Cosmologische constante

[Zarc.oh]

Ik zat laatst te denken: zou het niet mogelijk zijn dat de uitdijing van het heelal en daarmee de cosmologische constante veroorzaakt wordt door een afstotende 4-dimensionale zwaartekrachtcomponent. Ik zal het eens uitleggen aan de hand van 3 dimensies en de elektromagnetische kracht om het eenvoudiger maken.
Als je een 3D bol hebt waarop magneten massa moeten voorstellen en het magnetiscme de zwaartekracht. Als je magneetjes naast mekaar legt, trekken ze elkaar aan als de polen dezelfde kant op wijzen, maar in de 4e dimensie stoten ze elkaar af. Omdat de magneten op de 3D bol als 2D voorwerpen op de bol bestaan, lijkt het of de magneten elkaar alleen aantrekken:

[Verwijderd]

maar in de 4e dimensie stoten ze elkaar af

Leg dit eens ff uit? Welke bewijzen heb je hiervoor?

[Keida]

eh? Huh? wat?

ok, een aantal vraagjes... Waar haal je die enorme 'zwaartekracht' dan vandaan? Dan moet er ergens wel een enorme massa bestaan (en als ik je goed begrijp moet dit in het centrum van het heelal bestaan....)
Verder dacht ik altijd dat de 4e dimensie tijd was... Dit zou dus de 5e moeten zijn.
En hoe kom je erbij dat twee afstotende magneten elkaar in de 4e dimensie aantrekken? Volgens mij gaat dat geheel tegen alle natuurwetten in...

Maar goed, misschien is het mogelijk.

[almightyarjen]

Eh,

[FCA]

Heel leuk bedacht, maar in de Algemene Relativiteitstheorie is hier totaal geen plaats voor. Zwaartekracht is aantrekkend, ongeacht of het in 3 dimensies of in 4 dimensies is.

[StratoFarmer]

Stel je nou voor dat zwaartekracht afstotend zou kunnen werken, dan kan het inderdaad dat voorwerpen elkaar afstoten wanneer ze op zo'n bol liggen. (zie plaatje)
Maar, dat aangenomen, dan trekken ze elkaar toch niet aan als ze gewoon naast elkaar liggen?!?

NB. Dat de vierde dimensie de tijd is lijkt me geen probleem bij deze voorstelling van zaken.

[Se7enth_son]

Op dinsdag 09 april 2002 15:35 schreef StratoFarmer het volgende:
Stel je nou voor dat zwaartekracht afstotend zou kunnen werken, dan kan het inderdaad dat voorwerpen elkaar afstoten wanneer ze op zo'n bol liggen. (zie plaatje)
Maar, dat aangenomen, dan trekken ze elkaar toch niet aan als ze gewoon naast elkaar liggen?!?

NB. Dat de vierde dimensie de tijd is lijkt me geen probleem bij deze voorstelling van zaken.

Volgens de relativiteitstheorie van Einstein is er geen zwaartekracht meer, maar wordt de aantrekkende kracht tussen twee (of meer) massa's veroorzaakt doordat elke massa de ruimte-tijd kromt.

Je kunt dit voorstellen als een strak vel rubber waarin je een grote knikker ofzo legt (de zon). Het vel zal dan wat 'indeuken'. Wanneer je een tweede knikker (de aarde) in een rechte lijn langs de grote knikker laat rollen, blijkt dat deze een bocht maakt door die deuk (als een golfbal die via het putje nog net weer eruit rolt). Hierdoor lijkt het voor ons alsof de knikker rondjes om de grote knikker rolt. De ruimte-tijd is echter een dimensie die wij niet kunnen zien. Voor ons lijken massa's dan ook om elkaar heen te willen draaien, maar als we in die extra dimensie denken, blijkt dat de massa's eigenlijk gewoon rechtuit gaan. Dit is ook erg logisch, omdat de natuur streeft naar een zo laag mogelijk energieniveau: Volgens de eerste wet van Newton blijkt dat het geen energie kost om een massa een eenparige beweging in rechte lijn te laten volgen. (Beter gezegd: Een massa in rust blijft stilstaan of zal met een eenparige beweging voorgaan. Zijn snelheid is dus constant)

Dit betekent ook meteen dat massa's elkaar altijd aantrekken, iets wat al meerdere malen bewezen is...

Edit: Ik heb helaas ff geen plaatje om alles te verduidelijken

[Diadem]

De kosmologische constante kan het best worden gezien als een afstotende werking van het vacuum. Het vacuum bezit namelijk ook energie, zo blijkt. En deze energie zorgt op de schaal van het heelal voor een afstotende kracht kracht.

Er spelen 3 factoren een rol in de expansiesnelheid van het heelal. Ten eerste is er de zwaartekracht. Deze hangt af van de totale massa en grote van het heelal, in feite dus van de dichtheid. Dit is een voor de hand liggende factor, hoe meer dichtheid, hoe sterker alles in het heelal aan elkaar trekt, en hoe harder de expansie van het heelal wordt geremd.

Dan is er nog een term die wordt veroorzaakt door de vlakheid van het heelal. Dit heeft te maken met of ons heelal altijd zal blijven expanderen of niet. Deze term is qua grote eigenlijk verwaarloosbaar, maar het teken van deze term heeft een gigantische impact op ons uiteindelijke lot. Een gesloten heelal, geometrische voor te stellen als een bol (maar dan in 4 dimensies), zal uiteindelijk weer in elkaar klappen. Een open heelal, geometrisch voor te stellen als een zadelfiguur, zal altijd blijven expanderen. Een vlak heelal (voor te stellen als een plat vlak), zit daar precies tussen in, de expansie zal tot stilstand komen in het oneindige. Het blijkt dat we in een open heelal leven.

De derde term is de kosmologische constante. Deze werkt afstontend, en de grote ervan is absoluut constant. Omdat de invloed van de zwaartekracht afneemt terwijl het heelal groter wordt, is het dus alleen maar een kwestie van tijd tot de kosmologische constante het wint (tenzij het heelal gesloten zou zijn, maar dat is het dus niet). Op dat moment zal de expansiesnelheid exponentieel gaan en blijven toenemen.

Dit is het uiteindelijke lot van ons universum, een bijna volledige lege ruimte, van alles wat er ooit was rest alleen nog een grote hoeveelheid zeer laag energetische fotonen. Het heelal is zo groot geworden dat zelfs deze immense hoeveelheid fotonen niet meer dan 1 deeltje per kubieke lichtjaar (en dit wordt minder en minder) zal betekenen. De zwaartekracht hiervan is compleet verwaarloosbaar, en het heelal zal met onvoorstelbare snelheid uitdijen, terwijl de snelheid blijft toenemen, en toenemen, exponentieel. De expansie is gaat vele malen sneller dan het licht, zelfs al zouden er nog atomen bestaan zouden ze uit elkaar worden getrokken, simpelweg omdat de expansie de deeltjes sneller uit elkaar doet vliegen als zelfs de sterke kernkracht ze naar elkaar kan trekken.

Think Happy Thoughts

[DarkX]

Ok, ik wou ook ff een leuk verhaal posten over de afstotende werking van het vacuum omdat antizwaartekracht volgens m'n docent een hele vieze populistische voorstelling van de kosmologische constante is, maar zo te zien volgt diadem dezelfde colleges

[Diadem]

Op woensdag 10 april 2002 13:55 schreef DarkX het volgende:
Ok, ik wou ook ff een leuk verhaal posten over de afstotende werking van het vacuum omdat antizwaartekracht volgens m'n docent een hele vieze populistische voorstelling van de kosmologische constante is, maar zo te zien volgt diadem dezelfde colleges

Lijkt er wel op ja Ben je ook eerstejaars? Wist niet dat er hier nog meer eerstejaars kwamen ...

Ik ben trouwens die eikel die altijd vragen zit te stellen tijdens college zodat er weer 2 borden vol wiskunde extra verschijnt

[DarkX]

Op woensdag 10 april 2002 14:10 schreef Diadem het volgende:

[..]

Lijkt er wel op ja Ben je ook eerstejaars? Wist niet dat er hier nog meer eerstejaars kwamen ...

Ik ben trouwens die eikel die altijd vragen zit te stellen tijdens college zodat er weer 2 borden vol wiskunde extra verschijnt

Eerste jaars natuurkunde uu. Voorgaande verhaal herinner ik me van dhr. Braam aaachchterberg

[FCA]

Waanzinnig off-topic:

Achterberg is echt cool. Zeker als ie krijtjes de zaal in werpt, of als z'n aanwijsstok is verdwenen en hij er 3 studenten opuit stuurt om een nieuwe stok te zoeken, zodat hij weer zijn armen ergens overheen kan hangen. Coole vent. Al achter gekomen wat er in z'n heuptasje zit?


Nog een klein on-topic puntje: Sneller dan het licht uitdijen is natuurlijk ook populistische onzin...

[Keida]

offtopic:
Allemensen! wat een boel mensen die Natuurkunde studeren (of hebben gestudeerd-> hier nog één, 1 jaar TN aan UTwente)

Hoezo zou je niet sneller dan het licht kunnen uitdijen? Volgens mij is daar wel plaats voor tussen alle natuurwetten.

We kunnen het ons gewoon (nog) niet voorstellen.

[tofus]

Op dinsdag 09 april 2002 15:19 schreef FCA het volgende:
Heel leuk bedacht, maar in de Algemene Relativiteitstheorie is hier totaal geen plaats voor. Zwaartekracht is aantrekkend, ongeacht of het in 3 dimensies of in 4 dimensies is.

In de algemene relativiteitstheorie is toch plaats voor singulariteiten (oplossingen voor de Einstein-vergelijkingen)? En is het niet zo dat juist in die singulariteiten de natuurwetten ophouden te gelden? Dan zou, volgens mij, een singulariteit JUIST de uitgewezen plaats zijn waar zwaartekracht afstotend kan werken. Het probleem met de Algemene Relativiteitstheorie is juist dat het in de singulariteiten zoveel vrijheid biedt voor 'raar' gedrag. Daarom zien moderne wetenschappers ook meer in quantummechanica of string-theorieen.

[FCA]

Op woensdag 10 april 2002 18:35 schreef Redkef het volgende:

offtopic:
Allemensen! wat een boel mensen die Natuurkunde studeren (of hebben gestudeerd-> hier nog één, 1 jaar TN aan UTwente)

Hoezo zou je niet sneller dan het licht kunnen uitdijen? Volgens mij is daar wel plaats voor tussen alle natuurwetten.

We kunnen het ons gewoon (nog) niet voorstellen.

Maar vooral de hoeveelheid uit Utrecht is schokkend

Maar goed, aan de uitdijing een snelheid toekennen is onzin. Er wordt nieuwe ruimte bijgemaakt, daar kun je een maat aan toekennen, en toevallig is de eenheid van die maat snelheid per meter. Wij zien dat stelsels op grote afstand zich van ons af bewegen, maar eigenlijk wordt er gewoon lege ruimte ertussen bijgemaakt. En het is fysisch heel aannemelijk dat er zoveel afstand tussen ons een stelsel zit dat er meer ruimte per seconde wordt bijgemaakt dan dat het licht aflegt. Dat is waarschijnlijk wat Diadem bedoelt....

[Diadem]

Op woensdag 10 april 2002 17:47 schreef FCA het volgende:
Waanzinnig off-topic:

Achterberg is echt cool. Zeker als ie krijtjes de zaal in werpt, of als z'n aanwijsstok is verdwenen en hij er 3 studenten opuit stuurt om een nieuwe stok te zoeken, zodat hij weer zijn armen ergens overheen kan hangen. Coole vent. Al achter gekomen wat er in z'n heuptasje zit?

Ja, wat ie met z'n stok allemaal doet is echt waanzinnig. Maar wat zit er in zijn heuptasje? Ik heb al wel ontdekt wat er op zijn bureaublad staat, namelijk een afbeelding van Buffy. Op zich ook wel fout natuurlijk Maar Achterberg is majorly cool.

Om toch nog even ontopic te reageren:

Op woensdag 10 april 2002 22:34 schreef FCA het volgende:

Maar goed, aan de uitdijing een snelheid toekennen is onzin. Er wordt nieuwe ruimte bijgemaakt, daar kun je een maat aan toekennen, en toevallig is de eenheid van die maat snelheid per meter. Wij zien dat stelsels op grote afstand zich van ons af bewegen, maar eigenlijk wordt er gewoon lege ruimte ertussen bijgemaakt. En het is fysisch heel aannemelijk dat er zoveel afstand tussen ons een stelsel zit dat er meer ruimte per seconde wordt bijgemaakt dan dat het licht aflegt. Dat is waarschijnlijk wat Diadem bedoelt....

Dat is precies wat ik bedoel. De term 'snelheid' is misschien wat dubieus, maar ik gebruik hem liever wel omdat het dan gewoon duidelijk is waar het over hebt. Je kunt dan ook gewoon over versnelling van de uitdijing praten, ipv dat je moet gaan werken met omslachtige zinsconstructies als 'vermeerdering van de hoeveelheid bijgemaakte ruimte per seconde'. Het is net zoals met wiskunde: oneindig als getal is onzin, maar zodra je het robuust gedefinieerd hebt mag je het gewoon als getal gebruiken

[DarkX]

<OT> En toch schiet ik elke keer in de lach als ie achcht of tot de maCHt zegt, ergens doet ie dat heel raar Ik weet trouwens wel dat ie sneller een pen uit z'n heuptas haalt als lucky luke een pistool uit zijn holster. Verder wel ruige gast, zijn argument tegen de plasma theorie van het ontstaan van melkwegstelsels is echt meesterlijk </ot>

Euh. Wetenschappers zien niet persee meer in quantum mechanica dan in algemene relativiteitstheorie, ze zeggen zinnige dingen over heel andere onderwerpen, en samen kun je er dingen mee verklaren.