Keine naheliegende Erklärung für DM

blue.moon

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Okay, der Skalenfaktor a(t) wächst exponentiell in einem Universum, das von DE dominiert wird. Wir sind uns einig. Die Erwähnung von a(t)^3 bezieht sich auf das Volumen des Universums oder die Materiedichte, nicht auf den Skalenfaktor selbst. Das exponentielle Wachstum des Skalenfaktors erklärt die beschleunigte Expansion des Universums.

Selbst bei Verlangsamung der Expansionsrate H werden diese Objekte also beschleunigt.

H beschreibt hingegen die Wirkung bei konstantem Abstand D/D=1.
H = v/D = ²(g/D)
Okay, wir sind einer Meinung. Wenn wir weiter diskutieren wollten, in einem separatem Thread, aber ich muss jetzt ohnehin nach Hause. Eventuell bis später.
 

Klaus

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Ich favorisiere zwar DM eher im Bereich von 5,135 GeV, aber das ist nur Wunschdenken, um das Antimateriedefizit mit einer Klappe zu erschlagen.
Ich würde beim Antimateriedefizit nicht mehr von einer Paritätsverletzung ausgehen, sondern einer Abweichung in der gravitativen Anziehung von neutraler Materie und Antimaterie. Wenn es irgendeine Kraft in ähnlicher Größenordnung wie die Gravitation gibt, die auch mit r² abfällt und sich mit der Gravitation überlagert und bei voneinander abweichenden Materieformen schwächer ist, dann bedarf es keiner Paritätsverletzung, denn dann 'entmischen' sich neutrale Materie und Antimaterie bei einem homogenen Gleichgewicht aus Paarbildung und Annihilation von selber und es bilden sich zunehmend beständigere lokale Konzentrationen einzelner Materieformen. Unter 'lokal' verstehe ich da etwa in der heutigen Entfernung großer Galaxien oder Galaxienhaufen zueinander, sonst gäbe es mehr kosmisches Feuerwerk. Mir wäre die Sache sympathischer als ein Symmetriebruch. Beim AEgIS ( https://aegis.web.cern.ch/news.php ) gab es am 27.09. letzten Jahres eine Meldung, über eine 25% geringer gravitative Anziehung, wenngleich auch eine Abweichung von Null noch innerhalb der Unsicherheit möglich ist. 'Gefühlt' würde ich eine Abweichung im Subpromillebereich erwarten, doch lassen wir uns überraschen, was die verbesserten Experimente liefern.

Hier ist übrigens ein nettes Bild der NASA, auf dem man schön sieht, daß es an Wasserstoffmolekülwolken in Richtung galaktisches Zentrum nicht mangelt: https://asd.gsfc.nasa.gov/archive/mwmw/mwpics/mwmw_8x10.jpg

Was die Rotation betrifft, gilt natürlich das Kräftegleichgewicht, das heißt, von thermischen Bewegungen abgesehen, umrunden alles Sterne das galaktische Zentrum so schnell, daß sich Zentrifugalkraft und die Gravitation in Richtung des galaktischen Zentrums gegenseitig aufheben. Die Form der Scheibe und die variable Dichte und Anzahl der Objekte machen die Berechnung schwierig. Für die Gravitation eines Materieringes gilt aber, daß im Inneren eine Kraft in Richtung des Rings wirkt. Wenn man sich die galaktische Scheibe als ein folge von Ringen vorstellt, heißt das, daß aus Richtung der äußeren Ringe eine Kraft wirkt, die der Gravitationskraft aus Richtung des galaktischen Zentrums entgegen gerichtet ist. Die zum Ausgleich der Gravitation notwendige Zentrifugalkraft im Inneren eines Ringes wird verringert, d.h. die Rotationsgeschwindigkeit ist dort geringer, außerhalb des Ringes dagegen, wegen der zusätzlichen Anziehung des Ringes erhöht. ( Rainer hat sich ja schon mal mit den Berechnungen herumgeschlagen. ) Die nahezu konstante Rotationsgeschwindigkeit innerhalb weite Bereiche der galaktisches Scheiben zeigt schön, die Auswirkungen.

Es geht nicht um die Frage, wie solche Geschwindigkeiten entstehen könnten, sondern darum, wie sie einen STABILEN ORBIT erzeugen können, also eine stabile Galaxie.
Auf Grund der geringen Sternendichte verhalten sich die Sterne ähnlich wie ein dünnes kaltes Gas in einer Akkretionsscheibe. Durch die gegenseitige Beeinflussung der Sterne existiert eine ART thermische Bewegung man kann die Bahn und die Geschwindigkeiten leider nur grob mitteln, das ganze ist ein mathematisch kaum zu lösendes n-Körperproblem. ( https://de.wikipedia.org/wiki/Galaktisches_Jahr ) Jeder einzelne Stern bewegt sich innerhalb seiner Umgebung und hat für sich keine vollkommen stabile Umlaufbahn, ein stabiler Orbit ist da ebenso Wunschdenken, wie beim Orbit der Moleküle einer dünnen Gaswolke.
Die thermische Bewegung und gravitative Beeinflussung sorgt auch für den Drehimpulsabtransport in Richtung der Außenbereiche der Galaxie, wobei leichtere Objekte und Sterne auch leichter nach innen oder außen katapultiert werden. Der Drehimpuls wandert schneller als die Objekte, da er durch die gegenseitige Beinflussung der Objekte weitergegeben wird. Der Mechanismus funktioniert bei einer Galaxie genauso schön wie bei einem Suppenteller und es bedarf nur der Thermik und keiner Reibung. Mathematisch ist das aber ein Albtraum. ;)
 

ralfkannenberg

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Ich würde beim Antimateriedefizit nicht mehr von einer Paritätsverletzung ausgehen, sondern einer Abweichung in der gravitativen Anziehung von neutraler Materie und Antimaterie.
Hallo Klaus,.

warum ? Die CP-Verletzung ist doch experimentell sehr gut bestätigt und auch theoretisch mit dem Standardmodell sehr gut erklärbar, siehe CP-Verletzung.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Rainer

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Ich würde beim Antimateriedefizit nicht mehr von einer Paritätsverletzung ausgehen, sondern einer Abweichung in der gravitativen Anziehung
Erstens wäre dies eine Paritätsverletzung
und Zweitens ist dies abwegig, da Energie anziehend wirkt und die Energieform dafür irrelevant ist.

Dass die Energie gleich ist, ist auf viele Kommastellen gemessen worden.

Stimmt die Gravitation wurde noch nicht gemessen, nichtmal ob anziehend oder abstoßend.

Aber hier habe ich etwas gefunden
28. Juli 2011 Die Messung ergab, dass das Antiproton 1.836,1526736 Mal so schwer ist wie das Elektron. Das entspricht dem Verhältnis der Masse eines Protons zu der eines Elektrons. Das Ergebnis zeigt, dass tatsächlich eine Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie herrscht.
Aber in Wahrheit wurde wohl lediglich die Masse vergleichen:
Das Helium-Atom bestand zum Teil aus Antimaterie. Die Wissenschaftler verglichen die Masse des verbliebenen Elektrons mit der des Antiprotons.


Ich hab noch was viel besseres gefunden
27 September 2023
 
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Klaus

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Hallo Klaus,.

warum ? Die CP-Verletzung ist doch experimentell sehr gut bestätigt und auch theoretisch mit dem Standardmodell sehr gut erklärbar, siehe CP-Verletzung.


Freundliche Grüsse, Ralf
Hallo Ralf, danke, das wußte ich nicht. Ich habe von Kernphysik aber auch keine Ahnung.
Die CP-Verletzung müßte es dann bei der Bildung von Protonen oder Antiprotonen geben.
Erstens wäre dies eine Paritätsverletzung
und Zweitens ist dies abwegig, da Energie anziehend wirkt und die Energieform dafür irrelevant ist.

Dass die Grvitation gleich wirkt, ist auf viele Kommastellen gemessen worden, ebenso wie die Übereinstimmung der Energie, wenn ich mich nicht irre.
Nun ich habe die Messungen beim AEgIS nicht gemacht und nur die Meldung gelesen. Es wäre auch nicht zwingend eine Paritätsverletzung, wenn es auf eine Art Ladung zurück geht und sich bei Antimaterie das Vorzeichen dreht. Eine Kraft in der Größenordnung der Gravitation fällt bei typischen Sachverhalten kaum auf. Bei den Problemen mit der Bestimmung der Gravitationskonstanten wird aber auch schon einiges orakelt und inzwischen auch eine Materialabhängigkeit nicht mehr ausgeschlossen. Siehe https://www.nist.gov/news-events/news/2016/11/big-g-redux-solving-mystery-perplexing-result bzw. https://www.nist.gov/news-events/events/nsf-ideas-laboratory-nist-measuring-big-g-challenge .
Nicht alles womit rumgerechnet wird, ist auch physikalisch korrekt und wirklich restlos schon verstanden. Warten wir es ab.
 

Rainer

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Bei den Problemen mit der Bestimmung der Gravitationskonstanten wird aber auch schon einiges orakelt und inzwischen auch eine Materialabhängigkeit nicht mehr ausgeschlossen.
Das ist Unsinn. Es gibt dafür keinerlei Hinweis.
Die Messungen sind anspruchsvoll und von der Methode und womöglich auch vom Ort abhängig.
Auch das Magnetfeld der Erde kann sich da auf die Messinstrumente auswirken. Aber ich habe mich bisher nicht näher mit der Problematik beschäftigt.

Bei der Messung der Antimaterie wird aber kein Wert gemessen, sondern nur ein Vergleich vorgenommen, was viel einfacher und exakter ist.
 

TomS

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Die CP-Verletzung ist … theoretisch mit dem Standardmodell sehr gut erklärbar …
Ich würde sagen, die kann im Rahmen des Standardmodells beschrieben werden; eine Erklärung ist das nicht unbedingt.

Außerdem gilt das bisher nur für die CP-Verletzung im Rahmen der schwachen Wechselwirkung; die Abwesenheit der CP-Verletzung im Rahmen der starken Wechselwirkung ist nach wie vor nicht vollständig verstanden.

 

Rainer

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Die CP-Verletzung müßte es dann bei der Bildung von Protonen oder Antiprotonen geben.
Nach einer Theorie (X und Y Teilchen) ist das nicht bei der Bildung, sondern beim Zerfall von Vorgängerelementen. Diese zerfallen unterschiedlich schnell in stabile schwere Endprodukte. Wenn die kritische Temperatur unterschritten wird, können sie nur noch in leichte Endprodukte zerfallen, in die Quarks, weil für den anderen Zerfallskanal zusätzlich hohes Energieniveau (Aktivierungsenergie) benötigt wird. Somit bleibt ein Antimateriedefizit und ein Überschuss an schweren Anti-Endprodukten (Y-Teilchen), deren Verbleib in der Theorie nicht klar ist, sie könnten zu Leptonen zerfallen...

Den Materieüberschuss sehen wir, die anderen Endprodukte sehen wir nicht, die ICH gerne mit der DM als Antimaterie mit Baryonenzahl assoziere. Daraus ergibt sich deren Masse mit u·Ωd/Ωb je Baryonenzahl -1. Wie gesagt Wunschdenken. B=0 und DM mit einer Klappe. Während Neutronen zu Protonen und Elektronen zerfallen, bleiben die neutralen Y oder deren Zerfallsprodukte neutral stabil und reagieren mit nichts. Fertig ist DM. Dazu müssen sie ja gar nicht zu Leptonen werden. Diese Antibaryonen sind noch da, sie tragen nur keine Ladung und reagieren mit nichts.
 
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Bernhard

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Den Materieüberschuss sehen wir, die anderen Endprodukte sehen wir nicht, die ICH gerne mit der DM als Antimaterie mit Baryonenzahl assoziere.
Positronen, Antiprotonen und Co wechselwirken doch intensiv mit elektromagnetischen Feldern. Das wäre damit sofort entsprechend nachweisbar. So einfach ist es sicher nicht.
 

TomS

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Den Materieüberschuss sehen wir …
Wobei der Materieüberschuss, den wir sehen, nicht durch die perturbative CP-Verletzung der schwach WW erklärt werden kann.

die anderen Endprodukte sehen wir nicht, die ICH gerne mit der DM als Antimaterie mit Baryonenzahl assoziere.
Welche "anderen Endprodukte" sollen das sein?

… bleiben die neutralen Y oder deren Zerfallsprodukte neutral stabil
Auf welche Theorie beziehst du dich da?

Diese Antibaryonen sind noch da, sie tragen nur keine Ladung und reagieren mit nichts.
Welche Antibaryonen wären das, und wie sollten sie neutral sein und mit nichts wechselwirken?
 

Klaus

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Die Messungen sind anspruchsvoll und von der Methode und womöglich auch vom Ort abhängig.
Auch das Magnetfeld der Erde kann sich da auf die Messinstrumente auswirken. Aber ich habe mich bisher nicht näher mit der Problematik beschäftigt.
Daß die Gravitationskonstante vom Ort abhängig sein soll, halte ich für völligen Blödsinn. Denkst Du in Berlin sei die anders als in Genf oder Peking? Auch bei der gleichen Methode streuten die Werte, wie man in den Grafiken sieht. Die Sache ist nicht einfach, aber man sollte die, welche sich in den letzten 100 Jahren mit den Messungen befassten auch nicht für totale Deppen halten und die Leute beim NIST sehen die Sache nicht grundlos als kritisch.
 

Rainer

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Positronen, Antiprotonen und Co wechselwirken doch intensiv
Diese sehen wir ja auch. Ich sprach von DM, also jedenfalls ungeladenen Teilchen.

Welche Antibaryonen wären das, und wie sollten sie neutral sein und mit nichts wechselwirken?
Landläufig nennt man sie DM. Warum sollen das denn keine unbekannten ungeladenen Baryonen sein? Wobei ich mir jetzt gar nicht sicher bin, wie sie sich dann von Leptonen unterscheiden, außer dass sich die bekannten Teilchen in diese Gruppen aufteilen lassen, weil sie sich nicht ineinander umwandeln.
 
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TomS

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Warum sollen das denn keine unbekannten ungeladenen Baryonen sein?
Weil Baryonen bekannt sind, und weil es keine neutralen und zugleich stabilen Baryonen gibt, demzufolge hier keine Kandidaten für DM vorliegen können.

Wobei ich mir jetzt gar nicht sicher bin, wie sie sich dann von Leptonen unterscheiden …
Dadurch, dass Leptonen elementar sind und ausschließlich elektroschwach wechselwirken, während Baryonen gebundene 3-Quark-Zustände darstellen, d.h. immer auch über die starke Wechselwirkung interagieren.
 
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Rainer

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die starke Wechselwirkung
Ja natürlich, danke, es war schon sehr spät gestern...

Es ist ja so, dass Neutronen durchaus für DM in Betracht kämen, wenn sie denn stabil wären. Die Starke Kraft ist dafür kein Hindernis.
Starke Kraft anderer elementarer (farb)-neutraler Teilchen klingt allerdings widersprüchlich. Ob man das Teilchen dann Baryon nennt, weil es der Erhaltung der Baryonenzahl folgt, oder anders, ist eine andere Frage.

Weil Baryonen bekannt sind, und weil es keine neutralen und zugleich stabilen Baryonen gibt, demzufolge hier keine Kandidaten für DM vorliegen können.
Ja klar, das scheidet bekannte Materie aus, Antimaterie der bekannten Art ist sowieso ausgeschlossen. Da DM eben NICHT bekannt ist, schreckt mich Dein "Einwand" nicht allzusehr. Ich denke ja auch eher an eine unbekannte Teilchenart und nicht an ein Kompositum. Aber auch dies wäre denkbar, zwei Quirks, black and white, die mit halber Ladungszahl stabil gebunden sind.

Im Detail habe ich mir darüber bisher keine Gedanken gemacht, weil es eben nur Wunschdenken ist, und die Realisierung mannigfaltig sein kann.

Auf welche Theorie beziehst du dich da?
Nach meiner "Idee" erfolgt jedoch keine Umwandlung in die bekannten Leptonen, sondern in DM, egal, ob man diese dann Baryonen oder Leptonen nennen mag.
 
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TomS

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Es ist ja so, dass Neutronen durchaus für DM in Betracht kämen, wenn sie denn stabil wären. Die Starke Kraft ist dafür kein Hindernis.
Ja.

Starke Kraft anderer elementarer (farb)-neutraler Teilchen klingt allerdings widersprüchlich.
Nee, ist es nicht. Das versteht man sehr gut, insbs. mittels chiraler effektiver Theorien, bei denen man die Wechselwirkung zwischen Baryonen als Restwechselwirkung der QCD auffasst. In niedrigster Ordnung wird sie durch farb-neutrale Mesonen beschrieben.

Ob man das Teilchen dann Baryon nennt, weil es der Erhaltung der Baryonenzahl folgt, oder anders, ist eine andere Frage.
Ich nenne es dann Baryon, wenn es sich um einen gebunden Zustand handelt, der algebraisch einem SU(3)-Color-Singulett und einem irreduziblen SU(N)-Flavor-Multiplett aus der N ⊗ N ⊗ N Produktdarstlung handelt.

Oft betrachtet man N = 3, für die Quarks u,d,s; maximal ist N = 6.
 

Rainer

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Nee, ist es nicht. Das versteht man sehr gut
Da hast Du mich missverstanden.
Ein (Farb)-neutrales Elementarteilchen kann man ja schlecht als der QCD folgend verstehen.
Du sagst es ja selber:
Ich nenne es dann Baryon, wenn es sich um einen gebunden Zustand handelt
Die Weiterführung ist schon mehr als hypothetisch:
Aber auch dies wäre denkbar, zwei Quirks, black and white, die mit halber Ladungszahl stabil gebunden sind.
Das ist alles nur Fantasterei, das Einzige was für mich zählen würde, wäre die Einhaltung ΔB=0, und das wäre eher eine Definitonsfrage, egal wie diese DM mit sich selbst wechselwirkt oder nicht. Die Randbedingungen sind eben keine Ladung, Schwache oder Starke WW schaden nicht wirklich, nur müsste eine "Starke WW" ganz anders als die bekannte sein, sonst "wären" dies ja wohl dieselben bekannten Teilchen.
Naja, wer weiß, nehmen wir Quarks mit sehr hoher Masse an, die aber so stark gebunden sind, dass sie ohne Aktivierung in Ordnung der GUT-Energie nicht zerfallen können.
Ein Problem habe ich allerdings mit dieser Theorie, denn die Elementarteilchen bekommen erst mit dem Higgs Feld ihre Masse, vorher bewegen sie sich wie alle anderen mit Lichtgeschwindigkeit. Was unterscheidet sie dabei hinsichtlich einer kritischen Temperatur? Die Energie ist ja in diesem Status mangels Ruhemasse irrelevant. Die FD-Statistik ist ja auch von der Masse unabhängig, solange γ > 2.
 
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TomS

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Da hast Du mich missverstanden.
Ein (Farb)-neutrales Elementarteilchen kann man ja schlecht als der QCD folgend verstehen.
Alle Baryonen (3-Quark-Zustände) sind farb-neutral. Keines ist elementar. Beispiele sind Proton, Neutron, Deltas … Manche haben elektrische Ladung Null.

Von daher weiß ich nicht, worauf du hinauswillst.

… das Einzige was für mich zählen würde, wäre die Einhaltung ΔB=0, und das wäre eher eine Definitonsfrage, egal wie diese DM mit sich selbst wechselwirkt oder nicht …
Baryonen bestehen aus Quarks, dafür ist die Baryonzahl definiert, diese Teilchen sind aber alle bekannt.


Randbedingungen sind eben keine Ladung, Schwache oder Starke WW schaden nicht wirklich, nur müsste eine "Starke WW" ganz anders als die bekannte sein, sonst "wären" dies ja wohl dieselben bekannten Teilchen.
Ach so.

Du suchst nur etwas ähnliches wie Baryonen.

Naja, wer weiß, nehmen wir Quarks mit sehr hoher Masse an, die aber so stark gebunden sind, dass sie ohne Aktivierung in Ordnung der GUT-Energie nicht zerfallen können.
Meinst du jetzt bekannte Quarks, oder hypothetische?


 
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