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THEMA: Dunkle Energie und Energieerhaltung

Dunkle Energie und Energieerhaltung 02 Dez 2016 17:00 #10058

In Denobios Thread hat stargazer ein sehr interessantes Video gepostet:

stargazer schrieb: Hi,
vielleicht hilft euch dieses Video hier:
https://youtu.be/UwYSWAlAewc


Am Ende wirft es eine sehr interessante Frage auf (ich übersetze frei):
"Man benötigt Arbeit, um das Volumen des Universums auszudehnen. Und die Energie wird zu neuer Dunklen Energie. Aber woher kommt diese Energie? Die Antwort ist: vielleicht nirgendwoher. ... Der Energieerhaltungssatz ist auf ein expandierendes Universum nicht anwendbar."

Dies stünde aber stark im Widerspruch zu einer von Herrn Gaßners Kernthesen, dass die Gesamtenergie des Universums 0 ist.

Mache ich hier einen Denkfehler oder stehen wir hier vor einem weiteren Rätsel?

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Dunkle Energie und Energieerhaltung 03 Dez 2016 10:17 #10077

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Moin ClausS,

Im Thema zu Strukturwachstum und Kosmosexpansion hab ich dies geschrieben:

Schließlich das größte Problemder Kosmologischen Konstante: Man fahndet vergeblich danach, was das überhaupt ist ( dunkle Energie, negativer Druck usw.) und schaut auf ein Universum, von dem man nach Stand der Dinge zu 68 bis 70% nicht weiß woraus es besteht.
Dem Innenleben einer Metrik mit Kosmologischer Konstante als Expansionsdarsteller Ist natürlich somit ihr eigenes Wachstum überantwortet.Letztlich arbeiten in einem Extrakt wie der FLWR-Metrik nach Einführung der Dichteparameter (im wesentlichen) nur noch Omega-Lambda und Omega-(dunkle)Materie gegeneinander. Und da hat man sie dann am Hals, die liebe Dunkle Energie, denn der Rückschluss dass Lambda nun auch sowas wie Energie sein sollte, ist mit dem Formalismus der Friedmann-Gleichungen wohl zwangsläufig.

Ergänzung: Klar, wenn man, wie mit der Kosmologischen Konstante Lambda Raumexpansion darstellen möchte, und in der Metrik, mit der man das tut, zwei Energien gegeneinander arbeiten, nämlich Gravitation einerseits und jene, die man für das Anwachsen des Raumes verantwortlich macht, nämlich dunkle Energie, dann braucht man von der dunklen Energie mit der Zeit bei Raumausdehnung immer mehr.
Unterschreibe ich sofort.

Beste Grüße

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Dunkle Energie und Energieerhaltung 03 Dez 2016 21:39 #10091

hi

ClausS schrieb: Dies stünde aber stark im Widerspruch zu einer von Herrn Gaßners Kernthesen, dass die Gesamtenergie des Universums 0 ist.

das löst zwar auch das Grundproblem der Expansion nicht, aber spricht Herr Gaßner nicht von adiabatischer Expansion. (auch bezugnehmend auf Denobios Thread Physik des neg. Drucks) Sucht man nicht eher nach dem "Antrieb der Entropie"? Die Gesamtenergiemenge bleibt bei adiabatischer Expansion gleich und kann auch 1 gesetzt werden (echt 0?). Das verschiebt die Grundfrage zwar nur auf eine andere Ebene aber man kann zumindest den Energieerhaltungssatz für die weiteren Überlegungen behalten oder sehe ich das falsch?

grüße
seb

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Dunkle Energie und Energieerhaltung 03 Dez 2016 22:31 #10092

Ich zitiere ein paar Sätze aus wikipedia ( de.wikipedia.org/wiki/Adiabatische_Zustandsänderung ):

"Eine adiabatische ... Zustandsänderung ... ist ein thermodynamischer Vorgang, bei dem ein System von einem Zustand in einen anderen überführt wird, ohne Wärme mit seiner Umgebung auszutauschen."
"Ob eine adiabatische Zustandsänderung irreversibel oder reversibel ist, hängt davon ab, ob im System während des Vorgangs Entropie erzeugt wird oder nicht. Da keine Wärme mit der Umgebung ausgetauscht wird, kann dem System von außen keine Entropie zugeführt oder entnommen werden. Bei der reversiblen adiabatischen Zustandsänderung bleibt die Entropie des Systems daher konstant ... . Bei einer irreversiblen adiabatischen Zustandsänderung steigt die Entropie des Systems an, dieser Prozess läuft spontan ab."

Für mich folgt daraus, dass die Expansion des Universums ohne Wärmeaustausch vonstatten geht. Dies bedeutet für mich nicht, dass die Raumenergie dabei konstant bleibt.

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Dunkle Energie und Energieerhaltung 04 Dez 2016 13:48 #10106

hi ClausS

Was mir aufgefallen ist, ist die sensible Verwendung der Begriffe DIchte und Menge, die hier bedacht werden muss.

ClausS schrieb: Und die Energie wird zu neuer Dunklen Energie.

...fraglich. Ich würde eher von einer Art Äquivalenz ausgehen.



ClausS schrieb: Für mich folgt daraus, dass die Expansion des Universums ohne Wärmeaustausch vonstatten geht. Dies bedeutet für mich nicht, dass die Raumenergie dabei konstant bleibt.

Warum nicht? Es muss ein Teil der Raumenergie in Raum gebunden sein. Ähnlich wie ein Teil der Energie in Materie gebunden ist.
Nur so kann die Menge konstant bleiben also DM und DE zusammen als "Gesamt-Raumenergie", die Dichte kann aber variieren.

nehmen wir an: Hawking Strahlung existiert und sämtliche Materie wird irgendwann in niederfrequente Energie abgestrahlt. Somit hätten wir eine Maximum an Entropie von Energie. Zusätzliche Raumenergie DE entsteht nicht aus Energie sondern aus Raum DM selbst. Da nun aber wesentlich mehr DE/DM als E/M existieren soll, kann überhaupt erst eine maximale Entropie der Energie entstehen. Ab diesem Zeitpunkt von maximaler Entropie der Energie dem kältest-möglichen Universum, macht sich die Umwandlung von DM in DE überhaupt erst bemerkbar. Sollte die DM "zwischen" den Photonen der Energie existieren, würde eine Umwandlung von DM in DE wieder zu einer Verdichtung der "normalen" Energie führen (hin bis zu einem neuen Knall?). Das ist ein Zyklus der Dichten nicht der Mengen. Analog einem Stirlingmotor. ....nur meine Interpretation.

Grüße
seb

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