Richtingen in de ruimte

[ks]

Ik zit al een tijdje met een onopgeloste vraag in mijn drukke hoofd;)

Het is algemeen bekend dat hoe dieper dat je in het heelal kijkt hoe verder dat je terug in de tijd kan kijken. Op dit moment kunnen we met grote telescopen het licht ontvangen die zo'n 10 miljard jaar geleden vertrokken is vanuit de verre sterren. We schatten dat ons heelal zo'n 13,8 miljard jaar geleden is ontstaan. Big Bang! en de tijd en de ruimte waren geboren.

Tegenwoordig maakt het niet uit in welke richting dat we vanuit onze aarde kijken, als we maar diep genoeg kijken zien we altijd het heelal zoals het was bij zijn geboorte (het vroege heelal). Het goede bewijs daarvan is de achtergrond straling (afterglow van de Big Bang) die we nog steeds zeer goed kunnen meten.

We weten dus ook dat de tijd samen met de ruimte is geboren, want zonder de ruimte is er geen tijd en vice versa, we leven immers in een 4 dimensionale ruimte-tijd. Aangezien de ruimte-tijd bij zijn geboorte puntvormig moest zijn, kunnen we dus concluderen dat elk richting vanuit de aarde naar de begin tijdstip van het heelal, dus ook naar dezelfde plaats in de “vroege” ruimte moet wijzen!

Dus alle richtingen wijzen niet naar Rome;) maar naar hetzelfde tijdstip en dezelfde plaats in de ruimte! Hoe kan dat nou weer:)

Waar zit mijn denkfout?

[Ger]

Misschien dat onze microcursus [topic="76915"]Ruimte-tijd: een voorstelling[/topic] je helpt?

[ks]

Hmm nee niet echt, dit model verklaart niet alles, volgens mij in het juiste model zou elke richtingspijl juist naar hetzlefde tijdstip in de tijd EN dezelfde plaats in de ruimte moeten verwijzen, dus naar het midden van de "ruimtebol" die daar beschreven staat. In dit model kunen we alleen maar naar een punt richten die op het oppervlak van de bol zit. In onze echte helaal verwijst een vector naar een tijd (midden van het bol) een naar een plaats (een punt op het oppervlak van de bol) tegelijkertijd.

[Rogier]

Hmm nee niet echt, dit model verklaart niet alles, volgens mij in het juiste model zou elke richtingspijl juist naar hetzlefde tijdstip in de tijd EN dezelfde plaats in de ruimte moeten verwijzen, dus naar het midden van de "ruimtebol" die daar beschreven staat. In dit model kunen we alleen maar naar een punt richten die op het oppervlak van de bol zit. In onze echte helaal verwijst een vector naar een tijd (midden van het bol) een naar een plaats (een punt op het oppervlak van de bol) tegelijkertijd.

Verwar een "richting vanuit de aarde" niet met een richting van waaruit we licht ontvangen.

Het eerstgenoemde is een denkbeeldige ruimtelijke richting, naar een ander punt in het huidige heelal. Volgens het bolvormige model is dat inderdaad een punt ergens op de oppervlakte van het nu.

De richting van waaruit we licht ontvangen is echter ook een richting in de tijd, precies zoals je zegt omdat het licht dat we zien uit het verleden komt. En vanaf hoe verder weg (ruimtelijk) het komt, vanaf hoe langer geleden het komt.

Naarmate we dus lichtstralen opvangen die van verder weg komen, hoe verder die uit het verleden komen. In de ruimtetijd gezien zullen die dus allemaal naar het middelpunt krullen van de oerknal of t=0. Ik heb het geprobeerd te visualiseren: (dit stelt weer het bolmodel voor, gesimplificeerd naar 2D)



A = lichtstraal vanaf een punt niet zo ver weg / niet zo lang geleden

B = lichtstraal vanaf een punt heel ver weg / heel lang geleden (13 miljard jaar)

De dikke blauwe pijl is gewoon een ruimtelijke richting vavuit de aarde.

[ks]

Bedankt voor de zeer duidelijke uitleg Rogier! Het is een mooi model maar het zou dus mogelijk zijn om met een ruimteschip vanuit de aarde te vertrekken in een bepaald richting en na een hele lange reis weer terug bij de aarde aankomen. Of een laser straal of een radio signaal vanuit de aarde verzenden en dan na vele vele jaren het weer kunnen ontvangen Toch?

[Sybke]

Allemaal leuk en aardig, maar de ruimte blijkt niet gekromd te zijn. Geen bolvormige ruimte of cirkel zoals in Rogiers plaatje.

[ks]

Sybke, je zegt het zelf! Het LIJKT niet gekromd te zijn! Misschien zien we alleen maar een heel erg klein stukje van het hele universum. Aarde lijkt ook in eerste instantie niet gekromt te zijn!

[eendavid]

Hij zegt BLIJKT. Wat dat betreft ben ik het volledig eens met Sybke, dat verhaal is een sterk vereenvoudigde en mogelijks (waarschijnlijk) foute weergave van de werkelijke fysica. Alleszins zijn er geen aanwijzingen voor een gekromde ruimte. En dan nog is een bol niet de enige mogelijkheid, er is ook de mogelijkheid van een zadeloppervlak ingebed in een Minkowskiruimte.

Dat houdt niet tegen dat van de 3 klassen van homogende isotrope oplossingen het sferisch beeld van de ruimte het meest eenvoudig in een plaatje te gieten is zonder een rand te tekenen, en op die manier het makkelijkst dient voor een intuitieve voorstelling. Hoe dan ook kan zo'n voorstelling helpen een beter beeld te krijgen, bvb. van richtingen in de ruimtetijd, hoewel de eenvoudige wiskunde erachter beter helpt.