Dunkle Energie durch Paarvernichtung?

[komet007]

Dann wechselst Du die Seite, übernimmst unsere Argumentation, nicht aber die Lösungen (Photonen oder meine Dinger) und stehst wieder vor Deinem Problem wie zu Beginn.

Hallo Orbit

Ich könnte mich nicht erinnern, eure Argumentation übernommen zu haben, Mac hatte geschrieben:

das Resultat einer Paarvernichtung sind Photonen. Die müssten dann wenigstens gemeinsam mit der Hintergrundstrahlung nachweisbar sein, mit einem entsprechend hohen Fluß. 14 mal höhere Energiedichte als baryonische Materie.

Ich behauptete, dass die Photonen der Paarvernichtung von der Quantensuppe 400000 Jahre lang absorbiert bzw gestreut wurden und heute so oder so nicht mehr nachweisbar wären. That's all.

Meine Frage, aus welcher Energie Materie und Antimaterie erzeugt wurde und wohin diese wieder verschwand, ist also weiterhin ungeklärt.
Für diese "Tredmühle" die sich nun auftut, bin ich nicht verantwortlich, da ihr mir bei der Beantwortung meiner Frage ständig ausweicht und mich vor unvollendeten Tatsachen stehen lasst, die ich so nicht akzeptieren kann.

 

[ins#1]

komet007, ich denke du klammerst dich zu sehr an diese Photonen aus der Paarvernichtung.
Siehe: http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Particle_chart.jpg
Siehe Bild unten Mitte. Die Energie aus dem von mir bereits genannten Beispiel aus einer Elektron/Positron-Vernichtung ergibt (imho, sicher bin ich mir aber nicht) während der Baryogenese nicht stets 2*511keV Photonen, die in entgegengesetzten Richtungen davon fliegen, weil die kinetische Energie der sich vernichteten Teilchen durch die hohe Temperatur hoch genug ist direkt schwerere Teilchen (Z-Bosonen, und schwerer (?)) zu erzeugen. Das Elektron und Positron was sich zu dem Zeitpunkt vernichtet stammt vermutlich nicht mal aus der selben Paarerzeugung (darf vermutlich nicht aus der selben stammen um höhere Energien hervorzubringen). Laut der Abbildung wird das Teilchen dazwischen als virtuell betrachtet, existiert also nur innerhalb der Eigenzeit.
Und wo ist das Problem mit der Streuung der Photonen bis zu Rekombination eigentlich, wieso sollen da hoch-energetische Photonen aus der Paarvernichtung ungestreut davon kommen? Außerdem, so unsicher wie ich mir bei den Prozessen leider bin, ist es die nicht-deterministische Natur der Quantenmechanik doch auch, oder nicht?

Gruß
ins#1

 

[mac]

Hallo Komet,

Ich behauptete, dass die Photonen der Paarvernichtung von der Quantensuppe 400000 Jahre lang absorbiert bzw gestreut wurden und heute so oder so nicht mehr nachweisbar wären. That's all.

um nicht mehr nachweisbar zu sein, müssen sie verschwinden. Das können sie nicht, ohne fundamentale Ansichten über Bord zu werfen.

Es kommt als Lösung nur ein einziges Resultat in Frage. Das Universum wie wir es beobachten.

Damit gelten unter Anderem folgende Lösungen als denkbar:

1. Primäre heftige Asymmetrie bei der Baryogenese oder ihren Vorstufen.
2. Ausreichende Anzahl von Oszillationen zwischen Energie und Materie, bis sich der heute bekannte Materieanteil akkumuliert hatte, ohne 1E9 mal mehr Energie in Form von Photonen übrig zu lassen.

Deine Idee Umwandlung der Photonen/Antimaterie in Vakuumenergie verletzt das einzig erlaubte Resultat. Vakuumenergie ist nicht 1E9 mal größer als der, in Baryonen gebundene Energieanteil.

Um Deine Idee zu retten, kannst Du Dich nur noch auf eine Zeit vor der messtechnisch erreichbaren zurückziehen und das auch nur mit zusätzlicher Einbeziehung von 1 und/oder 2, sonst verletzt Du die Energiebilanz.

Das ist keine grundsätzliche Absage von mir an den Gedanken, daß z.B. aus dem Nichts durch eine Art Polarisierung Energie und Vakuumenergie proportional zueinander entstanden, ohne damit irgendetwas aus dem Nichts zu schaffen. Nur das ist eben alles pure Spekulation, wohin ich Dich eben nicht verfolgen mag. Das ist aber ebenso wenig eine Zustimmung.

Im bisher beobachtbaren Bereich gibt es das was Du hier vorstellst, nicht. Sogar die Photonen, die im Sonnenkern erzeugt werden, kommen bis zur Oberfläche und ins Weltall. Da geht kein einziges im Nichts verloren, obwohl sie besser am Entkommen gehindert werden, als im ‚Nebel’ der Hintergrundstrahlungsquelle.

Meine Frage, aus welcher Energie Materie und Antimaterie erzeugt wurde und wohin diese wieder verschwand, ist also weiterhin ungeklärt.

nur für die Zeit, die wir bisher nur durch Theorie und Spekulation betrachten können also Start bis 0,01 Sekunden nach dem Start. Für den ganzen Rest nicht.

Für diese "Tredmühle" die sich nun auftut, bin ich nicht verantwortlich, da ihr mir bei der Beantwortung meiner Frage ständig ausweicht und mich vor unvollendeten Tatsachen stehen lasst, die ich so nicht akzeptieren kann.

ich denke nicht, daß ich Deinen Fragen ausweiche. Ich verfolge Dich nur nicht hinter die 0,01-Sekundengrenze, denn da beginnt das Reich der Spekulationen.


Herzliche Grüße

MAC

 

[komet007]

Deine Idee Umwandlung der Photonen/Antimaterie in Vakuumenergie verletzt das einzig erlaubte Resultat. Vakuumenergie ist nicht 1E9 mal größer als der, in Baryonen gebundene Energieanteil.

Hallo Mac

also wenn ich dich richtig verstehen, hat lt. deiner Berechnung die Paarvernichtung Materie/Antimaterie nicht stattgefunden, ansonsten müsste sich ein wesentlich höherer Energieanteil in der Hintergrundstrahlung in Form von Photonen bemerkbar machen?

Gruß

 

[Orbit]

Jonas
Du hast mir im Beitrag 29 eine Aufgabe gestellt, zu der ich im Beitrag 31 einen Lösungsansatz aus meiner Sicht geliefert habe. Darauf hast Du bisher nicht reagiert. Wie darf ich das verstehen? ;-)
Orbit

 

[mac]

Hallo Komet,

also wenn ich dich richtig verstehen, hat lt. deiner Berechnung die Paarvernichtung Materie/Antimaterie nicht stattgefunden, ansonsten müsste sich ein wesentlich höherer Energieanteil in der Hintergrundstrahlung in Form von Photonen bemerkbar machen?

Nein, so formuliert, trifft es nicht was ich meine.

Die Paarvernichtung kann nicht mit einem Überschuss von 1E9/1 Photonenenergie/Baryonenenergie stattgefunden haben, ohne daß im Zusammenhang damit Prozesse abliefen, die diesen Überschuß auf das heutige Verhältnis Photonen/Baryonen (Energie) gebracht haben, abzüglich der danach produzierten Photonen durch Kernfusion in Sternen und sonstigen Quellen. Dazu gibt es keine Alternative, auch Deine Idee ist da keine Alternative, denn auch deren Energiebilanz darf nicht zu einem Verhältnis von 1E9/1 bei Gesamtenergie des Kosmos/Baryonen führen.

Der einzige Ausweg aus dieser Situation, ohne den ersten Hauptsatz über Bord zu wefen, wäre die Aussage, daß die Gesamtenergie des Kosmos nur zu 20/1E9 erfasst ist. Dazu kann ich natürlich aus mir selbst heraus nichts kompetentes sagen, außer daß ich die Aussage 70% Dunkle Energie, 30% (Dunkle Materie + Baryonen + Photonen) bisher immer für eine Gesamtbilanz gehalten habe und immer noch halte.

Herzliche Grüße

MAC

 

[Orbit]

...daß die Gesamtenergie des Kosmos nur zu 20/1E9 erfasst ist.

Wie kommst denn Du darauf?

 

[mac]

Hallo Orbit,

...daß die Gesamtenergie des Kosmos nur zu 20/1E9 erfasst ist.

Wie kommst denn Du darauf?

Zu der im Standardmodell beschriebenen Gesamtenergie sollen die Baryonen 5% beitragen.

Bei einer Produktionsausbeute von 1/1E9 müßte dann die Bilanz so aussehen:

19 Teile DE + DM + tatsächlich vorhandene Photonen
1 Teil Baryonen
1E9 Teile Photonen aus der Baryonenproduktion

ergibt auf der Seite des Standardmodells 20 Teile und auf der Seite der Baryonenproduktionsabfälle (ohne Recycling) 1E9 Teile.

Also 20/1E9


Herzliche Grüße

MAC

 

[Orbit]

Ach so, Du berechnetest da überschlagsmässig einen Ausweg aus dem Dilemma

Der einzige Ausweg aus dieser Situation,...

der aber auf Grund dieser Rechnung gar keiner sein kann. Das nicht nur wegen der 0.3/0.7 - Verteilung, sondern auch weil dann eine ganz andere Gravitationskonstante rauskäme.

Ich merke, dass mich die verschachtelte Logik in diesem Thread überfordert und dass mein Interesse an einer weiteren Diskussion rapid schwindet.

 

[jonas]

Jonas
Du hast mir im Beitrag 29 eine Aufgabe gestellt, zu der ich im Beitrag 31 einen Lösungsansatz aus meiner Sicht geliefert habe. Darauf hast Du bisher nicht reagiert. Wie darf ich das verstehen? ;-)
Orbit

Auweia
Du darfst das dahingehend verstehen, dass ich bei dieser Diskussion nur äusserst wenig kompetentes beitragen kann. Deine Antwort in #31 habe ich gelesen, mich gefreut, dass Du auf meinen Vorschlag eingegangen bist (also einen Lösungsansatz zu beschreiben), aber konnte im übrigen Deine Antwort nur noch zur Kenntnis nehmen. Zu einem gehaltvollen Kommentar Deines Ansatzes war ich, wie gesagt, an jener Stelle nicht mehr in der Lage, that's all

 

[komet007]

Bei einer Produktionsausbeute von 1/1E9 müßte dann die Bilanz so aussehen:

19 Teile DE + DM + tatsächlich vorhandene Photonen
1 Teil Baryonen
1E9 Teile Photonen aus der Baryonenproduktion

ergibt auf der Seite des Standardmodells 20 Teile und auf der Seite der Baryonenproduktionsabfälle (ohne Recycling) 1E9 Teile.

Also 20/1E9

Hallo Mac
da bin ich absolut bei dir, nur verstehe ich dann nicht, wie das Standardmodell darauf kommt, dass nur 1/1E9 Antimaterie/Materie in Materie umgewandelt wurde.

Gruß

 

[mac]

Hallo Komet,

da bin ich absolut bei dir, nur verstehe ich dann nicht, wie das Standardmodell darauf kommt, dass nur 1/1E9 Antimaterie/Materie in Materie umgewandelt wurde.

Wie dieses Problem im Standardmodell gelöst wird, weiß ich nicht, hab' ich noch nie was drüber gelesen. Meine Spontanideen dazu hatte ich aber hier im Thread schon mehrmals aufgeschrieben.

Entweder war diese Asymmetrie, so wie Du schreibst und konnte dann aber durch genügend häufige Wiederholungen Materie Akkumulieren, oder die Asymmetrie war ganz erheblich größer in einem Energiebereich, den wir messtechnisch bisher nicht erzeugen können.

War sie das nicht, dann müßte diese Energie tatsächlich noch in großer Menge vorhanden sein, es sei denn, dass bei diesem Erzeugungsprozess ein ständiges Recycling der durch Paarvernichtung wieder freigesetzten Energie stattgefunden hat, der so lange anhielt, bis am Ende doch der größte Teil der Energie in Materie umgewandelt war.

Stell Dir vor, dieser Prozess der Paarbildung und Vernichtung findet in einem Zeitrahmen der Expansion so häufig statt, dass er pro erzeugtem und vernichtetem Paar viele Milliarden male stattfindet, dann würde selbst eine Asymmetriewahrscheinlichkeit von nur 1/1E9 doch zur fast vollständigen Umsetzung der Energie in Materie führen, denn nur die Materie/Antimateriepaare können sich wieder vernichten, die ganz seltenen Symmetrieverletzungen überleben.

1. Primäre heftige Asymmetrie bei der Baryogenese oder ihren Vorstufen.
2. Ausreichende Anzahl von Oszillationen zwischen Energie und Materie, bis sich der heute bekannte Materieanteil akkumuliert hatte, ohne 1E9 mal mehr Energie in Form von Photonen übrig zu lassen.

Herzliche Grüße

MAC

 

[komet007]

Wie dieses Problem im Standardmodell gelöst wird, weiß ich nicht, hab' ich noch nie was drüber gelesen. Meine Spontanideen dazu hatte ich aber hier im Thread schon mehrmals aufgeschrieben.

Hallo Mac

was du dir manchmal wegen unseren Spinnereien für eine Arbeit machst, ist schon bewundernswert. Jetzt bekomme ich gleich ein schlechtes Gewissen.
Ich versuche mal noch Näheres aus dem Standardmodell dazu zu finden.

schönen Gruß

 

[jonas]

Stell Dir vor, dieser Prozess der Paarbildung und Vernichtung findet in einem Zeitrahmen der Expansion so häufig statt, dass er pro erzeugtem und vernichtetem Paar viele Milliarden male stattfindet, dann würde selbst eine Asymmetriewahrscheinlichkeit von nur 1/1E9 doch zur fast vollständigen Umsetzung der Energie in Materie führen, denn nur die Materie/Antimateriepaare können sich wieder vernichten, die ganz seltenen Symmetrieverletzungen überleben.

Hi mac

Dies kann nur dann so stimmen, wenn die Asymmetrie immer (oder vorwiegend) zugunsten der Materie stattfindet. Schlägt die Waagschale aber statistisch gleichverteilt mal zugunsten der Materie, mal zugunsten der Antimaterie, dann tanzt die Katz' auf die alten Füß' Denn dann finden sich im Mittel immer genügend Paare der anderen Sorte um sich zu Energie zu zerstrahlen.

 

[mac]

Hallo Jonas,

Dies kann nur dann so stimmen, wenn die Asymmetrie immer (oder vorwiegend) zugunsten der Materie stattfindet.

Stimmt!

Schlägt die Waagschale aber statistisch gleichverteilt mal zugunsten der Materie, mal zugunsten der Antimaterie, dann tanzt die Katz' auf die alten Füß' Denn dann finden sich im Mittel immer genügend Paare der anderen Sorte um sich zu Energie zu zerstrahlen.

und? Nach was sieht's denn aus?

Herzliche Grüße

MAC

 

[jonas]

und? Nach was sieht's denn aus?

Eindeutig nach zuwenig Antimaterie, die meinen viel zu grossen Bierbauch annihilieren sollte

 

[komet007]

Dies kann nur dann so stimmen, wenn die Asymmetrie immer (oder vorwiegend) zugunsten der Materie stattfindet. Schlägt die Waagschale aber statistisch gleichverteilt mal zugunsten der Materie, mal zugunsten der Antimaterie, dann tanzt die Katz' auf die alten Füß' Denn dann finden sich im Mittel immer genügend Paare der anderen Sorte um sich zu Energie zu zerstrahlen.

Hallo Jonas und Mac

Die "Entscheidung" letztendlich, welcher Anteil an Strahlung in Materie umgewandelt werden soll, fiel allerdings lt. Model erst nach der Inflationsphase. Die Asymmetrie musste sich also kurzfristig dazu entschließen, zu welchen Gunsten sie denn ausfallen möchte.
Mit dem Überschuss an Energie nach der Baryogenese komme ich allerdings immer noch nicht so recht klar. Theoretisch bleibt mir da momentan nur der Ausweg, dass diese der Expansion zum Opfer gefallen ist, wenn sie nicht selbst zur Expansion beigetragen hat.

Gruß allerseits

 

[komet007]

Dies kann nur dann so stimmen, wenn die Asymmetrie immer (oder vorwiegend) zugunsten der Materie stattfindet. Schlägt die Waagschale aber statistisch gleichverteilt mal zugunsten der Materie, mal zugunsten der Antimaterie, dann tanzt die Katz' auf die alten Füß' Denn dann finden sich im Mittel immer genügend Paare der anderen Sorte um sich zu Energie zu zerstrahlen.

Hallo Jonas

Merkwürdig daran finde ich vor allem, dass die Baryogenese nach der Inflationsphase begonnen haben soll. Das heisst, dass die Asymmetrie im damals ausgedehnten Universum überall gleich abgelaufen sein muss, was noch unwahrscheinlicher ist wenn man davon ausgeht, dass das Universum großskalig betrachtet heute homogen aussieht, mit Ausnahme einer minimalen Anisotropie in der Hintergrundstrahlung.

Gruß

 

[mac]

Hallo,

ich hab' gerade folgende Mail

Sehr geehrter Herr Dr. Müller,

zunächst einmal möchte ich mich bei Ihnen ganz herzlich bedanken für Ihr großartiges Lexikon. Es hat mir in den vergangenen Jahren wirklich sehr geholfen astrophysikalische Informationen zu finden und sehr viel besser zu verstehen.


Nun zu meiner Frage: In einer Forumsdiskussion bin ich auf einen Widerspruch gestoßen, den ich mir möglicherweise nur falsch oder unzureichend erklären kann. Die Grundlage dafür finde ich (nicht nur) in diesem Auszug aus Ihrem Lexikon-Artikel zur Antimaterie:

Es genügt bereits eine winzige Materie-Antimaterie-Asymmetrie, in der auf jedes Antiteilchen ein plus ein Milliardstel Teilchen kommen. Sobald die GUT-Symmetrie infolge der Abkühlung des Universums durch Expansion gebrochen wird (unterhalb etwa 2 × 1016 GeV), gilt die Baryonenzahlerhaltung. Dann kann das Verhältnis Materie zu Antimaterie für den ganzen Kosmos nicht mehr geändert werden! Die bis dato vorhandene Materie und Antimaterie vernichtete sich zu gleichen Anteilen gegenseitig.
Die daraus hervorgehende Annihilationsstrahlung verwandelte den frühen Kosmos in ein Strahlenmeer aus Photonen.
und einige Zeilen später noch

So erklärt die minimale Materie-Antimaterie-Asymmetrie der GUT-Ära das Vorhandensein und die Dominanz der Materie heute, im lokalen Kosmos.

Daraus ergibt sich für mich die Frage: Wenn die heute im Kosmos vorhandenen Baryonen ca. 5% der insgesamt vorhandenen Energie ausmachen (Dunkle Energie, Dunkle Materie, Baryonen und Photonen), wo ist dann die Photonenenergie aus der Annihilation geblieben, deren Anteil ja 1 Milliarde mal größer war, als die übrig gebliebene, in den Baryonen gebundene Energie?

Ich hatte zu dieser Frage einen Vorschlag, dessen Realismus ich aber als Laie leider nicht beurteilen kann. Mein Vorschlag war: Durch ausreichend häufige Oszillation zwischen den Zuständen Energie – Materie/Antimaterie – Energie – Materie/Antimaterie - …, akkumuliert der leichte Überschuss an Materie immer mehr, bis der Prozess aus Energiemangel zum Erliegen kommt.

Gibt es dazu gesichertes Wissen? Oder theoretische Überlegungen (die ich als interessierter Laie nachvollziehen kann?) Oder hab’ ich einfach nur Ihre Beschreibung falsch verstanden? Oder sonst was, auf das ich nicht von selbst komme?

Herzliche Grüße

an Andreas Müller abgeschickt. Bin gespannt ob und vorallem was er antwortet.

Herzliche Grüße

MAC

 

[komet007]

wo ist dann die Photonenenergie aus der Annihilation geblieben, deren Anteil ja 1 Milliarde mal größer war, als die übrig gebliebene, in den Baryonen gebundene Energie?

Hallo Mac

Eben genau dieser Photonenüberschuss ergibt sich (soweit ich herausfinden konnte) aus den Daten der Hintergrundstrahlung. Ursprünglich handelte es sich um Gammaphotonen die durch die Paarvernichtung entstanden. Diese Gammastrahlung kühlte im Laufe der ersten Expansionsphase soweit ab, bis sich die Photonen nach der Rekombinationsphase abkoppeln konnten und heute als Hintergrundstrahlung auftreten. Die Hintergrundstrahlung besteht also zum überwiegenden Teil noch aus diesen Photonen der Paarvernichtung.
Es lässt sich aus Modellrechnungen erkennen, wieviel Strahlung letztendlich in Materie umgewandelt wurde, wobei es drei Epochen nach dem Urknall gab, in der diese Paarvernichtung, je nach Temperatur unterschiedlicher Teilchen stattfand (grob gesagt).
Im Grunde wurde die Energie aus der Paarvernichtung, wie ich vermutete, tatsächlich als Lageenergie an die Expansion abgegeben, geht eigentlich auch nicht anders.

Gruß