De ruimte en de tijd hebben geen begin

[HansH]

Ik weet niet meer welk topic dat was, maar in de tussentijd ben ik ook weer iets verder gekomen met ruimtetijd en ik merk hoe meer kennis hoe meer onduidelijkheden. Het heelal dijt uit, maar atomen en planeten en andere zaken die dicht op elkaar zitten niet, dus wat dijt er dan feitelijk uit, blijkbaar niet de ruimtetijd dus want op aardse schaal is ruimtetijd gewoon de meter en c samen. en wat ik dan ook niet begrijp is dat verder dan een bepaalde afstand van ons alles zich met meer dan de lichtsnelheid van ons verwijdert. dan kan het toch niet anders dan dat er iets uitdijt en wat anders kan dat iets dan zijn dan ruimtetijd? en c dan?

[Bladerunner]

Je hebt in de ruimte twee 'soorten' bewegingen. Je hebt actuele eigen bewegingen op lokale schaal zoals onze Melkweg en het Andromeda stelsel die dus eigenlijk onder invloed van elkaars massa naar elkaar toe bewegen terwijl de lokale groep van stelsels gezamenlijk in één richting bewegen én je hebt de 'beweging' als gevolg van de uitdijing van de ruimte. Dat is dus geen actuele beweging van iets ten opzicht van iets anders maar het 'mee sleep' effect van de uitdijing.
Op 'kleine' schaal dijt er niets uit want de 'kracht' van de uitdijing is extreem klein zeker ten opzichte van bepaalde massa's zoals sterren of zelfs een geheel sterrenstelsel.

Ondanks de enorme ruimte tussen sterren onderling in een stelsel blijft alles bij elkaar door de zwaartekracht die dus 'triljoenen' keren groter is dan het effect van de uitdijing. Ook zaken zoals 'een meter' worden er niet door beïnvloed.

[HansH]

Dat was ook wat ik ervan begrepen had. Maar als je het zo formuleert dan wordt de ruimte groter maar merk je dat locaal niet. Maar de grote vraag blijft dan of de tijd langzamer gaat lopen om op die grote schaal de lichtsnelheid te behouden. dus dat maakt voor mij het constant zijn van de lichtsnelheid in de tijd een groot vraagteken. Die roodverschuiving als je terug kijkt in de tijd zou wel eens het gevolg kunnen zijn van het feit dat de lichtsnelheid in het verleden lager was dan nu.

[Xilvo]

Maar de grote vraag blijft dan of de tijd langzamer gaat lopen om op die grote schaal de lichtsnelheid te behouden.

Langzamer dan wat? Hoe meet je dat?
Leg eens uit waarom dat nodig zou zijn (theoretisch of uit waarneming).

[tempelier]

Ik weet niet meer welk topic dat was, maar in de tussentijd ben ik ook weer iets verder gekomen met ruimtetijd en ik merk hoe meer kennis hoe meer onduidelijkheden. Het heelal dijt uit, maar atomen en planeten en andere zaken die dicht op elkaar zitten niet, dus wat dijt er dan feitelijk uit, blijkbaar niet de ruimtetijd dus want op aardse schaal is ruimtetijd gewoon de meter en c samen. en wat ik dan ook niet begrijp is dat verder dan een bepaalde afstand van ons alles zich met meer dan de lichtsnelheid van ons verwijdert. dan kan het toch niet anders dan dat er iets uitdijt en wat anders kan dat iets dan zijn dan ruimtetijd? en c dan?

Volgens bepaalde redeneringen worden op het eind zelfs de moleculen en dan de atomen uit elkaar getrokken. De Big Rip.

Dat ze nu nog bij elkaar blijven komt, doordat de krachten die dat doen daar nu nog sterk genoeg voor zijn.

[Bladerunner]

Naast de Big Rip is er ook nog de Big Freeze hypothese. Beide zijn gebaseerd op het (al dan niet) bestaan van donkere energie die verantwoordelijk zou zijn voor de versnelling van de uitdijing. Persoonlijk vind ik de Big Freeze een stuk aannemelijker dan de Big Rip. Bij de Big Freeze blijven atomen dus in eerste instantie bestaan maar wordt het heelal steeds kouder en ijler tot het moment dat er geen stervorming meer plaats kan vinden door het ontbreken van gaswolken. Wat uiteindelijk overblijft zijn dode restanten van sterren en die zullen te samen met al het andere verdwijnen door het uiteindelijke verval van het proton (zoals voorspelt door een theorie) en op het laatst zwarte gaten die langzaam verdampen.

Dat lijkt mij aannemelijker dan dat een proton uit elkaar wordt gerukt door een kracht die nu al haast 'oneindig' klein lijkt t.o.v. zwaartekracht terwijl de sterke kernkracht die protonen bij elkaar houdt zelf 10³⁸ keer zo groot is als die zwaartekracht.

[HansH]

Langzamer dan wat? Hoe meet je dat?
Leg eens uit waarom dat nodig zou zijn (theoretisch of uit waarneming).

licht legt een bepaalde afstand af in een bepaalde tijd. als ruimte groter wordt en je vraagt je af waarom licht een bepaalde afstand aflegt in een bepaalde tijd, dan is de vraag of dat gekoppeld is aan ruimte. Dus dan zou het zo kunnen zijn dat de lichtsnelheid anders wordt als de ruimte uitzet

[flappelap]

Stel, je plakt m&m's stevig op een sterke ballon en die blaas je op. De m&m's bewegen uit elkaar, maar zelf blijven ze dezelfde grootte. Dut vanwege de intermoleculaire krachten in de m&m. Als je ze heel erg stevig op de ballon zou plakken en je zou de ballon maar heftig genoeg opblazen, dan zouden deze intermoleculaire krachten worden overwinnen.

Die intermoleculaire krachten staan hier voor de zwaartekracht binnenin sterrenstelsels, zonnestelsels, sterren, planeten etc.

[Xilvo]

Langzamer dan wat? Hoe meet je dat?
Leg eens uit waarom dat nodig zou zijn (theoretisch of uit waarneming).

licht legt een bepaalde afstand af in een bepaalde tijd. als ruimte groter wordt en je vraagt je af waarom licht een bepaalde afstand aflegt in een bepaalde tijd, dan is de vraag of dat gekoppeld is aan ruimte. Dus dan zou het zo kunnen zijn dat de lichtsnelheid anders wordt als de ruimte uitzet

De vraag blijft, hoe meet je dat?
Als het op geen enkele manier te meten is, is het niet zinvol er over te praten.

[Professor Puntje]

De lichtsnelheid wordt in de relativiteitstheorie alleen maar constant verondersteld in (zo nodig lokale) inertiaalstelsels. Het is een veel voorkomend misverstand dat de lichtsnelheid altijd en overal in het heelal en bovendien voor alle waarnemers constant zou moeten zijn. Populaire voorstellingen doen hier meer kwaad dan goed, en echt begrip van de relativiteitstheorie ontstaat enkel door grondige studie.

[Bladerunner]

Maar de grote vraag blijft dan of de tijd langzamer gaat lopen om op die grote schaal de lichtsnelheid te behouden. dus dat maakt voor mij het constant zijn van de lichtsnelheid in de tijd een groot vraagteken.

Omdat licht gedurende een bepaalde periode vlak na de oerknal zich niet vrij kon bewegen (ook bekend als de 'dark ages') kunnen we niet veel verder terug kijken dan vanaf het moment dat de eerste sterren zich vormden. Dat was zo'n 100 miljoen jaar na de oerknal. Als je bedoeld dat de lichtsnelheid toen lager was dan nu (en dus hoger wordt naarmate de uitdijing vordert) dan is dat niet te meten.

Want juist bij de methode om afstanden op zeer grote schaal te bepalen (ver genoeg terug in de tijd dus om te verwachten dat toen de lichtsnelheid anders was) is de snelheid van het licht niet van invloed. (Wel de relatieve snelheid van bron en waarnemer). Dat doen we met de Doppler shift en de constante van Hubble. Over die laatste is er weliswaar nog geen 100% consensus maar aangezien de snelheid van het licht niet gebruikt wordt in deze afstand bepaling kunnen we nooit weten of c altijd het zelfde was.

Stel dat het 'eerste' sterrenstelsel dat na de oerknal gevormd werd zijn licht dus op een lagere snelheid uitzond dan een stelsel dat 500 miljoen jaar later ontstond. Als dat tweede stelsel ongeveer even ver staat terwijl c inmiddels iets hoger is geworden dan haalt het licht van dat jongere stelsel dat van het oudere stelsel niet in want ook zijn licht is sneller gegaan. Uiteindelijk merken we daar dus niets van.

[HansH]

Dat we hier op aarde ergens niets van merken of niet te meten is staat denk ik los van de vraag of het gebeurt. De vraag is als je de lichtsnelheid zou meten op het punt waar het licht is ontstaan (in dit geval dus ver weg en ver terug in de tijd) wat je dan zou meten. En of we dat op een of andere manier vanaf aarde kunnen. Maar dat 2e is dus volgens jou niet mogelijk.

[Bladerunner]

Je kunt de snelheid van licht meten als je een start en eind punt hebt of door de (Maxwell) relatie c² = 1/(ε₀μ₀). (Waarbij we dus moeten aannemen dat c constant is omdat dit ook zou moeten gelden voor ε₀ en μ₀). Op die manier weten we hoe snel het licht gaat. Dat hebben we dus gemeten via diverse experimenten. Het probleem met licht dat miljarden jaren geleden de bron verliet is dat we de afstand van die bron nodig hebben en het moment van de eerste emissie om c te bepalen en dan te kijken of c de juiste ratio heeft (gehad) t.o.v. die afstand. Die afstand kan vooralsnog alleen berekend worden gebruikmakend van de constante van Hubble waarbij dus de snelheid van het licht geen rol speelt.

Er zijn dus een paar onbekende parameters te veel om c op die grote tijdschaal te kunnen verifiëren.
Vergelijk het maar met een auto die in dichte mist met 20 km/u op je afkomt waarbij je hem nog niet kunt zien en 40 rijdt als je hem wel kunt zien. Je kunt dan nooit achterhalen of de auto versnelde.