Messwerte der Hubble-Konstante nicht vereinbar?

[positronium]

Hallo allerseits,

offenbar bestehen Diskrepanzen bei den Messwerten der Hubble-Konstante bei verschiedenen Messmethoden:
http://www.n-tv.de/wissen/Weltall-dehnt ... 53306.html
Dort steht auch, die Hubble-Konstante sei "etwa fünf bis neun Prozent höher" als bisher bekannt. 73,2 ist aber keine 5 bis 9 Prozent höher als die mir bisher bekannten Werte. Ein Fehler in der Pressemeldung?
Ausserdem durfte ich einen für mich völlig neuen Begriff lesen: "Dunkle Strahlung". Geht das schon fast in Richtung eines DM-Paralleluniversums?

Gruss

positronium

[Stephen]

Diese sogenannte Hubble-Konstante liegt im lokalen Kosmos demnach bei 73,2 Kilometern pro Sekunde pro Megaparsec. Ein Megaparsec sind 3,26 Millionen Lichtjahre. Zwei Punkte, die ein Megaparsec voneinander entfernt sind, streben also mit 73,2 Kilometern pro Sekunde weiter auseinander.

Quelle: obiger Link

An dieser Stelle musste ich bereits kapitulieren, weil mir die Geschichte mit der Ausdehnung des Universums immer noch nicht so klar ist - Milchstraße und Andromeda rasen ja angeblich aufeinander zu.

Dass es keinen "Mittelpunkt des Universums" gibt und jeder Alien das für sich in Anspruch nehmen könnte, macht mir das Begreifen nicht leichter. Dann wiederum sollen sich nicht die Galaxien selbst von uns fortbewegen sondern sich nur der Raum vergrößern. Wo steckt denn da ein relevanter Unterschied? Und was ist mit zwei Punkten gemeint?
Das begreife, wer will - ich nicht. Oder ich habe dbzgl. wirklich ein Brett vorm Kopf

Gruß
Steffen

[tomS]

Dunkle Strahlung wäre vergleichbar mit elektromagnetischer Strahlung, koppelt jedoch ausschließlich an andere dunkle Materie. Letztere wurde ja erdacht, um das Massendefizit bzw. die Rotation der Galaxien zu erklären, muss also demnach massebehaftet sein. Dunkle Strahlung entspräche masselosen Teilchen, also z.B. dunkle Photonen.

Übliche Modelle der DM kommen mit einem ganzen Zoo neuer Teilchen; die o.g. gravitativen Effekte stammen dabei immer nur von einem stabilen, zumeist eher leichten Teilchen. Alle anderen Teilchen werden von den Astrophysikern nicht diskutiert, müssten von den Hochenergiephysikern jedoch nachgewiesen werden.

Hier ist ein Artikel, in dem Carroll die Idee erklärt: http://www.preposterousuniverse.com/blo ... k-photons/

[tomS]

An dieser Stelle musste ich bereits kapitulieren, weil mir die Geschichte mit der Ausdehnung des Universums immer noch nicht so klar ist - Milchstraße und Andromeda rasen ja angeblich aufeinander zu.

Ja, dabei handelt es sich um gravitativ gebundene Systeme. Die Expansion kommt erst auf viel größeren Längenskalen ins Spuel. Skalen ins Spiel.

Dann wiederum sollen sich nicht die Galaxien selbst von uns fortbewegen sondern sich nur der Raum vergrößern. Wo steckt denn da ein relevanter Unterschied?

Die Formeln lassen eben unterschiedliche Interpretationen zu. Man kann z.B. die kosmologische Rotverschiebung auf eine mathenatisch äquivalente Weise so berechnen, dass es eher wie eine Dopplerverschiebung aussieht.

Und was ist mit "zwei Punkten" gemeint?

Damit sind z.B. zwei Galaxien gemeint.

Aber es ist irreführend, hier eine Geschwindigkeit anzugeben. Wir oben diskutiert ist das interpretationsvedürftig. Vorsichtige Physiker sprechen von Expansionsrate, um den Geschwindigkeitsbegriff zu vermeiden.

[Stephen]

Besten Dank für die Erklärungen @Tom

Ja, dabei handelt es sich um gravitativ gebundene Systeme. Die Expansion kommt erst auf viel größeren Längenskalen ins Spuel

Somit gibt es also Systeme im Universum, die sich gravitativ nicht beeinflussen?

[positronium]

An dieser Stelle musste ich bereits kapitulieren, weil mir die Geschichte mit der Ausdehnung des Universums immer noch nicht so klar ist...

Vermutlich musst Du Dich nur von unserer Alltagsvorstellung lösen, in der wir uns immer auf der Erdoberfläche bewegen. Nimm einfach dieses Bezugssystem weg. Stelle Dir das Universum z.B. als unendlich ausgedehnten Ozean vor, in dem Schiffe schwimmen. Stelle Dir weiter vor, dass es überall regnet, aber die Wassertiefe immer gleich bleiben muss. Die Schiffe treiben dann natürlich auseinander, ohne dass sie fahren müssen.

...Milchstraße und Andromeda rasen ja angeblich aufeinander zu.

Das hat ja nichts mit Raumexpansion zu tun.

Dass es keinen "Mittelpunkt des Universums" gibt und jeder Alien das für sich in Anspruch nehmen könnte, macht mir das Begreifen nicht leichter.

Wir können keinen Mittelpunkt erkennen, und wir brauchen ihn derzeit in der Beschreibung des Universums nicht. Das bedeutet aber nicht, dass es keinen geben kann. Ob es einen gibt ist eine andere Frage - nämlich die der Topologie.

Dann wiederum sollen sich nicht die Galaxien selbst von uns fortbewegen sondern sich nur der Raum vergrößern. Wo steckt denn da ein relevanter Unterschied? Und was ist mit zwei Punkten gemeint?

Punkte sind Koordinaten oder näherungsweise Teilchen, oder sehr grob gesagt Galaxien.
Ich denke, der Unterschied ist, dass die Raumexpansion als zusätzliche Geschwindigkeit gesehen werden kann, die durch normale Beschleunigung nicht beeinflusst wird.

[tomS]

Somit gibt es also Systeme im Universum, die sich gravitativ nicht beeinflussen?

Zum ersten kann der Effekt der "Expansion" auf großen Skalen die anziehende Wirkung der Gravitation zwischen zwei Galaxien deutlich übertreffen. Wobei es streng genommen nicht sinnvoll ist, Expansion und Gravitation zu unterscheiden; es handelt sich lediglich um zwei unterschiedlich erscheinende Effekte mit der selben Ursache: der Dynamik der Raumzeit.

Zum zweiten kann es durchaus sein, dass sich zwei Systeme gravitativ nicht beeinflussen, wenn sie nämlich durch einen kosmischen Horizont in Folge der Inflation getrennt sind oder waren.

Ich stelle mir das immer so vor: gegeben ist ein Ballon, der langsam aufgeblasen wird; das ist das Universum. Auf diesem "schwimmen" z.B. kleine Tröpfchen, die - wenn sie nahe genug beieinander sind - durch einen Flüssigkeitsfilm wechselwirken, sich anziehen und verschmelzen können; das sind die Galaxien. Um die Analogie perfekt zu machen müssen die Tröpfchen bzw. der Flüssigkeitsfilm zäh sein; dies verhindert, dass das Aufblasen des Ballons im Ganzen auch die Tröpfchen vergrößert. Diese behalten ihre Größe bei, da sie eben "gravitativ gebunden" sind.

[positronium]

Vielen Dank für die Erklärung und den Link, Tom!
In dem Artikel wird ja auch das Thema der Bildung von Atomen etc. angesprochen, gleichzeitig aber eine kleine Kopplungskonstante erwähnt, so dass von einem Plasma auszugehen ist. Das widerspricht sich wohl, oder muss man dann gleich auch noch eine dunkle starke Wechselwirkung etc. annehmen? Würde sich das überhaupt mit den Messwerten der Verteilung DM vereinbaren lassen, oder sind die einfach noch zu ungenau, um kleinere Verklumpungen aufspüren zu können?

Auch noch nicht klar ist mir, wo jetzt genau diese Diskrepanz bei der Hubble-Konstanten liegen soll. Hat man den Wert, der aus dem Urknall-Echo ermittelt wurde, bis zum heutigen Tag extrapoliert, das mit den anderen Daten verglichen, und dabei die Abweichung erkannt? Also, nicht ein direkter Vergleich, sondern die Entwicklung mit einberechnet?

[deltaxp]

Dann wiederum sollen sich nicht die Galaxien selbst von uns fortbewegen sondern sich nur der Raum vergrößern. Wo steckt denn da ein relevanter Unterschied?

Die Formeln lassen eben unterschiedliche Interpretationen zu. Man kann z.B. die kosmologische Rotverschiebung auf eine mathenatisch äquivalente Weise so berechnen, dass es eher wie eine Dopplerverschiebung aussieht.

Ist das so ?. In den kosmologischen ART-Lösungn steht doch ausdrücklich die Änderung des Skalenparameters drinne. Und wenn es reine Interpretation wäre, ob sich der Raum ausdeht oder die Galaxien im Raum wegbewegen, gäbe es da nicht am Hubble-Horiozont das Probelm, das die Galaxien schneller als das Licht sein müssten, wenn sie sich IM raum fortbewegen? Ebenso die ganze Inflationstheorie basiert doch auf der Ausdehnung des raumes. Jetzt bin ich etwas verwirrt

[tomS]

Dann wiederum sollen sich nicht die Galaxien selbst von uns fortbewegen sondern sich nur der Raum vergrößern. Wo steckt denn da ein relevanter Unterschied?

Die Formeln lassen eben unterschiedliche Interpretationen zu. Man kann z.B. die kosmologische Rotverschiebung auf eine mathenatisch äquivalente Weise so berechnen, dass es eher wie eine Dopplerverschiebung aussieht.

Ist das so ?. In den kosmologischen ART-Lösungn steht doch ausdrücklich die Änderung des Skalenparameters drinne. Und wenn es reine Interpretation wäre, ob sich der Raum ausdeht oder die Galaxien im Raum wegbewegen, gäbe es da nicht am Hubble-Horiozont das Probelm, das die Galaxien schneller als das Licht sein müssten, wenn sie sich IM raum fortbewegen? Ebenso die ganze Inflationstheorie basiert doch auf der Ausdehnung des raumes. Jetzt bin ich etwas verwirrt

Zunächst mal sieht die fundamentale Formulierung anders aus:
http://www.physikerboard.de/topic,40796 ... ebung.html

Die Formulierung auf Basis des Skalenfaktors sowie der in mitbewegten Koordinaten ruhenden Sender und Empfänger ist ein Spezialfall.

Zum anderen verweise ich auf dieses Paper:
http://arxiv.org/abs/0808.1081

Bzgl. deines Einwandes zu den kosmischen Horizonten: in diesem Fall scheitern die genannten Konstruktionen daran, dass keine lichtartige Geodäte existiert, die Sender und Empfänger verbindet.

Ich tendiere inzwischen dazu, die Interpretation nicht zu ernst zu nehmen. Was machst du in einem wild und insbs. inhomogen fluktuierenden Universum mit schwarzen Löchern, in dem Sender und Empfänger wilde, beschleunigte Zick-Zack-Bewegungen durchführen? Die Interpretationen scheitern allesamt, nicht jedoch die mathematische Konstruktion.

[Skeltek]

Ich sehe hier eine Analogie:
Man kann kein Differential alleine in nur einem Punkt messen.
Die Einschränkung auf nur eine spezielle Lösung der möglichen Theorien durch die Messwerte kommt nur aufgrund mindestens einer Zusatzannahme zustande. Die Zusatzannahme könnte jetzt z.B. sein, dass die Standardkerzen oder ähnliches vom derzeitigen Skalenfaktor unabhängig sind (Müsste das aber irgendwann herunterbrechen).

[tomS]

Die Einschränkung auf nur eine spezielle Lösung der möglichen Theorien durch die Messwerte kommt nur aufgrund mindestens einer Zusatzannahme zustande.

Ja, Homogenität und Isotropie.

Die Zusatzannahme könnte jetzt z.B. sein, dass die Standardkerzen oder ähnliches vom derzeitigen Skalenfaktor unabhängig sind.

Das ist eine weitere Annahme für die Auswertung der Messung, nicht für die Herleitung.

[deltaxp]

danke für den link zu deiner Ausarbeitung. dem konnte ich sogar folgen das paper war mir zu lang.
dann muss ich es also präzisieren, das kosmologische Rotverschiebung in der Formulierung des skalenparameters, als spezialfall zu sehen ist, der "zufällig" ganz gut auf unser Universum passt. passt ja wirklich nur auf ein sich homogen/isotrop ausbreitendes Universum.
Aber da dem auf großen skalen wohl so, ziehe ich wellendehnung über die raumdehnung vor.

bezüglich der horizont-Problematik. das fehlen einer lichtartigen geodäte, die die beobachter verbindet, heisst dann also dass die Rotverschiebung gar nicht definiert werden kann, wohl aber die raumausdehnung (ich denke da z.b and das inflationsmodell, oder auch den heutigen kosmologischen Horizonten. aber wenn letzteres geht und ersteres nicht, deutet dass dann nicht bei Gültigkeit des spezialfalls (homogen/isotrope Ausdehnung), auf letztere Interpretation hin? also im raum ruhende gravitativ gebunde Systeme und Ausdehnung des raumes zwischen ihnen, statt sich bewegende Galaxien Systeme. denn diese Interpretation hat bestand diesseits und jenseits des horizonts, kosmologische Rotverschiebung als Bewegung zwische Sender und Empfänger nur diesseits des horizonts ?

[tomS]

Ja, im Falle von Horizonten bleibt a(t) weiterhin gültig, und damit könntest du natürlich weiterhin von Raumausdehnung sprechen. Dir muss allerdings klar sein, dass a(t) selbst keine physikalisch messbare Größe ist. Und im Falle von Horizonten ist auch das entsprechende z keine messbare Größe mehr.

Es ist Geschmacksache, ob man dies noch groß interpretieren möchte.

[deltaxp]

das ist ein gutes Argument.

das ist dann wohl ein ähnliches interpretationsproblem wie in der qm zwischen KI und der VWI. nun ja, was aber mesbar ist , ist das kosmologische flachheits- und das horizont-Problem. und das beste Modell was wir zu deren Erklärung haben, auch wenn (noch) nicht bewiesen ist das inflationsmodell, oder in der lqc die raumexplosion bei zu grosser energie-dichte. so oder so, in beiden fällen ist es die rasante ausdehnng des raumes (nicht der Materie) die zur Erklärung der beobachtbaren materie-Verteilung im Universum führt. was dann doch mehr für die raumausdehnung als physikalischer grund für die kosmische Rotverschiebung, als es ein blosse interpretationsangelegenheit zu lassen.
wer a (haha oder a(t)^^ ) sagt muss auch b sagen.

aber, ist schon richtig, das sind bis dato blosse Theorien, die noch nicht der empirischen Messung standhalten konnten.