Expansion des Kosmos und dunkle Energie
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Sorry, dann säßen wir aber schon im Dunkeln, da das Licht nicht durch die Ionosphäre der Erde dringen könnte. Dünne Plasmen sind lichtdurchlässig... :p
Im Übrigen ist der Ansatz von 'dunkler Materie oder Energie' auch nicht weit von Esoterik entfernt
- kommt halt auf den Standpunkt an! Wie gesagt, wir haben noch Generationen von Denkern vor uns 
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der_odenwaelder schrieb:
Sorry, dann säßen wir aber schon im Dunkeln, da das Licht nicht durch die Ionosphäre der Erde dringen könnte. Dünne Plasmen sind lichtdurchlässig... :p
Die vorgestellte "Theorie" redet aber nicht von dünnen Plasmen sondern von Plasmen kosmischen Ausmaßes.
Im Übrigen ist der Ansatz von 'dunkler Materie oder Energie' auch nicht weit von Esoterik entfernt
- kommt halt auf den Standpunkt an! Wie gesagt, wir haben noch Generationen von Denkern vor uns Der Unterschied ist, dass die einen wissenschaftliche Methoden benutzen, die anderen etwas das nach Technobabble aus Star Trek klingt.
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Wenn ich fragen darf: Gibt es Werte für die Geschwindigkeit des auseinanderdriftens ?
bzw: die Beschleunigung
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Tim06TR schrieb:
Wenn ich fragen darf: Gibt es Werte für die Geschwindigkeit des auseinanderdriftens ?
bzw: die BeschleunigungDas ganze ist ziemlich kompliziert ohne Basiswissen in Kosmologie. Stichwort für Wikipedia ist die Hubblekonstante (lies aber den englischen Artikel!)
Die Geschwindigkeit der Expansion ist recht genau bestimmt, das ist vereinfacht gesagt eben jene Hubblekonstante. Die aktuelle Beschleunigung ist experimentell gestützt durch das berühmte Supernova 1a Experiment. Konkrete Werte find ich gerade nicht, weil ich von da wo ich gerade sitze keinen Zugriff auf die Artikel habe.
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Eine Galaxie, die 1 Megaparsec weit weg ist, entfernt sich mit der Geschwindigkeit 73km/s. Das sagt die Hubblekonstante. Für nicht allzuweit entfernte Galaxien ist die Geschwindigkeit proportional zur Entfernung mit der Hubblekonstante als Proportionalitätsfaktor.
Für weiter entfernte Galaxien ist es etwas komplizierter.Das Supernova vom Typ Ia Experiment im Jahr 1998 (von Riess bzw. Perlmutter 1999) war nur die erste Messung, die Dunkle Energie bestätigte. Heute gibt es noch die Hintergrundstrahlung (siehe WMAP, mit Abstand die präziseste Messung), Untersuchungen der "Large Scale Structure", baryonisch akustische Oszillationen und bald hoffentlich Vermessungen von schwachen Gravitationslinsen, die alle den Wert bestätigen.
Die Hubble Konsante jedoch wurde schon 1924 gemessen, von Hubble persönlich. Sein Wert war aber 500km/s/Mpc, also um den Faktor ~7 zu groß. Das wurde alles immer besser seitdem (weil wir die Theorie besser verstehen und bessere Instrumente haben), und die neueste Messung von WMAP hat es auf ziemlich genau 73km/s/Mpc eingeschränkt.
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der_odenwaelder schrieb:
Sorry, dann säßen wir aber schon im Dunkeln, da das Licht nicht durch die Ionosphäre der Erde dringen könnte. Dünne Plasmen sind lichtdurchlässig... :p
Im Übrigen ist der Ansatz von 'dunkler Materie oder Energie' auch nicht weit von Esoterik entfernt
- kommt halt auf den Standpunkt an! Wie gesagt, wir haben noch Generationen von Denkern vor uns Wenn "the electric universe" die Form des CMB Leistungsspektrum, die beobachteten Supernova Entfernungs-Rotverschiebungs-Relation, BAOs und die LSS erklären kann, wird es ernstgenommen werden. Dunkle Materie und Dunkle Energie leistet dies.
Wobei du wissen solltest, dass man mit "Dunkle Energie" alle Phänomene meint, die die Beobachtungen erklären können. Man arbeitet da genauso an Modifikationen von Einsteins ART (f(R) Gravitation) wie auch unbekannte Formen von Energien (Quintessenz). Von "Mainstreamphysik" kann da keine Rede sein. Es sei denn, mit "Mainstreamphysik" meint man wissenschaftliche, falsifizierbare und mit den bisherigen Beobachtungen übereinstimmende Physik. Das ist dann aber kein Kritikpunkt.
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Mr.Fister schrieb:
Einfach davon ausgehen kann man nun auch wieder nicht. Zum einen gibt es keinen Grund dafür, dass eine kosmologische Konstante zu verwerfen ist (die kommt immerhin strenggenommen mit raus wenn man den Lagrangeformalismus anwendet), zum anderen muss man schon mit harten, am besten mehreren unabhängigen Experimenten nachweisen, dass die RT falsch ist, weil sie ansonsten so gut funktioniert.
Die gesamte Astrophysik ist unglaublich stark mit Fehler behaftet. Zum Beispiel weiß man gar nicht, ob die Hubble Konstante wirklich eine Konstante ist oder ob es sich um eine Variable handelt. Man ist passiver Beobachter der nur ein Standbild zu sehen bekommt. Lediglich die Bewegungen im eigenen Planetensystem konnte man hinreichend lang beobachten. Nur einige Effekte der spezielle Relativitätstheorie sind experimentell bestätigt. Der Rest steht auf eher wackeligen Füßen. Außer den Effekt daß die ART in Simulationen ohne dunkle Materie nicht die Entstehung des beobachtbaren Universums erklärt, hat man keinerlei Nachweis für die dunkle Materie. Es sieht doch eher danach aus, daß die ART einfach falsch ist. Zumal es Experimente aus der Quantenmechanik gibt, die das ebenfalls nahelegen. (Dazu muß ich endlich mal den Artikel heraussuchen, wenn ich es nicht wieder vergesse.)
Mr.Fister schrieb:
Und sie funktioniert ja immernoch mit einer kosmologischen Konstante, auch wenn man nicht weiß, woher diese kommt. Außerdem müssen wir dann ja auch wissen, wie man die RT modifizieren/erweitern muss.
Nein, sie funktioniert eben nicht mehr! Denn wenn sie es täte bräuchte man nicht das Konstrukt dunkle Materie. Denn abseits der ART spielt die dunkle Materie keinerlei Rolle. Und nein, man muß nicht eine neue Theorie kennen um zu wissen, daß die alte falsch ist.
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Mr.Fister schrieb:
Was heißt hier, nicht detektierbar ist? Falls die ART stimmt, haben wir doch gerade dunkle Materie und Energie detektiert.
Nein, so geht das nicht. Wenn man die dunkle Materie nachweisen will, muß man sie durch eine anderen Methode nachweisen, als die die man benutzt hat sie überhaupt einzuführen. Klassisches Beispiel: Man postuliert die Existenz eines Planeten auf Grund der Bahnstörungen der anderen, und siehe da man hat in gefunden in dem man ihn an der postulierten Stelle gesehen hat. Das ist zwei unterschiedliche Methoden.
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~john schrieb:
Mr.Fister schrieb:
Einfach davon ausgehen kann man nun auch wieder nicht. Zum einen gibt es keinen Grund dafür, dass eine kosmologische Konstante zu verwerfen ist (die kommt immerhin strenggenommen mit raus wenn man den Lagrangeformalismus anwendet), zum anderen muss man schon mit harten, am besten mehreren unabhängigen Experimenten nachweisen, dass die RT falsch ist, weil sie ansonsten so gut funktioniert.
Die gesamte Astrophysik ist unglaublich stark mit Fehler behaftet. Zum Beispiel weiß man gar nicht, ob die Hubble Konstante wirklich eine Konstante ist oder ob es sich um eine Variable handelt.
Allein das zeigt mir, dass du von Astrophysik keine Ahnung hast. Dass die Hubble"konstante" zeitabhängig ist wissen wir schon seit ihrer Messung! Die erste Friedmanngleichung, die die Grundlage der gesamten Kosmologie darstellt, lautet H(a)=H0*sqrt(Omega_m/a3+Omega_L+(1-Omega_l-Omega_m)/a2). Offensichtlich hängt der Hubbleparameter vom Skalenfaktor a ab.
Man ist passiver Beobachter der nur ein Standbild zu sehen bekommt. Lediglich die Bewegungen im eigenen Planetensystem konnte man hinreichend lang beobachten.
Die Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit ermöglicht es uns, in die Vergangenheit zu blicken! Nix Standbild. Bis zu 400.000 Jahre nach dem Urknall können wir schauen. Sobald wir Gravitationswellen und Neutrinos hinreichend gut messen können, sogar noch weiter.
Nur einige Effekte der spezielle Relativitätstheorie sind experimentell bestätigt. Der Rest steht auf eher wackeligen Füßen.
Einige? Alle! Welcher Effekt der SRT ist deiner Meinung nach nicht durch Experimente zementiert? Die gesamte QFT beruht auf der SRT, und der im Rahmen der QFT errechnete theoretische Wert des gyromagnetische Faktor des Wasserstoffatoms stimmt bis auf 15 Nachkommastellen mit dem experimentellen überein. Und das bedeutet dir garnichts? Oder wusstest du nichts davon? Dann geh lieber zurück in den Hörsaal bevor du die SRT kritisierst.
Außer den Effekt daß die ART in Simulationen ohne dunkle Materie nicht die Entstehung des beobachtbaren Universums erklärt, hat man keinerlei Nachweis für die dunkle Materie. Es sieht doch eher danach aus, daß die ART einfach falsch ist.
Einfach falsch kann sie nicht sein, dafür funktioniert sie zu gut. Siehe Periheldrehung des Merkurs, Gravitationslinsen, Leistungsspektrum des CMB, ja nichtmal GPS würde funktionieren wenn wir nicht über die ART bescheid wüssten. Vielleicht ist sie nur ein Spezialfall einer höhergeordneten Theorie, niemand kann das ausschließen. Genau deshalb wird ja an Modifikationen geforscht. Extradimensionen, f(R) Theorien, Brans-Dicke, usw. Die haben aber alle so ihre Probleme. Wenn du eine bessere Theorie hast, die die ART als Spezialfall beinhaltet und ohne dunkle Materie/Energie auskommt, nur her damit.
Zumal es Experimente aus der Quantenmechanik gibt, die das ebenfalls nahelegen. (Dazu muß ich endlich mal den Artikel heraussuchen, wenn ich es nicht wieder vergesse.)
Mr.Fister schrieb:
Und sie funktioniert ja immernoch mit einer kosmologischen Konstante, auch wenn man nicht weiß, woher diese kommt. Außerdem müssen wir dann ja auch wissen, wie man die RT modifizieren/erweitern muss.
Nein, sie funktioniert eben nicht mehr! Denn wenn sie es täte bräuchte man nicht das Konstrukt dunkle Materie. Denn abseits der ART spielt die dunkle Materie keinerlei Rolle. Und nein, man muß nicht eine neue Theorie kennen um zu wissen, daß die alte falsch ist.
Doch sie funktioniert! Die ART mit kosmologischer Konstante kann nicht durch Beobachtungen widerlegt werden. Wir können durch Beobachtungen nicht ausschließen, dass des dunkle Materie gibt. Und noch einmal: Wieso sollte jedes Elementarteilchen ausgerechnet mit der elektromagnetischen Kraft wechselwirken? Wieso sollte es nicht ein Teilchen geben, das nur schwach und gravitativ wechselwirkt? Wieso muss man hier am alten Weltbild der Teilchenphysik festhalten, aber die gut bestätigte ART muss verworfen werden? Wieso mehr Kreativität bei einer neuen Theorie der Gravitation investieren obwohl die alte gut funktioniert, anstatt einfach ein einziges, neues Teilchen zu postulieren?
Auf der einen Seite wird den Kosmologen vorgeworfen, zu festgefahren zu sein und an der Einsteinschen Gravitationstheorie festzuhalten, auf der anderen Seite wird ihnen vorgeworfen zu offen zu sein wenn es darum geht eine neue Art von Materie zu postulieren. Entscheide dich!
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Mr.Fister schrieb:
Einfach falsch kann sie nicht sein, dafür funktioniert sie zu gut.
Das ptolemäische Weltbild hat damals auch echt gut funktioniert, nachdem man immer mehr Epizyklen angenommen hat. Man kann sich eben die Frage stellen, ob die Dunkle Materie und die Dunkle Energie die Epizyklen der ART sind.
Klar kann es WIMPs geben. Aber bisher haben wir keine beobachten können. Dabei erreichen wir in den Teilchenbeschleunigern ganz schön hohe Energien. Warum haben wir bisher keine WIMPs gefunden?
Mr.Fister schrieb:
Auf der einen Seite wird den Kosmologen vorgeworfen, zu festgefahren zu sein und an der Einsteinschen Gravitationstheorie festzuhalten, auf der anderen Seite wird ihnen vorgeworfen zu offen zu sein wenn es darum geht eine neue Art von Materie zu postulieren. Entscheide dich!
Es werden in beiden Fällen Dinge hypothetisiert, um das generelle Weltbild durch ein paar Erweiterungen zu retten. Das ist auch in Ordnung. ...und wurde damals beim ptolemäischen Weltbild auch so gemacht.
EDIT: Oh, ich sehe gerade, dass ich in diesem Thread schon vor ein paar Monaten mit Epizyklen dahergekommen bin.
Hatte ich schon wieder vergessen.
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Man sollte noch sagen, dass die experimentelle Datenlage zur ART bei weitem nicht so gut ist wie die (exzellente) Bestätigung der SRT. Alle "Labor"messungen (d.h. vor allem Bahnen von Satelliten) die damit gemacht wurden sind nur auf wenige Stellen genau und die beobachteten kosmischen Effekte sind auch nur ganz oberflächliche Anwendungen, weil die Gleichungen so schwer lösbar sind.
Man könnte sogar sagen, dass die Unvereinbarkeit mit der Quantenmechanik und die dunkle Energie sogar sehr starke Hinweise darauf sind, dass die ART unvollständig ist. Sie ist ja auch bei weitem nicht die einzige Theorie der Gravitation die zur SRT kompatibel ist (das muss jedes Naturgesetz sein), sie ist nur die einfachste und naheliegendste. Man kann bei der Herleitung der ART beliebig komplizierter werden.
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Gregor schrieb:
Mr.Fister schrieb:
Einfach falsch kann sie nicht sein, dafür funktioniert sie zu gut.
Das ptolemäische Weltbild hat damals auch echt gut funktioniert, nachdem man immer mehr Epizyklen angenommen hat. Man kann sich eben die Frage stellen, ob die Dunkle Materie und die Dunkle Energie die Epizyklen der ART sind.
Klar kann es WIMPs geben. Aber bisher haben wir keine beobachten können. Dabei erreichen wir in den Teilchenbeschleunigern ganz schön hohe Energien. Warum haben wir bisher keine WIMPs gefunden?
Weil der Wirkungsquerschnit per Definition ziemlich klein ist. WIMPS sucht man auch nicht in erster Linie in Teilchenbeschleunigern, sondern Edelgastanks wie XENON in Gran Sasso.
Mr.Fister schrieb:
Auf der einen Seite wird den Kosmologen vorgeworfen, zu festgefahren zu sein und an der Einsteinschen Gravitationstheorie festzuhalten, auf der anderen Seite wird ihnen vorgeworfen zu offen zu sein wenn es darum geht eine neue Art von Materie zu postulieren. Entscheide dich!
Es werden in beiden Fällen Dinge hypothetisiert, um das generelle Weltbild durch ein paar Erweiterungen zu retten. Das ist auch in Ordnung. ...und wurde damals beim ptolemäischen Weltbild auch so gemacht.
Viele selbsternannte Hobbykosmologen finden das anscheinend nicht in Ordnung.
Natürlich ist eine fehlende Quantengravitation ein Zeichen dafür dass die ART unvollständig ist, deswegen gibt es Stringtheoretiker und dergleichen. Und wenn jemand ein Modell findet, das dermaßen simpler ist als die ART (im Vergleich zu Epizyklen und Keplerbahnen) könnt ihr euch sicher sein, dass die Physiker die ersten sind, die dunkle Materie verbannen. Aber ich bezweifle dass das in absehbarer Zeit geschehen wird. Meiner Meinung nach ist der Fall weniger vergleichbar mit Epizyklen, sondern wenn überhaupt dem Übergang von Newtons Theorie zu Einsteins Theorie. Oder der Übergang von der Quantenmechanik zur Quantenfeldtheorie. Das mag subjektiv sein, aber ich glaube wir werden eher eine noch viel kompliziertere Theorie finden, die die QFT und die ART samt dunknle Energie als Spezialfall enthält. Dunkle Materie ist meiner Meinung nach jedoch hier um zu bleiben. Schaut euch doch einfach nur mal Bullet Cluster an. Ich weiß echt nicht wie man danach noch groß an dunkler Materie zweifeln kann.
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können derart komplizierte Theorien denn überhaupt richtig sein? Die Natur verhält sich ganz im Sinne von Occam's razor erfahrungsgemäß eher nach einfachen aber raffinierten Grundprinzipien, aus denen sich die unendliche Fülle an Einzelphänomenen herleiten läßt. Eher wie die unendliche Fülle an Mandelbrot-Figuren, die alle in der simplen Iteration z <- z^2 + c enthalten sind.
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!rr!rr_. schrieb:
können derart komplizierte Theorien denn überhaupt richtig sein? Die Natur verhält sich ganz im Sinne von Occam's razor erfahrungsgemäß eher nach einfachen aber raffinierten Grundprinzipien, aus denen sich die unendliche Fülle an Einzelphänomenen herleiten läßt. Eher wie die unendliche Fülle an Mandelbrot-Figuren, die alle in der simplen Iteration z <- z^2 + c enthalten sind.
Welche Theorien meinst Du jetzt?
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Und was meinst du mit kompliziert? Die Gleichungen sind total einfach (bis auf das Standardmodell der Teilchenphysik - gerade deswegen sieht man es als unvollständig an obwohl es so schön passt). Die Gleichungen rechnerisch zu Lösen ist eine ganz andere Sache - aber die Natur muss ja auch nicht rechnen.
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na ich meine zB die String-theorien, Kalabi-Yau-Mannigfaltigkeiten und 26-dimensionale Modelle.
Wenn man die gesamte klassische Mechanik samt sin und cos aus einfachen Gesetzen wie F=m*x'' und die E-Technik aus den auch noch relativ überschaubaren Maxwell-Gleichungen herleiten kann, wieso explodiert im Makro- + Mikrokosmos und in der Kosmologie die Länge der Formeln und Erklärungen ??
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Vergleiche mal die Maxwellgleichungen und den entsprechenden Formalismus in der Stringtheorie. Hier ein interessanter Aufsatz von Peskin über die Sache:
http://www.slac.stanford.edu/~mpeskin/Physics124/howto.pdfStringtheorie ist hier deutlich eleganter, mathematisch gesehen. Ist halt alles Auslegungssache.
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!rr!rr_. schrieb:
na ich meine zB die String-theorien, Kalabi-Yau-Mannigfaltigkeiten und 26-dimensionale Modelle.
Stringtheorie ist auf einem noch ganz anderen Level. Der Name ist vor allem erstmal irreführend, da Stringtheorie keine wissenschaftliche Theorie ist. Wikipedia schreibt zu Theorien ja...
http://de.wikipedia.org/wiki/Theorie
Eine Theorie ist ein vereinfachtes Bild eines Ausschnitts der Realität, der mit diesem Bild beschrieben und erklärt werden soll, um auf dieser Grundlage möglicherweise Prognosen zu machen und Handlungsempfehlungen zu geben.
AFAIK ist Stringtheorie strukturell nicht in der Lage, Prognosen zu machen. ...allerdings kenne ich mich in dem Gebiet auch nicht aus. Ich habe das nur gehört. Man versucht seit Jahrzehnten, eine Verknüpfung zwischen Stringtheorie und Realität zu konstruieren, ist bis jetzt aber gescheitert.
Stringtheorie ist IMHO eine idealistisch motivierte Phantasiewissenschaft, aber nicht Physik. Übrigens ist da die gleiche Ideologie im Spiel, die Du forderst. Man will alles auf genau ein "einfaches" Grundprinzip zurückführen. Ich bin gespannt, wann den Stringtheoretikern der Geldhahn abgedreht wird.
Die realistischeren Erweiterungen der Teilchenphysik, wie zum Beispiel supersymmetrische Theorien, sind strukturell durchaus sehr schön und klar aufgebaut. Und die brauchen auch nicht unbedingt eine 27-dimensionale Welt.
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also alles nur eine Frage der Notation?
wird es dann irgendwann eine Notation oder einen Kalkül geben, in dem die allgemeine Relativitätstheorie ein dreizeiler ist, der in der Grundschule gelehrt wird ?!
vielleicht gar nicht so utopisch: Zahlenrechnen war im frühen Mittelalter selbst für viele Akademiker noch zu kompliziert und heute lernt es dank Adam Riese jedes Kind.
Aber zurück zu Stringtheorie/-Fantasie: Witten hat u.a. die Fieldsmedaille gewonnen.
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!rr!rr_. schrieb:
also alles nur eine Frage der Notation?
wird es dann irgendwann eine Notation oder einen Kalkül geben, in dem die allgemeine Relativitätstheorie ein dreizeiler ist, der in der Grundschule gelehrt wird ?!
Die ART ist ein Einzeiler.
Aber zurück zu Stringtheorie/-Fantasie: Witten hat u.a. die Fieldsmedaille gewonnen.
Einen Mathematikpreis.
