Dunkle Energie: Welches Schicksal erwartet unser Universum?

Geheimnisse des Universums: Dunkle Energie

Umstrittene Dunkle Energie

Gibt es eine Alternative, die beschleunigte Expansion des Weltalls zu erklären?
Das Universum scheint sich beschleunigt auszudehnen. Ursache dafür soll eine seltsame neue Energieform sein, Fachleute nennen sie die Dunkle Energie. Das Problem: Niemand weiß wirklich, was diese Dunkle Energie wirklich ist. Bisher suchen sie jedenfalls vergeblich nach Erklärungen für das rätselhafte Verhalten des Kosmos.

Kein Wunder, dass immer wieder alternative Modelle entwickelt werden, um vielleicht ohne exotischen Energieformen auszukommen. Wie zwei Kosmologen von der Oxford University im aktuellen August-Heft von “Spektrum der Wissenschaft” in der Titelgeschichte beschreiben, könnte ein solches Alternativmodell so aussehen: Falls wir kosmisch gesehen inmitten einer Region leben, in der weniger Sterne und andere Materie zu finden sind als anderswo, dann würde sich der astronomische Befund vom gleichmäßig beschleunigten Universum anders darstellen. Dann variiert nämlich die kosmische Expansionsrate mit dem Ort – und das würde den Astronomen eine kosmische Beschleunigung nur vorspiegeln, ohne es wirklich zu sein.

Könnte es also sein, dass wir im Universum nicht in einer gleich verteilten Ansammlung von Sternen und Galaxien leben, wie das kosmische Standardmodell annimmt? Eine riesige Leere um die Erde und ihr Milchstraßensystem herum kommt den meisten Kosmologen deshalb auch sehr unwahrscheinlich vor, doch einige Forscher ziehen sie der mysteriösen Dunklen Energie vor. Was spricht dafür? Was spricht dagegen?

Die Entdeckung des beschleunigten Universums kündigte sich vor vor elf Jahren an. Aus einer winzigen Abweichung in der Helligkeit explodierender Sterne folgerten die Astronomen, sie hätten keine Ahnung, woraus über 70 Prozent des Kosmos bestehen. Sie konnten nur feststellen, dass der Raum anscheinend von einer ganz unvergleichlichen Substanz erfüllt wird, welche die Expansion des Universums nicht bremst, sondern vorantreibt. Diese Substanz erhielt damals den Namen Dunkle Energie.

Inzwischen ist ein Jahrzehnt vergangen, und die Dunkle Energie gibt noch immer so viele Rätsel auf, dass einige Kosmologen die grundlegenden Postulate, aus denen ihre Existenz gefolgert wurde, in Zweifel ziehen. Eines dieser Postulate ist das kopernikanische Prinzip. Ihm zufolge nimmt die Erde keinen zentralen oder sonst wie ausgezeichneten Platz im All ein. Wenn wir dieses Grundprinzip preisgeben, bietet sich eine überraschend einfache Erklärung für die neuen Beobachtungen an.

Wir haben uns längst an die Idee gewöhnt, dass unser Planet nur ein winziger Fleck ist, der irgendwo am Rand einer durchschnittlichen Galaxie einen typischen Stern umkreist. Nichts scheint unseren Ort inmitten von Milliarden Galaxien, die sich bis an unseren kosmischen Horizont erstrecken, besonders auszuzeichnen. Doch woher nehmen wir diese Bescheidenheit? Und wie könnten wir herausfinden, ob wir nicht doch einen speziellen Platz einnehmen? Meist drücken sich die Astronomen um diese Fragen und nehmen an, unsere Durchschnittlichkeit sei offensichtlich genug. Die Idee, wir könnten tatsächlich einen besonderen Ort im Universum bewohnen, ist für viele undenkbar. Dennoch ziehen einige Physiker dies seit Kurzem in Betracht.

Zugegeben: Die Annahme, wir seien kosmologisch unbedeutend, erklärt viel. Mit ihrer Hilfe können wir von unserer kosmischen Nachbarschaft auf das Universum im Großen und Ganzen schließen. Alle gängigen Modelle des Universums beruhen auf dem kosmologischen Prinzip. Die beschleunigte Expansion war also die große Überraschung, mit der die aktuelle Revolution in der Kosmologie begann.

Angenommen, die Expansion verlangsamt sich überall, weil die Materie an der Raumzeit zieht und sie bremst. Nehmen wir ferner an, dass wir in einer gigantischen kosmischen Leere leben – in einem Gebiet, das zwar nicht völlig leer gefegt ist, wo aber die mittlere Materiedichte nur etwa halb so groß ist wie anderswo. Je leerer eine Raumregion ist, desto weniger Materie bremst dort die räumliche Expansion, und entsprechend höher ist die Expansionsgeschwindigkeit innerhalb des Leerraums. Am höchsten ist sie in der Mitte; zum Rand hin, wo sich die höhere Dichte des Außenraums bemerkbar macht, nimmt sie ab. Zu jedem Zeitpunkt expandieren verschiedene Raumpartien unterschiedlich schnell – wie der ungleichmäßig aufgeblasene Luftballon.

Wie ausgefallen ist diese Idee einer monströsen Abnormität? Auf den ersten Blick sehr. Sie scheint in eklatantem Widerspruch zur kosmischen Hintergrundstrahlung zu stehen, die bis auf Hunderttausendstel genau gleichförmig ist, ganz zu schweigen von der im Großen und Ganzen ebenmäßigen Verteilung der Galaxien. Doch bei näherer Betrachtung muten diese Indizien weniger zwingend an. Die Gleichförmigkeit der Reststrahlung erfordert nur, dass das Universum in jeder Richtung nahezu gleich aussieht. Wenn eine Leere ungefähr kugelförmig ist und wir einigermaßen nahe ihrem Zentrum sitzen, muss sie nicht unbedingt den Beobachtungen widersprechen.

In kommenden Jahren werden Himmelsbeobachtungen zwischen beiden Erklärungen entscheiden.
Quelle: Spektrum der Wissenschaft, August 2009

Ein Gedanke zu „Dunkle Energie: Welches Schicksal erwartet unser Universum?“

  1. Auf meiner Internetseite http://www.cwirko.de habe ich meine Theorie der gravitativen Wirkung vorgestellt.
    Ich behaupte und ich habe gute Gründe dazu, dass die Gravitation und sowieso unsere Universum vollkommen anders funktioniert als die Wissenschaft sich so vorstellt.
    Um das zu erklären muss ich eueren Geduld ein bisschen strapazieren. Leider geht es nicht in 2 Setzen.
    Die Grundlage meiner Überlegung basiert auf der Erklärung der Pioneer Anomalie. Dieses Phänomen ist bekannt, also spare ich mir die Beschreibung.
    Gemäß meiner Theorie entsteht die gravitative Wirkung nicht als Folge einer Kraft und auch nicht durch die Krümmung des Raumes sondern durch Interferenz von Raumoszillationen.
    Weiteres ist auf meiner Internetseite http://www.cwirko.de zu erfahren.
    Die Quelle der Raumoszillationen ist der Gravitative Hintergrund, eine den ganzen Universum umfassende stehende Gravitationswelle.
    Der mathematische Beweis ist nicht kompliziert und basiert auf den Arbeiten von Nobelpreisträger Pound und Rebka. Die haben in Rahmen eines Experiments festgestellt das die Photonen einer Gammastrahlungsquelle auf einem Vertikalen Weg von 22,57 m eine Frequenzänderung (einen Blueshift) erfährt.

    Δf / f = 2,5 x 10^-15
    Δf – Frequenzänderung zwischen Quelle und Detektor
    f – Anfangsfrequenz
    ^ – Zeichen für Potenz
    x – Zeichen für Multiplikation
    Die Verschiebung ist also äußerst gering aber noch messbar. Diese experimentell festgestellte Frequenzverschiebung wurde auf der Grundlage eines mathematischen Beweises überprüft. Ein Photon wird seine Quantenenergie verlieren, wenn es dem Gravitationsfeld zu entkommen versucht, oder gewinnen, wenn es sich in Richtung Gravitationszentrum bewegt. Entsprechend steigt oder fällt seine potenzielle Energie. Anders gesagt, sein Spektrum wird entweder Rot oder Blau verschoben.
    Gemäß der bekannten einsteinschen Energie-Masse-Beziehung kann man dem Photon eine Masse zuordnen.

    E = mph x c^2
    E – Energie
    mph – Photonenmasse
    c – Lichtgeschwindigkeit im Vakuum
    Max Planck stellte fest, dass die Energie der Strahlung durch folgende Gleichung beschrieben werden kann

    E = h x f
    h – Das Planck’sche Wirkungsquantum
    f – Frequenz der Photonen
    Wir könnten jetzt die Beiden Gleichungen miteinander Vergleichen.
    → h x f = mph x c^2
    und dann die Aqivalenz der Masse des Photons errechnen.
    → mph = h x f / c^2
    / – Zeichen für Division
    Aufgrund der Bewegung Richtung Gravitationszentrum wächst die Energie des Photons
    ΔE = h x Δf
    Und verringert sich seine potenzielle Energie
    ΔE = mph x g x H
    g- Erdbeschleunigung
    H – Höhenunterschied
    Nach einem Vergleich
    h x Δf = mph x g x H
    und dem Austausch des Parameters der Photonenmasse durch die Gleichung
    mph = h x f / c^2 bekommen wir
    h x Δf = h x f / c^2 x g x H
    Wen wir jetzt diese Gleichung nach Frequenzänderung lösen haben wir
    Δf / f = g x H / c^2
    Wir können die theoretische Frequenzänderung errechnen
    Δf / f = 9,81 x 22,57 m/s^2 x m / (3×10^8) ^2 (m/s)^2
    und bekommen ein Ergebnis von 2,5 x 10^-15 was der Beobachtung entspricht.
    Nehmen wir an, dass die Photonen auf ihrem Weg zu Erde einer ständigen Beschleunigung unterliegen. Diese Beschleunigung ergibt sich aus der nacheinander folgenden dreidimensionalen Kontraktion und Expansion des Raumes. Die Entfernung zwischen zwei Maxima oder Minima ist sehr gering wahrscheinlich viel kleiner als Durchmesser des Atomkerns, die Frequenz aber sehr Hoch. Machen wir ein Gedankenexperiment und Überlegen wir uns wie wird sich ein Materieteilchen (aus der weiteren Beschreibung wird sich ergeben, dass die Photonen Teilchen sind) in so einem Raum verhalten.
    Sie werden natürlich auch oszillieren müssen. Weil die Photonen viel kleiner sind als die Amplitude der Oszillationen ergibt sich ein Bewegungsablauf der in dem folgendem Link dargestellt ist.

    http://upload.wikimedia.org/…Rising_circular.gif
    Viel interessanter ist aber wie diese Bewegung zustande kommt. Betrachten wir zuerst die eindimensionale Bewegung).
    Das Photon wird als ein Teilchen ausgestoßen. Es hat eine bestimmte Richtung und Geschwindigkeit. In dem Augenblick der Emission wird es der Wirkung der Kontraktion oder Expansion des Raumes ausgesetzt.
    Es wird von der Änderung des Raumes mitgerissen und beschleunigt
    In dem nächsten Schritt wechselt die Oszillation in andere Richtung jetzt wirkt auf das Teilchen eine Beschleunigung in einem entgegengesetzten Richtung.
    Das Teilchen wird abgebremst und erreicht seine Emissionsgeschwindigkeit genau in der hälfte des Bereiches der es zuerst überqueren konnte. Die Zyklen wiederholen sich so lange bis der Teilchen absorbiert wird.
    Das Teilchen wird also auf Passiverweise durch den Raum bewegt. Die Geschwindigkeit der Bewegung entspricht also der Hälfte der Geschwindigkeit mit der der Raum oszilliert. Wir könnten jetzt zwei weitere Dimensionen berücksichtigen und werden feststellen das die nacheinander folgende Abläufe in jeder Dimension insgesamt zu einer Spiralförmigen Bewegung des Teilchens führen (wie in dem Link dargestellt). Die Bewegungskomponente (Lichtgeschwindigkeit) entsteht durch Raumoszillationen, die Emissionsgeschwindigkeit wird in die Rotationskomponente umgesetzt die als Wellenfrequenz wahrgenommen wird. Ein Beobachter wird also Feststellen, dass das Teilchen während der Bewegung ein Wellencharakter, bei Emission und Absorption aber überraschenderweise korpuskulare Eigenschaften zeigt. Gemäß meiner Theorie besteht kein Widerspruch zwischen den beiden Beobachtungen umgekehrt wir verstehen sofort solche Experimente wie Doppeltspaltversuch oder Photoelektrischen Effekt. .
    Das Besondere liegt aber daran, dass wir endlich Abschied nehmen können von solchen Vorstellungen wie die heisenbergsche Unschärferelation und mit ihr auch von den Modellen der ART und Quantenmechanik. Unsere Unfähigkeit zu vorhersage von Ort und Impuls berührt auf die Unkenntlichkeit der Anfangsbedingungen und der Unfähigkeit Gravitativen Hintergrund als beherrschendes Element der Bewegung zu erkennen.
    Universum ist deterministisch das ist die Botschaft die meine Theorie verkündet.
    Kommen wir aber zurück zu unserem Gedankenexperiment.
    Ein Photon der sich frei in dem Vakuum befindet muss sich mit der Lichtgeschwindigkeit bewegen. Seine Emissionsgeschwindigkeit verteilt sich anteilig auf die drei Richtungskomponenten der Raumoszillationen. Das Photon vollzieht daraufhin eine oszillierende spiralförmige Bewegung. Im Grunde genommen handelt sich hier um eine Kreisbewegung um eigenes Barizentrum herum mit dem kleinen Unterschied, dass das Photon und die Barizentrum sich noch dazu bewegen. Auf das Photon wirkt also beständig eine Beschleunigung die ihm auch eine imaginäre Masse verleiht. In Bewegungsrichtung des Photons bleibt die Barizentrum immer hinten und übt auf das Photon eine Beschleunigung die sich auf seine Emissionsbewegungskomponente auswirkt. Diese abbremsende Komponente wird von uns wahrgenommen als so genannte Rotverschiebung der Strahlung.
    Ich habe vorgeschlagen dieser Komponente als Gravitative Hintergrund zu nennen.
    Wenn wir in unserem Gleichung Δf / f = g x H / c^2 Erdbeschleunigung (g) durch den GH (Δa) ersetzen und H durch ein Weg der das Photon bewältigen musste dann nimmt diese Gleichung folgende Form an
    Δf / f = Δa x D / c2
    Δa – Beschleunigungskomponente des GH
    D – Entfernung der Strahlungsquelle
    Diese Formulierung Δf / f ist uns aber bestens Bekannt als die so genannte Rotverschiebung der Strahlung. Wir wiesen auch, dass die Rotverschiebung des Lichts empirisch von Edwin Hubble nachgewiesen wurde. Im lokalen Universum ist die Hubble-Konstante eine Proportionalitätskonstante, die eine lineare Beziehung zwischen den Entfernungen D von Galaxien und den aus ihren Spektren gemessenen Rotverschiebungen z darstellt.
    Δf / f = z → c x z = Ho x D → z = Ho x D / c
    z – Rotverschiebung
    Ho – Hubble-Konstante
    Es wurde die These gestellt, dass die Rotverschiebung z auf den Gravitativen Hintergrund zurückzuführen ist.
    Wir könnten die beiden Gleichungen vergleichen und stellen einen überraschenden Zusammenhang:
    Δa x D / c2 = Ho x D / c
    Δa x D x c = c2 x Ho x D
    Δa = Ho x c
    Und das ist das Wert der Beschleunigung die man bei der Pioneer-Sonden gemessen hat.
    Die empirische Messung hat ein Wert ergeben, das ungefähr dem Produkt der Hubble-Konstante und der Lichtgeschwindigkeit entspricht.
    Die hier erbrachte theoretische Erklärung des Effekts verwendet physikalischen Begriffe der herrschenden Doktrin trotzdem zeigt sie eindeutig, dass die Rotverschiebung der Strahlung nicht auf die Expansion des Universums zurück zu führen ist sonder durch den Gravitativen Hintergrund verursacht wurde.

    Somit handelt sich bei der heutigen Physik um ein Märchen, weil man die falschen Vorstellungen über die Natur hat, weil man nicht in der Lage ist durch die Messmethoden und Experimente zwischen Realität und eigener Einbildung zu unterscheiden und zum Letzt nicht in der Lage ist auf der Basis der Mathematik die physikalischen Prozesse zu beschreiben.

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