Wie kam das Universum ins Dasein?

[Agent Scullie]

Demnach ist der physikalische Mechanismus der SN Ia doch nicht so gut verstanden, wie uns immer erzählt wird.

Wie aus dem oben angeführten Artikel hervorgeht, handelt es sich um einen vermuteten Explosionsmechanismus. Mich beschäftigt nun die Frage, wie gut der physikalische Mechanismus der SN-1a wirklich verstanden wird bzw. wie gut gesichert die Folgerung ist, dass Dunkle Energie existiert.

Für die Folgerung, dass das Universum beschleunigt expandiert, ist das Verständnis des Mechanismus hinter den Typ-Ia-Supernovae allerdings eher nebensächlich. Es kommt nur darauf an, dass solche Supernovae immer ungefähr gleich hell sind. Und dass sie das sind, ist eine Beobachtungstatsache, die völlig unabhängig davon ist, ob und wie gut der dahinterstehende Mechanismus verstanden ist.

[Halman]

Hast du auch sinnvolle Quellen?

Ich kann durchaus verstehen, dass Du meiner Quelle misstraust. Da mir die Kenntnisse fehlen, um ihre Kritik an den Standartkerzen zu bewerten, hielt ich es für logisch, hier darüber zu diskutieren, in der Hoffnung auf diesem Weg bessere Erkenntnisse zu gewinnen.
Im einleitendem Absatz des Wikipedia-Artikels wird zu den Supernovae vom Typ Ia erklärt:

Supernovae vom Typ Ia sind eine relativ homogene Gruppe von Supernovae. Beim explosiven Aufleuchten zeigen sie in ihren Spektren keine Anzeichen von Wasserstoff oder Helium. Ihr charakteristisches Merkmal sind starke Absorptionslinien des Siliziums in der Zeit nach dem Maximum. Typ-Ia-Supernovae werden auch nach ihrem vermuteten Explosionsmechanismus als thermonukleare Supernovae bezeichnet. In ihren Supernovaüberresten befindet sich kein überlebender Zentralstern im Gegensatz zu allen anderen Supernovaarten. Supernovae vom Typ Ia sind die am genauesten bekannten Standardkerzen zur Entfernungsbestimmung im Bereich kosmologischer Distanzen.

Wie aus dem oben angeführten Artikel hervorgeht, handelt es sich um einen vermuteten Explosionsmechanismus. Mich beschäftigt nun die Frage, wie gut der physikalische Mechanismus der SN-1a wirklich verstanden wird bzw. wie gut gesichert die Folgerung ist, dass Dunkle Energie existiert. Können wir wirklich eine fehlende Anschlusskalibration mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausschließen?

Um diesen Fragen nachzugehen, habe ich drei weitere Quellen rausgesucht. Das Weltraumteleskop Hubble schließt eine Alternative zur Dunklen Energie aus, so astropage am 15.03.2011. Im 3 Absatz des Abschnittes Sterne als "kosmische Maßstäbe" benutzen steht:

Sein Team suchte nach nahen Galaxien, die sowohl Cepheiden als auch kürzliche Typ-Ia-Supernovae enthielten - eine sehr seltene Begebenheit. Durch Vergleichen der scheinbaren Helligkeit der beiden Objektklassen konnten die Astronomen deren absolute Helligkeiten sehr exakt messen und daraus die Distanzen zu Typ-Ia-Supernovae in weit entfernten Galaxien berechnen.

Dies scheint mir ein gutes Argument zu sein, welche eine fehlende Anschlusskalibration unwahrscheinlich erscheinen lässt.

Allerdings wurde 2012 ein neuer Entstehungsweg für Supernovae Typ Ia bestätigt. Ganz am Ende des Artikels wird erklärt:

„Wir denken nicht, dass unsere Ergebnisse die Existenz der Dunklen Energie in Frage stellen“, erklärt Dilday. „Aber sie zeigen, dass wenn wir Fortschritte im Verständnis der Dunklen Energie machen wollen, wir Supernovae besser verstehen müssen.“

In einem Scienceblogs-Artikel vom 16. Mai 2015 stellt Florian Freistetter die Frage: Neue Supernova-Beobachtungen: Gibt es weniger dunkle Energie im Universum als man dachte?

Neue Beobachtungen legen nun aber nahe, dass die Expansion vielleicht doch nicht so schnell ist, wie man bisher dachte. Vielleicht gibt es weniger dunkle Energie im Universum als man bisher angenommen hatte.

Demzufolge ist die Dunkle Energie kein Phantom, sondern wahrscheinlich eine physikalische Realität, allerdings eine, über die es noch viel zu erforschen gibt. Es würde mich überraschen, wenn wir den gegenwärtigen Wert von 68,3% beibehalten würden.

[Dannyboy]

Hast du auch sinnvolle Quellen?

[Halman]

Ist die Dunkle Energie nur ein "Phantom"?

Inzwischen habe ich mich an das ΛCDM-Modell mit der Dunklen Energie gewöhnt, so wie es die Grafik in Spektrum neo darstellt.

Doch könnte es sein, dass sich die Dunkle Energie als fehlende Anschlusskalibration erweist? Auf diese Möglichkeit machte mich die Physikerin Janina in einem anderen Forum aufmerksam:

Wahrscheinlich nur eine fehlende Anschlusskalibration.

Das hieße in einfachen Worten?

Man beobachtet eine scheinbar beschleunigte Expansion des Universums.
Die Entfernung einer Galaxie wurde mit ihrer Rotverschiebung korreliert. Heraus kam ein linearer Zusammenhang, die Hubble-Konstante.

https://de.wikipedia.org/wiki/Hubble-Konstante

Die Entfernung der Galaxien wurde mit Cepheiden-Veränderlichen gemessen. Das sind Sterne, deren Mechanismus theoretisch so genau bekannt ist, dass man von ihrer Leuchterscheinung präzise auf ihre Entfernung schließen kann. Das heißt, dass man sie als Standard-Kerze benutzen kann.
Nun ist es einem Astrophysiker gelungen, eine theoretische Massen-Obergrenze von weißen Zwergen zu berechnen (https://de.wikipedia.org/wiki/Chandrasekhar-Grenze), wodurch ein durch Überschreiten der kritischen Masse kollabierender weißer Zwerg ebenso als Standardkerze benutzt werden kann: Die Typ 1a Supernova.
Nun lässt sich mit Typ 1a-Supernovae und deren Rotverschiebung ebenfalls die Hubble-Konstante ermitteln.
Und jetzt kommt's: Die beiden Hubble-Konstanten passen nicht zusammen.
Es gibt zwei mögliche Schlussfolgerungen:
1) Ab einer Entfernung, die jenseits der erkennbaren Cepheiden liegt, wird das Universum irgendwie in seiner Expansion beschleunigt - das heißt "Dunkle Energie"
2) Die Standardkerzen sind vielleicht doch noch nicht so gut verstanden wie gedacht. Das heißt "fehlende Anschlusskalibration".

Demnach ist der physikalische Mechanismus der SN Ia doch nicht so gut verstanden, wie uns immer erzählt wird.

[Agent Scullie]

Ja, das stimmt natürlich. Ich wollte auch nicht auf die Energiedichte des EM-Strahlungsfeldes hinaus, sondern spielte auf das EM-Feld und die Quantenfelder an. Ich erinnere mich, dass wir darüber diskutierten, dass zwar die Feldstärke der Quantenfelder (und damit auch des EM-Feldes) unscharf ist, aber ihre Energie durchaus scharf bei null liegen kann.
Meine Analogie hat natürlich den erheblichen Schwachpunkt, dass die Dunkle Energie einen negativen Druck aufweist, was bei den Quantenfeldern (echtes Vakuum, also Quantenvakuum) - sofern ich mich nicht täusche - nicht der Fall ist (sofern denn die Dunkle Energie nicht ein Effekt dieser Felder ist).

Es ging dir vermutlich um den Vakuumzustand der Quantenfelder. Der verhält sich tatsächlich wie eine kosmologische Konstante, hat also bei positiver Energiedichte einen negativen Druck. Das gilt auch für den Vakuumzustand des EM-Feldes. Allerdings macht die QFT keine eindeutige Aussage darüber, wie groß die Energiedichte des Vakuumzustandes ist.

Wenn sich aber ein Quantenfeld nicht im Vakuumzustand befindet, im Falle des EM-Feldes also Photonen vorhanden sind, dann ist auch das Verhalten einer kosmologischen Konstanten nicht mehr gegeben, dann wird der Druck positiv.

[Halman]

Seit wann ist denn das EM-Feld pro Volumeneinheit konstant? Die Energiedichte des EM-Strahlungsfeldes nimmt bei der Expansion des Universums eher mit der 4. Potenz des Skalenfaktors ab, d.h. es wird Strahlungsenergie vernichtet (erhalten bliebe die Energie bei Abnahme mit der 3. Potenz des Skalenfaktors, weil das Volumen mit der 3. Potenz zunimmt).

Ja, das stimmt natürlich. Ich wollte auch nicht auf die Energiedichte des EM-Strahlungsfeldes hinaus, sondern spielte auf das EM-Feld und die Quantenfelder an. Ich erinnere mich, dass wir darüber diskutierten, dass zwar die Feldstärke der Quantenfelder (und damit auch des EM-Feldes) unscharf ist, aber ihre Energie durchaus scharf bei null liegen kann.
Meine Analogie hat natürlich den erheblichen Schwachpunkt, dass die Dunkle Energie einen negativen Druck aufweist, was bei den Quantenfeldern (echtes Vakuum, also Quantenvakuum) - sofern ich mich nicht täusche - nicht der Fall ist (sofern denn die Dunkle Energie nicht ein Effekt dieser Felder ist). Danke für Deinen Hinweis.
Meine Idee war die, dass die Dunkle Energie ebenso homogen im Raum enthalten ist bzw. eine Eigenschaft des Raumes oder Raumzeit ist, so wie die Quantenfelder allgegenwärtig sind.

[Bakkad Baran]

Ja was denn nun - gerade sagtest du, beim Kollaps zum schwarzen Loch würde die Masse des kollabierenden Körpers größer werden, jetzt auf einmal sagst du, die Materiemenge bleibe gleich? Das kann ja offensichtlich nicht beides richtig sein, entweder nimmt die Masse zu oder sie bleibt gleich.

Das war ein Fehler meinerseits, gemeint war da wohl eher die Schwerkraft die größer wird ^-^

[Agent Scullie]

Wenn Dunkle Energie für die Ausdehnung des Raumes verantwortlich ist

Ist sie aber nicht. Sie ist dafür verantwortlich, dass die Expansion beschleunigt ist, nicht dafür, dass das Universum überhaupt expandiert. Vor der 1998 gemachten Entdeckung, dass die Expansion beschleunigt ist, bestand keine Veranlassung so etwas wie eine Dunkle Energie oder Kosmologische Konstante anzunehmen.

muss die ja irgendeine Quelle haben. Außer die steigt mit dem Ausdehnen an und versorgt sich quasi so selbst - je größer der Raum desto mehr Energie.

Wie schon beschrieben, passiert ja genau das auch: gesetzt, die Dunkle Energie ist eine Kosmologische Konstante, gehorcht also der Zustandsgleichung p = -rho, bleibt ihre Energiedichte konstant, global gesehen nimmt ihre Energie also durch die Expansion zu.

Man muss dazu wissen, dass es in der ART nicht möglich ist, eine Energieerhaltung für die Gesamtenergie des Universums abzuleiten. Vielmehr gilt, dass der Druck des kosmischen Mediums ausschlaggebend dafür ist, ob die Gesamtenergie zu- oder abnimmt. Bei gewöhnlicher staubartiger Materie ist der Druck praktisch null, bei einem materiedominierten Universum bleibt die Gesamtenergie daher gleich. Bei Strahlung gilt p = rho/3, der Druck ist also positiv, was dazu führt, dass Energie vernichtet wird: die Gesamtenergie der kosmischen Hintergrundstrahlung wird kleiner, weil jedes Photon durch die Rotverschiebung Energie verliert, die Zahl der Photonen aber gleich bleibt. Für die Dunkle Energie gilt p < -rho/3, der Druck ist negativ, wodurch die Gesamtenergie zunimmt.

Da sie abstoßend wirkt, gefällt mir die Idee das die Materie im Raum seinen Teil dazu beiträgt.
Und mal angenommen es gäbe genau 1000 Sterne im All die alle 10 Sonnenmassen hätten - also Gewicht / Schwerkraft / Gravitation von 10000 Sonnen.
Eine wird zur Nova und der Kern zum Schwarzen Loch. Dieses müsste dann ja schwerer sein als der Stern und hat nun auch erheblich mehr Einfluss auf Raum usw. - oder nicht ?

Oder nicht. Auch wenn für die Dunkle Energie global gesehen keine Energieerhaltung gilt - für die Materie eines Sterns gilt sie. Da nur ein Teil des Sterns zum schwarzen Loch wird, nämlich der frühere Kern, beträgt die Masse des schwarze Loch auch nur einen Bruchteil der Masse des vorherigen Sterns. Zwar ist die Masse des schwarzen Loches viel stärker komprimiert als es die Masse des Vorgängersterns war, was dazu führt, dass lokal, also innerhalb des schwarzen Loches und in der näheren Umgebung, die Raumzeit viel stärker gekrümmt ist als sie es während des Bestehens des Vorgängersterns war, großräumig ergibt sich daraus aber keinerlei Einfluss auf die Krümmung der Raumzeit. Für die Expansion des Universums ist es daher egal, ob die Materie des Vorgängersterns als Stern vorliegt oder ein Teil von ihr als schwarzes Loch.

Und selbst wenn es einen Einfluss hätte, so wäre doch eher zu erwarten, dass der resultierende Effekt gravitativ anziehend ist, die Expansion also zusätzlich gebremst wird statt zusätzlich beschleunigt, wie sie es durch die Dunkle Energie wird. Als Erklärung für die Dunkle Energie wäre so ein Effekt also eher ungeeignet.

Wenn nun 100 oder 1000 Sterne zur Nova werden und alle Schwarze Löcher erzeugen - und aus den Sternenresten neue Sterne entstehen ( kleiner oder genauso große ), gibts am Ende mehr Gravitationsquellen die auf den Raum einwirken könnten - bei gleichbleibender Materiemenge ?

Ja was denn nun - gerade sagtest du, beim Kollaps zum schwarzen Loch würde die Masse des kollabierenden Körpers größer werden, jetzt auf einmal sagst du, die Materiemenge bleibe gleich? Das kann ja offensichtlich nicht beides richtig sein, entweder nimmt die Masse zu oder sie bleibt gleich.

Wenn Dunkle Energie sich also nicht direkt von Materie sondern deren Schwerkraft abstößt

Was genau wäre der Unterschied zwischen beidem?

Dunkle Energie vielleicht selbst der Raum ?

Der Raum selbst sicherlich nicht, allerdings wäre es durchaus denkbar, dass die Dunkle Energie eine intrinsische Eigenschaft des Raumes bzw. der Raumzeit wäre. Als Einstein 1917 die Kosmologische Konstante einführte, ging seine Überlegung ja genau in diese Richtung.

Allerdings wüsste ich nicht, was das mit dem von dir angedachten Mechanismus zu tun haben sollte, dass die Masse eines Körpers beim Kollaps zum schwarzen Loch zunähme und dies beschleunigend auf die kosmische Expansion wirken würde?

- - - Aktualisiert - - -

Wie es scheint, handelt es sich um eine Kosmologische Konstante, d.h. dass die Dunkle Energie pro Volumeneinheit (bspw. Kubiklichtjahr) konstant ist (analog zu den Quantenfeldern, wie dem EM-Feld).

Seit wann ist denn das EM-Feld pro Volumeneinheit konstant? Die Energiedichte des EM-Strahlungsfeldes nimmt bei der Expansion des Universums eher mit der 4. Potenz des Skalenfaktors ab, d.h. es wird Strahlungsenergie vernichtet (erhalten bliebe die Energie bei Abnahme mit der 3. Potenz des Skalenfaktors, weil das Volumen mit der 3. Potenz zunimmt).

[Halman]

Wenn Dunkle Energie für die Ausdehnung des Raumes verantwortlich ist, muss die ja irgendeine Quelle haben.

Der Raum ist erfüllt von immateriellen Quantenfeldern? Was ist deren Quelle? Woher kommt die Raumzeit? Was ist Dunkle Energie? Ich weiß es nicht. Vielleicht sind die Quantenfelder (Quantenvakuum) eine Quelle für Dunkle Energie, vielleicht ist es die Raumzeit selbst.

Außer die steigt mit dem Ausdehnen an und versorgt sich quasi so selbst - je größer der Raum desto mehr Energie.

Dies ist ein guter Gedanke. Wenn Du magst, schaue Dir das Lesch-Video zu diesem Thema an.

Wie es scheint, handelt es sich um eine Kosmologische Konstante, d.h. dass die Dunkle Energie pro Volumeneinheit (bspw. Kubiklichtjahr) konstant ist (analog zu den Quantenfeldern, wie dem EM-Feld). Mit der Expansion des Raumes kommen Sekunde und Sekunde immer mehr Kubiklichtjahre hinzu und somit enthält das Universum immer mehr Dunkle Energie. Sie wird immer dominanter, begünstig durch die Abnahme der Materiedichte (die Abstände zwischen den Galaxienhaufen nehmen zu).

Da sie abstoßend wirkt, gefällt mir die Idee das die Materie im Raum seinen Teil dazu beiträgt.

Der Zusammenhang besteht lediglich darin, dass die Materiedichte mit zunehmender Expansion abnimmt - das Universum wird leerer.

Und mal angenommen es gäbe genau 1000 Sterne im All die alle 10 Sonnenmassen hätten - also Gewicht / Schwerkraft / Gravitation von 10000 Sonnen.
Eine wird zur Nova und der Kern zum Schwarzen Loch. Dieses müsste dann ja schwerer sein als der Stern und hat nun auch erheblich mehr Einfluss auf Raum usw. - oder nicht ?
Wenn nun 100 oder 1000 Sterne zur Nova werden und alle Schwarze Löcher erzeugen - und aus den Sternenresten neue Sterne entstehen ( kleiner oder genauso große ), gibts am Ende mehr Gravitationsquellen die auf den Raum einwirken könnten - bei gleichbleibender Materiemenge ?

Angenommen unsere Sonne würde plötzlich zu einem Schwarzen Loch werden, ohne Masse zu verlieren (hypothetisch, da astrophysikalisch unmöglich), dann würde die Erde weiterhin ihre elliptische Bahn um das Sol-Black-Hole ziehen.
Würde man sich dort aufhalten, wo zuvor die Photosphäre der Sonne war, würde die Gravitation 28 g betragen, so wie real auf der Photosphäre. Erst wenn man näher an das Schwarze Loch kommt, nimmt die Gravitation zu.

Angenommen, die Erde würde in ihrem Volumen schrumpfen, so würde der Mond davon gravitativ nichts merken. Die Gezeitenkräfte, welche das irdische Gravitationsfeld auf den Mond ausüben, wären immer noch die selben, die Mondbahn wäre immer noch identisch.
Eine verkleinerte Erde hätte auf ihrer Oberfläche eine erhöhte Fallbeschleunigung, aber beim Abstand vom Zentrum, der unserer Position auf der realen Erdoberfläche entspricht, wäre die Gravitation immer noch so, wie wir sie kennen.

Aus großer Entfernung kann man Massezentren als "Punktmassen" ansehen, deren Gravitation alleine von ihrer Masse abhängt. Global spielt die Dichte der Massen keine Rolle für die Gravitation. Bei gleichbleibender Materiemenge bleibt die Gravitation gleich.

Wenn Dunkle Energie sich also nicht direkt von Materie sondern deren Schwerkraft abstößt - Dunkle Energie vielleicht selbst der Raum ?

Vermutlich geh ich auch in völlig verkehrte Richtungen ^^"

Die verkehrte Richtung liegt in Deiner Annahme, dass die Gravitation zunimmt, wenn die Materie sich verdichtet. Zwar stimmt dies in unmittelbarer Umgebung dieser dichten Massen, aber diesen Umstand kannst Du kosmologisch-global getrost ignorieren. Die Gravitation ist von der Masse abhängig und gleiche Massen verursachen bei gleichen Abstand die gleiche Gravitation (vereinfach ausgedrückt).

[Bakkad Baran]

Wenn Dunkle Energie für die Ausdehnung des Raumes verantwortlich ist, muss die ja irgendeine Quelle haben. Außer die steigt mit dem Ausdehnen an und versorgt sich quasi so selbst - je größer der Raum desto mehr Energie.
Da sie abstoßend wirkt, gefällt mir die Idee das die Materie im Raum seinen Teil dazu beiträgt.
Und mal angenommen es gäbe genau 1000 Sterne im All die alle 10 Sonnenmassen hätten - also Gewicht / Schwerkraft / Gravitation von 10000 Sonnen.
Eine wird zur Nova und der Kern zum Schwarzen Loch. Dieses müsste dann ja schwerer sein als der Stern und hat nun auch erheblich mehr Einfluss auf Raum usw. - oder nicht ?
Wenn nun 100 oder 1000 Sterne zur Nova werden und alle Schwarze Löcher erzeugen - und aus den Sternenresten neue Sterne entstehen ( kleiner oder genauso große ), gibts am Ende mehr Gravitationsquellen die auf den Raum einwirken könnten - bei gleichbleibender Materiemenge ?

Wenn Dunkle Energie sich also nicht direkt von Materie sondern deren Schwerkraft abstößt - Dunkle Energie vielleicht selbst der Raum ?

Vermutlich geh ich auch in völlig verkehrte Richtungen ^^"

[Halman]

Sind ja nur paar Einfälle die mir zwischendurch kommen.

Das ist ja auch legitim.

Hier gibts ja eben genug Leute die das ganze etwas zerfleischen und Brauchbares oder Unbrauchbares rausfischen können *fg*

Ja, und diesbezüglich hattest Du doch Erfolg, schließlich wurden Deine Einfälle kritisch "zerfleisch" - fachlich fundiert, möchte ich hinzufügen.

Du favorisierst nach wie vor ein zyklisches Universum. Warum? Gefällt Dir die Idee eines ewigen Kreislaufes? Dies hat ja durchaus etwas und ist für mich gedanklich nachvollziehbar.
Doch wie lässt sich so ein zyklisches Modell mit der Beobachtung einer beschleunigten Expansion vereinbaren? So wie es aussieht, ist in ferner Zukunft kein Kollaps des Raumes zu erwarten, sondern eine fortdauernde Expansion.

[Bakkad Baran]

Sind ja nur paar Einfälle die mir zwischendurch kommen. Hier gibts ja eben genug Leute die das ganze etwas zerfleischen und Brauchbares oder Unbrauchbares rausfischen können *fg*

[Halman]

Im aktuellen Spektrum der Wissenschaft wird ein Modell vorgestellt, wonach unser Universum als Folge eines schwarzen Lochs in einem höherdimensionalen Univerum entstand.
Das Schwarze Loch am Beginn der Zeit - Spektrum der Wissenschaft
Eigentlich ein interessanter Ansatz, der aber natürlich das Problem nur verlagert - woher kommt dann das höherdimensionale Universum?

Eine interessante Theorie, danke für den verlinkten Artikel, Mondkalb. Im "hellgrauen Kasten" wird im Dritten Punkt unter "AUF EINEN BLICK" u.a. ausgesagt:

Das neue Szenario löst auf einen Schlag mehrere kosmologische Grundprobleme – und es lässt sich durch genaue Analysen der kosmischen Hintergrundstrahlung überprüfen.

Genau dies wurde offenkundig bereits getan:

Zitat aus dem Artikel Ein Universum rund ums Schwarze Loch | Telepolis (letzter Abs.):
Ein Problem hat jedoch auch diese Idee: Ihre Vorhersagen weichen um vier Prozent von den Daten des Planck-Observatoriums der ESA ab, das Fluktuationen der kosmischen Hintergrundstrahlung genau kartiert hat - während diese Daten mit der bisherigen Theorie genau übereinstimmen. Die Forscher wollen ihr Modell nun so erweitern, dass auch diese Differenz verschwindet.

Ist es den Forschern gelungen, ihr Modell zu erweitern, so dass ihre Theorie nun zu den Daten des Planck-Observatoriums der ESA passt?

Ferner soll das Modell "auf einen Schlag mehrere kosmologische Grundprobleme'" lösen. Dazu wird auf Scienceblogs kritisch Stellung bezogen:

Zitat aus dem Artikel Ist unser Universum nur der Überrest eines fünfdimensionalen schwarzen Lochs? ? Astrodicticum Simplex (4. Abs.):
... Man kann mit ihr zwar ein paar Eigenschaften des Universums erklären (zum Beispiel warum es so gleichförmig und seine Geometrie so flach ist), viele andere Dinge aber nicht. Die aktuell favorisierte Version der Urknall-Hypothese ist aber nicht nur in der Lage, die gleichen Dinge zu erklären, sie macht auch verschiedene beobachtbare Vorhersagen die von Beobachtungen äußerst gut bestätigt werden. Die These vom “Hyperloch” tut das nicht sondern weicht viel stärker von den Beobachtungen ab. Abgesehen davon findet man im Artikel von Pourhasan und seinen Kollegen auch keine Aussagen darüber, wo dieser fünfdimensionalen Stern herkommen soll. ...

Offenbar besteht die Lösung lediglich in der Verlagerung des Problems. Dennoch, eine kreative Idee.

---

@Agent Scullie
Vielen Dank für Deine detaillierte Erklärung über die Bedeutung von Energiedichte ρ und Druck 3p für die Kosmologie.

[Agent Scullie]

Ich mein ja nur, da der Raum durch Gravitation gekrümmt werden kann, wieso dann auch nicht ausagedehnt oder zusammengezogen ?

Nein, das meintest du nicht "ja nur". Was du "ja nur" meintest, war, dass schwarze Löcher "viel Gravitation" erzeugen würden und dadurch den Raum ausdehnen könnten.

Dass Gravitation auf die Expansion des Raumes einwirkt, ist ja durchaus korrekt: die Gravitation gewöhnlicher Materie, also auch die von schwarzen Löchern, wirkt bremsend auf die Expansion, die Gravitation der Dunklen Energie bzw. Kosmologischen Konstanten wirkt dagegen beschleunigend. Die entsprechende Formel lautet (Friedmann-Gleichung):

S''(t) / S(t) = - 4/3 pi G (rho + 3p)

Dabei ist rho die Energiedichte des kosmischen Mediums und p der Druck, S(t) ist der Skalenfaktor (ein Maß für die Größe des Universums) und S''(t) seine zweite Zeitableitung, also ein Maß dafür, ob die Expansion beschleunigt ist (S''(t) > 0) oder verlangsamt (S''(t) < 0).

Für gewöhnliche Materie ist rho > 0 und p ~ 0, die rechte Seite ist also negativ, die Expansion wird somit gebremst. Für Strahlung gilt p = rho/3, mit rho > 0 ist die rechte Seite also ebenfalls negativ, Strahlung wirkt daher ebenfalls bremsend auf die Expansion. Für eine Kosmologische Konstante ist p = -rho, für eine positive Energiedichte rho > 0 ist also der Druck negativ, p < 0, die rechte Seite wird dann positiv:

- 4/3 pi G (rho + 3p) = - 4/3 pi G (rho - 3 rho) = 8/3 pi G rho > 0

die Expansion wird folglich beschleunigt.

Deine Überlegung würde demgegenüber darauf hinauslaufen, dass man eine Größe einführen müsste, die angibt, "wie viel" Gravitation vorhanden ist, wobei diese Größe dann besonders groß ist, wenn es viele schwarzen Löcher gibt. Für diese Größe würde also nicht zählen, wie groß die mittlere Dichte rho des kosmischen Mediums ist, sondern ob das kosmische Medium eher sehr homogen ist (= "wenig" Gravitation) oder eher stark zu schwarzen Löchern verklumpt (= "viel" Gravitation). Am ehesten wäre diese Größe also als Klumpungsgrad zu bezeichnen, geben wir ihr im folgenden das Formelzeichen K (für Klumpung). Dann soll diese Größe ja den Raum ausdehnen, d.h. je größer diese Größe, der Klumpungsgrad K, wird, desto größer wird das Universums. Eine entsprechende Formel sollte also irgendwie so aussehen:

S(t) ~ K(t)

der Skalenfaktor zur Zeit t sollte also proportional zum Klumpungsgrad zur Zeit t sein.

Dann mal viel Erfolg beim Aufstellen einer Theorie, die dir so eine Formel liefert!

Das Materie schon da ist ist mir auch klar, nur ein Galaxie großer Bereich voller loser Atome ist sicher nicht so schwer als würden sie zu einem Stern, der dann vielleicht zu einen Schwarzen Loch wird.

Also dass eine protogalaktische Wolke in viele kleine Wolken zerfällt, von denen jede eine protostellare Wolke bildet, aus der sich ein Stern entwickelt, das ist eigentlich schon ziemlich gut verstanden. Da braucht es keine zusätzliche Materie für, die von außerhalb des Universums kommt. Ein bisschen Dunkle Materie vielleicht, aber die war ebenso wie die leuchtende Materie schon kurz nach dem Urknall da.

Die Atome haben zwar auch gewicht, so komprimiert aber wesentlich mehr bzw. auch mehr Gravitationseinfluss auf andere Materie oder den Raum selbst.

Ich bin nicht sicher, ob ich den Satz verstanden habe. Aber die Eigengravitation einer protogalaktischen Wolke reicht durchaus aus, um die Wolke in protestellare Wolken zerfallen zu lassen, die sich dann zu Sternen verdichte. Allenfalls braucht es etwas Dunkle Materie dazu.

Die Dunkle Energie könnte ja vielleicht dardurch auch stetig ansteigen, weil sie wohl konstant bleibt mit der Ausdehnung ?

Die Energiedichte der Dunklen Energie bleibt bei der Ausdehnung konstant, zumindest wenn die Dunkle Energie eine Kosmologische Konstante ist (der Unterschied ist: für eine Kosmologische Konstante gilt p = -rho, unter die Dunkle Energie fallen demgegenüber auch Energieformen mit p < -rho/3), so dass die Gesamtenergie der Dunklen Energie ansteigt, ganz recht. Dazu braucht es aber keine von außerhalb des Universums hinzukommende Materie.

Sie reagiert zwar nicht auf eine Grundkraft wie Gravitation

oh doch, das tut sie!

aber die Gravitation könnte eine Art Energiequelle darstellen ?

Dass die Gravitation der gewöhnlichen Materie als Quelle für die Dunkle Energie dienen könnte, wäre vielleicht in einer Alternativtheorie zur ART denkbar, in der ART aber eher nicht.

Je mehr Materie sich zusammenschiebt, desto stärker der - ich sag mal Druck - auf den Raum.
Raum bleibt gleich = stärkere Energie
Raum dehnt sich aus mit ansteigen der Energie = gleichbleibende Energie im Verhältnis zum Raum

Wie gesagt: es steht dir frei, eine Alternativtheorie zur ART zu entwickeln, in der sich das so verhält. Beim Publizieren dieser Theorie aber bitte nicht vergessen, dazu zu schreiben, warum man die ART zugunsten deiner Theorie verwerfen sollte.

In der ART gilt demgegenüber, wie es die oben genannte Friedmanngleichung ausdrückt: je höher die mittlere Dichte der gewöhnlichen Materie, desto stärker wird die kosmische Expansion verlangsamt. Und wenn die Materie lediglich verklumpt, indem sie z.B. schwarze Löcher bildet, die über große Skalen gemittelte Dichte dabei aber gleich bleibt, weil sich die schwarzen Löchern über eine großen Raumbereich verteilen, dann wirkt sich das überhaupt nicht auf die Expansion aus, für die kommt es allein auf die mittlere Dichte an.

Hier noch mal was zur Dunklen Energie
scinexx | Überall und immerzu: Die seltsamen Eigenheiten der Dunklen Energie -

Und was genau soll jetzt deiner Meinung nach daraus folgen?

In einem Punkt haben die übrigens unrecht:

Doch genau das Gegenteil ist der Fall: Je mehr der Kosmos wächst, desto stärker scheint auch die Wirkung der Dunklen Energie zu werden

Die Wirkung der Dunklen Energie wird nicht stärker, sondern sie bleibt gleich (jedenfalls wenn die Dunkle Energie eine Kosmologische Konstante ist). Nur wird die Wirkung der gewöhnlichen Materie immer schwächer (ihre mittlere Dichte nimmt ab), so dass der Einfluss der Dunklen Energie immer stärker überwiegt.

[Bakkad Baran]

Ich mein ja nur, da der Raum durch Gravitation gekrümmt werden kann, wieso dann auch nicht ausagedehnt oder zusammengezogen ?

Das Materie schon da ist ist mir auch klar, nur ein Galaxie großer Bereich voller loser Atome ist sicher nicht so schwer als würden sie zu einem Stern, der dann vielleicht zu einen Schwarzen Loch wird.
Die Atome haben zwar auch gewicht, so komprimiert aber wesentlich mehr bzw. auch mehr Gravitationseinfluss auf andere Materie oder den Raum selbst.
Die Dunkle Energie könnte ja vielleicht dardurch auch stetig ansteigen, weil sie wohl konstant bleibt mit der Ausdehnung ?
Sie reagiert zwar nicht auf eine Grundkraft wie Gravitation, aber die Gravitation könnte eine Art Energiequelle darstellen ?
Je mehr Materie sich zusammenschiebt, desto stärker der - ich sag mal Druck - auf den Raum.
Raum bleibt gleich = stärkere Energie
Raum dehnt sich aus mit ansteigen der Energie = gleichbleibende Energie im Verhältnis zum Raum

Hier noch mal was zur Dunklen Energie
scinexx | Überall und immerzu: Die seltsamen Eigenheiten der Dunklen Energie -

Die werden sicher irgendwann was auf den Tisch legen warum und wieso, bis dahin muss man eben Vermutungen anstellen.
Manchmal geben sie auch nen Stoß in irgendeine Richtung.
^^