Expansion des Universums

Hi TobiS

Zitat:" Also ich bin noch nicht davon überzeugt, dass die Energiedichte des Universums zunimmt. Das würde ja auch den Energieerhaltungssatz verletzen."

Nun ein Zunahme der Energiedichte bedeutet nicht automatisch eine Zunahme der Energie.

Zitat

Zitat

Palin: Was für eine Energie soll den ein m^3 haben.

Das habe ich eigentlich Dich gefragt, weil die Rakete ja auch Energie hat ;-). Es geht nur darum, dass er eine Energie haben muss. Welche? Eventuell die dunkle Energie, da will ich mich aber noch nicht festlegen.

Also ein m^3 hat eine Energie von 0.
Da die Enegie in der Physik definiert ist mit den Einheit kg m^2/s^2.
Ok ist ein bisschen Klugscheißerisch.
Aber schau dir mal in ruhe die Bedeutung / Definition von Kraft, Energie u.s.w. .

Das mit der Energie ist in der Grundlagenforschung, besonders bei neuen Theorien, eine schwierige Sache.
Klar, Energie ist die Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu verrichten. Nach Einstein/Minkowski bedeutet Arbeit eigentlich  nichts anderes als den Wechsel der Bewegung eines Systems zwischen Raum- und Zeitachse des Minkowski-Diagramms.
Nach Tilos Theorie besteht der Raum aus virtuellen Teilchen. Körper, die sich auf der Raumachse bewegen, haben eine kinetische Energie. Grund hierfür ist, dass der Raum mehrdimensional ist  und dass sich verschiedene Körper in verschiedene Raumrichtungen bewegen können. (So kann es, vereinfacht ausgedrückt, zu Zusammenstößen kommen.) Würde es mehrere Zeitdimensionen geben, so konnte es auch eine "kinetische Energie der Zeit" geben. Diese würde sich umgekehrt proportional zur Masse verhalten: Wenn die Bewegung auf der Raumachse zunimmt und auf der Zeitachse abnimmt (der Körper, klassisch ausgedrückt, beschleunigt wird) nimmt die "kinetische Energie der Zeit" zu.
Die Frage ist nun, ob man auch die Zeit durch Virtuelle Teilchen definieren kann und ob es dann mehrere Zeitdimensionen geben könnte.

Hi spacer

Nun wenn ich ein Energie berechnen möchte (egal welche), kann ich hingehen und schauen welche Einheiten sich weg kürzen.
Wenn ich nu m^3 überbehalte, weiß ich dass ich einen Fehler gemacht habe. Da m^3 keine Energie ist, genauso wie t kein Energie ist.

Das ändert das Minkowski-Diagramm auch nicht

Hi spacer

Nun wenn ich ein Energie berechnen möchte (egal welche), kann ich hingehen und schauen welche Einheiten sich weg kürzen.
Wenn ich nu m^3 überbehalte, weiß ich dass ich einen Fehler gemacht habe. Da m^3 keine Energie ist, genauso wie t kein Energie ist.

Das ändert das Minkowski-Diagramm auch nicht

Nein, das Minkowski-Diagramm ändert das nicht; aber eine weitere Zeitdimension könnte es ändern.
Ich meinte nur, dass Körper, die sich durch den Raum bewegen, eine kinetische Energie haben. Wenn die Zeit mehrdimensional wäre, könnten auch Körper, die sich durch die Zeit bewegen, eine kinetische Energie haben. Virtuelle Teilchen sind, zumindest für sehr kurze Zeiträume, als Körper anzusehen; und sie bewegen sich durch die Zeit. (Oder nicht?)  Wenn nun also die Zeit mehrdimensional wäre, und der Raum aus virtuellen Teichen bestehen würde, konnte er diese "kinetische Energie (der Zeit)" besitzen. Damit meineich nicht, dass die Zeit Energie besitzt, auch nicht der Raum, aber möglicher Weise ein einzelner Raumpunkt zu einem bestimmten Zeitpunkt. (Wenn das virtuelle Teilchen real wird.)

Hi spacer

Auch eine zusätzlich Dimension der Zeit bringt dir keine Energie.

Machen wir und einfach mal ein 3D Koordinaten System mit den x,y,z.
Wobei x = t (Unsere Zeit t), y =t2 (Neue D-Zeit t) und z = (Strecke in m).

Nun können wir x = 0 setzen und haben nur noch in 2D System, mit y und z.
Wenn jetzt z = Konstant => dz/dt2 = 0, => also keine Energie auch wenn wir t2 ändern.

Das einzige was sich ändert ist, dass ich die "Zeit" anders "definieren" muss, als in Mischung aus x und y Komponente.

Also ein m^3 hat eine Energie von 0.
Da die Enegie in der Physik definiert ist mit den Einheit kg m^2/s^2.
Ok ist ein bisschen Klugscheißerisch.
Aber schau dir mal in ruhe die Bedeutung / Definition von Kraft, Energie u.s.w. .

Da sind wir wieder bei dem Problem Masse/Energie. Die Energie basiert nicht grundsätzlich auf Masse. Die Energie eines Photons (m=0) wird z.B. mit E=h*f berechnet. Jetzt kannst Du das zwar mit E=mc^2 in Masse umrechnen, dann bekommst Du aber nur die gedachte Masse, die dieser Energie entspricht, deswegen hat das Photon immer noch keine Masse. Das bedeutet, dass in meiner Theorie auch der Raum Energie besitzen kann

Viel wichtiger finde ich die Erkenntnis aus den Friedmann-Gleichungen, die aus der Unterteilung der Energiedichte in verschiedene Energien folgt. Es gibt also verschiedene Energieformen, die den Raum unterschiedlich krümmen. Eine krümmt positiv und eine negativ. Wahrscheinlich würde man bei der Umrechnung der Energien ineinander negative Zahlen bekommen, was aber nicht bedeutet, dass es keine realen Energien sind.

Jetzt gibt es zwei Möglichkeiten:
1. Der Raum selber besitzt diese Energie, die für die negative Krümmung verantwortlich ist (Raum = dunkle Energie),
oder
2. Der Raum ist energetisch neutral (würde mit den virtuellen Teilchen gehen) und es existieren reale Teilchen (dunkle Energie), die diese negativ krümmende Energie besitzen, analog den Masseteilchen, nur mit abstoßender Wirkung.

Bei Variante 1 gibt es jetzt natürlich die Frage (eure derzeitige Diskussion), wie diese virtuellen Teilchen diese Energie besitzen können. Dimensionen sind für mich in diesem Zusammenhang relativ unwichtig. Es sind Teilchen, und nur durch das Zusammenspiel dieser Teilchen entstehen die Dimensionen. Wie sieht es aber jetzt mit der Energie aus?
Ich gehe von einem vorhandenem virtuellem Teilchen aus, dass neben seiner existenziellen Energie, die wieder verschwindet, auch eine zusätzliche Energie besitzt. (Fragt mich bitte nicht woher die kommt, ich kann auch nicht sagen, woher die restliche Energie des Universums kommt.) Diese Energie wird immer weiter gegeben, noch bevor das virtuelle Teilchen wieder verschwindet bzw. wird auch dafür verwendet, dass schneller virtuelle Teilchen entstehen als vergehen.

Bei Variante 2 müsste man sich überlegen, wie Masse (positive krümmende und negativ krümmende) überhaupt auf die virtuellen Raumteilchen einwirkt, damit eine Raumausdehnung bzw. ein Zusammenziehen des Raumes entsteht.
Ich bezeichne jetzt mal beide Masseformen egal ob positiv oder negativ krümmend als Masse. Bei dieser Variante würde dann entweder ein Masseteilchen die Struktur der Raumteilchen stauchen bzw. strecken (Übertragung der Kräfte erfolgt durch die virtuellen Teilchen) oder ein Masseteilchen würde die virtuellen Teilchen "aufsaugen" (positive Krümmung) bzw. neu entstehen lassen (negative Krümmung). Die Erhöhung der Anzahl der virtuellen Raumteilchen hatte ich vorher beschrieben. Der Unterschied zu meinen bisherigen Ausführungen und zu Variante 1 wäre bei dieser Version, dass sich der Raum nicht überall gleichmäßig ausdehnt, sondern nur in der Umgebung von den negativ krümmenden Teilchen (dunkle Energie).

Gruß
Tilo

Die Ruhemasse einen Photons ist 0. Also wenn f=0 (Es ruht).
Folgt E = h*f => E=0.

Also ein ruhendes Photon hat auch keine Energie.

h wird in Js (Joule Sekunden) = kg m^2/s angegeben (Wo wir wieder unsere Masse kg haben).
Mit f = 1/s => h*f = kg m^2/s^2

Also wider die Einheit   kg m^2/s^2

Und nein, m^3 ist immer noch keine Energie.

Wie gesagt, gedachte Masse.

Ich will mich aber nicht weiter streiten, die Raumteilchen schwingen ja auch, und damit haben sie Energie.

Wenn Du die vorhergesagte dunkle Energie in Masse umrechnest (für Dich kein Problem), wieviel Masse haben wir dann?

Gruß
Tilo

Ca. 18 mal soviel wie  baryonische Materie  

Jetzt kommen wir aber in Teufels Küche. Du sagst die Masse der dunklen Energie ist größer als die restliche uns bekannte Masse. Nach Deinen Aussagen ist die dunkle Energie ja nichts weiter als Masse (kann man ja so schön umrechnen). Der Effekt wäre also der selbe als wenn diese Masse (der dunklen Energie) ganz normale Masse wäre (halt 18 mal soviel). Uns bekannte Masse krümmt den Raum aber nur positiv.

Wenn Du da an den Vorzeichen nichts änderst, kann man das auf keinen Fall so stehen lassen.

Mh du meinst also das wir dann ein positives Alpha bekommen, und dass ein positives alpha anziehend wirkt ?

Ich meine erstmal nur, dass es keine Masse geben kann, die 18 mal so groß ist, wie die uns bekannte Masse. Diese Masse würde ja dann zusätzlich den Raum positiv krümmen, also den Raum zusammenziehen.

Der Schlüssel liegt meiner Meinung darin, dass man einfach das Vorzeichen ändert, dann kann man zumindest wieder richtig rechnen.
Wenn man dieses negative Vorzeichen jetzt interpretiert, dann bedeutet das nicht, dass es ein Energiedefizit ist, sondern nur, dass diese Energie gravitativ abstoßend (raumausdehnend) wirkt.

Nun Energie ist äquivalent mit Masse (E=mc^2)

Energie krümmt den Raum, z.B. hat Prof. Mael Melvin gezeigt, dass magnetische Feldlinien durch die Gravitation zusammen gehalten werden können.
Und das wenn wir ein starkes Magnetfeld betrachten, dann muss die gewaltig Energie des Feldes eine Starke Gravitation erzeugen, die ihrerseits das Feld komprimiert.
Die Gravitation sorgt dafür, dass die Feldlinientrotz ihrer gegenseitigen Abstoßung zusammenbleiben.

Und was deine Vorzeichen Änderung angeht, schau dir doch einfach mal in der klassischen Mechanik in Ruhr an was Energie ist und wie du mit ihr Rechnen kannst.
Ich denk dass wird einige Probleme lösen.

Erstmal, sind wir uns einig, dass bekannte Energie/Masse und Dunkle Energie nicht das gleiche ist?
Bekannte Energie/Masse krümmt den Raum positiv, Dunkle Energie krümmt ihn negativ, richtig?

Wenn wir uns da einig sind, da können wir auch nicht die Absolutbeträge der Energien gleichsetzen (auch nicht mit E=mc^2, das würde korrekterweise nur mit unterschiedlichem Vorzeichen gehen). Wir müssen sie irgendwie unterscheiden. Ich würde das gern mit dem Vorzeichen machen (nur als Krümmungsfaktor), wenn es ein anderes offizielles Kennzeichen gibt, ist mir das auch recht.

Auf jeden Fall müssen diese unterschiedlichen Energien auch in den Friedmann-Gleichungen miteinander verrechnet werden. Das werden sie auch, sie werden nicht einfach aufsummiert, sondern vorher u.a. voneinander subtrahiert.
Für mich gibt es da eigentlich kein Problem.

Es gibt zwei empirische Befunde

1) An ihren Rändern drehen sich viele Galaxien zu schnell. Eigentlich müßten ihre Ränder
wegfliegen. Tun sie aber nicht. Es muß etwas geben, was für zusätzliche Bindungsenergie
sorgt. Kandidat: dunkle Materie. Wie alle Materie krümmt diese Materie, die wir aber in
unseren Teleskopen nicht sehen können, den Raum positiv

2) Weit entfernte Galaxien fliegen schneller weg, als es die Theorie von Hubble vorhersagt.
Es scheint so, als ob da jemand zusätzlich schiebt. Kandidat: Dunkle Energie. Mathematisch
kann man diese Dunkle Materie behandeln, als ob der Raum weniger stark gekrümmt ist.

Also: Dunkle Materie krümmt zusätzlich und Dunkle Energie macht die Krümmung flacher.

Matjes in Eile

Erstmal, sind wir uns einig, dass bekannte Energie/Masse und Dunkle Energie nicht das gleiche ist?
Bekannte Energie/Masse krümmt den Raum positiv, Dunkle Energie krümmt ihn negativ, richtig?

Wenn wir uns da einig sind, da können wir auch nicht die Absolutbeträge der Energien gleichsetzen (auch nicht mit E=mc^2, das würde korrekterweise nur mit unterschiedlichem Vorzeichen gehen). Wir müssen sie irgendwie unterscheiden. Ich würde das gern mit dem Vorzeichen machen (nur als Krümmungsfaktor), wenn es ein anderes offizielles Kennzeichen gibt, ist mir das auch recht.

Auf jeden Fall müssen diese unterschiedlichen Energien auch in den Friedmann-Gleichungen miteinander verrechnet werden. Das werden sie auch, sie werden nicht einfach aufsummiert, sondern vorher u.a. voneinander subtrahiert.
Für mich gibt es da eigentlich kein Problem.

Da stellt sich die Frage, ob sich dunkle Energie und "normale" Energie gegenseitig auflösen können.  Außerdem bewirkt Energie natürlich noch andere Dinge als die Raumkrümmung.  Ich kann kaum glauben, dass die dunkle Energie sich nur durch die Raumkrümmung von der "normalen" Energie unterscheidet.
Zu deiner Möglichkeit 1: Ich stelle mir das so vor, dass ein virtuelles Teilchen (das im Moment real ist) zerfällt und seine Energie abgibt, wodurch ein neues virtuelles Teilchen (kurzzeitig) real wird. Meintest du das so?

Hi spacer,

Da stellt sich die Frage, ob sich dunkle Energie und "normale" Energie gegenseitig auflösen können.  Außerdem bewirkt Energie natürlich noch andere Dinge als die Raumkrümmung.  Ich kann kaum glauben, dass die dunkle Energie sich nur durch die Raumkrümmung von der "normalen" Energie unterscheidet.

Rechnerisch in Bezug auf die Raumkrümmung eliminieren sie sich ganz klar gegenseitig. Eine bestimte "positive" Energie und der gleiche Betrag "negative" Energie ergeben eine Gesamtkrümmung von 0. Praktisch sind es aber 2 reale Energien. Das Vorzeichen "-" ist nur rechnerisch notwendig, damit man auf die richtige Raumkrümmung kommt. Bitte niemals auf den Gedanken kommen, dass die Dunkle Energie deswegen ein Energiedefizit ist.
Aufgrund dieser unterschiedlichen Eigenschaft, sieht diese Materie dann natürlich auch ganz anders aus. Es wird wahrscheinlich nie zu irgendwelchen Klumpenbildungen kommen, da sich die einzelnen Teilchen immer gegenseitig abstoßen.

Zu deiner Möglichkeit 1: Ich stelle mir das so vor, dass ein virtuelles Teilchen (das im Moment real ist) zerfällt und seine Energie abgibt, wodurch ein neues virtuelles Teilchen (Kurtzeitig) real wird. Meintest du das so?

Ja so ungefähr. Kurzzeitig real ist aber wieder ein virtuelles Teilchen, und ganau das ist der Punkt, es enstehen mehr virtuelle Teilchen als vergehen. Und damit dehnt sich der Raum aus.

Ich hatte Dich vorher unterbrochen mit der Energie in der Zeitdimension. Eine zeitliche Schwingung ist natürlich Energie, umgekehrt genauso Energie ist eine zeitliche Schwingung. Man braucht aber diesen Umweg über die Zeit gar nicht zu gehen. Ausgangspunkt waren die virtuellen Teilchen bei denen die Gesamtenergie +-0 ist. Wenn dieser Raum insgesamt Energie bekommen soll, braucht man nur das Energieniveau eines einzelnen Teilchens anheben. Elementarteilchen können problemlos verschiedene Energieniveaus haben.

Also wenn der Raum aus Teilchen bestehen würde, dann kann er problemlos Energieträger sein. Alle Energieübertragungen wären damit machbar. Die Frage ist also nur, besteht der Raum aus solchen virtuellen Raumteilchen, wofür man Beweise braucht. Das ist natürlich schwierig, weil eigentlich alles mit diesen Teilchen so funktionieren sollte, wie wir es kennen. Vielleicht sollte man bei den quantenmechanischen Effekten ansetzen, da könnte sicher einiges aus den Raumteilchen folgen.

Gruß
Tilo

Hier noch einige interessante Überlegungen zur Expansion des Universums:
http://www.focus.de/wissen/wissenschaft/odenwalds_universum/odenwalds-universum_aid_230881.html

Im Endeffekt sieht man also derzeit das Zusammenspiel/die Wechselwirkung der Energien so wie ich es auch sehe. Also die dunkle Energie (gravitativ abstoßend) sollte schon immer für die Expansion verantwortlich sein, nicht nur für die beschleunigte. Beschleunigt ist es momentan (seit ca. 5 Milliarden Jahren) nur deshalb, weil die Entfernungen der Galaxien mittlerweile zu groß sind und damit die anziehenden gravitativen Einflüsse im gesamten Universum relativ zur Größe des Universums abnehmen.

Gruß
Tilo

Moin,

ich lese: zur Expansion des Universums

Mich würde mal interessieren, ob diese Aussage nur so dahin gesagt wird oder ob es dafür klare, eindeutige Beweise gibt, ob das Universum noch expandiert. Weiter würde mich mal interessieren, was eigentlich mit dem Titel *Universum* gemeint ist.  Nach meinem Kenntnisstand wissen wir nur, dass die entferntesten Galaxien ~ 13 x 10⁹ Lj entfernt sind, aber keiner hat den Beweis gebracht, dass der *leere* Raum hinter diesen weit entfernten Galaxien noch viel weiter entfernt ist. Also bleibt für mich unklar, woher wir die Annahme ableiten, dass sich das Universum ausdehnt.
Dazu habe ich noch genügend Fragen, lassen wir es einmal dabei.

Jerry

In der aktuellen Ausgabe der "Spektrum der Wissenschaft" (Mai 08) wird auf eine Konsequenz der beschleunigten Expansion hingewiesen:
Der Kosmos löscht seine Geschichte aus

Zusammenfassung:
Die dunkle Energie führt zu einer beschleunigten Expansion des Raums. Bis auf die nahen Galaxien entfernen sich damit alle anderen Objekte immer schneller von uns. Nur die nahen Galaxien kontrahieren sich mit uns zu einem lokalen Haufen. Die beschleunigt entschwindenden Galaxien hingegen würden eines Tages (viele Milliarden Jahre in der Zukunft) einen "negativen" Ereignishorizont überschreiten, so dass uns von ihnen kein beobachtbares Licht mehr erreichen könnte. Durch die zunehmende Rotverschiebung wird ihr Licht immer langwelliger, so dass es nicht mehr beobachtbar ist.
Damit hätten zukünftiger Forschergenerationen keine kosmischen Indizien mehr für eine Expansion, sondern würden nur noch die lokale statische Gruppe aus einer Hand voll Galaxien sehen. Ideen wie Expansion, Urknall, allgemeine Relativitätstheorie, Mikrowellenhintergrund, ... würden nicht, oder nur schwer ableitbar sein, da es keine beobachtbaren Phänomene mehr gäbe.

Das stellt sich doch die Frage:
Welche "Geschichtsdaten" hat das Universum schon gelöscht? Durch die inflationäre Expansion nach dem Urknall wurde schon viel "gleich gemacht" und verwischt. Was liegt aber heute schon hinter diesem Ereignishorizont und kann von uns nicht mehr beobachtet werden?

Hallo

Ein Teil der fehlenden Masse, die das Universum ausmacht wurde gefunden.
Es sollen Gase zwischen den Galaxien sein.

Quelle http://www.weltderphysik.de/de/4245.php?ni=929

Druß Andy

Moin,

den Bericht hatte ich auch gelesen, aber er scheint keine Neuigkeiten zu enthalten, denn über den Nachweis der *fehlenden Materie* hat man schon vor 2 Jahren berichtet. Im Verschmelzungsprozess des Galaxienhaufens *Abell 520*, Sternbild Orion, Koordinaten: Rektaszension 04h 54m 03,80s und Deklination +02º 53` 33,00", Rotverschiebung von z=0.201, 2,4 x 10⁹ Lj. hat man diese *fehlenden Materie* entdeckt. Es handelt sich hierbei um sehr dünnes, heisses Gas, das wegen seiner extrem hohen Temperatur hauptsächlich sehr energiearme Röntgenstrahlung aussendet. Ein lohnendes Objekt für das Röntgen-Weltraum-Teleskop *Chandra*.



Unter dem Begriff *Fehlende Materie* sind die 50% der *normalen Materie*, die bis dato nicht nachgewiesen werden konnte. Fest steht, ~ 72 % der Gesamtmasse des Universums sind *Dunkle Energie* (Anti-Gravitationskraft). Was *Dunkle Energie* ist, konnte bisher noch nicht eindeutig aufgeklärt werden. ~ 23 % sind *Dunkle Materie*, die verbleibenden ~ 5 % sind dann also *normale Materie* (baryonische Materie = Galaxien, Sterne, Monde und sichtbare Gase).
Aber von der *normalen Materie* fehlt der Nachweis für fast die Hälfte, nämlich diese ominöse *fehlende Materie*.

Jerry

Bonjour, der Glob-Mod schreibt >Die dunkle Energie führt zu einer beschleunigten Expansion des Raums. Bis auf die nahen Galaxien entfernen sich damit alle anderen Objekte immer schneller von uns.<
Meine Meinung: Wir sehen weit entfernte Galaxien mit einer erheblichen Rotverschiebung und meinen, dass das Universum sich beschleunigt ausdehnt. Stimmt das eigentlich? Das Licht, was von den entfernten Galaxien kommt, stammt aus einer Zeit am Anfang des Universums; falls es überhaupt einen Anfang gegeben hat. Hat nicht möglicherweise die Gravitation diese beschleunigte Expansion wieder in´s richtige Verhältnis gebracht, oder die Expansion ist schon längst vorbei und das Universum schrumpft schon wieder. Ich meine, dass in 9 oder 11 Milliarden Jahren doch viel passieren kann. Jac

Moin,

to Daniel: Bis auf die nahen Galaxien entfernen sich damit alle anderen Objekte immer schneller von uns.

Stimmt diese Aussage so?

Ich meine zu wissen, dass es keine *Galaxienflucht* gibt, sondern das die Raumzeit sich dehnt und durch diesen Effekt scheinen sich die Galaxien bzw. Galaxienhaufen von unserem Beobachtungspunkt aus zu entfernen (oder haben, wir können ja nur das kommentieren was wir jetzt sehen, was aber vor ~ 9 - 13 x 10⁹ Lj passierte).

Jerry

Guten Morgen Jerry,

ich habe nur den Inhalt aus dem Artikel wiedergegeben. Aber wir können das kontrovers diskutieren.