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expandierendes Weltall 24 Mai 2021 13:55 #631

  • Rudolf Frommknecht
  • Rudolf Frommknechts Avatar Autor
die Rede ist immer von einer beschleunigten Expansion. Ist denn wenigstens die Beschleunigung konstant?
Und wie können wir sicher sein, dass unsere angenommene Extrapolation aus der Vergangenheit heute überall gilt, wo wir doch nur das Sehen, was je nach Entferung schon "halbe" Ewigkeiten zurückliegt?

expandierendes Weltall 24 Mai 2021 15:21 #633

Und wie können wir sicher sein, dass unsere angenommene Extrapolation aus der Vergangenheit heute überall gilt,

Dies ergibt sich daraus, dass sich die physikalischen Gesetze nach unserer Erfahrung nicht verändern. Die Rechnungen beruhen auf sehr einfachen gravitativen Gesetzen und Mathematik. Die exakte Rekonstruktion der Dynamik ist natürlich nicht trivial aber eindeutig. Letztlich hängt die Übereinstimmung mit der Realität natürlich von den Messergebnissen ab, die gerade in der Astronomie manchmal auslegungsfähig und nicht ganz so eindeutig sind.

die Rede ist immer von einer beschleunigten Expansion. Ist denn wenigstens die Beschleunigung konstant?

Mit der beschleunigten Expansion ist gemeint, dass sich eine Galaxie in der "mitbewegten" Entfernung dC immer schneller von uns entfernen wird. Dies liegt in erster Linie daran, dass der Hubble Flow v=D·H ja von der realen Entfernung D=dC·a abhängig ist, je weiter weg, desto schneller also.

Die Expansion wird allerdings seit der Inflation durch die Energiedichte ρ des Universums gebremst. Das heißt, sie wird absolut über eine bestimmte Distanz D gesehen verlangsamt (Ḣ<0), der Hubble Radius rH=c/H wird also hierdurch größer.

Vor ca 5,4 Mrd Jahren war die Schubumkehr (ä=0), denn bis dahin verstärkte (ä<0) sich die Bremswirkung (Ḣ<0), während sie seither abnimmt (ä>0). Der Grund dafür liegt in der abstoßenden Wirkung des Vakuums, die seither die anziehende Wirkung der Energiedichte überwiegt. Dies entspricht dem Masseanteil des Vakuums von ΩΛ=2/3. Diese abnehmende Bremswirkung wird als beschleunigte Expansion bezeichnet.

Das Endstadium ist erreicht, wenn das Universum nur noch Vakuum enthält, dann expandiert es konstant Ḣ=0, das bedeutet für eine Probemasse eine exponentielle Beschleunigung. Dann wird sich auch der Hubbleparameter H und der Hubbleradius rH nicht mehr verändern. Dies wird in etwa 100 Mrd Jahren erreicht werden, wenn alle ungebundenen Strukturen hinter dem Hubble Radius verschwunden sind.

Die abwechselnde Benutzung der auf den Skalenfaktor a=D/dC bzw den Hubbleparameter H=ȧ/a bezogenen Ableitungen beruht darauf dass NICHT gleich ist Ḣ ≠ ä/a sondern (reine Mathematik)
Ḣ = ä/a-H²
Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

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