Egy elegáns magyarázat a sötét energiára:
Cosmological electromagnetic fields and dark energy
Jose Beltrán Jiménez and Antonio L. Maroto
Departamento de Física Teórica I, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain.
Abstract. We show that the presence of a temporal electromagnetic field on cosmological scales generates an effective cosmological constant which can account for the accelerated expansion of the universe. Primordial electromagnetic quantum fluctuations produced during electroweak scale inflation could naturally explain the presence of this field and also the measured value of the dark energy density. The behavior of the electromagnetic field on cosmological scales is found to differ from the well studied short-distance behavior and, in fact, the presence of a non-vanishing cosmological constant could be signalling the breakdown of gauge invariance on cosmological scales. The theory is compatible with all the local gravity tests, and is free from classical or quantum instabilities. Thus we see that, not only the true nature of dark energy can be established without resorting to new physics, but also the value of the cosmological constant finds a natural explanation in the context of standard inflationary cosmology. This mechanism could be discriminated from a true cosmological constant by upcoming observations of CMB anisotropies and large scale structure.
http://arxiv.org/pdf/0811.0566.pdf
A sötét energia kérdőjelei
Re: A sötét energia kérdőjelei
npeter írta: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?
Jogos a kérdés és eddig nem lett megválaszolva.
Ehhez kapcsolódó másik kérdés:
Miért nem lehet az energia-megmaradás törvényét alkalmazni az egész Univerzumra, amennyiben feltesszük, hogy az anyagilag véges, térbelileg zárt?
"Energia nem vész el, nem is keletkezik, csak átalakul", ismerjük ezt az egyszerű megfogalmazást.
Miért ne lenne ez érvényes az egész Univerzumra?
Ha érvényes, akkor az Univerzum ekvivalens összenergiája nem nulla, nem növekszik, nem csökken, hanem mindenkor állandó értéken marad, de folyamatosan alakul át az egyik energiatípusból a másikba. Számomra ez így korrekt, s nincs benne sötét energia.
Ockham elve is azt mondatja, hogy azt a magyarázatot részesítsük előnyben, ami kevesebb bizonyítatlan előfeltételezéssel él. Szerintem az energia-megmaradás elvének Univerzumra való kiterjesztése inkább megfelel ennek, mint egy olyan elgondolás, amiben van egy senki által nem látott, nem megmért anyagfajta (sötét energia), és annak feltételezése, hogy ez az anyagfajta valahogyan "termeli" azt az energiát, ami végtelenségig gyorsítani képes az Univerzumot (jelenleg ugyanis ez az elterjedt felfogás).
Re: A sötét energia kérdőjelei
mint egy olyan elgondolás, amiben van egy senki által nem látott, nem megmért anyagfajta (sötét energia), és annak feltételezése, hogy ez az anyagfajta valahogyan "termeli" azt az energiát, ami végtelenségig gyorsítani képes az Univerzumot (jelenleg ugyanis ez az elterjedt felfogás).
NEM ez az "elterjedt felfogás". Sőt: ilyen katyvaszt senki sem állít.
A "sötét energia" nevű feltételezett anyagfajta nem "termel" semmiféle energiát. Az Univerzum gyorsuló tágulását nem valamiféle energia "hajtja", gyorsítja. Ezenfelül a kozmológiai alkalmazástól teljesen függetlenül az általános relativitáselméletben egyszerűen nem érvényes az energiamegmaradás "törvénye", hiszen nem állnak fenn az ennek alapjául szolgáló szimmetriák. Végül pedig az előző három állítás egymástól is abszolút független.
dgy
Re: A sötét energia kérdőjelei
Köszönöm DGY, de ne haragudj meg, ha ezek a válaszok újabb kérdéseket szülnek:
Akkor mi hajtja, mi gyorsítja az anyagtömegeket?
Ahhoz, hogy bármely anyagtömeg gyorsuló mozgást végezzen, kell valami energia, "magától" semmi sem gyorsul, szerintem. S ez logikusan így kellene, hogy legyen az Univerzummal is. Miért lenne másként?
Mi lesz az energiával az áltrelben? Ott meg van engedve, hogy a semmiből keletkezik, s nyomtalanul elvész?
A "sötét energia" nevű feltételezett anyagfajta nem "termel" semmiféle energiát. Az Univerzum gyorsuló tágulását nem valamiféle energia "hajtja", gyorsítja.
Akkor mi hajtja, mi gyorsítja az anyagtömegeket?
Ahhoz, hogy bármely anyagtömeg gyorsuló mozgást végezzen, kell valami energia, "magától" semmi sem gyorsul, szerintem. S ez logikusan így kellene, hogy legyen az Univerzummal is. Miért lenne másként?
az általános relativitáselméletben egyszerűen nem érvényes az energiamegmaradás "törvénye", hiszen nem állnak fenn az ennek alapjául szolgáló szimmetriák.
Mi lesz az energiával az áltrelben? Ott meg van engedve, hogy a semmiből keletkezik, s nyomtalanul elvész?
Re: A sötét energia kérdőjelei
Tuarego írta:Ahhoz, hogy bármely anyagtömeg gyorsuló mozgást végezzen, kell valami energia, "magától" semmi sem gyorsul, szerintem. S ez logikusan így kellene, hogy legyen az Univerzummal is. Miért lenne másként?
Az általános relativitáselméletben a galaxisok NEM(!) mozognak a téridőnek a szűk környezetben sík Minkowski-téridővel közelíthető lokális tartományaiban. Se egyenletesen, se gyorsulva. A galaxisok - bármennyire meglepő - NYUGALOMBAN VANNAK.
Tuarego írta:Mi lesz az energiával az áltrelben? Ott meg van engedve, hogy a semmiből keletkezik, s nyomtalanul elvész?
Bingó! Úgy van.
Az általános relativitáselmélet girbegurba téridejében nem érvényes GLOBÁLISAN az energiamegmaradás. Lokálisan - az előbb említett sík Minkowski-téridővel közelíthető tartományokban - persze érvényes, de ez csak arra a korlátos térrészre igaz, és nem terjeszthető ki en bloc a teljes univerzumra. Jó példa erre a kozmológiai vöröseltolódás, ami során konkrétan "eltűnik" a fotonok energiája. (Pedig nem, csak hibásan úgy képzelik a laikusok, hogy van energiamegmaradás ilyen távolságú girbegurba téridőben is, így pedig a megnyúló hullámhosszak miatt kisebbé váló fotonenergiák különbözetének valahová mennie kéne.)
Re: A sötét energia kérdőjelei
Rigel írta:
Az általános relativitáselméletben a galaxisok NEM(!) mozognak a téridőnek a szűk környezetben sík Minkowski-téridővel közelíthető lokális tartományaiban. Se egyenletesen, se gyorsulva. A galaxisok - bármennyire meglepő - NYUGALOMBAN VANNAK.
Kedves Rigel!
Itt már az Univerzum dolgai tárgyalásának olyan mélységébe érkeztünk, vagyis az alapokhoz, ahol a kozmológia tudománya meglehetősen "ingoványos talajon mozog". Nemhogy a tapasztalat, de még az elméleti megalapozottság sem olyan szintű, hogy ezekben a kérdésekben bárki határozottan állítson bármit.
Ilyen kérdés például, hogy miközben a világegyetem tágul, sőt gyorsulva tágul, aközben "mit csinál"?
Nyilván nem ugyanaz a helyzet, mint mikor egy lufit felfújok, mert az egy meglévő térbe nyomul be, míg az Univerzum a terével (és anyagával) együtt tágul.
Én azért mégsem gondolnám, hogy akár a galaxisok, akár maga az Univerzum nyugalomban lenne a tágulás során. Ha úgy fogjuk is fel, hogy a galaxisok relatíve nyugalomban vannak a táguláskor, s a "tér nyomul be közéjük", globálisan ezt sem tekinthetjük nyugalomnak, mert a tér nem csak úgy "magától" nyomul be, hanem erre valami kényszeríti, valami expanzív hatás, ami az egész Univerzum tágulásáért felelős. Ahogy Einstein megállapította, anyag és tér nem független egymástól, így az Univerzum tere metrikájának változásáért is végső soron anyagi folyamatok felelősek.
Nyugalomról tehát semmilyen szinten nem lehet szó.
Az általános relativitáselmélet girbegurba téridejében nem érvényes GLOBÁLISAN az energiamegmaradás.
Vagyis te fenntartás nélkül elfogadod, hogy az Univerzum szintjén a semmiből előpattan energia (nem is kevés), más helyen meg nyom nélkül eltűnik.
Én nemigen tudok ezzel azonosulni, s ellentmondani látszik a mindennapi tapasztalatnak is.
Amennyiben a világegyetem anyagilag véges és térbelileg zárt, akkor ebből nem tűnhet el energia, meg "nem is folyhat bele" kívülről vagy a semmiből. Mert hiszen zárt, s az Univerzum (neve is azt fejezi ki) a Mindenség, rajta kívül nem lehet semmi más, ahonnan, vagy ahová energiát lenne képes cserélni.
Magam részéről inkább afelé hajlok, hogy energia nem vész el, s nem is keletkezik, hanem csak átalakul, az Univerzum szintjén is.
Re: A sötét energia kérdőjelei
Én azért mégsem gondolnám, hogy akár a galaxisok, akár maga az Univerzum nyugalomban lenne a tágulás során.
globálisan ezt sem tekinthetjük nyugalomnak, mert a tér nem csak úgy "magától" nyomul be, hanem erre valami kényszeríti, valami expanzív hatás
Nyugalomról tehát semmilyen szinten nem lehet szó.
a semmiből előpattan energia (nem is kevés), más helyen meg nyom nélkül eltűnik.
Én nemigen tudok ezzel azonosulni
akkor ebből nem tűnhet el energia, meg "nem is folyhat bele" kívülről vagy a semmiből
az Univerzum (neve is azt fejezi ki) a Mindenség, rajta kívül nem lehet semmi más, ahonnan, vagy ahová energiát lenne képes cserélni
Magam részéről inkább afelé hajlok, hogy energia nem vész el, s nem is keletkezik, hanem csak átalakul, az Univerzum szintjén is.
A fentiek vallásos jellegű állítások ("én így hiszem"), amikről nem lehet tudományos relavanciával vitatkozni. Tiszteljük mindenki hitét, de ne tekintsük tudománynak.
dgy
Re: A sötét energia kérdőjelei
Megelőztél. Nagyjából ugyanezt akartam írni.
Először persze csak belekezdtem egy hosszabb fejtegetés megírásába, hogy az általános relativitáselmélet elfogadása nem annyit jelent csak, hogy a delikvens beletörődik abba, hogy a nagy tömegek elgörbítik a fénysugár útját, meg hogy a földfelszínen lassabban jár az óra mint a műholdpályán. Az általános relativitáselmélet egy gyökeresen MÁS világnézeti keretet jelent, kezdve azzal, hogy nem az anyag eloszlásának időbeli változása változtatja meg a tér geometriáját, az anyag eloszlása már eleve az időt is változtatja(!), azaz a teljes téridő-rendszert mind a négy irányában görbíti az anyag, egyfajta négydimenziós konfigurációt, "alakot" határozva meg a téridőnek. Például így az univerzum téridejét úgy görbíti az anyag jelenléte, hogy míg a térszerű metszetei síkgeometriájúak maradnak, az idő irányában "görbülést" (=torzulást) szenvednek: növekszenek a méretek a galaxisok között. Ez az a változása az univerzum négydimenziós téridejének, amit mi józan paraszti ésszel megvert földlakók időbeli tágulásnak tapasztalunk meg, mintha a galaxisok mozognának egymáshoz képest.
Aztán kitöröltem az első anyagot, mert arra gondoltam, hogy a fene vitatkozik Tuaregoval, még a végén megint kitiltanak miatta. De pár órával később mégis úgy gondoltam, hogy reflektálni kéne, de most már csak az utolsó mondatra:
Kifejtve azt, hogy az energiamegmaradás csupán egy tapasztalati szabály és nem a világ alapjaiba fényévnyi betűkkel belevésett megszeghetetlen törvény. Ha Tuarego mégis hisz benne, akkor ez maximum a vallásos munkásságának a része, hiszen attól, hogy a téridő olyan korlátozott darabjában élünk, amiben speciel igaznak bizonyul az energiamegmaradás, az még nem lesz megszeghetetlen törvénye a fizikának. A megszeghetetlen törvény például a Noether-tétel, ami matematikailag bizonyítja, hogy ha egy rendszer rendelkezik az időbeli eltolás folyamatos szimmetriájával, akkor ott megjelenik egy megmaradó mennyiség, amit energiának nevezünk. Ha viszont a rendszer nem rendelkezik ezzel a szimmetriával, vagy a szimmetria nem folytonos, akkor matematikai bizonyítékunk van rá, hogy az energia abban a rendszerben nem megmaradó mennyiség. Ettől még hihet ilyesmiben az ember, de nem lesz igaza.
Először persze csak belekezdtem egy hosszabb fejtegetés megírásába, hogy az általános relativitáselmélet elfogadása nem annyit jelent csak, hogy a delikvens beletörődik abba, hogy a nagy tömegek elgörbítik a fénysugár útját, meg hogy a földfelszínen lassabban jár az óra mint a műholdpályán. Az általános relativitáselmélet egy gyökeresen MÁS világnézeti keretet jelent, kezdve azzal, hogy nem az anyag eloszlásának időbeli változása változtatja meg a tér geometriáját, az anyag eloszlása már eleve az időt is változtatja(!), azaz a teljes téridő-rendszert mind a négy irányában görbíti az anyag, egyfajta négydimenziós konfigurációt, "alakot" határozva meg a téridőnek. Például így az univerzum téridejét úgy görbíti az anyag jelenléte, hogy míg a térszerű metszetei síkgeometriájúak maradnak, az idő irányában "görbülést" (=torzulást) szenvednek: növekszenek a méretek a galaxisok között. Ez az a változása az univerzum négydimenziós téridejének, amit mi józan paraszti ésszel megvert földlakók időbeli tágulásnak tapasztalunk meg, mintha a galaxisok mozognának egymáshoz képest.
Aztán kitöröltem az első anyagot, mert arra gondoltam, hogy a fene vitatkozik Tuaregoval, még a végén megint kitiltanak miatta. De pár órával később mégis úgy gondoltam, hogy reflektálni kéne, de most már csak az utolsó mondatra:
Magam részéről inkább afelé hajlok, hogy energia nem vész el, s nem is keletkezik, hanem csak átalakul, az Univerzum szintjén is.
Kifejtve azt, hogy az energiamegmaradás csupán egy tapasztalati szabály és nem a világ alapjaiba fényévnyi betűkkel belevésett megszeghetetlen törvény. Ha Tuarego mégis hisz benne, akkor ez maximum a vallásos munkásságának a része, hiszen attól, hogy a téridő olyan korlátozott darabjában élünk, amiben speciel igaznak bizonyul az energiamegmaradás, az még nem lesz megszeghetetlen törvénye a fizikának. A megszeghetetlen törvény például a Noether-tétel, ami matematikailag bizonyítja, hogy ha egy rendszer rendelkezik az időbeli eltolás folyamatos szimmetriájával, akkor ott megjelenik egy megmaradó mennyiség, amit energiának nevezünk. Ha viszont a rendszer nem rendelkezik ezzel a szimmetriával, vagy a szimmetria nem folytonos, akkor matematikai bizonyítékunk van rá, hogy az energia abban a rendszerben nem megmaradó mennyiség. Ettől még hihet ilyesmiben az ember, de nem lesz igaza.
Re: A sötét energia kérdőjelei
dgy írta:
A fentiek vallásos jellegű állítások ("én így hiszem"), amikről nem lehet tudományos relavanciával vitatkozni.
dgy
Az energiamegmaradás törvénye vallásos jellegű állítás?...
Szerintem az energiamegmaradás elvéről igenis lehet tudományos relevanciával beszélni, ennek semmi köze a valláshoz.
Úgy gondolom, ha valaki azt állítja, hogy Univerzum szinten nem érvényes az energiamegmaradás törvénye, akkor egyfelől azt kell neki megindokolnia, hogy az eddig a tapasztalataink szerint miért volt érvényes (miért lett belőle törvény), másfelől, ha "keletkezni" tud energia, akkor az (tudományos relevanciával) honnan jön?...
Re: A sötét energia kérdőjelei
Rigel írta:
... az energiamegmaradás csupán egy tapasztalati szabály és nem a világ alapjaiba fényévnyi betűkkel belevésett megszeghetetlen törvény. Ha Tuarego mégis hisz benne, akkor ez maximum a vallásos munkásságának a része,
Mindenesetre jól lefokoztad azt az elvet, amiről pl. George Gamownak ez a véleménye:
"Az energia megmaradásának törvénye a fizika egyik alappillére, amit másképpen a termodinamika első főtételének is hívunk."
Avagy soroljuk ezt is Gamow vallásos munkásságához?...