Dunkle Energie - oder Alternativerklärungen für deren Existenz

kuno7 schrieb:Einen Rand kann es doch schon rein aus der Definition des Begriffs Universum gar nich geben, denn das Universum bezeichnet ja die Gesamtheit von allem, was existiert.
Ein Rand is aber eine Grenzschicht zwischen dem Einen und dem Anderen. Wenn nun das Eine und das Andere existiert, gehören beide zum Universum.

Jetzt kommen wir etwas ins Philosophische bzw. streiten uns um Definitionen, was nicht wirklich weiterführt.

Ich denke aber, dass man allgemein bei Universum von der uns bekannten sichtbaren oder berechenbaren Welt ausgeht, die den uns bekannten physikalischen Gesetzen unterworfen ist.
Teilweise wird ja auch die Existenz anderer "Universen" ("Multiversen") ausgegangen.

Nach der von mir in der Raum geworfenen (pun intended) These, gibt es eine Grenze des Universums, eben Ränder. "Außerhalb "befindet sich eben ein "Nichts" aus "Nichtzeit" und "Nichtraum", das aber zu einer Raumzeit umgewidmet werden kann.

Klar: nur eine These (ich war noch nicht da...)

andy2 schrieb:Wenn etwas einen Umfang hat, dann bedeutet dies, dass es auch Ränder gibt.

Wie so oft:
- geht ohne,ist aber schwer vorstellbar, mathematisch kein Problem; das berühmte 'in was denht sich das Universum aus?' ... da gibt es nichts, in das es sich ausdehnt
- Aussagen unserer unmittelbaren Erfahrung sind nicht notwendigerweise auf die ganz kleine (Quanten) oder ganz große (Universum) Skala anwendbar.

Grüße
Omega Minus

OmegaMinus schrieb:geht ohne,ist aber schwer vorstellbar, mathematisch kein Problem; das berühmte 'in was denht sich das Universum aus?' ... da gibt es nichts, in das es sich ausdehnt

ich weiß nicht, ob wie hier nur über das Wort "nichts" streiten.

Mathematisch mögliche Darstellungen helfen auch nicht wirklich weiter.
Wir reden ja über Realitäten.

Mathematisch kann man ja auch 20 oder mehr Dimensionen darstellen oder von von der Existenz von Tachionen ausgehen...
Ich will damit sagen, dass das einfach kein Argument ist.

Aber auch in der Mathematik gilt 2 > 1.

Über eine KI habe ich auf die Schnelle die - m.E. der gängigen Meinung entsprechende - Aussage erhalten, dass das Universum 5 Minuten nach dem Urknall einen Durchmesser von 10 - 100km hatte.

Bitte erläutere mir - gerne auch mathematisch! - wie man ein solches Gebilde - unter Annahme der bekannten 3 Dimensionen - ohne Außengrenze definiert.

Ich habe noch nie die Aussage gehört, dass das Universum zu dieser Zeit bereits unendlich groß war.

Heute ist das Weltall - und ich hoffe, da sind wir uns alle einig - etwas größer.
Aber warum diese Idee von der Unendlichkeit, wenn wir zuvor einen endlichen Raum hatten.

Also nochmal: Wann und wie ist das Weltall nach eurer Ansicht plötzlich "unendlich" groß geworden?

andy2 schrieb:5 Minuten nach dem Urknall einen Durchmesser von 10 - 100km hatte.

Da gehts ums sichtbare Universum, also den Teil des Universums, den wir beobachten können. Das sichtbare Universum hat eine definierte Größe und Ausdehnung.
Aber nur weil wir etwas nicht sehen können, heisst das nicht, dass außerhalb des sichtbaren Universums nichts ist.

Chemik schrieb:Da gehts ums sichtbare Universum, also den Teil des Universums, den wir beobachten können. Das sichtbare Universum hat eine definierte Größe und Ausdehnung.
Aber nur weil wir etwas nicht sehen können, heisst das nicht, dass außerhalb des sichtbaren Universums nichts ist.

Jetzt gerätst aber etwas ins Schlingern, wie du wahrscheinlich selbst bemerkst.

Also dann hat auch nach deiner Ansicht das sichtbare Universum Grenzen?

andy2 schrieb:ich weiß nicht, ob wie hier nur über das Wort "nichts" streiten.

Nichts, keine Koordinaten, keine Felder, keine Existenz, nichts, was da existieren könnte.

andy2 schrieb:Mathematisch mögliche Darstellungen helfen auch nicht wirklich weiter.
Wir reden ja über Realitäten.

Naja, das ist aus der Abteilung '4-dimensinalePseudeo-Reimannsche Mannigfaltigkeit', Lösungen der Einsteinschen Feldgleichungen, Kosmologie und Co.

Warum soll das nicht die Reakität abbilden!?

andy2 schrieb:Mathematisch kann man ja auch 20 oder mehr Dimensionen darstellen oder von von der Existenz von Tachionen ausgehen...
Ich will damit sagen, dass das einfach kein Argument ist.

Richtig. Deswegen macht ja Beobachtungen und Messungen. Das 'Problem' ist, dass alles darauf hinweist, dass unser Universum nicht in irgend etwas sich ausdehnt. Ich kenne kein kosmologisches Modell, dass einigermaßen korrekte Beschreiung unsere Universume und seiner Entstehung liefert und etwas außerhalb unseres Universums annimmt, in das sich das Universum ausdehnt.

Viele Leute lehnen das nur einfach ab, weil sie sich das nicht vorstellen können. Das inhtuituve 'Aber das Universum muss sich doch in etwasaisdehnen!' führt hier nicht weiter.

andy2 schrieb:Bitte erläutere mir - gerne auch mathematisch! - wie man ein solches Gebilde - unter Annahme der bekannten 3 Dimensionen - ohne Außengrenze definiert.

Muss ich mal schauen,ob ich da etwas Verständliches finde.

Aber wenn Du es wirklich verstehen willst mathematisch, brauchst Du Kenntnisse in Differrentialgeomtrie und Tensoranalysis. Nein, kann ich auch nicht. Aber ich suche malnach einer verständlichen Darstellung.

andy2 schrieb:Ich habe noch nie die Aussage gehört, dass das Universum zu dieser Zeit bereits unendlich groß war.

Ich auch nicht, aber ich habe die Aussage auch nicht gemacht. :-)

Ich habe mich lediglich zum Thema 'Rand des Universums' geäußert.

Grüße
Omega Minus

andy2 schrieb:Also dann hat auch nach deiner Ansicht das sichtbare Universum Grenzen?

Eine Beobachtungsgrenze, die sich aus der endlichen Informationsübertragungsgeschwindigkeit im Universum ergibt. Übrigens dehnt sich der Raum des Universum sogar schneller aus als die sichtgrenze. D.h. wir "verlieren" täglich Sterne, die wir beobachten können. Allein deswegen ist die Annhame naheliegend, dass das Universum auch außerhalb unserer Sichtlinie so aussieht, wie wir es kennen.

Chemik schrieb:ine Beobachtungsgrenze, die sich aus der endlichen Informationsübertragungsgeschwindigkeit im Universum ergibt. Übrigens dehnt sich der Raum des Universum sogar schneller aus als die sichtgrenze. D.h. wir "verlieren" täglich Sterne, die wir beobachten können. Allein deswegen ist die Annhame naheliegend, dass das Universum auch außerhalb unserer Sichtlinie so aussieht, wie wir es kennen.

Deine Argumentation ist leider nicht schlüssig. Niemand ging bei der Annahme eines Durchmessers von 100km am Anfang von einer "Beobachtungsgrenze" aus. sondern von einer real existierenden Grenze.
Dass wir auch heute nicht mit unseren Messinstrumenten bis zum "Rand" blicken können, besagt i.Ü. ja gar nichts über das tatsächliche Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Grenze. Es besagt lediglich, dass uns die tatsächliche Beobachtungsmöglichkeit (noch?) fehlt. Aus der Nicht-Beobachtungsmöglichkeit lässt sich demnach "nichts" herleiten.

Deine Schlussfolgerung kann ich i.ü. auch nicht nahvollziehen. Allein, weil wir etwas nicht (mehr) sehen können, soll es überall genauso sein? Nach dieser Logik sah das Universum nach dem Urknall genauso aus wie heute, was aber nachweislich nicht der Fall ist.

Ich weiß die Zeiotskala nicht mehr, aber irgendwas mit 150 Milliarden Jahren oder so ... jedenfalls wird es eine Zeit geben,in andere Galaxien sich so schnell von uns entfernen, dass wir die Strahlung nicht mehr messen können. Eine intelligente Spezies, die sich dann entwickelt, würde nur unsere Galaxie beobachten können (plus ggf. die, die hinreichend stark gravitativ gebunden sind). Nix mit 'Hubble Deep Field'. Können wir vonb Glück sagen, dass wir so kurz nach dem Urknall existieren ...

Grüße
Omega Minus

OmegaMinus schrieb:Naja, das ist aus der Abteilung '4-dimensinalePseudeo-Reimannsche Mannigfaltigkeit', Lösungen der Einsteinschen Feldgleichungen, Kosmologie und Co.

Warum soll das nicht die Reakität abbilden!?

Ich sage ja nicht, dass das nicht auch so sein könnte. Aber es könnte eben genausogut ein bloßes Rechenmodell sein wie viele andere, ohne dass das irgendeinen Bezug zur Realität hat.

Man muss mathematisch bzw. theoretisch Mögliches von physikalisch Wahrscheinlichem klar trennen.
Theoretisch gibt es - als Antimaterie - Anti-Gold. Aber eben nur theoretisch.

Wenn sich - wie die Einstein'schen Theorien - auch zunächst Unwahrscheinliches als dennoch bestehende Realität herausstellt,
dann liegt dies vor allem an der zur jeweiligen Zeit nicht bestehenden Möglichkeit der Überprüfung.
Aus diesem Grund könnte es auch tatsächlich Tachionen geben, die wir einfach noch nicht mit unseren technischen Möglichkeiten
feststellen können. Ich kann also niemals sagen, dass mathematisch bzw. theoretisch mögliche Folgerungen auch nicht in der
Realität existieren.
Es ist wohl unmöglich zu beweisen, dass es etwas mathematisch und theoretisch Mögliches in der Realität tatsächlich nicht existiert.
Und es wäre ignorant, dies zu behaupten.
Aber man darf eben auch nicht dem Trugschluss unterliegen, dass daraus zwingend die existierende Realität folgt.
Was man aber machen kann, ist Wahrscheinlichkeiten abzuwägen.

Z.B.: Wie wahrscheinlich ist es, dass 4 Dimensionen existieren? Wie wahrscheinlich ist es, dass 100 Dimensionen existieren.
Mathematisch kann man sicher beides annehmen. Aber die Annahme von 4 Dimensionen ist weit wahrscheinlicher, als die Annahme von 100 Dimensionen. (Ob es tatsächlich 4 Dimensionen gibt, ist damit natürlich auch nicht gesagt.)

Ich hoffe, du verstehst, was ich damit sagen möchte...

andy2 schrieb:Ich hoffe, du verstehst, was ich damit sagen möchte...

Ja, aber nicht warum. :-)

Tachyonen, my ass, formal eine Lösung einer Gleichung der Relativitätstheorie, aber nicht kompatibel mit Quantenfeldtheorie. Hypothetisch.

Die unbestätigte Hypothese, die nicht kompatibel mit unseren Modellen ist, die willst Du ernsthaft vergleichen mit einer Lösung, die logisch stringend, kompatbiel ist mit unseren Modellen und allgemein wissenschaftlich akzeptiert ist (aber schwer vorzustellen) ... stelle ich immer fest.

Es kommt nicht darauf an, wie gut das Modell ist. Wenn die Leute sich das nicht vorstellen können, lehnen sie es ab. Ich habe mal in einem Forum einen Menschen gefunden, der hielt QM für falsch. Weil er sich das nicht vorstellen konnte. Sehr erheiternd!

Grüße
Omega Minus

andy2 schrieb:Wenn dem aber so ist, warum - und vor allem wie - sollte dann plötzlich eine "Unendlichkeit" des Raumes entstehen?

Etwas endliches kann nie unendlich groß werden. Wie ich schon geschrieben hatte, ein Universum das heute ein unendliches Volumen hat, muss von Anfang an ein unendliches Volumen gehabt haben. Wie meine Vorposter bereits erläutert haben: Das kleine Volumen am Anfang bezieht sich in diesem Fall dann auf das beobachtbare Universum.

andy2 schrieb:Bitte erläutere mir - gerne auch mathematisch! - wie man ein solches Gebilde - unter Annahme der bekannten 3 Dimensionen - ohne Außengrenze definiert.

Im einfachsten Fall handelt es sich um eine 3-Sphäre:

andy2 schrieb:Aber man darf eben auch nicht dem Trugschluss unterliegen, dass daraus zwingend die existierende Realität folgt.

Man kann das schon untersuchen. Über die kosmische Hintergrundstrahlung kann man die Dichte bestimmen. Ganz genau zwar nicht, es bleibt immer eine Unsicherheit. Aber man geht davon aus, dass die Dichte der kritischen Dichte entspricht, bei der das Universum räumlich flach sein muss. Und wenn es flach ist, dann muss es unendlich groß sein. (Nicht nur dann, es könnte auch hyperbolisch sein.)

Arrakai schrieb:S
3
:={x∈R
4
:∥x∥
2
​
=1}

diese Formel setzt aber doch einen 4-dimensionalen Raum voraus oder etwa nicht?

Ich habe i.Ü. ein bisschen recherchiert zu der Frage, wie die Wissenschaft die Idee der Unendlichkeit begründet. Folgende Argumente habe ich gefunden, die zum Teil auch von euch angesprochen wurden:

1. Kosmische Inflation: Die Theorie der kosmischen Inflation, die eine schnelle und exponentielle Expansion des Universums kurz nach dem Urknall postuliert, könnte dazu beigetragen haben, dass das Universum von einer endlichen Größe zu einer unendlichen Größe expandierte. Die Inflationsphase könnte die Grundlage für die Idee eines Übergangs von der Endlichkeit zur Unendlichkeit bilden.

2. Homogenität und Isotropie: Beobachtungen des kosmischen Mikrowellenhintergrunds und der großräumigen Struktur des Universums deuten darauf hin, dass das Universum homogen und isotrop ist, d.h. gleichmäßig und in alle Richtungen gleich. Diese Eigenschaften könnten mit einer unendlichen Ausdehnung des Universums in Einklang stehen.

3. Mathematische Modelle: Einige mathematische Modelle und Theorien in der Kosmologie postulieren eine unendliche Größe des Universums aufgrund bestimmter geometrischer Konzepte und Berechnungen. Diese Modelle könnten als Grundlage für die Idee eines Übergangs von der Endlichkeit zur Unendlichkeit dienen.

Das sind leider alles recht schwache Argumente.
Argument 1 erschöpft sich in einer bloßen Behauptung bzw. Vermutung ohne wirklichen Erklärungsansatz.

Argument 2 besagt nur, dass das Beobachtbare der Annahme einer Unendlichkeit nicht entgegenstünde, ohne aber einen positiven Anhaltspunkt auf dessen tatsächlichen Vorliegen zu liefern.
Die Homogenität und Isotropie der Hintergrundstrahlung deuten darauf hin, dass das Universum in großem Maßstab sehr gleichförmig ist, aber sie geben keine direkte Information über die endliche oder unendliche Größe des Universums.

Argument 3 erschöpft sich ebenfalls in der Annahme, dass man mathematisch eine Unendlichkeit als Berechnungsgrundannahme verwenden könne, ohne aber eine Antwort zu dem Wie und Warum zu liefern.


Es gibt aber noch zusätzliche etwas weiter hergeholte Argumente:
4. Unendlichkeit der Zeit: Einige kosmologische Modelle und philosophische Überlegungen postulieren die Idee einer unendlichen Zeit, die keine klare Anfangs- oder Endpunkt hat. Wenn die Zeit unendlich ist, könnte dies für ein Universum sprechen, das ebenfalls unendlich ist und keine klare Grenze hat.

Diese Schlussfolgerung ist indes wenig plausibel erklärt und nicht nachvollziehbar.
Nach meinem Verständnis setzt die Existenz von Zeit das Vorhandensein eines Raumes, d.h. eines Universums voraus, sagt aber nichts aus über dessen Ausdehnung. Die Zeit ist ja immer mit bereits vorhandenem (!) Raum verbunden. Sobald einmal ein Raum vorhanden ist, mag darin die Zeit unendlich verlaufen (über die Frage, ob ein Raum wieder verschwinden kann, mache ich mir ein anderes Mal Gedanken)

Arrakai schrieb:Im einfachsten Fall handelt es sich um eine 3-Sphäre:

PS zu deiner Formel:
Diese Formel allein lässt keine direkten Rückschlüsse auf die Unendlichkeit des Weltalls oder das Nichtvorhandensein einer Grenze zu. Die Formel definiert lediglich eine spezifische mathematische Struktur oder Menge von Vektoren mit einer bestimmten Eigenschaft. Oder sehe ich das falsch?

OmegaMinus schrieb:Die unbestätigte Hypothese, die nicht kompatibel mit unseren Modellen ist, die willst Du ernsthaft vergleichen mit einer Lösung, die logisch stringend, kompatbiel ist mit unseren Modellen und allgemein wissenschaftlich akzeptiert ist (aber schwer vorzustellen) ... stelle ich immer fest.

Bitte nenne mir dieses Lösung. Ich weiß sonst nicht wovon du sprichst.

Ich habe mir i.Ü. gerade Gedanken zum Big Bang gemacht.
Vielleicht hat uns diese Bezeichnung sehr in die Irre geführt.
Die Tatsache der Beschleunigung der Expansion des Weltalls deutet doch eher auf einen "Big Tease" hin, nämlich darauf, dass
nicht eine Art Explosion stattgefunden hat, also ein Antrieb von innen nach außen erfolgt ist, sondern dass umgekehrt etwas von außen an etwas Innerem zieht.
Dies würde meine oben aufgeworfene Idee einer Sogwirkung von "Außen" doch stützen, oder?

Eine weitere - alternative - Erklärung der Expansion des Universums könnte natürlich auch in der Quantenphysik liegen.
Es wäre m.E. durchaus denkbar, dass quantenphysikalische Prozesse "Raum" produzieren. Ich denke da gerade an die Idee der Quantenfluktuationen. Bislang dachte ich, dass diese lediglich die Existenz von Materie erklären könnten.
Aber es mag ja auch sein, dass es da zu einer Raumbildung kommt.
Ich denke beim Verständnis der Quantenphysik stehen wir noch ziemlich am Anfang.
Ich habe mal den Satz gehört, dass es wohl nur eine Handvoll Menschen gibt, die von sich behaupten die Quantenphysik zu verstehen. Und die sollen lügen.

andy2 schrieb:Bitte nenne mir dieses Lösung. Ich weiß sonst nicht wovon du sprichst.

Worüber wir gerade reden:
Das Universum als 4-dimensinale Pseudeo-Reimannsche Mannigfaltigkeit, es gibt nichts außerhalb.
Das Universum dehnt sich nicht in etwas aus.

Grüße
Omega Minus

andy2 schrieb:Die Tatsache der Beschleunigung der Expansion des Weltalls deutet doch eher auf einen "Big Tease" hin, nämlich darauf, dass
nicht eine Art Explosion stattgefunden hat, also ein Antrieb von innen nach außen erfolgt ist, sondern dass umgekehrt etwas von außen an etwas Innerem zieht.

Es gibt nix außen. :-)

Nota bene:
Nach aktuell bestem Modell istin der ersten paarMilliarden Jahren die EnergievomBig Bang die treibende Expansionskraft. Die dunkle Energie ist die primär treibende Kraft in den letzten 3 Milliarden Jahren.

Daspoatuliert: negativer Druck durch eine negative kosmologische Konstante:

The letter Λ (lambda) represents the cosmological constant, which is associated with a vacuum energy or dark energy in empty space that is used to explain the contemporary accelerating expansion of space against the attractive effects of gravity. A cosmological constant has negative pressure, p = − ρ c 2 {\displaystyle p=-\rho c^{2}} {\displaystyle p=-\rho c^{2}}, which contributes to the stress–energy tensor that, according to the general theory of relativity, causes accelerating expansion. The fraction of the total energy density of our (flat or almost flat) universe that is dark energy, Ω Λ {\displaystyle \Omega _{\Lambda }} {\displaystyle \Omega _{\Lambda }}, is estimated to be 0.669 ± 0.038 based on the 2018 Dark Energy Survey results using Type Ia Supernovae[7] or 0.6847 ± 0.0073 based on the 2018 release of Planck satellite data, or more than 68.3 % (2018 estimate) of the mass–energy density of the universe.[8]

Quelle: Wikipedia: Lambda-CDM model#Overview

Da braucht man nix, was außen zieht.

Grüße
Omega Minus