A gyorsulva táguló Világegyetem rejtélye még nem ért véget?

[Rigel]

Ezeket az adatokat nem én találtam ki, hanem megjelöltem, hogy honnan idéztem. Ha úgy véled, hogy alapvetően, nagyságrendileg hibásak, akkor mutass be ezt cáfoló adatokat (forrás megjelölésével).

Nem azt írtam, hogy az adatok rosszak, hanem azt, hogy egy MEGVÁLASZTOTT MODELLBŐL KISZÁMOLT szemléltetést lobogtatsz, míg én az idézett cikkel a szupernóvaprogramok Union 2.1 adatait feldolgozó tanulmányt mutattam be. Számolt illusztráció vs mérési adatok. Össze sem lehet hasonlítani a kettőt! Például a táblázatod VASKOSAN tartalmaz előfeltevéseket, amik megadják a modellt, amiből kijöttek a hőmérséklet, méret meg időadatok. A hozott cikk viszont az állítása szerint pusztán a mérési adatokra támaszkodva, mindenféle előfeltevés nélkül számol ki dinamikai adatokat az univerzum történetére. Ég és föld a kettő!

Mindazonáltal a gyakorlati vöröseltolódás mérések, s a hozzájuk rendelhető fényút távolságok, ill. időadatok is igazolják azt a lassulási trendet, amiről beszélek.

Többször elhangzott már - láthatóan minden eredmény nélkül -, hogy a kozmológiában NINCSENEK mért fényút távolságok (időadatok). Azokat a megválasztott modell dobja ki, azaz VASKOSAN előfeltevéseket tartalmaz minden fényúttávolság/időadat. Értsd ezt úgy, hogy ha más előfeltevéseket alkalmazol, akkor ugyanarra a dologra egy teljesen eltérő fényúttávolság/időadatot kapsz!
Így pedig NINCS a vöröseltolódásokhoz rendelhető olyan időadat, ami független lenne a személyes előfeltevésedtől. Emiatt sem használják a kozmológiában ezt az adatot, csak a laikusok számára számolják ki parasztvakításnak.

Tehát akár gyorsult a tágulás az utóbbi 6 milliárd évben, akár nem, ez nem változtat azon a tényen, hogy a lecsatolódás után nagyságrendekkel csökkent a tágulás sebessége.

És ezt senki sem vitatta.
Főleg, mivel a kérdés szempontjából irreleváns. A lecsatolódástól kb. 7 milliárd évig csökkent a tágulás sebessége, azóta meg gyorsul. Ennyi az állítás! És ez arra alapul, hogy a szupernóvák halványabbak annál, mintha az univerzum a lecsatolódástól napjainkig lassuló tágulásban lett volna.

[Tuarego]

Tartok tőle, hogy a korábban bemutatott diagram és a -0,5-ös érték sokak számra nem igazán ad kézzelfogható adatot a gyorsuló tágulás nagyságára.

Hogy ténylegesen milyen kis értékről van szó azt Lee Smolin próbálta könyvében köznapi mértékegységek és mozgások vonatkozásában bemutatni.
Az ő tudomása szerint a tágulás gyorsulása 10^-8 cm/s^2 nagyságrendbe esik. Ez olyan kis érték, hogy azzal lehetne érzékeltetni, ha elképzelünk egy bogarat, ami a padlón mászva másodpercenként 10 cm-t tesz meg. Ha a bogár egy kutya átlagos élettartama alatt megduplázza sebességét, akkor ilyen gyorsulást produkál. Tehát – ha egyáltalán létezik – egy hallatlanul kicsi gyorsulásról van szó, ami 100 milliárdszor kisebb, mint a földi nehézségi gyorsulás (g). Ezt nem árt észben tartani, mikor a laikus közönséget Nagy Suttyal, a világ szétesésével, meg az atomok szétszakadásával riogatják.

Ilyen kis érték megmérése nem kis technikai kihívás, s eleve felveti a gyanúját a tévedésnek, hiszen ez az érték bőven a mérési hibahatárok tartományán belülre esik.

Amikor Perlmutterék és Riess-ék bejelentették, hogy méréseik szerint a világegyetem tágulása jelenleg gyorsul, ezzel azonnal sok neves napilap címoldalára kerültek, de közben azt nem hangoztatták, hogy ez a gyorsulás (amennyiben létezik) milliomod része annak, amire egy sánta bolha képes...

[Rigel]

Tehát – ha egyáltalán létezik – egy hallatlanul kicsi gyorsulásról van szó, ami 100 milliárdszor kisebb, mint a földi nehézségi gyorsulás (g).

Ez jó!
Te össze tudod hasonlítani a m/s²-el megadott kinematikai gyorsulást az univerzum dimenziótlan "lassulási" paraméterével??????
Nagy mágus vagy te. Neked semmi sem lehetetlen...

Könyörgöm! Legalább DGY korábbi magyarázatát olvasd el egyszer, hogy máskor ne tegyed magad nevetség tárgyává.

[Tuarego]

Te össze tudod hasonlítani a m/s²-el megadott kinematikai gyorsulást az univerzum dimenziótlan"lassulási" paraméterével?

DGY írta:

Valamint meg kell barátkoznia a szóban forgó elmélet nyelvezetével. Kozmológiával, az univerzum tágulásával, annak „sebességével” és „gyorsulásával” kapcsolatban nem szabad feltenni olyan kérdést, amire m/s vagy m/s^2 mértékegységű választ várunk.

Nem látom be, hogy miért ne lehetne m/s-ban, ill. m/s^2 mértékegységben kifejezni a világegyetem skálaparaméterének sebességváltozását?
Például a Hubble-állandóban is szerepel a km/s mértékegység, márpedig az is összefüggésben van a világegyetem tágulásával.

Egyébként az említett gyorsulási adatot nem én találtam ki, hanem Lee Smolin könyvéből (Mi a gubanc a fizikával?) vettem.

[Rigel]

Nem látom be, hogy miért ne lehetne m/s-ban, ill. m/s^2 mértékegységben kifejezni a világegyetem skálaparaméterének sebességváltozását?

Akkor idézek Dávid Gyulától, mert a szabadidejét erre áldozva világosan és érthetően elmagyarázta a minap:

Vegyünk két tetszőleges (de a továbbiakban rögzített) galaxist, és legyen ezek időben változó távolsága u(t). Jelöljük e függvény idő szerinti deriváltját ú-val, idő szerinti második deriváltját ű-vel (ilyen betűk vannak a billentyűzeten, ezért is használom az u(t) jelölést a szokásos a(t) vagy R(t) helyett.) Készítsük el ezekből a következő kombinációt:
q = - űu/úú. Ez lesz a lassulási paraméter.

Ha az eredeti két galaxis helyett két másikat vettünk volna, amelyek egy adott pillanatban kétszer olyan messze vannak, mint az előző pár, akkor a Hubble-törvény értelmében az u(t) függvény egyszerűen megszorzódott volna kettővel. Hasonlóképp a deriváltjai is. Behelyettesítve láthatjuk, hogy a q mennyiség értéke nem változott volna. A lassulási paraméter definíciója tehát független attól, mely konkrét galaxispár távolságát vizsgáljuk.

Az egyes galaxisok egymáshoz képesti pillanatnyi ú sebessége és ű gyorsulása a szokásos m/s, illetve m/s^2 egységekben mérhető, ezek viszont függenek attól, mely konkrét galaxisokról van éppen szó. Ezért értelmetlen azt kérdezni, hogy "milyen sebességgel" vagy "mekkora gyorsulással" tágul az Univerzum. A tágulás pillanatnyi ütemére a H=ú/u Hubble-állandó a jellemző (ennek mértékegysége 1/s), a tágulás gyorsulására (pontosabban lassulására) pedig a dimenziótlan q paraméter.

Tehát ezért nem lehet.

[Tuarego]

Dávid Gyula okfejtése arra az esetre igaz, ha az egyes galaxisok egymáshoz képesti relatív távolodási sebességeivel akarnánk az Univerzum tágulási sebességét megadni.

Van azonban más módszer is, például mikor az Univerzum skálaparaméterének időbeli változását vizsgáljuk. Ezt a skálaparamétert szokták az Univerzum "jellemző méretének" is nevezni, ami persze modellfüggő. Leggyakrabban a gömbfelületi geometria fordul elő ezeknél a modelleknél, s ekkor a skálaparaméter a gömb sugarának felel meg.

A skálaparaméter mindenképpen egy hosszúság dimenzióval kifejezett érték, ami az adott geometriájú modell szerinti Univerzumra jellemző, s ez a paraméter az Univerzum tágulásával szinkronban változik. Nem szükségszerű, hogy ezen skálaparaméter végpontjaira, kiinduló pontjaira (pl. gömbsugár középponti végére) fizikailag rá lehessen mutatni, ettől azonban a skálaparaméter, mint jellemző érték létezik, s modellszámításainkban lehet használni.
Ennek a (hosszúságdimenzióval rendelkező) skálaparaméternek az időbeli változását minden további nélkül ki lehet fejezni m/s, km/s vagy hasonló mértékegységekben.

Bár bizonyos szempontból nem tartom ideálisnak a lufi-modellt, mint a világegyetem tágulásának analógiáját, de egyszerűsége miatt most alkalmas arra, hogy fenti okfejtésemet jobban megvilágítsa.

Vegyünk egy 20 cm átmérőjű (10 cm sugarú) felfújt lufit, aminek a felületére 1 cm-es osztásközzel egyenletesen festékpöttyök (pontok) vannak felrakva. Ha ezt a lufit 1 másodperc alatt felfújjuk a kétszeresére, akkor átmérője 40 cm-re változik, s a felrakott pontok osztástávolsága is megkétszereződik.
Ha a felületen méricskélve akarnánk a lufi tágulási sebességét kiszámítani, az nem adna egyértelmű eredményt, mert ugyanazon idő alatt egy kijelölt ponthoz legközelebbi pont 1 cm-t, a következők 2-3-4...stb. cm-nyit távolodnak. Ha azonban a lufi legfontosabb jellemző méretét (skálaparaméterét) vizsgálom, akkor megkapom a korrekt értéket a tágulás sebességére, ami jelen esetben (sugárirányban mérve) 10 cm/s, vagyis ennyi a lufi radiális tágulás sebessége.

Ugyanilyen módszerrel meghatározható egy gyorsuló tágulással felfújt lufi gyorsulási adata is m/s^2 mértékegységgel.

[Tuarego]

Szó sincs róla, a skálaparaméter egy dimenziótlan mennyiség, az idő függvénye. Definíció szerint távolságok ARÁNYÁT jelenti egy referenciaidópont-beli távolsághoz képest, tehát DIMENZIÓTLAN.

De, szerepel benne, hiszen te magad is leírtad. A definíció szerinti meghatározásban is szerepel a km/s. Az más kérdés, hogy a távolság dimenzióval egyszerűsíteni lehet.
De most igazából a nem a Hubble-paraméter a téma.

Szó sincs róla, a skálaparaméter egy dimenziótlan mennyiség, az idő függvénye. Definíció szerint távolságok ARÁNYÁT jelenti egy referenciaidópont-beli távolsághoz képest, tehát DIMENZIÓTLAN.

Hraskó Péter szerint is távolságdimenziójú az a(t) skálaparaméter, az alábbi egyetemi jegyzete, s ábrája szerint:

http://peter.hrasko.com/files/full5.pdf



Márpedig, ha távolság dimenziójú, akkor időbeli változása kifejezhető m/s, ill. m/s^2 egységekben.

Tartok tőle, hogy a könyvben nem így szerepelt, csak te ennyit jegyeztél meg belőle. Legrosszabb esetben is el volt ez osztva még egy távolsággal. Ha mégsem, akkor ez egy olyan könyv, amit én legkésőbb ennél a pontnál hajítottam volna ki a kukába.

Korábban már Gamow-val kapcsolatban bizonyítottad, hogy úgy nyilatkozol sommásan egy szerző könyvéről, hogy nem olvastad a művet. Most ugyanezt teszed Smolinnal, s ugyanúgy próbálod meghazudtolni őt is. Igenis leírta az Univerzum gyorsulási adatát cm/s^2 mértékegységben.

[Tuarego]

Aha, akkor Hraskó Péter valószínűleg tud mondani egy a(t) értéket is. Mennyi is?
Ez egy végtelenül leegyszerűsített modell, amit itt mutatsz. Hipergömbi geometriánál lehetne definiálni egy ilyen skálaparamétert, egy sugarat. De csak gömbinél (és hiperbolikusnál egy komplexet), de a mérések szerint az univerzum NEM ILYEN.

Hogy történetesen az Univerzum térszerkezete milyen kialakítású, az erősen vitatott tudományos kérdés. A mérések (elsősorban az áltagsűrűség) szerint éppen a kritikus közelében van a becsült érték, ami a zárt és a nyílt világegyetem geometriáját elválasztja, tehát még bármelyik lehetőség nyitva áll.

Amennyiben az Univerzum anyagilag véges, ill. zárt geometriájú, akkor van értelme arról beszélni, hogy mekkora a mérete, ill. mi a jellemző mérete. Ha a – legegyszerűbb – gömbi geometriában gondolkodunk, akkor ez a jellemző méret a gömb sugara, mint ahogy Hraskó ábrája is mutatja. Ez a gömbsugár egyben a világ mindenkori jellemző görbültségével is korrelációban van, továbbá nemcsak arányosságként, hanem abszolút távolság dimenzióval is megadható mennyiség.

Amikor a (zárt és véges) világegyetem az elméleti szingularitástól számított Planck-idő tartományában létezett, akkor ez a jellemző méret (skálaparaméter, görbületi sugár) a Planck-hossz mérettartományában kellett, hogy legyen, jelenleg pedig a 10 milliárd fényéves mérettartományba tartozónak vehetjük. A görbületi sugár e két érték között változott az idők során, ezért valós hosszúság egység változásaként az idő szerinti első és második deriváltja (sebesség, gyorsulás) is (elvileg) kiszámítható.

Természetesen nem muszáj abban hinni, hogy a világegyetem véges és zárt, lehet másként is állást foglalni, azonban azt nem lehet tagadni, hogy mint tudományosan megalapozott eset, a véges és zárt világegyetem lehetősége sem értelmetlen.

Szerintem a végtelen méretű és végtelenbe táguló világegyetem geometriai szerkezetének és működésének leírása sokkal több megoldatlan problémát vet fel, mint a véges és zárt, s úgy vagyok vele, hogy küszködjön vele, aki kitalálta...

[PIR]

úgy vagyok vele, hogy küszködjön vele, aki kitalálta...

Szerintem a négy teknősbéka hátán álló elefántnál bonyolultabb világképre semmi szükség, mert csak vesződség van velük.

[Rigel]

Nekem éppen elég ezekből az, amit te idézel belőlük. Vagy teljesen tudománytalanok, vagy elég rosszul adhatják elő, ha ilyen zöldségeket képesek az ember agyába ültetni, amit itt te előadsz belőlük. Bár mentégükre legyen mondva, több a hiba benned mint bennük.

Most ugyanezt teszed Smolinnal, s ugyanúgy próbálod meghazudtolni őt is. Igenis leírta az Univerzum gyorsulási adatát cm/s^2 mértékegységben.

Nem hazudtolom meg, csak ezt az állítást kinevetem. Melyik két pont kinematikai gyorsulása ennyi?

Nem tisztem Lee Smolint megvédeni - nem is szorul a védelmemre - de azért ezt a szóban forgó cm/s² gyorsulást tegyük rendbe.
A Mi a gubanc a fizikával? harmadik része "A húrelméleten túl" címmel elbóklászik a fantáziadús hipotézisek világába, mintegy próbálkozásként, hogy új ösvényt találjon a jelenlegi fizikai problémák megoldásához. Az a baj az új ösvényekkel, hogy legnagyobb részük zsákutcának fog bizonyulni, de a kutató erről nem tud semmit, amikor rálép az egyikre, és munkát öl bele az adott ötleg kidolgozásába.
Esetünkben Smolin felveti azt a HIPOTÉZIST, hogy a kvantumfizika analógiájaként - ahol ugyebár az atomi méreteknél új fizikai szabályok bukkannak fel - az univerzumban lehet egy másik fizika is, ami viszont az univerzum méreteivel összevethető nagyléptékben működik. Hasonlóan ahogy a kvantumgravitáció feltételezett működési területét a Planck-hossz tartománya jelenti (Planck-skála), Smolin felveti, hogy a hipotetikus nagyléptékű fizikának egy tízmilliárd fényéves hossz az alapegysége. Erre a könyvben a továbbiakban R-skálaként utal.

A fizikai kölcsönhatások néhány számmal jellemezhetők – mint például a távolság, amelyet át tud hidalni, vagy a töltés, amely meghatározza az erősségét. A kozmológiai állandót egy skála jellemzi, az a távolságskála, amely felett meggörbíti az Univerzumot. Nevezzük ezt a skálát R-nek. Értéke körülbelül tízmilliárd fényév, avagy 10^27 centiméter. A furcsaság az, hogy ez a skála a többi fizikai skálához képest hatalmas. Ez az R-skála egy atommag méretének 10^40-szerese, a Planck-skálának pedig 10^60-szorosa (amely a proton méretének mintegy 10^d-20-szorosa). Természetes tehát, hogy ha elgondolkozunk, vajon ez az R-skála nem valamilyen teljesen új fizikára utal-e? Jó ötletnek tűnik olyan jelenségeket keresni, amelyek ugyanezen a hatalmas távolságskálán érvényesülnek.

A dolog, mint látható, nem túl részletesen kidolgozott hipotézis. Egyfajta szellemi sorvezető, hogy nézzük meg, hátha vezet valahová ez a logikai lánc. Jómagam egyáltalán nem vagyok meggyőződve, hogy az R-skála és az ilyen méreteknél belépő új fizikai szabályok valóságosak (értsd: képesek lesznek modellezni a valóságot). Ami az ellenérzésémet növeli, az ahogy Smolin a fejezet későbbi részében szinte a számmisztikáig eljut ebből a kiinduló-ötletből:

Ezek a kérdések jelenleg megoldatlanok. Most elég, ha annyit mondunk: megnéztük, van-e valamilyen érdekes fizika az R-skálán, és meg is találtuk.
Vannak-e más jelenségek, amik ehhez a skálához köthetők? Az R-t összeköthetjük más természeti állandókkal, és megnézhetjük, mi történik a kapott skálán. Mutatok egy példát. Vegyük R és a fénysebesség hányadosát (R/c). Ez egy idő dimenziójú mennyiség, és a kapott idő nagyjából az Univerzum jelenlegi korának felel meg. Az inverze, c/R, egy frekvencia – egy borzasztóan mély frekvencia: egyetlen rezgés az Univerzum élettartama alatt.
A második legegyszerűbb dolog, amit kiszámolhatunk: c²/R. Ez gyorsulás lesz, méghozzá az a gyorsulás, amilyen ütemben a Világegyetem tágulása gyorsul – azaz a kozmológiai állandó okozta gyorsulás. A hagyományos skálákhoz viszonyítva azonban nagyon kis gyorsulásról van szó, melynek értéke 10^-8 cm/s². Képzeljünk el egy bogarat, ami a padlón mászik. Sebessége mondjuk másodpercenként 10 centiméter. Ha a bogár egy kutya átlagos élettartama alatt megduplázza a sebességét, akkor pontosan c²/R gyorsulással gyorsult – amely tehát kétségtelenül kicsi.

Mint látható, sehol sem szerepel az, hogy a megemlített gyorsulás milyen távolságú pontokra vonatkozik az univerzumban. Esetleg az R távolságra. Vagy a másik lehetőség - mivel a fejezet további részében Milgrom javaslatával a „módosított newtoni dinamikával” foglalkozik, a megnevezett gyorsulásérték nem az univerzum tágulásának a gyorsulása, hanem egy olyan "taszító" gyorsulás, ami a gravitációs "vonzó" gyorsulással áll szemben, és éppen az R skála elérésekor haladja meg a gravitáció hatását, elrontva ezzel a newtoni gravitációtörvény szép inverz-négyzetes összefüggését.
A lényeg a lényeg: egy teljesen kiforratlan hipotézis felületes ismertetéséről van szó, ami esetleg eleve hibás is lehet, így pedig minden laikusnak az ott leírtakat nagyon nagy óvatossággal kéne fogadnia. Majd ha a tankönyvekbe beleírják, és Nobel díjat adtak rá, akkor elfogadhatjuk. Addig viszont csak egy érdekes elmejáték, a tipikus fórumzsenik "munkájához" hasonló fantáziadús ötletelés. De mivel ezt jóval nagyobb tudású fizikusok csinálják, a dologban sokkal kevesebb a nonszensz elem, még ha ez nem is jön át az idézett összefoglalóból.

És igazad volt, tényleg Tuaregoban van a több hiba, mint a Smolin-könyvben, mert ez esetben is ő értette félre a leírtakat és úgy vette készpénznek ezt a hipotézist, hogy fogalma sem volt arról, hogy az elképzelésben mi micsoda.