Ist Zeit absolut?

Wenn ich ein Raumschiff nehme und es in der Nähe des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs parke und dann das Alter des Universums durch Beobachtung von SNe Ia messe, dann zurück in den normalen Raum reise (keine Gravitationskräfte, in Ruhe in Bezug auf CMB), wird die Termine stimmen? Das heißt, wenn das gemessene Alter des Universums 13,8 Milliarden Jahre in der Nähe des Ereignishorizonts beträgt und ich 100 Millionen Jahre (Eigenzeit) brauche, um zurück in den normalen Weltraum zu reisen, wird meine neue Messung von SNe Ia mit einem Datum von übereinstimmen? 13,8 + 0,1 = 13,9 Milliarden Jahre? Wenn das stimmt, können wir sagen, dass die Zeit absolut ist (dh alle Beobachter werden sich auf das Alter des Universums einigen, wenn sie SNe Ia verwenden, wenn Koordinatensysteme normalisiert sind)?

Das Alter des Universums, das Sie auf diese Weise messen, ist nur eine über eine Klasse von intrinsischen Beobachtern gemittelte Größe mit Zeitdimensionen. Nein, Zeit ist nicht absolut, wie man es aus Relativitätstheorien kennt.
Sie schlagen vor, dass das Alter des Universums von Ihrem Referenzrahmen abhängt.
Ich schlage vor, dass es von meiner Geschichte abhängt, dh von der Weltlinie, entlang der ich dieses Alter messe. Es gibt kein Alter des Universums, da das Universum ausgedehnt ist. Stattdessen misst jeder Beobachter den Zeitablauf, während er mit dem Universum vom Urknall an altert. Das Alter des Universums ist nur ein erwarteter Durchschnitt über eine bestimmte Klasse von Beobachtern. Beachten Sie, dass ich nicht behaupte, Ihre Frage vollständig beantwortet zu haben, deshalb ist dies nur ein Kommentar.
Nur zur Verdeutlichung: Wenn Sie das Alter messen, approximieren Sie die Allgemeine Relativitätstheorie durch eine bestimmte Lösung (FLRW?). Im Hinblick auf eine bestimmte Lösung ist es in der Tat sinnvoll zu definieren, wie viel Zeit seit Beginn der Zeit vergangen ist. Dies kann jedoch nur als ungefähre Größe angesehen werden und kann uns nichts Grundlegendes sagen, z. B. ob Zeit absolut ist oder nicht. Dazu muss man die ganze Theorie berücksichtigen, und GR ist da ziemlich eindeutig: Nein, Zeit ist nicht absolut.
Die Antwort von @AGML ist genau richtig. Aber ich denke, vielleicht vermischen Sie etwas von der Sprache rund um das Thema. Wenn Leute sagen, „Zeitalter des Universums“, beziehen sie sich im Allgemeinen auf einen bestimmten Bezugsrahmen: sich mit dem Hubble-Fluss zu bewegen. Sie fragen also im Grunde: "Werden sich alle auf die Zeit einig, die Alice misst?" --- sicher, weil wir alle in ihren Bezugsrahmen umrechnen können. Jeder Referenzrahmen kann immer noch etwas anderes messen .

Antworten (1)

Nun, nein. Wir können ein viel einfacheres Beispiel konstruieren, um dies zu sehen: Fixieren Sie einen Punkt in der Minkowski-Raumzeit und betrachten Sie zwei Beobachter, die von diesem Punkt aus Weltlinien mit einer relativen Geschwindigkeit folgen. Sie können sogar beide träge sein. Bei fester Minkowski-Zeit messen die beiden Beobachter unterschiedliche Eigenzeiten.

Das FLRW-Universum ist jedoch insofern etwas Besonderes, als es eine Art bevorzugten Referenzrahmen gibt: den, in dem die Koordinaten der Expansion folgen. Dieser Rahmen ist in dem Sinne "bevorzugt", dass Geodäten, die im Vergleich zur Ausdehnung eine gewisse Relativgeschwindigkeit aufweisen, darauf asymptotisch sind. Sie dürfen die Lösung jedoch immer noch von einem beliebigen Koordinatensystem aus betrachten (z. B. durch Berücksichtigung nicht geodätischer Beobachter), sodass Sie sich ein beliebiges "Zeitalter des Universums" ausdenken können.

Ich habe Probleme mit dieser Antwort. Wenn ich also das Alter des Universums im normalen Raum messe, indem ich die verschiedenen Parameter in FLRW einsetze und rückwärts arbeite, finde ich heraus, dass es 13,8 Milliarden Jahre sind. Dann fliege ich in ein Schwarzes Loch und kurz bevor ich den Ereignishorizont erreiche, führe ich dieselbe Messung durch und erhalte, ... was? Alles, was ich möchte? Das Universum kann 1 oder 100 Milliarden Jahre alt sein?
Abhängig von den Details Ihrer Weltlinie erhalten Sie eine andere Antwort, ja. Dies gilt für alle Zeitintervalle, einschließlich des Intervalls zwischen jetzt und der Urknall-Singularität. Sie könnten nicht einfach alle verschiedenen Parameter in FLRW "einstecken", da die Beziehungen, an die Sie denken, davon ausgehen, dass Größen in mitbewegten Koordinaten gemessen werden, und Sie sich nicht mitbewegen. Du stehst beim Urknall und hast eine Uhr. Wenn Sie mit der Expansion bis jetzt treiben, zeigt Ihre Uhr 13,8 Milliarden Jahre an. Wenn Sie sich auf andere Weise bewegen, wird eine andere Zeit angezeigt.
Eine andere Denkweise: Man misst das Alter des Universums außerhalb des Lochs (13,8 Milliarden Jahre). Dann schwebst du eine Weile außerhalb eines Schwarzen Lochs, fliegst zurück zur Erde und schaust auf deine Uhr. Für Sie hat die Reise (sagen wir) 1 Jahr gedauert, also ist das Universum für Sie jetzt 13,8 Milliarden + 1 Jahre alt. Für Ihre Freunde auf der Erde haben Sie 1 Milliarde Jahre gebraucht, also ist das Universum für sie 14,8 Milliarden Jahre alt. Wenn Sie außerhalb des Lochs Supernovae messen und die FLRW-Berechnungen durchführen, erhalten Sie 14,8 Milliarden Jahre.
Ein letzter Punkt. Für jedes Alter des Universums, das Sie mögen, gibt es eine Klasse von Beobachtern, für die das Universum dieses Alter hat. Wir Erdlinge stecken jedoch in einem Alter von mehr als 13,8 Milliarden Jahren fest, da wir nichts tun können, um in der Zeit zurückzugehen. Um ein kürzeres Alter zu erreichen, müssten wir uns im Verhältnis zur Expansion die ganze Zeit schnell bewegt haben. (Wenn ich jetzt darüber nachdenke, sind 13,8 Milliarden Jahre möglicherweise das maximale Alter, da die Eigenzeit entlang der Geodäten maximiert wird).
Lassen Sie uns zuerst an der speziellen Relativitätstheorie arbeiten. Wenn ich das Teleskop von Edwin Hubble in ein Raumschiff stecke, dann in eine beliebige Richtung verlasse und auf 0,9c beschleunige, dann sein Teleskop herausnehme und die Rotverschiebung aller Sterne in einer Sphäre um mich herum messe, welchen Wert erhalte ich für das Hubble Konstante?
Das Universum dehnt sich in der speziellen Relativitätstheorie nicht aus. Wenn Sie sich mit einer konstanten Geschwindigkeit von 0,9 °C relativ zur Expansion im FLRW-Universum bewegen, folgen Sie keiner Geodäte. Ich weiß nicht, was Sie für die Hubble-Konstante bekommen würden; es wäre eine komplizierte Rechnung.
Beachten Sie jedoch, dass die Hubble-Konstante laut mitbewegten Beobachtern mit der Expansionsrate zusammenhängt . Wenn Sie nur naiv versuchen würden, es nach dem von Ihnen skizzierten Verfahren zu berechnen, würden Sie die falsche Antwort erhalten, da Sie kein mitbewegter Beobachter sind.
Die Sterne vor Ihnen sind blauverschoben, die Sterne hinter Ihnen sind stärker rotverschoben (als im Ruhezustand bezüglich des Hubble-Flusses). Ich muss verstehen, warum Sie die Asymmetrie nicht trivial korrigieren konnten, um zu einer Konstante zu gelangen H 0 in alle Richtungen. Und dann, wie würde dies H 0 anders sein als der in Ruhe gemessene (bezüglich Hubble-Fluss).
Nun, du könntest. Wenn Sie dies getan hätten, hätten Sie in sich bewegende Koordinaten umgewandelt. Jedenfalls wird dies zu lang für Kommentare.
Das Alter des Universums ist nur die Umkehrung der Hubble-Konstante (Sie können es mit FLRW optimieren, aber in jeder Hinsicht ist es nur die Umkehrung). Wenn sich alle in jedem Bezugssystem auf die Hubble-Konstante einigen, dann einigen sie sich auf das Alter des Universums.
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