Dunkle Energie - oder Alternativerklärungen für deren Existenz

andy2 schrieb:diese Formel setzt aber doch einen 4-dimensionalen Raum voraus oder etwa nicht?

Für diese Definition schon. Die 3-Sphäre (S3) ist der Rand eine 4-Balls. Das ist die sog. extrinsische Beschreibung. Allerdings kann man alle Eigenschaften der S3 auch intrinsisch beschreiben. Man benötigt dann keinen höherdimendionalen Einbettungsraum, um zu rechnen. Das ist aber deutlich schwerer zu verstehen. Die Geodäten auf der S3 sind bspw. Großkreise. Wenn du dich auf einem solchen Großkreis bewegst, dann scheint das für dich im dreidimensionalen Raum eine Gerade zu sein. Auch die Winkelsumme eines sehr großen Dreiecks hätte mehr als 180 Grad, auch von „innenen“ gemessen.

andy2 schrieb:Diese Formel allein lässt keine direkten Rückschlüsse auf die Unendlichkeit des Weltalls oder das Nichtvorhandensein einer Grenze zu.

Ein Fußball ist ein 3-Ball, seine Oberfläche eine 2-Sphäre. Wenn sich ein zweidimensionales Wesen über diesen Ball bewegt, stößt es nie an eine Grenze, obwohl der Flächeninhalt der S2 endlich ist. Im Gegensatz dazu hätte ein flaches (oder hyperbolisches) Universum tatsächlich einen unendlich großen Flächeninhalt (Volumen).

andy2 schrieb: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.

Das geht sogar in die Richtung aktueller Überlegungen. Die Nullpunktenergie das Vakuums wird von vielen mit der Dunklen Energie identifiziert.

Arrakai schrieb:Das geht sogar in die Richtung aktueller Überlegungen. Die Nullpunktenergie das Vakuums wird von vielen mit der Dunklen Energie identifiziert.

Hingegen:

Als Vakuum-Katastrophe wird der Umstand bezeichnet, dass der theoretisch vorhergesagte Wert der Vakuumenergie des Universums um den Faktor 10^120 größer ist als der tatsächlich beobachtete Wert.[10] (siehe auch das ungelöste Problem: Kosmologische Konstante)

Was ist die Ursache für diese enorme Diskrepanz?

Warum hat die vorhergesagte Masse des Quantenvakuums wenig Auswirkungen auf die Expansion des Universums?

Quelle: Wikipedia: Liste ungelöster Probleme der Physik#Vakuum-Katastrophe

Man beachte:
10^120

Grüße
Omega Minus

OmegaMinus schrieb:Hingegen:

Richtig. Es ist dennoch noch immer der favorisierte Ansatz. Der Charme ist halt, dass Vakuuenergie nicht ausdünnt, was sehr gut zur Dunklen Energie passen würde. Möglich, dass man die Beobachtungen falsch interpretiert. Auch möglich, dass die Idee nicht passt, egal wie elegant sie erscheinen mag. (Erinnert sei an dieser Stelle an ähnlich elegante Ideen wie die Supersymmetrie oder die String-Theorien...)

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

Klar ist die Annahme einer 4. Dimension auch denkbar.
Das will ich gar nicht wegdiskutieren und habe ich auch nie bestritten.

Aber wir müssen aufpassen, dass wir jetzt diese verschiedenen Denkmodelle nicht durcheinander schmeißen.


Die Aussage, dass sich das Universum nach dieser Theorie nicht "in nichts" ausdehnt wird zwar so behauptet,
stimmt aber eigentlich nicht. Es wird hier ja davon ausgegangen, dass der Raum "in sich" wächst. Egal, wie der Raum wächst, wenn er sich vergrößert muss er am Ende einen größeren Durchmesser gehabt haben als vorher, das gilt unabhöngig davon, ob der Raum aus sich heraus wächst oder nicht.
Überwiegend geht man davon aus, dass sich der Urknall aus einem kleinen unheimlich dichten "Etwas" entwickelt hat, also "Etwas mit geringem Durchmesser. Auch wenn man den Prozess nicht wirklich versteht, entspricht es - anhand der Beobachtungen - dass sich dieses "Etwas" wie auch immer 3dimensional (!) vergrößert hat.

Auch nach der vorgenannten Theorie halte ich es für etwas gewagt von "Unendlichkeit" zu sprechen, auch wenn man Dimensionsverschiebungen annehmen sollte.

Ich halte die Vorstellung von "unendlichem Raum" grundsätzlich für einen Fehler.

Eine plausible bzw. überhaupt eine Erklärung vom Wechsel eines endlichen zu einem unendlichem Universum vermochte ich nirgendwo zu finden.

Das von euch vorgebrachte Kriterium der "Beobachtbarkeit" ist nicht wirklich überzeugend und erklärt letztlich gar nichts.

Die meisten Ansätze zur Erklärung der "Unendlichkeit" erinnerten mich i.Ü. stark an das Video von Lesch über "Radosophie".
Wer es nicht kennt: Etwas scherzhaft wies Lesch nach, dass sich so ziemlich alle Naturkonstanten durch Ableitungen von Größen der Teile eines Damenfahrrads ableiten lassen. Wenn man ein gewünschtes Ergebnis bereits als Wunschergebnis vorgibt kann man so
ziemlich alles irgendwie anhand von mathematischen Formeln zurechtbiegen und scheinbar erklären.

Kurz gesagt, die meisten der gefunden Ergebnisse gehen einfach von einem vorgegebenen Ergebnis "Unendlichkeit" aus und versuche darzulegen, dass die Mathematik oder auch Beobachtungen (Hintergrundstrahlung) nicht dagegen sprechen. Dass ein Kreis rund ist, spricht auch nicht dagegen, ist aber eben noch lange kein Beweis für die Existenz von Unendlichkeit.

Einen solchen konnte ich bislang nirgendwo - nicht einmal ansatzweise - erkennen.
Da die Annahme eines unendlichen Raums auch unplausibel und unlogisch ist, kann ich dieser nicht folgen.

Noch etwas spricht gegen eine Unendlichkeit: Wenn wir von Raum sprechen, sprechen wir auch von Materie oder jedenfalls Elementarteilchen die sich darin befinden. Solche Teilchen sind immer zählbar und niemals unendlich, egal wie schnell und wie viele man neu produzieren kann. Ein "unendlicher Raum" verstößt m.E. einfach gegen Denkgesetze (selbst bei der Annahme von 4 Dimensionen).

Natürlich kenne ich das Denkmodell des 2-dimensionalen Wesens, das einen Ball immer als Kreis sieht.
Man kann auch sowohl 2-dimenional immer um einen Kreis laufen, genauso wie 3-dimensional um einen Ball.
Aber auch das macht eben einen 3-dimensionalen Ball nicht unendlich, erst recht nicht für das fiktive Wesen, das nur 2-dimenional erkennen kann.

andy2 schrieb:Klar ist die Annahme einer 4. Dimension auch denkbar.

x, y, z, t => 4 Dimensionen

Deswegen nennt sich das auch 'Raumzeit'.

andy2 schrieb:Die Aussage, dass sich das Universum nach dieser Theorie nicht "in nichts" ausdehnt wird zwar so behauptet,
stimmt aber eigentlich nicht. Es wird hier ja davon ausgegangen, dass der Raum "in sich" wächst. Egal, wie der Raum wächst, wenn er sich vergrößert muss er am Ende einen größeren Durchmesser gehabt haben als vorher, das gilt unabhöngig davon, ob der Raum aus sich heraus wächst oder nicht.

Ja, er hat ein größeres Volumen. Es muss aber nix drumherum geben. Du scheiterst daran, Dir das vorstellen zu können und streitet es deswegen ab, Verständlich, aber nicht wirklich zielführend.

Ist auch durch die Analogie mitdem sich ausdehenden Luftballon genährt, denn der wirdja innerhalb eines Raumes aufgeblasen. Ist aber beim Universum nicht der Fall.

andy2 schrieb:Ich halte die Vorstellung von "unendlichem Raum" grundsätzlich für einen Fehler.

Wie gesagt, das habe ich nicht behauptet.

Grüße
OmegaMinus

andy2 schrieb:Eine plausible bzw. überhaupt eine Erklärung vom Wechsel eines endlichen zu einem unendlichem Universum vermochte ich nirgendwo zu finden.

Wie schon häufiger geschrieben: Ein unendlich Universum mit unendlich großem Volumen war von Anfang an unendlich groß.

andy2 schrieb:Solche Teilchen sind immer zählbar und niemals unendlich, egal wie schnell und wie viele man neu produzieren kann.

Weshalb? Mit dem Urknall ist die gesamte Energie entstanden, an jedem Ort des unendlich großen Universums.

andy2 schrieb:Aber auch das macht eben einen 3-dimensionalen Ball nicht unendlich, erst recht nicht für das fiktive Wesen, das nur 2-dimenional erkennen kann.

Wie gesagt, die 3-Sphäre hat kein unendliches Volumen. Das Universum wäre in diesem Fall endlich aber unbegrenzt.

OmegaMinus schrieb:Ja, er hat ein größeres Volumen. Es muss aber nix drumherum geben. Du scheiterst daran, Dir das vorstellen zu können und streitet es deswegen ab, Verständlich, aber nicht wirklich zielführend.

Genau da sind wir an dem Punkt.

Ich denke, dass wir und nur über das Wort "Nichts" streiten. Aber in der Sache vielleicht gar nicht auseinander liegen.

Meine Definition von "Nichts" ist vorliegend: Abwesenheit von Zeit und Raum.

In dieses "Nichts" ist nach meiner Vorstellung das Universum "hinein"gewachsen. Das "hinein" setze ich deswegen in
Anführungszeichen, weil man damit üblicherweise das Wachsen in "Etwas" meint.
Das von mir angenommene "Etwas" ist aber das "Nichts" nach meiner o.g. Definition.

Um es nochmal klar zu sagen, ich bin nie davon ausgegangen, dass das Universum in einen leeren Raum wächst.
Vielleicht hätte ich dies klarer zum Ausdruck bringen sollen.

Und der "Rand" des Universums ist eben die Schnittstelle zwischen "Raumzeit" und "Nichtraumzeit". Eins solche muss es m.E. denklogisch geben. Ansonsten ist ein "Anwachsen" des Universums von einem winzigen Punkt zur heutigen Größe einfach nicht vorstellbar.

andy2 schrieb:Und der "Rand" des Universums ist eben die Schnittstelle zwischen "Raumzeit" und "Nichtraumzeit". Eins solche muss es m.E. denklogisch geben. Ansonsten ist ein "Anwachsen" des Universums von einem winzigen Punkt zur heutigen Größe einfach nicht vorstellbar.

Eine unnötige Zusatzannahme. Was sollte eine Nichtraumzeit bringen? Nichts ist sie jedenfalls nicht, sonst könnte auch nichts hineinwachsen.

Arrakai schrieb:Wie schon häufigee geschrieben: Ein unendlich Universum mit unendlich großem Volumen war von Anfang an unendlich groß.

Egal wie häufig du das schreibst, es ist einfach nicht plausibel.
Das Universum war eben unstreitig am Anfang ein Gebilde mit einem kleineren Durchmesser als heute., und zwar ganz egal wie stark innerhalb dieses Stadiums der Raum dort in sich gekrümmt gewesen sein mag.
Auch die "Entkrümmung" egal wie man sich diese vorzustellen hat, hat faktisch dazu geführt, dass heute das Universum größer ist als zuvor.

Arrakai schrieb:Eine unnötige Zusatzannahme. Was sollte eine Nichtraumzeit bringen? Nichts ist sie jedenfalls nicht, sonst könnte auch nichts hineinwachsen.

Doch, genau das ist doch der Punkt. Das Anwachsen des Raums in ein "Nichts".
Diese "Nichtraumzeit" ist m.E. denklogisch unabdingbar.

(Ich wollte schon schreiben "die Existenz" des "Nichts" - klingt aber irgendwie quer ;-) )

andy2 schrieb:Das Universum war eben unstreitig am Anfang ein Gebilde mit einem kleineren Durchmesser als heute

Das ist falsch.

andy2 schrieb:Ich wollte schon schreiben "die Existenz" des "Nichts" - klingt aber irgendwie quer ;-)

Gut erkannt, ein Widerspruch in sich. Aber nichts anderes postulierst du, egal in welche Worte du es kleidest.

Arrakai schrieb:andy2 schrieb:
Das Universum war eben unstreitig am Anfang ein Gebilde mit einem kleineren Durchmesser als heute

Das ist falsch.

nein, das ist richtig

Setzt man diesen Punkt als Anfang
... dann hatte das Universum nach dem Standardmodell der Kosmologie bei ungefähr
t = t=10^-4 eine Ausdehnung von 10^14 m }

Quelle: Wikipedia

Ich hoffe das die dunkle Energie eines Tages ein Schlüssel sein könnte und sozusagen eine erweiterte Physik bietet Quanten-und Relativitätstheorie zu verbinden. Die sind ja Beide richtig nur fehlen da vielleicht noch ein paar Teile der Physik.

andy2 schrieb:Da die Annahme eines unendlichen Raums auch unplausibel und unlogisch ist, kann ich dieser nicht folgen.

Warum? Was ist das logische Problem an einem unendlichen Raum? Lege das doch mal da.

Chemik schrieb:Warum? Was ist das logische Problem an einem unendlichen Raum? Lege das doch mal da.

das habe ich doch schon ausgiebig...

Aber nochmal zusammengefasst:
1. keine plausible Erklärung des Übergangs von endlich zu unendlich.
Ab wann wurde x+1 zu x+unendlich - y ? Und warum? (das "y" brauche ich denklogisch, weil ja durch das weitere Wachstum die "maximale Unendlichkeit - siehe den logischen Widerspruch - noch nicht erreicht sein kann, s.u.)
2. keine plausible Erklärung der Entstehung einer Unendlichkeit überhaupt
3. Teilchen, die im Raum vorkommen sind (theoretisch) zählbar. Zählbare Objekte können niemals in unbegrenzter Menge vorliegen.
4. Raum ist grundsätzlich definiert durch ein Volumen, was eine Unendlichkeit per se ausschließt. Ein Raum ohne Außenbegrenzung (egal in welcher Weise definiert) ist eben kein Raum mehr.
5. Die gängige Annahme der Ausdehnung des Universums widerspricht der Annahme einer Unendlichkeit. Da es per Definition kein > Unendlich geben kann, wäre eine Vergrößerung etwas "Unendlichen" unmöglich. Größer als "unendlich" geht nicht.
Es gibt kein Superlativ von "unendlich".
6. Bei "Unendlichkeit" handelt es sich ausschließlich um eine mathematisch basierte Idee, die in der Natur bezogen auf Wachstum aufgrund des Energieerhaltungssatzes nicht beobachtbar ist. Dieser Punkt mag fraglich sein, wenn - was wir nicht wissen - möglicherweise für die Vergrößerung des Raumes weder Energie noch Materie gebraucht wird.

Egal, wie man "Raum" definieren mag - er muss sich von irgendetwas abgrenzen. Bei Annahme eines "unendlichen Raums" wäre der Begriff auch verzichtbar. Dann hätte sich aber auch seit dem Big Bang nichts verändert. Es ist klar, dass diese Aussage nicht stimmt, also die Annahme eines unendlichen Raums unlogisch ist oder jedenfalls komplett sinnfrei.

PS.: noch ein weiterer Punkt:
Obwohl das Universum sehr groß ist und wir nur einen winzigen Teil davon beobachten können, haben wir dennoch Beobachtungsgrenzen, die durch die Lichtgeschwindigkeit und das Alter des Universums festgelegt sind. Diese Grenzen weisen darauf hin, dass das Universum eine endliche Größe hat und eben nicht unendlich ist.

OmegaMinus schrieb: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.

Der Effekt einer "Negativen Kraft im Inneren" ist gleichwertig mit einer Sogwirkung von außen.

Es ist nicht legitim, das Vorhandensein einer dunklen Energie in einer Formel zu berücksichtigen, die so deren Existenz voraussetzt, was aber eben gerade in Frage steht.

OmegaMinus schrieb:x, y, z, t => 4 Dimensionen

Deine oben zitierte Formel beschreibt eine 3-dimensionale Sphäre in einem 4-dimensionalen euklidischen Raum. In diesem Kontext bezieht sich die Dimensionalität auf den Raum, nicht auf die Zeit.

OmegaMinus schrieb:Es muss aber nix drumherum geben. Du scheiterst daran, Dir das vorstellen zu können und streitet es deswegen ab, Verständlich, aber nicht wirklich zielführend.

Nur zur Klarstellung, obwohl ich denke, dass ich mich eigentlich schon klar dazu geäußert habe:

Ich habe zu keiner Zeit bestritten, dass es "nichts" um den Raum gibt, im Gegenteil ist die Annahme eines "Nichts" die Grundlage meiner Position. Der Raum befindet sich quasi als Blase innerhalb einer "Nichtraumzeit".

Erstaunlicherweise wird es teilweise für möglich gehalten, dass sich innerhalb einer solchen "Nichtraumzeit" - vielleicht ist dieses Wort besser als das Wort "Nichts" Quantenfluktuationen für möglich gehalten werden. Jedenfalls habe ich neulich irgendwo gelesen, das Quanten zu ihrer Existenz möglicherweise weder Raum noch Zeit benötigen. Ist aber natürlich sehr spekulativ.

andy2 schrieb:1. keine plausible Erklärung des Übergangs von endlich zu unendlich.

Den gibt es ja auch nicht. Hat man dir hier schön öfter gesagt.

andy2 schrieb:2. keine plausible Erklärung der Entstehung einer Unendlichkeit überhaupt

Soweit wir das Universum beobachten können. ist es unendlich. Einen Rand hat noch keiner gesehen. Unsere Beobachtungen schließen also eine Unendlichkeit nicht aus.
PS: Kennst du eigenltich eine plausible Erklärung für die Entstehung des Universums Überhaupt?

andy2 schrieb:3. Teilchen, die im Raum vorkommen sind (theoretisch) zählbar. Zählbare Objekte können niemals in unbegrenzter Menge vorliegen

Warum müssen sie Zählbar sein? Und wieso sollten sie in einem unendlichen Raum nicht zählbar sein? Die Menge der natürlichen Zahlen ist schließlich auch unendlich.

andy2 schrieb:4. Raum ist grundsätzlich definiert durch ein Volumen, was eine Unendlichkeit per se ausschließt. Ein Raum ohne Außenbegrenzung (egal in welcher Weise definiert) ist eben kein Raum mehr.

Dann kann man halt den Begriff Raum nicht für das gesamte Universum verwenden. Glaubst du wirklich, die Natur schert sich um irgendwelche Definitionen, die wir Menschen machen?

andy2 schrieb:5. Die gängige Annahme der Ausdehnung des Universums widerspricht der Annahme einer Unendlichkeit. Da es per Definition kein > Unendlich geben kann, wäre eine Vergrößerung etwas "Unendlichen" unmöglich. Größer als "unendlich" geht nicht

Das das Möglich ist, hab ich dir schon erklärt und auch allgemein anerkannt.

andy2 schrieb:6. Bei "Unendlichkeit" handelt es sich ausschließlich um eine mathematisch basierte Idee, die in der Natur bezogen auf Wachstum aufgrund des Energieerhaltungssatzes nicht beobachtbar ist. Dieser Punkt mag fraglich sein, wenn - was wir nicht wissen - möglicherweise für die Vergrößerung des Raumes weder Energie noch Materie gebraucht wird.

Der Energieerhaltungssatz gilt für das Universum als ganzes sowieso nicht, weil es expandiert. Und ich kann auch nicht sehen, warum ein unendliches Universum nicht möglich sein sollte.

andy2 schrieb:Diese Grenzen weisen darauf hin, dass das Universum eine endliche Größe hat und eben nicht unendlich ist.

Nö.