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THEMA: Ist die Dunkle Energie veränderlich?

Ist die Dunkle Energie veränderlich? 21 Sep 2017 17:42 #19581

Im Artikel „Ein neues Modell für den Kosmos?“ (SuW 10/2017) wird der Wert der Hubble-Konstanten (H0), der aus der Vermessung der Hintergrundstrahlung resultierte, verglichen mit neueren Ergebnissen, die aus Beobachtungen von Cepheiden, Supernovae und dem starken Gravitationslinseneffekt gewonnen wurden. Ergebnis: Die Hintergrundstrahlung lieferte für die aktuelle Hubble-Konstante, also für die derzeitige Expansionsrate des Universums, einen um rund 7 % kleineren Wert als die anderen Messungen.

Wenn ich es recht sehe, ist die Hubble-Konstante ein Rechenergebnis, das aus der Hubblefunktion für das gegenwärtige Weltmodell (flache Friedmann-Expansion) gewonnen wird, indem diese Funktion mit den jeweils gemessenen Werten parametriert wird. Angesichts der geringen Unterschiede, die sich für H0 auf Basis der verschiedenen Meßverfahren ergeben haben, bin ich nahezu begeistert von der prinzipiellen Leistungsfähigkeit des gängigen Lambda-CDM-Weltmodells; einem Weltmodell von großer mathematischer Einfachheit, das mit ganz wenigen physikalischen Parametern auskommt.

Man führe sich einmal vor Augen, dass die Hubblekonstante, die aus der Hintergrundstrahlung gewonnen wurde, aus einer Zeit von rund 400 tausend Jahren nach dem Urknall (Rotverschiebung von z=1100) stammt, einer Zeit als die Expansion des Universum von Strahlung und Materie dominiert wurde. Dagegen beziehen sich z. B. die Auswertungen des Gravitationslinseneffekts auf eine viel spätere kosmische Epoche, nämlich auf Licht von Quasaren, das 8 bis 9 Milliarden Jahre nach dem Urknall ausgesendet wurde (z bei ca. 1), eine Epoche, die vom allmählichen Übergang von Materiedominanz zu der Dominanz der Dunklen Energie gekennzeichnet ist.

Deswegen lautet mein persönliches Fazit: Man muss den einfachen Friedmann-Gleichungen eine unglaublich „universelle“ Gültigkeit und Genauigkeit zutrauen, wenn man aus den gemessenen Unterschieden für H0 daran denkt, die Dunkle Energie zu dynamisieren.

Leicht beieinander wohnen die Gedanken. Doch hart im Raume stoßen sich die Sachen. Schiller, Wallenstein

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Ist die Dunkle Energie veränderlich? 21 Sep 2017 19:09 #19586

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Ist die Dunkle Energie veränderlich? 21 Sep 2017 19:57 #19590

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Ist die Dunkle Energie veränderlich? 22 Sep 2017 11:57 #19616

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Denobio schrieb: Im Artikel „Ein neues Modell für den Kosmos?“ (SuW 10/2017) wird der Wert der Hubble-Konstanten (H0), der aus der Vermessung der Hintergrundstrahlung resultierte, verglichen mit neueren Ergebnissen, die aus Beobachtungen von Cepheiden, Supernovae und dem starken Gravitationslinseneffekt gewonnen wurden. Ergebnis: Die Hintergrundstrahlung lieferte für die aktuelle Hubble-Konstante, also für die derzeitige Expansionsrate des Universums, einen um rund 7 % kleineren Wert als die anderen Messungen.

Wenn ich es recht sehe, ist die Hubble-Konstante ein Rechenergebnis, das aus der Hubblefunktion für das gegenwärtige Weltmodell (flache Friedmann-Expansion) gewonnen wird, indem diese Funktion mit den jeweils gemessenen Werten parametriert wird. Angesichts der geringen Unterschiede, die sich für H0 auf Basis der verschiedenen Meßverfahren ergeben haben, bin ich nahezu begeistert von der prinzipiellen Leistungsfähigkeit des gängigen Lambda-CDM-Weltmodells; einem Weltmodell von großer mathematischer Einfachheit, das mit ganz wenigen physikalischen Parametern auskommt.


Hallo Denobio,

der Unterschied bei den Werten der Hubble-Konstanten, die mit verschiedenen Methoden gewonnen wurden und werden, scheint gering, findet aber dennoch schon seit längerem große Aufmerksamkeit, da sich dieser Unterschied in den letzten Jahren immer weiter verfestigt hat und gleichzeitig die Fehlerbalken kleiner geworden sind, so dass die Werte eigentlich inkompatibel sind.
Das heißt, falls nicht auf der einen oder anderen Seite ein systematischer Fehler besteht, könnte eine Lösung dieser Diskrepanz in einer dynamischen Dunklen Energie bestehen mit einem w-Parameter in der EoS, der sich mit der Zeit ändert.
Damit ist zukünftig so ziemlich alles möglich: Vom Auffinden eines systematischen Fehlers in den Messungen über kleine Modifikationen des Kosmologischen Modells bis hin zu einer grundlegenden Revision. Es wird Dich nicht überraschen, dass ich auf Letzteres tippe.

Gruß,
Lulu

www.nytimes.com/2017/02/20/science/hubbl...expanding-speed.html
www.mitp.uni-mainz.de/630.php
arxiv.org/abs/1706.02739
arxiv.org/abs/1709.04046
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Ist die Dunkle Energie veränderlich? 22 Sep 2017 17:46 #19620

Hallo Lulu,
Ich stimme sehr mit Dir überein. Ich sehe die gleichen Möglichkeiten. Da ist noch was zu entdecken. Wie du sagst, sind die Fehlerbalken erstaunlich klein und es gibt keine Überlappung.
Trotzdem bin ich erstaunt über die Leistungsfähigkeit der Theorie. Da werden die Bestandteile des Universums wie ein Fluid behandelt. Das mag ja noch angehen zu Zeiten als die ganze Suppe noch dicht beieinander war. Aber später, als sich Galaxien ausbildeten, haben sich die Verhältnisse sehr geändert. Und es findet ständig ein Übergang statt zwischen den Energiedichten: Strahlung, Materie, Dunkle Energie.
Vollkommen andere Verhältnisse bei der Hintergrundstrahlung im Vergleich zu einer 8 Miliarden Jahre späteren Zeit. Und die Ho liegen so nah beieinander. Mich als Bauchphysiker erstaunt und begeistert das zugleich. Man hat für die Friedmann Gleichungen nicht so das Gefühl wie z. B. für das Induktionsgesetz. Da ist die im Grunde nicht verstehbare Relativitätstheorie der Ausgangspunkt. Das kann man dann alles in ein Newton Analogon übersetzen. Das ist dann nachvollziehbar. Aber dann tut sich plötzlich die DE so hervor. Diese Graue Eminenz.
Gut, die Hubblefunktion mit den aus der Hintergrundstrahlung gewonnen Parametern nimmt die DE schon in voller Schönheit mit. Als Konstante Energiedichte eben. Es könnte so aussehen als ob die DE immer mehr entfesselt würde.
Ich schließe die Augen und versuche zu erfühlen, wie das alles zusammenhängt, wie in einer Meditation. Obwohl ich alles andere als ein Esoteriker bin.
Übrigens, ich habe eine tolle Arbeit über die ganz lange Geschichte der Kosmologischen Konstanten gefunden. Sehr, sehr interessant. Ich werde sie als PDF posten.
Grüße Denobio

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Ist die Dunkle Energie veränderlich? 29 Okt 2017 21:10 #21493

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Mit Neutronensternkollisionen, wie sie nun mit Hilfe der Gravitationswellenastronomie beobachtbar sind, hat sich eine weitere, unabhängige Methode ergeben, die Hubble-Konstante zu messen.

www.quantamagazine.org/colliding-neutron...ontroversy-20171025/

Gruß,
Lulu
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Ist die Dunkle Energie veränderlich? 29 Okt 2017 21:29 #21494

Hallo Lulu,

Super, danke für den Link. Vor allem interessant, wo die neue Methode sich eingruppiert, bei 70 km/s Mpc.
Man kann jetzt darüber nachdenken, welche experimentelle Methode wohl den genausten Wert liefert.
VG
Thomas

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Ist die Dunkle Energie veränderlich? 29 Okt 2017 22:57 #21502

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Planck Weltraumteleskop 2015 Ho ≈ (67,74 ± 0,46) km/(s∙Mpc)
WMAP 2001 (70,5 ± 1,3)
Chandra 1999 (77 ± 4)
Edwin Powell Hubble 1931 (155)
Carl Wilhelm Wirtz 1928 (500)
Georges Lemaître 1927 (625)

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