Dunkle Energie = Masse aller Photonen?

Wissenschaft Astronomie
#1

hi leutz,

hab’ schon wieder eine verrückte idee:

… wenn Gravitation auf Licht (em-Wellen) wirkt, dann doch sicher auch umgekehrt, wenn auch mit ungleich verschwindender Wirkung.
Nun wimmelt es aber im Universum von Photonen und deren verschwindend geringem Massecharakter. In der Masse summiert sich das vielleich’?
Immerhin gehen durch jeden Punkt im Universum die Photonen aller im Sichtbereich dieses Punktes liegenden strahlenden Objekte (also unendlich viele, eigentlich).
Und Licht selbst ist unsichtbar , wenn es nicht auf einen Detektor (Auge, Teleskop, es reflektierendes Objekt /Fläche) trifft. Also dunkel.
Oder?

#2

naja

ein photon hat keine RUHE-masse. das bischen masse, dass man messen kann, kommt daher, dass photonen mit lichtgeschwindigkeit fliegen und daher etwas energie mitführen - und diese energie hat masse.

die physiker wissen das aber schon lange und haben den effekt berücksichtigt. es kommt aber nicht genug masse zusammen, um die beobachteten effekte zu erklären.

es ist schon klar, dass nur die tatsache, dass ich nichts sehe, auch automatisch bedeutet, dass dort nichts ist. üblicherweise strahlt ein objekt nach allen seiten gleich aus. es ist doch eher unwahrscheinlich, dass die fehlende masse von „lichtstrahlern“ kommt, die alle nur in eine bestimmte richtung leuchten. ausserdem haben diese „lichtstrahler“ vermutlich weitaus mehr masse als das licht, dass sie aussenden.

ich denke also, licht, dass nicht in unsere richtung leuchtet, kann man getrosst als erklärung für die dunkle energie vergessen.

lg
erwin

#3

Moin,

… wenn Gravitation auf Licht (em-Wellen) wirkt, dann doch
sicher auch umgekehrt, wenn auch mit ungleich verschwindender
Wirkung.
Nun wimmelt es aber im Universum von Photonen und deren
verschwindend geringem Massecharakter. In der Masse summiert
sich das vielleich’?

Und was ist an Photonen (=Licht) dran, dass man sie nicht sähe (sprich: dunkle Energie)? Die sind doch der Inbegriff von sichtbar.

Keine Sorge, sichtbare Masse, (ggf daraus direkt ableitbare unsichtbare) und Photonen sind bei den entsprechenden Berechnungen berücksichtigt und erklären nicht die quasi starre Rotation bspw. der Milchstrasse bzw. die Expansion des Universums

Gruß,
Ingo

#4

unendlich viele von überall

naja

… ein Schuß ins Blaue … ich weiß …

ein photon hat keine RUHE-masse. das bischen masse, dass man
messen kann, kommt daher, dass photonen mit
lichtgeschwindigkeit fliegen und daher etwas energie mitführen

  • und diese energie hat masse.

Und genau auf die Energie bzw Masse wirkt die Gravitation.
Und umgekehrt.

die physiker wissen das aber schon lange und haben den effekt
berücksichtigt. es kommt aber nicht genug masse zusammen, um
die beobachteten effekte zu erklären.

Immerhin befinden sich an ‚einem gut beleuchteten‘ Punkt im Universum unendlich viele Photonen aus allen Richtungen?

es ist schon klar, dass nur die tatsache, dass ich nichts
sehe, auch automatisch bedeutet, dass dort nichts ist.
üblicherweise strahlt ein objekt nach allen seiten gleich aus.
es ist doch eher unwahrscheinlich, dass die fehlende masse von
„lichtstrahlern“ kommt, die alle nur in eine bestimmte
richtung leuchten. ausserdem haben diese „lichtstrahler“
vermutlich weitaus mehr masse als das licht, dass sie
aussenden.

Ja, aber das senden sie kontinuierlich überall hin.
(Was für ‚ne ‚‚bestimmte Richtung‘‘? Und is‘ doch egal, von was für 'nem Objekt, wie schwer usw das Licht kommt … es ‚akkumuliert‘ quasi von diesem Objekt überallhin ins weite Universum 'rein … auch an entferntesten Punkten ist dieses Licht vorhanden, wenn es nicht absorbiert wird auf seinem Weg.)

ich denke also, licht, dass nicht in unsere richtung leuchtet,
kann man getrosst als erklärung für die dunkle energie
vergessen.

Mag ja sein, aber ich möchte sicher sein, daß meine Vorstellung von unendlich vielen Photonen und das überall so entweder stimmt, aber noch nicht für einen Effekt genügt oder sie falsch is’, dann warum genau.

lg
erwin

#5

indirekt ableitbar?

Und was ist an Photonen (=Licht) dran, dass man sie nicht sähe
(sprich: dunkle Energie)? Die sind doch der
Inbegriff von sichtbar.

Erst, wenn man sie auch detektiert. Vorher nicht. Da sind sie prinzipiell detektierbar oder meßbar. Dazu müssen sie in Richtung der Meßapparatur strahlen. Also auf die Erde zu. Alle anderen sind praktisch undetektierbar, es sei denn mit Raumsonden.

Keine Sorge, sichtbare Masse, (ggf daraus direkt ableitbare
unsichtbare) und Photonen sind bei den entsprechenden
Berechnungen berücksichtigt und erklären nicht die quasi
starre Rotation bspw. der Milchstrasse bzw. die Expansion des
Universums

Was ist mit den aus den bekannten, beobachtbaren oder sonstwie erfaßbaren Massen „indirekt ableitbaren“ Photonen … sprich: so ein Objekt leuchtet ja nicht nur allein aus seinem Reservoir an Energie. Es absorbiert auch ständig unendlich viele Photonen aus allen Richtungen, deren Energie es zB wieder abgeben kann.
Wer sagt denn, daß es im Universum nicht einen ‚pool‘ an ‚‚indirekt ableitbaren‘‘ Photonen gibt, die bzw deren Energie zwischen den Objekten nur hin~ und hergegeben wird, schon immer seit das Universum durchsichtig wurde?

grüß
RoNeunzig

#6

Erst, wenn man sie auch detektiert. Vorher nicht. Da sind sie
prinzipiell detektierbar oder meßbar. Dazu müssen sie in
Richtung der Meßapparatur strahlen. Also auf die Erde zu. Alle
anderen sind praktisch undetektierbar, es sei denn mit
Raumsonden.

Und du glaubst nun, dass irgendwer im Weltall riiiiesige Mengen von Photonen herumstrahlt, und zwar genau so, dass sie die Erde nicht treffen. Wie sollte denn das funktionieren? Sind wir neuerdings ein herausragender Ort im Universum geworden?

#7

Hallo,

… wenn Gravitation auf Licht (em-Wellen) wirkt, dann doch
sicher auch umgekehrt, wenn auch mit ungleich verschwindender
Wirkung.

ja, wenngleich man bei der „verschwindenden Wirkung“ diskutieren könnte.

Nun wimmelt es aber im Universum von Photonen und deren
verschwindend geringem Massecharakter.

Neben Photonen gibt es auch noch andere Teilchen die auf Grund ihrer sehr kleinen Masse, immer relativistisch sind (d.i. sich praktisch mit Lichtgeschwindigkeit bewegen): Neutrinos. In beiden Fällen ist aber sowohl Energiedichte als auch Druck positiv, weshalb sie bestenfalls Kandidaten für dunkle Materie wären (sogenannte heiße dunkle Materie, weil sie sich eben so schnell bewegen).

Es stellt sich allerdings heraus, dass derartige heiße dunkle Materie durch die schnelle Bewegung die Strukturbildung verhindern würde. Bestünde die dunkle Materie also aus solchen masselosen oder leichten Teilchen, hätten Sterne nie entstehen können. Die dunkle Materie muss also kalt sein, also aus schweren Teilchen bestehen.

Im Gegensatz zur dunklen Materie hat dunkle Energie bei positiver Energiedichte negativen Druck - eine Eigenschaft, die wir von keinerlei Teilchen kennen.

–
PHvL

#8

Hallo,

das ist schon deswegen völlig abwegig, weil die Dunkle Energie ja der Gravitation gerade entgegenwirkt, also umgekehrt wie Masse.

Gruss Reinhard

#9

Moin,

Wer sagt denn, daß es im Universum nicht einen ‚pool‘ an
‚‚indirekt ableitbaren‘‘ Photonen gibt, die bzw deren Energie
zwischen den Objekten nur hin~ und hergegeben wird, schon
immer seit das Universum durchsichtig wurde?

Lass mich mit einer Gegenfrage antworten:
Wer sagt denn, dass ich in meinem Keller kein schwarzes Loch hüte, dessen Existenz ich durch den Einsatz eines Antigravitations-Generators verberge?

Wie so häufig gilt hier Occams Rasiermesser.

Gruß,
Ingo

#10

dunkle Materie
Hallo,

Neben Photonen gibt es auch noch andere Teilchen die auf Grund
ihrer sehr kleinen Masse, immer relativistisch sind (d.i. sich
praktisch mit Lichtgeschwindigkeit bewegen): Neutrinos. In
beiden Fällen ist aber sowohl Energiedichte als auch Druck
positiv, weshalb sie bestenfalls Kandidaten für dunkle
Materie wären (sogenannte
heiße dunkle Materie, weil sie sich eben so
schnell bewegen).

Es stellt sich allerdings heraus, dass derartige heiße dunkle
Materie durch die schnelle Bewegung die Strukturbildung
verhindern würde. Bestünde die dunkle Materie also aus solchen
masselosen oder leichten Teilchen, hätten Sterne nie entstehen
können. Die dunkle Materie muss also kalt
sein, also aus schweren Teilchen bestehen.

Im Gegensatz zur dunklen Materie hat dunkle Energie bei
positiver Energiedichte negativen Druck - eine Eigenschaft,
die wir von keinerlei Teilchen kennen.

Ok, Photonen kann man als dunkle Energie schon mal komplett ausschließen. Vielleicht hat das der Themenersteller mit der dunklen Materie durcheinander gebracht. Für diese wären die Photonen ja interessant, obwohl es da sicher Teilchen gibt, die da noch eher in Frage kämen (wie Du schon sagtest), Neutrinos etc. Aber alle diese bekannten Teilchen hat man sicher auch schon in Bezug auf die dunkle Materie berücksichtigt.

Was mich interessieren würde, hat man für die dunkle Materie die Schwarzen Löcher berücksichtigt? Bzw. weiß man überhaupt wie viele es in der Milchstraße gibt? Wenn nicht, wäre das doch ein Kandidat dafür, oder?
Einige Schwarze Löcher erkennt man an der Wirkung als Gravitationslinse und einige an der Akkretion von Masse. Aber der Großteil dürfte uns doch verborgen sein. Es gibt so viel leeren Raum, auch in unserer Milchstraße, wo die sich theoretisch unbehelligt aufhalten könnten.

Gruß
Tilo

#11

nee, das nich’ …

Und du glaubst nun, dass irgendwer im Weltall riiiiesige
Mengen von Photonen herumstrahlt, und zwar genau so, dass sie
die Erde nicht treffen. Wie sollte denn das
funktionieren? Sind wir neuerdings ein herausragender Ort im
Universum geworden?

Man muß unterscheiden zwischen „im Prinzip detektierbar, meßbar (sichtbar)“ und praktisch meßbar, detektierbar:
Photonen sind meßbar, aber nicht, wenn sie sich quer zur Meßapparatur bewegen bzw Du die Meßapparatur quer hinstellst.
So kannst Du Licht von einem vorbeifahrenden Auto oder Taschenlampe nur an dessen Reflektion auf Straße, Bäumen, Nebel, Staubteilchen im Lichtkegel erkennen. Oder natürlich, wenn es Dich direkt anstrahlt.
Alles Licht, das die Erde oder ausgeschickte Sonden nicht anstrahlt ist praktisch NICHT meßbar.

Licht selbst ist so gesehen unsichtbar!

#12

ok, Danke!
Die Energiedichte bezieht sich wohl auf jegliche von bekannten Objekten im Universum ausgestrahlte Energie. Egal wohin und wie lange diese Strahlung unterwegs ist.
(und is’ wohl das - die Energiedichte -, was ich mit „unendlich viele, von überallher in einem Raumpunkt zusammantreffende Photonen, die eine Gegenkraft zur Gravitation ausüben, die auf sie einwirkt“ meinte)
Dem Argument der kalten dunklen Materie beuge ich mich ebenfalls ;o]

Aber was ist das nun für eine ‚Gegenkraft‘, die Photonen auf die sie ablenkende Gravitation bzw gravitierende Objekte ausüben? Auch Gravitation? Des Masse-Äquivalents ihrer Energie in eV?

Und ich hab’ noch ‚ne Frage (die damit zusammenhängen könnte):
Was ist im em-Spektrum unterhalb der Gamma-Strahlung?
Sicher, … auch Gamma-Strahlung, … nur ‚härter‘ und hochfrequenter, aber gerät ‚kleinste Strahlung‘ an einen Grenzwert lt. Wirkungsquantum? Oder ist theoretisch (praktisch, gar), Strahlung denkbar, die kleiner, härter, energiereicher ist, als was man so als Gamma-Strahlung kennt? Die nur nicht gemessen werden kann?
Oder geht das Spektrum irgendwie ‚‚gegen Null‘‘?
Is‘ da vielleicht Raum für Strahlung, deren Masse-Äquivalent in der Summe zur dunklen Materie beitragen könnte?

#13

sind berücksichtigt …
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch#N.C3.A4c…
oder auch hier
http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_…

wie zuverlässig die Masseberechnungen sind, kann ich auf Anhieb daraus zwar nicht erkennen, verlaß mich aber blind drauf, daß die wohlfundiert sind.

PS: ja, … hab’ dunkle Materie gemeint. (wußte es nich’ genau … irgendwas dunkles, halt ;o] )

#14

Photonen sind meßbar, aber nicht, wenn sie sich quer zur
Meßapparatur bewegen bzw Du die Meßapparatur quer hinstellst.

Die Erde ist eine Kugel, falls dir das schon mal aufgefallen ist, noch dazu dreht sie sich. Egal aus welcher Richtung die Photonen kommen, eine Seite der Erde wird IMMER von ihnen getroffen.

Alles Licht, das die Erde oder ausgeschickte Sonden nicht
anstrahlt ist
praktisch NICHT meßbar.

Nochmal: Wie sollte bitte eine Unmenge von Photonen im Weltall rumschwirren, OHNE dass sie die Erde treffen. Weichen die der Erde aus? Ist um die Erde ein schützender Photonenabwehrwall errichtet worden oder was?

Licht selbst ist so gesehen unsichtbar!

Unsinn. Licht ist fast das einzige, was für uns „sichtbar“ ist. Einen Stein kann ich alleine nicht sehen. Ich kann nur die Photonen sehen, die von diesem Stein reflektiert oder abgestrahlt werden.

#15

http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzes_Loch#N.C3.A4c…
oder auch hier
http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_…

wie zuverlässig die Masseberechnungen sind, kann ich auf
Anhieb daraus zwar nicht erkennen, verlaß mich aber blind
drauf, daß die wohlfundiert sind.

Auf den Seiten sehe ich zwar einzelne mit Massenangaben, aber ich finde nirgends die Gesamtmasse aller Schwarzen Löcher. Oder hab ich da was übersehen? Wie will man diese Gesamtmasse überhaupt berechnen, man sieht doch nur einzelne, wenn in der Nähe Materie vorhanden ist?

Gruß
Tilo

#16

Lichtnebel? ~brei?

Nochmal: Wie sollte bitte eine Unmenge von Photonen im Weltall
rumschwirren, OHNE dass sie die Erde treffen. Weichen die der
Erde aus? Ist um die Erde ein schützender Photonenabwehrwall
errichtet worden oder was?

Vielleicht meinst Du die kugelwellenförmige Ausbreitung von Photonen …
Hast Du recht - hatte mir eindimensionale Strahlen vorgestellt.
Aber selbst so gesehen, kann nur ein Teil aller im All ausgesandten Photonen die Erde erreichen und hier detektiert werden. Viele werden vorher absorbiert von interstellaren Gas~ oder Staubwolken oder schlicht Objekten, die zwischen uns und dem Emittenten liegen. Alles, was von der ‚Rückseite‘ strahlender Objekte ausgestrahlt wird, strahlt von uns weg.

Licht selbst ist so gesehen unsichtbar!

Unsinn. Licht ist fast das einzige, was für uns „sichtbar“
ist.

Dann könntest Du die Hand vor Augen nicht sehen, wenn alles Licht, das (nicht in Richtung Deiner Augen) unterwegs ist, selbst sichtbar wär’. Es würde die Sicht auf dahinter liegende Photonen einfach abschirmen. Wie Nebel. Oder Griesbrei.

Einen Stein kann ich alleine nicht sehen. Ich kann nur
die Photonen sehen, die von diesem Stein reflektiert oder
abgestrahlt werden.

Weil Licht lichtdurchlässig ist.

#17

‚fertige‘ swLöcher?
meinst Du etwaige ‚fertige‘ swLöcher, die 'ihre Galaxien schon komplett aufgefressen haben und jetzt an nix mehr als vorhanden zu erkennen sind?
Die müßten dann als Gravitationslinsen erscheinen.

#18

Hallo,

Vielleicht hat das der Themenersteller mit der dunklen Materie
durcheinander gebracht. Für diese wären die Photonen ja
interessant, obwohl es da sicher Teilchen gibt, die da noch
eher in Frage kämen (wie Du schon sagtest), Neutrinos etc.

wie geschrieben können relativistische Teilchen (Photonen, Neutrinos, …) nur einen kleinen Teil der dunklen Materie ausmachen, da ihre Existenz typischerweise die Bildung von Strukturen wie Galaxien vereitelt hätte.

Aber alle diese bekannten Teilchen hat man sicher auch schon
in Bezug auf die dunkle Materie berücksichtigt.

Dabei muss man das kosmologische Standardmodell immer als ganzes betrachten. Wenn wir behaupten wollen, dass die gesamte dunkle Materie aus gewöhnlicher Materie (Baryonen) besteht, so müssen wir auch erklären, wie diese Menge an Baryonen im frühen Universum entstanden sein kann. Typischerweise ist aber eine so hohe Baryonendichte durch die primordiale Nukleosynthese nicht zu erzeugen, ohne der beobachteten Menge leichter Elemente zu widersprechen.

Was mich interessieren würde, hat man für die dunkle Materie
die Schwarzen Löcher berücksichtigt?

Derartige schwarze Löcher sind in diesem Zusammenhang nichts anderes als sonst ausgebrannte Sterne (abgekühlte weiße Zwerge) oder Planeten.

–
PHvL

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#19

scheinbares Paradoxon?

relativistische Teilchen (Photonen,
Neutrinos, …) nur einen kleinen Teil der dunklen Materie
ausmachen, da ihre Existenz typischerweise die Bildung von
Strukturen wie Galaxien vereitelt hätte.

[…]

Wenn wir behaupten wollen, dass die gesamte
dunkle Materie aus gewöhnlicher Materie (Baryonen) besteht, so
müssen wir auch erklären, wie diese Menge an Baryonen im
frühen Universum entstanden sein kann. Typischerweise ist aber
eine so hohe Baryonendichte durch die primordiale
Nukleosynthese nicht zu erzeugen, ohne der beobachteten Menge
leichter Elemente zu widersprechen.

ich versuch 'mal, das auf Deutsch zusammenzufassen:
‚leichte‘, heiße Tilchen (Neutrinos, Photonen) hätten im frühen Universum die Galaxienbildung verhindert.
Baryonische Teilchen (=Materie, also schwere, kalte Teilchen) hätten verhindert, daß tatsächlich beobachtbare leichte Elemente entstehen.

Was bleibt dann noch übrig?
'Mittlere Teilchen? ;o]]

#20

Hallo,

Typischerweise ist aber eine so hohe Baryonendichte
durch die primordiale Nukleosynthese nicht zu erzeugen,
ohne der beobachteten Menge leichter Elemente zu
widersprechen.

ich versuch 'mal, das auf Deutsch zusammenzufassen:
‚leichte‘, heiße Tilchen (Neutrinos, Photonen) hätten im
frühen Universum die Galaxienbildung verhindert.
Baryonische Teilchen (=Materie, also schwere, kalte Teilchen)
hätten verhindert, daß tatsächlich beobachtbare leichte
Elemente entstehen.

  1. es müssen grundsätzlich alle Parameter aufeinander abgestimmt sein. Man kann nicht einfach das kosmologische Standardmodell nehmen, zahlreiche zusätzliche Baryonen dazugeben um die dunkle Materie zu erklären. Wenn man das nämlich tut verschieben sich die Gleichgewichte und ein anderes Experiment (etwa die Messung des Vorkommens leichter Elemente im Universum) passt nicht mehr zu den Vorhersagen.

  2. Ich hatte die Photonen und Neutrinos als „leichte“ Teilchen bezeichnet, da sie im Gegensatz zu Baryonen (Protonen und Neutronen) soviel leichter sind, dass sie sich auch heute, im abgekühlten Universum, noch (praktisch) mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Die von der primordialen Nukleosynthese beschriebene Produktion von baryonischer Materie macht insbesondere Vorhersagen über das Vorhandensein von leichten Elementen, das sind Atome wie Wasserstoff, Helium oder Lithium, deren Kerne nur aus wenigen Baryonen bestehen. Diese sind leicht gegenüber den Elementen, die in Sternen erbrütet werden, aber schwer gegenüber Neutrinos.

–
PHvL

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