukahvipöydälläni olisi syntymässä Planckin pituuden sisään mahtuva nykyisenkaltainen ja -massainen universumi, olisi se minun koordinaatistostani katsottuna tuskaisan hidasta puuhaa..

Tuo Planckin pituus ja aika taitavat vähän muuttaa juttua, joo. Aivan hetkeen nolla ei päästäkään. Maailmankaikkeuden säde ei koskaan ole ollut nolla. Siksi aika ei koskaan ole ollut ihan pysähtynyt, eikä maailmankaikkeuden massa ole ollut ääretön. Eli ei se puuha ihan niin hidasta olekaan kuin luulit.

Mietin muuten tuota maailmankaikkeuden säteen kasvua valonnopeudella. Newtonin mekaniikan lakihan sanoo, että jos mikään ulkoinen voima ei vaikuta kappaleeseen, niin se jatkaa suoraviivaista liikettään (tai on levossa) tasaisella nopeudella. Koska maailmankaikkeuden ulkopuolella ei voi olla mitään (maailmankaikkeus on kaikki) ei sen laajenemisnopeuteen ole voinut mikään vaikuttaa. Maailmankaikkeuden säde kasvaa edelleen valonnopeudella. Tällöin myös kahden galaksin välinen etäisyys kasvaa vakionopeudella. Maailmankaikkeus ei voi mitenkään hidastaa tai nopeuttaa laajenemistaan. Toki mitä kauempana galaksit alunperin olivat toisistaan, sitä nopeammin ne etääntyvät, mutta vaikka kahden saman galaksin etäisyys kasvaa, ei niiden välinen etäisyys kasvanut aikaisemmin hitaammin kuin nyt, eikä tule kasvamaan tulevaisuudessakaan nopeammin tai hitaammin.

Galaksin 3 etäisyys galaksista 2 on ajanhetkellä 5 1.74532925199433
Galaksin 3 etäisyys galaksista 2 on ajanhetkellä 6 2.0943951023932
Se on siis etääntynyt 0.349065850398866 välillä dt1
Galaksin 3 etäisyys galaksista 1 on ajanhetkellä 5 3.49065850398866
Galaksin 3 etäisyys galaksista 2 on ajanhetkellä 6 4.18879020478639
Se on siis etääntynyt 0.698131700797731 välillä dt1
Galaksin 3 etäisyys galaksista 2 on ajanhetkellä 9 3.14159265358979
Galaksin 3 etäisyys galaksista 2 on ajanhetkellä 10 3.49065850398866
Se on siis etääntynyt 0.349065850398866 välillä dt2
Galaksin 3 etäisyys galaksista 1 on ajanhetkellä 9 3.49065850398866
Galaksin 3 etäisyys galaksista 2 on ajanhetkellä 10 4.18879020478639
Se on siis etääntynyt 0.698131700797732 välillä dt2

Suoritin ihan peruslaskuja yllä olevaan kuvaan liittyen. Jos galaksien välinen kulma on alfa astetta, niin niiden etäisyys hetkellä t = t * alfa / 180 * pi. Galaksi1 on etäisyydellä 20 astetta galaksista 2 ja galaksi 3 samoin eli galaksi 1 on etäisyydellä 40 astetta galaksista 3. Nähdään esimerkiksi, että galaksi 1 on etääntynyt galaksista 2 ajanvälillä dt1 saman matkan kuin ajan välillä dt2.

Summa summarum: kahden galaksin etääntymisnopeus ei kasva vaikka niiden etäisyys kasvaa. Galaksit etääntyvät vakionopeudella.




Ei kannata vedota Newtoniin selvässä asiassa. Kaikkien havaintojen mukaan galaksien etääntymisnopeus suhteessa toisiinsa kasvaa eli universumin laajeneminen kiihtyy. Ellet ole sitten tehnyt toisenlaisia havaintoja.

Arkkimeedees

Ei kannata vedota Newtoniin selvässä asiassa. Kaikkien havaintojen mukaan galaksien etääntymisnopeus suhteessa toisiinsa kasvaa eli universumin laajeneminen kiihtyy. Ellet ole sitten tehnyt toisenlaisia havaintoja.

Varmistan nyt että puhumme samasta asiasta. Minunkin mallissa mitä etäänpänä galaksit ovat, sitä nopeammin ne etääntyvät tosistaan. Havaitsemme siis kaukaisten galaksien etääntyvän meistä nopeammin kuin läheisten, ellei niillä ole jotain satunnaista paikallista muuta liikettä. Mutta minun mallissa kahden saman galaksin etääntymisnopeus ei muutu, vaikka niiden etäisyys kasvaa.

Jos sinun mukaasi universumin laajentuminen kiihtyy, niin tarkoitatko sitä, että probleema siitä, onko maailmankaikkeus avoin vai suljettu (vai laakea) on ratkaistu havainnoilla? Jos universumin laajeneminen kiihtyy, niin se ei siis koskaan ala supistumaan, vaan laajenee ikuisesti yhä kiihtyvällä nopeudella, ja maailmankaikkeus on avoin, "satulanmallinen" geometrialtaan.

Minä olen kyllä lukenut, että maailmankaikkeus on melko tarkalleen laakea. Sen laaajenemisnopeus ei kiihdy eikä hidastu. Ja näin on minunkin ajattelumallissa. Lueskelin juuri sivua http://www.lifesci.sussex.ac.uk/home/Jo ... /cosmo.htm missä selostettiin infaalitoteoriaa ja siellä toisena ongelmana, mikä johti inflaatioteoriaan oli nimenomaan se, että maailmankaikkeuden havaitaan olevan "flat": (so. laakea)

"The second puzzle is called the flatness problem This is the puzzle that the spacetime of the Universe is very nearly flat, which means that the Universe sits just on the dividing line between eternal expansion and eventual recollapse."

Ja kyllähän tuo Newtonin mekaniikan ensimmäinen peruslaki, jatkuvuuden laki, on voimassa nykyäänkin. Ei siihen ole tuoneet muutosta suppeat tai yleiset suhteellisuusteoriat tai kvanttimekaniikat.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Suosituimmat