Tijd als gevolg van uitdijend heelal.

[Squawk]

Dit bericht is afgesplitst uit dit topic. (mod eendavid)

Zou het ook kunnen dat uitdijende ruimte datgene veroorzaakt wat wij 'tijd' noemen?

Dus dat ruimtetijd slechts uitdijende ruimte is en wij het interpreteren als statische ruimte waar ook nog eens oorzaak en gevolg optreedt? Zou dat model wiskundig eenvoudiger kunnen zijn dan het huidige?

[Adi]

De uitdeining volgt uit de wet van Hubble, die stelt dat de sterrenstelsels zich van elkaar verwijderen met een snelheid evenredig met hun onderlinge afstand. Twee maal zo ver betekent twee maal zo snel. Zet jouw redenering eens door, dan moet je tot de conclusie komen dat de tijd ten tijde van het jaar 0, of zeg de tijd tijdens het regie der dino langzamer ging. Lijkt mij vreemd.

[Squawk]

Dat de sterrenstelsels zich van elkaar verwijderen betekent niet dat de ruimte ook met diezelfde snelheid uitdijt. Ik stel mij voor dat de ruimte uitdijt met snelheid c en dat zwaartekracht en wellicht kernkrachten die snelheid verminderen. Op de schaal van een proton wellicht tot bijna nul.

Dat zou betekenen dat de tijd langzamer gaat in de buurt van zwaartekracht, bijna stilstaat in een proton en langzamer gaat naarmate je de uitdijing probeert bij te houden.

Dus in dit model zorgt zwaartekracht niet zozeer voor een kromming van statische ruimte, maar voor een afremming van dynamische, expanderende ruimte.

[Squawk]

Ik realiseer me dat mijn vraag beter afgesplitst kan worden naar theorie ontwikkeling. Excuus.

[eendavid]

Het standaard model in cosmologie is een ruimtetijd met metriek

\(ds^2=-dt^2+a(t)^2d\sigma^2\)

.

Ruimte dijt uit als

\(\dot{a}>0\)

. Dit moet als volgt worden geïnterpreteerd: indien de lengte tussen 2 punten met dezelfde ruimtelijke coördinaten wordt gemeten op 'tijdstip'

\(t_1\)

en

\(t_2\)

, dan verhoud deze zich als

\(\frac{l_1}{l_2}=\frac{a(t_1)}{a(t_2)}\)

. Met andere woorden, deze afstand neemt toe als

\(\dot{a}>0\)

. Merk op dat a dimensieloos is, dus dat een 'snelheid van expansie' nooit via lichtsnelheid kan gaan (de snelheid van expansie heeft eenheid 1/s). Deze modellen zijn dus wel degelijk een gekromde ruimtetijd, geen gekromde statische ruimte. Sterker nog, het is de

\(g_{00}\)

component (dus de 'tijdscomponent') van de metrische tensor die 'het belangrijkst is', in die zin dat de Newtoniaanse limiet enkel hiermee wordt beschreven.

Nu, in welke zin zou je dit zien als 'verklaring voor tijd'? Tijd zoals gemeten door een punt met vaste ruimtelijke coördinaten (dit kan gedefinieerd worden los van de coördinaten) is de parameter 't' die in deze modellen optreedt. Wat wel gebeurt, is dat de schaalfactor als klok wordt gebruikt (dus dat je door a te meten weet welk tijdstip het is). Het lijkt me dat dit laatste hetgene is waarnaar je intuïtie neigt, maar dat 'verklaart' op zich het bestaan van een geprefereerde tijdsrichting in de ruimtetijd niet.

[Emveedee]

dat zwaartekracht en wellicht kernkrachten die snelheid verminderen. Op de schaal van een proton wellicht tot bijna nul.

Bedoel je hiermee dus dat volgens jouw theorie een atoom groter zou worden, maar de kern niet/nauwelijks?

[Squawk]

Bedoel je hiermee dus dat volgens jouw theorie een atoom groter zou worden, maar de kern niet/nauwelijks?

Eerlijk gezegd weet ik nog niet precies wat 'groter' in mijn model van uitdijende ruimte precies zou betekenen. Ik loop al een tijdje rond met dit idee, maar moet er zelf nog aan wennen. Bovendien heb ik weinig bagage, daarom heb ik ook de tijd nodig om eendavid's antwoord (waarvoor dank) te verwerken. Wat ik wel denk is dat een proton ouder kan worden dan een atoom en een atoom ouder dan een molecuul. Een proton heeft dus minder 'last' van de uitdijing, of biedt hier meer weerstand aan.

'Groter' in het model van uitdijende ruimte betekent dus niet hetzelfde als 'groter' in de ons bekende statische ruimte, hetgeen overigens ook maar een model is. (Dat overigens perfect werkt op onze schaal). Ik denk nog na over hoe 'groter' in de statische ruimte verklaard zou kunnen worden in uitdijende ruimte, want een goede theorie moet dat natuurlijk kunnen. "Groter' in uitdijende ruimte zou naast formaat ook iets zeggen over het effect dat de 'tijd' erop heeft gehad. Dus niet zozeer de exacte leeftijd, maar het effect dat het tijdsverloop heeft gehad.

Stel dat een proton totaal geen last heeft van uitdijende ruimte. Dan heeft hij dus het eeuwige leven en is extreem stabiel. Er is geen vermindering van orde. Hij wordt weliswaar ouder, maar de tijd heeft er geen grip op. Er moet dus onderscheid gemaakt worden tussen tijdsverloop en tijdseffect. Dat laatste komt dichtbij het concept van (informatie)entropie.

[Equations]

Ruimte dijt uit als

\(\dot{a}>0\)

. Dit moet als volgt worden geïnterpreteerd: indien de lengte tussen 2 punten met dezelfde ruimtelijke coördinaten wordt gemeten op 'tijdstip'

\(t_1\)

en

\(t_2\)

, dan verhoud deze zich als

\(\frac{l_1}{l_2}=\frac{a(t_1)}{a(t_2)}\)

. Met andere woorden, deze afstand neemt toe als

\(\dot{a}>0\)

. Merk op dat a dimensieloos is, ...

Welke referentietijd neem je voor je twee tijdstippen? Tijd vanaf de oerknal?

Hoe kan ik hieruit opmaken dat a dimensieloos is? Dat zie ik niet in die formule.

[eendavid]

Welke referentietijd neem je voor je twee tijdstippen? Tijd vanaf de oerknal?

De keuze van de oorsprong doet er niet toe, de formules blijven dezelfde ondere een transformatie

\(t'=t-t_0\)

.

Hoe kan ik hieruit opmaken dat a dimensieloos is? Dat zie ik niet in die formule.

Je moet naar de metriek kijken om dat te kunnen besluiten. En je moet c schrijven waar nodig, ik heb c=1 gesteld. Als ik dat niet had gedaan stond er:

\(ds^2=-c^2dt^2+a(t)^2d\sigma^2\)

,

waarbij

\(d\sigma^2\)

net als de andere termen dimensie \(m^2\) heeft (het is immers de ruimtelijke metriek).

[Squawk]

Met de genoemde metriek loop ik vast, omdat 1. mijn wiskundige basis te beperkt is en 2. de metriek zo te zien uitgaat van onze vertrouwde eenheiden van afstand en tijd. Mijn model gaat er van uit dat zowel afstand als tijd juist een afgeleide zijn van dezelfde basiseenheid.

Mijn uitgangspunt is dat onze waarneming in hoge mate afhankelijk is van de aanwezigheid van materie. Daar bedoel ik niet mee dat onze waarneming verkeerd is, wel dat onze waarneming beperkt is. En dan niet zozeer de beperking van onze ogen (die we goed kunnen versterken met microscopen en telescopen) maar de interpretatie van visuele informatie. Ons concept van afstand is een extrapolatie van ons concept van lengte, waar lengte iets zegt over het formaat van (een stuk) materie. Ons concept van tijd is (van oudsher en ook evolutionair) sterk verbonden met de beweging van materie. Waar ik naar toe wil is een definitie van ruimte en tijd waar materie een uitzondering op de regel is. Hier zijn onze hersens echter niet op gebouwd, want in een lege ruimte valt behalve licht weinig waar te nemen en zijn we bovendien zelf opgebouwd uit materie.

Mijn uitgangspunt is dat zowel afstand (ruimte) als tijd concrete en valide afgeleiden zijn van een basiseenheid waar onze hersens niet voor gemaakt zijn. Desondanks hoop ik dat er een wiskundige oplossing voor blijkt te zijn. Nogmaals excuses voor mijn gebrek aan wiskundige basis. Desondanks probeer ik mijn (intuïtieve) verhaal zo veel mogelijk richting een theorie te schrijven, zonder filosofisch of zweverig te willen zijn.

Zoals gezegd begin ik met de afwezigheid van materie, die wordt later toegevoegd. Om niet te vaag te worden (her)introduceer ik het begrip ether als drager van informatie/energie in de vorm van fotonen. Het is een permanent uitdijende ether, waar de fotonen stilstaan. Dit in tegenstelling tot een stilstaande ether waardoor fotonen zich verplaatsen. Er is sprake van een constante, die gerelateerd is aan c. Er kan echter nog geen sprake zijn van snelheid, omdat er nog geen sprake is van ruimte en tijd. Die kunnen in dit model pas geïntroduceerd worden op het moment dat er materie wordt geïntroduceerd. (Toch neig ik ernaar het concept 'snelheid' als een basiseenheid voor te stellen, waar op een later moment tijd en ruimte uit worden afgeleid.)

Als we een voorstelling proberen te maken van uitdijende ether zullen we echter toch met ruimtelijke begrippen moeten werken, op een andere manier werken onze hersens niet en heeft het (dus) geen zin er mee aan de slag te gaan en er over van gedachten te wisselen. De ether dijt permanent uit en deze uitdijing gebeurt overal gelijkmatig. Als we een willekeurige gebeurtenis als een punt voorstellen dan is even later die gebeurtenis een bol geworden die steeds verder uitdijt. In dit stadium stelt de oppervlakte van de bol alle informatie over genoemde gebeurtenis voor. (Merk op dat deze informatie over een steeds groter wordend oppervlak wordt verspreid.) De inhoud van de bol stelt het aantal mogelijkheden voor. Dat aantal is al oneindig, maar wordt desondanks steeds groter. Als we nu energie introduceren in de vorm van fotonen, dan stellen we ons voor dat de fotonen 'meeliften' op de ether. Ze staan dus stil ten opzichte van de ether. De informatie op een willekeurige bol wordt dus gerepresenteerd door fotonen. Misschien kun je zo'n bol wel een soort hologram noemen, dat weet ik niet. Merk ook op dat fotonen elkaar in dit stadium ondanks allemaal uitdijende 'informatie-bollen' ook niet tegenkomen, alles dijt immers uit.

Op het moment dat we materie introduceren verandert de zaak. Stel dat er een proton verschijnt als een stukje geconcentreerde energie/ether dat onafhankelijk is geworden van de uitdijing, zowel intern (het proton dijt niet uit) als extern (het proton kan niet zoals een foton 'meeliften' op een informatie-bol). Aangezien het proton niet 'meedoet' wordt het van alle kanten bestookt door fotonen, oftewel het proton doorkruist permanent van alle kanten informatiebollen. Bovendien bevindt het zich permanent aan de binnenkant van 'informatie bollen' en heeft dus te maken met toenemende mogelijkheden.

Als er een tweede proton geïntroduceerd wordt kunnen we ineens praten van ruimte, namelijk de afstand tussen de twee protonen. Ook zal er door het permanent toenemen van mogelijkheden wellicht een verandering optreden aan de hand van een beweging ten opzichte van elkaar en kan het begrip tijd worden geïntroduceerd. Er is permanent overdracht van informatie tussen de twee protonen aangezien er permanent nieuwe informatiebollen van het oppervlak van de protonen komen en beide protonen niet meebewegen in de ether. De enige beweging die er eventueel is, is het gevolg van de eventuele invloed van het andere proton.

Ons concept van afstand is zoals gezegd gebaseerd op materie, dus pas als we tien protonen op een rijtje hebben kunnen we spreken van een lengte. Als we het rijtje van tien protonen als lengte eenheid hanteren kunnen we het ook gebruiken als afstand eenheid. Stel dat de twee genoemde protonen een afstand van tien protonen van elkaar verwijderd zijn. Dat zegt dan helemaal niets over datgene wat er zich tussen de protonen bevindt of wat daar gebeurt, het is slechts een definitie. Het is een extrapolatie van lengte. Het is ook de vraag of dit zomaar kan, want de 'ruimte' aan de binnenkant van het proton heeft laten we zeggen kenmerk A en de 'ruimte' buiten het proton kenmerk B. Wie zegt dan dat 10xA hetzelfde is als 10xB? Ruimte is dus slechts een mentale definitie. Afstand in lengte uitgedrukt is niet hetzelfde als afstand in uitdijing uitgedrukt (lichtsnelheid).

Tenslotte heeft in mijn model materie enig effect op de uitdijing van de ether. Aan de binnenkant van het proton is de uitdijing geheel of vrijwel geheel tot stilstand gekomen, dit effect is echter buiten het proton ook nog aanwezig, zij het in afnemende mate. De informatie bollen die vertrekken vanuit de materie (eigen bollen) verplaatsen groeien het eerste stukje (in de invloed zone van de materie) langzamer. Dit langzame groeien van de bollen betekent dat er zich langzamer nieuwe mogelijkheden voordoen, dat betekent dat er minder snel 'nieuwe mogelijkheden benut kunnen worden' en dat houdt in dat de tijd langzamer gaat. Het andere effect is dat de informatie bollen van buitenaf (buiten bollen) het laatste stukje (alleen lokaal) wat sneller op de materie afkomen.

Het vertragen van de informatie bollen zorgt er dus voor dat de tijd langzamer gaat en dat de gemeten licht-afstand (uitdijing) korter wordt. Dit is in dit model de reden dat c altijd constant lijkt. Hetzelfde effect krijg je als je in de buurt van de lichtsnelheid komt, met andere woorden, dat je een eigen informatiebol probeert bij te houden. Dat lukt niet, maar wat er wel gebeurt is dat je eigen informatie bollen zich in je snelheidsrichting minder snel verplaatsen (voor jou).

Dit zou ook een reden kunnen zijn waarom het heelal zich versneld lijkt te expanderen: ons zicht wordt vertroebeld door de aanwezige materie van de aarde, zon en melkweg. (Geen idee welke van de drie het meeste invloed hierop heeft).

In mijn model is er dus een soort abstracte basiseenheid die nog het meeste weg heeft van snelheid en waarvan ik niet zeker ben of dit door zijn abstractie überhaupt geschikt is voor een wiskundige definitie of wetenschappelijke discussie. Tijd en ruimte zijn dan vervolgens een (mentale) afgeleide die op onze eigen schaal briljant werken. "Afremming" van de uitdijing van de ether zorgt voor een afname in (ether)afstand en tijd, die op zijn beurt door ons wordt ervaren als gravitatie.

Schieten a.u.b.!

[eendavid]

Waarschijnlijk ligt het aan mij, maar ik begrijp de logica hier niet.

Je wil tijd en afstand afleiden uit de expansie. Als ik je dan uitleg wat de expansie is (dus als ik je vertel dat expansie maar kan uitgelegd worden als afstand en tijd als concept gegeven zijn), zeg je dat dat niet is waarmee je wil starten. Dus wat wil je nu afleiden uit wat? Kan dit zo bondig en concreet mogelijk beschreven worden? Daarmee bedoel ik o.a. dat 'een basiseenheid waar onze hersenen niet voor gemaakt zijn' ongeveer alles kan zijn (het is dus hetzelfde als zeggen: wat we nu hebben is niet fundamenteel, maar ik weet niet waarom).

[Squawk]

Ik kwam al nadenkend over je vorige reactie tot de conclusie dat als je tijd niet als gegeven beschouwt, je dan ook afstand (ruimte) niet als gegeven kunt beschouwen. Vandaar mijn stap naar een abstracte ether. Maar ik realiseer me dat er op deze manier niet mee gerekend kan worden, oftewel dat het zo nogal zinloos is.

Tot zover even, ondertussen blijf ik er op doorkauwen...

Dank dat je er aandacht aan besteed hebt.

[Nick_name]

Ik kwam al nadenkend over je vorige reactie tot de conclusie dat als je tijd niet als gegeven beschouwt, je dan ook afstand (ruimte) niet als gegeven kunt beschouwen. Vandaar mijn stap naar een abstracte ether. Maar ik realiseer me dat er op deze manier niet mee gerekend kan worden, oftewel dat het zo nogal zinloos is.

Tot zover even, ondertussen blijf ik er op doorkauwen...

Dank dat je er aandacht aan besteed hebt.

Het idee van de "sferen" en de ether is toch al erg oud (Grieks?): de theorievorming gaat toch (zonder arrogante te willen zijn) over de unificering van de kwantum mechanische en relativiteit van de werkelijkheid. En de snaren theorie is dat niet die theorie van de parallelle werkelijkheden.

[Hetero Universalis]

squawk: 'Groter' in het model van uitdijende ruimte betekent dus niet hetzelfde als 'groter' in de ons bekende statische ruimte, hetgeen overigens ook maar een model is. (Dat overigens perfect werkt op onze schaal). Ik denk nog na over hoe 'groter' in de statische ruimte verklaard zou kunnen worden in uitdijende ruimte, want een goede theorie moet dat natuurlijk kunnen. "Groter' in uitdijende ruimte zou naast formaat ook iets zeggen over het effect dat de 'tijd' erop heeft gehad. Dus niet zozeer de exacte leeftijd, maar het effect dat het tijdsverloop heeft gehad.

Als A groter is (en evenveel groter blijft) dan B in uitdijende ruimte, dijen ze dus even snel uit. Hieruit volgt maar een logische conclusie, namelijk dat A groter begonnen is dan B. Ditzelfde geldt voor afstand.

[Nick_name]

squawk: 'Groter' in het model van uitdijende ruimte betekent dus niet hetzelfde als 'groter' in de ons bekende statische ruimte, hetgeen overigens ook maar een model is. (Dat overigens perfect werkt op onze schaal). Ik denk nog na over hoe 'groter' in de statische ruimte verklaard zou kunnen worden in uitdijende ruimte, want een goede theorie moet dat natuurlijk kunnen. "Groter' in uitdijende ruimte zou naast formaat ook iets zeggen over het effect dat de 'tijd' erop heeft gehad. Dus niet zozeer de exacte leeftijd, maar het effect dat het tijdsverloop heeft gehad.

Als A groter is (en evenveel groter blijft) dan B in uitdijende ruimte, dijen ze dus even snel uit. Hieruit volgt maar een logische conclusie, namelijk dat A groter begonnen is dan B. Ditzelfde geldt voor afstand.

Als in het universum tijd en ruimte een kromme is, dan is "uitdijen" dus ook relatief. Dat voltrekt zich niet in drie dimensies, maar in vier en dat gaat ons voorstellingsvermogen per definitie te boven.