Wankt das kosmologische Standardmodell?

Zitat von GünterD

(1) ich bin skeptisch, wenn ein Paper nicht den peer-review Prozess durchlaufen hat.

(2) Quadrupol Moment .... Eine kugelförmige Masse hat das z.B. nicht. Ich sehe nicht, dass Keith diesen seit 100 Jahren bekannten Kontext diskutiert.

Hallo Günter:

(1) "Revista Mexicana de Fisica" ist nach meiner Kenntnis eine seriöse Zeitschrift mit Peer-Review Prozess. Den ersten Teil seiner zitierten Arbeit hat Keith in J. Math Phys. 42, 248 (1963) veröffentlicht. Nachdem die Mittel zur Anschlussfinanzierung seines Experiments 1964 an ein namhaftes Konkurrenzlabor in den USA umgeleitet worden waren, wurde Keith in Mexico von einem namhaften Gravitationsforscher aufgenommen, um dort ein Ultrazentrifugenlabor aufzubauen. Vermutlich hat Keith auch aus diesem Grund den zweiten Teil seiner Arbeit nicht in einer US-Zeitschrift, sondern in der mexikanischen Zeitschrift veröffentlicht.

(2) Wenn Du über das Abstract hinaus nur wenige Seiten weiter liest, wirst Du feststellen, dass die von Keith berechnete Abbremsung der frei rotierenden Kugel ganz entscheidend darauf beruht, dass diese aus relativ weit voneinander entfernten "Massenpunkten" (Atomkernen) besteht, und dass der Bremseffekt mit nach unendlich gehender Anzahl der Massenpunkte verschwindet. Darum funktioniert das Experiment am besten mit kleinen Rotoren. Keith hatte in seinem Abstract eine Stahlkugel mit 0,1 mm Durchmesser vorgeschlagen, meine Stahlkugel hatte 2,5 mm Durchmesser. Der von Dir zitierte "seit 100 Jahren bekannte Kontext" berücksichtigt bei der Abstrahlung von Rotationskörpern in keiner Weise deren innere Struktur.

CS Jan

(2)

Zitat von GünterD

(1) um als Entdeckung gelten zu können, müssen experimentelle Ergebnisse unabhängig von anderen Arbeitsgruppen bestätigt werden.

(2) Wir schweifen hier ziemlich ab.

(3) Eine Idee wäre, Du stellst Keith's Experiment im physicsforums zur Diskussion. Dort findest Du die entsprechenden Experten.

Hallo Günter:

(1) Es gab seinerzeit drei Laboratorien, die an der Sache arbeiteten, erstens das von Keith an der University of Detroit, zweitens das sehr renommierte Labor von Jesse Beams an der University of Virginia und drittens das Ultrazentrifugenlabor von Wilhelm Groth an der Universität Bonn. Die Sache wurde damit in der Tat an drei voneinander unabhängigen Stellen mit Nachdruck untersucht. Bedauerlicherweise wurden all die genannten Aktivitäten abgebrochen: Keith wurde die Finanzierung entzogen, siehe oben, bei Beams gab es keine verwertbaren Ergebnisse und in Bonn wurde nach der Emeritierung von Prof. Groth das Labor geschlossen, nachdem immerhin die zitierten experimentellen Ergebnisse zum Keith-Effekt gewonnen und bei Physical Review Letters (peer reviewed) veröffentlicht werden konnten. Keith ging 1964 nach Mexiko und entwickelte Ultrazentrifugen, Beams wurde 1969 emeritiert, und ich habe ab 1974 im Institut für Grenzflächenforschung und Vakuumphysik des Forschungszentrums Jülich bei George Comsa ein Magnetlagerlabor aufgebaut.

(2) Wenn wir hier die von Dir gestellte und durchaus bedeutende Frage "Wankt das kosmologische Standardmodell?" diskutieren, sollte man doch auch über mögliche Anlässe sprechen dürfen, die das Standardmodell ins Wanken bringen könnten, und da denke ich, dass Du vielleicht auch an die mit Spannung erwarteten Ergebnisse des James Webb Teleskops denkst. Das JWT verspricht ja in der Tat eine "experimentelle" Überprüfung des Standardmodells der Kosmologie. In entsprechender Weise könnte das Keith-Experiment zur Klarheit über das Machsche Prinzip beitragen und auf diese Weise das Standardmodell in Frage stellen.

(3) Dank Dir für den Tipp! Ich werde das gerne versuchen, obwohl ich mir davon im Hinblick auf die Zielsetzung des dortigen Forums durchaus weniger verspreche als in diesem Forum, wo Du ja immerhin das hier laufende Thema aufgemacht hast, oder bei ResearchGate, wo ich mich insbesondere mit dem Thema Gravitationswellen beschäftige ...

CS Jan

Hallo Jan,

Zitat von Jan_Fremerey

...

Leider kann ich im Moment nicht nachvollziehen, warum die Rechnung von De Mees nicht sinnvoll sein soll. Was mich aber generell an den kosmologischen Theorien stört, ist, dass sie offenbar durchwegs nur lokale Effekte berücksichtigen, insbesondere die Raumkrümmung, die die Wirkung des Potentialgradienten der Gravitation beschreibt. Offenbar findet aber die Wirkung weit entfernter Galaxien über das Gravitationspotential selbst keine Berücksichtigung. Dabei hat Einstein 1911 die Lichtablenkung an der Sonne dem lokalen Gravitationspotential der Sonne zugeordnet.

Wenn man sich klar macht, dass das kumulative Gravitationspotential der entfernten Massen des Universums 10⁶ mal größer ist als das zusätzliche Potential an der Sonnenoberfläche, ist man geneigt, sich für die Überlegungen von Ernst Mach zu interessieren. Dies umso mehr im Hinblick auf eine 1963 erschienene Arbeit von James C. Keith, siehe RevMexFis_12_1_1-1_050.pdf, der das Machsche Prinzip auf der Basis relativistischer Gravitationstheorien bestätigen konnte, siehe dort auf Seite 11. Keith hatte in dem Zusammenhang ein Laborexperiment vorgeschlagen, welches die Prüfung seiner Theorie ermöglichen sollte. Das Experiment wurde Anfang der 1970er Jahre durchgeführt, und die Ergebnisse scheinen die Voraussagen von Keith zu bestätigen. Das Machsche Prinzip wird aber offenbar seit langem nicht mehr ernst genommen. Vielleicht kannst Du dazu etwas sagen?

CS Jan

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Hallo Jan,

es ist oft schwierig zu sehen, ob eine Kritik an dem Standardmodell Substanz hat. Konkret zu der Arbeit von de Mees, sein Ansatz ist undurchsichtig, unklar formuliert, ich würde sagen definitiv falsch: Wie kommt er darauf, dass bei einer sphärischen Galaxie für die Rotationsgeschwindigkeit nur die Masse im Zentralbereich relevant ist; da kann man sofort fragen, was ist der Zentralbereich, wo hört er auf und wieso?

Um die Rotationsgeschwindigkeit mit Newton zu berechnen muss man die gesamte Massenverteilung einer Galaxie kennen, bei großen Abständen R vom Zentrum geht man davon aus, dass die Masse innerhalb der Bahn fast konstant ist, also mit größerem Abstand nicht wesentlich zunimmt. Im Rahmen klassischer Newton'scher Mechanik nimmt dort dann die Rotationsgeschwindigkeit wie im Sonnensystem mit 1/ $\sqrt{R}$ ab. Eine flache Rotationsgeschwindkeit v(R)=const erhält man nur wenn die Masse linear mit R ansteigt, was bei Galaxien bei großen Abständen vom Zentrum sicher nicht der Falls ist.

Zu Keith und seiner Theorie, eine Arbeit von 2007,

Kritik an der Arbeit von Keith

kommt zu dem Ergebnis, dass seine Rechnung fehlerhaft ist, am Schluss wird dem Autor der experimentellen Bestätigung (Fremerey, dein Zitat 'Ergebnisse'), für Diskussionen gedankt; ich würde das so interpretieren, dass Fremerey, die Ansicht teilt, es den von Keith postulierten Effekt nicht gibt, und damit scheint das Modell ad acta gelegt zu sein.

Zu Mach und den 'fernen Fixsternen', einer seiner Hauptpunkt war, dass es den absoluten Raum nicht gibt, und er hat damit Einstein stark inspiriert, in seiner Origanalveröffentlichung zur Allgemeinen Relativitästheorie beginnt Einstein mit einen Gedankenexperiment a la Mach mit dem Fixsternhimmel als Referenz, insofern ist ein zentraler von Teil Mach’s Werks immer noch richtungsweisend. Auf kosmologischen Skalen spielen solche Effekte eine große Rolle, im Sonnensystem dagegen eine eher geringere.

Es gibt vielerlei Kritik an dem Standardmodell, die Arbeiten von Deur sind aber besonders: Deur zeigt dass auf der Skala von Galaxien relativistische Korrekturen, die bisher dort übersehen wurden sehr wichtig werden und, was bisher als Dunkle Materie interpretiert wurde, ersetzen. Die Arbeiten sind ferner besonders, denn sie bieten eine Lösung an, die die relevanten Beobachtungen erklärt, einige sogar besser als das Standardmodell und dass ohne exotische neue Physik einzuführen. Das gelingt keinem anderem Modell.

Beste Grüße

Thomas

Zitat von GünterD

(1) Womöglich verlief diese Forschung letztlich im Sand, nachdem es bei Beams keine verwertbaren Ergebnisse gegeben hat. Kannst Du die Publikation von Groth zeigen?

(2) Ich sehe nicht welche Rolle das Mach'sche Prinzip hier spielen könnte, zumal die ART keinerlei Bezug darauf nimmt. Wie sollte - dies berücksichtigt - das MP das L-CDM Modell in Frage stellen können ohne damit die ART in Frage zu stellen?

Hallo Günter,

vielen Dank für Deine aus meiner Sicht durchaus berechtigten Fragen!

(1) Bei Beams gab es insbesondere deshalb keine verwertbaren Ergebnisse, weil er die ebenfalls von Keith vorausgesagte Kugelabbremsung aufgrund der Erddrehung nicht berücksichtigt hat, die ich in meinen Experimenten quantitativ nachweisen und in Abzug bringen konnte. Die von Dir angesprochene "Publikation von Groth" hatte ich schon weiter oben unter "Ergebnisse" zitiert. Groth wollte selbst als Mitautor nicht in Erscheinung treten, möglicherweise auch deshalb, weil er den Hinweis auf das Keith-Experiment von Jesse Beams persönlich erhalten hatte, der sich im Hinblick auf die grundlagenphysikalische Bedeutung des Experiments sehr viel davon versprach aber zum damaligen Zeitpunkt aus oben genannten Gründen nicht weitergekommen war.

Im übrigen gab es damals erhebliche Widerstände seitens eines Referees bei PRL mit der Veröffentlichung unseres Papers, weil dieser das Keith-Experiment offenbar im Widerspruch zur ART sah und selbst zur gleichen Zeit mit großem Presseecho am experimentellen Nachweis von Gravitationswellen arbeitete. Möglicherweise wurde auch die Arbeit von Keith über die relativistische Kugelabbremsung von ART-Vertretern verhindert, und es war dies der eigentliche Grund, warum Keith am Ende bei Rev. Mex. Fis. veröffentlichte.

(2) Wie bereits eben ausgeführt, wurde das Keith-Experiment zumindest damals von einschlägigen ART-Vertretern als im Widerspruch zur ART stehend beurteilt, und möglicherweise betrifft das insbesondere auch die Ergebnisse von Keith im Hinblick auf das Machsche Prinzip. Allerdings betrachte ich selbst diese Befürchtung als unbegründet, da ja Keith seinen Bremseffekt genau auf der Basis relativistischer Gravitationstheorien entwickelt hat.

CS Jan

Zitat von TGM

(1) Konkret zu der Arbeit von de Mees, sein Ansatz ist undurchsichtig, unklar formuliert, ich würde sagen definitiv falsch:

(2) Zu Keith und seiner Theorie, eine Arbeit von 2007, ... ich würde das so interpretieren, dass Fremerey, die Ansicht teilt, es den von Keith postulierten Effekt nicht gibt, ...

(3) ... insofern ist ein zentraler von Teil Mach’s Werks immer noch richtungsweisend. Auf kosmologischen Skalen spielen solche Effekte eine große Rolle, im Sonnensystem dagegen eine eher geringere.

Hallo Thomas:

(1) Hast Du das ausführliche Paper von De Mees gelesen, aus dem er die oben zitierte Kurzfassung entnommen hat?

(2) Deine Interpretation ist sehr gewagt. Du hast das Paper von Eckard Frehland offenbar selbst nicht gesehen. Ich habe eine Kopie davon hier vorliegen, dort steht lediglich: "I thank Dr. J.K. Fremerey for discussions and for drawing my attention to the subject." Im übrigen betrachte ich das Paper eher als "schnellen" Diskussionsbeitrag von Eckard Frehland zu einzelnen Punkten des Keith-Papers auf Frehlands damaliger Wissensbasis. Er konnte zu dem Zeitpunkt gar nicht die Zeit gehabt haben, die Papers von Keith mit hinreichender Sorgfalt zu studieren. Bei Aspiranten auf eine Universitätskarriere kam es damals - wie auch heute - darauf an, in möglichst kurzer Zeit eine möglichst hohe Anzahl von Papers, vorzugsweise Letters, "rauszuhauen", die im Hinblick auf ihre schnelle Akzeptanz weitgehend Mainstream-konform sein mussten. Da gibt es noch einen schöneren Letter von Reinhard und Rosenblum in derselben Zeitschrift mit dem Titel "The non-existence of a relativistic effect proposed by Keith". Die Autoren haben hier offenbar die Papers von Keith noch weniger gelesen als Frehland, denn sie vergleichen u.a. die Drehzahlabnahme des kleinen, aus diskreten Massenpunkten aufgebauten Kügelchens mit derjenigen von Neutronensternen ...

(3) "Ein zentraler Teil von Machs Werk" ist die Annahme, dass gewisse lokale Erscheinungen wie insbesondere Beschleunigungskräfte auf einer Wechselwirkung mit den fernen Massen des Universums beruhen.

CS Jan

Hallo Jan,

wozu soll ich dass ausführliche Paper von De Mees lesen, an das nicht so einfach heran zu kommen ist, wenn ich schon an Hand der Kurzfassung erkennen kann, dass die Rechnung falsch ist, und ich hatte bereits begründet warum sie das ist. Da geht es nicht um kompliziert Physik, z.B. Relativitästheorie sondern klassische Mechanik, Stoff vom ersten Semester im Physik-Studium. Ich wundere mich eher warum du dich für solche seltsame Arbeiten interessierst, ich habe wenig Interesse über solche Arbeiten zu diskutieren.

beste Grüße

Thomas

p.s. sorry, meine Vermutung dass der Autor es PRL-Papers der Kritik zustimmt war voreilig, in dem Punkt hast du völlig recht, mir ist eben erst aufgefallen, dass du der Autor von diesem Papers bist.....

Zitat von TGM

... wenn ich schon an Hand der Kurzfassung erkennen kann, dass die Rechnung falsch ist, und ich hatte bereits begründet warum sie das ist.

Hallo Thomas,

De Mees begründet die "überhöhten" Tangentialgeschwindigkeiten der äußeren Sterne in einer Scheibengalaxie seinerseits in einer für mich recht überzeugenden Weise damit, dass Planeten im wesentlichen nur der Anziehungskraft eines entfernten Zentralgestirns ausgesetzt sind, während die Sterne innerhalb der Scheibengalaxie zusätzlich noch die gesamte zum Zentrum hin gerichtete Anziehungskraft der zwischen ihnen selbst und dem Zentrum umlaufenden Sterne erfahren.

CS Jan

Hallo Jan,

die Rotationsgeschwindigkeiten hängen von der Masse innerhalb der Bahn ab, im Planetensystem wie bei Galaxien, bei Galaxien spielt die Masse der Sterne innerhalb eine große Rolle, so wie du es schreibst, aber bei genügend großen Abständen ändert sie sich nicht mehr, dann nimmt Rotationsgeschwindigkeit auch bei Galaxien ab. In seinem Paper startet De Mees aber mit einem anderen, falschen Ansatz, in der ersten Gleichung (6.3) i vernachlässigt er Masse der Sterne außerhalb des Zentrums, das widerspricht auch dem was du für plausibel hältst, anschließend drückt er die sphärische Galaxie platt, so dass eine Spirale daraus wird, die Rechnung wird nicht richtiger.

beste Grüße

Thomas

Zitat von TGM

(1) die Rotationsgeschwindigkeiten hängen von der Masse innerhalb der Bahn ab, ...

(2) im Planetensystem wie bei Galaxien, bei Galaxien spielt die Masse der Sterne innerhalb eine große Rolle, so wie du es schreibst, aber bei genügend großen Abständen ändert sie sich nicht mehr, dann nimmt Rotationsgeschwindigkeit auch bei Galaxien ab.

Hallo Thomas:

(1) ... und auch von der Masse außerhalb der jeweiligen Bahn. Deshalb laufen die inneren Sterne auch langsamer als in einem Keplerschen Planetensystem mit nur einer beherrschenden Zentralmasse.

(2) Die Existenz von Dunkler Materie wurde ja damit begründet, dass die Umlaufgeschwindigkeiten der Sterne um das Zentrum einer scheibenförmigen Galaxie wesentlich schwächer bis gar nicht vom Abstand zum Zentrum abhängen, als man das von Planetensystemen her kennt. Das ist nun aber kein Wunder, wenn aufgrund der gänzlich anderen Massenverteilung in einer Galaxie gegenüber einem Planetensystem die inneren Sterne langsamer und die äußeren schneller laufen. Die Rechnung von De Mees kann ja nicht ganz falsch sein, wenn er für unsere Galaxis zu den tatsächlich beobachteten Umlaufgeschwindigkeiten kommt, siehe dortiges Diagramm "fig. 6.4".

CS Jan

Hallo Günter,

ich komme leider erst jetzt dazu auf die von dir angeschnittenen Punkte einzugehen.

Zitat von GünterD

Hallo Thomas,

vielen Dank für Deine Erläuterungen in Post #18. Es ist erstaunlich, wie Deur unter Einbeziehung des Gravitationslinsen-Effektes die Dichte der Feldlinien in Abhängigkeit von der Geometrie einer Galaxie mittels der anerkannten Mean-field Theory berechnet.

Das ist ein Punkt, bei dem ich nicht ganz sicher bin.

Deur stellt bei Summary fest:

The values of galactic masses and characteristic distances suggest that field self-interaction, a feature of general relativity (GR), needs to be included in studies of galaxy dynamics

...

In this article, we presented a new approach to compute the effects of GR’s self-interaction based on a mean-field technique and the formalism of gravitational lensing.

Das klingt für mich so, als wären seine Resultate der Feldlinien Ablenkung beim Gravitationslinsen-Effekt mit der a priori Annahme der Feld Selbst-Wechselwirkung plausibel. Jedenfalls präsentiert er in diesem Artikel keinen numerischen Ausdruck einer Feld Selbst-Wechselwirkung, den man mit früheren Berechnungen vergleichen könnte. Etwa dem in seinen Paper An explanation for dark matter and dark energy consistent with the standard model of particle physics and General Relativity in dem er schreibt:

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Ich denke schon, dass der Ansatz in dem Deur direkt mit Hilfe der Lagrange-Funkion die Selbstwechselwirkung der Gravitation berechnet und der über den Gravitationslinsen-Effekt wohl weitgehend äquivalent sind , ob vollständig kann ich nicht beurteilen. Die Rechnung über Lagrange ist allerdings viel allgemeiner, dafür aufwendiger. Was mir hier nicht klar ist, im Bild mit den Graviationslinsen könnte man erwarten, dass sich nur die Richtung der Kräfte ändert und es daher bei anisotropen Massenverteilungen in einigen Richtungen zu einer Verstärkung, in anderen zu einer Abschwächung kommt, das Oberflächenintegral im Bild vom Gauss'schen Satz aber gleich bleibt. Dieser Aspekt scheint mir im Hinblick auf das was Deur Field Trapping nennt wichtig, die Begründung warum er auf die Dunkle Energie verzichten kann.

Zitat von GünterD

...

Etwa dem in seinen Paper An explanation for dark matter and dark energy consistent with the standard model of particle physics and General Relativity in dem er schreibt:

In this article, a modified Friedmann equation effectively accounting for self-interaction is derived from Einstein’s field equation.

Zentral in dieser modifizierten Friedmann Gleichung ist die depletion function (18), die quasi die Energiedichten des Stress-Energy Tensor T (Energie-Impuls Tensor) ersetzt. Dieser steht auf der rechten Seite der berühmten Einstein Gleichung G..=8piT. Der Einstein Tensor G, der die Krümmung der Raumzeit beschreibt, ist damit festgelegt. Der Stress-Energy Tensor enthält jedoch keine gravitative Energie Dichte. Ich frage mich, wie Deur damit umgeht. Der Ausgangspunkt seiner modifizierten Friedmann Gleichung setzt nach meiner Meinung eine modifizierte Einstein Gleichung voraus. Dazu habe ich nichts gefunden.

Damit's kein Missverständnis gibt, ich äußere hier keine Kritik, für mich besteht lediglich noch Klärungsbedarf. Vielleicht kannst Du mir da weiter helfen.

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Diese Punkt verstehe ich nicht ganz, in dem Paper startet Deur mit üblichen Fassung der Friedmann-Gleichung, bei ihm ist das Gleichung (9). Dann entwickelt er eine Friedmann-Gleichung für anisotropen Fall, die Gleichung (17), die als einzige Änderung als Faktor die Abschwächungsfunktion D(z) enthält, sie ist dimensionslos. Für D(z)=1 liegt Isotropie vor, dann geht (17) in (9) über, völlig unabhängig vom Stress-Energy Tensor, auch Einsteins Feldgleichung bleibt unverändert.

Mal unabhängig davon, ich weiß nicht ob vor Deur überhaupt jemand versucht hat eine Friedmann-Gleichung unter der Bedingung der Anisotropie auf zustellen, das scheint mir der zentrale Punkt zu sein. Sehr überraschend finde ich auch, dass eine einfache skalare Funktion die nur von der Rotverschiebung z abhängt ausreicht um praktisch alle wichtigen Beobachtungen zu erklären

soweit erst mal, beste Grüße

Thomas

Hallo miteinander,

wer sich ernsthaft für Gavitationsphysik und Kosmologie interessiert, dem kann ich wärmstens auch die Papers von Thierry De Mees in seinem Buch mit dem Titel "Gravitomagnetism" empfehlen. In Chapter 5 findet sich u.a. auch das Paper, auf welchem die hier bereits diskutierte Kurzfassung zum Thema "Dark Matter" basiert.

CS Jan

Hallo,

Ich habe mal einen Kumpel gefragt, der das studiert hat und der sagt, die nicht linearen Komponenten die Deur meint in seinem Paper zu benutzen seien inzwischen als vernachlässigbar erklärt worden und verweist auf ein Paper von Donghui Jeong.

Mein Kumpel schreibt dazu:

It is definitely true that general relativity is a nonlinear theory, and that most of the equations I have always been working on are a linearized version of it. Like a first order approximation, neglecting any nonlinear terms. However, the reason we are all doing this is because people have checked that the nonlinear terms are negligible. Now I don't work on the foundations of general relativity enough to be able to spot an issue in Deur's paper, unfortunately.

The papers I had in mind, claiming that nonlinear effects in GR are small, include this one for example:

https://arxiv.org/pdf/1010.3489.pdf

I'm tempted to believe Donghui Jeong's result, because I know a lot of his work and he is really extremely rigorous.

Clear Skies,

Gert

Hallo Gert,

das ist sehr interessant, vielen Dank dafür dass du dies ein bringst.

Deur zitiert auch Arbeiten, die zu dem Ergebnis kommen, dass die nicht-lineare Terme nicht benötigt werden, und schreibt dann explizit, dass seine Arbeit sich dadurch auszeichnet, dass er keine Störungstheorie verwendet wie z.B. Jeong es tut und vor allem, dass die nicht-linearen Effekte nur wichtig werden, wenn die man stark anisotrope Strukturen wie z.B. Scheibengalaxien oder Paare von Galaxien wie sie in Galaxienclustern auftreten betrachtet. Mir scheint das Jeong und Deur verschiedene Sachen berechnet haben, es wäre sehr interessant die Meinung von Jeong zu Deur's Arbeiten zu hören.

Vielleicht kannst du deinen Kumpel mal auf die beiden genannten Aspekte, vor allem die Anisotropie wie bei Scheibengalaxien ansprechen, was er dazu meint.

beste Grüße

Thomas

Zitat von GünterD

Hier stellt sich mir noch eine andere Frage. Nach meiner Kenntnis nimmt man für die Dichteschwankungen des CMB sphärische Symmetrie an. Nach dem Standardmodell bestehen sie aus Dunkler- und baryonischer Materie, z.b. hier Further evidence for dark matter comes from measurements on cosmological scales of anisotropies in the cosmic microwave background. ...

Und hier the nascent density fluctuation considered as spherically symmetric . Sollte das nach Deur nicht bedeuten, dass diese Dichteschwankungen ausschließlich aus baryonischer Materie bestehen? Allerdings krankt die Analogie zu sphärischen Galaxien daran, dass zwischen diesen große Zwischenräume anzunehmen sind.

Thomas, Du hast vermutlich weit mehr recherchiert als ich, bist Du bei Deur irgendwo auf eine Diskussion des CMB gestoßen?

Grüße

Günter

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Hallo Günter,

ich hatte dies übersehen. Vorweg, ich schreib es einfach nochmal, ich kenne mich mit vielen Aspekten um die es hier geht, allgemeine Relativitätstheorie, Kosmologie, besonders den Rechenmethoden viel zu wenig aus um mir ein fundiertes Urteil zu erlauben. Schließlich, auch wenn ein Modell sehr plausibel erscheint, kann es sein, dass es sich beim genauen Durchrechnen als fehlerhaft erscheint.

Wie gesagt, Deur’s Arbeiten zu Galaxien finde ich sehr plausibel, und weil er zwei verschieden Ansätze benutzt um die Rotationskurven zu berechnen und die Ergebnisse gut passen, finde ich sie äußerst überzeugend.

Bei den kosmologischen Aspekten die du hier ansprichst, beginnende mit der zentralen Arbeit von 2019, bin sich viel unsicherer, auch weil ich davon viel weniger verstehe. Zwar spielt auch hier die Anisotropie die zentrale Rolle, doch die daraus folgende Abschwächung der Gravitation auf großen Skalen, was Deur als field trapping bezeichnet, ist mir unklar. Deur führt hier die Parallele zur Quantenchromodynamik an, doch da gibt es bei dem Verlauf der Feldlinien im Vergleich mit der Gravitation einen wichtigen Unterschied.

Feldlinienverlauf bei links (D), Elektkrostatik, zwei Ladungen mit unterschiedlichem Vorzeichen; rechts (C) Gravitation, zwei Massen

Bei Quarks mit unterschiedlichen Ladungen verlaufen, die Feldlinien zwischen Ihnen (der Fall ( D), bzw. wie in der Abbildung 1, in dem Paper von 2019), zwischen zwei Massen ist dies nicht der Fall (C). Durch die Fokussierung in Richtung der Verbindungslinie im Bild der Gravitationslinsen kommt es in dieser Richtung zu einer Verstärkung der Gravitation, senkrecht dazu dagegen zu einer Abschwächung, im Mittel bleibt die Gravitation etwa gleich stark. Viellicht zu naiv gedacht, in diesem Bild ist das field trapping daher nicht so offensichtlich. Bei der Berechnung der Selbstwechselwirkung aus der Lagrangefunktion wie in dem Artikel von 2009 mag das ganz anders aussehen, dass die Kraft in Richtung der Verbindungslinie zusätzlich zu der isotropen Kraft a la Newton wirkt, dann leuchtet mir ein, dass es auf größeren Skalen eine Abschwächung geben sollte.

Unabhängig finde ich die Betrachtung in dem 2021er Artikel in dem Deur eine Friedmann Gleichung für eine anisotrope Entwicklung des Universums aufstellt sehr elegant und überzeugend. Vermutlich muss die Abschwächungsfunktion D(z) die ein Maß für die Anisotropie wie der Name schon sagt immer kleiner oder gleich 1 sein. Auch die Begründung und die Abschätzung des Verlaufes, das D(z) bei ~ z=1 ein Minimum klingt plausibel. Was mich irritiert, die Abschwächung kann sehr stark werden, D(z) auf 0,1 sinken, die Anisotropie und das field trapping sind dann sehr ausgeprägt. Im Graviationslinsen-Bild, wie oben angesprochen verstehe ich die starke Abschwächung nicht, vielleicht interpretiere ich hier in dieses Bild zu viel hinein. Sorry, das ist sehr lang geworden.

Jetzt endlich zu deinen Punkten/Fragen:

In dem Paper aus 2021 stellt Deur seine Rechnung zum Powerspektrum der Kosmischen Mikrowellenstrahlung mit der sehr guten Übereinstimmung zur Beobachtung vor, die Diskussion finde ich eher knapp. Die gute Übereinstimmung zur Beobachtung bekommt er wie bei allen kosmologischen Resultaten nur wenn er die in dem die 2019er Paper entwickelte Abschwächungsfunktion D(z) verwendet. Zu sehr frühen Zeiten, also für Rotverschiebung z> 1000 ist die Betrachtung für das Powerspektrum bis auf das Fehlen der dunklen Materie praktisch identisch mit der im Standardmodell, die Änderungen ergeben sich erst für z<15 wenn D(z) sinkt, die Anisotropie kommt also erst in einer recht späten Phase ins Spiel.

Beste Grüße

Thomas

Hallo Günter,

vorweg zu deinen Punkten, dann bin ich auf ein generelles Problem bei dem Modell gestoßen.

Mir scheint die Berechnung der Powespektums vom CMB plausibel, zu ganz frühen Zeiten, Rotverschiebung z>> 15 gibt es so wie ich es verstehe keine Änderungen gegenüber dem Standardmodell ( mal abgesehen davon, dass es in Deur'schem Modell überhaupt keine Dunkle Materie gibt) , also bleibt der erste starke Peak ( Akustische Plasmaoszillationen) auch dort wo er im Standardmodell liegt. Deur schreibt in dem Paper aus 2022 über den Einfluss der Selbstwechselwirkung (SI):

SI a ects the parameters of Eq. (4) in two ways:

(1) it enhances local gravitational attraction;

(2) it globally suppresses gravity at large distances.

Effeect (1) is important when the local universe density variation is large, i.e., for t>> tL. Since the mechanisms

producing Eq. (4) occurred when density variation was small (the integrated Wolf-Sachs and Sunyaev-Zel'dovich

effets are not included in Eq. (4)), effect (1) can be ignored. In other words, in the expressions formalizing the

mechanisms generating the temperature anisotropies,...

Er führt dann im Detail aus, welche Größen sich ändern, das finde ich etwas undurchsichtig, doch erst mal plausibel. Dreh- und Angelpunkt ist aber die Abschwächung der Gravitation, die Funktion D(x), die das Gegenstück der verstärkten Gravitation durch die Selbstwechselwirkung ist und für z< 15 dann einen wesentlichen Einfluss auf das Powerspektrum hat und dazu führt, dass es auch ohne Dunkle Materie und Energie gut zur Beobachtung passt.

Und hier kommen bei mir bei der D(x) bzw, dem Gegenstück der Verstärkung der Gravitation inzwischen ziemliche Zweifel, und zwar gerade bei der Veröffentlichung von 2019 mit dem Bild des Graviationslinsen-Effektes, das ich bisher so geschätzt habe. Mir ist nach wie vor nicht klar, ob der Gravitationslinsen-Effekt, dass die Feldlinien verbogen werden vollständig mit dem Ansatz über die Lagrangefunktion in dem Artikel von 2009 gleichwertig ist. Das Graviationslinsen-Bild klingt plausibel, doch mir kam bereits die Verstärkung die Deur mit dem Gravitationslinsen-Effekt berechnet sehr groß vor, wenn man bedenkt, dass die Ablenkung von Lichtstrahlen klein ist, im Bereich von Bogensekunden. Wenn man nun versucht den Graviationslinsen-Effekt für zwei benachbarte Galaxien, der Fall der Feldverstärkung im Galaxienhaufen, abzuschätzen würde ich sehr kleine Werte erwarten, Winkel auch nur im Bogensekunden-Bereich. In die Rechnung müsste nicht nur der Abstand der Galaxien sondern auch ihr Radius eingehen, so wie bei der Rechnung für die Galaxien in dem Paper von 2019 die Dicke (im Paper als Höhe bezeichnet) der Scheibe einer Spiralgalaxie. Wenn ich nun eine Verbiegung der Felder im Bogensekundenberich habe, der Winkeldurchmesser einer Galaxie, betrachtet von der Anderen aus im Grad-Bereich liegt, ist der Effekt, dass die Feldliniendichte zunimmt vernachlässigbar. In dem ersten Paper von 2009 ist dies aber ein ganz wichtiger Punkt, hier schreibt Deur, dass es in Galaxienhaufen eine große Feldverstärkung gibt, er rechnet sie sogar mit Hilfe der Greenfunktion die er dort aus der Gitterrechnung bekommen hat aus und kommt zu Ergebnis, dass sie im Bilde des Standardmodells etwa 94% Masse entspricht, also 20x Verstärkung. Bei dieser Abschätzung geht aber der Durchmesser der beiden Galaxien auch nicht ein. Mir ist bei dieser Rechnung auch nicht klar, wie so man hier ( 10^10 Sonnnenmassen, 1 Mpc Abstand) noch in dem nicht-linearen Regime sein soll. Wenn die Verstärkung aber nur minimal ist lässt sich aber auch nicht erklären, warum Galaxiencluster (scheinbar) so viel dunkle Materie enthalten.

Zusammengefasst, die Effekte, vor allem der Einfluss der Anisotropie/ Nicht-Linearität ist interessant und wichtig, nur ist mir inzwischen nicht mehr klar, wie so sie so groß sein soll, und damit wird Deurs Modell insgesamt fraglich.

beste Grüße

Thomas

Zitat von TGM

zu ganz frühen Zeiten, Rotverschiebung z>> 15 gibt es so wie ich es verstehe keine Änderungen gegenüber dem Standardmodell

Hallo Thomas,

"zu ganz frühen Zeiten": Muss nicht unter dem Thema "Wankt das kosmologische Standardmodell?" auch die Big Bang Theorie in Frage gestellt werden?

CS Jan

Hallo Günter,

ich denke, Du bist, ebenso wie Thomas, ein vorbehaltloser Anhänger der Big Bang Theorie. Wie passt das zu Deiner Ausgangsfrage:

"Wankt das kosmologische Standardmodell?"

?

CS Jan