Warum eigentlich dunkle Materie und dunkle Energie..

[ispom]

ich will ja nicht spießig erscheinen, aber könnt ihr das nicht wo anders diskutieren? UMa hat extra einen neuen Thread dazu eröffnet.

du bist nicht spießig, komet,
hast recht,
aber unsere Diskussion ist auch schon zu Ende,
denn ich habe

weder Firefox noch die Erweiterung "ConQuery". auchnicht
"Mouse Gestures"
ich habe schlicht und einfach nur windows XP und nun noch unfreiwillig einen
"netscape browser", mit dem ich nichts anfangen kann,

ich werde weiterhin die benötigten Vokabeln eintippen müssen

 

[Matthy]

Wohin expandiert das Universum?

Hallo Mac, hallo Komet,

ich hoffe, dass wir mal wieder zum Thema zurückkommen können...

und möchte auch mal eine Frage in den 'Raum' stellen:

Wohin expandiert das Universum eigentlich - wenn man es von außen betrachten könnte?

Schwarzschild Radius und Einstein habe ja nicht ich ins Spiel gebracht, aber mit Einsteins allgemeiner RT läßt sich ziemlich leicht zeigen, dass sich Orbits behauptung: Man könne Objekte nicht beobachten, die im selben Moment weiter weg sind als ct mindesten genauso sinnlos ist, wie meine obige Frage

Ich möchte auf folgende Sachlage hinaus:

Wenn man über Schwarzschilds statische Lösung hinausgeht und sich den Kollabs eines Sterns betrachtet, expandiert der Raum ja auch nach 'innen'...

Gerne kann ich das auch mal genauer erklären.

Grüße an alle

Matthy

 

[Orbit]

Hallo Matthy!
Du sprichst mich zwar in Deinem letzten Beitrag nicht explizit als gewünschten Diskussionspartner an - erwähnst mich nur beiläufig . Trotzdem erlaube ich mir, eine Antwort zu geben:
So lange man sich die Entstehung des Universums aus einer Singularität heraus vorstellte, waren sowohl Deine Frage wie auch meine Behauptung sinnlos. Seitdem man aber davon ausgeht, dass der Anfangszustand keine Singularität gewesen sei, sondern bereits eine gewisse räumliche Ausdehnung gehabt habe, ist die Vorstellung erlaubt, dass es ausserhalb unseres Sichtbarkeitshorizontes eine physikalische Realität gibt. Mac hat das mal sinngemäss so ausgedrückt, dass jeder Beobachter im Universum grossräumig (also abgesehen von bestimmten Sternkonstellationen) stets dasselbe sehe; dass also ein Beobachter an unserem Sichtbarkeitshorizont wie wir in der Mitte eines sichtbaren Universums ist und uns an dessen Rand sieht.
Weil man sich nun auch vorstellt, dass der Raum überall expandiert (Rosinenmodell), ist die Frage:
Wo expandiert der Raum? beantwortet aber Deine Frage
Wohin expandiert der Raum? nach wie vor obsolet wie nach der Formulierung der ART.
Gruss Orbit

 

[ispom]

....ist die Frage:
Wo expandiert der Raum? beantwortet aber Deine Frage
Wohin expandiert der Raum? nach wie vor obsolet wie nach der Formulierung der ART.
Gruss Orbit

Orbit, warum gefällt dir die Aussage der M-theorie nicht:
unser Universum expandiert in der vierten Raumdimension, in einem Multiversum, in dem auch andere Universen entstehen, vergehen, expandieren...

raumexpandierende Grüße von Ispom

 

[Orbit]

Hallo ispom
Du fragst:

Orbit, warum gefällt dir die Aussage der M-theorie nicht:
unser Universum expandiert in der vierten Raumdimension, in einem Multiversum, in dem auch andere Universen entstehen, vergehen, expandieren...

Weil ich in meiner Vorstellung ohne 4. Raumdimension auskomme und mir trotzdem ein Multiversum vorstellen kann, auch wenn ich ihm meist nicht so sage.
Gruss Orbit

 

[komet007]

So lange man sich die Entstehung des Universums aus einer Singularität heraus vorstellte, waren sowohl Deine Frage wie auch meine Behauptung sinnlos.

Hallo Orbit,
sorry, wenn ich dir nochmal wiederspreche. Das aktuelle kosmologische Modell postuliert immer noch eine Singularität als Ursprung des Universums. Das klassische Modell wurde lediglich dahingehend erweitert, als dass man den Faktor Inflation hinzufügte.

 

[Toni]

Hallo Wolfgang,

Das klassische Modell wurde lediglich dahingehend erweitert, als dass man den Faktor Inflation hinzufügte.

... der aber nach wie vor hochspekulativ und wissenschaftlich reichlich umstritten ist:

Die Theorie des inflationären Universums ist eine Theorie, die auch Ereignisse vor dem großen Knall berücksichtigt. Durch die gigantische Ausdehnung könnte das gesamte Universum theoretisch aus einer verschwindend geringen Masse (< 10 kg) mit sehr geringer Ausdehnung entstanden sein; allerdings bedarf es aufgrund des falschen Vakuumzustands einer extrem hohen Dichte. Diese These ist allerdings hochspekulativ, gibt aber eine mögliche Erklärung unter Berücksichtigung heutiger physikalischer Gesetzmäßigkeiten, auch wenn die Theorie des falschen Vakuumzustands bis heute nicht verstanden ist.

Auch im Abschnitt "Asublick" von Wiki steht:

Die Hypothese von einer inflationären Expansion ist Forschungsgebiet, auf dem noch zahlreiche Varianten diskutiert werden. Insbesondere ist die Natur der Teilchen bzw. Felder, die den erforderlichen Vakuumzustand verursacht haben könnten, noch völlig ungeklärt.

Aus diesen Gründen können sich heute mehr denn je Menschen damit abfinden bzw. zufrieden geben. Auch der amerikanische Forschungssatellit WMAP wird dahingehend noch keine endgültigen Ergebnisse liefern.

Ketzerisch zweifelnde Grüße von
Toni

 

[Orbit]

Das aktuelle kosmologische Modell postuliert immer noch eine Singularität als Ursprung des Universums.

Schon möglich, aber was man sich unter einer Singularität vorzustellen hat, da gehen die Meinungen auseinander. Ich bin jedenfalls nicht der einzige, der nicht mehr von einer Punkt-Singularität ausgeht.

Das klassische Modell wurde lediglich dahingehend erweitert, als dass man den Faktor Inflation hinzufügte.

Der Faktor welches Inflationsmodells? Da gibt es einige. Du siehst, einmal mehr vertreten wir lediglich verschiedene Ansichten. Deine liegt wohl näher bei jener von Dr.Andreas Müller, meine eher bei Lee Smolin. Und ich denke zum jetzigen Zeitpunkt, da so viele neue grundlegende Fragen in der Kosmologie auftauchen, kann eh nicht mehr auf eine einheitliche Lehrmeinung gebaut werden.
Gruss Orbit

 

[komet007]

Der Faktor welches Inflationsmodells? Da gibt es einige. Du siehst, einmal mehr vertreten wir lediglich verschiedene Ansichten. Deine liegt wohl näher bei jener von Dr.Andreas Müller, meine eher bei Lee Smolin. Und ich denke zum jetzigen Zeitpunkt, da so viele neue grundlegende Fragen in der Kosmologie auftauchen, kann eh nicht mehr auf eine einheitliche Lehrmeinung gebaut werden.

Hi Orbit und Toni
Was mich in diesem Zusammenhang vor allem interessieren würde, ist die Tatsache, wie groß bzw wie dicht unser Universum nach der Inflation eigentlich war. Dass es mal kleiner war steht denke ich ausser Frage. Grundsätzlich muss sich der ursprüngliche Abstand der Galaxien über die Hubble-Konstante berechnen lassen. Ab diesem Abstand müssten sich also die Galaxien nach der Inflation voneinander weg bewegt haben. Es wundert mich eigentlich, dass ich darüber noch nie etwas gelesen habe. Vielleicht können wir uns ja alle mal dieser Aufgabe stellen.
Im Prinzip müssten wir dazu die Entfernung einiger Galaxien, die der Raumexpansion unterliegen und datentechnisch genau erfasst sind, mit der Hubblekonstanten zeitlich zurück rechnen. Momentan suche ich noch nach entsprechenden Galaxien/Quasaren. Um ganz sicher zu gehen, müsste man vieleicht sogar Galaxiencluster wie Abell heran ziehen. Auch ein ungefährer Wert würde ausreichen, um die ursprüngliche Dichte zu bestimmen.

 

[Orbit]

Hallo komet007

wie groß bzw wie dicht unser Universum nach der Inflation eigentlich war.

Die Inflation war, wenn es sie überhaupt gab, 1E-31 s nach dem Urbeginn bereits fertig. Das damals sichtbare Universum hatte einen Radius von gerade mal 3E-22 m. Der Raum, in dem die Masse des heute sichtbaren Universums verteilt war, war viel grösser. Wie gross, das weiss niemand wirklich. Etwa so gross wie eine Orange, habe ich schon gelesen; aber ich denke nicht, dass man solche Grössenvergleiche all zu ernst nehmen sollte. Die Dichte zu diesem Zeitpunkt erhält man aus der Gravitationskonstanten; denn die ist eigentlich der Kehrwert einer zeitabhängigen Dichte:
Dichte = 1/G*t^2 = 1/(6,673E-11* E-60) = 1.5E+70 kg/m^3

Grundsätzlich muss sich der ursprüngliche Abstand der Galaxien über die Hubble-Konstante berechnen lassen. Ab diesem Abstand müssten sich also die Galaxien nach der Inflation voneinander weg bewegt haben.

Da hast Du eine falsche Vorstellung: Die Hubble-Konstante gilt nicht bis zu dem Zeitpunkt, da die Inflation zu Ende war; denn der liegt hinter der 400 Mpc-Grenze und ausserdem hinter dem undurchsichtigen Vorhang der Hintergrundstrahlung. Da wäre ohnehin nichts zu sehen, auch wenn H dort noch gelten würde. Der Rest Deiner Überlegungen ist deshalb gegenstandslos. Leider.
Gruss Orbit

 

[mac]

Hallo Orbit,

ich nehme an, daß es Dir so geht wie mir als ich hier im Forum meine ersten Schritte machte. Schau mal rechts oben unter der Begrüßung (Willkommen Orbit.) Da steht eine Benachrichtigung, wenn Du eine PN erhalten hast.

Herzliche Grüße

MAC

 

[komet007]

Da wäre ohnehin nichts zu sehen, auch wenn H dort noch gelten würde. Der Rest Deiner Überlegungen ist deshalb gegenstandslos. Leider.
Gruss Orbit

Hallo Orbit

Darum geht es mir gar nicht. Mal konkret: Welche Entfernung hatte Abell S0740 (450 Mio. LJ Entfernung) vor 13 Mrd. LJ, lt. Hubble-Konstante, zu unserer Milchstraße?
Mit dieser Methode versuchte Edwin Hubble bereits das Alter des Universums zu bestimmen. Er ging damals zwar noch von einer völlig anderen Datenlage aus, vom Prinzip her ist diese Methode immer noch legitim. Man muss nur den seit der Zeit des Urknalls expandierten Raum, zeitlich zurück rechnen.

 

[Orbit]

Guten Tag komet007,

Darum geht es mir gar nicht. Mal konkret: Welche Entfernung hatte Abell S0740 (450 Mio. LJ Entfernung) vor 13 Mrd. LJ, lt. Hubble-Konstante, zu unserer Milchstraße?

Es war halt schwierig, aus Deinem letzten Beitrag heraus zu lesen, um was es dir eigentlich ging. Die Frage, wie Du sie jetzt stellst, ist leicht zu beantworten, wenn man davon ausgeht, dass H in einer Distanz von 450E+6 LJ unverändert gelte:
450E+6 LJ sind 138 Megaparsec. Die Fluchtgeschwindigkeit dort wäre dann 138 * 71 km/s = 9800 km/s oder 9.8E+6 m/s. In 13E+9 LJ legt Abell also rund 4E+24 Meter zurück. Das sind 425 E+6 LJ. Abell wäre also damals 25E+6 LJ 'von uns' entfernt gewesen. Das ist etwa das 10fache der heutigen Distanz zum Andromedanebel.
Gruss Orbit

 

[komet007]

450E+6 LJ sind 138 Megaparsec. Die Fluchtgeschwindigkeit dort wäre dann 138 * 71 km/s = 9800 km/s oder 9.8E+6 m/s. In 13E+9 LJ legt Abell also rund 4E+24 Meter zurück. Das sind 425 E+6 LJ. Abell wäre also damals 25E+6 LJ 'von uns' entfernt gewesen. Das ist etwa das 10fache der heutigen Distanz zum Andromedanebel.
Gruss Orbit

Hallo Orbit
nicht ganz, man darf nicht vergessen, je geringer der Abstand wird, desto niedriger ist die Fluchtgeschwindigkeit. Deine Berechnung würde also nur für eine gleichbleibende Fluchtgeschwindigkeit gelten. Im Grunde wäre der Abstand von Abell vor 13 Mrd. Jahren sogar noch wesentlich größer gewesen. Muss er auch, sonst hätte die enorme Dichte die Bildung großer Strukturen verhindert und das Universum hätte sich niemals ausdehnen können. Vor allem muss die Vakuumenergiedichte einen wesentlich höheren Wert gehabt haben, womit die Theorie der Quintessenz wieder die Oberhand gewinnt.
Wenn ich also richtig liege, so setzte die Expansion des Raumes nach dem Urknall ab dieser Dichte ein, womit erwiesen ist, dass die Materie nicht in einem Punkt, wie im klassischen Urknallmodell angenommen, zusammen trifft.
Eine Inflation wäre auch nicht dringend erforderlich, sofern man eine Singularität ausser Acht lässt und die Theorie eines Zyklischen Universums heran zieht (die sagt mir im Übrigen eh viel mehr zu).

 

[Orbit]

Komet007
Du schreibst

nicht ganz, man darf nicht vergessen, je geringer der Abstand wird, desto niedriger ist die Fluchtgeschwindigkeit. Deine Berechnung würde also nur für eine gleichbleibende Fluchtgeschwindigkeit gelten.

Ich habe die Geschwindigkeit so hochgerechnet, wie ich annehme, dass man es tun muss: Bei 1 Mpc 71, bei 450 Mpc 9800 km/s. Vielleicht liege ich falsch. Dann wäre die einfachste Methode, mir meinen Fehler zu zeigen, wenn Du vorrechnest, wie Du es machst.

Im Grunde wäre der Abstand von Abell vor 13 Mrd. Jahren sogar noch wesentlich größer gewesen. Muss er auch, sonst hätte die enorme Dichte die Bildung großer Strukturen verhindert und das Universum hätte sich niemals ausdehnen können.

Auf welche Grundlagen stützt Du diese Aussage?
Das würde nämlich das Gegenteil von dem bedeuten was Du im ersten Zitat sagst, dass H dort draussen kleiner wird. Du musst den Film rückwärts laufen lassen, wenn Du Dir das vorstellen willst. Welche Dichte nimmst Du dort an? Doch nicht etwa jene, die ich weiter oben erwähnt habe, die nach der Inflation geherrscht haben könnte. Vor 13E+9 Jahren war sie nach derselben Berechnungsmethode nämlich nur noch ca. 2,5E-23 kg/m^3.

Vor allem muss die Vakuumenergiedichte einen wesentlich höheren Wert gehabt haben, womit die Theorie der Quintessenz wieder die Oberhand gewinnt.

Jetzt sprichst Du offenbar wieder von der Dichte unmittelbar nach der Inflation: Willst Du da einen noch höheren Wert als die unvorstellbaren 1.5E+70 kg/m^3, die ich da vermute? Reicht das nicht für Deine favorisierte Theorie, die im übrigen mehr als umstritten ist.

Wenn ich also richtig liege, so setzte die Expansion des Raumes nach dem Urknall ab dieser Dichte ein

Ab welcher Dichte? Nenn endlich einen Wert.

womit erwiesen ist, dass die Materie nicht in einem Punkt, wie im klassischen Urknallmodell angenommen, zusammen trifft.

Das ist eh den meisten klar. beweisen musst Du das nur noch Dir selbst und vielleicht auch Herrn Müller. Aber eigentlich denke ich, dass ihm das auch klar ist, obwohl er in seinem Lexikon in Sachen Singularität nicht klar Stellung bezieht.

Eine Inflation wäre auch nicht dringend erforderlich

Diese Auffassung teile ich übrigens mit Dir. Das ganz privat . Aber aus andern Gründen als Du.
Über das zyklische Universum sollten wir uns in diesem Dialog erst Gedanken machen, wenn mal ein paar grundlegende Dinge geklärt sind, die Du m.E. ziemlich durcheinander wirbelst.
Gruss Orbit

 

[komet007]

Ich habe die Geschwindigkeit so hochgerechnet, wie ich annehme, dass man es tun muss: Bei 1 Mpc 71, bei 450 Mpc 9800 km/s. Vielleicht liege ich falsch. Dann wäre die einfachste Methode, mir meinen Fehler zu zeigen, wenn Du vorrechnest, wie Du es machst.

Naja, man muss die Hubble-Zeit mit einbeziehen, da die Fluchtgeschwindigkeit einer Galaxie, je weiter man sich in der Vergangenheit befindet, proportional zur Hubble-Konstante abnimmt. Nach der genauen Formel, wie man dies berechnet, suche ich noch.

Das würde nämlich das Gegenteil von dem bedeuten was Du im ersten Zitat sagst, dass H dort draussen kleiner wird.

Ich glaube du hast mich falsch verstanden. Ich habe nicht behauptet, dass H kleiner war, sondern die Fluchtgeschwindigkeit Abells, ausgehend von meiner Anmerkung oben.

Jetzt sprichst Du offenbar wieder von der Dichte unmittelbar nach der Inflation: Willst Du da einen noch höheren Wert als die unvorstellbaren 1.5E+70 kg/m^3, die ich da vermute? Reicht das nicht für Deine favorisierte Theorie, die im übrigen mehr als umstritten ist.
Ab welcher Dichte? Nenn endlich einen Wert.
Das ist eh den meisten klar. beweisen musst Du das nur noch Dir selbst und vielleicht auch Herrn Müller. Aber eigentlich denke ich, dass ihm das auch klar ist, obwohl er in seinem Lexikon in Sachen Singularität nicht klar Stellung bezieht.

Im Grunde geht es mir nicht um die Materiedichte, sondern bei welchem Abstand sich die Galaxien zu Beginn des Universums gebildet haben, unter Berücksichtigung der Hubble-Konstanten.

 

[Orbit]

komet007, guten Tag!

Ich glaube du hast mich falsch verstanden. Ich habe nicht behauptet, dass H kleiner war, sondern die Fluchtgeschwindigkeit Abells, ausgehend von meiner Anmerkung oben.

Ich habe verstanden: Es ght immer noch um das bereits eingangs unseres Dialogs erwähnte Problem, für das ich das Bild der Medaille brauchte. Ich mache meine Berechnungen nach wie vor in dem Sinne, dass es sich bei H und der Fluchtgeschwindigkeit um zwei Seiten derselben Medaille handelt. Du gehst von zwei Medaillen aus. Gut möglich, dass Du recht hast. Aber aus dem, was Du bis jetzt geschrieben hast, wird mir nicht klar, wie Deine beiden Medaillen aussehen. Darum warte ich voresrt mal ab...

Nach der genauen Formel, wie man dies berechnet, suche ich noch.

...bis Du die Formel gefunden hast.
Das heisst, erst solltest Du Deine eigentliche Frage

Im Grunde geht es mir nicht um die Materiedichte, sondern bei welchem Abstand sich die Galaxien zu Beginn des Universums gebildet haben, unter Berücksichtigung der Hubble-Konstanten.

aus Deiner Sicht selbst beantworten, bevor wir weiter diskutieren können; denn ich habe sie aus meiner Sicht bereits beantwortet.
Gruss Orbit

 

[Matthy]

Alles Unfug?

Hallo Orbit,

schon früher hatte ich mal angedeutet, dass Du mit c*t keine Entfernungen ausrechnen kannst. Zumindest ist es doch sehr zweifelhaft, wenn Du erst mit Hubbles Konstante Einsteins Gleichungen ins Spiel holst, diese hinterher aber ziemlich ignorierst.

Fallst Du ein Navi hast - Du würdest Dich ohne relativistische Korrekturen ständig verfahren (war glaube ungefähr 1 km).

Wenn Du Dir dann die Gleichungen mal anschaust wirst Du sicher sehr bald feststellen, dass bei solchen Berechnungen mit Papier und Bleistift nicht viel auszurichten ist.

Mal an alle:

Bei den schönen Raum-Zeit-Diagrammen die man in vielen Veröffentlichungen sieht habe ich mich schon immer gefragt, in wie weit man unser eigenes Bezugssystem bis zum Urknall zurückrechnen und in alle Ewigkeit verwenden kann?

Schöne Grüße

Matthy

 

[Orbit]

@Matthy
Wenn Du schreibst

schon früher hatte ich mal angedeutet, dass Du mit c*t keine Entfernungen ausrechnen kannst.

nehme ich an, dass Du das meinst:

Schwarzschild Radius und Einstein habe ja nicht ich ins Spiel gebracht, aber mit Einsteins allgemeiner RT läßt sich ziemlich leicht zeigen, dass sich Orbits behauptung: Man könne Objekte nicht beobachten, die im selben Moment weiter weg sind als ct mindesten genauso sinnlos ist, wie meine obige Frage.

Weil Du es nur 'angedeutet' hast, verstehe ich es immer noch nicht und gehe nach wie vor davon aus, dass man Entfernungen eben gerade in der RT so definiert. Erklär es mir doch bitte, wie Du das siehst.
Gruss Orbit

 

[komet007]

Bei den schönen Raum-Zeit-Diagrammen die man in vielen Veröffentlichungen sieht habe ich mich schon immer gefragt, in wie weit man unser eigenes Bezugssystem bis zum Urknall zurückrechnen und in alle Ewigkeit verwenden kann?

Dass ist eben auch genau mein Gedanke, die Ausdehnung des lokalen Universums (bis 400Mpc) zeitlich zurück zu rechnen, da die Hubble-Konstante bis zu dieser Entfernung eben als Konstante ihre Gültigkeit behält. Zieht man nun einige Galaxien heran, deren Entfernung bekannt ist, so sollte man die Ausdehnung des lokalen Universums erhalten, wie es nach der Rekombinationsära räumlich verteilt war, bzw bei welcher Ausdehnung sich die ersten Galaxien gebildet haben.
Der erste Wert, den Orbit für Abell errechnete, ist zwar unter der Annahme einer konstanten Fluchtgeschwindigkeit korrekt, diese Fluchtgeschwindigkeit ist allerdings immer proportional zur Ausdehnung des Universums je Mpc zu betrachten. Abell hatte also vor 450 Mio Jahren eine relative Fluchtgeschwindigkeit von 9936 Km/sec, bei geringerer Ausdehnung des Universums war auch die Fluchtgeschwindigkeit niedriger, dies muss zwingend beachtet werden, ansonsten erhalten wir niemals den genauen Wert wo sich Abell vor 13 Mrd. Jahren befunden hat.
Ich bin auch immer noch dran eine entsprechende Formel zu finden, bisher leider ohne Erfolg. Es wundert mich eigentlich, dass in diesem Forum diesbezüglich niemand weiterhelfen kann.