Hallo,
wie die Überschrifft es andeutet.
Hier soll es um die Dynamik im Universum gehen, und zwar die der Bewegungen von großen Materie-Strukturen wie Galaxien, Galaxienhaufen Superhaufen Superduper.....
Also! Von der Aussage inspirriert, die Dunkle Energie würde heute die Dynamik des Universum bestimmen, bin ich auf folgende Frage gestoßen.
Kann es sein das für die Dynamik gar keine Dunkle Energie notwenidig ist und die Dynamik entscheidend von der Gravitation großer Materie-Strukturen bestimmt ist? Ich kam darauf, als ich letztens wieder eine dieser Sendungen von Prof. Lesch sah, der dort sagte das wir auf die große Wand zusteuern.
Ist da was dran oder habe ich das nur falsch aufgenommen? Und was hat die Gravitation großer Strukturen für'n Einfluss auf die Dynamik?
Gruß
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Dynamik im Universum - "große Wand"?
Schalom,
ähmm, logisch, beide Kräfte bestimmen die Bewegung im Universum.
Worauf willst Du hinaus?
Es gibt sowohl die durch Massenanziehung verursachte Bewegung (von klein, bis ganz gross, sprich von Planeten, über Galaxien bis hin zu den Superhaufen) und gleichzeitig die allgemeine Expansion.
Die Dunkle Energie bestimmt das Geschehen auf oberster Ebene. Die Implosion (durch Gravitation verursacht) einiger Bereiche ist eher eine Ausnahme.
lehitra'ot
Martin
ähmm, logisch, beide Kräfte bestimmen die Bewegung im Universum.
Worauf willst Du hinaus?
Es gibt sowohl die durch Massenanziehung verursachte Bewegung (von klein, bis ganz gross, sprich von Planeten, über Galaxien bis hin zu den Superhaufen) und gleichzeitig die allgemeine Expansion.
Die Dunkle Energie bestimmt das Geschehen auf oberster Ebene. Die Implosion (durch Gravitation verursacht) einiger Bereiche ist eher eine Ausnahme.
lehitra'ot
Martin
Liebe Schwarze Materie,
die Dynamik des Universums wird bei späten Epochen ('heute') von der Dunklen Energie (DE) dominiert. Das ist letztlich eine Konsequenz ihrer Zustandsgleichung und dem daraus resultierenden charakteristischen Abhängigkeit vom Skalenfaktor beim DE-Term [a(t) oder R(t) bzw. a(z) oder R(z)] in den Friedmann-Gleichungen.
Die DE hat recht schnell Freunde in der scientific community gefunden, vor allem weil 1998 anhand von entfernten Sternexplosionen (SN Ia) die beschleunigte Expansion des Kosmos entdeckt wurde. Diese merkwürdige Beschleunigung kann man innerhalb der relativistischen Standardkosmologie nur mit dem Zusatz einer neuen Energieform, nämlich der Dunklen Energie, erklären. Witzigerweise kann Einsteins kosmologische Konstante als eine mögliche Form von DE interpretiert werden.
Soviel zur Rekapitulation.
So mächtig dieser Zusatzterm mit DE in den Friedmann-Gleichungen auch ist, so bereitet er doch große Probleme in der Physik, weil die Wissenschaftler nicht verstehen, was sich hinter der DE physikalisch verbirgt. Die Quantenfeldtheorien scheitern kläglich, die DE zu erklären. Eine gute Idee ist, dass sich das überall im Kosmos fein verteilte Quantenvakuum kosmologisch (d.h. auf sehr großen Längenskalen) als DE bemerkbar macht. Rechnet man diesen Ansatz nach, so verfehlen sich Theorie und Beobachtungen um 120 Zehnerpotenzen! Dennoch halten Physiker an der Grundidee fest und versuchen diese fatale Fehlkalkulation irgendwie zu korrigieren.
Eine andere Gruppe von Wissenschaftlern sucht den Ausweg in einem Ansatz, der eigentlich viel näher liegt: Lassen wir die problematische DE doch einfach wieder in der Wundertüte der physikalischen Ideen verschwinden und schauen wir, wie wir ohne sie auskommen.
In der Tat könnte die inhomogene Dichteverteilung der Materie so etwas wie DE 'simulieren'. Ich habe ja bereits die Arbeiten von Kolb et al. (2005) hier im Forum dargestellt. Einzelheiten plus Referenz gibt es hier http://www.wissenschaft-online.de/astro ... 3.html#lam (Abschnitt 'ohne Dunkle Energie').
Vor wenigen Tagen erschien auf nature.com ein kleiner Artikel, der in ähnlicher Weise die Inhomogenitäten aufgreift. Die DE wird in diesem Ansatz durch ein ungewöhnlich großes Void (kosmischer Leerraum) erklärt. Diese zwei Links
http://www.nature.com/news/2007/071102/ ... 7.215.html
http://arxiv.org/abs/0710.5307
gibt's in den News unter dem Thema 'Supervoid statt Dunkle Energie?'.
Dass wir bei den Voids längst nicht alles verstanden oder beobachtet haben, beweist diese Pressemeldung von Ende August 2007
http://www.astronews.com/news/artikel/2 ... -037.shtml
Ich persönlich finde einen Verzicht auf DE sehr elegant, aber die Experten müssen genau schauen, ob die neuen Alternativen passen.
In dieser Richtung passiert viel, u.a. wird mit immer besseren Samples von Supernovae versucht die Charakteristika der DE-Zustandsgleichung (für Experten: w und w') zu messen. Außerdem startet bald der PLANCK-Satellit, der die Oberwellen in der Hintergrundstrahlung so genau wie nie zuvor kartieren wird. Damit lassen sich ebenfalls w und w' messen, aber auch interessante Tests für die Topologie des Universums eröffnen sich.
Gruß,
Ray
die Dynamik des Universums wird bei späten Epochen ('heute') von der Dunklen Energie (DE) dominiert. Das ist letztlich eine Konsequenz ihrer Zustandsgleichung und dem daraus resultierenden charakteristischen Abhängigkeit vom Skalenfaktor beim DE-Term [a(t) oder R(t) bzw. a(z) oder R(z)] in den Friedmann-Gleichungen.
Die DE hat recht schnell Freunde in der scientific community gefunden, vor allem weil 1998 anhand von entfernten Sternexplosionen (SN Ia) die beschleunigte Expansion des Kosmos entdeckt wurde. Diese merkwürdige Beschleunigung kann man innerhalb der relativistischen Standardkosmologie nur mit dem Zusatz einer neuen Energieform, nämlich der Dunklen Energie, erklären. Witzigerweise kann Einsteins kosmologische Konstante als eine mögliche Form von DE interpretiert werden.
Soviel zur Rekapitulation.
So mächtig dieser Zusatzterm mit DE in den Friedmann-Gleichungen auch ist, so bereitet er doch große Probleme in der Physik, weil die Wissenschaftler nicht verstehen, was sich hinter der DE physikalisch verbirgt. Die Quantenfeldtheorien scheitern kläglich, die DE zu erklären. Eine gute Idee ist, dass sich das überall im Kosmos fein verteilte Quantenvakuum kosmologisch (d.h. auf sehr großen Längenskalen) als DE bemerkbar macht. Rechnet man diesen Ansatz nach, so verfehlen sich Theorie und Beobachtungen um 120 Zehnerpotenzen! Dennoch halten Physiker an der Grundidee fest und versuchen diese fatale Fehlkalkulation irgendwie zu korrigieren.
Eine andere Gruppe von Wissenschaftlern sucht den Ausweg in einem Ansatz, der eigentlich viel näher liegt: Lassen wir die problematische DE doch einfach wieder in der Wundertüte der physikalischen Ideen verschwinden und schauen wir, wie wir ohne sie auskommen.
In der Tat könnte die inhomogene Dichteverteilung der Materie so etwas wie DE 'simulieren'. Ich habe ja bereits die Arbeiten von Kolb et al. (2005) hier im Forum dargestellt. Einzelheiten plus Referenz gibt es hier http://www.wissenschaft-online.de/astro ... 3.html#lam (Abschnitt 'ohne Dunkle Energie').
Vor wenigen Tagen erschien auf nature.com ein kleiner Artikel, der in ähnlicher Weise die Inhomogenitäten aufgreift. Die DE wird in diesem Ansatz durch ein ungewöhnlich großes Void (kosmischer Leerraum) erklärt. Diese zwei Links
http://www.nature.com/news/2007/071102/ ... 7.215.html
http://arxiv.org/abs/0710.5307
gibt's in den News unter dem Thema 'Supervoid statt Dunkle Energie?'.
Dass wir bei den Voids längst nicht alles verstanden oder beobachtet haben, beweist diese Pressemeldung von Ende August 2007
http://www.astronews.com/news/artikel/2 ... -037.shtml
Ich persönlich finde einen Verzicht auf DE sehr elegant, aber die Experten müssen genau schauen, ob die neuen Alternativen passen.
In dieser Richtung passiert viel, u.a. wird mit immer besseren Samples von Supernovae versucht die Charakteristika der DE-Zustandsgleichung (für Experten: w und w') zu messen. Außerdem startet bald der PLANCK-Satellit, der die Oberwellen in der Hintergrundstrahlung so genau wie nie zuvor kartieren wird. Damit lassen sich ebenfalls w und w' messen, aber auch interessante Tests für die Topologie des Universums eröffnen sich.
Gruß,
Ray
Wir haben verlernt uns zu wundern.
-
wilfried
- Ehrenmitglied
- Beiträge: 2071
- Registriert: 20. Aug 2006, 10:18
- Wohnort: Mitten druff auf d'r Alb
- Kontaktdaten:
Liebe Freunde
ich denke auch dass der Kern des Problems -den Einstein ja bereits in seinen Feldgleichungen erkannte- unsere Feldtheoretiker sehr intensiv beschäftigt.
Es gibt so viele Spekulationen wie z.B. das Bubble Universe. Soll darstellen, dass wir eine ungeherue Mengen verschieden großer Universen Blasen haben die in "irgendeiner" Form tunnelartig in Verbindung stehen. Spekulationen gehen von wirklich winzigen -im cm Bereich- Röhren oder Wurmlöchern aus. Diese Blasen bilden sich andauernd, können auch zusammenstoßen. Ob sie auch zerpltzen sit mir nicht bekannt. Eventuell werden sie zusammenfallen und damit vergeht mal wieder eine dieser Blasen. Und die intern eingefasste Materie bewegt sich in diesen Blasen. Was passiert, wenn die Materie an die Blasenwand stößt ist mir unbekannt.
Ich bewerte all dies als Spekulation, als eine Art vorstellende Modellbildung. Ein Hilfsmittel unserem Gesit etwas zu vermitteln was er sich vorstellen kann. Ob das je so ist und wie man das je beweisen wird ist meines Erachtens nach sehr fraglich.
Einige Kritikpunkte:
1. Was ist denn mit der Umkehr von Raum und Zeit im Scharzen Loch
2. Was ist mit der Mengenproportinalität der Kräfte in den verschiedneen Universen
3. Was hält diese Blasen denn eigentlich zusammen?
4. Ist die Blasenwand elastisch, wenn ja wie wird der Elastizitätsmodel denn eigentlich definiert
5. Wie ist die Eigenbewegung der Blasen untereinander?
6. Gibt es solch eine Eigenbewegung, muss eine Energie auch zwischen den Blasen existieren, damit ein übergriefenes System, ein Hyperraum oder sowas.
Netten Gruß
Wilfried
ich denke auch dass der Kern des Problems -den Einstein ja bereits in seinen Feldgleichungen erkannte- unsere Feldtheoretiker sehr intensiv beschäftigt.
Es gibt so viele Spekulationen wie z.B. das Bubble Universe. Soll darstellen, dass wir eine ungeherue Mengen verschieden großer Universen Blasen haben die in "irgendeiner" Form tunnelartig in Verbindung stehen. Spekulationen gehen von wirklich winzigen -im cm Bereich- Röhren oder Wurmlöchern aus. Diese Blasen bilden sich andauernd, können auch zusammenstoßen. Ob sie auch zerpltzen sit mir nicht bekannt. Eventuell werden sie zusammenfallen und damit vergeht mal wieder eine dieser Blasen. Und die intern eingefasste Materie bewegt sich in diesen Blasen. Was passiert, wenn die Materie an die Blasenwand stößt ist mir unbekannt.
Ich bewerte all dies als Spekulation, als eine Art vorstellende Modellbildung. Ein Hilfsmittel unserem Gesit etwas zu vermitteln was er sich vorstellen kann. Ob das je so ist und wie man das je beweisen wird ist meines Erachtens nach sehr fraglich.
Einige Kritikpunkte:
1. Was ist denn mit der Umkehr von Raum und Zeit im Scharzen Loch
2. Was ist mit der Mengenproportinalität der Kräfte in den verschiedneen Universen
3. Was hält diese Blasen denn eigentlich zusammen?
4. Ist die Blasenwand elastisch, wenn ja wie wird der Elastizitätsmodel denn eigentlich definiert
5. Wie ist die Eigenbewegung der Blasen untereinander?
6. Gibt es solch eine Eigenbewegung, muss eine Energie auch zwischen den Blasen existieren, damit ein übergriefenes System, ein Hyperraum oder sowas.
Netten Gruß
Wilfried
Die Symmetrie ist der entscheidende Ansatz Dinge zu verstehen:
-rot E - dB / (c dt) = (4 pi k ) / c
rot B - dE/ / (c dt) = (4 pi j ) / c
div B = 4 pi rho_m
div E = 4 pi rho_e
-rot E - dB / (c dt) = (4 pi k ) / c
rot B - dE/ / (c dt) = (4 pi j ) / c
div B = 4 pi rho_m
div E = 4 pi rho_e
Hallo gradient,
w' := dw/dz
w' = 0 heißt demnach, dass die DE unabhängig von der Rotverschiebung z ist, d.h. mit anderen Worten zeitlich unveränderlich.
Aktuell messen die Astronomen w = -1 und w' = 0. Das sind gerade die Charakteristika einer kosmologischen Konstante (Einsteins Lambda).
Einzelheiten gibt's hier:
http://www.wissenschaft-online.de/astro ... 3.html#eos
Auch sehr interessant in diesem Zusammenhang:
http://www.wissenschaft-online.de/astro ... .html#ebed
Gruß,
Ray
w' := dw/dz
w' = 0 heißt demnach, dass die DE unabhängig von der Rotverschiebung z ist, d.h. mit anderen Worten zeitlich unveränderlich.
Aktuell messen die Astronomen w = -1 und w' = 0. Das sind gerade die Charakteristika einer kosmologischen Konstante (Einsteins Lambda).
Einzelheiten gibt's hier:
http://www.wissenschaft-online.de/astro ... 3.html#eos
Auch sehr interessant in diesem Zusammenhang:
http://www.wissenschaft-online.de/astro ... .html#ebed
Gruß,
Ray
Wir haben verlernt uns zu wundern.
-
SchwarzeMaterie
Hallo!
Ich halte mich mit meinen Reaktinen auf Eure Antworten erstmal nur kurz.
@ Ray
Oha... das sind doch mal wirklich ein paar aufklärende Worte!
Vielen Dank auch für die Links!
Dn Aspekt "ohne" DE kannte ich bisher noch nicht!
Dazu mal eine andere Frage! Kann das Universum eigentlich auch ohne eine Expansion auskommen, bzw. gibt es ähnliches was wie eine Expansion aussieht aber nur durch irgendetwas simuliert aussehn werden könnte? Ist "die Expansion" vielleicht auch nur eine Simulation oder gar eine Fehlinterprätation im ganzen?
@ Martin
Du wirst lachen, ich wollte eigentlich auf nichts bestimmtes hinaus.
Wollte lediglich mal die Dynamik großer Masse-Strukturen von allen Seiten betrachtet wissen.
@ Wilfried
Klingst natürlich auch interessant, wenn auch nur Spekulation!
LG
Gruß
Ich halte mich mit meinen Reaktinen auf Eure Antworten erstmal nur kurz.
@ Ray
Oha... das sind doch mal wirklich ein paar aufklärende Worte!
Vielen Dank auch für die Links!
Dn Aspekt "ohne" DE kannte ich bisher noch nicht!
Dazu mal eine andere Frage! Kann das Universum eigentlich auch ohne eine Expansion auskommen, bzw. gibt es ähnliches was wie eine Expansion aussieht aber nur durch irgendetwas simuliert aussehn werden könnte? Ist "die Expansion" vielleicht auch nur eine Simulation oder gar eine Fehlinterprätation im ganzen?
@ Martin
Du wirst lachen, ich wollte eigentlich auf nichts bestimmtes hinaus.
Wollte lediglich mal die Dynamik großer Masse-Strukturen von allen Seiten betrachtet wissen.
@ Wilfried
Klingst natürlich auch interessant, wenn auch nur Spekulation!
LG
Gruß
Ich will mal kurz zurück auf die Eingangsfrage kommen, Thomas wollte wissen, ob die Expansion des Universums auf gravitative Einflüsse zurück geführt werden kann.
Natürlich sind große Materieansammlungen wie die "Große Mauer" oder der "Große Attraktor" nicht ohne Einfluss. Sie beeinflussen ihre Umgebung ganz entscheidend, und das wirklich gravitativ.
Man kann sicherlich auch nicht bestreiten, dass die Expansion der Raumzeit in Richtung solcher Riesenmassen etwas eingebremst wird. Das ist allerdings die gegenteilige Wirkung zu Thomas' Vermutung. Man kann mit großer Sicherheit ausschließen, dass die Raumzeitexpansion durch Gravitationseffekte im Kosmos verursacht wird.
Es ist aber durchaus möglich, dass die beobachtete beschleunigte Expansion "von außen" bewirkt wird, und zwar durch gravitative Kräfte! Das könnte nämlich dann geschehen, wenn am Modell des Ekpyrotischen Universums etwas dran sein sollte:
http://abenteuer-universum.de/kosmos/ekpy.html
Gruß
gravi
Natürlich sind große Materieansammlungen wie die "Große Mauer" oder der "Große Attraktor" nicht ohne Einfluss. Sie beeinflussen ihre Umgebung ganz entscheidend, und das wirklich gravitativ.
Man kann sicherlich auch nicht bestreiten, dass die Expansion der Raumzeit in Richtung solcher Riesenmassen etwas eingebremst wird. Das ist allerdings die gegenteilige Wirkung zu Thomas' Vermutung. Man kann mit großer Sicherheit ausschließen, dass die Raumzeitexpansion durch Gravitationseffekte im Kosmos verursacht wird.
Es ist aber durchaus möglich, dass die beobachtete beschleunigte Expansion "von außen" bewirkt wird, und zwar durch gravitative Kräfte! Das könnte nämlich dann geschehen, wenn am Modell des Ekpyrotischen Universums etwas dran sein sollte:
http://abenteuer-universum.de/kosmos/ekpy.html
Gruß
gravi
Unser Wissen ist ein Tropfen. Was wir nicht wissen, ist ein Ozean.
Sir Isaac Newton
Sir Isaac Newton
Hallo Ray,
besten Dank für den Hinweis!
Bisher dachte ich nämlich immer, w sei zeitlich konstant. Heißt das, dass ein von Null verschiedenes w' eine Änderung des Materie-Zustands bedeutet? Wenn ja, dann könnte man z.B. die Inflation wie folgt erklären: Zunächst ist w=-1. Dann hat man eine exponentielle Expansion. Anschließend ändert sich der Wert w, so dass diese exponentielle Expansion abgebrochen wird.
Hat man schon solche kosmologische Modelle mit veränderlichem w durchgerechnet?
besten Dank für den Hinweis!
Bisher dachte ich nämlich immer, w sei zeitlich konstant. Heißt das, dass ein von Null verschiedenes w' eine Änderung des Materie-Zustands bedeutet? Wenn ja, dann könnte man z.B. die Inflation wie folgt erklären: Zunächst ist w=-1. Dann hat man eine exponentielle Expansion. Anschließend ändert sich der Wert w, so dass diese exponentielle Expansion abgebrochen wird. Hat man schon solche kosmologische Modelle mit veränderlichem w durchgerechnet?