Avaruus.fi - keskustelualue

Lainaus käyttäjältä: mistral - 15.10.2010, 22:56:54
Oletko Ricke kanssa sitä mieltä että tuo 4. paikkaulottuvuus on otettu kosmologiaan (muistaakseni Paul Davies) sen vuoksi että se selittäisi taustasäteilyn isotrooppisuuden?

Tässä onkin jo käsitelty aihetta useamman keskustelijan toimesta. Neljättä paikkaulottuvuutta ei siis tarvita selittämään havaintoja. Kyllä ylimääräisiä ulottuvuuksia tutkitaan, mutta kosmologian standardimalli toimii nykyisellään hyvin ilman niitäkin. Kahden ja kolmen ulottuvuuden välillä siirtyminen helpottaa hahmottamaan kysymystä maailmankaikkeuden laajenemisesta ja keskipisteestä palloanalogiassa. Varsinaisessa kosmologiassa taas käytetään yleistä geometriaa työkaluna, jolloin useampia ulottuvuuksia ei tarvita.

Jos kaikkeus sittenkin on 3-paikkaulotteinen, niin silloinhan universumilla on keskipiste ja reuna (edellyttäen että universumi ei ole äärettömän suuri).

Maailmankaikkeus 92, ei keskipistettä tarvita mutta se kuitenkin 3D:ssä on aivan samalla tavalla kuin golf- tai maapallossa.  Sitten tuo "ääretön mutta tilavuudeltaan rajallinen". Itse olen pitkään elänyt siinä ymmärryksessä että tämä viittaa 4D:hen, nyt en osaa tuohon vastata

Maailmankaikkeuden jokainen piste on ollut aina myös sen keskipisteessä.
Jokaisesta pisteestä on koko ajan yhtäpitkä matka tai aika havaintohorisonttiin.
Avaruus laajenee koko ajan jokaisen pisteen ympärillä, siitä seuraa että ja havaintohorisontti etääntyy jokaisesta pisteestä joka suuntaan koko ajan.

jk

Lainaus käyttäjältä: Meade-mad - 16.10.2010, 21:40:35
Maailmankaikkeuden jokainen piste on ollut aina myös sen keskipisteessä.
Jokaisesta pisteestä on koko ajan yhtäpitkä matka tai aika havaintohorisonttiin.
Avaruus laajenee koko ajan jokaisen pisteen ympärillä, siitä seuraa että ja havaintohorisontti etääntyy jokaisesta pisteestä joka suuntaan koko ajan.

jk

Niin on niinkin. Jos puhutaan koko universumista, sisältyy siihen silloin kaikki, myös horisonttien ulkopuolella olevat alueet. Kaikella tällä on vain yksi keskipiste 3D:ssä. Sitten tilanne muuttuu jos avaruus on äärettömän kokoinen.

No, kyllähän tälläkin hetkellä taidetaan olla sillä kannalla, että maailmankaikkeus on äärettömän suuri, joten siinä tapauksessa sitä keskipistettä ei ainakaan siis tarvita.

Lainaus käyttäjältä: maailmankaikkeus92 - 17.10.2010, 09:59:50
No, kyllähän tälläkin hetkellä taidetaan olla sillä kannalla, että maailmankaikkeus on äärettömän suuri, joten siinä tapauksessa sitä keskipistettä ei ainakaan siis tarvita.

Jos kaikkeus olisi äärettömän suuri, koko alkuräjähdysteoria menisi remonttiin. Ymmärtäisin että äärellisen kokoinen alkutila hetkeä myöhemmin tulisi äärettömän kokoiseksi, on vaikea käsittää. Jos hetkellä 0,001s  kaikkeus on mitattavan kokoinen ja hetkellä 1,0s mittaamaton, teoria kaatuu

Hetkellä 0,001s havaintohorisontti oli jokaisessa avaruuden pisteessä 0,001s etäisyydellä. Tämän jälkeen uutta avaruutta on syntynyt tasaiseen tahtiin lisää siten että havaintohorisontti on nykyisellä etäisyydellä.

jk

Yleinen suhteellisuusteoria korvaa Newtonin gravitaatiovoiman avaruuden geometrialla: Kaikki newtonilaiset ilmiöt voidaan selittää sen avulla, muutamat tarkemmin ja lisäksi ilmiöitä joita newtonilainen ei kykene lainkaan selittämään. Newtonilainen gravitaatio on jonkinlainen Yleisen suhteellisuusteorian yksinkertaistus pienillä etäisyyksillä ja miedoilla gravitaatiovoimilla.

Yleisessä suhteellisuusteoriassa avaruus on 4-ulotteinen, jossa on 3 paikkaulottuvuutta ja yksi aikaulottuvuus. Sen lisäksi geometria ei ole euklidinen, kuten newtonilaisessa teoriassa, vaan yleisempää muotoa. Matematiikka ei ole kovin helppoa, kun siinä päädytään helposti ratkomaan epälineaarisia differentiaaliyhtälöitä (eivät yleensä ratkea ilman yksinkertaistuksia suljetussa muodossa). On kuitenkin löydetty malleja, jotka ennustavat hyvin mitattuja tuloksia. Tällaisissa malleissa geodesit yhtyvät menneisyydessä (maailmankaikkeus on siis ollut äärimmäisen pieni joskus). Näyttäisi myös siltä, että maailmankaikkeudessa voi kulkea mihin suuntaan tahansa äärettämän pitkän matkan (maailmankaikkeus on rajaton), mutta sillä on äärellinen tilavuus ja siis myös massa.

Lainaus käyttäjältä: Meade-mad - 17.10.2010, 20:21:29
Hetkellä 0,001s havaintohorisontti oli jokaisessa avaruuden pisteessä 0,001s etäisyydellä. Tämän jälkeen uutta avaruutta on syntynyt tasaiseen tahtiin lisää siten että havaintohorisontti on nykyisellä etäisyydellä.

jk

Vielä tätäkin aiemmin vallinnut kosminen inflaatio on aiheuttanut että tuon havaintohorisontin takanakin on avaruutta ja ainetta.
Nykyinen käsitys pimeästä energiasta perustuu siihen että viimeaikaiset mittaukset näyttäisivät että avaruutta ei synnykkään tasaiseen vaan kiihtyvään tahtiin. Jos laajenemisen kiihtyminen jatkuu tällaisenaan katoavat lopulta kaikki tähtitaivaan kohteet havaintohorisontin taakse. Nykyvauhdilla avaruuden laajeneminen ei näy paikallisen galaksijoukon sisällä mutta aikaa myöten laajeneminen tässäkin mittakaavassa ylittää galaksien välisen gravitaation vaikutuksen. Sen jälkeen on vuorossa galaksin sisäisten rakenteiden katoaminen ja jossain vaiheessa oma nenänpäämmekin on jo kadonnut horisontin taa (vai olisikohan käynyt jo nyt).
http://www.helsinki.fi/~enqvist/artikkeli.dir/dim_04.htm
Kari Enqvist on kirjoittanut kosmisesta inflaatiosta sen verran selkeästi että minäkin kuvittelen sen ymmärtäväni.

Kaizu
Kaizu edit (olenkohan alkanut toistaa itseäni)

Lainaus käyttäjältä: mistral - 17.10.2010, 14:50:23
Jos kaikkeus olisi äärettömän suuri, koko alkuräjähdysteoria menisi remonttiin. Ymmärtäisin että äärellisen kokoinen alkutila hetkeä myöhemmin tulisi äärettömän kokoiseksi, on vaikea käsittää. Jos hetkellä 0,001s  kaikkeus on mitattavan kokoinen ja hetkellä 1,0s mittaamaton, teoria kaatuu

Nojaa. Olen tainnut olla siinä luulossa, että jo alkutilakin oli mahdollisesti ääretön. Silloin vain tiheyskin olisi ollut ääretön. Enpä nyt tuota oikein tiedä. Onko singulariteetti ääretön? Äärettömän  pieneksi sitä taidetaan yleensä sanoa.

Lainaus käyttäjältä: maailmankaikkeus92 - 26.10.2010, 11:31:20
Nojaa. Olen tainnut olla siinä luulossa, että jo alkutilakin oli mahdollisesti ääretön. Silloin vain tiheyskin olisi ollut ääretön. Enpä nyt tuota oikein tiedä. Onko singulariteetti ääretön? Äärettömän  pieneksi sitä taidetaan yleensä sanoa.

Nykykäsitys ilmeisesti on että ennen alkuräjähdystä ei ollut olemassa yhtään ulottuvuuttakaan eikä siten myöskään aikaa. Singulariteetti on määritelmän mukaan äärettömän tiheä ja äärettömän pieni, mutta lienee kuitenkin väärin väittää sen tilavuutta nollaksi?

Onko energialla tilavuutta?
Onko "ei mitään" sama kuin "tyhjä"?

jk

Lainaus käyttäjältä: Una - 26.10.2010, 12:31:04
Nykykäsitys ilmeisesti on että ennen alkuräjähdystä ei ollut olemassa yhtään ulottuvuuttakaan eikä siten myöskään aikaa. Singulariteetti on määritelmän mukaan äärettömän tiheä ja äärettömän pieni, mutta lienee kuitenkin väärin väittää sen tilavuutta nollaksi?

Onko tuo äärettömän pieni sitten äärellinen koko? Maailmankaikkeuden alkuhetkelläkään ei ymmärtääkseni ollut mitään reunaa. Jotenkin tuntuisi oudolta mistralin ajatus, että ääretön maailmankaikkeus kumoaisi alkuräjähdysteorian, vaikka onhan se  tosiaan hankala kuvitella, että äärettömän pienestä tulisi kerta heitolla äärettömän suuri.

Lainaus käyttäjältä: maailmankaikkeus92 - 27.10.2010, 18:14:45
Onko tuo äärettömän pieni sitten äärellinen koko?

Ei ole. Paitsi ehkä jonkinlaisen rajankäynnin (epsilon > 0 jne.) mielessä.

LainaaMaailmankaikkeuden alkuhetkelläkään ei ymmärtääkseni ollut mitään reunaa. Jotenkin tuntuisi oudolta mistralin ajatus, että ääretön maailmankaikkeus kumoaisi alkuräjähdysteorian, vaikka onhan se  tosiaan hankala kuvitella, että äärettömän pienestä tulisi kerta heitolla äärettömän suuri.

Ei siitä äärettömän suurta tarvitse tullakaan. Tosin inflaatio voi laajentaa avaruutta nopeammin kuin informaatio ehtii kulkea, siis ylivalonnopeudella, mikä tekee maailmankaikkeudest tavallaan 'äärettömän'.

Tuosta singulariteetin tilavuudesta on vähän turha keskustella, koska suhteellisuusteoria, joka tuohon singularitteettiin johtaa, joka tapauksesta lakkaa pätemästä tarpeeksi pienessä mittakaavassa. Viimeistään silloin kuin kvantti-ilmiöihin kuten virtuaalihiukkaspareihin liittyvä energia muuttaa avaruuden ei-sileäksi. Ennen kuin teoria kvanttigravitaatiosta saadaan kehiin, on mahdotonta sanoa, mitä erittäin pienessä maailmankaikkeudessa oikeastaan tapahtuu, tai millainen sellainen ylipäänsä edes on.

LainaaMiten voi olla ääretön, mutta tilavuudeltaan rajallinen? Mitä tuo ääretön sitten tarkoittaa, jos ei tilavuutta?

Ajattelepas pallon pintaa. se on esimerkki äärettömästä kaksiulotteisesta avaruudesta, jolla on silti äärellinen 2-tilavuus (eli kansankielellä pinta-ala) 

Mitä tuohon ketjun alkuosan etäisyyspohdintaan tulee, niin ammattilaisethan käyttävät kaukaisempien kohteiden etäisyyden ilmaisemiseen ainoastaan punasiirtymää, eivät pituusmittoja. Tämä ihan juuri siksi että esimerkiksi 10 miljardin valovuoden päässä olevan kohteen etäisyys on niin helkkarin kyseenalainen ilmaus, kun taas punasiirtymän saa suoraan havainnoista ilman tulkintaa


--
Samuli

Lainaus käyttäjältä: xepheid - 27.10.2010, 19:32:22
Mitä tuohon ketjun alkuosan etäisyyspohdintaan tulee, niin ammattilaisethan käyttävät kaukaisempien kohteiden etäisyyden ilmaisemiseen ainoastaan punasiirtymää, eivät pituusmittoja. Tämä ihan juuri siksi että esimerkiksi 10 miljardin valovuoden päässä olevan kohteen etäisyys on niin helkkarin kyseenalainen ilmaus, kun taas punasiirtymän saa suoraan havainnoista ilman tulkintaa

Niinpä. Lisäksi kun muistetaan vielä että se valo on kulkenut Maassa havaittavaksi miljoonia vuosia niin kohteen nykytilasta ei voida tietää mitään. Esimerkiksi jos vaikka huomenna havaittaisin/uutisoitaisiin jonkun tähden supernovaräjähdys olisi kyseessä aikaisimmillaankin viime vuosituhannella ja todennäköisesti jo ennen dinosauruksia tapahtuneen räjähdyksen valo.