Vapaata ihmettelyä

[jtbo]

Mikä on avaruuden koko suhteessa aikaan?

Valonnopeuttakin me käsittelemme matkana, mutta matkahan on meidän keksimä juttu, kun avaruutta sanotaan äärettömäksi, niin kuinka sitä mitattaisiin neljännessä ulottuvuudessa, eli ajassa ja olisiko se yhä ääretön?

Kun on katsottu oikein kauas, niin ollaan katsottu liki 5 miljardin vuoden päähän, ellen ihan pahasti väärin muista, voiko siis olla, että avaruuden koko on noin 5 miljardia maan vuotta?

Tosin luulen, että aikaakin voitaisiin mitata toisin, ehkä jokaisella aurinkokunnalla olisi oma aikansa, joka perustuisi siihen kuinka aurinkokunta kiertää galaksia sekä sen osiin, mutta sillä tuskin kovin suurta merkitystä olisi tuohon avaruuden kokoon.

Kuvittelen, että käsitystämme maailmankaikkeudesta rajoittaa käsityksemme matkasta ja koosta, ajatellaan aina jotain keksimäämme mittayksikköä.

[Kaizu]

Tämän päivän arvaus maailmankaikkeuden iäksi on n.13.6mrd vuotta ja sen perusteella ensimmäiset fotonit olisivat edenneet tuon aikaa valonnopeudella. Siitä saamme kaikkeuden minimisäteeksi 13.6mrd valovuotta.
Alkuajan inflaation aikana kaikkeus on kuitenkin laajentunut ylivalonnopeudella joten todellinen säde on suurempi. Kuinka paljon suurempi, se onkin sitten vaikeampi kysymys. Inflaation vaikutuksesta antaa jotain viitteitä taustasäteilyn jakauman tasaisuus.
Havaintohorisonttimme on n. 13mrd valovuoden etäisyydellä, sen takaa emme saa tietoa kuin arvaamalla ja mallintamalla ja taas arvaamalla.

Kaizu

[jtbo]

Tämän päivän arvaus maailmankaikkeuden iäksi on n.13.6mrd vuotta ja sen perusteella ensimmäiset fotonit olisivat edenneet tuon aikaa valonnopeudella. Siitä saamme kaikkeuden minimisäteeksi 13.6mrd valovuotta.
Alkuajan inflaation aikana kaikkeus on kuitenkin laajentunut ylivalonnopeudella joten todellinen säde on suurempi. Kuinka paljon suurempi, se onkin sitten vaikeampi kysymys. Inflaation vaikutuksesta antaa jotain viitteitä taustasäteilyn jakauman tasaisuus.
Havaintohorisonttimme on n. 13mrd valovuoden etäisyydellä, sen takaa emme saa tietoa kuin arvaamalla ja mallintamalla ja taas arvaamalla.

Kaizu

Ylivalonnopeus, jotta voi mennä valonnopeuta ei voi omata massaa, suhteellisuusteoriakaan ei tainnut olla kovin suopea valonnopeuden ylittävälle nopeudelle, ilmeisesti on siis niin, että tuo alkuajan inflaatio ylittää ihmisen käsityskyvyn toistaiseksi, koska ellen aivan väärin ole ymmärtänyt, niin tuostahan tulee paradoksi, ylivalonnopeutta ei voi olla, mutta vain siten voi laajentumien olla kuten se nykyisin käsitetään?

Taustasäteily liittyy pimeään energiaan, jolloin WMAP projekti oletettavasti valottaa tuota osaa jonkin ajan päästä:
http://map.gsfc.nasa.gov/news/index.html

Tuolla muuten arvailtiin 13.7 miljardia vuotta, mutta sinällään arvaukset ovat yhä arvauksia ja kaiketi tuokin voi muuttua, jos keksitään jotain mullistavaa:
http://www.space.com/scienceastronomy/090217-st-cosmic-dawn.html

Ihminen on opetellut vasaroimaan noin 2.6-2.9 miljoonaa vuotta ja yhä lyö välillä sormeen, mutta avaruutta on tutkittu vasta joitain satoja vuosia, ehkä miljoonan vuoden päästä aletaan vähitellen ymmärtämään mikä tuo avaruus on, vaikkakin huteja yhä tuleekin.

Tarvitaan siis lisää pohtimista.

[Kaizu]

Ylivalonnopeus, jotta voi mennä valonnopeuta ei voi omata massaa, suhteellisuusteoriakaan ei tainnut olla kovin suopea valonnopeuden ylittävälle nopeudelle, ilmeisesti on siis niin, että tuo alkuajan inflaatio ylittää ihmisen käsityskyvyn toistaiseksi, koska ellen aivan väärin ole ymmärtänyt, niin tuostahan tulee paradoksi, ylivalonnopeutta ei voi olla, mutta vain siten voi laajentumien olla kuten se nykyisin käsitetään?

Avaruudessa ei voi edetä ylivalonnopeutta mutta avaruus itse voi laajeta niin että kahden pisteen välinen etäisyys kasvaa nopeammin kuin valonnopeus. Ei aiheuta paradoksia mutta aiheuttaa sen että nämä kaksi pistettä eivät voi vaihtaa tietoja keskenään.

Taustasäteily liittyy pimeään energiaan, jolloin WMAP projekti oletettavasti valottaa tuota osaa jonkin ajan päästä:
http://map.gsfc.nasa.gov/news/index.html

Taustasäteily liittyy alkuräjähdykseen. Taustasäteilyn lämpätilasta ja lämpötilajakaumasta voidaan tehdä joitain päätelmiä varhaisista tapahtumista.

Tuolla muuten arvailtiin 13.7 miljardia vuotta, mutta sinällään arvaukset ovat yhä arvauksia ja kaiketi tuokin voi muuttua, jos keksitään jotain mullistavaa:
http://www.space.com/scienceastronomy/090217-st-cosmic-dawn.html

Maailmankaikkeuden ikäarvioissa ovat nuo miljardit vuodet rauhoittuneet tuohon 13 tienoille. Sadat miljoonat vielä vaihtelevat arvioijasta riippuen.

Ihminen on opetellut vasaroimaan noin 2.6-2.9 miljoonaa vuotta ja yhä lyö välillä sormeen, mutta avaruutta on tutkittu vasta joitain satoja vuosia, ehkä miljoonan vuoden päästä aletaan vähitellen ymmärtämään mikä tuo avaruus on, vaikkakin huteja yhä tuleekin.

Nykyihmine lajina lienee enintään 100 000 vuoden ikäinen. Nuo miljoonien vuosien takaiset esi-isät eivät muistuta nykyihmistä juurikaan enempää kuin nykyiset ihmisapinat. Avaruutta on tutkittu tuhansia vuosia mutta nykyinen käsitys on vain muutaman kymmenen vuoden ikäinen niin että nykyiset aikuiset vielä muistavat ajan jolloin kaikkeus oli nykyistä puolet pienempi ja 20 mrd vuoden ikäinen  tai jopa ikuinen, ilman alkuräjähdystä.
Myöskään pimeää ainetta saati energiaa ei ollut lainkaan olemassa.

Tarvitaan siis lisää pohtimista.

Juu

Kaizu

[jtbo]

Ah, eli kaksi pistettä jos matkaa reilulla puolella valonnopeudella toisistaan poispäin, tällöinhän laajentuminen ylittää valonnopeuden, enpä tullut tuotakaan ajatelleeksi.

Nykyihminen on tosiaan nuori lajina, mutta työkaluja on käytetty jo miljoonia vuosia, siltikin välillä lyödään sormeen, jossain vaiheessa meistäkin tulee siis parannettu painos, todennäköisesti sekin lyö sormeen, kun nuo eniten käytetyt ominaisuudet ovat aivan muita ja nuo käytetyt ominaisuudet usein jalostuvat paremmin, jopa ihmisten kaoottisessa parinvalitsemisprosessissa.

Avaruuden tutkimus taitaa olla nykyisellään yksi nopeiten edistyviä tieteen haaroja, johtuen varmaankin osittain tuosta teknologian huimasta kehityksestä?

[pnuu]

Ah, eli kaksi pistettä jos matkaa reilulla puolella valonnopeudella toisistaan poispäin, tällöinhän laajentuminen ylittää valonnopeuden, enpä tullut tuotakaan ajatelleeksi.

Pisteet eivät liiku, vaan avaruus laajenee. Eli pisteiden väliin syntyy lisää tilaa, jolloin niiden välinen etäisyys kasvaa valonnopeutta vauhdikkaammin ilman että pisteet liikkuisivat.

Tai näin minä ainakin tämän ymmärtäisin :-)

[jtbo]

Pisteet eivät liiku, vaan avaruus laajenee. Eli pisteiden väliin syntyy lisää tilaa, jolloin niiden välinen etäisyys kasvaa valonnopeutta vauhdikkaammin ilman että pisteet liikkuisivat.

Tai näin minä ainakin tämän ymmärtäisin :-)

Eihän se nyt noin voi olla, tai siis voi, mutta ei kuitenkaan 

Kyllähän pisteet liikkuvat suhteessa toisiinsa, eihän ne muuten voi kasvattaa välimatkaakaan, jos avaruus laajenee, niin vaikka pisteet olisivat paikallaan ympäröivään avaruuteen nähden, kauempana oleva avaruus kuitenkin laajetessaan työntää tai vetää molempia pisteitä loitommaksi toisistaan.

Jos ajatellaan kahta vaahtokuplaa veden pinnalla, niin vaikka niiden ympärillä pysyy sama vesi voi ne silti kasvattaa keskinäistä välimatkaansa ja tällöinhän tapahtuu liikettä väistämättä.

Toki ainahan on mahdollista, että avaruus on jotain erikoisempaa, mutta kyllä vaikea on hahmottaa sitä kuinka voisi olla laajentumista ilman liikettä, ilmapallossakin pisteet erkaantuvat toisistaan, kun se puhalletaan täyteen, vaikkei ne sinällään siihen lähiympäristöönsä katsoen liiku? Ehkä liikkeen määritelmä on tässä jotenkin ristissä?

[mistral]

Jos avaruus laajenee, tarvitaan siihen myös voimaa tai energiaa. Jos kaksi öljytankkeria on laiturissa peräkkäin ja niiden väliin pitäisi tehdä 100m tyhjää tilaa, ei se onnistuisi pelkällä taskulaskimella. Periaatteessa avaruuden laajenemisessa on sama tilanne, mistä tulee se voima joka mahdollistaa laajenemisen. Käsittääkseni laajeneminen on todettu asia mutta kuinka se tapahtuu, on mysteeri.

[JariG]

Luen parhaillaan Marcus Chownin kirjaa "Puhutaanpa Kelvinistä" suomentanut Hannu Karttunen ja julkaissut Ursa.
Kirjassa kerrotaan sivulla 126 maailmankaikkeuden laajentuneen ensimmäisen sekunnin murto-osan aikana tapahtuneen inflaation aikana siten, että sen horisontin etäisyys ei ole 13,7 miljardia valovuotta vaan 42 miljardia valovuotta.
Elon laskuopin mukaan tuo tarkoittaa, että maailmankaikkeuden horisontti eteni 28,3 miljardin valovuoden etäisyydelle sekunnin murto-osassa.

Kirjan huomautusosassa on selitetty tapahtumaa: "Einsteinin yleisessä suhteellisuusteoriassa, joka osoittautui myös teoriaksi painovoimasta, avaruus on tausta, johon galaksit on käytännössä kiinnitetty. Ja tuo tausta voi laajentua millä tahansa nopeudella."

Erittäin mielenkiintoinen kirja, kannattaa lukea.

Terveisin Jari Grén

[jussi_k_kojootti]

Pisteet eivät liiku, vaan avaruus laajenee. Eli pisteiden väliin syntyy lisää tilaa, jolloin niiden välinen etäisyys kasvaa valonnopeutta vauhdikkaammin ilman että pisteet liikkuisivat.

Juuri näin se on.  Liike avaruudessa ja avaruuden laajeneminen ovat aivan eri ilmiöitä -- silloinkin kun ne *näyttävät* samanlaisilta. Mistralin laivojen erottamiseen mahdollisesti tarvittava energia ei välttämättä ole millään tavalla konvertoitavissa esimerkiksi lämmöksi.

[jtbo]

Kummallista, mutta ilmapalloon piirretty pistekkään ei periaatteessa liiku mihinkään, ilmapallo venyy ja se vaikuttaa siirtyvän kauemmaksi toisesta pisteestä, kuitenkin mittanauhalla voidaan tarkastaa, että ilmapallon täyttämisen aikana esiintyy liikettä, vaikka ihan varmasti se piirretty piste ei liiku. Laajenemista kaiketi 

Noin kai se menee avaruudessakin, liekkö pimeä energia se kuminauha jolla kaikki on kiinni toisissaan, siltä ne simulaatiot ainakin saa sen näyttämään 

Täytyy muistaa, että kaikki on suhteellista, se mikä ei ole liikettä yhdestä tarkastelukannasta, voi hyvinkin olla liikettä tarkasteltuna toiselta kantilta.

[vesa k]

Juuri näin se on.  Liike avaruudessa ja avaruuden laajeneminen ovat aivan eri ilmiöitä -- silloinkin kun ne *näyttävät* samanlaisilta. Mistralin laivojen erottamiseen mahdollisesti tarvittava energia ei välttämättä ole millään tavalla konvertoitavissa esimerkiksi lämmöksi.

Hei
Onko niin, että energian säilyminen ei kosmisessa mittakaavassa pädekkään ?

t vesa_k

[mistral]

Juuri näin se on.  Liike avaruudessa ja avaruuden laajeneminen ovat aivan eri ilmiöitä -- silloinkin kun ne *näyttävät* samanlaisilta. Mistralin laivojen erottamiseen mahdollisesti tarvittava energia ei välttämättä ole millään tavalla konvertoitavissa esimerkiksi lämmöksi.

Tämä laivaesimerkki oli vain suuntaa antava. Mietiskelin uuden laivaesimerkin:

Oletus 1)  valtameri on tasainen eikä pallopintainen
         2)  laivojen virtausvastus on nolla
         3)  laivojen massa on sama

Lähtöpoijulta lähtee  0  ,  90  ,  180  ,  270 asteen suuntaan tankkerit, siis 4kpl. Jokaista työntää 100 Newtonin voima.
Kuukauden kuluttua lähtöpoijulta lähtee toiset 4 laivaa samoihin suuntiin.
Taas kuukauden kuluttua lähtee seuraavat 4.

10 kuukauden kuluttua on lähtenyt yhteensä 44 laivaa.

Nyt jos kaukaa avaruudesta katsotaan laivojen keskinäisiä kulmia toisiinsa nähden, säilyvätkö kulmat samoina riippumatta ajankohdasta?

Tässä ajan takaa sitä että voiko tätä verrata suoraan avaruuden laajenemiseen.

Lisäys: tämä idea ei nyt taida toimia

[mistral]

Hei
Onko niin, että energian säilyminen ei kosmisessa mittakaavassa pädekkään ?

t vesa_k

Aaltoenergian säilyminen ei päde koska avaruuden laajeneminen pidentää esm. valon aallonpituutta. Sensijaan massaenergia säilyy.

Tuossa laivalaiturijutussa kiihdytys- ja jarrutusenergia kumoavat toisensa joten summa on nolla.

[RJ]

Hei
Onko niin, että energian säilyminen ei kosmisessa mittakaavassa pädekkään ?

t vesa_k

Lyhyesti: energia ei yleisesti ottaen säily maailmankaikkeudessa yleisen suhteellisuusteorian mukaan. Lähtökohtainen ongelma on energian määritteleminen koordinaatistosta riippumattomalla tavalla.