Verstrijkt de tijd in het heelal steeds sneller?

[wnvl1]

Ik zou niet weten hoe je zwaartekrachtspotentialen op verschillende tijden zou kunnen vergelijken.
Bedenk verder dat er niet alleen massa is. Er is massa, straling, donkere energie.

Een potentiaalverschil is de arbeid die nodig is om een massa van punt A naar punt B te verplaatsen. Als het heelal uitdeint gaan die punten A en B uit elkaar in A' en B'.

Los van het feit dat energie observator afhankelijk is en dat van het concept behoud van energie in de ART niet zomaar gebruik gemaakt kan worden, kan die arbeid niet op twee verschillende ogenblikken berekend worden en vergeleken worden?

[Gast]

Nee, de tijd gaat niet sneller. Als we het hebben over de (versnelde) uitdijing van het heelal, bedoelen we dat clusters van sterrenstelsels zich (steeds sneller) van mekaar komen te staan.

Tijd doet dat niet. De gemakkelijkste manier om dat te zien is door de metriek van de kosmologie (FLRW-metriek)

\(ds^2=−dt^2+a^2(t)dr^2\)

te vergelijken met de metriek van de speciale relativiteitstheorie

\(ds^2=−dt^2+dr^2\)

.
Je ziet dat het enige verschil is dat er in de kosmologie, deze factor

\(a(t)\)

is.

\(a(t)\)

houdt rekening met de uitdijing van het heelal; maar het vermenigvuldigt de tijdcomponent niet. Kosmische tijd strijkt dus gewoon voorbij zoals altijd.

Wanneer we spreken over de "leeftijd van het universum", wordt hiermee de maximaal verstreken eigentijd bedoeld, die ongeveer 13,8 miljard jaar is. Deze maximale eigentijd wordt Kosmische tijd genoemd en het is de tijd die is geregistreerd door zogenaamde Fiducial- of Fundamental Observers.

De ruimtetijd van FO's is die welke meebeweegt met de Hubble-flow en die ver verwijderd is van zwaartekrachtbronnen (bijna vlakke ruimtetijd).

(Dus stel dat je rond een oud zwart gat zou "hoveren" dan zou je een andere hoeveelheid verstreken eigentijd meten; een jonger heelal. Maar het zou nogal onhandig zijn om in zo'n sterk veld het heelal te observeren.)

Eigentijd verloopt altijd en overal hetzelfde. Je zult jouw horloge waar je je ook bevindt en met welke snelheid je ook reist altijd met dezelfde "snelheid" zien lopen.

Een probleem met het concept is verder "volgens wie?" omdat we ons allemaal in het universum bevinden.

In theorie, als er iemand buiten het heelal was toen het universum nog maar de grootte van een pinda was, zouden diegene inderdaad zeggen dat een kleine klok in de pinda heel, heel langzaam liep. Wat wij beschouwen als een paar seconden, heeft toen misschien millennia geduurd. Maar er zijn veel problemen met dat beeld - we weten niet hoe we de fysica van het gebied buiten het pinda-universum moeten definiëren.

Zoals Xilvo al zei, zinloos.

Maar dat doet er dus ook niet toe, omdat het gaat om eigentijd, geen coordinatentijd, zie ook (vooral de gif's) hier:

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Comovin ... _distances

(Eigenlijk zit zo'n beetje alles daar wel in verpakt.)

De kosmische achtergrond straling zal uiteraard steeds meer roodverschuiving en het heelal doen afkoelen. En ook zal roodverschuiving van verre sterrenstelsels door de uitdijing zal, zoals het lijkt, versneld toenemen.

Maar niet omdat tijd sneller zal verlopen, maar puur en alleen door ruimtelijke uitdijing.

Nah, misschien dat de TS hier nog wat mee kan.

[wnvl1]

Op heel wat plekken vind je terug dat je in de ART het concept gravitationale potentiele niet mag gebruiken omdat dat geen lokaal concept is. In de theorie van Newton kan dat wel omdat dat geen lokale theorie is. Gravitate werkt er overal onmiddellijk. In de ART is het daarom beter om te werken met de metrische tensor, die is lokaal.

Ik ben daarmee akkoord. Maar als we nu twee punten A en B hebben die bvb op een geodeet liggen. Kunnen we dan bvb niet de kromming of dus de ricci scalar, een invariant van de Riemann tensor, integreren tussen beide punten. Dat kan op verschillende tijdstippen en het lijkt mij een maat voor de potentiele energie. Het is maar een eigen idee dat ik nergens heb terug gevonden.

[wnvl1]

Bij nader inzien is er natuurlijk een parallel tussen mijn idee en de Einstein Hilbert vergelijking of het concept van actie in de ART.

[Gast]

@Ruud123 4

Is het nu duidelijk dat kosmologische roodverschuiving toeneemt in de loop van de tijd (varieert met tijd, niet met ruimte)? Maar dat dit niets met gravitionele tijddilatatie te maken heeft noch dat een "sneller verstrijken van de tijd gekoppeld is" aan de mate van uitdijing? En als laatste, als ik je vragen goed begrijp, dat de Hubble parameter varieert met de tijd, momenteel afneemt wat mogelijk wat vreemd klinkt .. maar lees dan hieronder. Wat overigens ook niets te maken heeft met gravitationele tijd dilatatie of het eventueel sneller verlopen van tijd tov .. vroeger.

Als toevoeging:

Verder neemt de afgeleide van de schaal factor toe in de loop van de tijd

\({\displaystyle {\dot {a}}(t)}\)

en daarmee dat ieder sterrenstelsel wat van ons vandaan wijkt, dit in de loop der tijd steeds sneller gaat, i.e. voor dat sterrenstelsel wordt de recessieve snelheid

\({\displaystyle {\dot {d}}(t)}=v\)

steeds groter (recessieve snelheid is de snelheid waarmee een extragalactisch astronomisch object zich van een waarnemer verwijdert als gevolg van de uitdijing van het heelal. Wat dus niet echt een snelheid is.)

Terwijl de Hubble parameter afneemt met de tijd: als we kijken naar een aantal vaste afstand

\(d\)

en kijken naar een reeks van verschillende sterrenstelsels die die afstand passeren, zouden latere sterrenstelsels die afstand met een kleinere resecieve snelheid passeren.

Hoewel de Hubble constante

\(H_0\)

ruwweg constant is geweest (in de "snelheid-afstand ruimte":

\({\displaystyle {\dot {d}}(t)=H(t)d(t)}\)

is

\(v=H_{0}\,D\)

)
op ieder moment, varieert de Hubble parameter

\(H\)

in de tijd. Dus de term "constante" wordt soms gezien als een enigszins verkeerde benaming.

Dit heeft met de Friedmann vergelijkingen te maken, uhm:

\(H_0\)

is de Hubble constante en correspondeerd met de waarde van

\({\displaystyle H}\)

(vaak de Hubble parameter genoemd, wat een waarde is dat tijdafhankelijk is en uitgedrukt kan worden in termen van de schaal factor) in de Friedmann-vergelijkingen genomen op het moment van waarneming aangegeven met het subscript 0. Deze waarde is hetzelfde door het gehele universum voor een gegeven "comoving time".

Misschien allemaal wat overbodig, maar goed.

(Waarom komt iedere keer wanneer ik LaTEX gebruik dat op een nieuwe regel te staan?)

[wnvl1]

(Waarom komt iedere keer wanneer ik LaTEX gebruik dat op een nieuwe regel te staan?)

Je moet itex gebruiken ipv tex in de tag als je het inline wil hebben.

[wnvl1]

Door de Friedman vergelijking hier ook eens te zetten wordt het waarschijnlijker overzichtelijker.

$$(\frac{\dot{a}}{a})^2 = \frac{8 \pi G \rho}{3} - \frac{kc^2}{a^2} + \frac{\lambda c^2}{3}.$$

\(\lambda\) is de cosmologische constante en k de kromming van het huidige universum.

[Ruud1234]

Hoe dan ook, ik zie nooit een andere bijdrage aan de roodverschuiving genoemd dan die door expansie van het universum, afgezien van Dopplereffect door eigen beweging en eventueel gravitationele tijddilatatie van licht uitgezonden door/van nabij een zeer zwaar voorwerp. Wat jij oppert zal zeker onderzocht zijn.

Mogelijk is het onderzocht en afgekeurd.
Tijddillatatie in de buurt van een zwart gat lijkt me overigens niet vergelijkbaar met wat er bij de oerknal is gebeurd.
Bij de oerknal betrof de gebeurtenis het hele heelal, een zwart gat is een lokaal verschijnsel binnen het heelal.

Maar ik stel ook maar een vraag.

[Ruud1234]

Eigentijd verloopt altijd en overal hetzelfde. Je zult jouw horloge waar je je ook bevindt en met welke snelheid je ook reist altijd met dezelfde "snelheid" zien lopen.

Bewijst dit niet juist, dat toen het heelal kleiner was en de massa dichter op elkaar zat de tijd trager verliep?
Ook op Aarde is aangetoond dat een klok werkelijk trager verloopt dan in de ruimte.

Jammer dat mijn wiskunde en natuurkunde zover zijn weggezakt meer dan 50 jaar na mijn schooltijd, dus de formules kan ik niet veel meer mee.
Maar ja, overbodige bagage blijft op het station achter.

[Xilvo]

De tijd loopt op onze plaats in ons melkwegstelsel (dus in de relatief lege ruimte tussen de sterren), indien dit het enige stelsel was in het hele universum, als gevolg van de massa in dit stelsel ongeveer een honderdduizendste procent langzamer dan in de helemaal lege ruimte.

Even heel grof, zou de (massa)dichtheid duizend keer zo groot zijn, dan was de relatieve tijddilatatie nog steeds maar een honderdste procent. Lang niet genoeg om waargenomen roodverschuivingen te kunnen verklaren.

Een heel grove schatting maar voldoende om te constateren dat, zelfs indien de grotere dichtheid van het vroege heelal een bijdrage zou leveren aan de roodverschuiving, dit effect in de praktijk te verwaarlozen is.

[Ruud1234]

Die massadichtheid direct na de oerknal gaat waarschijnlijk richting oneindig.
Dan stelt die factor 1.000 niet veel voor.

Direct na de oerknal zou de tijd nauwelijks verstrijken.(niet erg duidelijk uitgedrukt lijkt me, maar ik kan het niet even beter bedenken)

[Xilvo]

Die massadichtheid direct na de oerknal gaat waarschijnlijk richting oneindig.

Maar daar ontvangen we geen licht van.

[wnvl1]

Eigentijd verloopt altijd en overal hetzelfde. Je zult jouw horloge waar je je ook bevindt en met welke snelheid je ook reist altijd met dezelfde "snelheid" zien lopen.

Bewijst dit niet juist, dat toen het heelal kleiner was en de massa dichter op elkaar zat de tijd trager verliep?
Ook op Aarde is aangetoond dat een klok werkelijk trager verloopt dan in de ruimte.

Nee, een belangrijk argument dat de stelling van TommyWhite ondersteunt en dat nog niet is aangehaald is dat gravitationele potentiële energie lastig is in de ART, omdat er altijd een lokaal inertieel referentiestelstel is waarin de tijdruimte vlak is net zoals in de SRT. Het concept kan dus geen absolute betekenis hebben. Als gravitationele potentialen iets frames onafhankelijk zouden zijn, dan zou het nul zijn vanaf het ogenblik het nul is in één frame.

Desalniettemin, denk ik wel dat het nuttig kan zijn om ook in de ART na te denken over gravitationele potentialen en ze te vergelijken, maar het is zeker niet iets invariants. De redenering gaat dus opgebouwd moeten worden vanuit iets dat observator afhankelijk is.

[HansH]

Als ik nog even terugga naar de originele vraag dan lijkt het antwoordt dat er geen aanleiding is om aan te nemen dat de tijd steeds sneller verloopt. Het enige wat je kan concluderen is dat de uitdijing van het heelal steeds sneller gaat (de hubble constante), maar is er dan een oorzakelijk verband tussen de hubble constante en massa verdeling in het heelal? kortom snappen wij waarom de hubble constante toeneemt?

[Bladerunner]

Die massadichtheid direct na de oerknal gaat waarschijnlijk richting oneindig.
Dan stelt die factor 1.000 niet veel voor.

Direct na de oerknal zou de tijd nauwelijks verstrijken.(niet erg duidelijk uitgedrukt lijkt me, maar ik kan het niet even beter bedenken)

Als we vanaf een bepaalde afstand naar een persoon kijken die in een zwart gat valt lijkt het voor een externe waarnemer alsof die persoon nooit de gebeurtenis horizon passeert. Maar dat geldt niet voor de persoon zelf. Beschouwen we de singulariteit waaruit het heelal zou zijn ontstaan als een zwart gat waar dus de tijd eigenlijk niet verstrijkt gezien de oneindige dichtheid dan zou een externe waarnemer nooit het heelal zien ontstaan.

Maar de chaotische 'soep' van elementaire deeltjes die extreem kort na het begin al ontstonden ondervinden gewone tijd net als het horloge van de persoon die in het zwarte gat viel. Gravitationele tijd dilatatie is dus niet iets dat door het gehele heelal een absoluut gegeven is alsof het een Higgs veld betrof.

Zou de tijd wél feitelijk zo goed als stil staan bij de plancktijd van 5,39 x 10^-44 sec dan zou dit tevens betekenen dat de oerknal niet alleen extreem traag op gang kwam in vergelijking met de huidige 'snelheid' van onze tijd maar zou dit ook betekenen dat de inflatie periode eigenlijk veel langer duurde dan we nu berekend hebben volgens het 'huidige tijdsverloop'. De inflatie periode duurt volgens de laatste schattingen van 10^-36 tot 10^-32 sec na de oerknal. Het lijkt mij dat als die periode dus extreem veel langer duurde deze inflatie periode niet meer past in het idee dat hier een homogeen heelal uit ontstond.

Ook zou het betekenen dat als de tijd een fractie na de big bang daadwerkelijk trager ging alle elementaire deeltjes andere eigenschappen hadden want als 3 quarks plus het gluon dichtbij elkaar komen vormen ze een proton of neutron en waarom zou de 'koppeling' van die quark deeltjes daar langer over doen? Het zou betekenen dat alle processen van creatie en vernietiging extreem traag verliepen terwijl een elektron en positron direct verdwijnen bij contact.

Dit alles gebeurt dus niet want alleen een externe waarnemer ervaart die Gravitationele tijd dilatatie en net als dat de persoon die in het zwarte gat valt niks bijzonders merkt aan zijn horloge zo 'merkt' het quark deelje niet dat zijn 'neef' eindeloos traag op hem afkomt.