Hobby-Eberly-Teleskop: Dunkle Energie im Fokus

astronews.com Redaktion

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Das Hobby-Eberly-Teleskop in Texas ist in den letzten Jahren umfassend modernisiert worden und hat dabei unter anderem einen neuen Spektrografen erhalten, mit dessen Hilfe die Astronomen die Dunkle Energie detailliert erforschen wollen. Beteiligt daran sind auch Astronomen der Universitäten in Göttingen und München. (17. November 2015)

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TomS

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1998 hatten zwei Teams von Astronomen unabhängig voneinander entdeckt, dass sich die Expansionsgeschwindigkeit unseres Universums ... vergrößert.

Ich halte den Begriff Expansionsrate für weniger verwirrend.


Damit verbunden war die Erkenntnis, dass es in unserem Weltall eine bislang noch vollkommen unbekannte Dunkle Energie geben muss, die der Grund für diese beschleunigte Expansion ist. Um was es sich bei dieser Dunklen Energie handelt, ist den Wissenschaftlern bis heute ein Rätsel.
Diese Darstellung halte ich für zu reißerisch.

Im einfachsten Fall handelt es sich um die wohlbekannte kosmologische Konstante, und damit läge lediglich eine gut verstandene geometrische Eigenschaft der Raumzeit vor. Dunkle Energie suggeriert etwas anderes, nämlich dass diese aus etwas bestehen würde. Das ist bisher reine Spekulation, im einfachsten Fall ist die kosmologische Konstante einfach da, genauso wie die Newtonsche Gravitationskonstante einfach da ist. Die Daten lassen bisher diese einfache Erklärung zu.

Anmerkung: es gibt eine Theorie zur Quantengravitation (asymptotisch safety, geometrodynamics), die diese einfache Erklärung recht zwanglos liefert.
 
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Ich

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Ich halte den Begriff Expansionsrate für weniger verwirrend.
...aber falsch. Es ist in der Tat die Geschwindigkeit (egal welche), die sich vergrößert, während die Rate weiter sinkt.
Diese Darstellung halte ich für zu reißerisch.

Im einfachsten Fall handelt es sich um die wohlbekannte kosmologische Konstante, und damit läge lediglich eine gut verstandene geometrische Eigenschaft der Raumzeit vor. Dunkle Energie suggeriert etwas anderes, nämlich dass diese aus etwas bestehen würde.
Dunkle Energie ist schlicht und einfach der Oberbergriff für verschiedene solche Dinge, einschließlich einer kosmologischen Konstante. Er wird benutzt, weil man eben noch nicht sicher sein kann, dass dieser einfachste Fall tatsächlich zutrifft - soo gut verstanden ist das nämlich nicht. Klar sieht die ART diese Möglichkeit vor, aber warum es ausgerechnet so ein kleiner positiver Wert sein soll bedarf einer Erklärung.
Phänomenologisch ist eine KK sowieso äquivalent zu einer Energiedichte des Vakuums, da sehe ich also auch kein Problem, wenn der Name "dunkle Energie" so etwas suggeriert.
 

TomS

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...aber falsch. Es ist in der Tat die Geschwindigkeit (egal welche), die sich vergrößert, während die Rate weiter sinkt.
Kannst du dazu die entsprechenden Formeln (für ein deSitter-Universum) angeben?

Klar sieht die ART diese Möglichkeit vor, aber warum es ausgerechnet so ein kleiner positiver Wert sein soll bedarf einer Erklärung.
Das asymptotic Safety Programm möchte genau diese Erklärung liefern. Dabei ist jedoch kein Parameter für dich alleine vorhersagbar, sondern lediglich ein Satz aller Parameter für jeweils eine gewählte RG-Trajektorie.

Phänomenologisch ist eine KK sowieso äquivalent zu einer Energiedichte des Vakuums, da sehe ich also auch kein Problem, wenn der Name "dunkle Energie" so etwas suggeriert.
Phänomenologisch hast du recht, aber das ist nur ein Teil der Story.
 

Ich

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Kannst du dazu die entsprechenden Formeln (für ein deSitter-Universum) angeben?
Skalenfaktor a~exp(Ht).
Für mitbewegte Beobachter, v:=d(a*r)/dt=da/dt*r. Beschleunigung dv/dt=d²a/dt²*r=H²*(a*r)>0.
Die Expansionsrate dagegen: (da/dt)/a=H=const.
Das asymptotic Safety Programm möchte genau diese Erklärung liefern. Dabei ist jedoch kein Parameter für dich alleine vorhersagbar, sondern lediglich ein Satz aller Parameter für jeweils eine gewählte RG-Trajektorie.
Möchte. Und andere Programme möchten anderes. Du kannst das nicht "gut verstanden" nennen.
Phänomenologisch hast du recht, aber das ist nur ein Teil der Story.
Ist doch egal. DE ist nun mal nicht reißerisch, sondern der akzeptierte Oberbegriff, und er passt auch einigermaßen für die heute üblicherweise überlegten Szenarien, einschließlich KK.
 
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Bernhard

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Für mitbewegte Beobachter, v:=d(a*r)/dt=da/dt*r. Beschleunigung dv/dt=d²a/dt²*r=H²*(a*r)>0.
Wäre es da nicht besser oder einfacher da/dt als Expansionsgeschwindigkeit und d²a/dt² als beschleunigte Expansion zu bezeichnen? Man könnte dann 1/a * d²a/dt² auch als Beschleunigungsrate bezeichnen.
 

Ich

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Darauf läuft es hinaus, ja. Der Skalenfaktor ist aber auch nur bis auf eine Konstante bestimmt. Wenn man einen Zahlenwert für die Expansionsgeschwindigkeit angeben wollte, wäre der erstmal beliebig, genauso wir in meiner Formulierung das mitbewegte Objekt beliebig ist, das man betrachten will.
Was aber immer bleibt ist, ob d²a/dt² größer, kleiner oder gleich Null ist. Und danach nennt man die Expansion beschleunigt, gebremst oder unbeschleunigt. Ich habe nur ein Objekt hergenommen, um zu zeigen, warum der Terminus "Expansionsgeschwindigkeit" hier gar nicht so unangebracht ist: beschleunigt, gebremst oder unbeschleunigt sind die Geschwindigkeiten (proper distance/cosmological time) aller Objekte.
 
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