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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Expansions-Abbremsung durch die Gravitation


Bauhof
24.01.14, 17:00
Hallo zusammen,

Paul J. Steinhardt, schreibt in [1] folgendes:
Wenn man die derzeitigen Messungen der Expansionsrate betrachtet und annimmt, dass die Expansion sich mit der Zeit verlangsamt, ergibt sich ein Alter des Universums von weniger als zwölf Milliarden Jahren.

Doch einige Sterne in unserer Milchstraße sind offenbar 15 Milliarden Jahre alt. Indem die Abstoßung die Expansionsrate des Universums beschleunigt, bringt sie das Alter des Kosmos in Einklang mit dem beobachteten Alter der Himmelskörper.

Dass die Expansion sich infolge der Gravitation verlangsamt, war mehrere Jahrzehnte lang ein Argument, das aus der ART hergeleitet wurde. Neuerdings ist man der Ansicht, dass die Expansion sich beschleunigt und zwar ab einem gewissen Zeitpunkt. Nun schreibt Paul Davies auf Seite 251 seines Buches [2] dazu folgendes:

Astronomen haben überlegt, dass dieses ungewöhnliche Verhalten – erst verlangsamen und dann beschleunigen – in der beobachteten Bewegung der Galaxien sichtbar sein müsse. Doch haben sorgfältige Untersuchungen keinerlei Beweis für solch eine Wendung gebracht, obwohl dies hin und wieder behauptet worden ist.

Angenommen, das ist so wie er schreibt. Warum verzichtet man dann nicht auf die Annahme, dass die Expansion bis zu einem gewissen Zeitpunkt durch die Gravitation abgebremst wurde? Gibt es – im Gegensatz zur Behauptung von Paul Davies – neuere Beobachtungen, welche die Abbremsung in der Vorzeit bestätigen?

M.f.G. Eugen Bauhof

[1] Steinhardt, Paul J. und Ostriker, Jeremiah P.
Die Quintessenz des Universums.
(http://www.spektrum.de/alias/dachzeile/die-quintessenz-des-universums/827365)Aufsatz in: Spektrum der Wissenschaft, März 2001

[2] Davies, Paul
Die Urkraft.
Auf der Suche nach einer einheitlichen Theorie der Natur.
(http://www.amazon.de/Urkraft-Suche-einer-einheitlichen-Theorie/dp/3891361483/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1390579413&sr=1-1)Hamburg 1987.
ISBN=3-89136-148-3

Timm
24.01.14, 21:51
Hallo Eugen,

geht denn aus dem Buch von Davies nicht hervor, weshalb die Astronomen lange vor der Entdeckung der sog. dunklen Energie diese quasi schon vorweggenommen haben. Er führt doch sicherlich Gründe für "dieses ungewöhnliche Verhalten" an, oder?

Die Abbremsung der Expansion in der Frühzeit des Universums beruht auf der damals noch sehr hohen Materiedichte.

Gruß, Timm

JoAx
24.01.14, 22:35
Hi, Eugen.

Materiehaltiges Universum geht nicht ohne Abbremsung, wenn die Dichte stimmt. Das zweite Buch ist wohl etwas zu alt für das Thema. Die Beschleunigte Expansion gilt seit 98 als bestätigt, wenn ich mich nicht irre.

Struktron
25.01.14, 14:57
Hallo alle miteinander,

gerade habe ich einen Bericht über neuere Messungen (http://www.wissenschaft.de/erde-weltall/astronomie/-/journal_content/56/12054/2776473/Kosmischer-Fernblick-und-Dunkle-Energie/) gelesen, wo steht:
"Unsere Ergebnisse liefern die besten Werte für die Beziehung von Entfernung und Rotverschiebung, die je mit Hilfe der baryonischen akustischen Oszillationen ermittelt wurden", konstatieren die BOSS-Forscher. Zugleich aber ermöglichen sie die bisher genaueste Entfernungsbestimmung in den Bereichen des Universums, die widerspiegeln, wie die Expansion des Kosmos begann, sich zu beschleunigen. Und genau diese Daten helfen auch dabei, mehr über die Dunkle Energie zu erfahren. Denn sie sprechen dafür, dass diese Dunkle Energie in der gesamten Geschichte des Universums konstant geblieben ist – und damit der kosmologischen Konstante entsprechen könnte."

MfG
Lothar W.

Timm
25.01.14, 18:15
Das zweite Buch ist wohl etwas zu alt für das Thema. Die Beschleunigte Expansion gilt seit 98 als bestätigt, wenn ich mich nicht irre.
Ja das ist so. Deswegen wäre es interessant zu wissen, auf welches "ungewöhnliche Verhalten" die Astronomen Bezug nehmen. Ich hätte auf den CMB getippt, aber die Cobe Mission begann erst 1989.

Gruß, Timm

Bauhof
25.01.14, 19:06
Ja das ist so. Deswegen wäre es interessant zu wissen, auf welches "ungewöhnliche Verhalten" die Astronomen Bezug nehmen. Ich hätte auf den CMB getippt, aber die Cobe Mission begann erst 1989.

Hallo Timm,

nachdem du nach dem Bezug für das "ungewöhnliche Verhalten" gefragt hast, hier der erweiterte Textauszug aus dem Buch von John Davies:

Einsteins Feldgleichungen ließen zwar ganz natürlich eine abstoßende Kraft zu, sie legten ihr aber keine Beschränkungen im Hinblick auf ihre Stärke auf. Nach seinen bitteren Erfahrungen stand es Einstein frei, zu postulieren, dass ihre Stärke präzise Null ist. Damit eliminierte er die Abstoßung vollständig, obwohl es dafür keinen zwingenden Grund gab. Andere Wissenschaftler hielten fröhlich an der Abstoßung fest, obwohl sie längst nicht mehr zu ihrem ursprünglichen Zweck gebraucht wurde. Ohne gegenteilige Evidenz - so argumentierten sie – hat niemand das Recht, die Kraft gleich Null zu setzen.

Die Konsequenzen des Festhaltens an der Abstoßung im Bild des expandierenden Universums kann man sich leicht ausmalen. Im frühen Leben des Kosmos, wenn das Universum noch ziemlich komprimiert ist, spielt die Abstoßung keine Rolle. In dieser Phase besteht die Wirkung der Anziehung durch die Schwerkraft darin, die Geschwindigkeit der Expansion zu mindern – gerade so, wie eine vertikal abgeschlossene Rakete von der Schwerkraft der Erde verlangsamt wird. Wenn man ohne weitere Erklärung annimmt, dass das Universum mit einer raschen Expansion beginnt, wirkt die Gravitation stetig darauf ein, die Expansionsrate zu vermindern, bis sie den heute beobachteten Wert erreicht. Im Lauf der Zeit, wenn sich das kosmische Material zerstreut, nimmt die Gravitationskraft ab. Im Gegensatz dazu wächst die kosmische Abstoßung, da die Galaxien sich weiter voneinander entfernen. Schließlich übertrifft die Abstoßung die Anziehung durch die Schwerkraft, und die Expansionsrate nimmt wieder zu, sie wird schneller und schneller. Danach wird das Universum von der kosmischen Abstoßung beherrscht, und es expandiert den Rest seiner Ewigkeit.

Astronomen haben überlegt, dass dieses ungewöhnliche Verhalten – erst verlangsamen und dann beschleunigen – in der beobachteten Bewegung der Galaxien sichtbar sein müsse. Doch haben sorgfältige Untersuchungen keinerlei Beweis für solch eine Wendung gebracht, obwohl dies hin und wieder behauptet worden ist.

M.f.G. Eugen Bauhof

Timm
25.01.14, 22:20
Gut, dann hat sich's ja geklärt, Eugen. Man hatte keine empirischen Anhaltspunkte, sondern die mögliche Existenz einer kosmologischen Konstante lediglich diskutiert.

Gruß, Timm

Bauhof
26.01.14, 11:51
Gut, dann hat sich's ja geklärt, Eugen. Man hatte keine empirischen Anhaltspunkte, sondern die mögliche Existenz einer kosmologischen Konstante lediglich diskutiert.

Hallo Timm,

mir ging es aber darum, ob es neuere empirischen Anhaltspunkte für die sogenannte "Wendung" gibt. Denn das Buch ist ja schon etwa 25 Jahre alt.

M.f.G. Eugen Bauhof

Timm
26.01.14, 15:57
Hallo Eugen,



mir ging es aber darum, ob es neuere empirischen Anhaltspunkte für die sogenannte "Wendung" gibt. Denn das Buch ist ja schon etwa 25 Jahre alt.


Ja, meines Wissens liefern Supernovae Daten Hinweise auf auf den Übergang abbremsender zu beschleunigter Expansion vor etwa 6 Milliarden Jahren. Das passt auch zur Interpretation der dunklen Energie als kosmologische Konstante.

Grüße, Timm

Bauhof
26.01.14, 16:54
Ja, meines Wissens liefern Supernovae Daten Hinweise auf auf den Übergang abbremsender zu beschleunigter Expansion vor etwa 6 Milliarden Jahren. Das passt auch zur Interpretation der dunklen Energie als kosmologische Konstante.

Hallo Timm,

kennst da dafür eine deutschsprachige Quelle?

M.f.G. Eugen Bauhof

Timm
27.01.14, 15:01
Hallo Eugen,


kennst da dafür eine deutschsprachige Quelle?


Eine kurze Suche ergab diese (http://www.spektrum.de/alias/nobelpreise-2011/das-beschleunigte-universum/1124665). Der Wendepunkt der roten Kurve markiert den Übergang. Man hätte noch dazu schreiben können, daß das Universum während der Inflation exponentiell expandierte und sich diesem Zustand wieder nähert, sofern die dunkle Energie eine kosmologische Konstante ist.

Gruß, Timm

Ich
27.01.14, 16:13
Für die Supernovadaten selbst kenne ich keine deutschsprachige Quelle. Ein entsprechendes Diagramm findet sich bei Ned Wright (http://www.astro.ucla.edu/~wright/sne_cosmology.html) (das vierte auf der Seite).
Aus der Beschreibung:
"In the last few years distant supernovae with redshifts up to 1.755 have been observed by the Hubble Space Telescope. These objects show that the trend toward fainter supernovae seen at moderate redshifts has reversed."
Meine Übersetzung:
"In den letzten Jahren wurde Supernovae mit Rotverschiebungen bis zu 1,755 vom Hubble-Weltraumteleskop beobachtet. Diese Objekte zeigen, dass sich der Trend zu lichtschwächeren Supernovae, den man bei mittleren Rotverschiebungen sieht, umgekehrt hat."
Sprich: Die noch weiter entfernten älteren SN sind tatsächlich wieder heller, als man bei unbeschleunigter Expansion (horizontale grüne Linie) erwarten würde. Ganz so wie in einem gebremst expandierenden Universum, und überhaupt nicht so wie in einem andauernd (exponentiell) belschleunigten Universum (blaue Linie).

Bauhof
27.01.14, 17:13
Sprich: Die noch weiter entfernten älteren SN sind tatsächlich wieder heller, als man bei unbeschleunigter Expansion (horizontale grüne Linie) erwarten würde. Ganz so wie in einem gebremst expandierenden Universum, und überhaupt nicht so wie in einem andauernd (exponentiell) belschleunigten Universum (blaue Linie).

Hallo ICH,

danke für die Übersetzung und deine vorstehende Interpretation. Somit ist der Wissenstand vor 25 Jahren überholt, als man diese "Wende" noch nicht feststellen konnte, so wie es Paul Davies anmerkte.

M.f.G. Eugen Bauhof

Ich
27.01.14, 19:36
Hallo Eugen,

wie Timm schon sagte, 1987 gab es noch nicht einmal Belege für eine beschleunigte Expansion, geschweige denn für ihren genauen zeitlichen Ablauf. Seitdem hat sich unwahrscheinlich viel getan auf dem Gebiet.