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THEMA:

Gravitationswellen und Dunkle Energie 04 Feb 2022 19:11 #99615

Hallo zusammen,

ist euch bekannt, ob es schon einmal theoretische Betrachtungen gab, ob die Gravitationswellen eine Erklärung für die Dunkle Energie sein können?

Erstmal sind es natürlich zwei vollkommen unterschiedliche Phänomene. Aber Gravitationswellen enthalten ja Energie, die sich offenbar nicht mehr mit dem Faktor "Masse" beschreiben lässt (in Bezug auf die ART). Auf der anderen Seite suchen wir nach einer Energie, die die Expansion des Universums erklärt (Dunkle Energie).
Somit haben wir eine direkte Beziehung zwischen der Gravitationswelle, die die Raumzeit krümmt und dem Raum. Und da wir bisher noch nicht wissen, welche Energie für die Expansion des Universums verantwortlich ist, könnte das doch ein Kandidat sein, oder?


Viele Grüße
Tobias

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Gravitationswellen und Dunkle Energie 04 Feb 2022 23:06 #99620

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ob die Gravitationswellen eine Erklärung für die Dunkle Energie

Eine GW bewegt sich durch den Raum und bewirkt dabei Dehnungen und Kontraktionen des Raumes. Sie besitzt jedenfalls Energie und wirkt daher gravitativ anziehend. Sie hat weder abstoßende gravitative Wirkung noch negativen Druck.
Nur ganz kurzfristig senkt eine GW diagonal anziehende Gravitation, wobei sie gleichzeitig orthogonal dazu im gleichen Maße anziehend wirkt. Dies nennt man "Volumenerhaltung". Die unmittelbare gravitative Wirkung ist daher lokal ausgeglichen, die globale Wirkung ist anziehend.

ds² = -c²dt²+(1+h+h)dx²+(1-h+h)dy²+dz²
wiki:
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

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Gravitationswellen und Dunkle Energie 05 Feb 2022 11:15 #99633

Sie besitzt jedenfalls Energie und wirkt daher gravitativ anziehend. Sie hat weder abstoßende gravitative Wirkung noch negativen Druck.


Sie besitzt Energie, ja. Aber warum muss sie lediglich aufgrund der Tatsache, dass sie Energie besitzt, gravitativ anziehend wirken? Wir nutzen schließlich auch den Begriff "Dunkle Energie" um zu beschreiben, dass diese Energie eine abstoßende Wirkung hat.

Die Darstellung, wie sich die lokale Raumzeit bei uns durch die GW verändert ist mir bekannt. Ich möchte folgende Perspektive betrachten:
Die GW hat ihren Ursprung z.B: bei der Verschmelzung zweier schwarzer Löcher. Sie breitet sich durch die Raumzeit relativ vom Zentrum aus betrachtet unendlich weit aus. Außerhalb des Hubble-Radius wird sie allerdings nie eine Wirkung zeigen, da sie sich auch nur mit der Lichtgeschwindigkeit bewegt. Zusätzlich expandiert der Raum innerhalb des Hubble Radius.

Vielleicht macht folgende Analogie meine Gedanken etwas nachvollziehbarer:

Ein flexibles Stofftuch, das man in der Mitte dreht, faltet sich und hat einen geringeren Durchmesser, als wenn es flach auf dem Tisch liegt. Stellen wir uns das Tuch als den Raum vor und die Falten als die Gravitationswellen. Betrachten wir als Startzeitpunkt das Zusammenstoß-Ereignis zweier SL und "ziehen" das Tuch nun wieder gerade, erhöht sich der Durchmesser.
Klar: das Tuch hat in dieser Analogie vor und nach dem Ereignis die gleichen Ausmaße. Bei GW sprechen wir aber ja davon, dass Masseenergie direkt in die Gravitationswellen umgewandelt wird. Daher haben wir einen Energie-Überschuss, der auch für die Expansion des Raumes verantwortlich sein könnte.

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Gravitationswellen und Dunkle Energie 05 Feb 2022 12:06 #99637

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Wir nutzen schließlich auch den Begriff "Dunkle Energie" um zu beschreiben, dass diese Energie eine abstoßende Wirkung hat.

DE besitzt zwar eine Energiedichte, jedoch keine reale Energie. DE wirkt gravitativ abstoßend, derartiges kann man für GW nicht begründen, ihre Energie ist "normal". Für das Vakuum kann man den negativen Druck dadurch "erklären", dass es sich um virtuelle Teilchen handelt.

Außerhalb des Hubble-Radius wird sie allerdings nie eine Wirkung zeigen

Das ist nicht ganz richtig, es kann zwar nichts in die Hubblesphäre eines Beobachters eindringen, doch durchaus hinauswandern, also einen Beobachter begleiten bzw natürlich überholen, der gerade unsere Hubblesphäre überschreitet.

und die Falten als die Gravitationswellen.

Das ist eine völlig falsche Vorstellung. GW dehnen und kontrahieren den lokalen Raum gleichermaßen. Dies hat überhaupt nichts mit dem globalen Raum ("Faltenwurf") zu tun, und es entstehen schon gar keine "Falten", wenn der Raum gravitativ gekrümmt wird, er wird verzerrt eher wie ein Gummituch.

Energie-Überschuss, der auch für die Expansion des Raumes verantwortlich sein könnte.

Wie ich schon sagte, kann Energie nur gravitativ anziehend wirken und niemals die Expansion erklären. Auch die Energiedichte des Vakuums wirkt anziehen, es ist nur ihr negativer Druck, der noch stärker (3 mal so stark) gravitativ abstoßend wirkt.
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Gravitationswellen und Dunkle Energie 05 Feb 2022 12:55 #99641

Ich würde gerne auf den dritten Punkt eingehen, wo wir vermutlich noch aneinander vorbei reden:

Das ist eine völlig falsche Vorstellung. GW dehnen und kontrahieren den lokalen Raum gleichermaßen. Dies hat überhaupt nichts mit dem globalen Raum ("Faltenwurf") zu tun, und es entstehen schon gar keine "Falten", wenn der Raum gravitativ gekrümmt wird, er wird verzerrt eher wie ein Gummituch.


Ich beziehe mich auf folgende Anschauung:
de.wikipedia.org/wiki/Gravitationswelle#/media/Datei:Wavy.gif

Blau stellt also Ebene die dreidimensionale Raumzeit dar. Als "Falten" bezeichne ich in der Analogie mit dem Stofftuch eben die Wellenbewegungen, daran dürfte es inhaltlich nichts auszusetzen geben, weil es genau dieses Schaubild von Wikipedia bezeichnen soll.
Betrachten wir also diesen Ausschnitt des Raumes mit den Wellen und stellen uns vor, wie dieser Ausschnitt ohne Wellen aussähe, dann wären die Endpunkte weiter voneinander entfernt.

Zuletzt sagtest du:

Wie ich schon sagte, kann Energie nur gravitativ anziehend wirken und niemals die Expansion erklären.

Das würde als Konsequenz heißen, dass es gar nicht wissenschaftlich korrekt ist, den Begriff "Dunkle Energie" als Erklärung für die Expansion des Raumes zu nutzen. Stimmst du dem zu?

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Gravitationswellen und Dunkle Energie 05 Feb 2022 19:20 #99655

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Ich beziehe mich auf folgende Anschauung:

Das dachte ich mir schon, das ist aber nicht mit der Grafik / Animation gemeint. Die Grafik stellt nur die Intensität dar und nicht (jedenfalls nicht vollständig) räumliche Schwingungen. Lediglich die Ebene stimmt mit der Ebene überein, in der sich die GW vorwiegend ausbreitet (ähnliche Radiowellen bei einer Dipolantenne). Die Welle repräsentiert jedoch nicht (jedenfalls nicht vollständig) die Schwingung des Raumes, sondern nur die Intensität.

Eine GW schwingt ähnlich wie E-Feld und B-Feld der Strahlung. Diese haben ihre Maxima zwar synchron, bei der GW haben die beiden orthogonalen Schwingungen ihre Maxima hingegen antisynchron.

Man zeichnet gerne nur das E-Feld, um die Intensität J darzustellen, obwohl sich diese aus J=B×E=E²ε=B²/μ ergibt. Ähnliches gilt für die GW.

Das würde als Konsequenz heißen, dass es gar nicht wissenschaftlich korrekt ist, den Begriff "Dunkle Energie" als Erklärung für die Expansion des Raumes zu nutzen. Stimmst du dem zu?

Auch dies ist vermutlich eine Fehlinterpretation. DE bezeichnet die Ursache der Expansion. Diese DE wird genau wie Einsteins Kosmologische Konstante Λ behandelt und führt dabei zum richtigen Ergebnis also zur Übereinstimmung mit den Beobachtungen. Dies bedeutet, dass es eine Energie (die DE) gibt, die zwar gravitativ anziehend ist, aber gleichzeitig einen negativen Druck besitzt. Dieser Druck entspricht einer negativen Energie in Einsteins Feldgleichungen und ist daher gravitativ abstoßend. Da der Zustandsparameter w=-1, ergibt sich hierdurch per Saldo eine doppelt so starke Abstoßung.

Übrigens ist der positive Energiebeitrag der DE zB für die Flachheit des Universums verantwortlich, hier spielt der negative Druck keine Rolle.

Wieso soll man dann nicht sagen, dass es die DE ist, es ist zwar nicht ihre positive Energie, sondern ihr negativer Druck, aber beides zusammen nennt man untrennbar DE, bzw wird diese auch mit der Vakuumenergie bzw den Quantenfluktuationen gleichgesetzt, alles ist dasselbe, aber da es noch nicht gesichert feststeht, sind alle Begriffe parallel in Verwendung.
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Gravitationswellen und Dunkle Energie 05 Feb 2022 20:22 #99658

Ich stelle mir das laienhaft so vor:
Der intergalaktische Raum expandiert, d.h. es entsteht mehr Raum. In einem Void, das nur Vakuum enthält, entsteht mit größerem Raum also mehr Vakuum, und weil selbst Vakuum nicht völlig leer ist, sondern Energie enthält mit einer konstanten Dichte, nimmt die im Void enthaltene Energie absolut zu. Indem das Void expandiert, enthält es also zunehmend mehr Energie, und weil niemand weiß, woher die kommt, nennt man ihren Ursprung dunkel... also dunkle Energie.

Kann man das so sagen? Dann wäre Dunkle Energie nicht zwingend die Ursache der Expansion, aber zumindest eine notwendige Zutat^^.
Also sprach das Photon: Wo wir sind ist vorne! Und sollten wir mal hinten sein, dann ist hinten vorne!

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Letzte Änderung: von Steinzeit-Astronom.

Gravitationswellen und Dunkle Energie 05 Feb 2022 20:36 #99660

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Kann man das so sagen? Dann wäre Dunkle Energie nicht zwingend die Ursache der Expansion, aber zumindest eine notwendige Zutat^^.

Nein, nicht wirklich. DE hat zwei Eigenschaften, sie hat eine positive Energiedichte und einen "seltsamen" negativen Druck mit Zustandsparameter -1. Das "seltsam" bezieht sich dabei nicht auf das negative Vorzeichen sondern auf die Eins. Denn normaler Druck hat den Zustandsparameter +1/3, egal ob es Photonen oder Gas (Partikel mit Ruhemasse) sind. Dies lässt sich aber gut dadurch begründen, dass DE eben KEINE Teilchen sind, die ihren Impuls jedes jeweils nur in eine Richtung haben, durch den der Druck ja erst entsteht.

w = p/c²ρ Zustandsparameter eos
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Gravitationswellen und Dunkle Energie 05 Feb 2022 20:53 #99661

Zustandsparameter? Nie gehört. Da muss ich passen.
Also sprach das Photon: Wo wir sind ist vorne! Und sollten wir mal hinten sein, dann ist hinten vorne!

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Gravitationswellen und Dunkle Energie 05 Feb 2022 21:00 #99662

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Es ist der Faktor, der den Druck bestimmt, mehr nicht.
eos = equation of state, Zustandsgleichung
mit
c²ρ = n·kB·T
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Gravitationswellen und Dunkle Energie 07 Feb 2022 22:08 #99742

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..............ist euch bekannt, ob es schon einmal theoretische Betrachtungen gab, ob die Gravitationswellen eine Erklärung für die Dunkle Energie sein können?

Erstmal sind es natürlich zwei vollkommen unterschiedliche Phänomene. Aber Gravitationswellen enthalten ja Energie, die sich offenbar nicht mehr mit dem Faktor "Masse" beschreiben lässt (in Bezug auf die ART). Auf der anderen Seite suchen wir nach einer Energie, die die Expansion des Universums erklärt (Dunkle Energie).
Somit haben wir eine direkte Beziehung zwischen der Gravitationswelle, die die Raumzeit krümmt und dem Raum. Und da wir bisher noch nicht wissen, welche Energie für die Expansion des Universums verantwortlich ist, könnte das doch ein Kandidat sein, oder?


Viele Grüße
Tobias


Puh, das sind vers. paar Schuhe...

Also, die Quantenmechanik ist scho nicht ganz ohne.
Glaube da will keine(r) mehr zurück, zur relativistischen Masse. ;)

Bsp. Frank W.

In Kürze ab 45:00

Klassiker gehen es eher klassisch an:
Roger. P

In Kürze ab 28:31

Da wären noch Zeilingers, "zwei Seiten de selben Medaille"..
ZB. siehe Ringsingularität...

Da wirds wohl drauf hinauslaufen
NG Z.
"Die reinste Form des Wahnsinns ist es, alles beim Alten zu lassen und gleichzeitig zu hoffen, dass sich etwas ändert".

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Gravitationswellen und Dunkle Energie 07 Feb 2022 22:39 #99745

Hallo Z.,

ich verstehe leider nicht, wie deine Antwort bei meiner Fragestellung hilft.
Im ersten Video geht es beim dir genannten Abschnitt scheinbar um das Standardmodell und den Aufbau der Materie.
Im zweiten Video um die Expansion nach dem Urknall.

Was haben die Videos mit meiner Frage zu tun?
Warum sollte ich zurück zur relativistischen Masse zu wollen?
Was hat Zeilingers "zwei Seiten de selben Medaille" oder Ringsingularitäten mit meiner Frage zu tun?

Gruß
Tobias

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Gravitationswellen und Dunkle Energie 08 Feb 2022 12:43 #99759

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Hallo Tobias,

melde mich später noch...

NG Z.
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Gravitationswellen und Dunkle Energie 09 Feb 2022 14:22 #99773

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Nun die Videos und Aussagen der beiden Wissenschaftler haben natürlich ziemlich viel mit "deinen" Überlegungen zu tun. Wenn auch nicht in dem einfachen Zusammenhang deiner Fragestellung.

Erstmal sind es natürlich zwei vollkommen unterschiedliche Phänomene². Aber Gravitationswellen enthalten ja Energie, die sich offenbar nicht mehr mit dem Faktor "Masse" beschreiben lässt (in Bezug auf die ART). Auf der anderen Seite suchen wir nach einer Energie, die die Expansion des Universums³ erklärt (Dunkle Energie).


A. Wilczek betreff, geht es um die QM basierte Vereinheitlichung aller Kräfte²... bzw. aller mit einem einzigen Energiebegriff zu definierenden Kräfte, ohne die GR dabei auszuschließen, bzw. alzu sehr zu vernachlässigen.

B. Penrose betreff um die wiederkehrende "Expansion" des U³ auf Basis der GR... ohne die QM zu vernachlässigen.

C. Übergreifend wird auch verständlich, dass wir von 2 Seiten einer Medaille reden können... zB. wenn wir dem Standard gemäß annehmen, dass die Gesamtenergie des Universums 0 ist. E U = E de (t) + E st (t) = 0
Also DE>0 + potenzielle Energie Raumzeitgitter E st <0

Sowie zB. der Gravitation, anziehende als auch abstoßende Kräfte zuteil werden können. Es ist kompliziert... ;)
Ich würde zunächst empfehlen sich die beiden Videos mal näher anzuschauen..
Bis später Z.
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Letzte Änderung: von Z..

Gravitationswellen und Dunkle Energie 09 Feb 2022 19:34 #99777

Moin Z.,

ich verstehe deinen Ansatz, erstmal die Grundlagen vermitteln zu wollen. So gesehen haben so ziemlich alle Vorgänge der Physik und der Astronomie etwas mit QM, der ART, der SRT usw. zu tun. Aber es ist nicht zielführend, eine spezielle Frage nach Gravitationswellen und Dunkler Energie mit allgemeinen Informationen über die QM, die Vereinheitlichung aller Kräfte und der ART zu erklären. Ansonsten erhebt man ja schon fast den Anspruch, ein abgeschlossenes Physikstudium zu benötigen. Vielleicht könnte ich die Antwort mit einem abgeschlossenen Physikstudium verstehen, aber dann bräuchte ich die Frage auch vermutlich gar nicht zu stellen.

Ich bin ein "Jedermann" und eben kein Physiker und ich bin über "Urknall, Weltall und das Leben" zu diesem Forum gekommen. UWudL ist sehr darauf ausgelegt, auch komplizierte Sachverhalte möglichst leicht und verständlich rüber zu bringen.

Es wäre daher super, wenn die Antwort etwas konkreter auf die Fragestellung einginge.


Viele Grüße
Tobias

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Gravitationswellen und Dunkle Energie 10 Feb 2022 08:59 #99787

Das ist eine Tellerrandfrage. UWudL würde sagen Gravitationswellen sind Gravitationswellen.
....hat dir Rainer auch schon geschrieben.
Gravitation mit Dunkler Energie in Verbindung zu bringen wird beim "late integrated sachs wolfe effekt" gemacht bzw. als Erklärung benutzt. hier ab 12 Minute..... sprich es geht bei Gravitation um "Aufbau des Potentials" und bei dem beschriebenen Effekt um "Abbau des Potentials" durch DE.
www.br.de/mediathek/video/alpha-centauri...00db640b94001c03ff7d

ich kann Z. nur stimmen " es ist kompliziert." Ich habe zu genau solchen Überlegungen aber auch nichts weiter gefunden.
Es ist ein interessantes Thema, bei dem ich sogar noch einen Schritt weitergehen würde.
Warnung: Spoiler! [ Zum Anzeigen klicken ]

Der Tellerand ist interessant.:)

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Letzte Änderung: von seb110.

Gravitationswellen und Dunkle Energie 10 Feb 2022 14:28 #99796

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Vorsicht Spekulation! auch wenn die Formel stimmen :) Energie ist Dunkle Energie, die SRT lautet f*h*c=p*c^2

Vorsicht (abgesehen davon, dass Du Formelsalat lieferst), für DE gilt eben w = -1 und somit
n·f*h = -p
c²ρ= -p

dass Gravitation und Expansion das Gleiche ist, weil Raumzeitkrümmung, komprimierte Raumzeit und somit komprimierte Dunkle Energie bedeutet.

Komplett esoterisch?

Der negative Druck
p = -c²ρ < 0 Pa
verursacht gemäß ART abstoßende Gravitation, ähnlich wie es für negative Energie wär, nur dass der Druck dreifach in die Feldgleichung einfließt.
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Gravitationswellen und Dunkle Energie 10 Feb 2022 19:47 #99804

Hi Rainer

das lässt sich mit der ART nicht vergleichen, da ich die Gravitation und Expansion als DE zurück in die SRT verfrachte und eine neue ART mit einer hypothetischen entropischen Kraft basteln müsste, dabei das Quantum h auf h*c erweitern müsste. Ob das gelingt? Verlinde wird es wissen.:). Sollte das Graviton oder Dunkle Materie oder Dunkle Energie irgendwann als "Teilchen" entdeckt werden hatt sichs mit diesen Überlegungen eh.

vg
Sebastian

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Gravitationswellen und Dunkle Energie 10 Feb 2022 20:23 #99806

Hi Sebastian,

ich kann Z. nur stimmen " es ist kompliziert." Ich habe zu genau solchen Überlegungen aber auch nichts weiter gefunden.
Es ist ein interessantes Thema, bei dem ich sogar noch einen Schritt weitergehen würde.


Ich verstehe durchaus, dass es kompliziert ist. Mein Anliegen ist auch nicht, da jetzt selber wilde Theorien anzustellen. Stattdessen möchte ich die Frage stellen, ob GW als eine Quelle der Expansion bzw. der DE in Frage kommen und ob es sich lohnt, dass die richtigen Experten sich mit dieser Frage auseinandersetzen (-> Blick über den Tellerrand). Rainer habe ich nun so verstanden, dass er es für unmöglich hält, dass es da einen Zusammenhang geben könnte.
Und du sagst ja auch, UWudL würde sagen "GW sind GW".

Aber wenn du es als interessantes Thema empfindest und nichts weiter zu genau solchen Überlegungen gefunden hast, heißt das dann, dass du einen Zusammenhang zwischen GW und DE auch nicht ausschließen kannst?


Viele Grüße
Tobias

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Gravitationswellen und Dunkle Energie 11 Feb 2022 07:57 #99807

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da ich die Gravitation und Expansion als DE zurück in die SRT verfrachte und eine neue ART

Was soll dann noch ART sein?

Dunkle Energie irgendwann als "Teilchen" entdeckt werden

Mit Sicherheit nicht, sonst würde es sich mit der Expansion vedünnen. Man kann natürlich "alles" als "Teilchen" beschreiben, es muss dann aber die gewünschten Eigenschaften haben und somit keine übliche Teilcheneigenschaften. Im Hinblick auf die geringe Dichte würde man wohl vorher noch das Graviton finden.
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Gravitationswellen und Dunkle Energie 11 Feb 2022 10:26 #99808

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Moin Tobias,

vlt. solltest du mal spezifizieren, ob es dir darum geht, dass A. Gravitation Expansion erzeugen könnte, oder speziell darum B., ob Gravitation und DE dasselbe sein könnten?
Das wäre schon mal ein paar der vers. Schuhe.... die deine Fragestellungen und Feststellungen im ET beinhalten.
Nötigenfalls beschreib doch einfach mal, wie du zur Frage kamst...

NG Z.

PS
Du fragtest:

ist euch bekannt, ob es schon einmal theoretische Betrachtungen gab, ob die Gravitationswellen eine Erklärung für die Dunkle Energie sein können?


Das mit den G-Wellen ist nicht wirklich ein Thema, jedoch im Zusammenhang ... Gravitation (ua. modifizierter) ~ DE schon.
Gib folgendes doch mal in deinem browser ein..... und such dir die entsprechenden Papers raus....
gravity and dark energy arxiv

NG Z.
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Gravitationswellen und Dunkle Energie 11 Feb 2022 23:19 #99818

Moin Z.,

vlt. solltest du mal spezifizieren, ob es dir darum geht, dass A. Gravitation Expansion erzeugen könnte, oder speziell darum B., ob Gravitation und DE dasselbe sein könnten?

A trifft es nicht so richtig, weil ich tatsächlich das Phänomen der Gravitationswelle meine und nicht allgemein die Gravitation. B ist zwar auch eine interessante Frage, aber hier nicht gemeint.

Nötigenfalls beschreib doch einfach mal, wie du zur Frage kamst...

Ich stelle mir die Frage was mit der Energie passiert, die beispielsweise bei der Verschmelzung zweier schwarzer Löcher "verloren" geht bzw. eben in GW umgewandelt wird. Da sprechen wir bei den heute messbaren Ereignissen jeweils meistens von ein paar Sonnenmassen. Aber was bewirkt die Energie, die in den GW enthalten ist? Ja, die GW selbst bewirken eine Stauchung / Streckung des Raumes, aber dabei bleibt die in der GW enthaltene Energie ja gleich (oder etwa nicht?).
Wird diese Energie letztendlich in eine andere Energieform umgewandelt oder schwingt die Welle endlos durch's All, ohne an Energie zu verlieren? Ersteren wäre eben interessant, weil die GW dann eine Art Energiequelle oder ein Transportmedium für Energie darstellt.
Dann haben wir auf der anderen Seite mit der Dunklen Energie eine Form der Energie von der wir nicht erklären können, wo sie herkommt.
Wenn wir auf der einen Seite also eine Art Energiequelle oder Transportmedium haben von dem wir nicht wissen, in welche andere Energieform sie umgewandelt wird und auf der anderen Seite auf der Suche nach einer Energiequelle für die DE sind,, dann kann man hier doch mal schauen, ob es einen kausalen Zusammenhang geben kann.

Wie genau das vonstatten gehen soll, das kann ich eben auch nicht einschätzen. Eine (oberflächliche und spekulative) Idee wäre, dass vielleicht dort Raum entsteht/expandiert, wo zwei GW destruktiv interferieren. Aber mit Sicherheit lässt sich so ein Gedanke leicht widerlegen, daher möchte ich mich auch ungerne konkret auf eine Idee beschränken, sondern die Frage eben allgemeiner zur Diskussion stellen.

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Gravitationswellen und Dunkle Energie 12 Feb 2022 00:16 #99819

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Wird diese Energie letztendlich in eine andere Energieform umgewandelt oder schwingt die Welle endlos durch's All, ohne an Energie zu verlieren?

GW verlieren Energie, wenn sie Massen "bewegen", ähnlich wie Radiowellen von Antennen absorbiert werden, weil sie die Elektronen zum Schwingen anregen, bzw wie Licht von Körpern absorbiert wird, das ist das Gleiche.

Die Hintergrundstrahlung ist im Universum ein winziger Prozentsatz
Ωr = 9,28e-5 = 0,00928 %
Die GW-Wellen machen noch weitaus weniger aus. Demgegenüber macht DE den Löwenanteil aus
ΩΛ = 0,685 = 68,5 %

Schon der Anteil der Masse ist im Universum recht gering
Ωm = 0,315
Davon ist nur ein geringer Teil baryonische Materie, die die Masse der SL umfasst.
Ωb = 0,0493 ≈ 5 %
Davon ist der Anteil der SL nochmals nur ein Prozentsatz. Beim Verschmelzen von SL, was nicht gerade häufig stattfindet, wird wieder nur ein Prozentsatz in GW umgewandelt. Mehr ist also nicht vorhanden ... die normalen GW bei den Planetenorbits sind vollkommen unbedeutend, genauso wie es die Strahlung der Sterne gegenüber der Hintergrundstrahlung ist. Auch das kann man anhand der Massen und der Strahlung leicht abschätzen.

Die Erde erzeugt im Orbit um die Sonne zB lediglich P = 196 W an GW, weniger Leistung als 2 Glühbirnen zu je 100 W umsetzen.
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Gravitationswellen und Dunkle Energie 12 Feb 2022 01:47 #99820

  • Pemrod
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diese Energie letztendlich in eine andere Energieform umgewandelt oderschwingt die Welle endlos durch's All, ohne an Energie zu verlieren?


Wie auch bei Photonen nimmt die Wellenlänge proportional mit dem Skalenfaktor zu und ihre Energie dementsprechend ab, siehe hier

Die Hintergrundstrahlung ist im Universum ein winziger Prozentsatz: Ωr = 9,28e-5 = 0,00928 %


5.47998e-5 sind Photonen, 9.2136e-5 sind Photonen inkl. Neutrinos.

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Letzte Änderung: von Pemrod.

Gravitationswellen und Dunkle Energie 12 Feb 2022 08:05 #99821

Eine GW hat nichts mit der Dunklen Energie zu tun. Ein GW enthält Energie, ja. Aber diese Energie ist wie Masse/Impuls und damit genau das Gegenteil von Dunkler Energie. Diese soll ja abstoßend wirken.
Beispiel 1: Wenn eine GW von eine Schwarzen Loch (SL) eingefangen wird (Die GW versucht das Loch in der Raumzeit zu stauchen/dehnen), dann wird die Masse und damit die Gravitationskraft des SL erhöht. Bei deinen Gedankengang müsste das SL Masse und damit Gravitation verlieren.
Beispiel 2: Es gibt Rechnungen nach dem Du ein SL auch nur aus GWs erzeugen kannst. Das würde nie funktionieren, wenn die GW was mit Dunkler Energie zu tun hätte.

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Gravitationswellen und Dunkle Energie 12 Feb 2022 10:10 #99822

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5.47998e-5 sind Photonen, 9.2136e-5 sind Photonen inkl. Neutrinos.

Stimmt natürlich, ich wollte es nicht verkomplizieren und habe die falsche Größe kopiert .... die CMB beträgt sogar nur

Ωγ = 5,38e-5

den Wert 5,47998e-5 kenne ich gar nicht, wo steht der? Ah, Planck 2013.
Nach CODATA 2018-2021 wird 5,38e-5 explizit angegeben. Als Referenz wird auf die Formeln verwiesen. Aus den Daten errechne ich zwar etwas anderes: 5,445e-5

nγ = 2ζ(3)(kT/ℏc)³/π²
ργ = π²kT(kT/ℏc)³/15c²
kT/ℏc = κ = 2π/λ = 11.90 235(T/2.7255)/cm Kreiswellenzahl, Wellenvektor
ργ·(8πG/3H°²) = 5,445e-5

Ich werde mal bei CODATA nachfragen, der letzte von mir gemeldete Rechenfehler wurde bereits korrigiert. Das könnte genau damit zusammenhängen.
Vorsicht, ich schreibe vereinfacht ohne Wurzelzeichen ³x=³√x , wenig Klammern 1/4r²π=1/(4r²π) , statt Vektorpfeil v¹=v⃗ Funktionen bzw Argumente kennzeichne ich mit einem Punkt f.(x)=f(x)

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Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

Gravitationswellen und Dunkle Energie 12 Feb 2022 11:07 #99823

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Moin Tobias,

Ok. G-Wellen also doch :cheer:

Ich stelle mir die Frage was mit der Energie passiert, die beispielsweise bei der Verschmelzung zweier schwarzer Löcher "verloren" geht bzw. eben in GW umgewandelt wird. Da sprechen wir bei den heute messbaren Ereignissen jeweils meistens von ein paar Sonnenmassen. Aber was bewirkt die Energie, die in den GW enthalten ist?


Es gibt eine Ausnahme-Situation, zumindest ziemlich theoretisch, bei der sich aus extrem starken G-Wellen Schwarze löcher bilden können, ohne dass lokal des Geschens Materie anwesend sein müsste. Das wäre mM die einzige Möglichkeit einer teilweisen "Erhaltung" beteiligter Wellen-Energien. Sollte das somit entstandene materiefreie SL, weit mehr als 3 Sonnemassen aufweisen, würde es zumindest sehr sehr lange brauchen um zu zerstrahlen. Somit hätten wir kompakte G-Energie die während der Raumexpansion nicht verdünnt, wie es die sagen wir, einfacheren, niedrig energetischen G-Wellen-Konfigurationen, normalerweise mit der Photonenenergie gemeinsam haben.

Nur mal so im Kontext deiner Fragestellung... weitergesponnen :silly:
Um einen solchen Vorgang möglich begünstigendes Szenario herzustellen, das am Ende irgendwie die Expansion des U bewerkstelligen könnte, wäre ein bereits fertiges Universum, wie du es oben sozusagen zwischen den Zeilen annimmst, jedoch nicht wirklich geeignet. Wir müssten die Entstehung solcher theoretischen SL dann bestenfalles an den Anfang des U setzen, auf den UK, als überlichtschnelle Raumexpansion inklusive extrem hoher Materiedichte anlag. Solch eine Situation begünstigt mM. die Entstehung gen. G-Wellen-Konfigurationen. Nehmen wir an, das die Energie die anfänglich zum UK führte endlich und damit auch der Druck der expansives Verhalten begünstigt. Nehmen weiterhin an, dass genannte auf UK enstandene Hypermassive SL aus reiner Wellen-Energie mit vc ins unendliche "geschleudert" wurden (mit dem enstandenen Raum) und dabei einen Grossteil der Gesamtmassen-Aquivalenz des U betragen..... Läuft auf ein lichtschnelles Halo an SL hinaus, das zur Expansion des U beträgt in dem es die Restmassen hinter sich herzieht.. Sozusagen..

Wie auch immer...
NG Z.
"Die reinste Form des Wahnsinns ist es, alles beim Alten zu lassen und gleichzeitig zu hoffen, dass sich etwas ändert".

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Letzte Änderung: von Z..

Gravitationswellen und Dunkle Energie 13 Feb 2022 18:50 #99832

Hi Tobias

....sorry hat ein bischen länger gedauert.

Das was als Gravitationswelle detektiert wird, wäre in meinen Überlegungen ein Ergebnis einer hypothetischen entropischen Kraft, da ich Gravitation und Dunkle Energie gleichsetze. Passt nicht ganz zu deinen Überlegungen, vermute ich.
Ein Quantum (h*c) hätte somit immer einen Anteil an Energie (rot) und Dunkler Energie (grün).
seb123.bplaced.net/Formel%20PNG%20Form/g1312.png

das was diese "Einzel"quanten dann verdichtet wäre nicht die klassische Gravitation sondern die hypothetische entropische Kraft.
...und diese Kraft müsste dann wieder mit der ART beschrieben werden.
seb123.bplaced.net/Formel%20PNG%20Form/g1767.png
in der Grafik
in 1 trifft m1 nur zwei grüne DE-Anteile der Quantenansammlung(verdichtung)
in 2 trifft m1 dann sechs grüne DE-Anteile der Quantenansammlung(verdichtung) und ist beschleunigt"er" als in 1.
Das nennt sich Abstandsgesetzt und darin unterscheiden sich Energie und Gravitation auch nicht.

Der Vorteil dieser Überlegung liegt vorwiegend darin, Dunkle Energie, Gravitation, Raumzeit und Energie in"einem" quantisiert zu haben.
Auch zusätzliche Gravitation (dunkle Materie) wären dann über einen dem Massendefekt (siehe SRT) ähnlichen/gleichenden Effekt für die Dunkle Energie erklärbar.

vg
Sebastian

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Gravitationswellen und Dunkle Energie 17 Mai 2022 12:56 #101789

Ein neuer Ansatz für das Verständnis von Gravitationswellen und dunkler Energie ergibt sich aus der negativen Energiedichte E des statischen Gravitationsfeldes. E=-g²/(8πG) (g ist die Gravitationsbeschleunigung, G ist die Gravitationskonstante.)
Der erste Schritt, der zu diesem neuen Ansatz führt, muss jedoch die Bestätigung dieser Formel sein, die noch von vielen auch prominenten Wissenschaftlern (z.B. Rainer Raisch) nicht anerkannt wird.
Dazu die folgende Referenz: The Mass of the Gravitational Field; Charles T. Sebens; California Institute of Technology; January 10, 2019 arXiv v.2, equation 15.

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Gravitationswellen und Dunkle Energie 17 Mai 2022 13:07 #101790

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Dazu die folgende Referenz: The Mass of the Gravitational Field; Charles T. Sebens; California Institute of Technology; January 10, 2019 arXiv v.2, equation 15.

Es handelt sich um eine alternative Sichtweise, was natürlich immer zulässig ist, sofern die Formeln aufgehen. Statt der Einsteinschen Raumkrümmung soll eine relativistische Feldtheorie entwickelt werden. Ob sich in der Anwendung Unterschiede ergeben, habe ich noch nicht festgestellt.

Hier der Link zur durchaus interessanten und umfangreichen Arbeit
arxiv.org/pdf/1811.10602.pdf
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