Expansionrate des Universums

Peter0167 schrieb am 08.06.2020:Die eigentliche Frage ist doch, welche Relevanz solch ein Paper eingeräumt wird. Ich kann das ganz sicher nicht beurteilen, daher werde ich wohl die Reaktionen aus der Fachwelt abwarten müssen.

Ja, das ist das übliche Prozedere.

Peter0167 schrieb am 08.06.2020:Im Paper wird nun behauptet, dass es sich um den direktesten und genauesten Test der Leuchtkraftentwicklung von SN Ia handelt, der jemals durchgeführt wurde. So weit ich weiß, nahm man bisher an, dass SN Ia überall im Universum nahezu gleich ablaufen, und daher auch alle einen ähnlichen Helligkeitsverlauf aufweisen. Das wiederum war bisher die Grundlage bei der Entfernungsbestimmung weit entfernter Galaxien.

Es handelt sich um eine Untersuchung mittels einer nicht parametrisierten iterativen Methode die auf der Joint Light Curves Analysis basiert, zur Wahrscheinlichkeitsverteilung wird mit dem MCMC Verfahren gearbeitet. Es wurde festgestellt das SNIa nicht immer gleich hell leuchten, jüngere SNIa explodieren anders als ältere weil die Zusammensetzung eine andere ist. Dies führt zu Variationen in der Leuchtkraft von SNIa. Damit wären sie nicht geeignet um Entfernungen im Kosmos zu berechnen.
Aus dem abstract alleine ist das so nicht rauszulesen, dazu ist ein Zugang zum kompletten Material nötig.

Peter0167 schrieb am 08.06.2020:Wenn die Leuchtkraftentwicklung jetzt noch genauer möglich ist, dann sollte das doch eigentlich die Genauigkeit der Entfernungsbestimmung erhöhen, und nicht in Frage stellen!? Es sei denn, man hat so gravierende Unterschiede festgestellt, dass die Methode mit den SN IA sich quasi als untauglich erweist.

s.O.

Peter0167 schrieb am 08.06.2020:Abgesehen davon, selbst wenn die SN Ia plötzlich für die Entfernungsbestimmung untauglich wären, ändert dies ja prinzipiell nichts an der beschleunigten Expansion des Universums, für die es ja noch weitere Belege (Rotverschiebung) gibt. Daher halte ich es noch für zu früh, das Konzept der DE abzuschreiben.

Doch für eine beschleunigte Expansion schon, wenn die Eichung nicht mehr stimmt, stimmen die Entfernungsmodule nicht mehr. Rotverschiebung muss ja in einem Bezug (hier anhand einer Eichung) gemessen werden, ansonsten könnte man mit eintreffendem Licht bzgl. Entfernungen nichts anfangen. Die Expansion an sich ist eine andere Geschichte.

Die angesprochene physikalische Komponente (hat nichts mit dem paper zu tun) die SNIa als Standard Kerze in Frage stellt, ist der Umstand das bei Berechnungen der Fragmente nach einer SNIa Explosion noch in keinem Fall auf die Erfüllung irgend einer Chandrasekhar Grenze(es gibt mehrere) geschlossen werden konnte; und dies schon sehr lange nicht.

Peter0167 schrieb am 08.06.2020:Ich verfolge die Entwicklung aber weiter, bin schon gespannt darauf, wie sich das entwickeln wird...

Anbei ein spannendes Projekt bei Interesse
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab3719 (Archiv-Version vom 26.09.2021), hier geht es um den sogenannten Dark Emulator.

@Peter0167

RayLight schrieb:Es wurde festgestellt das SNIa nicht immer gleich hell leuchten

Ich kenne das/die Verfahren mit denen das festgestellt wurde zwar nicht, aber benötigt man dafür nicht eine verlässliche Entfernungsangabe? :)

Dann bleiben uns also nur noch die Cepheiden und die kosmische Rotverschiebung zur Entfernungsbestimmung. Wenn die auch irgendwann mal "wegbrechen", ... dann stehen wir wieder janz am Anfang. Beruhen denn die Aussagen zur beschleunigten Expansion nicht auch auf den ermittelten Entfernungen von Galaxien ... nicht das wir es am Ende doch noch mit einem statischen Universum zu tun haben :D

Mal eine Frage, wenn das Universum expandiert, dann müsste ja alles was sich darin befindet auseinandergezogen werden. Sprich der Abstand zwischen zwei Galaxien wird größer, zwischen Sonne und Planet, zwischen Atom und Atom, was ja dann eigentlich bedeutet entweder muss Energie aufgewendet werden um den Ist-Zustand wieder herzustellen oder es geht Energie verloren falls dies nicht passiert.

taren schrieb:Mal eine Frage, wenn das Universum expandiert, dann müsste ja alles was sich darin befindet auseinandergezogen werden. Sprich der Abstand zwischen zwei Galaxien wird größer, zwischen Sonne und Planet, zwischen Atom und Atom

Nein, diese Annahme ist zwar weit verbreitet, dennoch entbehrt sie jeglicher Logik. Die strukturellen Bindungen zwischen Sternen und Planeten, zwischen Bestandteilen von Molekülen und Atomen sind davon nicht betroffen, da sie von ganz anderen Kräften bestimmt werden.

Die Expansion des Raumes macht sich erst auf den ganz großen Skalen bemerkbar, indem sich gebundene System voneinander entfernen, die Abstände innerhalb dieser Systeme (z.B. Galaxien) bleiben jedoch bestehen.

Weiterhin verliert elektromagnetische Strahlung beim durchqueren des expandierenden Raumes an Energie, Wellenlängen vergrößern sich und werden damit ins rote verschoben.

Peter0167 schrieb:Die strukturellen Bindungen zwischen Sternen und Planeten, zwischen Bestandteilen von Molekülen und Atomen sind davon nicht betroffen, da sie von ganz anderen Kräften bestimmt werden.

Doch schon wenn man dem hypothetischen Big Rip anhänglich ist, oder?

skagerak schrieb:oder?

Nehm ich auch an.
Wenn die Expansionsrate hoch genug ist, wird es den

Peter0167 schrieb:strukturellen Bindungen zwischen Sternen und Planeten, zwischen Bestandteilen von Molekülen und Atomen

wahrsch. auch an den Kragen gehen ;)

@Peter0167

Peter0167 schrieb:Weiterhin verliert elektromagnetische Strahlung beim durchqueren des expandierenden Raumes an Energie, Wellenlängen vergrößern sich und werden damit ins rote verschoben.

Mal eine Frage dazu:

Würde die elektromagnetische Strahlung beim Durchqueren eines nicht-expandierenden Raumes auch an Energie verlieren?


Beispiel:

Wir haben 2 gleiche EM-Strahlen:

Nr1 durchquert 2 Mrd. LJ nicht-expandierenden Raum
Nr 2 durchquert 1 Mrd. LJ expandierenden Raum, der sich in 1 Mrd Jahren verdoppelt (nur als Beispiel).
Nr. 2 durchquert also (wie Nr 1) auch insgesamt 2 Mrd LJ Raum.

Sind beide (Nr1 und Nr2) am Ende ihrer Reise (2 Mrd. LJ) gleich rotverschoben oder gibt es da Unterschiede?

delta.m schrieb:Würde die elektromagnetische Strahlung beim Durchqueren eines nicht-expandierenden Raumes auch an Energie verlieren?

Nein. Die Energie der Strahlung wird nur abhängig von seiner Frequenz.

E = h * f

Die Frequenz hängt indirekt proportional mit der Wellenlänge zusammen, d.h. wird die Wellenlänge infolge des expandierenden Raumes gedehnt, sinkt die Frequenz und die Strahlung verliert an Energie (Rotverschiebung).

In einem nichtexpandierenden Raum kann Strahlung nur in einem Gravitationspotential Energie verlieren. Zum Beispiel beim Passieren eines Schwarzen Loches. Zunächst gewinnt die Strahlung beim Eintritt Energie, aber beim Austritt verliert sie die wieder, und darüber hinaus noch etwas mehr.

Peter0167 schrieb:d.h. wird die Wellenlänge infolge des expandierenden Raumes gedehnt

Das ist schon verwunderlich:
Die Expansion des Raumes macht sich erst auf den ganz großen Skalen bemerkbar (indem sich gebundene Systeme voneinander entfernen).

Ebenso die strukturellen Bindungen zwischen Sternen und Planeten,
Bestandteilen von Molekülen und Atomen lassen sich davon nicht beeinflussen.

Aber bei der EM-Strahlung "zieht" es die Wellenläge auseinander.
*grübel*


------------------

Peter0167 schrieb:sinkt die Frequenz und die Strahlung verliert an Energie (Rotverschiebung).

Wie sieht eigentlich diese "verlorene" Energie aus bzw. wo bleibt sie (kann ja nicht verloren gehen)?

Hi Leute!

Seht das nicht als Theorie....oder als versuch mich über die etablierten Experten zu erheben. Es soll wirklich nur eine Frage eines Unwissenden sein.

Peter0167 schrieb am 18.11.2016:Inzwischen wird Einsteins Eselei aber immer stärker mit der Dunklen Energie in Verbindung gesetzt. Mit der Kosmologischen Konstante lassen sich nämlich rund 70% der Energiedichte des Universums beschreiben, also genau der Anteil, dessen Wirkung genau entgegengesetzt zur Gravitation wirkt, und damit alles auseinandertreibt. Das war jedoch nicht immer so, wie wir heute vermuten, hat die Energiedichte der Dunklen Energie einen konstanten Wert

Der Urknall wirkt bewiesener Maßen nicht bis heute nach und erschafft nichts neues um die Expansion des Universums zu erklären. Da der Inhalt unseres Universums in einer konstanten Relation steht. Das Verhältnis von Materie und dunkler Energie bleibt konstant. Deshalb kommt ein Zuwachs, von was auch immer nicht als Erklärung der Expansion in Frage. Hoffe das stimmt so in etwa. Ansonsten sind die restlichen Gedanken eh alle Nonsens.

Peter0167 schrieb am 17.06.2016:Ein weiterer Meilenstein war die 1998 zum ersten mal beobachtete beschleunigte Expansion des Universums, mit der auch eine weitere fundamentale Größe (Hubble-Konstante) Einzug in die Kosmologie hielt, wobei der Begriff "Konstante" in diesem Fall irreführend ist, da der Wert neuesten Beobachtungen zufolge zeitlich variabel ist.
Die Hubble-Konstante darf man übrigens nicht mit der zeitlich konstanten Kosmologischen Konstante verwechseln. Die Kosmologische Konstante interpretiert man heute als Energiedichte des Vakuums, die einen leicht positiven Wert hat, aber zeitlich konstant ist.

Ich habe auch in anderen Threads schon öfter darauf hingewiesen, was eine konstante Energiedichte bei gleichzeitig expandierender Raumzeit bewirkt. Eine konstante positive Energiedichte führt zu einem "negativen Druck" mit einer quasi antigravitativen Wirkung! Und genau das scheint es zu sein, was unser Universum auseinander treibt.

Könnte die Expansion auch von der Bewegung, bzw. Beschleunigung des gesamten Universums verursacht werden?
Bzw. würde der erzeugte „negative Druck“ ausreichen um auf das gesamte Universum zu wirken?

Ich weis das die Energiemenge die dafür notwendig wäre unvorstellbar hoch ist. Mein Gedanke eigentlicher völliger Quatsch ist. ART sei Dank..
Peter und sein „negativer Druck“ lassen mich echt stolpern.
Mir fehlt da echt die Mathe
Wenn es wirklich eine Art von Druck oder Spannung gibt, müsste sich diese/r weiter aufstauen und dann entladen? Oder es passiert langsam und gleichmäßig?

delta.m schrieb:Aber bei der EM-Strahlung "zieht" es die Wellenläge auseinander.
*grübel*

Ja, ist so. Guggsd du hier...

Die Expansion des Universums darf nicht so verstanden werden, dass sich Galaxien in der Raumzeit voneinander entfernen (Relativbewegung). Es ist der Raum selbst, der sich ausdehnt, die Galaxien werden mitbewegt. Gravitativ gebundene Objekte wie Galaxien oder Galaxienhaufen expandieren nicht, denn sie sind durch ihre Eigengravitation von der allgemeinen Expansionsbewegung (beschrieben durch die Friedmann-Gleichungen) entkoppelt. Dies gilt insbesondere auch für Objekte, die sich innerhalb solcher gravitativ gebundener Systeme befinden (Sterne, Planeten), und auch für elektromagnetisch gebundene Systeme wie Atome und Moleküle. Einer elektromagnetischen Welle hingegen, die sich frei durch eine sich ausdehnende Raumzeit ausbreitet, wird die Expansionsbewegung direkt aufgeprägt: vergrößert sich die Raumzeit während der Laufzeit um einen Faktor n {\displaystyle n} n, so geschieht dies auch mit der Wellenlänge des Lichtes.

Diese kosmologische Rotverschiebung ist grundsätzlich von der Rotverschiebung durch den Dopplereffekt zu unterscheiden, die nur von der relativen Geschwindigkeit der Galaxien bei der Emission und der Absorption abhängt. Die aus der kosmologischen Rotverschiebung abgeleiteten Fluchtgeschwindigkeiten ferner Galaxien sind demnach direkt auf die Ausdehnung der Raumzeit zurückzuführen. Bereits ab Entfernungen von wenigen 100 Megaparsec ist der Anteil des Dopplereffekts verschwindend gering. Ferner ergibt sich aus der allgemeinen Relativitätstheorie, dass die beobachteten Fluchtgeschwindigkeiten keine relativistischen Zeiteffekte hervorrufen, wie sie von der speziellen Relativitätstheorie für Bewegungen im Raum beschrieben werden. Eine kosmologische Zeitdilatation findet dennoch statt, da die später ausgesandten Photonen eines Objektes aufgrund der Expansion eine größere Wegstrecke zurücklegen müssen. Physikalische Prozesse erscheinen daher bei rotverschobenen Objekten (aus unserer Sicht) zunehmend verlangsamt abzulaufen.

Wikipedia: Rotverschiebung#Kosmologische Rotverschiebung

Lumpikahn schrieb:Da der Inhalt unseres Universums in einer konstanten Relation steht. Das Verhältnis von Materie und dunkler Energie bleibt konstant.

Ich denke, dem ist nicht so. Was vermutlich konstant ist, ist die Energiedichte der DE. Das bedeutet, in einem expandierenden Universum muß die Energiemenge der DE stetig ansteigen, somit ändert sich auch das Verhältnis von DE, DM und baryonischer Materie ständig.

Dunkle Energie | Grundlagen (Harald Lesch)

Externer Inhalt
Durch das Abspielen werden Daten an Youtube übermittelt und ggf. Cookies gesetzt.

Peter0167 schrieb:Ja, ist so. Guggsd du hier...

Ok, Überredet ;) :D

... aber was mit der verlorenen Energie passiert steht da leider nicht ...

------------------------

Peter0167 schrieb:...Eine kosmologische Zeitdilatation findet dennoch statt, da die später ausgesandten Photonen eines Objektes aufgrund der Expansion eine größere Wegstrecke zurücklegen müssen. Physikalische Prozesse erscheinen daher bei rotverschobenen Objekten (aus unserer Sicht) zunehmend verlangsamt abzulaufen.

*aber schon wieder etwas grübel...*

(werde mal beim Wiki-link nachlesen.)

delta.m schrieb:aber was mit der verlorenen Energie passiert steht da leider nicht ...

Ja, das ist eine interessante Frage, die hier früher auch schon mal diskutiert wurde.

Ich glaube mich zu erinnern, dass die Energie wohl im Raum selbst gespeichert wird, und die Energieerhaltung in diesem Fall nicht zuständig sei, wei kein abgeschlossenes System, ... etc.

Ist aber lange her, und ich glaub nicht, dass ich das alles nochmal aufwärmen will :D

Peter0167 schrieb:und die Energieerhaltung in diesem Fall nicht zuständig sei, wei kein abgeschlossenes System, ...

Ja, jetzt wo du's schreibst, dämmert mir da auch so etwas in der Richtung ...

Die "Ausrede" mit dem nicht abgeschlossenen System ...

@delta.m

Ich glaube, ich habs gefunden (bin mir aber nicht sicher):

Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen? (Seite 5) (Beitrag von Z.)

Damals war Z. noch dabei ... in den guten alten Zeiten.

@Peter0167
@delta.m
Das steht doch einen Absatz unter dem verlinkten Wiki Artikel was mit der Energie passiert:

Die Rotverschiebung eines Photons entspricht einer Dehnung seiner Wellenlänge, die mit einer Energieabnahme (gemäß E = h c / λ {\displaystyle E=hc/\lambda } {\displaystyle E=hc/\lambda }, E {\displaystyle E} E = Energie des Photons, h {\displaystyle h} h = Plancksches Wirkungsquantum, c {\displaystyle c} c = Lichtgeschwindigkeit, λ {\displaystyle \lambda } \lambda = Wellenlänge) einhergeht. Wenn die Rotverschiebung mit einer Dehnung der Raumzeit erklärt wird, stellt sich die Frage, wo die Energie bleibt.

Das aus der Thermodynamik bekannte Prinzip der Energieerhaltung gilt nur für zeitlich unveränderliche abgeschlossene Systeme. Da sich das Universum mit der Zeit verändert – es dehnt sich aktuell aus – ist es kein zeitlich unveränderliches abgeschlossenes System. Die Energie der Photonen geht in Form von Arbeit in die Expansion des Universums ein. Sollte das Universum irgendwann wieder kontrahieren, würde die Energie dann an blauverschobene Photonen zurückgegeben werden.

skagerak schrieb:Das steht doch einen Absatz unter dem verlinkten Wiki Artikel was mit der Energie passiert:

Stümmt. Hab ich glatt übersehen. :)

@Peter0167
Dieser gesamte Post hat schon fast ausgereicht

Peter0167 schrieb:Die Expansion des Universums darf nicht so verstanden werden, dass sich Galaxien in der Raumzeit voneinander entfernen.......

Aber der Lesch hat es abgerundet. Einfach schön Nachvollziehbar und mit einfachen Worten.
Jetzt habe ich es begriffen. Beim Volumen und dem Hefeteig hat es klick gemacht. 😊

Lumpikahn schrieb:Beim Volumen und dem Hefeteig hat es klick gemacht.

Und ich wollte noch das Beispiel mit einem Ballon bringen 😏

@Peter0167
Ich weiß leider nicht wie man genau einen Beitrag verlinkt, daher: Z. hat es sogar in dem von Dir verlinkten Thread, im Beitrag vom 04.04.2019 um 16:16 Uhr zitiert was ich grad aus dem Wiki zitiert habe ;)
War interessant diesen Thread noch mal durchzulesen.