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Die perfekte Theorie (11): Die Rückkehr der kosmologischen Konstante

Von / 8. Mai 2014 / 6 Kommentare / Seite 3 von 3 / Auf einer Seite lesen
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Das Lambda-CDM-Modell beschreibt die Beobachtungen wirklich enorm gut. Nur die Natur der dunklen Energie ist heute noch so unklar wie damals. Man vermutet zwar, dass es sich um die im Raum selbst steckende Energie; die “Vakuumenergie” handeln könnte. Aber wenn man berechnet wie groß sie ist, dann stimmt das Ergebnis so absolut gar nicht mit den Beobachtungen überein. Vielleicht liegt das daran, dass wir immer noch keine funktionierende Quantentheorie der Gravitation haben. Vielleicht aber auch daran, dass die dunkle Energie etwas ganz anderes ist. Im Universum gibt es noch jede Menge zu entdecken…

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Kommentare (6)

  1. #1 Silava
    8. Mai 2014

    John Archibald Wheeler hat berechnet dass die Energiedichte
    des Vakuums ca. 10108 J/cm3 betragen sollte.
    Bei der Vermessung des Kosmos kommt man auf Abschätzungen von
    ca. 10-9 bis 10-11 J/m^3.

    Wie genau hat man eigentlich die kosmische Inflation verstanden?
    Vielleicht hat die Vakuumenergie die kosmische Inflation
    “verschlafen” oder einfach nicht mitbekommen. Wenn sich das
    Volumen des Kosmos während der Inflationsphase um den Faktor
    10120 ausgedehnt hat, dann hätte sich die Vakuumenergie
    entsprechend verdünnt und würde zu den aktuellen
    Beobachtungsdaten passen.

  2. #2 Kallewirsch
    8. Mai 2014

    Schon seit den 1930er Jahren ….
    Alles verhielt sich so, als wäre da noch viel Materie als die …

    Da fehlt offenbar ein “mehr”. … als wäre da noch viel mehr Materie als ….

  3. #3 Florian Freistetter
    8. Mai 2014

    Danke!

  4. #4 Alderamin
    8. Mai 2014

    @Silava

    Wenn sich das
    Volumen des Kosmos während der Inflationsphase um den Faktor
    10120 ausgedehnt hat, dann hätte sich die Vakuumenergie
    entsprechend verdünnt und würde zu den aktuellen
    Beobachtungsdaten passen.

    Nein, die Vakuumenergie ist ja keine Energie im Vakuum, die sich irgendwie verteilen könnte, sondern eine Energie des Vakuums, eine intrinsische Eigenschaft des neu entstehenden Raums. Während der Inflation war sie nur viel höher, man spricht auch von einem “falschen Vakuum”. Das Vakuum tat dann einen Phasenübergang zu einem niedrigeren Energieniveau und spuckt die überschüssige Energie in den Raum aus. Und das sind jetzt wir, die Planeten, Sterne, Gas, Staub, Dunkle Materie und vor allem viel Hintergrundstrahlung.

  5. #5 Silava
    8. Mai 2014

    Sorry für meinen letzten Post, habe jetzt erst die Anleitung
    gefunden wie man LaTex-Kommandos in WordPress einbindet:
    https://en.support.wordpress.com/latex/

    Theoretischer Wert für die Vakuumdichte: 10^{108} J/cm^3
    Abschätzung anhand von Messungen: 10^{-9} bis 10^{-11} J/m^3

    Laut Wikipedia hat sich das Universum während der
    kosmischen Inflation mindestens um den Faktor 10^{26}
    ausgedehnt, sie verraten aber nicht ob sie damit den
    Durchmesser oder das Volumen meinen. Wie auch immer, könnte
    die Vakuumdichte ein fester Energiebetrag sein, der dem
    Universum beim Urknall mitgegeben und während der kosmischen
    Inflation entsprechend “verdünnt” wurde?

  6. #6 hugo
    10. Mai 2014

    @Silava:
    Damit die Dunkle Energie die Expansion des Universums beschleunigen kann statt sie wie normale Materie abzubremsen, braucht sie einen negativen Druck. Und das geht nur, wenn sie sich nicht verdünnt (oder sich weniger stark verdünnt als das normale Materie macht; alle bisherigen Messungen deuten darauf hin, dass sie sich gar nicht verdünnt).
    Dein Vorschlag würde dann funktionieren, wenn die Dunkle Energie anders auf die “aktuelle” Expansion des Universums (also das was die letzten 13 Milliarden Jahre passiert ist) reagiert, als sie auf die Inflation reagiert hat. Also dass sie durch die Inflation verdünnt wurde, sich aber bei der normalen Expansion nicht verdünnt.