A sötét energia kérdőjelei

npeter
Hozzászólások: 15
Csatlakozott: 2012.06.19. 14:59

A sötét energia kérdőjelei

Hozzászólás Szerző: npeter » 2013.01.14. 10:43

Itt az első kérdőjel, sőt nonszensz.

A feltételezések szerint a rejtélyes sötét energia az univerzum tömegének 73%-át teszi ki, aminek negatív nyomása következtében a világegyetem nemcsak tágul, de gyorsulva tágul.

Ez bizony sérti azt az elvet, hogy az univerzum is a lehető legkisebb energiaszintre törekszik, és globálisan a világegyetem összenergiájának a nullának kell lennie. Lokálisan lehet nem nulla az energia, de globálisan nem.

Ergó az univerzum nem gyorsulhat. Vagyis a sötét energia összenergiája (negatív nyomása) nem lehet nagyobb mint az univerzum (sötét és látható) anyagának összenergiája (pozitív nyomása). Vagyis az univerzum tömegének pontosan 50%-át kellene kitennie és nem a 73%-át ahogyan most gondolják.

Az is ellentmondás, hogy az infláció után az univerzum tágulása lassul, majd fogja magát és a sötét energia hatására ismét gyorsulni kezd. Lássuk be itt erősen sántít valami.
Kukac
Hozzászólások: 950
Csatlakozott: 2011.05.06. 18:32

Re: A sötét energia kérdőjelei

Hozzászólás Szerző: Kukac » 2013.01.14. 11:15

Talán ez inkább Dávid Gyula területe, de annyit mindenkáppen hozzátennék gyorsan,
hogy a 73%, az a tömeg-energia (mass-energy) arány, amit a jólismert
E=mc2 egyenletmől számíthatunk ki. De ez nem minden létező energiát fed le!

Amire te gondolhatsz, hogy az anyag-antianyag mennyiségnek kellene az univerzumban egyenlőnek lennie,
de az sem egyenlő, antianyag alig van a normálishoz képest. Erről viszont már van egy jó elmélet.
Valamelyik szubatomikus részecske antianyag változata nano szekundum szinten gyorsabban "bomlik", mint a normális párja és 15 milliárd év alatt ez bizony jelentős különbségekhez vezet.

Mindezek mellett nagyon részletes irodalma van a témának, de nem csillagászat portálokon, hanem kozmológia, atomfizika, részecskefizika oldalakon keresgélj.
npeter
Hozzászólások: 15
Csatlakozott: 2012.06.19. 14:59

Re: A sötét energia kérdőjelei

Hozzászólás Szerző: npeter » 2013.01.14. 11:29

András,

Ha az univerzumban valamilyen módon felborulna az energiaegyensúly és elkezdene nőni a sötét energia aránya, ennek az lenne az eredménye, hogy a határozatlansági elv értelmében a többletenergiát azonnal részecskék keletkezése kompenzálná a kvantum vákuumból. Tehát az energiaegyensúly nem változhat mert ellentmondásra jutunk az univerzum energiaminimumra való törekvését illetően.

Azt még gyorsan hozzátenném, hogy az univezum negatív tömegét reprezentálja a sötét energia, a pozitív tömegét pedig a látható és sötét anyag. A kettő összege nulla tömeget jelent, vagyis univerzum összenergiája nulla. A negatív tömeg azonban nem antianyag.
npeter
Hozzászólások: 15
Csatlakozott: 2012.06.19. 14:59

Re: A sötét energia kérdőjelei

Hozzászólás Szerző: npeter » 2013.01.14. 15:00

Nincs itt összekeverve semmi kedves László!

Az anyagnak van tömege, a tömegnek energiaegyenértéke, az energiának pedig tömegegyenértéke mivel E=mc2. A kozmológiában az egyik meghatározható a másikból és általánosan használatosak a kövekező fogalmak: látható illetve sötét anyag, sötét energia. Ezekből megkapható az univerzum tömege.
dgy
Hozzászólások: 458
Csatlakozott: 2009.09.22. 15:00

Re: A sötét energia kérdőjelei

Hozzászólás Szerző: dgy » 2013.01.14. 21:35

Nincs itt összekeverve semmi kedves László!

Az anyagnak van tömege, a tömegnek energiaegyenértéke, az energiának pedig tömegegyenértéke mivel E=mc2. A kozmológiában az egyik meghatározható a másikból és általánosan használatosak a kövekező fogalmak: látható illetve sötét anyag, sötét energia. Ezekből megkapható az univerzum tömege.

Ha ez ilyen egyszerű lenne...
:)
dgy
npeter
Hozzászólások: 15
Csatlakozott: 2012.06.19. 14:59

Re: A sötét energia kérdőjelei

Hozzászólás Szerző: npeter » 2013.01.14. 21:43

Dgy

A többiről amit írtam mi a véleményed? Megtudhatnánk? ;)
dgy
Hozzászólások: 458
Csatlakozott: 2009.09.22. 15:00

Re: A sötét energia kérdőjelei

Hozzászólás Szerző: dgy » 2013.01.15. 11:35

A többiről amit írtam mi a véleményed? Megtudhatnánk?

Természetesen. Le fogom írni, csak a napokban reggeltől estig vizsgáztatok, egy-két gyors mondatnál többre nincs időm... Sajnos most se. Bocs.

dgy
npeter
Hozzászólások: 15
Csatlakozott: 2012.06.19. 14:59

Re: A sötét energia kérdőjelei

Hozzászólás Szerző: npeter » 2013.01.15. 21:40

Egy vadonatúj módosított Friedmann-modell, amelyben nincs szükség inflációra, sötét anyagra, sötét energiára és megoldja a horizont problémát is.

An expanding universe without dark matter and dark energy
Pierre Magain
Institut d’Astrophysique et de Géophysique, Université de Liège,
Bat. B5C, Allée du 6 Août, 17, B-4000 Liège 1, Belgium


Idézet az összegzésből:

"CONCLUSION

From the simple assumption that the observers located inside the Universe measure a time flow such that the Universe always appears flat to them, we derive a cosmological model which allows to explain the velocity dispersion of galaxies in clusters without introducing any dark matter, as well as to explain the accelerated expansion of the Universe without any dark energy. It also solves the flatness and horizon problems without any need for inflation. Moreover, our model predicts a higher age of the Universe, i.e. between 15.4 and 16.5 Gyr, depending on the actual value of the matter-energy density. This higher age allows to relax the tight constraints on the formation of stars and galaxies, since the age of the oldest of these objects is estimated to be over 13 Gyr, which is uncomfortably close to the 13.7 Gyr obtained from the standard Lambda-CDM cosmological model."


Az anyag teljes egészében itt elérhető:

http://arxiv.org/pdf/1212.1110v2.pdf
dgy
Hozzászólások: 458
Csatlakozott: 2009.09.22. 15:00

Re: A sötét energia kérdőjelei

Hozzászólás Szerző: dgy » 2013.01.16. 01:35

A sötét energia kérdőjelei

Bevezetőként jegyezzük meg, hogy a "sötét energiának" is nevezett anyagfajtákkal kapcsolatban valóban létező tudományos kérdőjelekből egyetlen egy sem található a cikkben. Félreértés, félremagyarázás, tudatlanságból eredő téves állítás, erőltetett és indokolatlan "következtetés", valamint hasonlóképpen indokolatlan nagyképűség annál több.

Itt az első kérdőjel, sőt nonszensz.
Szó sincs róla.
A feltételezések szerint a rejtélyes sötét energia az univerzum tömegének 73%-át teszi ki, aminek negatív nyomása következtében a világegyetem nemcsak tágul, de gyorsulva tágul.
Ez nem önkényes "feltételezés", a tudósok ujjából szopott százalék, hanem mérési adat.
Ez bizony sérti azt az elvet, hogy az univerzum is a lehető legkisebb energiaszintre törekszik,
Ilyen elv nem létezik, tehát nincs mit sérteni.
...és globálisan a világegyetem összenergiájának a nullának kell lennie.
Ilyen elv sem létezik. A mérések szerint az összes energia közel van nullához, emellett egyes elméletek feltételezik, hogy pontosan nulla (lásd pl: Hawking: A nagy terv), de ez nem következik a kozmológia alapegyenleteiből, tehát semmiféle elvi "kell" nem jelenthető ki.
Lokálisan lehet nem nulla az energia, de globálisan nem.
Ez egyszerűen nem igaz, semmi sem indokolja.
Ergó az univerzum nem gyorsulhat.
Ergó gyorsulhat.

Sőt: a fentebb említett 73 százalék épp a gyorsulás mért értékéből következik, pontosabban a mérési adatokhoz illesztett kozmológiai modell egyszerre vezetett el a sötét energia fenti arányához és a gyorsulás ma elfogadott, az egyéb eredményekkel összhangban álló értékéhez.
Vagyis a sötét energia összenergiája (negatív nyomása) nem lehet nagyobb mint az univerzum (sötét és látható) anyagának összenergiája (pozitív nyomása).
Vagyis ezt az állítást semmi sem indokolja.

Mögötte ráadásul egy téves gondolat húzódik meg: az így érvelők azt gondolják, hogy a (nagyon buta és félrevezető módon) "sötét energiának" nevezett anyagfajta energiája negatív. Pedig nem: ez az energia is pozitív, tehát nem vonódik ki a "közönséges" anyag energiájából, hanem hozzáadódik. A sötét energiának a nyomása negatív. Negatív energiát a gravitációs tér képvisel, így jöhet ki a nulla összenergia.

A legutóbbi mondatban szereplő "számolás" és a rá épülő ismeretterjesztő irodalom egyébként teljes átverés, ugyanis nem annak a fizikai elméletnek (az általános relativitáselméletnek) a fogalmait használja, aminek alapján a számításokat végezték, hanem ennek a lebutított, hagyományos newtoni fogalmakra lefordított (közelítő) verzióját. Az áltrel nem használja a "gravitációs energia" fogalmát, ezért nem is jön ki belőle az, hogy az univerzum összenergiája nulla. Ha pedig valaki most a Fridman-egyenletben megjelenő E konstansra hivatkozna, vegye tudomásul, hogy annak jelentése nem az energia - csak a közelítő, klasszikus "magyarázatokban". Az áltreles számolásokban megjelenő konstanst csak nosztalgia-okból jelölik E-vel, mert a fizikusok is szeretnek visszaemlékezni pendelyes korukra, amikor először találkoztak ugyanezzel az egyenlettel, de akkor az egyenlet (és a benne szereplő összes betű) még egészen mást jelentett, ugyanis az ifjú fizikusok akkor még a feldobott kő mozgásának leírásával múlatták az idejüket.

Az idézett rövidke mondat még egy súlyos hibát rejt: az energia és a nyomás fogalmának összekeverését. A "sötét energia" nevű anyagfajta összenergiája nem azonos a saját negatív nyomásával, és a közönséges anyag pozitív energiája sem azonos (és nem is egyenlő) a saját pozitív nyomásával! Már csak mértékegységre sem lehetnek egyenlők. De tekintsünk el ettől, és gondoljunk energia helyett energiasűrűségre (ennek mértékegysége valóban megegyezik a nyomáséval). Létezik egy nevezetes mennyiség, az energiaimpulzus-tenzor, amely az áltrelben a gravitáció forrása, és amelynek tíz független komponense között valóban szerepel a nyomás és az energiasűrűség IS. Meg még nyolc másik mennyiség. Ezek az áltrelben egymástól független paraméterek. Viszont az egyes anyagfajták saját tulajdonságai, belső szerkezete és saját törvényei következtében bizonyos összefüggések állnak fenn e mennyiségek között. A legegyszerűbb (idealizált) esetben fel lehet állítani egy olyan függvényt, ami megmondja a nyomást az energiasűrűség függvényében (ezt hívják állapotegyenletnek). De ez az állapotegyenlet nem univerzális, hanem anyagfajtánként különböző! A "sötét energia" nevű anyagfajta esetén ez az állapotegyenlet a feltételezések (és a Higgs-elméletre támaszkodó kvantummezőelméleti levezetés) szerint valóban úgy szól, hogy a nyomás negatív, és számértékben egyenlő az energiasűrűséggel. No de a "közönséges" anyagra egyáltalán nem áll fenn az ezzel analóg összefüggés (mely szerint a nyomás pozitív előjellel lenne egyenlő az energiasűrűséggel)! Épp ellenkezőleg, ugyanebben az idealizált határesetben a közönséges anyag (amit a kozmológiában "galaxispor" néven emlegetnek) állapotegyenlete így szól: p=0, azaz a nyomás nulla! Pontosabban: a kozmikus anyag hidrosztatikai és sugárnyomása sok nagyságrenddel kisebb, mint ugyanennek az anyagnak a tömegsűrűségből számítható energiasűrűsége (tessék a víz 1000 kg/m3 sűrűségét megszorozni a fénysebesség négyzetével, és megkapjuk a víz energiasűrűségét Pascalban - ezt kell összehasonlítani az atmoszféra 1000 hektopascalos nyomásával). A gyakorlatban előforduló nyomásértékek tehát elhanyagolhatók az energiasűrűség mellett, ezért a legegyszerűbb a nyomást nullának tekinteni. A közönséges anyag állapotegyenletéből tehát nem egyszerű előjelcserével kapható meg a különleges "sötét energia" nevű anyagfajta (becsületes nevén "gerjesztett skalármező") állapotegyenlete, hiszen a két anyagfajta fenomenologikus leírása, egyszerű termodinamikai leírása mögött egészen különböző háttérdinamika, molekuláris szerkezet, illetve mezőelméleti mechanizmusok állnak. A fent idézett rövid mondatban leírt azonosítás a kétféle anyag és a kétféle fizikai mennyiség között tehát a mögöttes alapelvek ismeretének teljes hiányáról tanuskodik.
Vagyis az univerzum tömegének pontosan 50%-át kellene kitennie és nem a 73%-át ahogyan most gondolják.
Vagyis szó sincs erről. Egyébként az egyes anyagfajták aránya és az energiatartalmuk aránya (pontosabban a gravitációt keltő energiaimpulzus-tenzorhoz való hozzájárulásuk aránya) egyáltalán nincs ilyen egyszerű számtani kapcsolatban. Minden további nélkül előfordulhat (sőt ez a tipikus eset), hogy két anyagfajta aránya pl. 17-83 százalék, de a két anyagfajta energiája ugyanannyi. És mint láttuk, nulla nem is jöhet ki soha.
Az is ellentmondás, hogy az infláció után az univerzum tágulása lassul, majd fogja magát és a sötét energia hatására ismét gyorsulni kezd.
Ebben semmi ellentmondás nincs, a tágulás ütemét ugyanis az ÖSSZES jelenlevő anyagfajta együttes hatása alakítja ki. Amikor még a "sötét energiával" egyforma módon viselkedő Higgs-mező dominálta az univerzum anyagát (másféle anyag gyakorlatilag nem volt jelen), akkor a gyorsulás exponenciálisan gyorsult. Aztán megjelent sok másféle (pl barionos) anyagfajta, és hamarosan dominánssá vált - ebben az időszakban a tágulás lassult. A "sötét energia" a feltevések szerint ekkor is jelen volt, de erős kisebbségben. A barionos és egyéb anyagfajtákat viszont az univerzum tágulása erőteljesen ritkította (a "sötét energiát" nem, ennek térfogategységre számított értéke a tágulástól függetlenül állandó), ezért fokozatosan elvesztette domináns szerepét. A "sötét energia" kb a Nagy Bumm után 8-10 milliárd évvel szerezte meg az alkotmányozáshoz szükséges kétharmadot, azóta megint ő a domináns tényező, és ő diktálja a tágulás ütemét. Az univerzum történetének ez a szakasza csak nemrég kezdődött, ezért a gyorsulás még kicsi, csak nehezen, finom mérések elemzésével vehető észre. De lesz ez még sokkal gyorsabb is! Mindebben nincs semmi ellentmondás, csak érdekes dinamika.
Lássuk be itt erősen sántít valami.
Igen, a túl leegyszerűsítő és ezért sánta érvelésedben.

Ha az univerzumban valamilyen módon felborulna az energiaegyensúly
Mivel az univerzumban nincs "energiaegyensúly", sőt ez a fogalom nem is értelmezhető rá (a stacionárius állapotú csillagok belsejére például igen!), ezért a további "érvek" irrelevánsak.
és elkezdene nőni a sötét energia aránya, ennek az lenne az eredménye, hogy a határozatlansági elv értelmében a többletenergiát azonnal részecskék keletkezése kompenzálná a kvantum vákuumból
Mint fentebb leírtam, a "sötét energia" aránya az idők során drasztikusan változott, mindenféle "kompenzáció" nélkül. Pl az inflációs korszakban egyáltalán nem voltak jelen másféle részecskék, pedig eléggé felborult az "egyensúly". A "kvantum vákuum" nem foglalkozik kárpótlási ügyekkel. A határozatlansági elvnek meg végképp nincs köze a dologhoz, ezt a részt tekintsük a szerző irodalmi munkássága részének.
Tehát az energiaegyensúly nem változhat mert ellentmondásra jutunk az univerzum energiaminimumra való törekvését illetően.
Kissé zavaró ez az animista felfogás, ami mindenféle "törekvést" tulajdonít az univerzumnak. Ráadásul - mint Sanyilaci helyesen rámutatott - egyszerre két, egymásnak ellentmondó törekvést: szegény univerzum egyszerre "törekszik" energiaminimumra és energiaegyensúlyra. Nem csoda, hogy szétmegy a feje...
Azt még gyorsan hozzátenném, hogy az univezum negatív tömegét reprezentálja a sötét energia,
Hiába teszed hozzá, attól még - mint fentebb is hangsúlyoztam - nem lesz igaz. A "sötét energiának" nevezett anyagfajta energiája is pozitív.
a pozitív tömegét pedig a látható és sötét anyag. A kettő összege nulla tömeget jelent, vagyis univerzum összenergiája nulla.
Ismét értelmetlenül, zavarosan - és persze hibásan - keveredik a tömeg és az energia fogalma. Az univerzum egy adott térfogatának összenergiája az áltrelre épülő kozmológiában pozitív. A hagyományos newtoni fogalmakra lefordítva (és egyszerűsítve, közelítve) a viszonyokat, valamint beszámítva az áltrelben nem létező gravitációs energiát előfordulhat (de egyáltalán nem szükségszerű), hogy a vizsgált térfogat összenergiája véletlenül nulla lesz. De a tömegsűrűség mindkét számítás esetén határozottan pozitív.
A negatív tömeg azonban nem antianyag.
Végre egy helyes állítás! Igaz, hogy negatív tömeg sehol sem szerepel a kozmológiában...

Nincs itt összekeverve semmi kedves László!
Sanyilaci hozzászólásában valóban nincs összekeverve semmi, a tiedben annál inkább.
Az anyagnak van tömege,
Eddig igaz.
a tömegnek energiaegyenértéke, az energiának pedig tömegegyenértéke mivel E=mc2.
Ez már nem igaz. E fórum különböző rovataiban már sokszor megírtam, hogy a helyzet ennél sokkal bonyolultabb (és ezért persze sokkal érdekesebb). Az Einstein-egyenletnek ez a primitív "értelmezése" általában csak zsákutcába visz. Az ilyen kiélezett helyzetekben pedig, mint ami az univerzum tágulásának leírása, teljesen félrevezető lehet.
A kozmológiában az egyik meghatározható a másikból
Ez az állítás nem igaz, sem a kozmológiában, sem a fizika más területén - ugyanis számos más fizikai mennyiség is beleszól az összefüggésekbe.
és általánosan használatosak a kövekező fogalmak: látható illetve sötét anyag, sötét energia.
Ezek a fogalmak valóban általánosan használatosak, de akik használják őket, általában tudják is, mit jelentenek. Az E=mc2 egyenlethez mindenesetre semmi közük.
Ezekből megkapható az univerzum tömege.
Az univerzum tömege semmiképpen, mert az végtelen, legfeljebb a tömegsűrűsége. Meg az energiasűrűsége, nyomása és az energiaimpulzus-tenzor többi komponense. De persze nem szimpla összeadással vagy c2-tel való osztással, hanem sokkal szofisztikáltabb matematikával.

Erre a problémára is igaz az az általános tanulság, hogy a részletes matematikai számítások elvégzését (vagy legalább a mások által elvégzett számolások megismerését) nem helyettesítheti az ismeretterjesztő könyvek leegyszerűsített modelljei alapján végzett, matematikailag primitív kalkuláció, még akkor sem, ha nagy hangerővel, nagy mellénnyel és indokolatlanul túlzott önbizalommal párosul. A sok hozzáértő által kidolgozott elméletek ilyen egyszerű kalkulációkra alapozott nagy hangú leszólása (az ilyen cikkek megismerhetők a "kell", "nem lehet" és hasonló kifejezések, valamint az össze nem tartozó mondatokat indokolatlanul és az érvelést helyettesítően összekapcsoló "vagyis" gyakori használatáról) pedig csak a szokásos sóhajt válthatja ki a hozzáértőből és az érdeklődő laikusból is.

dgy
npeter
Hozzászólások: 15
Csatlakozott: 2012.06.19. 14:59

Re: A sötét energia kérdőjelei

Hozzászólás Szerző: npeter » 2013.01.16. 10:17

Köszi a a kimerítő választ. De a kérdés még mindig fenn áll.

Ahhoz hogy a világegyetem gyorsulva táguljon mégiscsak energia kell... Vagyis a sötét energiának időben növekednie kéne hogy a gyorsulást fenntartsa, ennek az energiának pedig jönnie kell valahonnan. Honnan jön? És mi generálja?

Ez olyan, mintha egy autó egyszer csak magától elindulna és egyre növelné a sebességét. Ez pedig energiaforrás (benzin) nélkül nem megy.

Ez a sötét energia nekem kissé olyan mint az ufótéma. Vannak rá megfigyelések, nem tudni mi az, viszont irodalma az van bőven. :)

A sötét anyag az más kérdés, mert a határozatlansági reláció következtében lehetséges anyagkeletkezés a kvantum vákuumból. És ha már itt tartunk: hogyhogy nem emészti fel a sötét energiát a részecskepárok keletkezése a vákuumból?

Nem lehetséges, hogy ezek a folyamatosan keletkező és eltűnő "virtuális" részecskepárok mini dipólusokként működve végsősoron az univerzum gyorsuló tágulását okozzák? Vagyis a sötét energia nem más mint ezek a virtuális dipólusok?

Viszont ez még mindig nem magyarázza miért generálódnak egyre növekvő mennyiségben ezek a részecskepárok? Hacsak a gravitáció nem sugárzó természetű vagyis térgörbület helyett, gravitonok a gravitációs kölcsönhatás közvetítő részecskéi. Így viszont a gravitációs energia növekedése növelné a sötét energia mennyiségét is.
Válasz küldése

Vissza: “Elméleti kérdések”