Gravitation vs Dunkle Energie

14/08/2012 - 12:32 von Ingo Burmeister | Report spam
Nach meiner laienhaften, durch populàrwissenschaftliche Sendungen
geschulte Vorstellung, ist Gravitation eine durch große Massen hervor
gerufene "konkave" Raumzeitkrümmung.
Ist nun die "Dunkle Energie" eine durch den "leeren" Raum erzeugte
konvexe Raumzeitkrümmung?
Bildlich kann ich mir konkav und konvex im 3D Raum nicht vorstellen,
aber das viel gezeigte Gummituch kann man nach unten und oben ausbeulen.

Ingo
 

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#1 Gregor Scholten
14/08/2012 - 13:34 | Warnen spam
Am Dienstag, 14. August 2012 12:32:48 UTC+2 schrieb Ingo Burmeister:
Nach meiner laienhaften, durch populàrwissenschaftliche Sendungen
geschulte Vorstellung, ist Gravitation eine durch große Massen hervor
gerufene "konkave" Raumzeitkrümmung.
Ist nun die "Dunkle Energie" eine durch den "leeren" Raum erzeugte
konvexe Raumzeitkrümmung?



von konkaven oder konvexen Krümmung habe ich noch nie gehört. Eventuell kann man damit Krümmungen bezeichnen, die sich durch einen Skalar, d.h. eine einzige Zahl, beschreiben lassen. Das jedoch trifft nur auf die Krümmungen von 2-dim. Ràumen zu. Für die Krümmungen von Ràumen höherer Dimensionenzahl, sei es des 3-dim. Raumes oder der 4-dim. Raumzeit, muss man auf ein komplizierteres mathematisches Konstrukt, den Riemannschen Krümmungstensor, zurückgreifen. Dieser hat im Falle der 4-dim. Raumzeit satte 256 Komponenten, von denen allerdings nur 20 voneinander unabhàngig sind.

Betrachtet man das Universums als Ganzes, so wird die Krümmung der Raumzeit durch die sog. Robertson-Walker-Metrik beschrieben. In dieser taucht als freier Parameter der sog. Skalenfaktor auf. Wenn dieser mit der Zeit zunimmt, dann expandiert das Universum. Gewöhnliche Materie wirkt so auf den Skalenfaktor ein, dass seine Zunahme gebremst wird. Die Dunkle Energie hat den gegenteiligen Effekt, sie wirkt beschleunigend.

Die Dunkle Energie ist allerdings selbst keine Krümmung, sie wirkt nur auf die Krümmung der Raumzeit ein, àhnlich wie gewöhnliche Materie. Der Ursprung der Dunklen Energie ist noch nicht geklàrt, es kann sein, dass sie eine Eigenschaft des leeren Raumes ist, sie kann aber auch anderen Ursprung sein.


Bildlich kann ich mir konkav und konvex im 3D Raum nicht vorstellen,
aber das viel gezeigte Gummituch kann man nach unten und oben ausbeulen.



dieses viel gezeigte Gummituch ist hier allerdings unpassend, und zwar in zweifacher Hinsicht. Zum einen illustriert es nicht die Krümmung der (4-dim.) Raumzeit, sondern nur die des (3-dim.) Raumes, zum zweiten tut es dies auch nur für lokale Gravitationsfelder von Himmelskörpern, nicht aber für das Universum als Ganzes.

Die Roberson-Walker-Metrik làsst für den Raum drei mögliche Krümmungen zu:
- hypersphàrisch, d.h. wie die Oberflàche einer 4-dim. Kugel
- hypersattelförmig
- flach, also gar nicht gekrümmt
Die lassen sich aber alle nicht durch das Gummituch beschreiben. Auch lassen sie sich nicht gewöhnlicher Materie oder Dunkler Energie zuschreiben. Sowohl ein von Materie dominiertes Universum als ein von Dunkler Energie dominiertes kann jede der drei Krümmungen aufweisen.

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