Entstehung dunkler Energie und dunkler Materie

Valuator

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Zum diesem Thema plagt mich schon lange eine Frage, traute mich allerdings bisher nicht, diese in einem Forum wie astronews zu stellen. Im Jahr 2001 schrieb der brit. Hofastronom Martin Rees, er sei überzeugt davon, das Geheimnis um DE und DM würde bis zum Ende des ersten Jahrzehnts des 21. Jahrhunderts gelüftet sein. Dies hat sich leider nicht bestätigt. Könnte nicht Einstein's Theorie der kosmologischen Konstanten, abgekürzt Λ für "Lambda", eine Art Antigravitation, mit der die Gravitationskraft als geometrische Krümmung der Raumzeit beschrieben wird, die Antwort liefern bei der Suche nach der unaufspürbaren DE und DM?

Wenn ich nicht irre, ist Lambda eine positive Vakuumenergiedichte, die zu negativem Druck führt und der die beschleunigte Expansion des Universums treibt. Es herrscht demnach eine Spannung im Raum, vergleichbar mit einer zusammengedrückten Feder. Kann es nicht sein, dass während der inflationären Phase des Urknalls, als der Raum an sich entstand, sich gleichzeitig dieser negative Druck aufbaute, der überhaupt zu Lamda führte? Lambda wäre nach meinen Überlegungen eine logische Antwort auf die Beschaffenheit von DE und DM. Denn negativer Druck ist im Universum ja genauso wenig aufspürbar wie DE und DM. Oder liege ich da falsch?
 

eeralfcosmo

Gesperrt
habe mir auch wirklich darueber gedanken gemacht, ob man nun DM und DE benoetigt, aber mein problem ist erst mal die unterschiedliche expansiopnweise, mal langsamer und dann schneller, mag sein das die schwerkraft dann nicht ueberwiegt, aber wenn der raum spannung erzeugt dann muesste es ja frueher oder spaeter zu einer explosions gegen die schwerkraft kommen, laut energieerhaltung alles = 0 oder (lieg ich da schon wieder falsch)

sry, ich kann dir nicht weiterhelfen, habe vermutlich aehnliche probleme wie du

aber das ist ein Punkt der mich auch wirklich hoechst interesiert

das Universum, ein nie verstandenes Sein
 

Bynaus

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Wenn ich nicht irre, ist Lambda eine positive Vakuumenergiedichte, die zu negativem Druck führt und der die beschleunigte Expansion des Universums treibt. Es herrscht demnach eine Spannung im Raum, vergleichbar mit einer zusammengedrückten Feder. Kann es nicht sein, dass während der inflationären Phase des Urknalls, als der Raum an sich entstand, sich gleichzeitig dieser negative Druck aufbaute, der überhaupt zu Lamda führte? Lambda wäre nach meinen Überlegungen eine logische Antwort auf die Beschaffenheit von DE und DM. Denn negativer Druck ist im Universum ja genauso wenig aufspürbar wie DE und DM. Oder liege ich da falsch?

Du liegst absolut richtig - mit einer populären Erklärung für die DE. Das Problem ist nur: wie genau beweist man sowas? Welche Voraussagen macht dies über die Beschaffenheit des Universums oder der Hintergrundstrahlung? Diese Modelle unterscheiden sich in der Regel nur minimal voneinander, und es sind hochpräzise Messungen nötig, um zu zeigen, dass die eine Erklärung besser ist als die andere - und daran arbeitet man, bis heute.
 

MGZ

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Zum diesem Thema plagt mich schon lange eine Frage, traute mich allerdings bisher nicht, diese in einem Forum wie astronews zu stellen. Im Jahr 2001 schrieb der brit. Hofastronom Martin Rees, er sei überzeugt davon, das Geheimnis um DE und DM würde bis zum Ende des ersten Jahrzehnts des 21. Jahrhunderts gelüftet sein. Dies hat sich leider nicht bestätigt. Könnte nicht Einstein's Theorie der kosmologischen Konstanten, abgekürzt Λ für "Lambda", eine Art Antigravitation, mit der die Gravitationskraft als geometrische Krümmung der Raumzeit beschrieben wird, die Antwort liefern bei der Suche nach der unaufspürbaren DE und DM?

Wenn ich nicht irre, ist Lambda eine positive Vakuumenergiedichte, die zu negativem Druck führt und der die beschleunigte Expansion des Universums treibt. Es herrscht demnach eine Spannung im Raum, vergleichbar mit einer zusammengedrückten Feder. Kann es nicht sein, dass während der inflationären Phase des Urknalls, als der Raum an sich entstand, sich gleichzeitig dieser negative Druck aufbaute, der überhaupt zu Lamda führte? Lambda wäre nach meinen Überlegungen eine logische Antwort auf die Beschaffenheit von DE und DM. Denn negativer Druck ist im Universum ja genauso wenig aufspürbar wie DE und DM. Oder liege ich da falsch?

Die ganze Sache ist schon deutlich komplizierter.

Man weiß, dass die Dunkle Materie eigentlich ausschließlich in Galaxien vorkommt, aber nicht dazwischen. Sie muss also eine Art Materie sein, die auch verklumpen kann, aber offenbar nicht zu Strukturen mit hoher Dichte.

Die Kosmologische Konstante ist ein Term in den Einsteinschen Feldgleichungen, der nicht unbedingt ohne Motivation eingeführt wurde. So gibt es zum Beispiel in der Allgemeinen Relativitätstheorie lokale Erhaltung von Energie und Impuls sowie Richtungsisotropie, egal, welchen Wert Lambda annimmt. Insofern ist ein Wert Lambda=0 für das Universum nicht weniger ungewöhnlich als Lambda=7,38. Selbst wenn Lambda gleich Null wäre, müsste man immer noch erklären, warum das so ist.
 

Bynaus

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MGZ schrieb:
Die ganze Sache ist schon deutlich komplizierter.

Um allen die Verwirrung zu ersparen: Meine Antwort bezog sich ausschliesslich auf eine kosmologische Konstante zur Erklärung der Dunklen Energie.

MGZ hat natürlich völlig recht, dass die Dunkle Materie nochmals eine ganz andere Sache ist, die sich nicht unter dieser Konstante "subsummieren" lässt.
 

Kickaha

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So habe ich das verstanden:
DE hat wie Λ (Lamda) eine Wirkung auf Raumzeit.
Ich stelle mir vor: DE ist Rest aus die Inflationszeit. Die Inflation war sehr viel früher - kurz nach BigBang, aber warum? Was ist Inflation? Wo ist Inflation heute?

Kann sein, die Inflation heute ist ein Rest in DE?


Namaste
 
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Butik

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Dunkler Energie und dunkler Materie ist nur Theorie die immer noch nicht bewiesen ist.
Hubble Teleskop hat uns gezeigt das Universum 13,7 ML. Jahr alt ist und der nächste Teleskop wir uns zeigen das Universum noch Grösser ist als 13,7 ml.j. und das Galaxien die 13,7 mlj weit sind genauso wie unsre Galaxie sein soll nicht kleine wie jetzt behauptet wird. Also genau so groß wie Andromeda oder unsere Milchstraße .
 

Alex74

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Dunkler Energie und dunkler Materie ist nur Theorie die immer noch nicht bewiesen ist.
Es ist nicht möglich etwas letztgültig zu beweisen; aber die Beobachtungsdaten sind da und sind Fakt. Wenn Du eine bessere Idee hast sie zu erklären - niemand hält Dich auf.

der nächste Teleskop wir uns zeigen das Universum noch Grösser ist als 13,7 ml.j.
Nein. Das Alter des Universums folgert sich nicht (nur) aus Hubbles Aufnahmen, sondern vor allem aus dem Mikrowellenhintergrund. Was das Alter des Universums angeht steht man heute auf sehr festem Boden.

und das Galaxien die 13,7 mlj weit sind genauso wie unsre Galaxie sein soll nicht kleine wie jetzt behauptet wird.
Das wird nicht behauptet, das wird beobachrtet.
Dein Denken beißt sich hier in den Schwanz: ich nehme an Du willst auf die Begrenztheit der Sichtweite von Hubble und Co hinaus. Dann sollte es ja viel einfacher sein, große weit entfernte Galaxien zu finden als kleine. Dem ist aber nicht so, man hat sehr viele alte Galaxien beobachtet und gezählt und das Ergebnis ist eindeutig: früher waren Galaxien kleiner und standen näher beisammen. Auch wenn das nicht in Dein Weltbild paßt, aber der Welt sind Weltbilder egal.

Gruß Alex
 

Kickaha

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Hallo zusammen,
Man weiß, dass die Dunkle Materie eigentlich ausschließlich in Galaxien vorkommt, aber nicht dazwischen. Sie muss also eine Art Materie sein, die auch verklumpen kann, ...
Ja. Materie, Teilchen oder Energie.
... aber offenbar nicht zu Strukturen mit hoher Dichte.
Hohe Dichte ist relativ.
Ich vermute DM kann nicht so dicht wie Planetenmaterie sein.
Aber wie interstellares Gas kann ich vorstellen. Ohne Wechselwirkung mit Materie und wenig Wechselwirkung mit sich selbst.

Es könnte auch dichter werden so wie Stein, aber wenn größer als Komet müsste zwingend zerfallen, sonst würden Phänomene zu sehen sein.

---

DE ist sehr viel Kompliziert in meine Betrachtung.
Ich denke eine Möglichkeit ist Raum-Zeit Krümmung die macht Illusion von schnellere Expansion durch geometrische Phänomen. Aber ich denke das ohne wissenschaftliche Fundament.


Namaste
 

mac

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Hallo Butik,

Dunkler Energie und dunkler Materie ist nur Theorie die immer noch nicht bewiesen ist.
dunkle Energie ist ein Name für die Vermutete Ursache eines beobachtbaren Phänomens. Ob es wirklich Energie, oder etwas anderes ist, ist bisher unklar.

Dunkle Materie läßt sich über ihre Wechselwirkung mit baryonischer Materie nachweisen. Es ist bisher nicht klar, was DM genau ist. Ob es ein Pendant zur baryonischen Materie ist, was die Mainstreammeinung glaubt, oder sich durch eine modifizierte Gravitationstheorie eklären läßt, was sehr viel weniger Physiker glauben, ist aber wohl bisher nicht zweifelsfrei klärbar.Ich sag' mal: Kein Wunder, bei einer solch schwachen Wechselwirkung mit allem, womit wir sie beobachten können.



Auch wenn man mit einem anderen, besseren Teleskop als Hubble, weit entfernte leuchtende Objekte besser sehen könnte als eben mit Hubble, ändert das nichts am Beobachtungshorizont. Das hängt damit zusammen, daß uns Photonen, die ausreichend weit weg von uns, in unsere Richtung, gestartet sind, noch nicht erreicht haben können. Photonen, die von noch weiter weg, und/oder zu spät gestartet, zu uns hin unterwegs sind, werden uns ab einer bestimmten Grenze (Horizont) niemals mehr, bis in alle Ewigkeit nicht, erreichen, einfach deshalb, weil jedes Teilstück des Universums was sie auf ihrem Weg zu uns gerade erreichen, sich schneller oder mindestens genau so schnell von uns entfernt, wie das, was sie gerade vorher noch verlassen haben. Damit können sie den Abstand zu uns nicht und niemals verringern. Das setzt allerdings voraus, daß sich das Universum bis in Ewigkeit beschleunigt ausdehnen wird - daran mag man zweifeln, aber besser werden wir es, auf absehbare Zeit, nicht wissen.


Herzliche Grüße

MAC
 
U

unipohl

Gast
Vielleicht doch. Ich bin nämlich der Meinung, die heutige Kosmologie hat einige fehlerhafte Auffassungen zu Axiomen gemacht, die nicht mehr hinterfragt werden, obwohl sie nicht bewiesen sind.

Der Grundfehler ist meiner Auffassung nach das unumstößliche Postulat eines "Anfangs" des Universums, das zu einem definierbaren Zeitpunkt aus Nichts entstanden sei. Ich neige dazu anzunehmen, das Universum existiert ewig, es hat keinen Anfang gehabt und es wird kein Ende haben. Die Hypothese fußt auf einem Grundprinzip aller Naturwissenschaft: Dem Energieerhaltungssatz.

Ein zweiter Grundfehler ist ein falscher Materiebegriff, der sich in der Vergangenheit schleichend etabliert hat: Die Energie wird nicht zur Materie zugehörig angenommen. Masse und Energie sind aber zwei Erscheinungsformen der Materie. Die Hypothese fußt auf der Masse-Energie-Äquivalenz.

Ausführlicher ist das und mehr in meinem Buch „Die Urknallhypothese, ein Hindernis für die kosmologische Forschung“ beschrieben oder in verkürzter Darstellung auf meinem Internetplatz www.unipohl.de/Wissenschaft/Hintergruende.htm
 

Bynaus

Registriertes Mitglied
unipohl schrieb:
Der Grundfehler ist meiner Auffassung nach das unumstößliche Postulat eines "Anfangs" des Universums, das zu einem definierbaren Zeitpunkt aus Nichts entstanden sei.

Genau genommen behauptet das niemand, weil man nicht über einen bestimmten Punkt, 10^-42 sec nach dem Urknall, hinausextrapolieren kann. Was vorher geschah, ist offen, was auch dazu geführt hat, dass viele verschiedene Modelle diskutiert werden. Einige davon sehen keinen zeitlichen Anfang des Universums insgesamt vor.

Die Hypothese fußt auf einem Grundprinzip aller Naturwissenschaft: Dem Energieerhaltungssatz.

Im Gegensatz zu dem, was viele selbsternannte Welterklärer zu glauben scheinen, verletzt der Urknall den Energieerhaltungssatz nicht. Der Gesamtenergiegehalt des Universums ist nämlich gleich Null, weil sich die negative potentielle Energie der Expansion und die positive Energie der Materie (und anderen Formen von Energie) darin gerade die Waage halten.

Die Energie wird nicht zur Materie zugehörig angenommen.

Du hast dich offenbar nicht lange genug mit Kosmologie auseinander gesetzt. Materie und Energie werden beim Universum immer gemeinsam betrachtet. Die Vermutung, dass es Dunkle Energie geben muss, kommt überhaupt erst aus dieser Annahme.

Ausführlicher ist das und mehr in meinem Buch „Die Urknallhypothese, ein Hindernis für die kosmologische Forschung“ beschrieben

Wer offensichtlich keine Ahnung von einer Sache hat, sollte auch keine Bücher darüber beschreiben und diese in Foren bewerben.
 

Infinity

Registriertes Mitglied
Da unipohl scheinbar nicht auf sein Thema im Gegen-den-Mainstream-Bereich eingeht und stattdessen seine Ideen weiterverbreitet (ganz zu schweigen davon, dass er das nun das zweite Mal im falschen Forenbereich getan hat), habe ich seinen Beitrag #13 gemeldet.

Bevor die eigene Idee weiter postuliert wird, sollte sie im GdM-Bereich ausdiskutiert werden.
 

Ich

Registriertes Mitglied
Ja, unipohl bricht die Regeln ziemlich dreist. Ich nehme also an, dass da kein Diskussionswille ist, sondern er nur Kasse machen will.
Trotzdem möchte ich zum eventuellen Nutzen Dritter kurz auf ein paar Punkte eingehen.
Der Grundfehler ist meiner Auffassung nach das unumstößliche Postulat eines "Anfangs" des Universums
Das ist kein Postulat. Das ist eine direkte Folge der Singularitätstheoreme: Wenn man die beobachtete Bewegung der uns umgebenden Galaxien in der Zeit zurückrechnet, dann waren sie vor endlicher Zeit in einem "Punkt", der Singularität, vereinigt. Das kann man im Rahmer der ART beweisen. Die Gültigkeit der ART selbst ist im interessierenden Parameterbereich ausreichend duch Beobachtungen und Experimente bestätigt.
Das einzige, was (außer Quanteneffekten bei extremsten Energien) diese Theoreme umgehen kann, wäre die Anwesenheit "negativen Drucks". Das ist in der Tat im Standardmodell auch so postuliert, als Inflationsphase des frühen Universums.
Die Hypothese fußt auf einem Grundprinzip aller Naturwissenschaft: Dem Energieerhaltungssatz.
Dazu drei Dinge:
1) Der Energieerhaltungssatz gilet nur in statischen Koordinaten in einer statischen Raumzeit. In einer dynamischen Raumzeit sind die Voraussetzungen für den Energieerhaltungssatz (das ist tatsächlich ein mathematischer Satz) nicht gegeben. Man kann ihn also nicht als Argument ins Feld führen, da er bekanntermaßen nicht gilt.
2) Etwas anderes ist das, was Bynaus angesprochen hat: man kann die Energie des Gravitationsfeldes selbst unter bestimmten Bedingungen auch mit einrechnen und kommt dann darauf, dass die so definierte Gesamtenergie tatsächlich erhalten - und gleich Null ist.
3) Ob die Gesamtenergie gleich Null ist oder nicht wäre mir persönlich recht egal: das Standardmodell wird zurückgerechnet bis zur Inflation. Was vorher war ist definitiv nicht mit den heutigen Theorien beschreibbar, es hat also keinen Sinn, das "Rätsel der Singularität" mit der klassischen Physik lösen zu wollen. Es ist für den weiteren Verlauf auch egal, warum und wie genau das Universum entstanden ist: Es gibt keinen Zweifel daran, dass es existiert, und es gibt keinen Zweifel daran, dass es früher sehr,sehr viel heißer und dichter war. Und das ist die Urknallhypothese. Spekulationen, warum das so ist und weitere Erklärungen kommen später.
Masse und Energie sind aber zwei Erscheinungsformen der Materie. Die Hypothese fußt auf der Masse-Energie-Äquivalenz.
Das ist einfach fehlendes Verständnis von unipohl: Er kritisiert eigentlich die Differenzierung zwischen "Strahlung" und "Materie", die man im kosmologischen Wortgebrauch vornimmt. Weil er nicht weiß, was die Begriffe bedeuten.
Alle Materie (und Energie) wird in den kosmologischen Betrachtungen als "Fluid" dargestellt, also als isotropes Medium. Das kann ein Photonengas sein, Staub, Gas oder ein hochenergetisches Plasma. Wenn die Gesamtenergie des Fluids von der Ruhemasse der Bestandteile dominiert wird, sagt man "Materie". Wenn die Gesamtenergie von der kinetischen Energie der Bestandteile dominiert wird, sagt man "Strahlung". Das können durchaus auch hochenergetische Teilchen sein, wichtig ist für die Kosmologen in dem Zusammenhang nur die Zustandsgleichung, also das Verhältnis von Druck (durch c²) zu Dichte: bei Materie ist es 0, also kein nennenswerter Druck. Bei Strahlung ist es 1/3, also ernstzunehmend. Damit keine Missverständnisse aufkommen: Von "nennenswertem Druck" kann man z.B. für ein Fluid von der Dichte unserer Atmosphäre erst ab ~10^11 bar sprechen.
 
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Bynaus

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@Ich: Ich (also ich :) ) glaube, da ist beim Posten der grösste Teil deines Beitrages verloren gegangen...
 

Tetsuo

Registriertes Mitglied
Mal eine Frage zwischendurch: Wenn die DM mit "normaler Materie" nicht wechselwirkt und nur auf die Gravitationsgesetze "gehorcht"... wieso verdichtet die DM sich dann nicht automatisch immer weiter. Als Laie erkläre ich mir das dann so, dass um ein "Stück" DM ein eine Kraft sein muss, welche weitere Verdichtung verhindert. So wie die Kernkraft im größeren Maßstab. Denkfehler?
jedenfalls sehr interessant das Ganze und ich bin gespannt ob das Alles zu unseren Lebzeiten noch entschlüsselt wird.
 
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