Dark Energy

[wnvl1]

Ik denk dat dit de referentiepublicatie is over de big rip.

https://sci-hub.scrongyao.com/10.1103/p ... .91.071301

Dat de ruimte verdwijnt maak ik er niet uit op. Alles wordt wel gedomineerd door wat ze noemen 'phantom energy'.

Ik denk ook niet dat je dat moet bekijken vanuit het perspectief dat de energie op kan geraken. In de ART is er geen behoud van energie. Energie wordt gewoon bijgemaakt door de expansie. Ze kan niet op geraken.

[HansH]

De atoomkernen die uit elkaar vallen heeft volgens mij niets met gravitatie te maken. Als de afstanden toenemen, dan gaan er ook allemaal rare dingen gebeuren met de sterke kernkrachten die de kernen bij elkaar houden.

is dat dan ook ergens in de einstein vergelijkingen beschreven? ik dacht juist dat het probleem is dat de ART nog niet te verenigen is met de microschaal van kernkrachten en kwantummechanica.

[wnvl1]

De kernkrachten zijn actief in een ruimte tijd die wijzigt. QFT toepassen op de achtergrond van een gekromde ruimte tijd is geen enkel probleem. Een quantum theorie die beschrijft hoe die kromming van ruimte en tijd precies ontstaat, die theorie is er nog niet.

[flappelap]

De donkere energie werkt niet zozeer op voorwerpen in de ruimte, maar op de ruimte zelf; voorwerpen in de ruimte worden hierdoor dus indirect beinvloed. De bron voor deze energie is, zoals hierboven werd aangestipt, de kosmologische constante, die als een soort veerkracht op de ruimte werkt.

maar hoe zit het dan met de 'big rip' ? daar worden voorwerpen uiteindelijk tot op het kleinste nivo uit elkaar getrokken.

Als je de kosmologische constante laat toenemen, dan zal op een gegeven moment de afstotende zwaartekracht de elektrische kracht en kernkrachten overwinnen en elk atoom uit elkaar worden getrokken. Hoe dat precies in zijn werk gaat weet ik overigens niet. Tijdens inflatie heb je het inflatonveld dat effectief als kosmologische "constante" dienst doet. Wat voor veld tijdens zo'n big rip effectief dienst doet als kosmologische "constante" weet ik niet.

Ik vraag me ook af of de algemene relativiteitstheorie in dit regime nog geldig is.

[flappelap]

Als de invloed van de gravitatie beperkter wordt door de toenemende afstanden, dan vallen de sterrenstelsels uit elkaar.
Op een andere tijdschaal gaat de ruimte in de kernen van de atomen toenemen

dat eerste punt snap ik als de gravitatie naar 0 gaat. maar het 2e snap ik niet want voor atoomkernen is de gravitatie op zich al tientallen ordegroottes kleiner dan de kernkrachten. dus als je daar nog zelfs een oneindig aantal ordegroottes bij doet dan is 0 keer 0 nog steeds 0. Dus er moet een afstotende zwaartekracht komen die 10tallen ordegroottes toeneemt en van teken wisselt om uit elkaar vallen van atoomkernen door zwaartekracht te kunnen verklaren lijkt mij.

"De gravitatie" is hier de zwaartekracht ten gevolge van de massa. De onderlinge afstoting tussen 2 massa's hangt niet af van de massa, maar van de waarde van de kosmologische constante.

[HansH]

"De gravitatie" is hier de zwaartekracht ten gevolge van de massa. De onderlinge afstoting tussen 2 massa's hangt niet af van de massa, maar van de waarde van de kosmologische constante.

Maar blijkbaar is die kosmologische constante dan wel van invloed op de ruimtetijd kromming. Moet ik het dan zo zien dat de kosmologische constante een zodanige ruimtetijd kromming maakt dat een geodeet betekent dat alles zich van elkaar verwijdert? Maar als dat zo is, is die kosmologische constante dan geen lijmmddel om effecten te verklaren waarvan we de onderliggende oorzaak niet snappen zoals waarom expandeert het universum? Ook het feit dat die kosmologische constante blijkbaar niet samengaat met behoud van energie zou bij mij een belletje doen rinkelen dat er ergens iets niet moet kloppen. zowizo al het feit dat in de ART behoud van energie blijkbaar niet geldt vindt ik al vreemd. ant behoud van energie zou een algemeen geldende natuurwet zijn.

[HansH]

blijkbaar heb je dus ruimtetijdkromming tgv massa die levert dan een bijdrage aan geodeten gericht naar een kleiner wordend volume) en ruimtetijdkromming tgv die kosmologische constante. die levert dan een bijdrage aan geodeten gericht naar een groter wordend volume. dus dan zou het evenwicht waarbij alles op zijn plek blijft een functie zijn van de massaconcentratie samen met alle andere natuurkrachten die op massa werken. dus als de kosmologische constante dan steeds groter wordt dan merk je dat het eerst in zeer ijle ruimtes zoals tussen melkwegstelsels die dan uit elkaar gaan driften. als de kosmologische constante dan nog veel groter wordt dan overwint die de ruimtetijdkromming bv van een ster mbt invloed op een andere ster in d buurt. en om dan de moleculen in een glas water spontaan van elkaar af te laten versnellen heb je dan nog 10 tallen ordegroottes grotere kosmologische constante nodig.

Werkt het dan zo? maar de hele verhaal lijkt mij dan op zijn minst uiterst speculatief om iets over de kosmologische constante te gaan voorspellen vele malen groter dan die nu is zonder ook maar iets te begrijpen van het waarom achter het steeds groter worden daarvan.

[flappelap]

"De gravitatie" is hier de zwaartekracht ten gevolge van de massa. De onderlinge afstoting tussen 2 massa's hangt niet af van de massa, maar van de waarde van de kosmologische constante.

Maar blijkbaar is die kosmologische constante dan wel van invloed op de ruimtetijd kromming. Moet ik het dan zo zien dat de kosmologische constante een zodanige ruimtetijd kromming maakt dat een geodeet betekent dat alles zich van elkaar verwijdert? Maar als dat zo is, is die kosmologische constante dan geen lijmmddel om effecten te verklaren waarvan we de onderliggende oorzaak niet snappen zoals waarom expandeert het universum? Ook het feit dat die kosmologische constante blijkbaar niet samengaat met behoud van energie zou bij mij een belletje doen rinkelen dat er ergens iets niet moet kloppen. zowizo al het feit dat in de ART behoud van energie blijkbaar niet geldt vindt ik al vreemd. Want behoud van energie zou een algemeen geldende natuurwet zijn.

- Uiteraard is de kosmologische constante (KC) van invloed op de kromming. Zonder KC is de ruimtetijd vlak als er geen impuls en energie is. Met de KC ondergaat de ruimtetijd een constante kromming in de afwezigheid van impuls en energie. Daarom wordt het ding ook wel als een "vacuümenergie" opgevat, maar de vraag is of dit hout snijdt. De ambiguïteit komt van het feit dat de Einsteinvergelijkingen zeggen dat "ruimtetijdkromming = energie-impuls verdeling", maar wat nu exact als ruimtetijdkromming en wat als energie-impuls verdeling geldt is niet eenduidig. De KC kun je van links (kromming) naar rechts halen en vervolgens onder de energie-impuls tensor scharen. Dat roept de vraag op wat de oorsprong is van deze vacuümenergie-impuls, en dat weten we niet; elke schatting vanuit kwantumveldentheorie (wat een natuurlijke bron is voor vacuüm-energie) levert nonsens op.

- De KC is geen "lijmmiddel": op basis van de fundamentele principes van de ART (symmetrieën, hoogstens tweede orde afgeleiden) hoort dat ding daar. Het is oorspronkelijk door Einstein als lijmmiddel ingezet, maar dat is weer een ander verhaal.

- Waarom zou behoud van energie "een algemeen geldende natuurwet moeten zijn"? Volgens Noether zijn symmetrieën leidend en de behoudswetten het gevolg. Geen symmetrieën, geen behoudswetten. Althans: globaal. Lokaal is energie wel degelijk behouden. Jouw intuïtie over energiebehoud is waarschijnlijk ingefluisterd door je Newtonse opvatting over ruimte en tijd waarin ruimte en tijd een vast, statisch toneel vormen. Energiebehoud gaat over zaken in de ruimtetijd: materie en velden. Maar zodra ruimtetijd zelf ook dynamisch wordt kan het energie en impuls uitwisselen met materie en velden. Uiteindelijk is de energie-impuls tensor covariant behouden, en dat is wat "energiebehoud" inhoudt in de algemene relativiteitstheorie. Twijfelen aan de ART omdat je Newtonse noties van behouds"wetten" niet meer voldoen is zoiets als twijfelen aan de ART omdat tijd niet meer absoluut is.

- Overigens weten niet waarom het heelal uitzet. Dat hangt van een aantal zaken af, waaronder begincondities waarvoor we geen verklaring hebben. Dat hangt dus niet alleen van de KC af.

[flappelap]

blijkbaar heb je dus ruimtetijdkromming tgv massa die levert dan een bijdrage aan geodeten gericht naar een kleiner wordend volume) en ruimtetijdkromming tgv die kosmologische constante. die levert dan een bijdrage aan geodeten gericht naar een groter wordend volume. dus dan zou het evenwicht waarbij alles op zijn plek blijft een functie zijn van de massaconcentratie samen met alle andere natuurkrachten die op massa werken. dus als de kosmologische constante dan steeds groter wordt dan merk je dat het eerst in zeer ijle ruimtes zoals tussen melkwegstelsels die dan uit elkaar gaan driften. als de kosmologische constante dan nog veel groter wordt dan overwint die de ruimtetijdkromming bv van een ster mbt invloed op een andere ster in d buurt. en om dat de moleculen in een glas water spontaan van elkaar af te laten versnellen meb je dan nog 10 tallen ordegroottes grotere kosmologische constante nodig.

Werkt het dan zo? maar de hele verhaal lijkt mij dan op zijn minst uiterst speculatief om iets over de kosmologische constante te gaan voorspellen vele malen groter dan die nu is zonder ook maar iets te begrijpen van het waarom achter het steeds groter worden daarvan.

Ja, ik denk dat dit beeld wel redelijk klopt. En ja, dit is allemaal erg speculatief.

[HansH]

Het feit dat er uberhaupt een universum is met energie en eerst niet moet al betekenen dat die energie toegenomen moet zijn. maar wie zegt dat het niet simpelweg een uitruil is van energie van het ene universum naar het andere en dat de uitzetting van ons universum feitelijk niet meer is dan een vorm van communicatie met een ander universum. (zie het even als 2 ballonnen die je opgeblazen met elkaar verbindt). zodra de een een beetje leegloopt wordt zijn oppervlakte kleiner en de druk groter en perst die zijn inhoud in de andere ballon. als je niet zou weten dat die ballonnen aan elkaar zitten dan zou je niet begrijpen waarom de ene ballon steeds groter wordt en zou je niet anders kunnen dan op basis van extrapolatie concluderen dat die ballon dan wel eens oneindig groot zou kunnen worden en er steeds meer energie bijkomt vanwege een geheime kracht die hem opblaast. maar met het complete plaatje erbij zie ja al snel waar het in de praktijk zal eindigen en valt alles op zijn plek.

[flappelap]

Het feit dat er uberhaupt een universum is met energie en eerst niet moet al betekenen dat die energie toegenomen moet zijn. maar wie zegt dat het niet simpelweg een uitruil is van energie van het ene universum naar het andere en dat de uitzetting van ons universum feitelijk niet meer is dan een vorm van communicatie met een ander universum. (zie het even als 2 ballonnen die je opgeblazen met elkaar verbindt). zodra de een een beetje leegloopt wordt zijn oppervlakte kleiner en de druk groter en perst die zijn inhoud in de andere ballon. als je niet zou weten dat die ballonnen aan elkaar zitten dan zou je niet begrijpen waarom de ene ballon steeds groter wordt en zou je niet anders kunnen dan op basis van extrapolatie concluderen dat die ballon dan wel eens oneindig groot zou kunnen worden en er steeds meer energie bijkomt vanwege een geheime kracht die hem opblaast. maar met het complete plaatje erbij zie ja al snel waar het in de praktijk zal eindigen en valt alles op zijn plek.

Maar waarom zou energie überhaupt behouden moeten zijn bij de oerknal? Energiebehoud gaat over materie en velden in een klassieke notie van ruimtetijd. De oerknal gaat over het "ontstaan van ruimte en tijd" zelf. Eisen dat daarbij energiebehoud opgaat lijkt mij een categoriefout.

Bakkers bakken broodjes. Dat broodjes in een oven ontstaan betekent niet dat de bakker ook in de oven is ontstaan.

[wnvl1]

Een alternatieve verklaring voor de uitdijing van het heelal zou in MOND (Modified Newtonian Dynamics) kunnen liggen. Hierbij wordt de tweede wet van Newton lichtjes aangepast voor kleine versnellingen.

$$F=m\mu\left(\frac{a}{a_0}\right)a$$

\(a_0\) is een nieuwe natuurconstante die de overgang aangeeft tussen de theorie van Newtonian en MOND.
Voor grote waarden van x gaat \(\mu(x)\) naar 1. En voor heel kleine waarden van x gaat \(\mu(x)\) naar 0.

MOND stelt dat wanneer de zwaartekracht ver onder de \(a_0\)-waarde is, de snelheid van verandering - inclusief de kromming van ruimtetijd - toeneemt met de vierkantswortel van de massa (in plaats van lineair zoals volgens de Newtoniaanse wet) en lineair afneemt met de afstand (in plaats van afstand in het kwadraat). Zo kan je komen tot een alternatieve uitleg voor donkere energie en materie.

[HansH]

Bakkers bakken broodjes. Dat broodjes in een oven ontstaan betekent niet dat de bakker ook in de oven is ontstaan.

klopt. maar het betekent wel dat de broodjes niet uit het niets zomaar in de oven zijn ontstaan. wat dat betreft heeft de bakker wel een rol gespeeld bij het behoud van massa en energie. dus dan is het misschien geen goed voorbeeld.

[wnvl1]

energie-impuls tensor covariantie = behoud van hoeveelheid bloem en behoud van energie bij het bakken
ontstaan van ruimte tijd = bakker die van buiten het systeem in de bakkerij verschijnt

Lijkt mij geen verkeerde analogie.

[vijv]

Maar waarom zou energie überhaupt behouden moeten zijn bij de oerknal? Energiebehoud gaat over materie en velden in een klassieke notie van ruimtetijd. De oerknal gaat over het "ontstaan van ruimte en tijd" zelf. Eisen dat daarbij energiebehoud opgaat lijkt mij een categoriefout.

Bakkers bakken broodjes. Dat broodjes in een oven ontstaan betekent niet dat de bakker ook in de oven is ontstaan.

Hoeft inderdaad niet. Maar energiebehoud wil ook niet zeggen dat we ergens energie buiten het eigen universum gaan lenen.
Het is perfect mogelijk dat bij het ontstaan van het heelal de totale energie nul was en dat het uitdijen van het heelal (negatieve energie) de nodige positieve energie levert.