Dunkle Energie: Direkter Beweis für Dunkle Energie?

[astronews.com Redaktion]

Astronomen der University of Hawaii glauben einen wirklich direkten Beweis für die Existenz von Dunkler Energie gefunden zu haben. Sie verglichen dazu eine Karte der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung mit den Positionen von gewaltigen Ansammlungen von Galaxien und riesigen Leerräumen. Nur mit einer Wahrscheinlichkeit von 1:200.000 ließe sich ihr Fund auch durch Zufall erklären. (4. August 2008)

Weiterlesen... (http://www.astronews.com/news/artikel/2008/08/0808-003.shtml)

[mac]

Hallo,

diesen Artikel hatte komet007 schon vor einigen Tagen hier

Zu diesem Thema würde auch gerade dieser Bericht gut passen.
http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,569125,00.html
eingestellt.

Was ich bisher nicht verstanden habe: Das ist doch eigentlich genau der Befund, den man erwarten müßte, wenn man die gravitative Bindung dafür verantwortlich macht, daß die Galaxien/Haufen nicht an der Expansion teilnehmen. Dieser ‚direkte‘ Nachweis ist doch somit schon recht alt?

Herzliche Grüße

MAC

[ralfkannenberg]

Hallo zusammen,

also "irgendwie" erinnert mich das Verhalten an den Gravitationslinsen-Effekt und weniger an das Verhalten Dunkler Energie. Allerdings müsste man zunächst das paper genauer durchlesen, um auch eine quantitative Aussage zu gewinnen.

Freundliche Grüsse, Ralf

[komet007]

also "irgendwie" erinnert mich das Verhalten an den Gravitationslinsen-Effekt und weniger an das Verhalten Dunkler Energie.

Hallo Ralf

Da hast du wohl recht. Ich frage mich vor allem, warum man davon ausgeht, aufgrund dieses Effektes DE nachgewiesen zu haben. Vielmehr haben die Photonen der Hintergrundstrahlung weder Energie abgegeben noch aufgenommen, als sie Raumbereiche mit Dunkler Energie bzw den Voids durchquert haben. Im Grunde geschah mit ihnen gar nichts, lediglich die Wellenlängen wurden aufgrund eines sich ausdehnenden Raumes größer wie zu erwarten war.

Gruß

[Orbit]

komet007

Vielmehr haben die Photonen der Hintergrundstrahlung weder Energie abgegeben noch aufgenommen, als sie Raumbereiche mit Dunkler Energie bzw den Voids durchquert haben.
Genau das will man aber gemessen haben:

"Wenn eine Mikrowelle in einen Superhaufen eindringt, erhöht sich ihre Energie ein wenig und sie schwingt etwas schneller", erläutert Szapudi. "Später, wenn sie den Superhaufen wieder verlässt, sollte sie den gleichen Energiebetrag wieder verlieren. Wenn allerdings Dunkle Energie für eine beschleunigte Ausdehnung des Universums sorgt, dehnt sich der Superhaufen in den 500 Millionen Jahren, die die Mikrowelle zum Durchlaufen benötigt, ein wenig aus. So kann die Mikrowelle ein wenig der Energie behalten, die sie beim Eindringen in den Haufen bekommen hat."

Im Grunde geschah mit ihnen gar nichts, lediglich die Wellenlängen wurden aufgrund eines sich ausdehnenden Raumes größer wie zu erwarten war.
Seit wann ist eine veränderte Wellenlänge 'gar nichts'?

Ich verstehe das so, dass die gravitative Blauverschiebung der in den Superhaufen eintretenden Photonen nicht durch eine gleich starke Rotverschiebung beim Wiederaustritt ausgeglichen wird, weil die Dichte im Haufen inzwischen abgenommen hat, und das,

Ralf,
wird eben bei der Gravitationslinse einer einzelnen Galaxie nicht gemessen; denn die expandiert nicht.

Weshalb man das aber nicht mit der normalen Expansion, sondern mit der durch DE beschleunigten erklärt, ist aus dem Artikel nicht ersichtlich.

Gruss Orbit

[Sheela3004]

Dieses Abstract wurde zu der Angelegenheit herausgegeben :

http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0805/0805.3695v2.pdf

und dies Internetseite aus dem Abstract: http://ifa.hawaii.edu/cosmowave/supervoids/

[mac]

Hallo Orbit,


Ich verstehe das so, dass die gravitative Blauverschiebung der in den Superhaufen eintretenden Photonen nicht durch eine gleich starke Rotverschiebung beim Wiederaustritt ausgeglichen wird, weil die Dichte im Haufen inzwischen abgenommen hat, ja und genau hier liegt auch ein Teil der Unklarheit.

Die etwas stärkere Blauverschiebung durch die während der Passage abnehmende Dichte ist ja nur eine Hälfte der Beschreibung, aber wie dabei unterschieden wird zwischen diesem Effekt und einer weniger starken Expansion durch gravitative Bindung, die ja ebenso eine relative Blauverschiebung gegenüber ungehemmter Ausdehnung auf das Photon aufprägen würde, ist mir noch nicht klar. Man sieht sozusagen die Summe zweier Effekte und kennt keinen? der Summanden.


Herzliche Grüße

MAC

[komet007]

Seit wann ist eine veränderte Wellenlänge 'gar nichts'?


Moin Orbit

natürlich ist das "auch was". Ich verstehe nur nicht warum man anhand dieses Effektes DE direkt beobachtet haben will. Spätestens seit letztem Jahr, als wir über das Loch im All diskutierten dachte ich eigentlich, es wäre klar, dass sich die Raumdehnung auch in der Hintergrundstrahlung abzeichnet, wobei DE anhand von SNIa eigentlich schon längst nachgewiesen sein sollte. Ein Energieverlust in der Hintergrundstrahlung aufgrund des Durchquerens eines materiefreien Raumgebietes und eines sich ausdehnenden Clusters unterstützt höchstens zusätzlich die Annahme DE.

Gruß

[ralfkannenberg]

Ralf,
wird eben bei der Gravitationslinse einer einzelnen Galaxie nicht gemessen; denn die expandiert nicht.

Hallo Orbit,

good point, danke sehr :)


Freundliche Grüsse, Ralf

[Orbit]

Nachdem ich nun das von Sheela verlinkte Paper (besten Dank!) ein erstes Mal gelesen habe, meine ich, dies verstanden zu haben:
Was ich in meinem letzten Beitrag zu Blau-und Rotverschiebung geschrieben habe, ist der seit 1967 bekannte Sachs-Wolfe-Effekt:
A. Leicht erhöhte Temperatur der Strahlung, nachdem sie einen Cluster durchquert hat.
B. Leicht verminderte Temperatur der Strahlung, nachdem sie ein Void durchquert hat.

In einem auf grossen Skalen flachen Universum, mit isotroper Dichte also, müssten sich diese beiden Effekte ausgleichen.
Das tun sie nun aber offenbar nicht.
Im Falle A. wurde eine mittlere Temperaturerhöhung von 7,9° Mikrokelvin gemessen und im Fall B. eine mittlere Tempertursenkung von 11.2° Mikrokelvin.

Wieso man das als Nachweis von DE interpretiert, ist mir allerdings auch noch nicht klar, Wolfgang.
Orbit

[ralfkannenberg]

im Fall B. eine mittlere Tempertursenkung von -11.2° Mikrokelvin.

Hallo Orbbit,

bitte entschuldige diese Pedanterie, aber eine Temperatursenkung um -11.2° entspricht einer Temperaturerhöhung um 11.2°.

Ich denke aber, wir wissen alle, was Du meinst.


Freundliche Grüsse, Ralf

[Orbit]

Ich werde nie keine doppelte Negation mehr schreiben, obwohl sie in der helvetischen Umgangssprache als Verstärkung der einfachen durchaus üblich ist. :)

[ralfkannenberg]

nie keine doppelte Negation

Oops, das wird aber nicht einfach sein ... - jedesmal eine doppelte Negation zu schreiben ;)


Freundliche Grüsse, Ralf

[Orbit]

Als ehemaliger Lehrer kenne ich das natürlich: Da gab's immer irgendwelche Schüler, welchen man einen Witz erst erklären musste, bevor sie begriffen, warum die andern lachten. Und das waren gar nicht immer die dümmsten. Einer wurde später Mathematiker.

[ralfkannenberg]

Als ehemaliger Lehrer kenne ich das natürlich: Da gab's immer irgendwelche Schüler, welchen man einen Witz erst erklären musste, bevor sie begriffen, warum die andern lachten. Und das waren gar nicht immer die dümmsten. Einer wurde später Mathematiker.

Hallo Orbit,

könnte mein Doppelgänger sein - ich habe die Witze meistens auch erst mit Verspätung verstanden :o


Freundliche Grüsse, Ralf

[komet007]

Wieso man das als Nachweis von DE interpretiert, ist mir allerdings auch noch nicht klar, Wolfgang.

Morgen Orbit

Im Grunde folgt aus diesem Effekt dieselbe Interpretation, die man über SNIa gemacht hat, dass hinter der Raumdehnung eine Dunkle Energie steckt. Allerdings kann man aus den SNIa-Daten den Beschleunigungsparamer herauslesen, aus den HS-Daten nicht.

[Orbit]

Wolfgang

...dass hinter der Raumdehnung eine Dunkle Energie steckt.
Nach offizieller Lesart steckt nur hinter einer beschleunigten Raumausdehnung Dunkle Energie. Meine Frage ist also, wie man aus diesen Beobachtungen auf eben diese Beschleunigung schliesse.
Aber an diesem Punkt waren wir natürlich schon mehrmals, und ich nehme an, dass ich auch diesmal bei Dir die Lambda-Allergie auslöse. :)
Orbit

[komet007]

Nach offizieller Lesart steckt nur hinter einer beschleunigten Raumausdehnung Dunkle Energie. Meine Frage ist also, wie man aus diesen Beobachtungen auf eben diese Beschleunigung schliesse.

Nur anhand der HS könnte man das wohl nicht, sie ergänzt wie gesagt in dieser Hinsicht nun die SNIa-Daten.


Aber an diesem Punkt waren wir natürlich schon mehrmals, und ich nehme an, dass ich auch diesmal bei Dir die Lambda-Allergie auslöse. :)


Ich glaube langsam bin ich dagegen immun. :cool:

[Sheela3004]

Dazu noch mal ein Link: http://ifa.hawaii.edu/cosmowave/supervoids/the-integrated-sachs-wolfe-effect/

Ich will den Text da jetzt nicht wiederholen, aber mir erscheint die Argumentation einleuchtend.
Meine Frage ist, was spricht dagegen genau so auf DE zu schließen?

[komet007]

Meine Frage ist, was spricht dagegen genau so auf DE zu schließen?

So betrachtet würde ich sagen, ja. Die CMB-Photonen haben nach dem Herausklettern aus dem Gravitationstopf mehr Energie als sie haben dürfen, da im Cluster die DE die Raumzeit geglättet hat.

[komet007]

PS: Frägt sich nur woher man weiß, welche Energie sie vorher hatten. Um das zu beurteilen fehlt mir denke ich allerdings das nötige Wissen. Möglicherweise über die Powerspektren?

[Orbit]

Sheela3004
Das ist einfach eine Animation zum längst bekannten Sachs-Wolfe-Effekt. Der allein hat mit DE sowieso nichts zu tun, auch wenn im Kommentar irrtümlicherweise davon die Rede ist:

However, you might notice that the depression in the rubber sheet is getting shallower with time; that’s because dark energy is stretching it out.
Dieses Streching wird bereits durch die Raumzeit der ART beschrieben. Da braucht es keine DE. Da wird komet allerdings heftig widersprechen. :)
Die neue Studie, zu der es auf derselben Hompage auch eine Animation gibt (Dein Link im vorletzten Beitrag), geht aber einen Schritt weiter und vergleicht statistisch den Energiezuwachs aus Clustern mit dem Energieverlust aus Voids, wobei der Verlust leicht überwiegt. Und an dieser Feinstruktur bleibt meine Frage hängen, warum man da auf DE schliessen könne.
Orbit

[Sheela3004]

Hallo orbit


Dieses Streching wird bereits durch die Raumzeit der ART beschrieben.

Hm, ich weiss jetzt nicht genau, was du meinst? Gib mir bitte mal ein Stichwort.

[Orbit]

Sheela
Sachs und Wolfe brauchten 1967 keine DE, um ihren Effekt zu beschreiben. Der ergab sich einfach aus der ART. Von DE spricht man ja erst, seit man 1998 eine beschleunigte Expansion des Universums entdeckt haben will.
Gruss Orbit

[fspapst]

... Und an dieser Feinstruktur bleibt meine Frage hängen, warum man da auf DE schliessen könne.

Hallo Orbit,

in SuW wurde dafür die Flächengröß (Quadratgrad) der Fluktuationen in der HS genannt, aber auch nur so allgemein hingestellt.
Die Flukuationen der HS sollten dann auf recht kleinen Winkelskalen erkennbar sein und mit Superhaufen korreliert sein.
Soweit ich das jetzt weiß, liegen da aber noch keine wirklich gesicherten Daten vor, sondern nur erste Messungen, die darauf hin weisen könnten.

Gruß
FS

[Sheela3004]

Hallo Orbit
den meinte ich auch nicht, sondern den:


Late-time Integrated Sachs-Wolfe Effect

Accelerated cosmic expansion causes gravitational (http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational) potential (http://en.wikipedia.org/wiki/Potential) wells and hills to flatten as photons (http://en.wikipedia.org/wiki/Photons) pass through them, producing cold spots and hot spots on the CMB aligned with vast supervoids and superclusters. This so-called late-time ISW (http://en.wikipedia.org/wiki/Integrated_Sachs-Wolfe_effect) effect is a direct signal of dark energy in a flat universe[7] (http://en.wikipedia.org/wiki/Dark_energy#cite_note-6), and has recently been detected at high significance by Ho et al.[8] (http://en.wikipedia.org/wiki/Dark_energy#cite_note-7) and Giannantonio et al.[9] (http://en.wikipedia.org/wiki/Dark_energy#cite_note-8). In May 2008, Granett, Neyrinck & Szapudi [10] (http://en.wikipedia.org/wiki/Dark_energy#cite_note-9) found arguably the clearest evidence yet for the ISW effect, imaging the average imprint of superclusters and supervoids on the CMB.


mfg Christian

[Orbit]

Sheela3004
Jetzt ist ein Durcheinander entstanden:
Ich zitierte aus Deinem Link zum gewöhnlichen Sachs-Wolfe-Effekt (SW), wo von DE die Rede war, und erklärte, dass die dort nichts zu suchen habe, weil die ART zu dessen Beschreibung genüge.
Jetzt willst Du das, obwohl Du danach gefragt hast, gar nicht wissen und verweist auf den feinmaschigeren ISW. Bei dem hab ich aber gar nicht behauptet, dass die ART ohne DE zu dessen Beschreibung genüge, an den hab ich meine Frage geknüpft warum man dieser Meinung sei:

This so-called late-time ISW effect is a direct signal of dark energy in a flat universe
Für mich ist das irgendwie noch nicht schlüssig.
Gruss Orbit

[komet007]

Sofern ich richtig liege, ist dies auch derselbe Effekt, der sich im Lichtkegel von Supernovae abzeichnet, der wiederum von der großskaligen Flachheit des Raumes herrührt, da der Lichtkegel in einem gekrümmten Universum anders aussehen müsste.
Nun könnte man allerdings wieder sagen, dass eine Krümmung in einem beschleunigten Universum gar nicht existieren kann (aber ich sag's nicht:)).

[Sheela3004]

Hallo Orbit

der Link von mir heißt vollständig:

ifa.hawaii.edu/cosmowave/supervoids/the-integrated-sachs-wolfe-effekt
In meinem Post #19 ist der Link automatisch blödsinning abgekürzt worden. Daher das Missverständnis.

mfg Christian

[Sheela3004]

Nun könnte man allerdings wieder sagen, dass eine Krümmung in einem beschleunigten Universum gar nicht existieren kann (aber ich sag's nicht:)).
Hm kann man vielleicht folgendes auch nicht sagen: Nur in einem auf grossen Skalen flachen Universum, mit isotroper Dichte also, kann dunkle Energie exitistieren?:cool:

[Orbit]

komet & Sheela
Ich denke, es ist besser, wenn Ihr wirklich nicht sagt, was Ihr nicht sagen wollt. :)

Zu meiner Frage:
Wenn man feststellt, dass die Voids statistisch mehr zur gesamten Expansion des Universums beitragen als die Cluster, muss das doch nicht heissen, dass das ganze Universum beschleunigt expandiere. Diese Differenz könnte ja schon immer so gewesen sein.

Orbit

[ins#1]

@Orbit:
im PDF (hab' es eben nicht zur Hand) steht meines Wissens was von non-linear ISW. Ich vermute, dass mit nicht-linear gemeint ist, dass die Photonen beim Einfall in den Cluster mehr Energie gewinnen, als sie beim Verlassen dessen, wieder abgeben, was daran liegt, dass der Cluster in der Zwischenzeit durch die DE auseinandergezogen wurde (die Photonen haben also einen flacheren Potentialtopf wieder herauszukrabbeln, als zur Zeit des Einfalls, wie schon von komet007 geäußert).
Das sich statistisch ein so geringer Unsicherheitsfaktor gibt, liegt an der schieren Anzahl von Galaxien und Clustern, die vermessen wurden (etwa 1 Million, und der mittleren Distanz von z=0,5, also zu einer Zeit in der DE schon messbare Spuren hinterlässt). Die Cluster alle ähnlich im Aufbau, mit sehr großen elliptischen Galaxien im Baryzentrum, mit viel DM im Halo usw. Zwar expandiert das All sowieso, aber im Falle ohne DE nicht zwischen gravitativ gebundenen Objekten wie den Clustern.
Im Grunde wurde dadurch, wie schon erwähnt, ein alternativer Nachweis und damit eine Bestätigung für die beschleunigte Expansion gefunden.
Wie man das genau misst, mit Einfall und Ausstieg der Photonen, ist mir nicht ganz klar, aber ich vermute das wird statistisch so gemittelt, wie bei der allgemein bekannten Kurve des CMB-Leistungsspektrums (http://de.wikipedia.org/wiki/Hintergrundstrahlung#Anisotropien_im_Mikrowellenhi ntergrund).

edit: ich denke, die Voids liessen sich zur Kalibrierung hernehmen.

Gruß
ins#1

[Orbit]

ins#1
Hast Du die Beiträge in diesem Thread eigentlich nicht gelesen? Und beim paper hast Du offenbar wieder nur die Zusammenfassung überflogen, oder? :D
Du erklärst mir nämlich im ersten Abschnitt Deines Beitrages nochmals den SW, allerdings in der Meinung, Du würdest mir den non-linear ISW erklären. Den hast Du offenbar noch nicht begriffen. Und deshalb kann mich Deine Schlussfolgerung

Im Grunde wurde dadurch, wie schon erwähnt, ein alternativer Nachweis und damit eine Bestätigung für die beschleunigte Expansion gefunden.
noch weniger überzeugen als jene im Paper.
Orbit

[ins#1]

ins#1
Hast Du die Beiträge in diesem Thread eigentlich nicht gelesen?
Ich lese eigentlich immer nur Deine :D.
Hast mich wie immer durchschaut, bin nicht über Seite 1 des papers gekommen, hauptsächlich wegen Müdigkeit gestern. Zwar habe ich mittlerweile das ganze paper gelesen, finde aber, dass ich meinen letzten Beitrag im Prinzip so stehen lassen kann, zu welchem ich übrigens auch ohne die anderen Beiträge gekommen wäre.
Ich finde es nicht besonders weit hergeholt, wenn man die Sache in Richtung DE interpretiert, synonym für kosmologische Konstante. Genau das stört Dich daran, oder?

Gruß
ins#1

[Orbit]

ins#1

Ich finde es nicht besonders weit hergeholt, wenn man die Sache in Richtung DE interpretiert, synonym für kosmologische Konstante. Genau das stört Dich daran, oder?
DE und Lambda verstehe ich auch als Synonyme; aber mich stört, wenn man die bereits beim gewöhnlichen SW ins Spiel bringt, und ich kann den Zusammenhang zwischen der aus dem non-linear ISW resultierenden negativen Gesamttemperaturdifferenz und DE nicht herstellen.
Orbit