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

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    Hallo Günter,


    ich habe auch erst suchen müssen, L_D taucht in der Gleichung im Exponenten von e-Funktionen auf. Was das 'Formelmonster' (4) im Detail bedeutet is mir auch unklar, es sind u.a. diverse Plasma-Effekte, dann der Dopplereffekt, Lichtablenkung durch Gravitation. Es gibt sogar ein Programm, das man sich runterladen kann um das Powerspektrum zu berechnen ,


    CAMB Programm zur Berechung der Anisotropie CMB

    wer Zeit und Lust hat, kann also Deur's Rechung überprüfen. Allerdings muss man diverse Integrale gemäß Tabelle 1 unter Verwendung von D(z) berechnen, dafür muss man das Programm wohl modifizieren.


    Der Dreh- und Angelpunkt ist für mich weiterhin, ob die ersten Paper von Deur korrekt sind, darauf fusst eigentlich alles, und da bin ich seitdem mir nicht klar ist, wie man die starke Selbstwechselwirkung zwischen zwei benachbarten Galaxien in einem Galaxienhaufen in dem von ihm diskutierten Graviationslinsen-Bild- das Paper von 2019- verstehen kann am zweifeln.


    beste Grüße


    Thomas

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    Hallo Günter,


    die Diskussion hier bietet eine gute Gelegenheit etwas zu lernen, und ich habe großen Nachholbedarf, denn was Friedmann-Gleichung und Details der Kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung, CMB anbelangt habe ich höchstens Halbwissen.


    Um sich ein Bild von dem Leitstungsspektrum zu machen kommt man um die Gleichung (4) in dem Paper von Deur bzw. der Gleichung 7. 2.41 in dem Buch von Weingberg


    Steven Weinberg - Cosmology.pdf - PDF Drive
    that it would add any additional physical insight, and any such cosmological concordance would very . Trigonometric parallax 2 Proper motions 2 Apparent…
    www.pdfdrive.com


    gar nicht herum, sie ist zwar zentral aber so kompliziert, dass sie selbst in den deutschsprachigen Fachbüchern über Kosmologie gar nicht vorgestellt wird, sonder nur interpretiert. Das unübersichtliche, längliche Integral hängt neben anderen von vier fundamentalen Größen, nämlich den vier Dichten ab, und was die Interpretation kompliziert, diese vier Dichten, die totale Dichte Omega_tot, die Baryonendichte Omega_b, die Dichte der Dunklen Energie Omega_lamda und die gesamte Materiedichte Omega_m , also der Summe aus baryonischer und Dunkler Materie sind nicht unabhängig, Omega_tot ist die Summe der drei anderen Dichten. (Meine Irritation bei Deur's Arbeit bestand darin, dass ich erwartet hätte, dass für den von ihm betrachteten Fall ohne Dunkle Materie Omega_b = Omega_m sein muss, jetzt ist mir auch durch deine Erläuterung klar geworden, dass er Omega_m=1 erste später bei Berechung der Sekundäreffekte/(Friedmann-Gleichung verwendet).


    Der von Deur bestimmte Wert für Omega_b =0,026 ist das Resultat eines Fits und liegt im Bereich dessen was man für die Baryonendichte (im Standardmodell 0, 025*h^2) erwarten kann. Wieso der Fit so gut passt obwohl Deur die Dichte der Dunklen Materie gleich null gesetzt hat, ist eine offene Frage die wohl nur durch Nachrechnen geklärt werden kann. Ich denke das liegt daran, dass auch die in den Gleichungen (5) bis (7) seiner Veröffentlichung genannten Größen direkt in Gleichung (4) eingehen, und diese Größen hängen von der Selbstwechselwirkung ab.


    Wie kompliziert die Abhängigkeit des Leistungsspektrum von den vier Dichten und anderen Parameter ist, wird in diesem Review in den Abb. 4 und 5 gezeigt,


    Review CMB Anisotropie


    von dem Autor stammt auch dein Link in Post #45 mit dem Argument, dass die Höhe des dritten Peaks die Dunkle Mateire belegt, doch es verliert für Deur's Rechnung wie bereits andeutet an Kraft: Die Gleichung (24) in diesem Paper zeigt sehr klar, dass die bei Deur in den Gleichungen (5) bis (7) genannten Größen, die von der Selbstwechselwirkung abhängen direkt in das Powerspektrum eingehen. Letztlich extrapoliert man von unserem heutigen Zeitpunkt bis zu zl=~1400 zurück, und diese Extrapolation wird durch die Selbstwechselwirkung und damit der Abschwächungsfunktion D stark beeinflusst.


    Unter dem Strich, ich denke daher wenn man Deur's Arbeiten über die galaktischen Aspekte und die Begründung für die Abschwächungsfunktion D - dass man ohne Dunkle Energie auskommt - für richtig hält, sollte einen die von ihm berechnet exzellente Übereinstimmung mit dem beobachteten CMB Powerspektrum auch überzeugen.



    Beste Grüße


    Thomas

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    Hallo 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     ).


    Im Grunde verstehe ich die Rechnung nicht, ich kann mir aber nicht vorstellen, dass Deur bei der Berechung in der zentralen Gleichung, der Gleichung (4) für die Dichte der Dunklen ein Wert verwendet der von 0 verschieden ist.


    Letztlich spiegelt die Anisotropie die Dichteverteilung im späteren Universum wieder, das matter power spectrum, das der Fouriertransformation der Dichtefluktuationen entspricht. Diese hängen aber wieder von der Entwicklungen von kleinen z ab, also z<15 wenn sich die Galaxien bilden, und da kommt dann wieder die Abschwächungsfunktion D(z) und die Selbstwechselwirkung ins Spiel.


    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.


    beste Grüße


    Thomas

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    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

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    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

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    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

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    Hallo Günter,


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


    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.


    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

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    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

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    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.....

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    Hallo Jan,

    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

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    Hallo Jan,


    mittlerweile gibt es eine große Zahl von Studien die das Standardmodell in Zweifel ziehen, die weitaus meisten sind mehr oder weniger exotische Theorien, manche sogar fehlerhaft oder unsinnig, das Paper von De Mees gehört zu dieser Kategorie, man sieht recht schnell, dass seine Rechnung nicht sinnvoll ist.

    Die Flut von abwegigen Vorschläge ist vielleicht mit auch ein Grund, dass die Arbeiten von Deur die das Thema dieses Threads sind übersehen wurden. Schwachstellen des Standardmodells zu finden, es zu kritisieren ist ein ganz normaler Vorgang in der Kosmologie, auf diese Weise wird es verbessert.


    Der fundamentale Unterschied von Deur's Arbeiten zu allen anderen kritischen Arbeiten besteht darin, dass er darauf hinweist, dass - ich denke - bei allen anderen kosmologischen Simulationen ein sehr wichtiger Term, die Selbstwechselwirkung der Gravitation übersehen wurde, in der Veröffentlichung von 2021


    Relativistic corrections to the rotation curves of disk galaxies



    wird klar, dass dies kein exotischer Prozess ist (siehe den Beitrag #18) sondern, die Selbstwechselwirkung auch als eine Art Gravitationslinsen-Effekt verstanden werden kann ( siehe oben, Beitrag #18). Deur's Modell kann indem es die Selbstwechselwirkung berücksichtigt ohne Dunkle Materie und Energie die zentralen Beobachtung erklären und bringt das Standardmodell damit in arge Bedrängnis, auch weil sein im Grunde einfaches Modell Beobachtungen erklärt, die im Widerspruch zum Standardmodell stehen ( ausführliche Beschreibung in Beitrag #18).


    beste Grüße


    Thomas

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    Hallo Günter und alle die mitlesen,


    nochmal eine kleine Ergänzung, 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.


    Der Ansatz, nach der Allgemeinen Relativitätstheorie verbiegt eine große Masse den Raum, dadurch werden Lichtstrahlen abgelenkt, aber nicht nur Lichtstrahlen, sondern auch die Feldlinien eines Gravitationsfeldes und zwar abhängig von der Form und Größe der Masse. Bei einer Scheibengalaxie werden die Feldlinien vom Zentrum aus in die Ebene der Spirale verbogen, die Feldlinien-Dichte und damit die resultierende Kraft zum Zentrum nimmt zu. Die Rechnung in der o.g. Veröffentlichung sagt für Scheibengalaxien am äußeren Rand eine Verstärkung von 10-100 fach voraus, eine riesiger Effekt der sich in guter Übereinstimmung mit den Beobachtungen befindet, dass im Bild des Standardmodells Scheibengalaxien 10-100 mal mehr Dunkle als normale Materie enthalten, je flacher um so mehr (siehe Abb. 6 in der Veröffentlichung). Wie stark die Verstärkung ist hängt stark von der Masse ab und zeigt damit, dass die Allgemeine Relativitätstheorie wegen der Selbstwechselwirkung im Gegensatz zum Newton’schen Gravitationsgesetz - dem Limit für kleine Massen - nicht-linear ist. Die Rechnung in der 2021er Veröffentlichung enthält keine freien Parameter, da ist nichts gefittet, nur wohlbekannte etablierte Physik und etablierte Rechenmethoden. Doch es scheint, dass dieser wichtige, nicht-linearen Effekt der Allgemeinen Relativitätstheorie, dass die große Masse einer Galaxie nicht nur den Raum sondern damit auch die Kraftlinien der Gravitation verbiegt und in bestimmen Richtungen zu viel stärkeren Kräften führen kann in allen anderen bisherigen Simulationen übersehen wurde.


    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.


    Ein weiterer Aspekt dieser Korrelation widerspricht auch dem was man im Standardmodell erwarten würde, denn die Galaxie wachsen dort durch Verschmelzung, es bilden sich vorzugsweise aus Spiralgalaxien elliptische, die dann auch sehr viel Dunkle Materie enthalten sollten, im Widerspruch zu den Beobachtungen.



    Alles in allem ist die Publikation eine extreme Herausforderung für das Standardmodell. Es hat sich über die Jahre etabliert und mag andere Dinge, besonders auf kosmologischen Skalen (scheinbar) gut erklären. Mit meiner Einschätzung kann ich total falsch liegen, vielleicht übersehe ich auch etwas, doch wenn es bei zentralen Aspekten ganz klar versagt, wer wird an ihm festhalten wollen?



    Beste Grüße


    Thomas

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    Hallo Günter,


    wie ich schon schrieb habe ich mir die Arbeiten von Deur intensiver angeschaut, fast wie ein Krimi, das spannenste Astro-Thema seit Jahren.


    Vorweg, ich äußere mich hier über Dinge von denen ich viel zu wenig verstehe, vieles ist sicherlich ungenau und ich kann falsch liegen, dennoch versuche ich mal meine Eindrücke zusammen zu fassen. Mit den zentralen Aussagen des Modells hattest du die Diskussion mit dem Hinweis auf Deur's Arbeiten hier eröffnet, ich nenne sie trotzdem nochmal, besonders für die die hier nur gelegentlich mitlesen.


    Es gibt die lokalen, galaktischen Aspekte, die Punkte 1-3, und dann die den Kosmos als Ganzes (4-6) betreffen:

    1. Das Modell wurde in 20 Jahren entwickelt, daraus resultieren etwa zehn Manuskripte/Veröffentlichungen.
    2. Die zentrale Idee kommt aus der Parallele zur Teilchenphysik, dass die bisher vernachlässigte Selbstwechselwirkung der Gravitation berücksichtigt werden muss. Aus der Selbstwechselwirkung folgt eine sehr starke Kraft, allerdings nur in anisotropen Systemen wie Galaxien und Galaxienhaufen.
    3. Auf diesen Skalen erklärt das Modell, ohne irgendeinen freien Parameter die Beobachtungen besser, sowohl als das Standardmodell und auch MOND.


    In den Arbeiten ab 2019 werden auch Aspekte des gesamten Kosmos untersucht:

    1. Die durch die Selbstwechselwirkung auf galaktischen Skalen bedingte zusätzliche Energie muss wegen Energieerhaltung auf großen Skalen kompensiert werden, hierfür führt er eine Abschwächungsfunktion D ein, er begründet dies mit einer Parallele zur Teilchenphysik. Dies Argument kann man vielleicht mit einer Analogie zur Elektrostatik verstehen, der Gauss'sche Satz besagt, dass das Oberflächenintegral um eine Quelle deren Ladung entspricht. Ein entsprechender Gauss'sche Satz für die Gravitation kann wohl nur lokal verletzt werden, über den gesamten Raum betrachtet muss er wieder stimmen, also wenn das Integral bei kleinen Werten zu groß ist, muss es bei großen kleiner werden, reine Spekulation meinerseits. Die Abschwächung der Gravitation gegenüber der ohne Selbstwechselwirkung zu Erwartenden könnte man fälschlicherweise als Beschleunigung interpretieren. Im Standardmodell entspricht dies dann als dunkle Energie.
    2. Alle Aussagen des Modells die das ganze Universum betreffen, wie die Bildung von Galaxien, die Helligkeit von Supernovae (bisher der Beleg für dunkle Energie), die Fluktuation der kosmischen Hintergrundstrahlung, fußen auf einem Modell für diese Abschwächungsfunktion, die nur von der Rotverschiebung abhängt. Mit dieser Abschwächungsfunktion, die auch Strukturbildung bestimmt scheint das Modell alle wichtigen kosmologischen Beobachtung gut zu erklärt, also das Wachstum von Galaxien, Helligkeit von Supernovae, die Fluktuationen der kosmischen Mikrowellenhintergrundstahlung, sowohl dass die Schwankungen sehr klein sind als auch die Winkelverteilung. 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.


    Das Model kann natürlich total falsch sein, ich kann das gar nicht beurteilen, aber ich bin extrem beeindruckt. Allein der Erfolg bei der Dynamik von Galaxien und Galaxienhaufen (ich gehen mal davon aus, dass die Daten nicht manipuliert wurden) bringen das Standardmodell in extreme Schwierigkeiten. Wenn der Ansatz des Modells richtig ist, dass aus der Selbstwechselwirkung die sehr starken Kräfte folgen, bricht das Standardmodell vollständig zusammen. Da verwundert es schon, dass Deur's Ansatz von 2009 nie geprüft wurde.


    Für MOND ist die Situation nicht ganz so dramatisch, das empirische Kraftgesetz ist immerhin ähnlich, allerdings treten die MOND-ähnlichen Kräfte nur bei starker Anisotropie wie in Scheibengalaxien auf. Die Strukturbildung wird aber ähnlich wie bei MOND ablaufen, Galaxien kontinuierlich wachsen, also nicht durch Verschmelzung wie beim Standardmodell. Wieso ignorieren die Protagonisten von MOND das Modell ebenfalls?


    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.


    Beste Grüße


    Thomas

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    Hallo Günter,


    inzwischen haben ich die Arbeiten von Deuer intensiver angeschaut und aus der Perspektive eines Außenstehenden sehen sie beeindruckend aus, eine echte Herausforderung für das Standardmodell der Kosmologie.


    Ich stimme dir zu dass die aus Heidelberg geäusserte Kritik, bezogen auf eine Störungstheoretische Behandlung der Selbstwechselwirkung unberechtigt ist weil in den Arbeiten immer wieder explizit betont wird, dass das Model darauf verzichtet und stattdessen als Ausgangspunkt sehr aufwendige Gitterrechnungen (die Arbeit von 2009) verwendet die allerdings eine Reihenentwicklung nutzen. Das garantiert natürlich nicht dass die Arbeiten und der Ansatz richtig sind aber es schreit im Grunde danach, dass sich jemand Kompetentes damit intensiv auseinander setzt. Das ist vermutlich aufwendig und nur wenige Kosmologen kennen sich mit denen aus der Teilchenphysik kommenden Ideen, den mathematischen Methoden und benötigen Codes hinreichend aus.


    Mit einer kleinen Handbewegung scheinen mir die Arbeiten daher nicht so einfach vom Tisch gefegt werden zu können. Physik lebt vom Diskurs. Dass niemand Deur's Arbeiten zitiert wirft die Frage auf, ob er als Sprecher auf Konferenzen eingeladen wird, ob er überhaupt zu Konferenzen geht. Um die Ideen der Arbeiten besser zu verstehen, habe ich in den letzten Tagen viel zum Thema Teilchenphysik, Quarkconfinement, Gluonenaustausch usw. gelesen, auch Historisches von den Anfängen vor hundert Jahren bis heute, hoffentlich viel gelernt, z. B. dass das heutige Bild der Teilchenphysik auch nicht vom Himmel gefallen ist, es gab viele Krisen, auf Konferenzen wie den berühmten Solvays wurde bisweilen heftig gestritten. Da darf man fragen, wie offen wird heute diskutiert, wird die Kontroverse überhaupt gesucht, werden in den verschiedenen 'Denkrichtungen' nur Selbstgespräche geführt?


    Was mich allerdings sehr wundert, Self-interaction und Backreaction werden schon untersucht, doch selbst in diesem Feld wird Deur nicht zitiert. Vielleicht liegen die Gründe auf der Hand, eine Arbeit die ein ganzes Gebiet zu revolutionieren scheint und damit auch die eigenen Arbeiten in Frage stellt, zitiert man vermutlich nur, wenn man sie für seriös hält aber klare Schwachstellen identifizieren, sich zumindest in Teilbereichen bestätigt sieht, etwas Substantielles hinzufügen kann oder sie tatsächlich als revolutionier akzeptiert. Nichts scheint bisher davon zuzutreffen, ich bin auf das erste Fremdzitat sehr gespannt.


    Beste Grüße


    Thomas


    p.s. Soviel erst mal zum wissenschaftlichen Kontext, ich hab auch noch ein paar inhaltliche Punkte und Fragen (melde mich per privater Konversation)

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    Zitat von GünterD

    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.

    Hallo Günter,


    da hast du schnell eine interessante Einschätzung bekommen. Das ist schon ein heikles Thema, von jemanden der ein Buch über das Standardmodell der Kosmologie verfasst hat und zum Modell steht seine Sicht auf ein Model zu hören, das all dies in Frage stellt. Da kommt es dann sogar auf die Wortwahl an, was heist die Community ist vermutlich sehr zurückhaltend? Was hält er selbst von den Arbeiten?


    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.


    Viele Aussenstehende, Laien werden sich fragen, ob das Model mit Selbstwechselwirkung korrekt ist, ob es weitere Prüfungen übersteht, weiter Beobachtungen wie die Ergbebnisse von Gravitationslinsen uws. richtig wiedergibt. Nur, wer wird das machen? Welche etabliert Gruppe die seit vielen Jahren mit dem Standardmodell arbeitet wird den Anstatz aufgreifen, weil sie ihn so spannend findet oder zeigen will, dass er nicht funktioniert?


    Ich bin gespannt, ob das neue Paper, das das Leistungspektrum der kosmischen Hintergrundstrahlung, u.a. auch die Hubble Diskrepanz zu erklären scheint aufgefriffen wird oder ob die etablierten Gruppen es bequemer finden ihre Modelle zu verfeinern und ein vielleicht revolutioneres Paper wie bisher ignoriern. Vielleicht möchte sich auch ein schlaues Nachwuchstalent damit etablieren, dass es zeigt, das Model macht Sinn, oder auch andersherum es zu widerlegen.


    Also, wie du schreibst, es bleibt vielleicht spannend.


    beste Grüße


    Thomas

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    Hallo Günter,

    wie bist du denn auf die ungewöhnlichen Arbeiten von A. Deur gestoßen?


    Sie werden von der Fachwelt komplett ignoriert, seit 13 Jahren. Das könnte bedeuten, dass das Model einen schweren konzeptionellen Fehler enthält, so schwer/trivial, dass die Fachwelt es unter ihrer Würde sieht sich damit auseinander zu setzen. Andernfalls, wieso hat niemand die bemerkenswerten Ergebnissen nachgerechnet, Kritik geäussert oder aufgegriffen? Selbst die MOND-Protagonisten Kroupa und McGaugh ignorieren Deur vollständig, und das obwohl Deur er in einer Arbeit von 2020 erläutert, warum MOND auf galaktischen Skalen empirisch funktioniert, auch wenn er MOND als Theorie im Sinne von 'new physics' für falsch hält. McGaugh sollte die Arbeiten aber kennen, denn Deur dankt ihm in einer Arbeit von 2020 für die Übersendung von Daten. In seinem eigentlichen Fachgebiet, Theoretische Teilchenphysik ist Deur sehr erfolgreich, viele hochkarätige Veröffentlichungen und Reviews, auch mit anderen hochangesehen Autoren.



    Ich finde das alles ziemlich merkwürdig, bin sehr gespannt was du
    durch deine Verbindungen da in Erfahrung bringen wirst.



    Beste Grüße



    Thomas

  • Wankt das kosmologische Standardmodell?

    Hallo Günter, hallo Holger,


    vielen Dank auf den interessanten Hinweis und die Links. Meldungen, dass das Standarmodell der Kosmologie mit Dunkler Materie und Dunkler Energie nicht passt tauchen immer wieder mal auf, etwa 99% der Kosmologen sind allerdings von dessen Gültigkeit überzeugt, und wie das Video zeigt Geht es auch ohne Dunkle Materie?

    dass es ohne sie nicht geht, mehr noch man kann den Eindruck gewinnen, einige sind ziemlich genervt wenn Laien diese Frage immer wieder aufwerfen.


    Ich finde sehr bemerkenswert, dass Modifikationen des Graviatonsgesetzes (MOND) auf der lokalen Skala Vorhersagen machen, die dann durch Beobachtungen bisher bestätigt wurden, das Standardmodell tut dies für einzelne Galaxien nicht, und dennoch sind die Fits der Dynamik nicht besser als die von MOND. Selbst wenn MOND, erst mal nur ein empirisches Gesetz das die Bewegung nur auf der Basis 'normaler' Materie beschreibt, als Theorie falsch ist, so scheint der neue Ansatz hier von Deur die Dynamik auf der Skala von Galaxien, also MOND ähnliches Verhalten, aber auch die Dynamik von Galaxienhaufen ( das kann MOND nicht) sowie des Powerspektrums der kosmischen HIntergrundstrahlung korrekt beschreiben. Ich finde das äußerst bemerkenswert. Ob die Hubble Konstante nun so entscheidend ist , über deren Wert wird seit ihrer Einfürhung gestritten. Eine zentrale Frage wird sein, ob die Theorie von Deur voll mit der Allgemeinen Relativitästheorie kompatibel ist, von der wird sich kaum jemand so schnell trennen wollen und ob neue Felder (Skalarfelder) eingeführt werden müssen, es heisst oft dadurch werden durch die Hintertür auch neue Teilchen eingführt. Auf den ersten Blick scheint mir das nicht der Fall zu sein.


    Das aktuelle Originalpaper vom Mai/ Juni 2022 in dem gezeigt wird dass Kosmische Hintergrundstrahlung sich in dem Modell mit Selbst-Wechselwirkung in sehr guter Einstimmung findet sich auch auf arxiv

    Effect of the field self-interaction of General Relativity on the Cosmic Microwave Background Anisotropies


    Ich musst mich erst mal schlau machen, was mit self-interaction hier gemeint ist, wenn ich es recht verstehe, sind das Graviton-Graviton Wechselwirkungen. Beim Elektromagnetismus würde dies Photon-Photon Wechselwirkungen entsprechen, die sind allerdings sehr schwach.


    Mich würde sehr interessieren, was ein Kosmologe (z.B. Bartelmann aus dem Video) zu den Arbeiten sagt.


    beste Grüße


    Thomas