Verschiebung der Chandrasekhar-Grenze

[Jomi]

Es interessiert mich, wie sich die Chandrasekhar-Grenze in z.B. 7 Milliarden Lichtjahren Entfernung ändern würde, wenn dort die Feinstrukturkonstante etwas, z.B. auf ca. 1/136,34 erhöht und die elektrische Feldkonstante dementsprechend verändert, sowie gleichzeitig die Protonenmasse und die Elektronenmasse auf 2,107 * 10(-27) kg bzw. 1,148 * 10(-30) kg leicht erhöht wären?
Welche Auswirkungen hätte eine solche Verschiebung auf Supernovae Ia und die aktuellen Vorstellungen von der Geschwindigkeit der Expansion des Weltalls?

 

[Bernhard]

Es interessiert mich, wie sich die Chandrasekhar-Grenze in z.B. 7 Milliarden Lichtjahren Entfernung ändern würde, wenn dort die Feinstrukturkonstante etwas, z.B. auf ca. 1/136,34 erhöht und die elektrische Feldkonstante dementsprechend verändert, sowie gleichzeitig die Protonenmasse und die Elektronenmasse auf 2,107 * 10(-27) kg bzw. 1,148 * 10(-30) kg leicht erhöht wären?

Hallo Jomi,

bei dieser Frage kann man davon ausgehen, dass die Chandrasekhar-Grenze proportional zu 1 / (m_H * m_H) ist, wobei m_H für die Masse eines Wasserstoffatoms steht. Die Chandrasekhar-Grenze wäre also etwas kleiner.

 

[ralfkannenberg]

Es interessiert mich, wie sich die Chandrasekhar-Grenze in z.B. 7 Milliarden Lichtjahren Entfernung ändern würde, wenn dort die Feinstrukturkonstante etwas, z.B. auf ca. 1/136,34 erhöht und die elektrische Feldkonstante dementsprechend verändert

Hallo Jomi,

sagen wir es einmal so: wenn alles irgendwie anders sein könnte, so kannst Du beliebige Ergebnisse erhalten. Dann brauchst Du aber keine Flugzege mehr zu starten, denn die könnten wegen irgendwelche Veränderungen plötzlich unerwartet abstürzen, d.h. man müsste denen von Gesetzes wegen die Betriebserlaubnis entziehen. Gleiches gilt auch für die meisten anderen technischen Errungenschaften.

Zudem hast Du nicht berücksichtigt, dass die Feinstrukturkonstante meines Wissens viel weniger stark schwanken kann als Du geschrieben hast.

sowie gleichzeitig die Protonenmasse und die Elektronenmasse auf 2,107 * 10(-27) kg bzw. 1,148 * 10(-30) kg leicht erhöht wären?

Hier kann man recht einfach rechnen: sobald sich die Protonenmasse geringfügig erhöht, wäre das Universum nach wenigen Sekundenbruchteilen wieder in sich zusammengestürzt, und wäre die Protonenmasse geringfügig niedriger, so wäre das Universum so schnell ausgedünnt, dass sich nie Strukturen wie Sterne, Planeten oder gar Menschen hätten bilden können. Auch hier gibt es also relativ enge Grenzen, die das Universum, so wie wir es heute sehen, erklären können.

Welche Auswirkungen hätte eine solche Verschiebung auf Supernovae Ia und die aktuellen Vorstellungen von der Geschwindigkeit der Expansion des Weltalls?

Vermutlich die, dass das Universum wieder in sich kollabiert wäre, lange ehe sich hätten irgendwelche Sterne bilden können, von Supernovae ganz zu schweigen.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[Bernhard]

Vermutlich die, dass das Universum wieder in sich kollabiert wäre, lange ehe sich hätten irgendwelche Sterne bilden können, von Supernovae ganz zu schweigen.

Hallo Ralf,

immerhin benutzt Jomi in diesem Thema keine völlig abwegige Zeitabhängigkeit der Naturkonstanten mehr. Man könnte deshalb vielleicht noch erwähnen, dass die Kette der Schlussfolgerungen beim Nachweis der Dunklen Energie zumindest deutlich komplizierter und länger ist, als bei der Dunklen Materie. Überraschungen kann man dort deshalb nur mit geringerer Wahrscheinlichkeit ausschließen. Trotzdem bleibt natürlich eine Verletzung der Universalität der Naturkonstanten und damit auch der Ruhemassen der Elementarteilchen GdM, da sie mit keiner der etablierten Theorien verträglich ist.

Ich würde deshalb darauf tippen, dass die postulierte Änderung in der Masse des Wasserstoffatoms eventuell nur zu einer veränderten Zusammensetzung des Universums führen würde. Eventuell ohne Dunkle Materie, allerdings kann ich das auch nicht im Detail nachrechnen.
MfG

 

[Jomi]

Hallo Bernhard,
danke für die raschen und konstruktiven Antworten! In einer kurzen Beschreibung der beschleunigten Expansion als wichtiges Ergebnis aus dem Supernova Cosmology Project habe ich die Formulierung entnommen: "Bei gegebener Rotverschiebung ist die Distanz größer als erwartet." Diese Formulierung setzt das 100%ige Vertrauen in die "Standardkerze" voraus. Falls man diese Sicherheit vorsichtig hinterfragt, könnte man vielleicht auch alternativ formulieren:
"Bei gegebener Rotverschiebung ist die Intensität des Supernova-Ausbruchs kleiner als erwartet".
Kannst Du mir mit konkreten Zahlen zur Abweichung in den Erwartungswerten der Entfernungen im Standardkerzenmodell helfen?
Viele Grüße
Jomi

 

[Bernhard]

Kannst Du mir mit konkreten Zahlen zur Abweichung in den Erwartungswerten der Entfernungen im Standardkerzenmodell helfen?

Hallo Jomi,

auch wenn so eine Rechnung genaugenommen in's GdM-Forum gehört, so kann man doch relativ schmerzfrei die modifizierte Chandrasekhar-Masse ausrechnen: (1,674 / 2.108)² M_krit = 0,631 M_krit . Man müsste dann aus der neuen Chandrasekhar-Masse die modifizierte Energie der zugehörigen Supernova ausrechnen, die dann vermutlich (??) entsprechend kleiner ausfallen dürfte. Die Supernova würde tendenziell mit der üblichen Interpretation dann mit einer deutlich zu großen Entfernung berechnet werden. Alles allerdings mit dicken Fragezeichen, weil ich die Formeln für die Energie einer 1a-Supernova nicht kenne.
MfG

 

[mac]

Hallo,

bei einer derzeitigen Messgenauigkeit von 10E-16 bis 10E-18 pro Jahr für die Feinstrukturkonstante (mit dem Ergebnis: keine Änderung), aber einem jährlichen Expansionsfaktor von 1+7E-11 weiß ich jetzt nicht, wie man z.B. die Annahme einer Proportionalität zwischen Expansion und Feinstrukturkonstante aufrecht erhalten könnte?

Herzliche Grüße

MAC

 

[Jomi]

Hallo Bernhard,
vielen Dank für Deine Antwort! Kennst Du einen Experten, den man für eine solche Abschätzung gewinnen könnte?
Viele Grüße
Jomi

 

[Jomi]

Hallo mac,
danke für Deinen Kommentar! Ich kann und möchte die eindrucksvollen Messungen zur oberen Grenze möglicher Variationen von alpha nicht in Zweifel ziehen. Aber deren Interpretationen beruhen ja auf der Konstanz anderer Größen. Bei konstanter Elementarladung und Lichtgeschwindigkeit würden sich bei einer Drift der Feinstrukturkonstante die elektrische und die magnetische Feldkonstante mit ändern. Die genannten Messungen zur geringen Variabilität der Feinstrukturkonstante betreffen Materie, für die konstante Protonen- und Elektronenmassen angenommen werden. Um die Plausibilität der vorgeschlagenen alternativen Blickweise einzuschätzen, möchte ich gern wissen, ob Änderungen der Feinstrukturkonstante denkbar sind, wenn man eine Variabilität dieser Größen zulässt?
Viele Grüße
Jomi

 

[ralfkannenberg]

Ich kann und möchte die eindrucksvollen Messungen zur oberen Grenze möglicher Variationen von alpha nicht in Zweifel ziehen. Aber (...)

Du kannst und möchtest es nicht in Zweifel ziehen, aber Du tust es trotzdem ...

 

[Jomi]

Lieber Ralf,
es mag spitzfindig klingen: Aber es ist nicht die Messung an sich, die ich anzweifle, sondern es ist die Interpretation der Zahlenwerte, die sich nach der Auswertung der Messungen auf Grund des Modells und seiner Annahmen ergeben, der ich skeptisch gegenüberstehe. Ich nehme an, dass die Experimentatoren sehr sauber gemessen und ausgewertet haben. Spannend finde ich aber die Frage, ob eine andere Interpretation möglich ist, wenn man eine Variabilität in mehreren Größen in Kauf nimmt.

Kennst Du jemanden, dem eine solche Rechnung zuzumuten wäre?
Viele Grüße
Jomi

 

[Bernhard]

Kennst Du einen Experten, den man für eine solche Abschätzung gewinnen könnte?

Nein, leider nicht. Ich würde vor einer Kontaktaufnahme zudem erst mal verbleibende Informationen aus der Wikipedia ansehen, wie z.B.: http://adsabs.harvard.edu/abs/1993A&A...270..223K

 

[ralfkannenberg]

es mag spitzfindig klingen: Aber es ist nicht die Messung an sich, die ich anzweifle, sondern es ist die Interpretation der Zahlenwerte, die sich nach der Auswertung der Messungen auf Grund des Modells und seiner Annahmen ergeben, der ich skeptisch gegenüberstehe. Ich nehme an, dass die Experimentatoren sehr sauber gemessen und ausgewertet haben. Spannend finde ich aber die Frage, ob eine andere Interpretation möglich ist, wenn man eine Variabilität in mehreren Größen in Kauf nimmt.

Hallo Jomi,

ich habe Dir das schon einmal geschrieben: selbstverständlich kannst Du alles anzweifeln und anders zu interpretieren versuchen. Nur: Wissenschaft kannst Du dann keine mehr betreiben. Denn je weiter Du die Voraussetzungen belässt, desto umfangreicher wird der Lösungsraum.

Kennst Du jemanden, dem eine solche Rechnung zuzumuten wäre?

Ja: Du siehst ihn, wenn Du morgens nach dem Aufstehen in den Spiegel schaust. Du kannst dieser Person ja mal für den Anfang raten, sich die Messungen vorzunehmen und herauszufinden, wie genau da gemessen wurde und wie gross überhaupt noch die möglichen Toleranzen sind. Wenn er das gemacht hat, kannst Du ihm mal die Aufgabe stellen, welchen Einfluss eine geringfügig andere Lichtgeschwindigkeit hätte.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[mac]

Hallo Jomi,

Aber deren Interpretationen beruhen ja auf der Konstanz anderer Größen. Bei konstanter Elementarladung und Lichtgeschwindigkeit würden sich bei einer Drift der Feinstrukturkonstante die elektrische und die magnetische Feldkonstante mit ändern. Die genannten Messungen zur geringen Variabilität der Feinstrukturkonstante betreffen Materie, für die konstante Protonen- und Elektronenmassen angenommen werden. Um die Plausibilität der vorgeschlagenen alternativen Blickweise einzuschätzen, möchte ich gern wissen, ob Änderungen der Feinstrukturkonstante denkbar sind, wenn man eine Variabilität dieser Größen zulässt?

Wie Ralf Dir schon geschrieben hatte, gäbe es dann schon sehr sehr lange kein Universum mehr. Du müßtest daher auch eine dynamische Gravitationskonstante einführen. Sie müßte kleiner gewesen sein, damit schlitterst Du unter vielen anderen sehr häßlichen Widersprüchen in Probleme mit der Strukturbildung. Dann brauchst Du einen anderen Zeitverlauf, denn sonst bekommst Du Probleme mit der primordialen Nukleosynthese der Elemente schwerer als Wasserstoff. Der Zeitliche Verlauf der Metallizität, beginnend mit der ersten Sternbildung wäre deutlich anders (extrem viel schneller, weil Protonen viel schwerer und elektromagnetische Kraft viel kleiner. Statt Photonen wären dann damals (nach Standardmodell die Zeit 380000 Jahre nach dem Urknall) nur Radiowellen entstanden, wenn Du auf Expansion verzichten willst - nur hast Du dann unter vielem Anderen auch gleich noch das Problem, daß die damalige Dichte der Materie extrem viel (gut 1E9 mal) größer war, als die heutige (siehe z.B. Anzahl der Photonen aus der Hintergrundstrahlung pro Raumelement). Das wird ganz schnell häßlich unübersichtlich.

Du bist derjenige von uns, der weiß worauf er hinaus will. Tu‘ uns doch einfach den Gefallen, folge Ralfs Rat, oder schreib uns wenigstens auf, welche alternative Vorstellung zum Standardmodell Du anstrebst.

Herzliche Grüße

MAC

 

[Jomi]

Hallo Mac,
vielen Dank für Deine Antwort! Die Grundvorstellung habe ich in "Sanfter Urknall" unter der Rubrik "Gegen den Mainstream" skizziert. Sie geht davon aus, dass sich mehrere Größen dynamisch ändern und dass sich das Universum durch eine kontinuierliche Energiezunahme aus einer Planckmasse und einem Planckvolumen heraus entwickelt hat. Ich werde versuchen, dieses und die sich ergebenden Fragen demnächst noch einmal klarer zu formulieren.
Viele Grüße
Jomi