Dunkle Energie – Ein kosmisches Raetsel Dunkle Energie- ein kosmisches Rätsel.

Präsentation zum Thema: "Dunkle Energie – Ein kosmisches Raetsel Dunkle Energie- ein kosmisches Rätsel."—  Präsentation transkript:

1 Dunkle Energie – Ein kosmisches Raetsel Dunkle Energie- ein kosmisches Rätsel

2 Woraus besteht unser Universum ? Quintessenz ! Feuer, Luft, Wasser, Erde !

3 Dunkle Energie dominiert das Universum Energie - Dichte im Universum Energie - Dichte im Universum = Materie + Dunkle Energie Materie + Dunkle Energie 30 % + 70 % 30 % + 70 %

4 Was ist Dunkle Energie ?

5 Abell 2255 Cluster ~300 Mpc Materie : Alles was klumpt

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7 Materie Materie Alles was klumpt! Gravitationspotential Alles was klumpt! Gravitationspotential Die meiste Materie ist dunkel ! Die meiste Materie ist dunkel ! Bisher nur durch Gravitation spürbar Bisher nur durch Gravitation spürbar

8 Gravitationslinse,HST

9 Gesamte Energie – Dichte : gemessen durch Anisotropie der kosmischen Hintergrund - Strahlung

10 Foto des Urknalls WMAP

11 Dunkle Energie : klumpt nicht - homogen im Raum verteilt Ω m + X = 100 % Ω m + X = 100 % Ω m : 30% klumpt Ω m : 30% klumpt Ω h : 70% Dunkle Energie Ω h : 70% Dunkle Energie h : homogen

12 Raum zwischen den Klumpen ist nicht leer : Dunkle Energie !

13 Zwei wichtige Vorhersagen Die Expansion des Universums beschleunigt sich heute ! Strukturbildung : Ein primordiales Fluktuationsspektrum

14 Was ist die Dunkle Energie ? Kosmologische Konstante oder Quintessenz ?

15 Kosmologische Konstante : statisch Quintessenz : dynamisch homogene dunkle Energie: ρ h /M 4 = 6.5 10ˉ¹²¹ Materie: ρ m /M= 3.5 10ˉ¹²¹ Materie: ρ m /M 4 = 3.5 10ˉ¹²¹

16 Quintessenz C.Wetterich,Nucl.Phys.B302(1988)668 24.9.87 B.Ratra,P.J.E.Peebles,ApJ.Lett.325(1988)L17, 20.10.87 Kosmon – Feld φ(x,t) Kosmon – Feld φ(x,t) ähnlich elektrisches Feld, aber keine Richtung ( Skalarfeld ) Homogenes und isotropes Universum : φ(x,t)=φ(t) Potenzielle und kinetische Energie des Kosmon - Felds tragen zu dynamischer Energiedichte des Universums bei

17 Fünfte Kraft Starke,elektromagnetische,schwache Wechselwirkung GravitationKosmodynamik Auf astronomischen Skalen: Graviton + Kosmon

18 Wie kann man Quintessenz von kosmologischer Konstanten unterscheiden ?

19 Zeitabhängigkeit der dunklen Energie Kosmologische Konstante : Ω h ~ t² ~ (1+z) -3 M.Doran,… Dunkle Energie im frühen Universum : unter 10 %

20 Quintessenz und Zeitabhängigkeit der fundamentalen Konstanten Proton – Masse, Elektron - Masse : keine festen Konstanten ! keine festen Konstanten ! Verhältnis m p /m e hängt vom Wert des Kosmon Felds ab ! Zeitentwicklung von φ Zeitentwicklung von m p /m e Zeitentwicklung von m p /m e

21 Zeitvariation der fundamentalen Konstanten ist winzig – wäre aber von großer Bedeutung ! Mögliches Signal für Quintessenz Παντα ρει Alles fliesst

22 Scheinbare Verletzung des Äquivalenzprinzips Verschiedene Kopplung des Kosmons an Proton und Neutron Verschiedene Kopplung des Kosmons an Proton und Neutron Differentielle Beschleunigung Differentielle Beschleunigung η = 10 -14 Erde p,n Kosmon MICROSCOPE – Satelliten-Mission Körper mit gleicher Masse aber verschiedener Zusammensetzung fallen nicht gleich schnell zur Erde !

23 Zusammenfassung o Ω h : 70 % des Universums besteht aus Dunkler Energie Dunkler Energie o Q/Λ : dynamische und statische dunkle Energie unterscheidbar dunkle Energie unterscheidbar o Q : zeitlich veränderliche fundamentale Kopplungen, fundamentale Kopplungen, scheinbare Verletzung des Äquivalenzprinzips scheinbare Verletzung des Äquivalenzprinzips

24 A.Coc Primordiale Häufigkeiten der leichten Elemente aus der Nukleosynthese