Hallo Tom,
da ich Deine Frage
Eine ganz ketzerische Frage: wie gedenkt ihr denn die Gesamtmasse eines expandierenden Universums zu definieren?
zunächst mißverstanden hatte, hier noch eine Antwort zum bisherigen 'Stand' meiner Informationen dazu.
Da es sich hier aber, wie ich vermute, um ein GdM-Thema handelt, wäre es sicher besser, es in den GdM-Bereich zu verschieben, damit es nicht zu Mißverständnissen kommt. (Daher werde ich diesen Beitrag 'melden')
Es ist mir bisher nicht gelungen, nicht-widersprüchliche quantitative Angaben zur Protonen-, Photonen- und DM Anzahl/Masse zu finden. Englische und deutsche Wikipedia unterschieden sich allein in der Protonenzahl/m^3, um einen Faktor 4.
http://de.wikipedia.org/wiki/Universum#Alter_und_Zusammensetzung:
Wiki.de schrieb:
Dieses intergalaktische Medium besteht aus etwa einem Atom pro Kubikmeter.
http://en.wikipedia.org/wiki/Universe#Size.2C_age.2C_contents.2C_structure.2C_and_laws
wiki.en schrieb:
Thus the density of atoms is on the order of a single hydrogen atom for every four cubic meters of volume
Der Materie-Überschuß gegenüber der Gesamtmenge Materie und Antimaterie wird mit 1 zu 2E9 angegeben. Siehe:
http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_a04.html#antim und
http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_b.html#baryo
Was ich dabei nicht gut einordnen kann, ist diese Aussage aus:
http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_b.html#baryo
Andreas Müller schrieb:
Nach der Zerstrahlung kamen auf jedes Teilchen eine Milliarde Lichtteilchen!
Das wäre ja noch ok (wenn man mal außer Acht läßt, daß die nicht so zerstrahlen wie Positron Elektron) Aber, wie machen die das, daß es weniger Photonen werden?
Wieso weniger?
In:
http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_u02.html#bigbang findet man
Andreas Müller schrieb:
Im lokalen Universum (z = 0) sind in jedem Kubikzentimeter noch 412 Photonen der Hintergrundstrahlung enthalten.
also 412.000.000 pro m^3
Selbst wenn es keine Paarbildung und keine Streuung gäbe, wäre das nur knapp die Hälfte der erwarteten Photonen, wenn man die obige Wiki.de Aussage ernst nimmt. Aber selbst die Wiki.en Aussage (1 Proton pro 4 m^3) sieht hier nur auf den ersten Blick besser aus.
Eigentlich hätte ich hier viel eher einen Faktor 1000 mehr, oder eigentlich noch viel mehr Photonen erwartet, denn solch energiereiche Photenen (nach obiger Angabe muß man ja die 1 Milliarde Lichtteilchen versus 1 Proton mit je knapp 2TeV veranschlagen) hören erst dann auf (kurzlebige)Teilchen(paare) zu produzieren, wenn ihre Energie unter 1,022 MeV gefallen ist. Ihre Gesamtenergie nimmt dabei aber nicht ab, sie verteilt sich nur auf immer mehr Photonen. Und unterhalb von 1022 keV geht dieser Prozess durch Streuung weiter. Wieso sind das dann jetzt nur noch so wenige?
All diese Unklarheiten führten dazu, daß ich zur Zeit lieber den umgekehrten Weg abklopfen will. Wenn ich schon die These einer geregelten Expansion prüfen will, dann sollte ich die auch erst mal ernst nehmen, denn sie müßte ja, egal mit welcher Energiedichte ich anfange, sich auf eine geregelte Expansion und horizontradius abhängige Energiedichte ‚einpendeln‘.
Hier will ich dann ausprobieren, ob ich damit einen Verlauf der Expansion hinbekomme, der sowohl die Dichte und die Zeitspanne der primordialen Nucleosynthese, als auch die beobachtete Expansionsgeschwindigkeit nach der Rekombination hinbekommt.
Wie ich das mit dem ‚Regeln‘ mache? Weiß ich noch nicht. Probieren will ich, ob ich das hinbekomme, wenn ich die Stärke des, durch die mit der Zeit wachsenden Gravitationfeldes durch entsprechende Expansion konstant halte, oder, was mir eher richtig erscheint, wenn ich sie konstant zum jeweiligen (Massenabhängigen oder hier besser gravitationsabhängigen) Schwarzschildradius halte. Wobei ich einfach mal schauen will, ob Gravitation mit und ohne Rotverschiebung dem gemessenen Verlauf besser entspricht.
Ob, und wie ich die Zunahme der potentiellen Energie durch die Expansion berücksichtigen muß, weiß ich auch noch nicht. Die kinetische Energie nimmt dabei nicht zu, wie ‚Ich‘ es für mich durchaus plausibel, vor einiger Zeit mal geschrieben hatte. Bei Gleichgewichtszustand will ich ausprobieren, ob es funktioniert, wenn ich die Hälfte der Gesamtenergie als Photonen und die andere Hälfte als Teilchen behandele (Energiedichte proportional 1/r^4 bzw 1/r^3)
Da ich in der Mathematik nicht firm genug bin um das analytisch lösen zu können, probiere ich das numerisch.
Leider muß ich vorher noch ein blödes programmiertechnisches Problem lösen. Meine seit Jahrzehnten bevorzugte Programmiersprache bringt, zuerst vor einem Jahr bemerkt, bei meinem Programm Galaxis in der Käseschachtel sehr seltsame Fehlermeldungen, die sich offensichtlich nicht auf den Programmcode selber beziehen und das bei einem Programm das funktioniert hat. Daher wechsle ich zur Zeit auf VB, was ich (Stand alone, ohne Access-Umgebung) erst lernen muß und alles nebenbei. Es kann also noch dauern, bis ich, wenn überhaupt, vorstellbare Ergebnisse bekomme.
Herzliche Grüße
MAC