Physik mir das:
Das Äquivalenzprinzip hat strenge physikalische Definitionen, die zum einen besagen, dass die Gesetze der Physik in allen Trägheitsbezugssystemen gleich sind. Das heißt, dass das Verhalten des Universums für jedes System unabhängig von der Geschwindigkeit gleich ist und Stellung nach der speziellen Relativitätstheorie. Die Allgemeine Relativitätstheorie stellt sogar einige Parallelen zur Beschleunigung her und Raumzeitkrümmung, obwohl es immer noch einige Referenzrahmen mit einer offensichtlich komplizierteren Geometrie der Raumzeit hinterlässt.
Das kopernikanische Prinzip ist die „Vorstellung“ oder „Philosophie“, dass weder Menschen noch irgendeine bestimmte Gruppe, die das Universum untersucht, eine privilegierte Sicht haben. Die Idee wurde verallgemeinert, um sich von der ursprünglichen Absicht, die für die Erde gilt, nach innen bis zu einem menschlichen Individuum oder nach außen bis zu unserer lokalen Gruppe von Galaxien zu erstrecken. Im größten Maßstab haben wir festgestellt, dass die Verteilung und die Eigenschaften der Materie im gesamten Universum ungefähr homogen sind, als eine Art ultimatives Beispiel für dieses Prinzip, wobei kein Ort oder keine Ansammlung von Materie privilegiert bleibt.
Hubbles konstante Korrelate Und zwischen zwei beliebigen Punkten im Raum, was die sich mitbewegenden Koordinaten definiert, die einen Punkt innerhalb des sich ständig aufblähenden und beschleunigenden Materienetzes identifizieren, das das Universum füllt. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sage ich das ist wirklich unabhängig und nicht privilegiert, aber hat einen eindeutig bevorzugten Wert, der dem durchschnittlichen Materiefluss entspricht . Denken Sie eine Sekunde darüber nach, um das zu bemerken ist eine privilegierte Sicht auf das Universum, obwohl sie in Bezug auf die physikalischen Gesetze des Universums nicht privilegiert ist. Warum warum warum?!
Ich erwarte schnelle Abweisungen des "Problems" aufgrund der Tatsache, dass das kopernikanische Prinzip kein physikalisches Prinzip ist und daher bequem falsch sein kann. Aber es scheint immer noch so, als wären die Auswirkungen nicht trivial und würden Physiker nachts wach halten. Wenn wir die "Grant Unified Theory" wirklich finden, sollte sie letztendlich die Lorentz-Invarianz vollständig zulassen UND dem Urknall eine Möglichkeit bieten, Materie zu erzeugen, die für andere (nahe gelegene) Materie ungefähr stationär ist. Wenn nicht, warum hat der Urknall keine Materie mit erschaffen? und Impulsspanne für ein gegebenes ? Das wäre offensichtlich unsinnig, da bei Kollisionen unendlich viel Energie freigesetzt würde. Aber wäre es nicht besser mit dem kopernikanischen Prinzip vereinbar, während es gleichzeitig nach konsistenten physikalischen Gesetzen zulässig wäre, Galaxien vorbeifliegen zu lassen? , erlaubt durch eine Art reduzierter Interaktionswahrscheinlichkeit? Dann könnte die Materie beide gleichmäßig besetzen Und . Ich habe noch nie gehört, dass dies auch nur als Problem erwähnt wurde.
Warum hat der Urknall Materie entlang des Teppichs der sich mitbewegenden Koordinaten geschaffen? Kann man sagen, dass irgendwelche physikalischen Theorien dies vorhersagen oder leugnen?
Das Universum von heute ist überhaupt nicht wie das Universum kurz nach dem Urknall. Was tatsächlich durch den Urknall "erzeugt" wurde (oder besser gesagt, was unsere aktuellen physikalischen Theorien vorhersagen, existierte sehr kurz nach dem Urknall), war ein Plasma aus Elementarteilchen bei einer außerordentlich hohen Temperatur (Milliarden, Billionen usw. Kelvin, je nachdem). wie weit du zurückgehst). Dieses Hochtemperatur-Partikelmeer hätte den Phasenraum gefüllt, genau wie Sie andeuten: Die Partikel würden sich an zufälligen Positionen befinden und zufällige Bewegungen ausführen, und viele von ihnen würden sich tatsächlich mit hoher Geschwindigkeit aneinander vorbeibewegen.
Aber als sich der Weltraum ausdehnte, breiteten sich die Teilchen aus und die Energiedichte des Universums nahm ab. Sobald die Energiedichte ausreichend gesunken war, begannen die Teilchen miteinander zu interagieren, zuerst über die starke Kraft, dann über die elektromagnetische Kraft und dann über die Schwerkraft. Diese Wechselwirkungen, die für die Bildung großer Strukturen wie Galaxien notwendig sind, neigen dazu, die massiven Hochgeschwindigkeitsteilchen zu verlangsamen und ihre Energie auf Photonen (die CMB) und Gravitonen zu übertragen. Anders ausgedrückt: Es ist im Grunde unmöglich, die Anzahl der Teilchen zusammenzusetzen, die erforderlich sind, um so etwas wie eine Galaxie (oder einen Haufen oder ein Universum) zu bilden, wenn sie alle mit hoher Geschwindigkeit aneinander vorbeifliegen.
Um in dieser Diskussion mehr Spezifität zu erreichen, möchte ich einen bestimmten Fall erörtern, und in der Hoffnung, dass er "einen Teil" der Antwort liefern kann, werde ich ihn hier stellen. Nehmen wir an, wir sind ein Teilchen in der elektroschwachen Epoche, in der es Temperaturen gab . Sie haben es vielleicht erraten, aber dies würde die Teilchengeschwindigkeit nahe an die Lichtgeschwindigkeit bringen. Aber wie nah? Das werde ich hier versuchen. Erstens finden wir durch die einfache Definition der Temperatur Folgendes für die kinetische Energie.
Mit einem Hoch wir werden relativistische Geschwindigkeiten haben und es wird ausreichen, den obigen Wert, der für die elektroschwache Epoche gefunden wurde, auf gerade zu setzen .
Ja, das sind Joule-Einheiten... für ein einzelnes Teilchen. Wir sind ziemlich durch und durch relativistisch. Lassen Sie uns nun die Geschwindigkeit ermitteln, vorausgesetzt, es handelt sich um ein Elektron.
Für hochrelativistische Teilchen findet man:
zahlenmäßig kann ich das nur etwas indirekt schreiben.
Dies soll nun nur zeigen, dass die Teilchen in der Hochenergiesuppe des frühen Universums so schnell waren, dass sie praktisch nicht von der Lichtgeschwindigkeit zu unterscheiden waren, obwohl kleine Geschwindigkeitsunterschiede einen großen Unterschied in der Energie einer Kollision ausmachen bei dieser Geschwindigkeit.
Das Lustige daran ist natürlich, dass das frühe Universum eigentlich ziemlich gut zu meinem Konzept von Materie passt, die sich mit fast allen möglichen Geschwindigkeiten an allen Orten bewegt (fast). In einem so frühen Universumsplasma wäre es schwierig zu unterscheiden, welches Teilchen dem Netto-Null-Impulsvektor am nächsten ist. Die größere philosophische Frage scheint jedoch zu sein, welche Dynamik möglicherweise einen solchen Ausgleich der Dynamik erzeugen könnte. Könnte das Universum irgendwie einen Weg finden, ein Universum zu erschaffen, in dem nein bevorzugt wurde, und sich später die Dinge ausgleichen, um es so zu machen? Wenn wir das Universum aus einer echten Singularität heraus betrachten, dann könnte es vielleicht das ursprünglich alles Mögliche sein existierte und dies entwickelte sich dann zu allem Möglichen bestehende. Ich habe genauso große Probleme, mir das vorzustellen, wie ich mir überhaupt ein unendliches Universum vorstelle.
Die kosmologische Expansion ist in diesem Sinne vollständig „kopernikanisch“: Jeder Beobachter in einer weit entfernten Galaxie wird sehen, wie sich unsere Galaxie an einem gegenüberliegenden Ort bewegt ungefähr symmetrisch (nicht exakt, weil das Modell und das reale Universum Inhomogenitätsabweichungen aufweisen), aber auf kosmologischer Ebene ist das Gesetz an verschiedenen Punkten des Raums vollständig kovariant
alle groben Schwankungen in einer vermutlich vollständig kovarianten Impulsdichte der Materie in der Nähe der Planck-Ära hätten in der Lage sein müssen, nach dem Ende der Inflationsphase zu thermalisieren, obwohl wir sicherlich nicht wissen, wie Materie und Energie in der Nähe dieser Planck-Ära verteilt waren
Ich hoffe, ich habe die Verwirrung beseitigt, oder habe ich Ihre Frage vielleicht falsch verstanden?
Sie fragen: Warum bewegen sich keine Sterne oder Galaxien relativ zueinander mit annähernd Lichtgeschwindigkeit?
Die Antwort ist einfach: Wenn solche Sterne und Galaxien jetzt existieren würden, würden sie durch den Lichtdruck des CMB, das Licht von Sternen und durch die Viskosität des interstellaren Mediums ziemlich schnell abgebremst. Dies würde mit einer enormen Erwärmung einhergehen.
Aber es bleibt immer noch die Frage, warum sich Materie nicht früher, kurz nach dem Urknall, mit annähernd Lichtgeschwindigkeit bewegen konnte?
Die Antwort ist ebenfalls einfach: Solche Materie existierte tatsächlich . Die Geschwindigkeit, mit der sich Materieteilchen relativ zueinander bewegen, bestimmt die Temperatur. Die Temperatur ist nur ein statistisches Merkmal der kinetischen Energie und der Geschwindigkeit. Je näher wir den Zeitpunkt des Urknalls betrachten, desto höher war die Temperatur und desto größer war die kinetische Energie der Teilchen und ihre Geschwindigkeiten relativ zueinander.
Mitbewegte Koordinaten sind relativ zu einem Universum, in dem Materie schrumpft.
Jede Messung, die wir durchführen, ist ein Verhältnis zwischen einer Menge und einem gewählten Standard.
Jedes Maß ist eine dimensionslose Größe. Wenn wir eine Ausdehnung messen, kann dies signalisieren, dass sich die Maßeinheit verkürzt.
Alle Einheitensysteme, die wir verwenden, sind atomare Einheiten .
Aber wir können die Atomlänge nicht nur zusammendrücken, auch seine Masse muss mit der Zeit abnehmen. Auch die Zeiteinheit variiert mit der Atomgröße, vorausgesetzt, dass c, G,
, Eigenschaften des Raums (und der Felder) sind wirklich Konstanten.
Jetzt müssen wir uns entscheiden: dehnt sich der Raum aus oder schrumpft die Materie?
Es kommt vor, dass wir anthropozentrisch sind und denken, dass das Atom unveränderlich ist.
Geben wir lieber zu, dass „Raum“ sich ausdehnt oder, wie ich, dass „Materie schrumpft“ ?
Wir haben a priori keine Grundlage, das eine oder das andere zu behaupten.
Es muss eine Studie durchgeführt werden, um zu untersuchen, wie die Gesetze der Physik in einem System von Einheiten, dem mitbewegten, gelten können, die nicht von „unseren“ atomaren Standards abgeleitet sind, in denen Gesetze gelten.
Es wurde eine vorläufige Studie durchgeführt, die zeigt, dass Gesetze der Physik in diesem Szenario gelten:
Eine relativistische Zeitvariation von Materie/Raum passt sowohl zu lokalen als auch zu kosmischen Daten.
Niemand wagte es (bis jetzt), ein einziges Argument gegen diese neuartige Theorie vorzubringen. Aus meiner Sicht gibt es keine Argumente, um die Richtigkeit der Studie zu bestreiten.
In sehr naher Zukunft wird eine endgültige Studie veröffentlicht, die ein selbstähnliches Skalierungsuniversum enthüllt.
Aber der „bevorzugte“ Referenzrahmen ist stark, wie absolut, und die Physik mag diesen Begriff nicht. Überraschenderweise hat niemand erkannt, dass der Begriff eines invarianten Atoms auch eine absolute Referenz ist.
Die Sonne und die Sterne sind die Leuchtfeuer (Referenzen) der Seefahrer. Nehmen wir nun an, dass alle Sterne vom Himmel gelöscht sind. Sind wir verloren? NEIN.
Glücklicherweise gibt es immer noch eine Referenz, wie keine andere, die allen Beobachtern gemeinsam ist, nämlich: The Reference of the Light, das CMB . Es ist kein Einsteinien-Referenzial, weil es an keinen Beobachter gebunden ist. Allein mit dieser Referenz können wir sagen: Die Erde bewegt sich mit 1 U/Tag (sideral, Ortszeit, dh mit unseren Atomen definiert) und mit 369Km/s (+- siehe WP) in Richtung Löwe-Konstellation. Warum ist diese CMB-Referenz so besonders, so absolut? Es ist das einzige, bei dem sich ein freigesetztes Photon isotrop ausbreitet. Der CMB kann eine allen Beobachtern gemeinsame Längen- und Zeiteinheit bereitstellen. Auch wenn wir das Wort absolut nicht mögen, ist es doch ein bevorzugter Bezugsrahmen. Ich habe keinen Zweifel.
Alan Römer