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"Ist die Dunkle Energie nur eine kosmische Fata Morgana

Themen zur Kosmologie, Urknall, inflationärer Kosmologie, Expansion, Entwicklung und Zukunft des Universums
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wilfried
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Beitrag von wilfried » 6. Okt 2008, 22:32

Tag zusammen

Im Frühstadium des Universums wurden Neutralinos paarweise erzeugt und auch wiederum vernichtet. Dabei stellte sich ein Gleichgewicht ein, so daß die Teilchendichte etwa der Größenordnung der Photonen entsprach. Im weiteren Fortschritt des Alterungsprozesses vom Universum kühlte sich das System des Universums auf Grund seiner Expansion immer weiter ab. Das bedingt der Satz von der Erhaltung der Energie.
In dieser Konsequenz werden die Erzeugungsprozesse der Neutralinos immer unwahrscheinlicher bis bei einer gewissen Proportionalität der Temperatur zur Neutralino-Masse. Ab dem Zeitpunkt, wo sich eine lineare Abhängigkeit Temperatur proportional zur Neutralino-Masse einstellt, entkoppeln diese Neutralinos. Ihre Dichte ist anfänglich groß und dann annihilieren sie in großer Anzahl. Bei abnehmender Dichte wird die mittlere freie Weglänge so groß, daß hierbei keine weiteren Wechselwirkungen mehr stattfinden können. Dieser Effekt wird auch "freeze-out" genannt.

Zu dieser Zeit übrigens gibt der Hubble-Parameter H die Expansionsgeschwindigkeit des Universums und damit dessen Dichteabnahme an!

Die Neutralinos befinden sich im kontinuierlichen Abkühlungsprozess, wobei ihre Anzahl erhalten bleibt.

Dies ist nicht bewiesen, jedoch plausibel auf Grund der Wechselwirkungsmechanismen und damit der Energiebilanzen.

Der Annihilationswirkungsquerschnitt entspricht dem der Schwachen Wechselwirkung. Damit läßt sich eine Schätzung der Neutralino-Masse durchführen und ergibt einen ungefähren Wert von 15 GeV. Annihilation bedeutet hier die Paarvernichtung.

Eine etwas bessere Präzision wird erhalten indem die Dichte der Dunklen Materie als Funktion der SUSY Parameter, insbesondere der Neutralino Masse, berechnet wird. Dieser Wert wird mit dem WMAP Wert von 0.23 mit einer Ungenauigkeit von +/- 0.04 gleichgesetzt. Das ist vom FERMILAB durchgeführt worden.

Gruß

Wilfried
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Beitrag von tomS » 6. Okt 2008, 23:14

Alles klar soweit - aber was meinst du mit Paarvernichtung? Zwei Neutralinos annihilieren nicht, sie streuen elastisch aneinanander.
Gruß
Tom

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Beitrag von wilfried » 7. Okt 2008, 09:04

Tag Tom

schau Dir mam beispielsweise diesen Artikel an:

http://www.mpg.de/bilderBerichteDokumen ... index.html

Ein Titat daraus:
Obwohl die dunkle Materie kein Licht aussendet oder streut, könnte es trotzdem einen Weg geben sie direkt zu "sehen". Falls Neutralinos Majoranateilchen sind, können sie bei Zusammenstößen mit anderen Neutralinos annihilieren und dabei neben anderen Teilchen (z.B. Z0 -Bosonen, Pionen und Positronen) auch hochenergetische Gammastrahlung aussenden. Die Annihilationsrate pro Neutralino hängt von der lokalen Dichte möglicher Kollisionspartner ab sodass die Annihilation vor allem in den Gebieten mit der größten Dichte an dunkler Materie stattfindet. Eine Beobachtung der Annihilationsstrahlung würde Neutralinos als die Teilchen der dunklen Materie bestätigen und Grenzen für deren Masse und Streuquerschnitt liefern.
Hier stammen die WMAP Werte und Energie Werte her:

http://arxiv.org/abs/hep-ph/0611089

und auch hier:

http://www.sciencedirect.com/science?_o ... 5f10641401

Gruß

Wilfried
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Beitrag von gravi » 7. Okt 2008, 19:07

'N Abend,

Das wäre eine sehr elegante Möglichkeit, der DM auf die Schliche zu kommen.
Zunächst Dank an Wilfried für die umfangreiche Recherche!

Doch ein wenig Skepsis bleibt auch hier:
Majorana- Teilchen sind nicht vereinbar mit dem Standardmodell, das ist der eine Punkt.
Als zweiten möchte ich anführen, dass sich damit im Laufe der Zeit die DM selbst nach und nach auflösen würde - möglicherweise müssten wir dann beim heutigen Alter des Universums ganz andere Rotationsgeschwindigkeiten der äußeren Sterne der Galaxis messen als beobachtet.

Oder anders herum, die Rotationsgeschwindigkeiten in alten Sternsystemen müssten deutlich höher liegen als in jungen, benachbarten Galaxien. Im Grunde wäre auch das ein eleganter Nachweis - könnte man weit entfernte Galaxien besser auflösen.

Wenn aber sowieso Gammastrahlung emittiert wird bei der Annihilation von Neutralinos, frage ich mich, weshalb sie noch nicht gemessen wurde. Bei der ungeheuren Masse der DM müsste es doch im Halo funkeln wie vom Leuchtturm...??

Gruß
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Beitrag von tomS » 7. Okt 2008, 20:34

@Wilfried: Guter Punkt - wusste ich nicht!

@Gravi: Warum sind Majorana-Teilchen nicht mit dem Standardmodell verträglich? Für bekannte Teilchen kann ich das ja noch einsehen, aber für Neutralinos nicht.

Trotzdem wäre es schon seltsam, wenn man dieses neue Konstrukt benötigen würde.
Gruß
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Beitrag von wilfried » 7. Okt 2008, 23:05

Tag zusammen

@ Werner:
Als zweiten möchte ich anführen, dass sich damit im Laufe der Zeit die DM selbst nach und nach auflösen würde
Woher nimmst Du dieses Wissen??

ich denke wir sollten gerade in dieser Thematik äußerst vorsichtig mit festen Aussagen sein. Meines Erachtens liegt gerade im Gebiet der DM viel verborgen in Dingen, die wir traditionell ignorieren oder aus traditionellen Gründen vieleicht auch nicht wahrhaben wollen.

Lass unseren Geist einmal frei machen. laß uns einfach einmal erlaubt sein nachzudenken über Möglichkeiten.


Gruß

Wilfried
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Beitrag von gravi » 8. Okt 2008, 19:12

@Tom:
Ich habe aufgrund Wilfrieds Links ein wenig gegoogelt und bin dabei auf solche Aussagen gestoßen. Inwieweit diese zutreffend oder haltbar sind, kann ich nicht nachweisen, aber man macht sich so seine Gedanken:

@Wilfried:
Wenn Neutralinos Majorana- Teilchen sind und sich annihilieren, so wird dabei Energie freigesetzt (Deinem Link zufolge als Gammastrahlung). Das heißt nichts anderes, als dass sich Photonen vom Geschehen absetzen und damit letzten Endes Masse verloren geht. Eine Parallele zur Hawking- Strahlung!
Die DM sollte also demnach im Laufe der Zeit verdampfen.

In meinem vorhergehenden posting habe ich ja bereits gefragt, weshalb man noch keine Gammastrahlung aus dem Bereich der DM detektiert hat. Ich denke es liegt daran, dass keine emittiert wird. Weil sich Neutralinos ebenso wenig annihilieren wie Neutrinos, Photonen oder Gravitonen.

Ihr habt selbstverständlich Recht, dass man hier nur sehr vorsichtig agieren kann, ein tiefgründiges Wissen über die DM hat sowieso niemand.
Aber wir wollen hier ja auch nur diskutieren und unsere Gedanken spielen lassen - das Rätsel der DM können wir hier nicht lösen. Da müssen wir schon abwarten, ob der LHC uns eines Tages eine mögliche Grundlage anbieten kann.

Bis dahin spekulieren wir aber munter weiter :wink:

Gruß
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Beitrag von wilfried » 8. Okt 2008, 19:22

Tag Werner
Wenn Neutralinos Majorana- Teilchen sind und sich annihilieren, so wird dabei Energie freigesetzt (Deinem Link zufolge als Gammastrahlung). Das heißt nichts anderes, als dass sich Photonen vom Geschehen absetzen und damit letzten Endes Masse verloren geht. Eine Parallele zur Hawking- Strahlung!
Die DM sollte also demnach im Laufe der Zeit verdampfen.
So ist das "normalerweise" richtig. Es wäre dann erwartet, dass sich dieses irgendwie in einer Änderung der Entropie beweist und auch in einer Auswirkung bzgl. der Manifestation von "Hardware" sprich Sterne, Staub etc. allgemein Materie.

Ich bin hier völlig verunsichert, da sich -so weit mir bekannt- sich die DM offensichtlich nicht in WWs bemerkbar macht.

Das und nur das ist der Grund meiner Antwort, die der, wie Du völlig richtig vermerkst, total konträr unserer Physik verhält.

Gruß

Wilfried
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Beitrag von tomS » 8. Okt 2008, 20:32

Ich denke, das ganze ist relativ einfach: "wenn die Neutralinos ..., dann ...!"

Da wir sie a) nicht sehen, b) nicht wissen, ob sie Majorana-Teilchen sind und c) die Stärke der WW nicht kennen, sehe ich keine Widersprüche. Es gibt im Bereich der SUSY so viele Hypothesen, da kommt es auf die eine mehr oder weniger auch nicht an.

(ich habe inzischen etwas mehr über MSSM gelesen - inzwischen wäre ich fast schon trautrig, wenn der LHC das finden würde; es gibt wenig Theorien, die so wenig erklären und dazu so viel zusätzlichen Ballast benötigen)

Gruß
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Beitrag von wilfried » 8. Okt 2008, 23:38

Tag Tom

das ist der Spruch des Forums:
Da wir sie a) nicht sehen, b) nicht wissen, ob sie Majorana-Teilchen sind und c) die Stärke der WW nicht kennen, sehe ich keine Widersprüche.
Soviel Ironie in einem einzigen Satz!! Aber das entspricht doch der traurigen Wirklichkeit!

Auch Dein anderer Nachsatz
- inzwischen wäre ich fast schon trautrig, wenn der LHC das finden würde; es gibt wenig Theorien, die so wenig erklären und dazu so viel zusätzlichen Ballast benötigen
trifft ja auch voll in die tiefschwarze Seele des nichtvorhandenen Teufels.

Ich sag auch nen Satz:

Die Wissenschaft heisst Wissenschaft, da sie mit Wissen schafft, was Wissen schafft!

Auf alle Fälle zeigt als Quintessenz diese ganze Diskussionsserie, daß es hier bei uns ganz tief im Argen liegt. Es wird zwangsneurotisch irgendwas gepfriemelt und mehr und mehr kommt raus, daß "nix zu gar nix passt" (mein Spruch, den ich häufiger zu meinen Studenten sage, wenn die mal wieder irgendwelche Weisheiten verkünden.

Nunja, schaun mer mal.
S´Pferdle kennte mer ja au emol b´frage, vieleicht woiß des ebbes.

Gruß

Wilfried
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Beitrag von gravi » 9. Okt 2008, 18:36

Wo wir gerade bei den weit ausschweifenden und doch nichtssagenden Theorien sind:
Was sagen eigentlich die "Stringser" zur DM? Soweit ich mich erinnere, haben wir dazu noch nichts im Fragenkatalog.
Das wäre doch mal eine interessante Sache, vielleicht sagt auch die LQG etwas dazu?
Nun ja, mehr als spekulieren können die auch nicht :wink:

Gruß
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Beitrag von tomS » 9. Okt 2008, 20:37

Hallo zusammen,

die LQG sagt m.W.n nichts dazu , da sie sich mit Materie (sei sie hell oder dunkel) nicht beschäftigt. Die LQG ist - soweit mir bekannt ist - mit allen herkömmlichen Theorien verträglich, d.h. Bosonen, Fermionen, Eichteorien, SUSY usw. Daher ist die DM selbst außerhalb des eigentlichen Scopes der LQG.

Die Stringtheorie selbst sagt ebenfalls nichts zur DM. Die Aussage der Stringtheorie ist, dass ihr Nieder-Energie-Limes eine effektive Theorie (= eine Theorie mit reduzierter Anzahl von Freiheitsgraden) ist, die dann im wesentlichen eine Spielart der Supersymmetrie mit zusätzlichen Feldern und u.a. auch weiteren Symmetriebrechungseffekten ist. D.h. dass z.B. Theorien ähnlich dem MSSM möglich sind.

Damit reduziert sich die Frage nach der DM wie folgt:
- die Erklärung für die DM erfolgt über "herkömmliche" Theorien
- in der LQG ist die Theorie beliebig
- in der Stringtheorie muss sie als effektive Theorie bei niedrigen Energien ableitbar sein
Gruß
Tom

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Re: "Ist die Dunkle Energie nur eine kosmische Fata Morgana

Beitrag von tomS » 7. Apr 2009, 07:49

Anlässlich einer neuen Veröffentlichung hier nochmal die ursprüngliche Idee zur DE:

Räumliche Inhomogenitäten bzw. Dichtefluktuationen führen bei Mittelung zu einer effektiven Wechselwirkung zwischen diesen Inhomogenitäten; diese Wechselwirkung erscheint auf genügend großen Skalen als beschleunigte Expansion.

Der Ansazu ist vergleichbar mit mikroskopischen Theorien zur Vielteilchenphysik (z.B. bei der Betrachtung der Brownschen Bewegung), wobei bei einer derartigen Mittelung neue Effekte (Dichtefluktuationen sowie WWs zwischen den Dichtefluktuationen) auf einer größeren Skala auftreten. Die Veröffentlichung Gravitational backreaction in cosmological spacetimes verfolgt einen anderen Ansatz als die weiter vorne zitierten Arbeiten; sie führt keine bestimmte Klasse von Metriken ein (FRW + Fluktuationen), sondern sie entwickelt ein allgemein gültiges Modell, um derartige Dichtefluktuationen zu beschreiben. Dabei zeigt sich, dass es tatsächliche relativ natürlich erscheint, dass Dichtefluktuationen im obigen Sinne zu einer beschleunigte Expansion führen.

Das Papier nennt auch ganz klar die offenen Punkte sowie die noch zu untersuchenden Effekte, ohne die dieser Ansatz nicht als endgültige Erklärung akzeptabel ist.
Gruß
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Re: "Ist die Dunkle Energie nur eine kosmische Fata Morgana

Beitrag von tomS » 9. Apr 2009, 08:05

Hallo,

wieder eine Veröffentlichung zu dem Thema:Local Void vs Dark Energy: Confrontation with WMAP and Type Ia Supernovae

Das Paper ist schon über ein Jahr alt und wurde nochmals überarbeitet. Darin wird die These aufgestellt, dass wir (Sonnensystem) uns in einem großen Void relativ nahe am Zentrum befinden. Diese These erklärt wohl ebenfalls die beobachteten Daten zur kosmischen Rotverschiebung (SN Ia) sowie die Fluktuationen der kosmischen Hintergrundstrahlung (CMB aus WMAP).

Da die These zunächst etwas "speziell" klingt (Verletzung der großräumigen Homogenität, ausgezeichnete Position nahe des Zentrums) versuchen die Autorern, ein "minimales" Szenario zu konstruieren, das noch relativ natürlich klingt aber trotzdem die bekannten Daten gut reproduziert. Dazu werden verschiedene Modelle sowie Parametersätze nebeneinandergestellt und verglichen. Ohne dabei auf die Statistik / die Qualität des Fits im Detail einzugehen, kommt man m.E. zu der Schlussfolgerung, dass die "gewöhnlichen" Ansätze zur Erklärung dieser Phänomene noch lange nicht ausgereizt sind. Evtl. kann man die lästige DE tatsächlich "wegdiskutieren".

Damit wäre sie nicht nur Einsteins größte Eselei, sondern die einer ganzen Generation von theoretischen Physikern ... und der Meister hätte wieder einmal recht gehabt.
CMB.JPG
Gruß
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Re: "Ist die Dunkle Energie nur eine kosmische Fata Morgana

Beitrag von tomS » 9. Apr 2009, 18:43

Das Modell beruht ja auf präzisen Messungen, es geht "lediglich" um die Interpretation der Daten. Man kann eben "nicht einfach mal hinfliegen und nachsehen". Ich denke, man kombiniert hier das Prinzip der maximalen Einfachheit mit dem Best-Fit der Daten und leitet daraus eine oder mehrere erlaubte Möglichkeiten ab. Es könnte durchaus sein, dass man eben nicht weiter kommt als bis zur Einschränkung auf einige Modelle; dann wäre ohne ein fundamental neues Prinziop oder eben neue Daten keine letztgültige Schlussfolgerung möglich.

Ich finde, dass die Annahme, wir befänden uns in der Nähe des Zentrums eines Voids, nicht unnatürlicher ist als die (aus nichts ableitbare) Annahme, die DE hätte exakt die richtige Größenordnung - mit einer Genauigkeit von 1 innerhalb von 120 Größenordnungen. Nicht zu vergessen, dass andere Modelle ohne die Annahme des Voids auskommen, sondern lediglich die Inhomogenitäten an sich bemühen.

Ich denke, wir müssen noch etwas abwarten - aber meine Hoffnung ist ganz ehrlich, dass sich dieses Gedankenexperiment DE quasi selbst abschafft.
Gruß
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Re: "Ist die Dunkle Energie nur eine kosmische Fata Morgana

Beitrag von gradient » 9. Apr 2009, 19:27

Hallo,

danke für die Zusammenfassung.
Weiß man eigentlich schon, ob die Modelle ohne kosmologische Inflation auskommen können? Für die Inflation sieht es ja so aus, dass man sowas wie eine "kurzfristige" kosmologische Konstante benötigt. Und wenn die Modelle auch Inflation benötigen sollten, wie kann man dann noch die k.K. wegdiskutieren?

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Re: "Ist die Dunkle Energie nur eine kosmische Fata Morgana

Beitrag von tomS » 9. Apr 2009, 19:38

Das hat m.E. mit der Inflation nichts zu tun.

Die Inflation wurde theoretisch eingeführt, um einige beobachtbare Phänomene bzw.Probleme zu erklären - sie ist "erwünscht"!
Die kosmologische Konstante wird indirekt durch Beobachtungen gestützt (evtl. neben anderen Modellen - s.o.) - sie ist aber eigentlich "unerwünscht"!

Die Inflation wird (nach den Modellen) durch ein sogenanntes Inflatonfeld hervorgerufen, das evtl. ein neues Skalarfeld oder möglicherweise ein bereits bekanntes Feld oder auch ein Effekt der Quantengravitation (ohne eigenes Feld) sein könnte. Ich habe aber nie gehört, dass die ggw. beobachtete beschleunigte Expansion quasi ein Überbleibsel der Inflation sein könnte - das waren für mich immer zwei paar Schuhe. Gemeinsam haben sie nur die beschleunigte Expansion - wobei die Beschleunigung natürlich um viele Größenordnungen unterschiedloich ist.

Inflation benötigt man - kurz gesprochen - um zu erklären, warum Bereiche des Universums, die erst jetzt miteinander in thermischen Kontakt treten, trotzdem bereits im thermischen Gleichgewicht stehen. D.h. sie müssen früher bereits ins thermische Gleichgewicht gekommen sein - bevor sie eben durch die Inflation wieder kausal getrennt wurden. Ich glaube nicht, dass irgendeines dieser alternativen Modelle für die beschleunigte Expansion irgendwie die Inflation wegdiskutieren könnte.

Viele Grüße
Gruß
Tom

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Re: "Ist die Dunkle Energie nur eine kosmische Fata Morgana

Beitrag von gradient » 9. Apr 2009, 20:21

Hallo Tom,

da habe ich mich missverständlich ausgedrückt.
Natürlich haben Inflation und die Beobachtung/Interpretation den SN Ia - Daten nichts miteinander zu tun, denn sonst müsste man erklären, warum das Universum von einer gebremsten Phase in eine beschleunigte Expansionsphase übergeht. Und wenn man meint, dies sei ein Überbleibsel der Inflation, dann kann man dieses Wendepunkt eigentlich nicht erklären.

Was ich meinte, ist der Mechanismus der Inflation: Braucht der eine kosmologische Konstante? Denn irgendwie muss man ja den Zusammenhang erhalten. Mit einer dominierenden kosmologischen Konstante auf der rechten Seite der 1. Friedmann-Gleichung, bekommt man das ja leicht hin. Fraglich ist dann nur, wieso diese exponentielle Expansion beginnt und gleich darauf wieder abbricht. Wenn ich's richtig verstanden habe, versucht man dies mit den Inflationsfeldern zu klären, aber das ist ein Thema für sich.
Meine Frage insgesamt lautet: braucht man selbst mit diesen Inflationsfelder eine von Null verschiedene kosmologische Konstante.

Sollte die Antwort "ja" lauten, dann müsste man natürlich eine neue Interpretation der SN Ia-Daten finden und zugleich die Inflation wegdiskutieren, sonst ist m.E. nichts gewonnen.
Überhaupt finde ich die ganzen Inflationsmechanismen etwas konstruiert. Dagegen ist die kosmologische Konstante wirklich nur ein winziger Kunstgriff.

Beste Grüße,
Patrick

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Re: "Ist die Dunkle Energie nur eine kosmische Fata Morgana

Beitrag von tomS » 9. Apr 2009, 21:07

gradient hat geschrieben:braucht man selbst mit diesen Inflationsfelder eine von Null verschiedene kosmologische Konstante?
Nein! Man benötigt für die Inflation keine kosmologische Konstante und keine Dunkle Energie mit exotischer Zustandsgleichung.

Man benötigt im "einfachsten" Fall ein Inflatonfeld, d.h. ein skalares Feld mit geeignetem Potential, das über eine Quantenfluktuation in einen "falschen Vakuumzustand" gerät. Dadurch sowie durch das Durchtunneln in den "richtigen Vakuumzustand" entsteht die Inflation mit Aufheizung. Der Effekt des falschen Vakuums ähnelt tatsächlich einer kosmologischen Konstanten bzw. der DE, da sich auch hier soetwas wie ein negativer Druck ergibt, eine exponentielle Expansion einsetzt und eine Glättung von Inhomogenitäten auftritt. Allerdings lässt sich dies eben mit einem "gewöhnlichen Skalarfeld mit geeigneter WW" erklären - deswegen kommt die Inflation auch wieder zum Stillstand.

Welches Modell künstlicher erscheint ist wohl Geschmacksache. Problem der Inflation ist jedenfalls das Inflatonfeld, das man bis heute nicht identifiziert hat. Selbst das Higgs hätte wohl nicht die richtigen Eigenschaften. Ich mag beide nicht besonders.

Interessant ist, dass - soweit ich weiß - die LQC eine Art Inflationsmechanismus eingebaut hat, der ohne Inflatonfeld auskommt. Ob der allerdings a) bereits vollständig verstanden ist und b) sämtliche benötigte Eigenschaften mitbringt, weiß ich nicht.
Gruß
Tom

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Re: "Ist die Dunkle Energie nur eine kosmische Fata Morgana

Beitrag von tomS » 11. Apr 2009, 20:32

Warum funktioniert die CDT nur mit kosmologischer Konstante?

Im Rahmen der LQG gibt es die überlegung, dass Teilchen als "Verknotungen" in Spinnetzwerken entstehen; auch das funktioniert nur für eine positive kosmologische Konstante:Elementarteilchen entstehen aus verdrillter Raum-Zeit?
Gruß
Tom

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Re: "Ist die Dunkle Energie nur eine kosmische Fata Morgana

Beitrag von tomS » 11. Apr 2009, 20:49

Nochmal @tensor: ich verstehe die Größenangaben in dem Artikel nicht; die Größe des Voids wird mit 200 - 250 Mpc/h angegeben; was soll das h bedeuten? Die relative Dichte im Void wird mir ca. 40% bezogen auf die durchschnittliche Dichte angegeben.
Gruß
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Re: "Ist die Dunkle Energie nur eine kosmische Fata Morgana

Beitrag von tomS » 12. Apr 2009, 19:24

Das bedeutet dann, dass die Größe der Voids mit der Hubblekonstanten skaliert, richtig? Nur diese Skalierung wird in dem h "versteckt".

OK, danke!
Gruß
Tom

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Re: "Ist die Dunkle Energie nur eine kosmische Fata Morgana

Beitrag von tomS » 19. Jun 2009, 08:34

Zu dem Thema wurde eine Dissertation veröffentlicht:

http://arxiv.org/abs/0906.3165
The Averaging Problem in Cosmology
Aseem Paranjape (17 Jun 2009)

This thesis deals with the averaging problem in cosmology, which has gained considerable interest in recent years, and is concerned with correction terms (after averaging inhomogeneities) that appear in the Einstein equations when working on the large scales appropriate for cosmology. It has been claimed in the literature that these terms may account for the phenomenon of dark energy which causes the late time universe to accelerate. We investigate the nature of these terms by using averaging schemes available in the literature and further developed to be applicable to the problem at hand. We show that the effect of these terms when calculated carefully, remains negligible and cannot explain the late time acceleration.

Die zentrale Aussage der Arbeit lautet also, dass die genannten Effekte nicht geeignet sind, die DE wegzudiskutieren

Wie das aber in der Physik so ist: in den seltensten Fällen enthält ein neues Paper gleich die gesamte Wahrheit. Das Thema wird sicher noch weiter diskutiert werden müssen. (ich habe das Papier nicht gelesen und kann die Qualität nicht beurteilen)
Gruß
Tom

Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
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Re: "Ist die Dunkle Energie nur eine kosmische Fata Morgana

Beitrag von tomS » 25. Jul 2009, 11:00

In der neuen Ausgabe des Spektrums der Wissenschaft werden in einem Artikel die Pro's und Con's der Theorie der Voids, schweizer Käse etc. sowie einiger möglicher Experimente diskutiert. Zuletzt werden auch (leider nur sehr kurz) die in den wissenschaftlichen Veröffentlichen diskutierten Fehlerquellen aufgrund der Annahme der räumlichen Homogenität in den Einsteingleichungen angesprochen.

Fazit: alles noch im Fluss.
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Re: "Ist die Dunkle Energie nur eine kosmische Fata Morgana

Beitrag von tomS » 18. Mär 2010, 23:04

Anbei der Link zu einem Übersichtsartikel zu dem Thema:

http://arxiv.org/abs/1003.3026v1
Cosmological backreaction
Dominik J. Schwarz
(Submitted on 15 Mar 2010)
Abstract: This work summarises some of the attempts to explain the phenomenon of dark energy as an effective description of complex gravitational physics and the proper interpretation of observations. Cosmological backreaction has been shown to be relevant for observational (precision) cosmology, nevertheless no convincing explanation of dark energy by means of backreaction has been given so far.

In dem Artikel wird nach einer generellen Einführung das ggw. "Standardmodell der Kosmologie" einschließlich dunkler Materie und kosmologischer Konstante (dunkler Energie) sowie Inflation kurz skizziert. Im Anschluss daran werden experimentelle Fakten diskutiert, aus denen sich die beschleunigte Expansion ableiten lässt. Später wird dann auf das sogenannte "averaging problem" eingegangen. Darin könnte eben das zentrale Problem liegen, dass nämlich die Physik abgeleitet aus einer gemittelten Materieverteilung sich von der gemittelten Physik abgeleitet aus der exakten Materieverteilung unterscheidet. D.h. dass die Annahme, man dürfe das Universum als im Mittel homogen und isotrop annehmen, möglicherweise falsch ist und sich daraus ein Effekt ableiten lässt, der eine beschleunigte Expansion lediglich vortäuscht.

Wenn Interesse besteht, diskutiere ich den Artikel noch mehr im Detail.

Aus der Zusammenfassung (Hervorhebungen von mir):

Open problems and no conclusions
Probably the most important open problem is to learn how to treat light-cone averages in realistic ab initio calculations of the Universe.
My expectation is that the 100 Mpc scale is most important for the effects of cosmic backreaction and that we have to design tests to decide the issue by means of observations. The proposed study of the variance of H is a first idea in that direction. The preliminary conclusion is that cosmic averaging is important, but not necessarily an explanation of dark energy.
However, the hardest challenge for cosmological backreaction is to explain why cosmic backreaction would mimic Lambda-CDM. At the time being, the cosmological constant wins the beauty contest.
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