Expansion des Universums

Wissenschaft Astronomie
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kosmologische Modelle
Hi Tilo,

  1. Ist man auf diese Energiedichte nur durch die Expansion des Raumes gekommen?

Es ist die seit einigen Jahren nachgewiesene beschleunigte Expansion, die einer Erklärung bedurfte. „Dunkle Energie“ (in anderen Modellen auch als „Quintessenz“ bezeichnet) ist ein Konstrukt, das dieses Phänomen beschreibt. Es handelt sich um ein skalares Feld, das negativen Druck zur Folge hat, der durch den Parameter Λ angegeben wird und als solcher in die kosmologischen Gleichungen eingeht. Λ ist eine Observable (= eine Meßgröße), die durch →WMAP genauer bestimmt werden konnte.

  1. Also für die gleichmäßige Expansion des Raumes braucht man
    keine Energie? Oder sind dafür die restlichen 26% verantwortlich?

Die Frage, warum das Universum überhaupt expandiert, kann heute noch nicht physikalisch beantwortet werden. Bei der Art der Expansion (zyklisch, linear oder exponentiell) spielt jedenfalls die gravitierende Masse eine wesentliche Rolle. D.h. die beobachtbare und erschließbare baryonische Materie einerseits und die (noch nicht identifizierbare) sog. „dunkle Materie“ andererseits, die man im Parameter Ωm zusammenfaßt.

Ωm und ΩΛ sind dann unter anderem auch für die Geometrie des Universums verantwortlich (siehe mein FAQ:1234)

  1. Energie krümmt bekanntlich den Raum. Dunkle Energie krümmt
    also den Raum und soll gleichzeitig für die beschleunigte
    Ausdehnung verantwortlich sein. Wie passt das zusammen?

Die „dunkle Energie“ wird quantenmechanisch durch ein Feld mit negativem Druck beschrieben. Der wirkt sozusagen der Gravitation entgegen.

  1. Nach derzeitiger Theorie ist Raum gleich „Nichts“. Wie ist
    es überhaupt möglich, dass sich dieser Raum ausdehnt? Wie kann
    irgendeine Energie auf ein „Nichts“ wirken?

Physikalisch gibt es kein „Nichts“. Die Ursache der Expansion (siehe oben) ist nicht bekannt. Man studiert die Geometrie des beobachtbaren Teils des Universums und beschreibt sie mit Mitteln der Allgemeinen Relativitätstheorie (siehe mein FAQ:232) und der Quantenmechanik und konstruiert entsprechende kosmologische Modelle.

Gruß

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