Afkøling i lukket system (universet)

#0: Forestil dig dit værelse. Der er meget varmt. Hvad gør du for at slippe af med varmen? Du åbner et vindue eller en dør og giver dermed varmen mere rum at udbrede sig i, hvorfor der lokalt bliver koldere, men den samlede varmemængde er bevaret.

Universet udvider sig og dermed køler.

Ved du om man (og kan du eventuelt dokumentere at man) har fundet en sådan sammenhæng. Jeg mener, man har jo en idé om hvor stor den kosmiske baggrundsstråling er. Man må jo så kunne regne ud hvor varmt det burde være ved Big Bang.

#2: Hvilken sammenhæng tænker du på? At universet udvider sig og dermed køler?

Ja. Der må være en sammenhæng mellem universets udvidelse og dets afkøling (med mindre andre faktorer spiller ind?) så man kan regne sig frem til temperaturen ved Big bang ved at kende den kosmiske baggrundsstråling.

Ja. Der må være en sammenhæng mellem universets udvidelse og dets afkøling (med mindre andre faktorer spiller ind) så man kan regne temperaturen ved Big bang ud, hvis man kender temperaturen af den kosmiske baggrundsstråling.

#5: Så nemt er det desværre ikke, for der er mange mange faktorer, der spiller ind, når man regner tilbage i tiden. Men det er rigtigt nok, at man principielt kan regne tilbage, da man nu ved, at baggrundsstrålingen har en temperatur på ~2K.

Ved benyttelse af de termodynamiske love, kan man udlede en sammenhæng mellem universets temperatur, og skalafaktoren (størrelsen af universet), som vil have formen

T(t)∝a(t)^-1

Måske I kan svare på disse spørgsmål også:

1) Vi ved at der sker et henfald af radioaktive stoffer, men hvad med almindelige grundstoffer som f.eks. hydrogen eller helium, som ikke er radioaktive, forfalder de også, eller vil de kunne eksistere i al evighed?

2) Hvor langt er man fra at kunne se til universets grænse (hvis det har en) med teleskoper?

#8: Stabile isotoper henfalder ikke videre. Protoner henfalder efter en hvis rum til neutroner, hvis de eksisterer frit, men er de i et grundstof, er de stabile.

2) Har universet overhovedet en grænse? :)

#9 Det er forkert. Neutroner henfalder til protroner. Har du hørt om β^--henfald? ;)

#8 Man kan ikke se længere end lyset har nået at rejse, da det jo er lys man kan se :)

#10: Du har så evigt ret, min kære rus. Det må være min hovedpine, der trykker. :(

#11 Lille pus da :P Ind og hvil dig. Og forresten, så er jeg ikke en rus længere ;)

#12: Jeg har lige hvilet mig i et par timer. Du vil altid være en rus for mig. :)

#8 : Universet må have en grænse hvis Big Bang-teorien er sand, da intet kan vokse sig til at være uendeligt. BASTA ;)

#10: Hvis man ved hjælp af diverse teorier om universets udvidelse og alder så fremregner sig til dets størrelse, hvor tæt er man så på at kunne se lys fra universets yderste?

På trods af hovedpine prøver jeg alligevel. :P

#14: Det kommer an på krumningen - hvis krumningskonstanten er positiv har universet ikke nogen grænse. Hvis den er negativ kan jeg ikke selv finde ud af, hvordan det ser ud, men hvis den er 0, som Benchmarkmodellen siger, så er det fladt og har derfor en grænse.

Jeg har aldrig set beregninger på, hvor stort universet principielt er. Det skyldes nok mest, at man ikke kender skalafaktoren som funktion af tid - ellers ville det jo ikke være noget problem at beregne det. Men om ikke andet, så er spørgsmålet irrelevant, for man kommer aldrig til at få informationer, der befinder sig mere end c*t ude, hvor t er universets alder. De når simpelthen ikke frem. :)

#15 Meget flot, du gamle :)

SKRIIG !! ;)

Det var kompliceret det med krumningen.

#17: Prøv at bruge et andet billede; jordoverfladen krummer. Den måde jorden krummer på (lad os sige kugle-formet) er en positiv krumning - dermed menes, at du kan gå uendelig langt på overfladen uden at ramme en "kant" eller "slutning". En negativ krumning er mere "saddel"-agtig (ja, jeg er heller ikke helt med på det billede), mens en krumning på 0 er fladt.

I bund og grund handler krumning om, hvordan du regner afstande ud i rummet. Generelt beregner du en afstand som:

ds² = dx² + dy² + dz² i rummet.

I rumtiden, som introduceres i den specielle relativitetsteori tilføjes:

ds² = -dt² + dx² + dy² + dz²

Fortegnene skyldes den såkaldte metrik for Minkowski-rum (som er det abstrakte rum man arbejder med i speciel relativitetsteori - det er altså ikke et rum som i rummet med stjerner og planeter).

Når man regner på krumme overflader introduceres en anden metrik. Det er altså metrikken, og dermed geometrien, der er altafgørende for afstandsberegninger på den slags overflader.

Det kan vises, og det gøres i almen relativitetsteori, at tyngdekraft kan betragtes rent geometrisk som en krumning af "rumtiden" rundt om objekter. Det er derfor, at man regner på andre måder i relativitetsteori end i "normale" tilfælde.

Hm...
Det er rigtigt, at hvis du følger Jordens overflade når du ikke til en kant eller slutning, men vi kan dog godt flyve opad og komme ud i rummet. Kan man ikke forestille sig at du på samme måde kan flyve i en bestemt retning ud i rummet så du flyver "på tværs"  af krumningen. At universet har en positiv krumning behøves vel ikke betyde at det er uendeligt?

Nu har jeg ikke haft så meget fysik i gymnasiet, men det med universets krumning har jeg læst bygger på Einsteins relativitetsteori? Jeg ved ikke hvorvidt denne om at massen bøjer rummet er underbygget af observationer? Hvorvidt er den teori overhovedet bevist?

#19: Jordbilledet er blot en sammenligning. Du kan ikke drage den parallel, som du drager, i det jordens overflade er 2-dimensionel, mens rummet er 4-dimensionelt (den omtalte rumtid, 3 rumlige + 1 tidslig dimension).

Relativitetsteorierne, den specielle og den almene, er begge eksperimentelt og observationelt bekræftet. Førstnævnte ved at betragte myon-henfald ved store hastigheder og sidstnævnte blandt andet ved at betragte lys fra stjerner bag solen under solformørkelser. Samtidig er det, stadig, virkende GPS-system et eksempel på, hvor både almen og speciel relativitetsteori virker i den moderne verden.