Verlangsamt sich die Zeit, weil sich das Universum beschleunigt ausdehnt?

Wenn sich das Universum beschleunigt ausdehnt, so dass sich die Galaxien schneller voneinander entfernen, dann sollte sich auch die Zeit verlangsamen. Und wenn das Universum auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, sollte die Zeit anhalten.

Verlangsamt sich die Zeit, weil sich das Universum beschleunigt ausdehnt? Kann irgendein Physiker erklären, ob das wahr ist oder nicht?

Das wird jetzt ein wenig pedantisch klingen, aber „Expansion“ ist etwas anderes als „Geschwindigkeit“ oder „Geschwindigkeit“: Expansion eines Volumens bedeutet, dass das expandierende Volumen größer wird, während Geschwindigkeit sich auf die Bewegungsgeschwindigkeit des gesamten Volumens hin bezieht ein Punkt außerhalb davon. Aus diesem Grund erlauben inflationäre Kosmologien im ersten Augenblick nach ihrem „Urknall“ oder „großen Aufprall“ eine Expansion mit einer Rate, die das Mehrfache der Lichtgeschwindigkeit beträgt (-ich glaube, dass das 6-fache der Lichtgeschwindigkeit möglich ist Rate, die der Physiker Vilenkin in seinem pop. sci. Buch mit dem Titel "Many Worlds in One" erwähnt.

Antworten (3)

Ja, die Zeit läuft für weit entfernte Objekte langsamer, wie wir von unserem Standpunkt aus beobachten; dies ist eine Vorhersage der allgemeinen Relativitätstheorie. Und ja, weil die Expansion beschleunigt wird, wird die Dilatation dieses Mal langsam, sehr langsam, stärker ausgeprägt (dies würde passieren, selbst wenn die Expansion nicht beschleunigt , sondern einfach mit der gleichen Geschwindigkeit fortgesetzt würde).

Diese Zeitdilatation ist ein bekannter Effekt und wird bei Beobachtungen immer berücksichtigt. Wenn man zum Beispiel entfernte Supernovae beobachtet, interessiert man sich oft dafür, wie ihre Leuchtkraft als Funktion der Zeit abnimmt. Dies wird ihre Lichtkurve genannt . Um Lichtkurven bei unterschiedlichen Rotverschiebungen vergleichen zu können, werden sie üblicherweise in ihr Restframe umgerechnet, dh wie sie aussehen würden, wenn man „neben der Supernova“ stünde (zB Goldhaber et al 2001 ).

Die Zeitdilatation funktioniert jedoch nicht genau so, wie Sie zu denken scheinen. In der Galaxie bei einer Rotverschiebung von z hat seine Zeit um einen Faktor von erweitert 1 + z , also läuft die Zeit für eine Galaxie doppelt so langsam ab, sagen wir, z = 3 als für eine Galaxie an z = 1 . Galaxien mit Rotverschiebungen größer als z ∼ 1.5 schneller zurückgehen als die Lichtgeschwindigkeit, und die Zeit bleibt hier keineswegs stehen. Nur für z → ∞ , also zu Beginn der Zeit beim Urknall, geht die Zeitdilatation gegen unendlich.

Ich stimme dieser Einschätzung nicht zu. Erstens wird im Kontext der FRW-Koordinaten die Differenz der Beobachterverlangsamung von weit entfernten Uhren nicht der Zeitdilatation zugeschrieben, da die Uhren aller sich mitbewegenden Beobachter mit der gleichen Geschwindigkeit wie die kosmologische Zeit laufen. Zweitens, selbst wenn Sie dies der Zeitdilatation zuschreiben wollten (was nicht unbedingt falsch ist), dann würde es nicht daran liegen, dass die Supernovae weit im Raum sind oder sich zurückziehen, sondern weil sie weit in der Zeit liegen und das Licht, das sie aussendeten stammt aus einer Zeit, als der Skalierungsfaktor des Universums geringer war als heute.
@JohnDavis: Ich stimme zu, dass die Zeitdilatation nicht daran liegt, dass sie weit weg sind. Aber weil weit weg sein bedeutet, sich schnell zurückzuziehen, vergeht ihre Zeit langsamer. Die Anzahl der Photonen, die pro Sekunde von einer Quelle bei Rotverschiebung empfangen werden z ist um einen Faktor kleiner 1 + z von dem, was emittiert wird. Wenn Sie mit einem magisch starken Teleskop einen Außerirdischen mit einer Uhr beobachten könnten, die die kosmologische Zeit misst, dann würden Sie sehen, dass er um den gleichen Faktor langsamer läuft. Das ist Zeitdilatation.
Die Hubble-Verschiebung ist jedoch keine Funktion der Rezessionsgeschwindigkeit, und es ist möglich, die Hubble-Verschiebung in einem Objekt zu beobachten, das sowohl zum Zeitpunkt der Emission als auch der Beobachtung eine Rezessionsgeschwindigkeit von Null hat (obwohl sich der Skalierungsfaktor auf nicht realistische Weise entwickeln müsste). . Die Rotverschiebung wird auch nicht als ausschließlich auf die Zeitdilatation zurückzuführen angesehen, wenn sich der Abstand zwischen Objekten ändert, z. B. kann in SR blauverschoben und daher beschleunigt erscheinen, wenn nur Trägheitsbewegung beteiligt ist, obwohl Zeitdilatation vorliegt.
Es ist nicht unmöglich, die Hubble-Verschiebung der Zeitdilatation zuzuschreiben, obwohl dies eine unkonventionelle Sichtweise wäre und aus konzeptioneller Sicht problematisch wäre. Wenn Sie dies jedoch tun würden, müssten Sie sagen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass die Uhren in der Vergangenheit aufgrund eines kleineren Skalierungsfaktors und nicht aufgrund der Rezessionsgeschwindigkeit langsamer gelaufen sind.
Nein, nein, ich will nicht sagen, dass die Hubble-Verschiebung (ich nehme an, Sie meinen damit die Verschiebung der Wellenlänge aufgrund der Hubble-Expansion) durch Zeitdilatation verursacht wird, aber Zeitdilatation und Rotverschiebung werden aus demselben Grund verursacht, nämlich Erweiterung. Sie haben völlig Recht, dass wir uns im Prinzip ein statisches Universum vorstellen können, in dem Licht von einer fernen Galaxie ausgestrahlt wird und sich das Universum auf seinem Weg zu uns plötzlich um einen Faktor ausdehnt z , hört dann auf zu expandieren, in diesem Fall würden wir den gleichen Effekt beobachten. Es scheint nur, dass wir nicht in einem solchen Universum leben.
Wenn ich Sie also gut verstehe, widersprechen Sie meiner Formulierung "Die Zeit läuft für weit entfernte Objekte aus unserer Sicht schneller, weil sie sich mit hoher Geschwindigkeit von uns entfernen". Ich nehme an, es wäre richtiger zu sagen "weil sich das Universum in der Zwischenzeit ausgedehnt hat". Verstehe ich dich richtig?
Ich lehne die Verwendung des Begriffs „Zeitdilatation“ ab. Zeitdilatation ist kein Begriff, der normalerweise auf diese Situation angewendet wird, da er im allgemeinsten Sinne den Vergleich der Eigenzeit eines Beobachters zwischen zwei Ereignissen mit einer Koordinatenzeit zwischen diesen beiden Ereignissen impliziert. So ist es in SR und so ist es, wenn man von Gravitationszeitdilatation spricht. In dieser Situation verwenden wir jedoch fast immer FLRW-Koordinaten, und die Eigenzeit für einen mitbewegten Beobachter zwischen zwei Ereignissen ist dieselbe wie die FLRW-Koordinatenzeit, obwohl mitbewegte Beobachter gegenseitig eine Rotverschiebung beobachten.
Ok, warte, ich habe gerade einen großen Fehler entdeckt. Ich schrieb "die Zeit läuft schneller ". Ich meinte offensichtlich "die Zeit läuft langsamer ". Ich werde bearbeiten.
Aber ich denke, der obige Fehler war nicht das, worauf Sie sich bezogen haben. Was den Begriff "Zeitdilatation" angeht, sind Astronomen vielleicht schlampiger als Physiker. Ich denke, wir verwenden den Begriff einfach, um auf die Tatsache hinzuweisen, dass die Zeit in einem anderen Bezugssystem langsamer läuft.
Ich unterscheide eher zwischen der beobachteten Rate der Verlangsamung der Uhren und der Zeitdilatation. Denken Sie daran, dass die Rotverschiebung sogar in der Newtonschen Physik auftritt (und daher schienen Uhren langsam zu laufen), die Zeit jedoch für alle Beobachter mit der gleichen Geschwindigkeit läuft.
Dies setzt natürlich eine konstante Lichtgeschwindigkeit voraus (NB, sie können natürlich auch schnell laufen oder in der Newtonschen Physik sogar rückwärts laufen).

Im Allgemeinen sollten Sie besser auf die Verwendung von „Inflation“ verzichten, es sei denn, Sie sprechen von der frühen Inflation des Universums. Vielmehr dehnt sich das Universum beschleunigt aus.

Der Kern dieser Frage scheint in dem zu liegen, was Sie „die“ Zeit nennen. Es gibt nicht so etwas wie „die“ Zeit, und ich bin mir nicht sicher, welche Definition von Zeit Sie erwarten zu stoppen. Die Zeit ist in jedem Ruherahmen perfekt definiert und wird nicht von der Gesamtausdehnung des Universums beeinflusst, in welcher Geschwindigkeit auch immer.

„ Zeit ist das, was man auf Uhren ablesen kann. “ – Albert Einstein zugeschrieben.

Unsere Zeit verlangsamt sich nicht aufgrund der Expansion des Universums. Und die Zeit wird nicht stehen bleiben.

Allerdings tritt Zeitdilatation auf, und das ist etwas anderes.

Wenn sich etwas relativ zu uns mit sehr hoher Geschwindigkeit bewegt, sehen wir, wie sich die Zeit dafür verlangsamt. Da sich entferntere Galaxien mit großer Geschwindigkeit von uns entfernen, scheinen die Ereignisse in diesen Galaxien (aus unserer Sicht) langsamer abzulaufen. Dies wird in dem in diesem Artikel beschriebenen , bei dem Supernovae aufhellen und verblassen , beobachtet .

Die Bewohner dieser Galaxien würden keine Veränderung im Zeitablauf wahrnehmen. (Vielmehr würden sie sehen, wie unsere Uhren langsamer werden, da wir aus ihrer Perspektive diejenigen sind, die sich schnell bewegen)

Die Expansionsrate nimmt zu (obwohl warum das so sein sollte, ist mysteriös), aber kein Teil des Universums wird auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen, da sich nichts mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen darf. Die Zeitdilatation bleibt also endlich.

Ich wende ein: "Kein Teil des Universums wird sich auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen, da sich nichts mit Lichtgeschwindigkeit bewegen kann" in Verbindung mit der Expansion des Universums. Es ist klar, dass keine Masse, Energie oder Information schneller übertragen werden kann als das Sol. Aber Objekte in einer Entfernung, die weit genug von jedem Beobachter entfernt ist, an jedem Punkt des Universums, "reisen" nicht aufgrund einer Eigenbewegung weg, sondern aufgrund des Weltraums an irgendeinem Punkt dazwischen auftauchen. Bei dieser Raumerzeugung ist keine Übertragung von Masse, Energie oder Information beteiligt, daher kann diese Erzeugung zu Geschwindigkeiten führen, die größer sind als die des Sols
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