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Thema: Chandra und XMM: Wird die Dunkle Energie stärker?

  1. #21
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    Standard Quasare sprechen für neue extreme Dunkle Energie

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    Andreas Müller hat das für Spektrum auch formuliert: https://www.spektrum.de/news/quasar-...c44bj9xB7_bIP0

  2. #22
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    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    Du hattest in diesem Zusammenhang ja auch nach der Energieerhaltung gefragt.
    Ich hatte nicht nach der Energieerhaltung gefragt, sondern TomS hat diesen Satz kommentarlos in den Raum gestellt:

    Der Energieerhaltungssatz gilt in seiner üblichen Form in einem expandierenden Universum nicht.
    Und ich hatte mir erlaubt, nach einer Begründung oder Fundstelle zu fragen. Das daraufhin von Bernhard verlinkte Paper bezieht sich auf die 'General Relativity' und von einem expandierenden Universum und dunkler Energie ist dort nichts zu finden.

    Zitat Zitat von TomS Beitrag anzeigen
    Dein Einwand geht an deinem eigenen Argument vorbei:
    ???

    Zitat Zitat von TomS Beitrag anzeigen
    Fakt ist, dass du in einem expandierenden Universum den Energieinhalt eines bestimmten Volumens als Integral über die Energiedichte nicht mehr sinnvoll definieren kannst.
    Das will ich auch nicht bestreiten, aber der Titel des von der Redaktion zur Diskussion gestellten Artikels lautet:
    Wird die Dunkle Energie stärker? Ich habe den Eindruck, dass du garnicht über dieses Thema diskutieren willst!

    Zitat Zitat von TomS Beitrag anzeigen
    Deshalb ist es sinnlos, über die Erhaltung einer Größe zu diskutieren, die wir nicht definieren können. Das Argument ist auch völlig unabhängig davon, ob überhaupt von Dunkler Energie die Rede. Darüberhinaus ist zumindest für die kosmologische Konstante nicht zwingend notwendig, den zusätzlichen Termin überhaupt als Beitrag zur Energiedichte zu interpretieren.
    Es geht doch hier um die Dunkle Energie, die im gesamten Universum wirksam ist, und nicht um den Energieinhalt eines bestimmten Volumens oder die Energiedichte. Es geht doch um die Frage der Energieerhaltung im ganzen Universum als abgeschlossenes System, dem von außen keine zusätzliche Energie zugeführt werden kann. Wenn also behauptet wird, dass die (Dunkle) Energie zunimmt, dann muss sie von irgendwo innerhalb des Systems herkommen und deshalb muss auch der Energieinhalt insgesamt konstant bleiben. Eine größer werdende 'Dunkle Energie' kann keinen Beitrag zur Energiedichte im gesamten Universum leisten, sondern diese muss mit der Expansion abnehmen.

    Freundliche Grüße, Delta3
    Geändert von DELTA3 (06.02.2019 um 03:45 Uhr) Grund: Korrektur
    Es ist besser, Intelligenz zu haben wenn man sie nicht braucht, als sie zu brauchen, wenn man sie nicht hat

  3. #23
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    Zitat Zitat von DELTA3 Beitrag anzeigen
    Das will ich auch nicht bestreiten, aber der Titel des von der Redaktion zur Diskussion gestellten Artikels lautet:
    Wird die Dunkle Energie stärker? Ich habe den Eindruck, dass du garnicht über dieses Thema diskutieren willst!
    Hallo Delta3,

    Du hattest hier geschrieben, dass Du mit dem Energieerhaltungssatz zwar grundsätzlich, aber nicht in allen Details vertraut bist. Und ehe wir uns über das Thema Dunkle Energie und ob diese in Abhängigkeit der Zeit variiert unterhalten ist es meines Erachtens wesentlich, dass wir uns tatsächlich vorgängig über die Erhaltungsgrössen unterhalten, eben weil das so wichtig ist.

    Und erst danach über das Thema "Dunkle Energie" und den Zusammenhang zur ART und erst in einem dritten Schritt dann, ob diese über die Zeit konstant ist oder variiert.


    Wenn wir uns also fundiert über dieses Thema unterhalten wollen, erscheint es mir sinnvoll, (mindestens) dreistufig vorzugehen.


    Freundliche Grüsse, Ralf

  4. #24
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    Lokal gilt eine "Energie-Impuls-Erhaltung" in dem Sinne, dass die Divergenz den Energie-Impuls-Tensors verschwindet. Eine Energieerhaltung folgt nur dann, wenn die Physik im betrachteten System zeitinvariant ist. Diese Tatsache ist offenbar nur wenigen Eingeweihten bekannt, deswegen nochmal: Energieerhaltung ist kein universelles Naturgesetz, sondern an die genannte Vorbedingung geknüpft.
    Diese Bedingung ist im Allgemeinen nicht erfüllt in expandierenden Universen. Insbesondere ist schon die Beschreibung in expandierenden Koordinaten explizit nicht zeitinvariant. Wenn man also die Energie in einem bestimmten mitbewegten Volumenelement anschaut, während dieses expandiert, dann ist diese immer dann nicht erhalten, wenn Druck vorliegt. Das gilt schon für ein heißes Gas, wo die Energie (Temperatur) mit der Zeit abnimmt. Es gilt erst Recht für Dunkle Energie, deren Dichte (wegen ihres negativen Drucks) konstant bleibt und deren Menge deshalb proportional mit dem Volumen wächst. Phantomenergie ist (was Energierhaltung betrifft) nur noch etwas krasser, weil ihre Dichte mit der Zeit noch zunimmt.
    Und wenn man diese Volumenelemente zusammenzählt, z.B. in einem endlich großen Universum, und das Ergebnis als den Energieinhalt des Universums bezeichnet, dann ist dieser nicht erhalten. Da muss man sich auch nicht wundern, weil weder die Relativgeschwindigkeiten dieser Volumina mitgezählt sind noch deren gravitative Wirkung aufeinander. Das ist aber kein einfaches Versäumnis, sondern eine prinzipielle, konzeptuelle Schwierigkeit. Wie z.B. definiert man global Abstand und Geschwindigkeit in einem endliches Universum? Wie Gravitationspotential, wenn es gar keine invariante Gravitationsbeschleunigung gibt?

  5. #25
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    Es gibt auch noch diese https://de.wikipedia.org/wiki/Friedm...ergieerhaltung anschaulich leicht nachvollziehbare Gleichung.
    Freundliche Grüße, B.

    Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921

  6. #26
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    Zitat Zitat von DELTA3 Beitrag anzeigen
    Ich hatte nicht nach der Energieerhaltung gefragt ...
    Du hast sie hier angesprochen:

    Zitat Zitat von DELTA3 Beitrag anzeigen
    Deshalb erscheint mir die Behauptung, dass die dunkle Energie zunimmt, ohne anzugeben, woher die zusätzliche Energie kommen soll, schon sehr fragwürdig.
    Zitat Zitat von DELTA3 Beitrag anzeigen
    Wird die Dunkle Energie stärker? Ich habe den Eindruck, dass du garnicht über dieses Thema diskutieren willst!
    Wieso nicht? Du hattest Einwände gegen eine mögliche Zunahme der Dunklen Energie; diese habe ich entkräftet: erstens gilt der Energieerhaltungssatz nicht in der üblichen Form, und zweitens ist zumindest die kosmologische Konstante nicht zwingend als Energieform zu interpretieren.
    Geändert von TomS (07.02.2019 um 07:40 Uhr)
    Gruß
    Tom

    «while I subscribe to the "Many Worlds" theory which posits the existence of an infinite number of Toms in an infinite number of universes, I assure you that in none of them am I dancing»

  7. #27
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    Zitat Zitat von DELTA3 Beitrag anzeigen
    Es geht doch hier um die Dunkle Energie, die im gesamten Universum wirksam ist, und nicht um den Energieinhalt eines bestimmten Volumens oder die Energiedichte. Es geht doch um die Frage der Energieerhaltung im ganzen Universum als abgeschlossenes System, dem von außen keine zusätzliche Energie zugeführt werden kann. Wenn also behauptet wird, dass die (Dunkle) Energie zunimmt, dann muss sie von irgendwo innerhalb des Systems herkommen und deshalb muss auch der Energieinhalt insgesamt konstant bleiben. Eine größer werdende 'Dunkle Energie' kann keinen Beitrag zur Energiedichte im gesamten Universum leisten, sondern diese muss mit der Expansion abnehmen.
    Genau dieses Argument greift eben nicht.

    Die Energieerhaltung im Universum als abgeschlossenen System gilt schlichtweg nicht in der von dir vermuteten Form! Man muss dem Universum eben keine Energie von außen zuführen. Der Term in den Einsteinschen Gleichungen, der die Energiedichte beschreibt, kann um eine kosmologische Konstante oder auch eine variable Größe = eine Art exotische Energieform ersetzt werden. Diese Energieform kann bei Expansion des Universums tatsächlich zunehmen. Dies verletzt kein bekanntes Gesetz der Physik.

    Zunächst ist der Energieinhalt E[V] eines wie sich immer definierten Volumens V nicht sinnvoll definierbar, wenn das Universum expandiert. Darüberhinaus wäre - wenn man es dennoch versuchen würde - dieses E[V] bei Anwendung auf ein unendliches Universum ebenfalls unendlich. Betrachtet man stattdessen die Energiedichte an jedem Punkt, so kann diese bei Expansion konstant bleiben oder sogar zunehmen.

    Ich hat das sehr gut zusammengefasst:

    Zitat Zitat von Ich Beitrag anzeigen
    Eine Energieerhaltung folgt nur dann, wenn die Physik im betrachteten System zeitinvariant ist ... deswegen nochmal: Energieerhaltung ist kein universelles Naturgesetz, sondern an die genannte Vorbedingung geknüpft.
    Diese Bedingung ist im Allgemeinen nicht erfüllt in expandierenden Universen. Das ist ... eine prinzipielle, konzeptionelle Schwierigkeit.
    Letzteres muss man noch in den richtigen Kontext stellen. Ich denke, wir können diese konzeptionellen Probleme in unserer Diskussion vollständig ignorieren, wenn wir davon absehen, von Energie, Energieinhalt oder der Erhaltung von Energie zu sprechen. Dem Begriff „Dunkle Energie“ sollten wir nicht zu viel Bedeutung beimessen, denn Wörter in Begriffe sind in der Physik ohnehin sekundär; primär sind mathematische Modelle, beobachtbare Phänomene sowie die Frage, wie gut beide zusammenpassen.
    Geändert von TomS (07.02.2019 um 08:38 Uhr)
    Gruß
    Tom

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  8. #28
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    Zitat Zitat von TomS Beitrag anzeigen
    Dem Begriff „Dunkle Energie“ sollten wir nicht zu viel Bedeutung beimessen, denn Wörter in Begriffe sind in der Physik ohnehin sekundär; primär sind mathematische Modelle, beobachtbare Phänomene sowie die Frage, wie gut beide zusammenpassen.
    Unter Forschern und Wissenschaftlern kann man das gut einfordern. In einem öffentlichen Forum mit Laien, Hobby-Astronomen und breit interessierten Lesern reicht das u.U. nicht mehr aus. Dabei ist es zum Glück zulässig darauf zu verweisen, dass Wissen auch nicht immer in beliebigen Mengen vorhanden ist.
    Freundliche Grüße, B.

    Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921

  9. #29
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    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    Unter Forschern und Wissenschaftlern kann man das gut einfordern. In einem öffentlichen Forum mit Laien, Hobby-Astronomen und breit interessierten Lesern reicht das u.U. nicht mehr aus.
    Unter Wissenschaftlern muss man das eigtl. nicht einfordern ;-)

    Ich stelle eben feste, dass Begriffe wie „Dunkle Energie“ in vielerlei Weise hinderlich sind, eine sachorientierte Diskussion zu führen.
    Gruß
    Tom

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  10. #30
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    Danke für eure Antworten und die verlinkten Fundstellen in Wiki. Ich habe sie alle gelesen, muss allerdings zugeben, dass ich nicht viel davon verstanden habe, da ich kein Physiker bin. Eingeprägt hat sich mir dieses:
    Die Friedmann-Gleichung und die Beschleunigungsgleichung lassen sich zu einer weiteren Gleichung kombinieren[1], die in anschaulicher Weise die Massen- und Energieerhaltung beschreibt

    Die Friedmann-Gleichung genügt daher, um zusammen mit dem Energieerhaltungssatz die globale Entwicklung des Universums zu beschreiben.
    wobei ich zugeben muss, dass mir die Friedmann-Gleichung auch nicht geläufig ist.

    Das ist für mich jetzt alles etwas viel auf einmal, ich will versuchen, der Reihe nach darauf einzugehen.

    Zitat Zitat von TomS Beitrag anzeigen
    Du hattest Einwände gegen eine mögliche Zunahme der Dunklen Energie; diese habe ich entkräftet: erstens gilt der Energieerhaltungssatz nicht in der üblichen Form, und zweitens ist zumindest die kosmologische Konstante nicht zwingend als Energieform zu interpretieren.
    Soweit ich mich erinnere, war es damals eine wissenschaftliche Sensation, als Pearlmutter entdeckte, dass sich die Expansion des Universums nicht, wie erwartet, verlangsamt, sondern beschleunigt. Um die beschleunigte Expansion zu erklären wurde daraufhin die "Dunkle Energie" postuliert und mathematisch als kosmische Konstante eingeführt. Sie wird also seither sehr wohl als Energieform interpretiert.
    In welcher Form der Energieerhaltungssatz für das gesamte Universum als abgeschlossenes System Gültigkeit hat, kann ich nicht sagen, ich gehe aber davon aus, dass dem System keine Energie von außerhalb zugeführt wird, um die beschleunigte Expansion anzutreiben.

    Zitat Zitat von TomS Beitrag anzeigen
    Genau dieses Argument greift eben nicht.

    Die Energieerhaltung im Universum als abgeschlossenen System gilt schlichtweg nicht in der von dir vermuteten Form! Man muss dem Universum eben keine Energie von außen zuführen. Der Term in den Einsteinschen Gleichungen, der die Energiedichte beschreibt, kann um eine kosmologische Konstante oder auch eine variable Größe = eine Art exotische Energieform ersetzt werden. Diese Energieform kann bei Expansion des Universums tatsächlich zunehmen. Dies verletzt kein bekanntes Gesetz der Physik.

    Zunächst ist der Energieinhalt E[V] eines wie sich immer definierten Volumens V nicht sinnvoll definierbar, wenn das Universum expandiert. Darüberhinaus wäre - wenn man es dennoch versuchen würde - dieses E[V] bei Anwendung auf ein unendliches Universum ebenfalls unendlich. Betrachtet man stattdessen die Energiedichte an jedem Punkt, so kann diese bei Expansion konstant bleiben oder sogar zunehmen.
    Das Universum kann nicht unendlich sein. Wenn es zeitlich begrenzt ist (13,8 Mrd. Jahre), dann muss es auch räumlich begrenzt sein wenn die Expansionsgeschwindigkeit begrenzt ist.

    Meinst du, dass die Energiedichte mit der Expansion zunimmt? Dann müsste ja Energie aus dem 'Nichts' generiert werden!

    Zitat Zitat von TomS Beitrag anzeigen
    Ich hat das sehr gut zusammengefasst:

    Zitat von Ich

    Eine Energieerhaltung folgt nur dann, wenn die Physik im betrachteten System zeitinvariant ist ... deswegen nochmal: Energieerhaltung ist kein universelles Naturgesetz, sondern an die genannte Vorbedingung geknüpft.
    Diese Bedingung ist im Allgemeinen nicht erfüllt in expandierenden Universen. Das ist ... eine prinzipielle, konzeptionelle Schwierigkeit.

    Letzteres muss man noch in den richtigen Kontext stellen. Ich denke, wir können diese konzeptionellen Probleme in unserer Diskussion vollständig ignorieren, wenn wir davon absehen, von Energie, Energieinhalt oder der Erhaltung von Energie zu sprechen. Dem Begriff „Dunkle Energie“ sollten wir nicht zu viel Bedeutung beimessen, denn Wörter in Begriffe sind in der Physik ohnehin sekundär; primär sind mathematische Modelle, beobachtbare Phänomene sowie die Frage, wie gut beide zusammenpassen.
    Dazu müsste man erst mal definieren, was in diesem Zusammenhang mit 'Physik' gemeint ist, bzw. welcher Teil der Physik nicht zeitinvariant ist.

    Der Begriff "Dunkle Energie" hat sich nun mal eingeprägt und er steht auch im Titel dieses Artikels. Ich halte ihn auch für irreführend, da man Energie nicht sehen kann und somit auch nicht sagen kann, ob sie hell oder dunkel ist. Treffender wäre vielleicht 'Expansionskraft' oder einfach 'Raumkraft' (als Pendant zu Raumzeit).

    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    Unter Forschern und Wissenschaftlern kann man das gut einfordern. In einem öffentlichen Forum mit Laien, Hobby-Astronomen und breit interessierten Lesern reicht das u.U. nicht mehr aus.
    Ich hoffe, dass das nicht abwertend gemeint ist. Wenn ich Wissenschaftler wäre, hätte ich diesen populärwissenschaftlichen Artikel vermutlich garnicht gelesen oder gar kommentiert. Ich denke, dass dieses Forum für Menschen gedacht ist, die die Erkenntnisse der Wissenschft/ler verstehen möchten.

    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    Dabei ist es zum Glück zulässig darauf zu verweisen, dass Wissen auch nicht immer in beliebigen Mengen vorhanden ist.
    Selbst Sokrates sagte: Ich weiß, dass ich nichts weiß. Kein Mensch kann alles wissen und die, die nichts wissen, wissen alles besser. Auch wenn man alles Wissen der Menschheit integriert, wird es endlich sein.

    Freundliche Grüße, Delta3
    Es ist besser, Intelligenz zu haben wenn man sie nicht braucht, als sie zu brauchen, wenn man sie nicht hat

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