frühe Strukturbildung

Die CMB zeigt mit dem ersten Peak, dass die meisten Strukturen eine Größe von (mitbewegt) ca 500 Mly haben sollten. Dies wurde auch von BOSS bestätigt, weil sich aus den Rändern dieser frühen Strukturen der CMB die meisten Galaxien mit ungefähr diesem Abstand gebildet haben.

Es taucht immer wieder die Frage auf, wieso es denn größere Strukturen geben kann, als es der erste Peak anzeigt. Dieser ergibt sich ja (ungefähr) durch die Schallgeschwindigkeit als erste Oszillation der BAO.

Die Peaks entstehen dadurch, dass diese Oszillation gerade zum Stillstand gekommen ist, als die Rekombination einsetzte. Wegen der geringen Geschwindigkeit der Oszillationsbewegung in dieser Situation befinden sich dann besonders viele Regionen in sehr ähnlichen Distanzen.

Aber natürlich gibt es auch Oszillationen, die nicht genau in diesen Takt passen, sie verteilen sich jedoch auf die Bereiche zwischen den Peaks, weil sie sich eben in Bewegjng befanden und deshalb größere Unterschiede aufweisen.

Und genauso kann es eine Oszillation geben, die noch nicht das erste Maximum erreichte. Sie befand sich daher noch in Bewegung nahe der Schallgeschwindigkeit. Mit der Rekombination entfiel sodann die bremsende Wirkung der Photonen, so dass diese Oszillation sich weiter mit hoher Geschwindigkeit bewegen konnte, und somit die Distanz weiter vergrößern konnte als der erste Peak. Es gibt davon weniger, aber wieso sollte es sie nicht geben. Und infolge der Gravitation konnte sich die Kontraktionsgeschwindgkeit sogar erhöhen, was zu noch größeren Strukturen führen kann.

Bartelmann:
Strukturen im Kosmos: Einheit in der Vielfalt

Irgendwie kann ich mir diese Oszillationen noch nicht so richtig vorstellen. Im Eindimensionalen könnte ich das, aber wir sind ja hier im Dreidimensionalen. Und da ich mir keine Vorzugsrichtung vorstellen kann, müssten die einzelnen Richtungen doch munter durcheinander oszillieren.

Wo ist hier mein Denkfehler?

Wie könnten LSS wie Hercules-Corona Borealis Great Wall entstanden sein und das „Standardlinial“ umgangen haben?

Darüber denke ich seit der Lopez Arbeiten nach:
CMB und LSS beschreiben nicht exakt dasselbe: Der erste Peak der CMB gibt den bevorzugten Abstand von Galaxienstrukturen an – nicht aber ein absolutes Maximum an Ausdehnungsmöglichkeiten, zeigt, wo die Dichtekontraste am stärksten waren, aber nicht, dass keine Strukturen auf größeren Skalen entstehen konnten…

Wie du ja selber schon vermutet hattest, sieht es auch aus: Größere Strukturen sind statistisch selten, fertig, aber möglich:
Auch im ΛCDM erlaubt die inflationäre Urknalltheorie Fluktuationen auf allen Skalen – auch sehr große aber seltener und schwächer. Aber: Wenn solche Regionen größere Dichtefluktuationen aufweisen, können sie über lange Zeit durch Gravitation wachsen…
Große Strukturen wie die oben erwähnte LSS, könnten keine echten gravitativ gebundenen Objekte sein, wie Galaxycluster, wenn sie nicht sogar optische Täuschungen sind wie in „Big Think“ vermutet - sondern lose, zusammenhängende Muster – Filamente und Voids, die über Milliarden Lichtjahre reichen...
Deine Interpretation mit Oszillationen in Bewegung ist eine gute Analogie für die Phasenvielfalt bei der Rekombination.

PS

www.directupload.eu/file/d/8909/h39nrw7h_png.htm  

@Claus
Es können in 3D keine echten Wellen wie GW sein, weil sie ja bei der Rekombination gefrieren aber als Dichteschwankungen breiten sie sich bis dahin, wellenförmig aus, denke ich mir und sehen auch so aus oder wie Strings, im Wechselspiel von Zonen hoher Dichte und niedriger, Kompression und Expansion.

Clauss schrieb:

Wo ist hier mein Denkfehler?

Stell es Dir einfach wie einen kugelförmigen Kollaps vor, bzw eine pulsierende Kugel, bei mehrfachen Oszillationen.
Die Oszillationen sind ja nicht vogelwild, sondern folgen der Gravitation der DM.

Mondlicht2 schrieb:

erlaubt die inflationäre Urknalltheorie Fluktuationen auf allen Skalen

Dies betrifft ausschließlich DM, denn baryonische Materie wurde von der Strahlung bis etwa zur Rekombination beständig durchgemischt.

Nur die Kombination beider Effekte muss in der Lage sein, die Fluktuationen der CMB zu erklären.

Tatsächlich geht man davon aus, dass Neutrinos auch bis ca τ = 1 s nach dem Urknall im thermodynamischen Gleichgewicht waren, was eigentlich auch für DM zutreffen sollte. Denn dies ist masseunabhängig, sondern ergibt sich aus der Fermikonstante
GF = 1,435851155e-62 m³J Fermi-Konstante
GFØ = GF/(ℏc)³ = 4,543796e+14 1/J² reduzierte Fermi-Konstante
Tny = 1/³(GFزEP)kB = 9,7988e+9 K freeze-out Temperatur Neutrinos
TCNB = 1,945 K fiktive heutige Temperatur der CNB
any = Tny/TCNB = 1,984e-10 Skalenfaktor freeze-out Neutrinos
zny = 1/any-1 = 5040322579
τny = 1.039 s

Die erste Sekunde spielt zwar für die Strukturgröße der BAO keine Rolle, doch für die Zeit der Entstehung der Fluktuationen durchaus.

Rainer Raisch schrieb:

Die erste Sekunde spielt zwar für die Strukturgröße der BAO keine Rolle, doch für die Zeit der Entstehung der Fluktuationen durchaus.

Geht man also davon aus, dass DM erst zusammen mit den Neutrinos (τ=1 s) entkoppelte, dann wäre es interessant, statistische Fluktuationen hochzurechnen. Aus der Masse der DM ergäbe sich dann ihre Anfangsgeschwindigkeit und somit ihre Reichweite, bzw umgekehrt könnte man aus den Strukturen der CMB auf die Masse der DM rückschließen.
vDM = ²(2kB·Tny/mDM)
vny = ²(2kB·Tny/mny)

- Karlsruher Tritium-Neutrino-Experiments (KATRIN) bisher präziseste Obergrenze für die Neutrinomasse 0,45 eV mit 90-prozentiger Sicherheit
- nur halb so hoch wie die bisherige engste Grenze
- über 36 Millionen Elektronenmessungen wurden durchgeführt
- Hintergrundrauschen um den Faktor zwei reduzieren, was die Präzision deutlich verbessert hat
- Neutrino mindestens eine Million Mal leichter ist als das Elektron
- das sagt uns, dass Neutrinos die leichtesten bekannten massereichen Teilchen im Universum sind und dass ihre Masse Ursprünge auch jenseits des Standardmodells haben könnte
- ABER endgültige Antworten zur Neutrinomasse jedoch noch in weiter Ferne

- Neutrinooszillationsexperimente zeigen, dass die Untergrenze der Neutrinomasse bei etwa 0,05 eV (in USA)
- dieses Ergebnis liegt vorerst gut im Rahmen an Erwartungen an ein Standardmodell, das die Neutrinomasse berücksichtigt
- KATRIN hat einen entscheidenden Vorteil gegenüber seinen Konkurrenten: im Gegensatz zu kosmologischen Methoden, die die Neutrinomasse anhand ihres Einflusses auf die Struktur und Entwicklung des Universums bestimmen, ist KATRINs direkte Messung modellunabhängig und basiert ausschließlich auf der Energie- und Impulserhaltung.

- Darüber hinaus ist geplant, das Instrument für die Suche nach sterilen Neutrinos umzufunktionieren (DM?) – noch 2025 werden beispielsweise atomare Tritiumquellen und ultrapräzise Energiedetektoren getestet

Teils mit Hilfe von DOI: 10.1126/science.adw9435
Science zusammengestellt
10 Apr 2025

Im fraglichen Zeitraum wurde die (freie) Bewegung der DM durch die Expansion abgebremst. Ansonsten kann dies nur durch gravitativen Impulsübertrag erfolgen.
vDM·aCNB·γ = vDM'·aCMB·γ' skalierter relativistischer Impuls
aCMB/aCNB = (vDM·γ)/(vDM'·γ') = 4620000
4620000² = (1/vDM'²-1)/(1/vDM²-1)
vDM = 1/²(1+1/(4620000vDM')²) = 1-1/2(4620000vDM')²
vDM' = 1/²(1/vDM²-1)4620000

Fordert man für stabile Strukturen zB eine maximale Geschwindigkeit von vDM' < c/1000 dann ergibt sich eine Ausgangsgeschwindigkeit von
vDM ≈ 0,99999997657c

Mondlicht2 schrieb:

bisher präziseste Obergrenze für die Neutrinomasse 0,45 eV

Aus kosmologischer Sicht geht man längst von
mny = ρ°Ωh/nny ≈ 0,0334548 eV
aus

0,0012 < Ωh < 0,003 CODATA
basierend auf der Summe der Neutrinomassen
0,06 eV < Σny < 0,12 eV CODATA

Rainer Raisch post=9432 userid=21012

Mondlicht2 schrieb:

bisher präziseste Obergrenze für die Neutrinomasse 0,45 eV





 

Aus kosmologischer Sicht geht man längst von
mny = ρ°Ωh/nny ≈ 0,0334548 eV
aus


 

Ja, das weiß man seit 2019 oder 2021 aber ich hatte es vergessen, ich kann mich eben nicht mit deinem Wissen UND GEDÄCHTNIS messen, was ich auch nicht tue. Ich bringe mich schnell auf den neuesten Stand.


Dann ist das falsch?
Das internationale KArlsruhe TRItium Neutrino Experiment (KATRIN) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat erneut Maßstäbe gesetzt: Aus den aktuellen Daten lässt sich eine Obergrenze von 0,45 Elektronenvolt/c2 (entspricht 8 x 10-37 Kilogramm) für die Masse des Neutrinos ableiten. Damit stellt KATRIN, das die Neutrinomasse mit einer modellunabhängigen Methode im Labor vermisst, erneut einen Weltrekord auf. Die Ergebnisse haben die Forschenden in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht ( DOI: 10.1126/science.adq9592 ).

Ergebnisse in Science

www.kit.edu/kit/pi_2025_029_astroteilche...5-elektronenvolt.php  
Stop. Die Überschrift lautetPresseinformation 029/2025Astroteilchenphysik: Neutrinos sind leichter als 0,45 ElektronenvoltMmh muss ich in Ruhe lesen
Kann man leicht missverstehen...


Ok. Das war Stand 2019.
Heute ist es die von dir genannte Zahl - Das ist aber ein UNGEHEURER Unterschied!?

 
Ausblick auf künftige Messungen„Unsere Messungen zur Neutrinomasse werden noch bis Ende 2025 andauern. Durch die kontinuierliche Verbesserung des Experiments und der Analyse, sowie durch eine größere Datenmenge erwarten wir eine noch höhere Sensitivität – und möglicherweise bahnbrechende neue Erkenntnisse“, blickt das KATRIN-Team optimistisch in die Zukunft. Schon jetzt führt KATRIN das weltweite Feld der direkten Neutrinomassenmessung an und hat mit den ersten Daten die Ergebnisse früherer Experimente um das Vierfache übertroffen. Das aktuelle Resultat zeigt, dass Neutrinos mindestens eine Million Mal leichter sind als Elektronen, die leichtesten geladenen Elementarteilchen. Diesen enormen Massenunterschied zu erklären, bleibt eine Herausforderung für die Theoretische Teilchenphysik.Neben der präzisen Neutrinomassenmessung plant KATRIN bereits die nächste Phase. Ab 2026 wird ein neues Detektorsystem, TRISTAN, installiert. Dieses Upgrade des Experiments ermöglicht die Suche nach sogenannten sterilen Neutrinos im Kiloelektronenvolt/c2-Massenbereich. Sterile Neutrinos sind bisher hypothetische Elementarteilchen, die nochmals deutlich schwächer interagieren als die bekannten Neutrinos und geeignete Kandidaten für die Dunkle Materie sind. Darüber hinaus wird mit KATRIN++ ein Forschungs- und Entwicklungsprogramm initiiert, um Konzepte für ein Experiment der nächsten Generation zu erarbeiten, das eine noch präzisere direkte Messung der Neutrinomasse ermöglichen soll.
 

Quelle hier wie da, Science

Mondlicht2 schrieb:

Dann ist das falsch?

Nein, das ist nicht falsch. Die konkrete Messung ist natürlich wichtig gegenüber der theoretischen Berechnung. Es ist nur leider abzusehen, dass Katrin die Grenze nicht erreichen wird.

Katrin misst ja nur das nye, während die obigen Werte sich auf den Schnitt der Oszillation aller drei Arten bezieht.

So ja auch in USA

- Neutrinooszillationsexperimente zeigen, dass die Untergrenze der Neutrinomasse bei etwa 0,05 eV (in USA)

Mondlicht2 schrieb:

So ja auch in USA

- Neutrinooszillationsexperimente zeigen, dass die Untergrenze der Neutrinomasse bei etwa 0,05 eV (in USA)

Woher hast Du das?

Katrin misst ja nur das nye, während die obigen Werte sich auf den Schnitt der Oszillation aller drei Arten bezieht.

Man muss auch immer aufpassen, was mit der Neutrinomasse gemeint ist, manchmal ist es der Durchschnittswert, manchmal nur das nye

PS

Da die beiden Werte, auch die von USA, von deinem so extrem abweichen, sollte man sich nicht zu früh festlegen, ich rede von mir, zudem: nur kurz angeschnitten:

...viele Experimente aktuell und in Sicht

 >Teilchen erhalten ihre Massen aus dem Higgs Feld BUT
sie brauchen nicht nur das Higgsfeld.
Damit der Higgs-Mechanismus funktioniert braucht man chirale Versionen von den Particles
>wenn man z.B. chirale Quarks oder elektronen mit dem Higgsfeld kombiniert, erhalten sie Massen
ABER für die Neutrinos fanden wir bisher nur die linkshändige Version
> mit nur dieser Version kann das Higgsfeld nicht verwendet werden um ihnen Masse zu geben.
ABER sie haben Massen!
Wie funktioniert das?
Es gibt 3 Theorien.
Benötigen jeweils neue Teilchen.
1. rechtshändige Neutrinos zu postulieren (DM?)
2. ...
3. ...

Was anderes

At Peta 120 eV using new detector (such high energy neutrinos are known: cosmic neutrinos) =24.0ptPhysicists discover the most powerful neutrino ever

Mondlicht2 schrieb:

ABER für die Neutrinos fanden wir bisher nur die linkshändige Version > mit nur dieser Version kann das Higgsfeld nicht verwendet werden um ihnen Masse zu geben.

Das verstehe ich nicht.
Allerdings ist natürlich jedes massebehaftete Teilchen langsamer als c und kann daher immer von einem anderen Teilchen überholt werden. DANN ist es aus dortiger Sicht entgegengesetzt händig.

Jedenfalls geht man davon aus, dass Neutrinos linkshändig sind und rechtshändige Neutrinos die Antineutrinos sind.
Das sind schon seltsame Teilchen.

Rainer Raisch schrieb:

Mondlicht2 schrieb:

So ja auch in USA

- Neutrinooszillationsexperimente zeigen, dass die Untergrenze der Neutrinomasse bei etwa 0,05 eV (in USA)

Woher hast Du das?

Katrin misst ja nur das nye, während die obigen Werte sich auf den Schnitt der Oszillation aller drei Arten bezieht.

Man muss auch immer aufpassen, was mit der Neutrinomasse gemeint ist, manchmal ist es der Durchschnittswert, manchmal nur das nye
 

Wie bitte nye? Verstehe ich in der Sekunde nicht, was du meinst.
D A neutrinos nun einmal Masse haben, woher auch immer, KÖNNEN sie eben sich ineinander umwandeln (innerhalb der 3 flavour) aber vielleicht gibt es mehr. Nur die Masse eines flavours zu benutzen, ich weiß nicht... ? Geht das?

Mondlicht2 schrieb:

Wie bitte nye?

nye ist das Elektronneutrino. Katrin misst nur dieses. Es kommen im Experiment auch gar keine anderen vor. Genau genommen misst Katrin die Mindestenergie, die für das nye übrig bleibt.

Möglicherweise neue Erkenntnisse, muss sie noch lesen

CERN Neutrino Platform Pheno Week 2025 indico.cern.ch/event/1454726/  
Paper
indico.cern.ch/event/1439855/contributio...-neutrino-theory.pdf
 

Mondlicht2 schrieb:

So ja auch in USA

- Neutrinooszillationsexperimente zeigen, dass die Untergrenze der Neutrinomasse bei etwa 0,05 eV (in USA)

Nochmal die Frage: Woher hast Du das?

Nach meiner Rechnung liegt die Durchschnittsmasse (alle drei Falvors) der Neutrinos bei
mny = ρ°Ωh/nny = 0,0334548 eV