Gedanken zur Dunklen Materie

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Hallo Okke,

ganz so stimmt das nicht, Raum und Zeit sind in der Robertson-Walker Metrik und der Friedmann-Gleichung beliebig nahe bis zum Zeitpunkt t=0 (Urknall) definiert (aber nicht in t=0), d.h. auch bei beliebig hohen Energiedichten:


Zu einem Gravitationskollaps kommt es bei einer isolierten Materieansammlung im Vakuum, die eine gewisse Dichte überschreitet, da die Gravitationskraft auf Teilchen weiter außen nach innen zeigt. Dafür ist nach der sog. Hoop Conjecture der Schwarzschildradius relevant:


Nach dem Urknall war das Universum homogen (das ist die Standardannahme), d.h. auch beliebig hohe Energiedichten führen nicht zu einem Gravitationskollaps, da die Summe aller Gravitationskräfte auf ein gegebenes Teilchen Null ist. Deshalb greift der Schwarzschildradius hier nicht.


Mögliche Inhomogenitäten in der Materieverteilung nach dem Urknall können zur Bildung von Schwarzen Löchern geführt haben:

Primordial black hole - Wikipedia

Viele Grüße
Mark
 
Zuletzt bearbeitet:
Nach dem Urknall war das Universum homogen (das ist die Standardannahme), d.h. auch beliebig hohe Energiedichten führen nicht zu einem Gravitationskollaps, da die Summe aller Gravitationskräfte auf ein gegebenes Teilchen Null ist. Deshalb greift der Schwarzschildradius hier nicht.

Danke Mark, das war der entscheidende Hinweis!

Viele Grüße,
Okke
 
Anhand untenstehendem Artikel


möchte ich einen Punkt kurz thematisieren, welcher mich schon seit einiger Zeit etwas verblüfft.

Im 'normalen' Vakuum soll es ja Vakuumfluktuationen mit sehr kurzfristiger Entstehung / Auslöschung von Teilchen + Antiteilchen geben.

Nur läßt sich das Vakuum nach gängiger Lehrmeinung wohl als (temperaturmäßig) kalt und mit geringer Energiedichte beschreiben.

..Umgekehrt können aus Energiestrahlung wiederum Teilchen und Antiteilchen entstehen. Doch letzteres geschieht nur unter extremen, nämlich energiereichen und unglaublich heißen Bedingungen. Solche Bedingungen werden unter anderem in modernen Physiklaboratorien, den so genannten Teilchenbeschleunigern (beispielsweise DESY in Hamburg oder CERN in Genf) geschaffen...

Also scheint es diesbezüglich - zumindest vordergründig - einen Widerspruch zu geben.
 
Anhand untenstehendem Artikel


möchte ich einen Punkt kurz thematisieren, welcher mich schon seit einiger Zeit etwas verblüfft.

Im 'normalen' Vakuum soll es ja Vakuumfluktuationen mit sehr kurzfristiger Entstehung / Auslöschung von Teilchen + Antiteilchen geben.

Nur läßt sich das Vakuum nach gängiger Lehrmeinung wohl als (temperaturmäßig) kalt und mit geringer Energiedichte beschreiben.

..Umgekehrt können aus Energiestrahlung wiederum Teilchen und Antiteilchen entstehen. Doch letzteres geschieht nur unter extremen, nämlich energiereichen und unglaublich heißen Bedingungen. Solche Bedingungen werden unter anderem in modernen Physiklaboratorien, den so genannten Teilchenbeschleunigern (beispielsweise DESY in Hamburg oder CERN in Genf) geschaffen...

Also scheint es diesbezüglich - zumindest vordergründig - einen Widerspruch zu geben.
nein, das sind 2 unterschiedliche Prinzipien.
Das eine erzeugt mit sehr hoher Energie Teilchen-Paare.
Das andere ist die Vakuum-Fluktuation des Raumes, da es aufgrund der Heissenbergschen Unbestimmtheit kein Nichts/Null gibt.
Sprich das Vakuum "wabert", anschaulich gesprochen.

Gruß
Peter
 
Der Begriff Vakuum steht für: "Abwesenheit von Materie"

Dem Zustand: Abwesendsein von Materie, wird also eine Realexistenz zugeschrieben ohne das da in irgendeiner Weise etwas Reales existiert.
Böse Kritiker würden jetzt sagen: Was ist das für eine Physik.
Warum nimmt man nicht den althergebrachten Begriff für das was da sein muss damit das was erkennbar ist auch eine Realgrundlage hat.

Damit das was erkennbar und sichtbar ist sind zwei "Dinge" notwendig, ein Ding das real existiert und entsprechende Eigenschaften hat, und ein "Ding" das kein Ding ist sondern ein Vorgang.
Ein Vorgang der veranlasst das etwas geschieht und der eine ungeheuer genaue Wiederholrate zu haben scheint.
Auch scheint dieses Realding ungeheure Eigenschaften zu haben.
Eine extrem hohe Dichte (leitet Druckschwankungen in ihm mit der Geschwindigkeit von ca 300 000 km/s weiter) und ist wohl extrem dicht und hart, also undurchdriglich.
Kristall scheint dazu ein Flaxus zu sein.

Kurt

Was für ein unglaublicher Schmarrn. Zum Glück ist dieses (pseudo)-philosophische, oberlehrerhafte Geschwurbel in der Physik seit mehreren Jahrhunderten komplett out. Damit gewinnt man heute keinen Blumentopf mehr. Fehlt nur noch, dass jetzt kommt, was schon der "Königsberger Philosoph" über das Vakuum wusste.



Viele Grüße
Mark
 
Zuletzt bearbeitet:
Der Begriff Vakuum steht für: "Abwesenheit von Materie"

Warum nimmt man nicht den althergebrachten Begriff für das was da sein muss damit das was erkennbar ist auch eine Realgrundlage hat.
Man könnte mal eine amerikanische Hausfrau fragen, was sie unter einem vacuum versteht. Die hätte da eine ganz konkrete Vorstellung.

Das hilft uns hier aber nicht weiter. Zum wissenschaftlichen Verständnis gehört auch ein gewisses Abstraktionsvermögen, insbesondere wenn es um Dinge geht, die außerhalb unserer gewöhnlichen Erfahrung liegen. Dazu gehören vor allem Phänomene im Mikrokosmos wie auch im Makrokosmos, aber auch viele technische Bereiche aus unserem Alltag. Mit zunehmder Gewöhnung werden dann auch unsichbare Vorgänge wie Radiokommunikation, Röntgen- und MRT-Untersuchung, DNA-Sequenzierung, etc. ganz alltäglich und "real". Das gilt genauso für die physikalische Forschung und deren scheinbar abstrakte Begriffe und Methoden.

Ein Physiker versteht unter "Vakuum" halt etwas anderes, als die amerikanische Hausfrau, wobei jeder der beiden das ganz real sieht ...
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Kurt,

Es ist halt nunmal so das es keine Wirkungen und Ereignisse gibt wenn nichts "Dingliches" vorhanden ist, dass das bewerkstelligt.
Ohne Medium keine Welle, ohne Taktgeber keine Änderung.

Mehr brauchts nicht um das zu erklären was erkennbar ist.

Vielleicht kann man es so sagen: Du gehst von den Begriffen der Alltagswelt aus, um die ganze Physik erklären zu wollen. Die Physik funktioniert genau umgekehrt: Die Dinge der Alltagswelt werden auf etwas grundlegenderes zurückgeführt, das (möglicherweise) völlig anders und nicht alltäglich ist.

Da wir in einem Astroforum sind, kannst du dir z.B. mal überlegen, wo die Elemente herkommen, aus denen alles in unserer Alltagswelt besteht.

Viele Grüße
Mark
 
Noch ein Gedanke von mir zum Raum:

Die aktuelle Physik zeigt meiner Meinung immer mehr, dass das wichtigste der Raum bzw. noch komplexer die Raumzeit ist. Er gibt alles vor, aber verstehen tun wir ihn noch nicht so richtig.

Irgendein bekannter Physiker stellte fest und fragte: Materie besteht zu 99,99...% aus leerem Raum und zu 0,00..1% aus Elementarteilchen. Warum kümmern wir uns eigentlich so wenig um die 99,99..%? (Ich weiss gerade die Anzahl der Neuner nicht ;) )

Gruß
Peter
 
Vielleicht kann man es so sagen: Du gehst von den Begriffen der Alltagswelt aus, um die ganze Physik erklären zu wollen.
Beitrag wurde von der Moderation entfernt, da er außerhalb des in diesem Forum von den Usern erwarteten Rahmens der anerkannten wissenschaftliche Standards liegt.

Die Physik funktioniert genau umgekehrt: Die Dinge der Alltagswelt werden auf etwas grundlegenderes zurückgeführt, das (möglicherweise) völlig anders und nicht alltäglich ist.
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Da wir in einem Astroforum sind, kannst du dir z.B. mal überlegen, wo die Elemente herkommen, aus denen alles in unserer Alltagswelt besteht.
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Kurt
 
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Noch ein Gedanke von mir zum Raum:

Die aktuelle Physik zeigt meiner Meinung immer mehr, dass das wichtigste der Raum bzw. noch komplexer die Raumzeit ist. Er gibt alles vor, aber verstehen tun wir ihn noch nicht so richtig.

Irgendein bekannter Physiker stellte fest und fragte: Materie besteht zu 99,99...% aus leerem Raum und zu 0,00..1% aus Elementarteilchen. Warum kümmern wir uns eigentlich so wenig um die 99,99..%? (Ich weiss gerade die Anzahl der Neuner nicht ;) )

Gruß
Peter
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Kurt
 
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nein, das sind 2 unterschiedliche Prinzipien.
Das eine erzeugt mit sehr hoher Energie Teilchen-Paare.
Das andere ist die Vakuum-Fluktuation des Raumes, da es aufgrund der Heissenbergschen Unbestimmtheit kein Nichts/Null gibt.
Sprich das Vakuum "wabert", anschaulich gesprochen.

Gruß
Peter
Die 'offizielle' Definition / Erläuterung dazu ist mir bekannt, auch dass es sich dabei um 'virtuelle Teilchen' handeln soll.
Dass durch das 'wabernde' Vakuum etwas passiert, ist soweit auch klar.
Aber warum ausgerechnet die Entstehung von Teilchen / Anti-Teilchen, welche z.B. für die künstliche Produktion extreme Bedingungen erfordert ?

Oder anders ausgedrückt: was unterscheidet die Teilchen / Anti-Teilchen aus dem Labor von denen welche sich im Vakuum spontan bilden können ?

Werden diese nicht deswegen 'virtuell' genannt weil sie so extrem kurzlebig sind (unabhängig davon wo / wie sie sich bilden) ?

Das Ganze empfinde ich als einigermaßen verwirrend, nicht zuletzt wenn man auch noch ein Zitat aus obigen Artikel (von Post #785) berücksichtigt:

Bereits eine Sekunde nach dem Urknall war die Temperatur so niedrig, dass keine Teilchen mehr aus Strahlung entstanden.
 
Zuletzt bearbeitet:
Die 'offizielle' Definition / Erläuterung dazu ist mir bekannt, auch dass es sich dabei um 'virtuelle Teilchen' handeln soll.
Dass durch das 'wabernde' Vakuum etwas passiert, ist soweit auch klar.
Aber warum ausgerechnet die Entstehung von Teilchen / Anti-Teilchen, welche z.B. für die künstliche Produktion extreme Bedingungen erfordert ?
Um reale Teilchen, wie etwa ein Elektron/Positron-Paar, durch Beschuss von Atomkernen mit Gammastrahlung zu produzieren, braucht man halt eine hinreichend hohe Gamma-Energie von über 1 MeV, welche zur Erzeugung der Ruhmasse vom Elektron und Positron (2 x 0,511 MeV/c²) plus etwas Rückstoßimpuls für den Target-Kern erforderlich ist.

Wenn man stattdessen schwere Teilchen wie Protonen und Antiprotonen oder noch massivere Exemplare wie die Vektor-Bosonen der schwachen Wechselwirkung real produzieren möchte, dann braucht es dafür noch viel höhere Energie von vielen GeV oder TeV, wie man sie in großen Teilchenbeschleunigern hat.

Solche Teilchen entstehen und vergehen aber auch virtuell in einem internen Prozess, allerdings nur für unvorstellbar kurze Zeit. Da die erforderliche Energie nur "geborgt" und sogleich wieder "erstattet" wird, ist dafür real keine externe Energiezufuhr erforderlich. Man spricht dabei von Vakuum-Polarisation und dieses Phänomen ist wesentlicher Bestandteil der Quantenelektrodynamik. Erst damit gelingt überhaupt die ultrapräzise Berechnung von Naturgrößen wie zum Beispiel die vom anomalen magnetischen Moment vom Elektron und vom Myon. Die phänomenale Übereinstimmung solcher Berechnungen mit den Messungen bestätigt die theoretische Beschreibung vom Vakuum außerordentlich gut.
 
Zuletzt bearbeitet:
Die Bezeichnung 'virtuell' für solche Teilchenpaare oder auch für 'virtuelle Photonen' halte ich für ziemlich unglücklich gewählt.

Weil 'virtuell' suggeriert dass es sich dabei um etwas künstliches handelt, ohne Bezug zur realen Welt.

Laut aktuellem Forschungsstand schaut es aber in etwa so aus (es gibt dazu sicher zahlreiche weitere Artikel bzw. Quellen):




Also nicht nur dass diese 'virtuellen Teilchen' de facto nachgewiesen sind (bzw. zumindest deren Wirkung), sondern es wird schon darüber nachgedacht, wie man diese für konkrete Anwendungen in Verwendung bringen könnte.

Mein Fazit: zwar im Normalfall extrem kurzlebig, aber ansonsten so real wie sonst was im Universum...

Wenn man sowohl im Vakuum als auch im Labor jeweils ein Teilchenpaar Elektron/Positron vorliegen hätte:
Wäre die Lebensdauer unterschiedlich ?
Normalerweise zerstrahlt so ein Paar in reine Energie; würde dies auch für das im Vakuum vorliegende Teilchenpaar zutreffen ?
 
Hi Kirk,
Die Bezeichnung 'virtuell' für solche Teilchenpaare oder auch für 'virtuelle Photonen' halte ich für ziemlich unglücklich gewählt.

Weil 'virtuell' suggeriert dass es sich dabei um etwas künstliches handelt, ohne Bezug zur realen Welt.

Laut aktuellem Forschungsstand schaut es aber in etwa so aus (es gibt dazu sicher zahlreiche weitere Artikel bzw. Quellen):




Also nicht nur dass diese 'virtuellen Teilchen' de facto nachgewiesen sind (bzw. zumindest deren Wirkung), sondern es wird schon darüber nachgedacht, wie man diese für konkrete Anwendungen in Verwendung bringen könnte.

Mein Fazit: zwar im Normalfall extrem kurzlebig, aber ansonsten so real wie sonst was im Universum...

Wenn man sowohl im Vakuum als auch im Labor jeweils ein Teilchenpaar Elektron/Positron vorliegen hätte:
Wäre die Lebensdauer unterschiedlich ?
Normalerweise zerstrahlt so ein Paar in reine Energie; würde dies auch für das im Vakuum vorliegende Teilchenpaar zutreffen ?
ich mag den Begriff "virtuell" auch nicht, aber vielleicht trifft er es doch ganz gut. ;)

Das Teilchen-Paar bildet sich und verschwindet wieder in so kurzer Zeit, so dass sich manche physikalischen Grössen nicht bilden können, noch nicht gebildet haben, bzw. noch gar keinen Sinn machen, zB Energie und die klassische Energieerhaltung. Deswegen findet auch keine Zerstrahlung in Form von ausgesendeter Energie statt bzw. der Prozess kann sich gar nicht etablieren.

Ich bin kein Vakuumfluktuations-Experte. Das ist meine anschauliche Interpretation der Theorie und ihrer Formeln.

Gruß
Peter
 
Die Bezeichnung 'virtuell' für solche Teilchenpaare oder auch für 'virtuelle Photonen' halte ich für ziemlich unglücklich gewählt.

Weil 'virtuell' suggeriert dass es sich dabei um etwas künstliches handelt, ohne Bezug zur realen Welt.

Laut aktuellem Forschungsstand schaut es aber in etwa so aus (es gibt dazu sicher zahlreiche weitere Artikel bzw. Quellen):




Also nicht nur dass diese 'virtuellen Teilchen' de facto nachgewiesen sind (bzw. zumindest deren Wirkung), sondern es wird schon darüber nachgedacht, wie man diese für konkrete Anwendungen in Verwendung bringen könnte.

Mein Fazit: zwar im Normalfall extrem kurzlebig, aber ansonsten so real wie sonst was im Universum...

Wenn man sowohl im Vakuum als auch im Labor jeweils ein Teilchenpaar Elektron/Positron vorliegen hätte:
Wäre die Lebensdauer unterschiedlich ?
Normalerweise zerstrahlt so ein Paar in reine Energie; würde dies auch für das im Vakuum vorliegende Teilchenpaar zutreffen ?
Hallo,

das Wort "virtuell" ist doch einfach nur eine technische Bezeichnung für einen bestimmten Aspekt der (näherungsweisen) Berechnung unter Verwendung einer sogenannten Störungstheorie, die man durchführen muss, um die Dynamik von Teilchen zu beschreiben. Ich würde deshalb nicht zu viel in das technische Wort virtuell hinein interpretieren.

Nach Hawking können übrigens virtuelle Teilchen am Ereignishorizont von schwarzen Löchern reell werden (s. Hawking-Strahlung).

Viele Grüße
Jörg
 
Hallo,

das Wort "virtuell" ist doch einfach nur eine technische Bezeichnung für einen bestimmten Aspekt der (näherungsweisen) Berechnung unter Verwendung einer sogenannten Störungstheorie, die man durchführen muss, um die Dynamik von Teilchen zu beschreiben. Ich würde deshalb nicht zu viel in das technische Wort virtuell hinein interpretieren.

Gut, dann handelt es sich also um reale Teilchen, Teilchen die m,ehr oder weniger fertig entstehen , kurz leben und dann sich wieder auflösen ohne grossartig da was anzurichten.

Kurt
 
Wenn man sowohl im Vakuum als auch im Labor jeweils ein Teilchenpaar Elektron/Positron vorliegen hätte:
Wäre die Lebensdauer unterschiedlich ?
Normalerweise zerstrahlt so ein Paar in reine Energie; würde dies auch für das im Vakuum vorliegende Teilchenpaar zutreffen ?
1. Die Lebensdauer von virtuellen Zuständen ist extrem kurz. Für ein virtuelles Elektron/Positron-Paar hat man eine Lebensdauer von ~ 6,6 x 10^-22 s:

ΔE Δt ~ ℏ ~ 6,6 x 10^-16 eV s

mit ΔE ~ 1 MeV ~ 10^6 eV

Δt ~ 6,6 x 10^-22 s

2. Reale
Elektronen und Positronen haben eine unbegrenzte Lebensdauer, solange sie sich aus dem Wege gehen.

3. Sie können aber gebundene Systeme (Positronium) von begrenzter Lebensdauer bilden, die dann unter Emission von Gammastrahlung annihilieren:

(a) Parapositronium mit antiparallelen Spins: Lebensdauer ~ 0,12 ns

(b) Orthopositronium mit parallelen Spins: Lebensdauer ~ 142 ns

(c) Metastabiles Positronium im 2S-Zustand: Lebensdauer ~ 1100 ns
 
Das kommt von der 180° Phaselverschiebung... Oder es ist ein Messfehler...

Sorry, musste sein...
 
Was wohl dieser Zeitgenosse davon halten würde, aber der konnte dazu nichts mehr sagen ...


John_Feeks_Western_Union_lineman_killed_by_AC_October_11_1889.jpg

Credit: D. Dumon - Physique Populaire by Emile Desbeaux 1891 / Wikipedia
 
Kurt, warum schreibst du eigentlich in diesem Forum?
Na weil ich Information gesucht habe.
Und sogar wesentlich bessere als ich zu hoffen gewagt habe mit hier mitgeteilt wurden. (ein Dank dafür)

Das hab ich mich jetzt schon mehrfach gefragt, was ist eigentlich dein Ziel? Was willst du erreichen?
Um Erkenntnisgewinn geht es dir nicht, sonst hättest du deine Position zumindest einmal kritisch hinterfragt.
Es geht mir um Erkenntnisgewinn, nicht die Erkenntnis die auf althergebrachten Erkentn. aufsetzt, sie als Grundlage alte Erkenntnisgewinne haben (die sich oft als falsch herausgestellt haben) sondern auf welche die auch zur Realität passen.

Mein Eindruck ist, und den bestätigst auch du mit deiner Aussage, das ich unbedingt das annehmen/"glauben" soll was auch du (besonders die "Herde") glaubt.
Mach ist das nicht werde erfolgt erst Verwunderung, dann werde ich gerügt, verwarnt und schliesslich des Felders verwiesen.

Es ist offensichtlich, Widerspruch gegen das was sich im Laufe von Jahrhunderten angesammelt hat ist nicht erwünscht und wird nicht geduldet.
Andere Erklärungen und Gedanken werden weder zugelassen noch angeschaut noch hinterfragt.

Mein Ziel ist: ich will die Welt ein wenig verstehen, dabei gebe ich mich allerdings nicht mit Erklärungen und Aussagen zufrieden die auf althergebrachten "Wahrheiten" und mathematischem Rundlauf aufgebaut sind und logischen Regeln widersprechen.
Sie müssen zur Realität passen und dürfen nicht physikalisch unmöglich sein.
Als Beispiel sei die Behauptung genommen, die das sich im Gravitationsfeld die Signalfrequenz ändert.
Das ist in meinen Augen ein typisches Beispiel für Vorgänge in "die moderne Physik"

- es gibt kein Gravitationsfeld (Gravitation ist Eigenbeschleunigung der Materie)
- ein Signal kann in seiner Frequenz nicht verändert werden (dessen Erzeugung liegt nämlich in der Vergangenheit)

Wie schon angedeutet: es gibt zwei "Dinge" die notwendig sind.
- eine grosse Menge an Substanz
- eine Taktung in dieser.

Damit bilde ich mir ein all das was erfassbar ist ein wenig einfacher erklären zu können als es derzeit versucht wird.
Meine Forderung an mich selber: es muss in sich widerspruchsfrei sein/gehen.

Kurt
 
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