Beiträge von GünterD im Thema „Wankt das kosmologische Standardmodell?“

    Hallo zusammen,


    durch eine neue Arbeit von Alexandre Deur kommt wieder etwas Bewegung in dieses Thema.


    Hubble Tension and Gravitational Self-Interaction


    Die sog. Hubble-Tension besteht darin, dass die Werte der Hubble Konstante für das frühe und das heutige Universum sich zu sehr unterscheiden um mit dem kosmologischen Standard Modell, kurz L-CDM Modell, noch vereinbar zu sein. Die beiden Werte sollten übereinstimmen. Als mögliche Ursache werden systematische Fehler bei der Interpretation von Supernovae als Standardkerzen gesucht, man findet aber bislang keinerlei Anzeichen dafür.


    In der neuen Arbeit zeigt Deur, dass unter Berücksichtigung der Selbstwechselwirkung von Gravitationsfeldern die Hubble Tension verschwindet. Sein Modell bestätigt beide Werte der Hubble Konstante und das ohne Einführung neuer Parameter oder Teilchen und ohne Dunkle Materie und Dunkle Energie. In Zusammenhang mit der Feld Selbstwechselwirkung wird das "Kosmologische Prinzip" aufgegeben, wonach das Universum homogen und isotrop ist. Dies jedoch noch immer im Formalismus der Allgemeinen Relativitätstheorie.


    Deur wird bis heute kaum oder nicht zitiert, was man positiv allenfalls so auslegen kann, dass auch Niemand der Feld Selbstwechselwirkung widerspricht. Diese neue Arbeit könnte das Potential haben, in der Debatte um die Hubble Tension wahrgenommen zu werden. Sehr spannend wird sein, ob sich die auf den Standardkerzen beruhende kosmische Entfernungsleiter durch unabhängige Messungen bestätigt. Es gibt bereits ein paar Werte für die Hubble Konstante heute, die auf der Detektion von Gravitationswellen beruhen aber noch sehr streuen. Die Schätzungen gehen dahin, dass wir in ein paar Jahren eine solche unabhängige Entfernungsleiter haben. Dann könnte sich zeigen, welches Modell überlebt.


    Grüße

    Günter

    Hallo Thomas,


    vielen Dank für den Link zu "Cosmic Microwave Background Anisotropies" in dem u.a. der akustische Peak sehr detailliert diskutiert wird.

    Mit Deinen Erläuterungen zu Deur's Gleichung (4) gehe ich konform. Eine kleine Sache, in den Zeilen unter (4) werden die Parameter dieser Gleichung aufgeführt. Darunter "l_D = dA/dD with d_D the damping length." Ich finde in (4) alles außer l_D. Könntest Du auch nochmal schauen?


    Interessant ist TABLE I, in der das FLRW universe mit dem Universe with GR’s SI accounted for verglichen wird. Hier scheint mir alles stimmig. Ω_k bleibt, weil sich ja am ganzzahligen Krümmungsparameter nichts ändert, Ω_Λ fällt weg und Ω_M wird ersetzt durch D_M, die Abschwächungsfunktion. Letzteres auch in d_H (acoustic horizon distance) wo mir die Heuristik fehlte.


    Das Formelmonster (4), das Deur von Weinberg übernommen hat, durchschaue ich nicht annähernd aber es sieht nun doch so aus, dass man - wie man ja eigentlich erwarten sollte - Deur's präzise Berechnung des CMB Spektrums zumindest formal nachvollziehen kann. Denn das benötigte D_M(z) ist ein unabhängig nach (3) berechneter Wert.


    Grüße

    Günter

    ... und diese ist völlig unabhängig von dem, was vor dem "reheating" passierte ?

    Ja. Es ist lohnend sich die Friedmann Gleichungen mal anzuschauen. Sie beschreiben die Entwicklung des Universums ab beendeter Materie-Produktion. Dazu benötigt man Annahmen für die Materiedichte rho (incl. Strahlung) und für Λ. Λ ist zu diesem Zeitpunkt verglichen mit rho noch völlig vernachlässigbar. Damit erhält man mit der 2. FG für die 2. Ableitung des Skalenfaktors einen negativen Wert, d.h. das Universum expandiert zunächst "gebremst" ... usw.

    Wenn Ihr auch nicht explizit über den "Big Bang" - bzw. den "Urknall" - redet, so setzt Ihr ein solches Ereignis doch offensichtlich voraus, wenn Ihr hier über Zustände "im frühen Universum" diskutiert. Gehört denn das "Big Bang" Konzept nicht zum Standardmodell der Kosmologie, und müssen dann nicht daraus abgeleitete Zustände zusammen mit dem Standardmodell in Zweifel gezogen werden?

    Hallo Jan,


    Inflation mit "reheating" als Teil des Standardmodells ist nicht davon betroffen, wenn die die zeitliche Entwicklung des Universums ab "reheating" nach Deur anders erklärt wird. Die Inflation ist der Beobachtung nicht zugänglich, macht aber Vorhersagen, die das Leistungsspektrum des CMB bestätigt.


    Grüße

    Günter

    wie ich schon schrieb, ich finde die Berechnung der Anisotropie der Kosmischen Hintergrundstrahlung ziemlich undurchsichtig, aber ich halte sie erst mal für plausibel. Deur verwendet eine Gleichung ( bei ihm ist die die Gleichung (4) aus dem Buch Cosmology von Steven Weinberg, in der taucht die Dichte der Materie als Summe aus Dunkler und baryonischer explizit auf, Weinberg diskutiert dies auch. Wenn Deur schreibt, wie Self-Interaction die Rechnung verändert würde ich dies so interpretieren, dass er anschaut, wie sich Gleichung (4) durch die Sellbstwechselwirkung ändert, und die ändert sich für große z formal natürlich nicht, er setzt aber die Dichte der Dunklen Materie vermutlich gleich null. Später schreibt er denn den irritierenden Satz:


    Since ΩM is defined relative to the critical density for a FLRW universe, for a flat universe with ΩΛ = 0 and ΩR 1, ΩM = 1 and Ω∗
    M = DM (z). (Note that for effect (2), ΩB is irrelevant since it is not explicitly present in the universe evolution equation, being included in
    ΩM
    ).

    Hallo Thomas,


    mit der Gleichung (4) habe ich mich noch nicht auseinander gesetzt, ich bin noch in dem Stadium in dem es um heuristisches Verständnis geht. Dieses fehlt mir wie erwähnt in Zusammenhang mit den akustischen Oszillationen.


    Zu Deinem Zitat, hier sollte ΩR << 1 stehen. Strahlung spielt nur für z>>1 eine Rolle.

    Da von den diversen Ωs nur ΩM (Dichteparameter der gesamten Materie, ΩBaryonisch ist darin enthalten) übrigbleibt, folgt aus den Friedmann Gleichungen für den Fall Universum flach ΩM = 1.

    Damit und mit ΩM* = ΩM DM(z) folgt ΩM* = DM(z).


    Insofern mach das schon Sinn.


    Man kann aber fragen weshalb M für die gesamte Materie steht und nicht stattdessen gleich baryonische Materie, denn Dunkle Materie fällt ja weg. Der Grund:

    ΩB is irrelevant since it is not explicitly present in the universe evolution equation, being included in ΩM).

    Kann man so sehen, in den Friedmann Gleichungen steht rho für Materiedichte, egal woraus sie besteht


    Wie gesagt, dies ist viel kompliziert als die Dynamik von Galaxien, ein komplexe Mischung aus Plasmaphysik, Hydrodynamik und allgemeiner Relativitätstheorie, Weinberg benötigt in seinem Klassiker über Kosmologie einige hundert Seiten um dies darzustellen. Ich kenne mich viel zu wenig aus um mir ein fundiertes Urteil bilden zu können und in hier in Deur's Arbeit Fehler zu finden. Mich würde wirklich interessieren, was Experten zu seinen Arbeiten sagen, vielleicht kommt mal eine Äußerung.

    Weinberg's Klassiker kenne ich nicht, ansonsten volle Zustimmung.


    Grüße

    Günter

    nein, nicht explizit, aber Ihr argumentiert hier mit Zeitangaben wie "im frühen Universum" oder "zu ganz frühen Zeiten" oder "Epoche, als das Inflatonfeld in Materie zerfiel". Diese Zeitangaben machen doch offenbar nur Sinn, wenn sie sich auf einen Anfangszeitpunkt beziehen, oder verstehe ich da etwas falsch?

    Hallo Jan,


    mit "frühem Universum" ist für gewöhnlich die Entstehung des Mikrowellen Hintergrunds gemeint, etwa 380.000 Jahre nach der Baryon Erzeugung. Diese fällt zusammen mit dem heißen und dichten Zustand des Universums, den man Urknall nennt.


    Grüße

    Günter

    Hallo Thomas,

    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. ...

    Wir kommen hier nun doch zu einem ernüchternden Ergebnis, ähnliche Zweifel habe ich auch. Zu einer sicheren Analyse reicht meine Expertise allerdings bei weitem nicht aus.


    Mir scheint die Berechnung der Powespektums vom CMB plausibel, ...

    Mir nicht. Der in Post #45 zitierte "Mechanismus" der Entstehung der akustischen Plasma Oszillationen beruht auf der Dynamik der überdichten Regionen bestehend aus Dunkler Materie, baryonischer Materie und Photonen. Wie kann ohne Dunkle Materie diese Schwingung dennoch unverändert bleiben?


    Bleiben wir wachsam.


    Grüße

    Günter

    Hallo Thomas,


    ich denke, damit

    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.

    kommst Du auf einen interessanten Punt.


    Ich stimme mit Dir überein, dass man zwei Epochen betrachten muss. Nach Deur ist SI zeitlich vor der Rekombination vernachlässigbar, wenn er schreibt

    SI affects the parameters of Eq. (4) in two ways: (1) it enhances local gravitational attraction; (2) it globally suppresses gravity at large distances. Effect (1) is important when the local universe density variation is large, i.e., for t tL. Der letzte Ausdruck lautet t >> t_L, wobei L für last scattering steht. Demnach gilt die lokal verstärkte Gravitation für das spätere Universum. Das ist angesichts der sphärisch symmetrischen Dichtefluktuationen des CMB auch zu erwarten, denn dann sollte die Abschwächungsfunktion den Wert 1 haben.

    In Übereinstimmung damit zeigt FIG.1 im selben Artikel, dass die Abschwächungsfunktion D_M(z) bei z>>1 gegen 1 geht.


    Demnach besteht im frühen Universum die gesamte Materie aus baryonischer Materie, später dann aus baryonischer Materie plus durch SI verstärkte Gravitation (statt Dunkler Materie).


    Aber dem widerspricht: FIG. 2: Power spectrum of the CMB temperature anisotropy Hier schreibt Deur "We can now compute C.. with the SI effects included." Und etwas weiter unten: "Yet, although the band contains the DM(z) determined by our fit to the CMB observations ..." Offenbar entsteht die präzise "Vorhersage" in FIG. 2 durch einen fit der SI-Parameter?!


    Was ist nun aber richtig, spielt SI im frühen Universum eine Rolle oder nicht?

    Das Leistungsspektrum des CMB bestätigt die Annahme der Dunklen Materie eindeutig:


    Lowering the dark matter density eliminates the baryon loading effect so that a high third peak is an indication of dark matter. Diesen dritten Peak zeigt Deur in FIG. 2. Spielt SI im frühen Universum doch eine Rolle, dann wäre dieser Peak der SI zuzurechnen. Doch wenn das so ist, dann wäre nicht Dunkle Materie sondern stattdessen SI für die Baryon acoustic oscillations verantwortlich:


    Imagine an overdense region of the primordial plasma. While this region of overdensity gravitationally attracts matter towards it, the heat of photon-matter interactions creates a large amount of outward pressure. These counteracting forces of gravity and pressure created oscillations, analogous to sound waves created in air by pressure differences.[3]

    This overdense region contains dark matter, baryons and photons. The pressure results in spherical sound waves of both baryons and photons moving with a speed slightly over half the speed of light[8][9] outwards from the overdensity. The dark matter interacts only gravitationally, and so it stays at the center of the sound wave, the origin of the overdensity. Before decoupling, the photons and baryons moved outwards together.


    Damit das überhaupt Sinn macht, müsste SI die stationär bleibende Dunkle Materie simulieren!


    Die angesprochenen akustischen Oszillationen habe für die Kosmologie große Bedeutung, denn:

    A Flat Universe from High-Resolution Maps of the Cosmic Microwave Background Radiation

    We compute the angular power spectrum of the microwave background, and find a peak at Legendre multipole peak = (197+6), with an amplitude ∆T200=(69+8)µK. This is consistent with that expected for cold dark matter models in a flat (euclidean) Universe, as favoured by standard inflationary scenarios.

    Somit ergeben sich ohne und mit Deur's Selbstwechselwirkung Widersprüche für das frühe Universum. Aber all das ist mit Vorsicht zu genießen, denn ich mag nicht glauben, dass Deur dies alles nicht besser weiß als ich.


    Nun hoffe ich für ausreichend Verwirrung gesorgt zu haben. :D


    Grüße

    Günter

    Hallo Thomas,


    mein Verständnis wird z.Z. auf die Probe gestellt, was gut ist.

    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.

    Müsste dann in dieser Arbeit als Resultat der Berechnung nicht ein Term stehen, der die Selbstwechselwirkung definitiv beschreibt?


    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.

    Ja, stimmt. Aber der SET (ohne Elemente für Lambda) hat in der Einsteingleichung G..=8(pi)T (wobei T für den Stress-Energy-Tensor steht) vermutlich ebenfalls D(z) als Korrekturfaktor. Darauf wollte ich hinaus.


    Grüße

    Günter

    Hallo Jan,


    vielen Dank für Deine ausführlichen Antwort.

    (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.

    Schon bedauerlich, dieser Verlauf der Dinge. Womöglich verlief diese Forschung letztlich im Sand, nachdem es bei Beams keine verwertbaren Ergebnisse gegeben hat. Kannst Du die Publikation von Groth zeigen?


    (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.

    Ja, das L-CDM Modell könnte mit den Massen der frühen Galaxien in Konflikt sein. Auf die diesbezüglichen Ergebnisse des JWT kann man gespannt sein. Mehr dazu hier Stress testing ΛCDM with high-redshift galaxy candidates.


    Ein kosmologisches Modell wie das gegenwärtig noch favorisierte L-CDM Modell macht im Prinzip der Beobachtung zugängliche Vorhersagen zur zeitlichen Entwicklung des Universums. 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? Oder anders gefragt, welche auf das MP zurückzuführende Beobachtungen könnten überhaupt ein kosmologisches Modell begründen, das genannte Vorhersagen macht?


    Grüße

    Günter

    Hallo Jan,


    um als Entdeckung gelten zu können, müssen experimentelle Ergebnisse unabhängig von anderen Arbeitsgruppen bestätigt werden. Man kann sich fragen, ob Keith's Experiment nicht schon längst in den Lehrbüchern zu finden sein müsste, falls das so wäre.


    Wir schweifen hier ziemlich ab. Eine Idee wäre, Du stellst Keith's Experiment im physicsforums zur Diskussion. Dort findest Du die entsprechenden Experten.


    Grüße

    Günter

    Deine oben zitierte Schlussbemerkung macht deutlich, dass Du die Sache diametral anders siehst als Mach und Keith. Keith kommt ja eindeutig zu dem Ergebnis, dass der Einfluss von lokalen Massen verschwindend gering ist im Vergleich zum langreichweitigen Einfluss der entfernten Massen des Universums. Dann sind aus Deiner Sicht gewiss auch die experimentellen Ergebnisse bedeutungslos, die anscheinend eher für die Keith-Theorie sprechen. Allerdings habe ich bislang auch noch nicht von Experimenten gehört, die darauf hinweisen, dass lokale Massen einen nennenswerten Einfluss auf die Trägheisgesetze hätten ...

    Hallo Jan,


    ich bin skeptisch, wenn ein Paper nicht den peer-review Prozess durchlaufen hat. Es wird leider viel Unfug geschrieben und von abenteuerlichen Resultaten berichtet, denk nur an die 1989 von zwei Wissenschaftlern verkündete kalte Fusion von Atomkernen.


    In Keith's abstract steht, dass eine "Freely spinning mass" Energie abstrahlt. Seit Einstein ist bekannt, dass eine rotierende Masse Gravitationswellen abstrahlt, sofern sie ein zeitabhängiges Quadrupol Moment hat. Eine kugelförmige Masse hat das z.B. nicht. Ich sehe nicht, dass Keith diesen seit 100 Jahren bekannten Kontext diskutiert. Insofern scheint es sich um kein seriöses Paper zu handeln.


    Grüße

    Günter

    Hallo Jan,


    zu De Mees kann ich Dir nichts sagen, ich denke da kennt sich Thomas besser aus.


    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.

    Kosmologischen Theorien wie das Standardmodell berücksichtigen lokale Effekte gerade nicht und auch nicht die Raumkrümmung und nicht die Gravitationspotentiale von Galaxien. Das Standardmodell basiert auf dem idealen Fluid wonach es skalenunabhängig keine lokalen Effekte gibt. Deshalb setzt dieses Modell angewandt auf unser Universum sehr große Skalen voraus, sodass man mit einer mittleren Materiedichte rechnen kann. Die Raumkrümmung (nicht zu verwechseln mit der Krümmung der Raumzeit) ergibt sich aus den Dichteparametern und ist nach unserer Beobachtung sehr nahe bei Null.


    Das Standardmodell beruht auf nur zwei beobachtbaren Parametern, der mittleren Materiedichte und der Vakuumdichte der Kosmologischen Konstante, auch Dunkle Energie genannt. Aber wie dieser Thread zeigt stellt sich zunehmend die Frage, ob dieses Modell in seiner jetzigen Form zutrifft. Das Problem ist ja auch, dass wir mit den Daten, die unser beobachtbares Universum liefert, auf das gesamte sehr viel größere, vielleicht unendlich größere Universum schließen. Wir setzten das Kosmologisches Prinzip voraus, aber sicher werden wir nie sein können.


    Das Gravitationspotential bezieht sich auf Materie bzw. auf Materieansammlungen, die ein Gravitationszentrum haben. Viele Gravitationszentren machen hier keinen Sinn, sodass man nicht von einem "kumulativen Gravitationspotential entfernter Massen" sprechen kann.


    Einstein hatte sich einige Zeit an dem Mach'schen Prinzip orientiert und auch diese Bezeichnung geprägt, sich dann aber später davon abgewandt. Ich habe mich damit nicht näher befasst, aber klar dürfte sein, dass das MP die Physik nicht voran gebracht hat. Solche Effekte werden heute lokal begründet, so z.B. Claus Kiefer in "Der Quantenkosmos" Es sind gerade die lokalen Gravitationsfelder, welche für das lokale Trägheitsverhalten verantwortlich sind (und nicht wie Mach meinte, die fernen Fixsterne).


    Grüße

    Günter

    Immer mal wieder wird von Kritikern des Standardmodells die Frage aufgeworfen, ob es sich überhaupt falsifizieren lässt. Ich denke die o.g. Arbeit von 2021 widerlegt es im Grunde, besonders wenn man das Ergebnis mit einbezieht, dass es bei perfekt sphärischen Galaxien, wie einigen Ellipsen keine 'Verstärkung‘, oder korrekter, keine Art Fokussierung der Gravitation gibt, sie im Standard-Bild in Übereinstimmung mit den Beobachtungen also praktisch frei von Dunkler Materie sind. Um das Standardmodell zu retten, müsste schon gezeigt werden, dass die genannte Rechnung falsch ist. Dann wäre die gute Übereinstimmung mit den Beobachtungen zufällig, aber es müsste im Standardmodell eine Begründung gefunden werden, warum der Anteil Dunklen Materie um so größer wird je flacher eine Galaxie ist. Solch ein Effekt ist dort nicht zu erwarten, ich habe nichts gefunden, wo er diskutiert wird, offensichtlich ist hier eine interessante Korrelation in den Beobachtungsdaten übersehen worden, obwohl sie in den Beobachtungsdaten, wie die in der Arbeit von 2021 zitierten Veröffentlichungen zeigen vorhanden ist.

    Ich habe mir erlaubt, diesen Punkt zu unterstreichen. Jetzt sollten Kosmologen nichts eiligeres zu tun haben, als ihre Daten daraufhin zu durchforsten.


    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

    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.


    Inzwischen finde ich, dass die Publikation von Deur aus 2021


    Relativistic corrections to the rotation curves of disk galaxies


    mit die interessanteste seiner Arbeiten ist, die das Standardmodell zum Wanken bringen, denn hier wird ein Ansatz verwendet der in der Astrophysik sehr etabliert ist, nämlich der Gravitationslinsen–Effekt, die Selbstwechselwirkung der Gravitation wird auf diese Weise 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:


    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.


    Viele Grüße

    Günter

    Hallo Thomas,


    nun bist Du in diese komplexe Materie tiefer eingedrungen, als ich das vermag.


    Vielleicht ist das

    1. Ganz wichtig, eine einzige Abschwächungsfunktion erklärt alle Beobachtungen! Diese Funktion kann aber nicht berechnet werden, sondern nur gut begründet, somit ist dieser Teil des Modells etwas spekulativer.

    ein wichtiger Punkt. Aber selbst wenn seine Begründung angreifbar wäre, erklärt das die Stille nicht. Es ist vermutlich auch naiv zu glauben, Deur hätte die Abschwächungsfunktion einfach so gefittet, dass alles passt.

    In den Friedmann-Gleichungen bestimmen zwei voneinander unabhängige "Zutaten" des Universums, die Materiedichte und die Kosmologische Konstante (~Dunkle Energie), die zeitliche Entwicklung des Skalenfaktors. Die physikalische Natur der dunklen Bestandteile, die zusammen 95% (70% DE + 25% DM) der Energiedichte des Universums ausmachen, ist bis heute unbekannt. Die Notwendigkeit DE und DM zu postulieren würde entfallen, wenn Deur's Annahme stimmt.


    Die spannende Frage ist jetzt, wer sich als erstes inhaltlich zu dem Modell äußert, wo Kritik kommt, weshalb, ob jemand das Modell aufgreift und verfeinert, und natürlich
    wann kommt die erste Reaktion.

    Es ist fast wie "Warten auf Godot". :)


    Grüße

    Günter

    Hallo Thomas,


    Du hast Dich intensiv mit dieser Materie befasst ich kann dir nur zustimmen.


    Ganz interessant ist die Diskussion im Anschluss an diesen http://dispatchesfromturtleisl…-gravity-and-related.html Blog.


    Da taucht ein rigolin auf,


    I am working on something similar to that of Dr. Alexandre Deur. I am also using the self-interaction of gravity. But I'm doing the self-interaction in reverse of how he's using it. And I am getting very good results in fitting to the rotation curves of the galaxies.
    Atte. Dr. Rigoberto carbajal Valdez.
    email: rcarbajal68@gmail.com


    der sich ebenfalls mit Deur's Thema beschäftigt, allerdings kein Hinweis auf Publikationen.


    Auf den schon erwähnten Thread im PhysicsForums komme ich per PM.

    Deur wird durchaus schon wahrgenommen, aber nicht von Kosmologen. Womöglich haben die es nicht so gern, wenn jemand aus einer anderen Zunft, ausgerechnet ein Teilchenphysiker, in ihre Suppe spuckt.


    Viele Grüße

    Günter

    Vorweg, ich verstehe von ART und der Mathematik viel zu wenig um mir ein fundiertes Urteil zu erlauben, doch wenn es heist dass die Wahrscheinlichkeit, dass der störungstheoretische Ansatz divergiert ziemlich hoch ist, kann man schon die Gegenfrage stellen, wie wahrscheinlich es ist, dass das in diesem Fall der erste Term der Reihentwicklung ohne weitere Zutaten die wichtigen Beobachtungen, die die Basis für das Standardmodell bilden ohne dunkle Materie und dunkle Energie erklärt, und zwar wenn ich es recht verstehe ohne freie Parameter.

    Hallo Thomas,


    mittels durchforsten nach "perturbat" wurde ich fündig:


    Hier http://dispatchesfromturtleisl…-gravity-and-related.html wird Deur aus seinem 2017 paper zur Thematik Störungstheorie wie folgt zitiert:


    ... Aside from such possible insights, the main purpose of addressing the strong interaction here --given that more sophisticated approaches already exist-- is mostly to further verify the pertinence of the model in the more complex case of General Relativity for which non-perturbative methods are not as developed. The results have important implications on the nature of Dark Matter. In particular, non-perturbative effects naturally provide flat rotation curves for disk galaxies, without need for non-baryonic matter, and explain as well other observations involving Dark Matter such as cluster dynamics or the dark mass of elliptical galaxies.


    und weiter unten:


    From experience with QCD, a non-perturbative approach is required to fully account for field self-interaction, making post-Newtonian formalism inadequate. In Refs. [2, 3], a nonperturbative numerical lattice method was used.


    Demnach erhält Deur die flachen Rotationskurven ohne einen störungstheoretischen Ansatz der ART. Vielmehr bezieht er sich bei der Selbstwechselwirkung auf die Analogie zur QCD.


    Hm, zu den Ausführungen des Kosmologen aus HD passt das allerdings nicht.


    Viele Grüße

    Günter

    Hallo Thomas,


    mit Störungsrechnung habe ich mich nicht befasst und hier auch nicht nachgehakt. Es handelt sich tatsächlich um seine Einschätzung, die ich nicht hinterfragen kann. Für ihn scheint scheint dieser Ansatz nicht überzeugend. Wenn ich wieder zuhause bin, werde ich am PC Deur’s Papers nach “perturbation” durchforsten, vielleicht bezieht er zu dieser Problematik selbst Stellung, das sollte er eigentlich.

    Vorweg, ich verstehe von ART und der Mathematik viel zu wenig um mir ein fundiertes Urteil zu erlauben, doch wenn es heist dass die Wahrscheinlichkeit, dass der störungstheoretische Ansatz divergiert ziemlich hoch ist, kann man schon die Gegenfrage stellen, wie wahrscheinlich es ist, dass das in diesem Fall der erste Term der Reihentwicklung ohne weitere Zutaten die wichtigen Beobachtungen, die die Basis für das Standardmodell bilden ohne dunkle Materie und dunkle Energie erklärt, und zwar wenn ich es recht verstehe ohne freie Parameter.

    Genau die richtige Frage. Darauf erhielt ich leider keine klare Antwort. Prof. Bartelmann findet sowohl Deur’s Ansatz wie auch den einer unterdichten Region “unnatürlich”. Aber im Gegensatz zu Letzterem wird Deur’s SI kaum diskutiert.


    Muss gerade Schluss machen.


    Viele Grüße aus Noja, einem malerischen Örtchen an der kalabrischen Küste.


    P.S. Hier noch etwas zu Störungstheorie https://books.google.es/books?id=fN58DwAAQBAJ&pg=PA156&lpg=PA156&dq=physik+störungsrechnung+teilchenphysik+divergierend&source=bl&ots=9GM373HC7o&sig=ACfU3U0KyVYi8K6PjNBb90ursFXuGgpoiA&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwjnpbPyjeD4AhVn_bsIHR8EDawQ6AF6BAgaEAM#v=onepage&q=physik%20störungsrechnung%20teilchenphysik%20divergierend&f=false


    Hallo Holger und Thomas,


    Ich gehe da völlig mit Dir einig, Thomas, zunächst völlig unverständlich dieses Desinteresse. Darauf gestoßen bin ich durch einen Thread im PhysicsForums an dem ich mich dann auch beteiligt habe. Auffallend war, dass PeterDonis, den ich für sehr kompetent halte, seine anfängliche Skepsis später deutlich relativierte, nachdem er sich etwas mit dem mathematischen Hintergrund befasst hatte.


    Nun, mein kurzer Email Austausch mit Prof. Bartelmann ist allerdings doch ernüchternd. Deur’s Forschung ist ihm als Kosmologen natürlich nicht unbekannt. Ich möchte ihn nicht zitieren und gebe stattdessen das Wesentliche mit meinen Worten wieder.

    Ein nichtlinearer Ansatz - wovon Deur ja ausgeht - ist mit der ART voll verträglich und insoweit schließt das auch die Selbstwechselwirkung von Dichtestörungen ein. Problematisch ist, welche methodische Vorgehensweise man da wählt. Deur setzt eine Störungsreihe an, was aber keinen Erfolg garantiert, denn die kann divergieren, wobei die Wahrscheinlichkeit dafür ziemlich hoch ist. Deshalb ist die Community vermutlich sehr zurückhaltend.

    Weit mehr Beachtung findet Thomas Buchert mit seinen Arbeiten, wonach wir im Zentrum einer riesigen unterdichten Region leben. Deren Radius liegt bei einem Gigaparsec, sodass auch die weit entfernten Supernovae erfasst sind, deren Daten eine (vermeintlich!) beschleunigte Expansion des Universums nahelegen. Hierzu eine Arbeit von Prof. Bartelmann https://www.aanda.org/articles…a24553-14/aa24553-14.html


    Wir waren uns einig, dass ein solches Szenario ein unschöner Rückfall in ein kopernikanisches Weltbild bedeuten würde. Prof. Bartelmann schließt “vermutlich kommt die Lösung der Hubble-Tension” aus einer völlig unerwarteten Ecke”.


    Fazit, wir leben wie andere vor und vermutlich auch nach uns in spannenden Zeiten.:)


    Grüße

    Günter