Die dunkle Seite des Universums

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Die dunkle Seite des Universums
Schwarze Löcher, Dunkle Materie, dunkle Energie – Fakten oder
Fiktion?
Daniel Grumiller
Institute for Theoretical Physics
TU Wien
Einführungsvortrag Physik, 1. Oktober 2015
Outline
Schwarze Löcher
Dunkle Materie
Dunkle Energie
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
2/30
Bilder...
...oder Gleichungen?
dF = 0
Einstein
Rµν −
1
2
Schrödinger
i~∂t Ψ = ĤΨ
/ − m)ψ = 0
(i∇
Dirac
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
∗ d∗F = j
Maxwell
gµν R = Tµν
Euler–Lagrange
∂/∂φ − ∂(∂/∂∂φ) L = 0
Standard Model
SU (3)C × SU (2)Y × U (1)Y
Renormalization
1
1 + 2 + 3 + · · · = − 12
Natural units
Schwarzschild
~ = c = GN = kB = 1
2
1 − 2M
du + 2 du dr + . . .
r
Bekenstein
SBH ∝ Ah
Hawking
SBH = Ah /4
Chern–Simons
AdS/CFT
A dA + 32 A ∧ A ∧ A
Z
hexp φ0 OiCFT = ZAdS (φ0 )
chiral gravity
cL = 24
log CFT
ht(z)t(0)i = −b ln |z|2 /z 4
k
tr
4π
cR = 0
3/30
Outline
Schwarze Löcher
Dunkle Materie
Dunkle Energie
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Schwarze Löcher
4/30
Schwarze Löcher — ein faszinierendes Forschungsgebiet ...
... bei Interesse: Di, 9:00, Sem.R. FH, gelb, 3. Stock am 6. u.13. Oktober
Schwarze Loch Raumkrümmung
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
“Schwarzes Loch”: Wasserstrudel
Schwarze Löcher
5/30
Outline
Schwarze Löcher
Dunkle Materie
Dunkle Energie
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
6/30
Periodensystem der Elementarteilchen
Teilchen die wir kennen und
beobachtet haben:
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Drei leichte Generationen
Dunkle Materie
7/30
Periodensystem der Elementarteilchen
Teilchen die wir kennen und
beobachtet haben:
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Drei leichte Generationen
I
Je zwei Leptonen und Quarks
Dunkle Materie
7/30
Periodensystem der Elementarteilchen
Teilchen die wir kennen und
beobachtet haben:
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Drei leichte Generationen
I
Je zwei Leptonen und Quarks
I
Alle Materieteilchen Fermionen
Dunkle Materie
7/30
Periodensystem der Elementarteilchen
Teilchen die wir kennen und
beobachtet haben:
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Drei leichte Generationen
I
Je zwei Leptonen und Quarks
I
Alle Materieteilchen Fermionen
I
Charakterisiert durch Massen
und Ladungen
Dunkle Materie
7/30
Periodensystem der Elementarteilchen
Teilchen die wir kennen und
beobachtet haben:
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Drei leichte Generationen
I
Je zwei Leptonen und Quarks
I
Alle Materieteilchen Fermionen
I
Charakterisiert durch Massen
und Ladungen
I
Einziger Unterschied zwischen
Generationen: Massen!
Dunkle Materie
7/30
Periodensystem der Elementarteilchen
Teilchen die wir kennen und
beobachtet haben:
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Drei leichte Generationen
I
Je zwei Leptonen und Quarks
I
Alle Materieteilchen Fermionen
I
Charakterisiert durch Massen
und Ladungen
I
Einziger Unterschied zwischen
Generationen: Massen!
I
Kräfte durch Bosonen
übertragen
Dunkle Materie
7/30
Periodensystem der Elementarteilchen
Teilchen die wir kennen und
beobachtet haben:
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Drei leichte Generationen
I
Je zwei Leptonen und Quarks
I
Alle Materieteilchen Fermionen
I
Charakterisiert durch Massen
und Ladungen
I
Einziger Unterschied zwischen
Generationen: Massen!
I
Kräfte durch Bosonen
übertragen
I
Electromagnetische Kraft:
Photon γ
Dunkle Materie
7/30
Periodensystem der Elementarteilchen
Teilchen die wir kennen und
beobachtet haben:
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Drei leichte Generationen
I
Je zwei Leptonen und Quarks
I
Alle Materieteilchen Fermionen
I
Charakterisiert durch Massen
und Ladungen
I
Einziger Unterschied zwischen
Generationen: Massen!
I
Kräfte durch Bosonen
übertragen
I
Electromagnetische Kraft:
Photon γ
I
Schwache Kraft: Vektorbosonen
W ±, Z
Dunkle Materie
7/30
Periodensystem der Elementarteilchen
Teilchen die wir kennen und
beobachtet haben:
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Drei leichte Generationen
I
Je zwei Leptonen und Quarks
I
Alle Materieteilchen Fermionen
I
Charakterisiert durch Massen
und Ladungen
I
Einziger Unterschied zwischen
Generationen: Massen!
I
Kräfte durch Bosonen
übertragen
I
Electromagnetische Kraft:
Photon γ
I
Schwache Kraft: Vektorbosonen
W ±, Z
I
Starke Kraft: Gluonen g
Dunkle Materie
7/30
Periodensystem der Elementarteilchen
Teilchen die wir kennen und
beobachtet haben:
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Drei leichte Generationen
I
Je zwei Leptonen und Quarks
I
Alle Materieteilchen Fermionen
I
Charakterisiert durch Massen
und Ladungen
I
Einziger Unterschied zwischen
Generationen: Massen!
I
Kräfte durch Bosonen
übertragen
I
Electromagnetische Kraft:
Photon γ
I
Schwache Kraft: Vektorbosonen
W ±, Z
I
Starke Kraft: Gluonen g
I
Das ist alles! (naja, fast...)
Dunkle Materie
7/30
Standard Model der Teilchenphysik
Eine Theorie von (fast) allem:
I
Alle Experimente bisher im Einklang
mit SM!
Standard Model (SM) Lagrange
density
Fµν : bosons, Ψ: fermions, Φ:
Higgs
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
8/30
Standard Model der Teilchenphysik
Eine Theorie von (fast) allem:
I
Alle Experimente bisher im Einklang
mit SM!
I
Unglaublich präzise
z.B. gyromagnetischer Faktor
Experiment (2008):
geexp
= 1.00115965218073±0.00000000000028
2
Theorie (2012):
gethe
= 1.00115965218178 ± 0.00000000000077
2
Standard Model (SM) Lagrange
density
Fµν : bosons, Ψ: fermions, Φ:
Higgs
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
8/30
Standard Model der Teilchenphysik
Eine Theorie von (fast) allem:
I
Alle Experimente bisher im Einklang
mit SM!
I
Unglaublich präzise
z.B. gyromagnetischer Faktor
Experiment (2008):
geexp
= 1.00115965218073±0.00000000000028
2
Theorie (2012):
gethe
= 1.00115965218178 ± 0.00000000000077
2
I
SM derzeit verbessert am LHC
Standard Model (SM) Lagrange
density
Fµν : bosons, Ψ: fermions, Φ:
Higgs
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
8/30
Nobelpreis 2013 an Francois Englert (links) und Peter Higgs (rechts)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
9/30
Fehlende Einträge in dem “Periodensystem”
Higgs!
LHC wird es dieses Jahrzehnt
finden hat es im Juli 2012
entdeckt!
mH ∼ 126GeV
Standardmodel seit 2012 komplett!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
10/30
Fehlende Einträge in dem “Periodensystem”
Higgs!
Gemäss ART:
LHC wird es dieses Jahrzehnt
finden hat es im Juli 2012
entdeckt!
Gravitonen (Gravitationswellen)
LIGO findet sie diese Dekade in
den nächsten 3-4 Jahren!
mH ∼ 126GeV
Standardmodel seit 2012 komplett!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
10/30
Fehlende Einträge in dem “Periodensystem”
Higgs!
Gemäss ART:
LHC wird es dieses Jahrzehnt
finden hat es im Juli 2012
entdeckt!
mH ∼ 126GeV
Standardmodel seit 2012 komplett!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Gravitonen (Gravitationswellen)
LIGO findet sie diese Dekade in
den nächsten 3-4 Jahren!
Weitere Teilchen jenseits des SM?
Inflaton?, SUSY?, Axionen?, Dunkle
Spinoren?, Kaluza–Kleins?, ...
LHC und Astro/Astroteilchen-physik könnten Hinweise finden!
Dunkle Materie
10/30
Zusammenfassung von dem was wir (reduktionistisch betrachtet) wissen
I
Standard Modelle der Teilchenphysik und Kosmologie (inkl. ART)
konsistent mit fast Allem was wir in der Natur beobachten
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
11/30
Zusammenfassung von dem was wir (reduktionistisch betrachtet) wissen
I
I
Standard Modelle der Teilchenphysik und Kosmologie (inkl. ART)
konsistent mit fast Allem was wir in der Natur beobachten
Fehlende Puzzlesteine: Higgs und Graviton
I
I
I
I
I
I
Ankündigung: 100 Jahre Allgemeine Relativitätstheorie
5.-7. Oktober: Scientific Workshop “100 years of curved space time”
Ab sofort bis Anfang November: Interaktive Ausstellung
“Einstein|Wellen|Mobil” in der ÖAW, freier Eintritt
Öffentliche Vorträge (Peter Aichelburg, Wolfgang Baumjohann,
Herbert Pietschmann, TBA)
Link: http://www.oeaw.ac.at/gravitation2015/gravitation/
Organisation: Markus Aspelmeyer (U. Wien), Caslav Brukner (ÖAW),
Piotr Chrusciel (U. Wien), Daniel Grumiller (TU Wien)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
11/30
Zusammenfassung von dem was wir (reduktionistisch betrachtet) wissen
I
I
I
Standard Modelle der Teilchenphysik und Kosmologie (inkl. ART)
konsistent mit fast Allem was wir in der Natur beobachten
Fehlende Puzzlesteine: Higgs und Graviton
Wenn sie existieren es existiert: werden diese Dekade wird in den
nächsten 3-4 Jahren entdeckt!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
11/30
Zusammenfassung von dem was wir (reduktionistisch betrachtet) wissen
I
I
I
Standard Modelle der Teilchenphysik und Kosmologie (inkl. ART)
konsistent mit fast Allem was wir in der Natur beobachten
Fehlende Puzzlesteine: Higgs und Graviton
Wenn sie existieren es existiert: werden diese Dekade wird in den
nächsten 3-4 Jahren entdeckt!
Fehlt noch etwas?
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
11/30
Standard Model der Kosmologie
Eine Theorie von (fast) Allem:
I
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Kosmologie ist nun eine
Präzissionswissenschaft!
Dunkle Materie
12/30
Standard Model der Kosmologie
Eine Theorie von (fast) Allem:
I
Kosmologie ist nun eine
Präzissionswissenschaft!
I
Z.B. Energiedichten bekannt im
%-Bereich:
Ωb , Ων , Ωγ , Ωm , ΩΛ , ...
(Baryonen, Neutrinos, Strahlung,
Materie, kosmologische Konstante)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
12/30
Standard Model der Kosmologie
Eine Theorie von (fast) Allem:
I
Kosmologie ist nun eine
Präzissionswissenschaft!
I
Z.B. Energiedichten bekannt im
%-Bereich:
Ωb , Ων , Ωγ , Ωm , ΩΛ , ...
(Baryonen, Neutrinos, Strahlung,
Materie, kosmologische Konstante)
I
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Derzeit viele neue Experimente!
Dunkle Materie
12/30
Woraus besteht das Universum?
Sammeln alle Daten:
I Fortschritt der letzten 2 Dekaden:
wir kennen weniger als 5% des
Universums und wissen es!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
13/30
Woraus besteht das Universum?
Sammeln alle Daten:
I Fortschritt der letzten 2 Dekaden:
wir kennen weniger als 5% des
Universums und wissen es!
I
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie: viele
Indikationen, viele Kandidaten
Dunkle Materie
13/30
Woraus besteht das Universum?
Sammeln alle Daten:
I Fortschritt der letzten 2 Dekaden:
wir kennen weniger als 5% des
Universums und wissen es!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Dunkle Materie: viele
Indikationen, viele Kandidaten
I
Plausibler Kandidat: SUSY
Dunkle Materie
13/30
Woraus besteht das Universum?
Sammeln alle Daten:
I Fortschritt der letzten 2 Dekaden:
wir kennen weniger als 5% des
Universums und wissen es!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Dunkle Materie: viele
Indikationen, viele Kandidaten
I
Plausibler Kandidat: SUSY
I
Könnte am LHC entdeckt werden
Dunkle Materie
13/30
Woraus besteht das Universum?
Sammeln alle Daten:
I Fortschritt der letzten 2 Dekaden:
wir kennen weniger als 5% des
Universums und wissen es!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Dunkle Materie: viele
Indikationen, viele Kandidaten
I
Plausibler Kandidat: SUSY
I
Könnte am LHC entdeckt werden
I
Weniger plausibel, aber logisch
möglich: dunkle Materie ist
Gravitationseffekt
Dunkle Materie
13/30
Woraus besteht das Universum?
Sammeln alle Daten:
I Fortschritt der letzten 2 Dekaden:
wir kennen weniger als 5% des
Universums und wissen es!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Dunkle Materie: viele
Indikationen, viele Kandidaten
I
Mehr als 70% “Dunkle Energie”
Dunkle Materie
13/30
Woraus besteht das Universum?
Sammeln alle Daten:
I Fortschritt der letzten 2 Dekaden:
wir kennen weniger als 5% des
Universums und wissen es!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Dunkle Materie: viele
Indikationen, viele Kandidaten
I
Mehr als 70% “Dunkle Energie”
I
Einfachste korrekte Erklärung:
kosmologische Konstante
Dunkle Materie
13/30
Woraus besteht das Universum?
Sammeln alle Daten:
I Fortschritt der letzten 2 Dekaden:
wir kennen weniger als 5% des
Universums und wissen es!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Dunkle Materie: viele
Indikationen, viele Kandidaten
I
Mehr als 70% “Dunkle Energie”
I
Einfachste korrekte Erklärung:
kosmologische Konstante
I
ABER: warum so klein??? 10−123
Dunkle Materie
13/30
Woraus besteht das Universum?
Sammeln alle Daten:
I Fortschritt der letzten 2 Dekaden:
wir kennen weniger als 5% des
Universums und wissen es!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
I
Dunkle Materie: viele
Indikationen, viele Kandidaten
I
Mehr als 70% “Dunkle Energie”
I
Einfachste korrekte Erklärung:
kosmologische Konstante
I
ABER: warum so klein??? 10−123
I
Nobelpreis 2011 an Perlmutter,
Riess und Schmidt für
Entdeckung der kosmischen
Beschleunigung!
Dunkle Materie
13/30
Dunkle Materie Hypothese: Früher Erfolg...
Neptun:
I
1821: Alexis Bouvard veröffentlicht Tabellen des
Uranus-Orbits
(picture by NASA)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
14/30
Dunkle Materie Hypothese: Früher Erfolg...
Neptun:
I
1821: Alexis Bouvard veröffentlicht Tabellen des
Uranus-Orbits
I
Beobachtungen weichen von Tabellen ab!
(picture by NASA)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
14/30
Dunkle Materie Hypothese: Früher Erfolg...
Neptun:
I
1821: Alexis Bouvard veröffentlicht Tabellen des
Uranus-Orbits
I
Beobachtungen weichen von Tabellen ab!
I
Verschiedene Erklärungen: ändern Gravitationsgesetz
oder sagen Dunkle Materie vorher
(picture by NASA)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
14/30
Dunkle Materie Hypothese: Früher Erfolg...
Neptun:
(picture by NASA)
I
1821: Alexis Bouvard veröffentlicht Tabellen des
Uranus-Orbits
I
Beobachtungen weichen von Tabellen ab!
I
Verschiedene Erklärungen: ändern Gravitationsgesetz
oder sagen Dunkle Materie vorher
I
1845: John Couch Adams und Urbain Le Verrier sagen
neuen Planeten vorher und berechnen seine Position
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
14/30
Dunkle Materie Hypothese: Früher Erfolg...
Neptun:
I
1821: Alexis Bouvard veröffentlicht Tabellen des
Uranus-Orbits
I
Beobachtungen weichen von Tabellen ab!
I
Verschiedene Erklärungen: ändern Gravitationsgesetz
oder sagen Dunkle Materie vorher
I
1845: John Couch Adams und Urbain Le Verrier sagen
neuen Planeten vorher und berechnen seine Position
I
1846: Bestätigung durch Beobachtung durch Johann
Gottfried Galle und Heinrich Louis d’Arrest
(picture by NASA)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
14/30
Dunkle Materie Hypothese: Früher Erfolg...
Neptun:
I
1821: Alexis Bouvard veröffentlicht Tabellen des
Uranus-Orbits
I
Beobachtungen weichen von Tabellen ab!
I
Verschiedene Erklärungen: ändern Gravitationsgesetz
oder sagen Dunkle Materie vorher
I
1845: John Couch Adams und Urbain Le Verrier sagen
neuen Planeten vorher und berechnen seine Position
I
1846: Bestätigung durch Beobachtung durch Johann
Gottfried Galle und Heinrich Louis d’Arrest
(picture by NASA)
Entdeckung Neptuns erster
Dunkle-Materie-Konzeptes!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Erfolg
Dunkle Materie
des
14/30
Dunkle Materie Hypothese: ...und früher Fehlschlag
Vulcan:
I
1840: François Arago schlägt Urbain Le Verrier
Problem des Merkur-Orbits vor
(picture based on
Star Trek)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
15/30
Dunkle Materie Hypothese: ...und früher Fehlschlag
Vulcan:
I
1840: François Arago schlägt Urbain Le Verrier
Problem des Merkur-Orbits vor
I
Beobachtungen weichen von Tabellen ab!
(picture based on
Star Trek)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
15/30
Dunkle Materie Hypothese: ...und früher Fehlschlag
Vulcan:
I
1840: François Arago schlägt Urbain Le Verrier
Problem des Merkur-Orbits vor
I
Beobachtungen weichen von Tabellen ab!
I
Verschiedene Erklärungen: ändern Gravitationsgesetz
oder sagen Dunkle Materie vorher
(picture based on
Star Trek)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
15/30
Dunkle Materie Hypothese: ...und früher Fehlschlag
Vulcan:
I
1840: François Arago schlägt Urbain Le Verrier
Problem des Merkur-Orbits vor
I
Beobachtungen weichen von Tabellen ab!
I
Verschiedene Erklärungen: ändern Gravitationsgesetz
oder sagen Dunkle Materie vorher
I
1859: Urbain Le Verrier sagt neuen Planeten vorher
und berechnet seine Position
(picture based on
Star Trek)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
15/30
Dunkle Materie Hypothese: ...und früher Fehlschlag
Vulcan:
I
1840: François Arago schlägt Urbain Le Verrier
Problem des Merkur-Orbits vor
I
Beobachtungen weichen von Tabellen ab!
I
Verschiedene Erklärungen: ändern Gravitationsgesetz
oder sagen Dunkle Materie vorher
I
1859: Urbain Le Verrier sagt neuen Planeten vorher
und berechnet seine Position
I
1860: “Bestätigung” durch Beobachtung durch
Lescarbault
(picture based on
Star Trek)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
15/30
Dunkle Materie Hypothese: ...und früher Fehlschlag
Vulcan:
I
1840: François Arago schlägt Urbain Le Verrier
Problem des Merkur-Orbits vor
I
Beobachtungen weichen von Tabellen ab!
I
Verschiedene Erklärungen: ändern Gravitationsgesetz
oder sagen Dunkle Materie vorher
I
1859: Urbain Le Verrier sagt neuen Planeten vorher
und berechnet seine Position
I
1860: “Bestätigung” durch Beobachtung durch
Lescarbault
I
1915: Einstein erklärt Merkurs Periheldrehung mit
ART
(picture based on
Star Trek)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
15/30
Dunkle Materie Hypothese: ...und früher Fehlschlag
Vulcan:
I
1840: François Arago schlägt Urbain Le Verrier
Problem des Merkur-Orbits vor
I
Beobachtungen weichen von Tabellen ab!
I
Verschiedene Erklärungen: ändern Gravitationsgesetz
oder sagen Dunkle Materie vorher
I
1859: Urbain Le Verrier sagt neuen Planeten vorher
und berechnet seine Position
I
1860: “Bestätigung” durch Beobachtung durch
Lescarbault
I
1915: Einstein erklärt Merkurs Periheldrehung mit
ART
(picture based on
Star Trek)
Nicht-Entdeckung
von
Vulcan
erster
Fehlschlag des Dunkle-Materie-Konzeptes!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
15/30
Astrophysik
Eine moderne Variante des Neptun–Vulcan Dilemmas...
Prominentes Beispiel für Diskrepanz zwischen Theorie und Beobachtung:
Vera Rubin (1970er)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
16/30
Astrophysik
Eine moderne Variante des Neptun–Vulcan Dilemmas...
Prominentes Beispiel für Diskrepanz zwischen Theorie und Beobachtung:
I
Galaktische Rotationskurven
(pictures by Wikipedia)
A = Theorie, B = Beobachtung
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
16/30
Sind wir in einem Neptun- oder einem Vulcan-Szenario?
Was ist Dunkle Materie?
Wesentliche Tatsachen über die Dunkle Seite des Lebens:
I Vulcan-Szenario erscheint unwahrscheinlich, kann aber nicht
ausgeschlossen werden
MOND, TeVeS, modifizierte Gravitationstheorien, ...
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
17/30
Sind wir in einem Neptun- oder einem Vulcan-Szenario?
Was ist Dunkle Materie?
Wesentliche Tatsachen über die Dunkle Seite des Lebens:
I Vulcan-Szenario erscheint unwahrscheinlich, kann aber nicht
ausgeschlossen werden
I Neptun-Szenario erscheint wahrscheinlich, aber Dunkle Materie ist
noch nicht direkt beobachtet worden
LSP, axion, WIMP, MACHO, ELKO, ...
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
17/30
Sind wir in einem Neptun- oder einem Vulcan-Szenario?
Was ist Dunkle Materie?
Wesentliche Tatsachen über die Dunkle Seite des Lebens:
I Vulcan-Szenario erscheint unwahrscheinlich, kann aber nicht
ausgeschlossen werden
I Neptun-Szenario erscheint wahrscheinlich, aber Dunkle Materie ist
noch nicht direkt beobachtet worden
I Disput, welches Szenario in der Natur tatsächlich auftritt
vs.
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
17/30
Sind wir in einem Neptun- oder einem Vulcan-Szenario?
Was ist Dunkle Materie?
Wesentliche Tatsachen über die Dunkle Seite des Lebens:
I Vulcan-Szenario erscheint unwahrscheinlich, kann aber nicht
ausgeschlossen werden
I Neptun-Szenario erscheint wahrscheinlich, aber Dunkle Materie ist
noch nicht direkt beobachtet worden
I Disput, welches Szenario in der Natur tatsächlich auftritt
vs.
Mögliche Strategien um weiterzukommen:
I Zeige dass Vulcan-Szenario stimmt (z.B. mit überzeugender Theorie)
I Zeige dass Neptun-Szenario stimmt (z.B. mit LHC)
Beide Strategien sind derzeit noch ausser Reichweite!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie
17/30
Outline
Schwarze Löcher
Dunkle Materie
Dunkle Energie
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
18/30
Kosmologie im letzten Jahrhundert
Etwas fehlt!
I
I
Einstein 1915: ART bedeutet Raumzeit = Geometrie
Einstein 1917: kosmologische Konstante Λ für statisches Universum
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
19/30
Kosmologie im letzten Jahrhundert
Etwas fehlt!
I
I
I
I
Einstein 1915: ART bedeutet Raumzeit = Geometrie
Einstein 1917: kosmologische Konstante Λ für statisches Universum
Friedmann 1922: ausdehnendes Universum mögliche Lösung der ART
Bestätigung durch Hubble 1929: Rotverschiebung von Galaxien
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
19/30
Kosmologie im letzten Jahrhundert
Etwas fehlt!
I
I
I
I
I
I
Einstein 1915: ART bedeutet Raumzeit = Geometrie
Einstein 1917: kosmologische Konstante Λ für statisches Universum
Friedmann 1922: ausdehnendes Universum mögliche Lösung der ART
Bestätigung durch Hubble 1929: Rotverschiebung von Galaxien
Gamow, Alpher, Herman 1948: Vorhersage des CMB, T ≈ 5K
Bestätigung durch Penzias, Wilson 1965: Messung des CMB
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
19/30
Kosmologie im letzten Jahrhundert
Etwas fehlt!
I
I
I
I
I
I
I
I
Einstein 1915: ART bedeutet Raumzeit = Geometrie
Einstein 1917: kosmologische Konstante Λ für statisches Universum
Friedmann 1922: ausdehnendes Universum mögliche Lösung der ART
Bestätigung durch Hubble 1929: Rotverschiebung von Galaxien
Gamow, Alpher, Herman 1948: Vorhersage des CMB, T ≈ 5K
Bestätigung durch Penzias, Wilson 1965: Messung des CMB
Dicke 1969: Warum ist das Universum so flach?
Erklärung durch Guth 1980: Inflation!
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
19/30
Kosmologie im letzten Jahrhundert
Etwas fehlt!
I
I
I
I
I
I
I
I
Einstein 1915: ART bedeutet Raumzeit = Geometrie
Einstein 1917: kosmologische Konstante Λ für statisches Universum
Friedmann 1922: ausdehnendes Universum mögliche Lösung der ART
Bestätigung durch Hubble 1929: Rotverschiebung von Galaxien
Gamow, Alpher, Herman 1948: Vorhersage des CMB, T ≈ 5K
Bestätigung durch Penzias, Wilson 1965: Messung des CMB
Dicke 1969: Warum ist das Universum so flach?
Erklärung durch Guth 1980: Inflation!
Vorhersage von Inflation: Universum hat kritische Dichte
Ωtotal = ΩMaterie + ΩDunkle Materie + ΩΛ = 100% Ωkritisch
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
19/30
Kosmologie im letzten Jahrhundert
Etwas fehlt!
I
I
I
I
I
I
I
I
Einstein 1915: ART bedeutet Raumzeit = Geometrie
Einstein 1917: kosmologische Konstante Λ für statisches Universum
Friedmann 1922: ausdehnendes Universum mögliche Lösung der ART
Bestätigung durch Hubble 1929: Rotverschiebung von Galaxien
Gamow, Alpher, Herman 1948: Vorhersage des CMB, T ≈ 5K
Bestätigung durch Penzias, Wilson 1965: Messung des CMB
Dicke 1969: Warum ist das Universum so flach?
Erklärung durch Guth 1980: Inflation!
Vorhersage von Inflation: Universum hat kritische Dichte
Ωtotal = ΩMaterie + ΩDunkle Materie + ΩΛ = 100% Ωkritisch
Unabhängige Messungen (Galaxien, Cluster, Strukturformation, ...):
ΩMaterie ≈ 5%
ΩDunkle Materie < 35%
Preisfrage: Wo sind die restlichen 60-70% im Budget???
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
19/30
Nobelpreis 2011
S. Perlmutter
B. Schmidt
A. Riess
Für die Entdeckung der beschleunigten Expansion des Universums
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
20/30
Standard Model der Kosmologie
Zur Erinnerung, Teil I:
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Zur Erinnerung, Teil II:
Dunkle Energie
21/30
Beschleunigte Expansion des Universums
Fakten:
I Sterne klein wie Erde aber schwer wie Sonne explodieren: Typ Ia
Supernova
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
22/30
Beschleunigte Expansion des Universums
Fakten:
I Sterne klein wie Erde aber schwer wie Sonne explodieren: Typ Ia
Supernova
I Typ Ia Supernovae sind “Standardkerzen”, hell wie Galaxien
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
22/30
Beschleunigte Expansion des Universums
Fakten:
I Sterne klein wie Erde aber schwer wie Sonne explodieren: Typ Ia
Supernova
I Typ Ia Supernovae sind “Standardkerzen”, hell wie Galaxien
I Können mit Teleskopen beobachtet werden
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
22/30
Beschleunigte Expansion des Universums
Fakten:
I Sterne klein wie Erde aber schwer wie Sonne explodieren: Typ Ia
Supernova
I Typ Ia Supernovae sind “Standardkerzen”, hell wie Galaxien
I Können mit Teleskopen beobachtet werden
I Beobachtung von über 50 Supernovae hat gezeigt dass weit entfernte
Typ Ia Supernovae schwächer leuchten als erwartet
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
22/30
Beschleunigte Expansion des Universums
Fakten:
I Sterne klein wie Erde aber schwer wie Sonne explodieren: Typ Ia
Supernova
I Typ Ia Supernovae sind “Standardkerzen”, hell wie Galaxien
I Können mit Teleskopen beobachtet werden
I Beobachtung von über 50 Supernovae hat gezeigt dass weit entfernte
Typ Ia Supernovae schwächer leuchten als erwartet
I Plausibelste Erklärung: beschleunigte Expansion des Universums
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
22/30
Beschleunigte Expansion des Universums
Fakten:
I Sterne klein wie Erde aber schwer wie Sonne explodieren: Typ Ia
Supernova
I Typ Ia Supernovae sind “Standardkerzen”, hell wie Galaxien
I Können mit Teleskopen beobachtet werden
I Beobachtung von über 50 Supernovae hat gezeigt dass weit entfernte
Typ Ia Supernovae schwächer leuchten als erwartet
I Plausibelste Erklärung: beschleunigte Expansion des Universums
I Beschleunigte Expansion erzeugt durch “Dunkle Energie”
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
22/30
Beschleunigte Expansion des Universums
Fakten:
I Sterne klein wie Erde aber schwer wie Sonne explodieren: Typ Ia
Supernova
I Typ Ia Supernovae sind “Standardkerzen”, hell wie Galaxien
I Können mit Teleskopen beobachtet werden
I Beobachtung von über 50 Supernovae hat gezeigt dass weit entfernte
Typ Ia Supernovae schwächer leuchten als erwartet
I Plausibelste Erklärung: beschleunigte Expansion des Universums
I Beschleunigte Expansion erzeugt durch “Dunkle Energie”
I Einfachste Erklärung Dunkler Energie: kosmologische Konstante,
eingeführt von Einstein
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
22/30
Beschleunigte Expansion des Universums
Fakten:
I Sterne klein wie Erde aber schwer wie Sonne explodieren: Typ Ia
Supernova
I Typ Ia Supernovae sind “Standardkerzen”, hell wie Galaxien
I Können mit Teleskopen beobachtet werden
I Beobachtung von über 50 Supernovae hat gezeigt dass weit entfernte
Typ Ia Supernovae schwächer leuchten als erwartet
I Plausibelste Erklärung: beschleunigte Expansion des Universums
I Beschleunigte Expansion erzeugt durch “Dunkle Energie”
I Einfachste Erklärung Dunkler Energie: kosmologische Konstante,
eingeführt von Einstein
I Alle experimentellen Daten im Einklang mit der Tatsache, dass etwa
70% der Energie des heutigen Universums “Dunkle Energie” sind
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
22/30
Beschleunigte Expansion des Universums
Fakten:
I Sterne klein wie Erde aber schwer wie Sonne explodieren: Typ Ia
Supernova
I Typ Ia Supernovae sind “Standardkerzen”, hell wie Galaxien
I Können mit Teleskopen beobachtet werden
I Beobachtung von über 50 Supernovae hat gezeigt dass weit entfernte
Typ Ia Supernovae schwächer leuchten als erwartet
I Plausibelste Erklärung: beschleunigte Expansion des Universums
I Beschleunigte Expansion erzeugt durch “Dunkle Energie”
I Einfachste Erklärung Dunkler Energie: kosmologische Konstante,
eingeführt von Einstein
I Alle experimentellen Daten im Einklang mit der Tatsache, dass etwa
70% der Energie des heutigen Universums “Dunkle Energie” sind
I Zum ersten Mal in Geschichte der Kosmologie ergeben alle Daten Sinn
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
22/30
Beschleunigte Expansion des Universums
Fakten:
I Sterne klein wie Erde aber schwer wie Sonne explodieren: Typ Ia
Supernova
I Typ Ia Supernovae sind “Standardkerzen”, hell wie Galaxien
I Können mit Teleskopen beobachtet werden
I Beobachtung von über 50 Supernovae hat gezeigt dass weit entfernte
Typ Ia Supernovae schwächer leuchten als erwartet
I Plausibelste Erklärung: beschleunigte Expansion des Universums
I Beschleunigte Expansion erzeugt durch “Dunkle Energie”
I Einfachste Erklärung Dunkler Energie: kosmologische Konstante,
eingeführt von Einstein
I Alle experimentellen Daten im Einklang mit der Tatsache, dass etwa
70% der Energie des heutigen Universums “Dunkle Energie” sind
I Zum ersten Mal in Geschichte der Kosmologie ergeben alle Daten Sinn
I Alles geklärt?
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
22/30
Mögliche Auswirkungen der kosmologischen Konstante
Positive kosmologische Konstante hat überraschende Konsequenzen:
I Universum dünnt sich immer mehr aus
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
23/30
Mögliche Auswirkungen der kosmologischen Konstante
Positive kosmologische Konstante hat überraschende Konsequenzen:
I Universum dünnt sich immer mehr aus
I In ferner Zukunft fast gesamte Energie gleich “Dunkler Energie”
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
23/30
Mögliche Auswirkungen der kosmologischen Konstante
Positive kosmologische Konstante hat überraschende Konsequenzen:
I Universum dünnt sich immer mehr aus
I In ferner Zukunft fast gesamte Energie gleich “Dunkler Energie”
I Universum ist instabil und wird irgendwann zerfallen
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
23/30
Mögliche Auswirkungen der kosmologischen Konstante
Positive kosmologische Konstante hat überraschende Konsequenzen:
I Universum dünnt sich immer mehr aus
I In ferner Zukunft fast gesamte Energie gleich “Dunkler Energie”
I Universum ist instabil und wird irgendwann zerfallen
I Kosmologische Konstante unglaublich klein: 10−123
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
23/30
Mögliche Auswirkungen der kosmologischen Konstante
Positive kosmologische Konstante hat überraschende Konsequenzen:
I Universum dünnt sich immer mehr aus
I In ferner Zukunft fast gesamte Energie gleich “Dunkler Energie”
I Universum ist instabil und wird irgendwann zerfallen
I Kosmologische Konstante unglaublich klein: 10−123
I Bisher einzige Erklärung der kosmologischen Konstante: Multiversum
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
23/30
Weinberg’s anthropisches Argument
Die unerträgliche Leichtigkeit des Nichts
Warum ist die kosmologische Konstante so klein?
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
24/30
Weinberg’s anthropisches Argument
Die unerträgliche Leichtigkeit des Nichts
Warum ist die kosmologische Konstante so klein?
I Nehmen wir an es gäbe viele Universen mit verschiedenen Werten der
kosmologischen Konstante
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
24/30
Weinberg’s anthropisches Argument
Die unerträgliche Leichtigkeit des Nichts
Warum ist die kosmologische Konstante so klein?
I Nehmen wir an es gäbe viele Universen mit verschiedenen Werten der
kosmologischen Konstante
I Wir sind auf jeden Fall in einem der Universen das kompatibel mit der
Existenz von Beobachtern ist
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
24/30
Weinberg’s anthropisches Argument
Die unerträgliche Leichtigkeit des Nichts
Warum ist die kosmologische Konstante so klein?
I Nehmen wir an es gäbe viele Universen mit verschiedenen Werten der
kosmologischen Konstante
I Wir sind auf jeden Fall in einem der Universen das kompatibel mit der
Existenz von Beobachtern ist
I Deshalb kann die kosmologische Konstante nicht zu gross sein
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
24/30
Weinberg’s anthropisches Argument
Die unerträgliche Leichtigkeit des Nichts
Warum ist die kosmologische Konstante so klein?
I Nehmen wir an es gäbe viele Universen mit verschiedenen Werten der
kosmologischen Konstante
I Wir sind auf jeden Fall in einem der Universen das kompatibel mit der
Existenz von Beobachtern ist
I Deshalb kann die kosmologische Konstante nicht zu gross sein
Mit diesen Argumenten hat Weinberg die richtige Grössenordnung der
kosmologischen Konstante vorhergesagt vor ihrer Entdeckung durch
Perlmutter, Riess und Schmidt im Jahr 1998
Keine andere (“echte”) Erklärung ist davor oder seither gefunden worden,
trotz vieler beherzter Versuche
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
24/30
Weinberg’s anthropisches Argument
Die unerträgliche Leichtigkeit des Nichts
Warum ist die kosmologische Konstante so klein?
I Nehmen wir an es gäbe viele Universen mit verschiedenen Werten der
kosmologischen Konstante
I Wir sind auf jeden Fall in einem der Universen das kompatibel mit der
Existenz von Beobachtern ist
I Deshalb kann die kosmologische Konstante nicht zu gross sein
Mit diesen Argumenten hat Weinberg die richtige Grössenordnung der
kosmologischen Konstante vorhergesagt vor ihrer Entdeckung durch
Perlmutter, Riess und Schmidt im Jahr 1998
Keine andere (“echte”) Erklärung ist davor oder seither gefunden worden,
trotz vieler beherzter Versuche
Vielleicht können wir nicht alle Konstanten vorhersagen...
Beispiel: Titius–Bode “Gesetz” für grosse Bahnhabachsen vermutlich nur Zufall
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
24/30
Wissenschaftliche Arena für das Multiversum
Tatsachen des Lebens:
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
25/30
Wissenschaftliche Arena für das Multiversum
Tatsachen des Lebens:
I Stringtheorie ist die einzige bekannte Theorie die alle
Wechselwirkungen beschreibt
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
25/30
Wissenschaftliche Arena für das Multiversum
Tatsachen des Lebens:
I Stringtheorie ist die einzige bekannte Theorie die alle
Wechselwirkungen beschreibt
I Stringtheorie benötigt Extra-Dimensionen
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
25/30
Wissenschaftliche Arena für das Multiversum
Tatsachen des Lebens:
I Stringtheorie ist die einzige bekannte Theorie die alle
Wechselwirkungen beschreibt
I Stringtheorie benötigt Extra-Dimensionen
I Stringtheorie hat viele Lösungen (“Landscape” = “Landschaft”)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
25/30
Wissenschaftliche Arena für das Multiversum
Tatsachen des Lebens:
I Stringtheorie ist die einzige bekannte Theorie die alle
Wechselwirkungen beschreibt
I Stringtheorie benötigt Extra-Dimensionen
I Stringtheorie hat viele Lösungen (“Landscape” = “Landschaft”)
I Vom 4-dimensionalen Standpunkt ist jede Lösung eine eigene Theorie,
also ist Stringtheorie eine “Theorie der Theorien”
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
25/30
Wissenschaftliche Arena für das Multiversum
Tatsachen des Lebens:
I Stringtheorie ist die einzige bekannte Theorie die alle
Wechselwirkungen beschreibt
I Stringtheorie benötigt Extra-Dimensionen
I Stringtheorie hat viele Lösungen (“Landscape” = “Landschaft”)
I Vom 4-dimensionalen Standpunkt ist jede Lösung eine eigene Theorie,
also ist Stringtheorie eine “Theorie der Theorien”
I Möglicherweise gibt es eine “bevorzugte” Lösung die mit unserem
Universum übereinstimmt — keine Lösung dieser Art ist bisher
gefunden worden
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
25/30
Wissenschaftliche Arena für das Multiversum
Tatsachen des Lebens:
I Stringtheorie ist die einzige bekannte Theorie die alle
Wechselwirkungen beschreibt
I Stringtheorie benötigt Extra-Dimensionen
I Stringtheorie hat viele Lösungen (“Landscape” = “Landschaft”)
I Vom 4-dimensionalen Standpunkt ist jede Lösung eine eigene Theorie,
also ist Stringtheorie eine “Theorie der Theorien”
I Möglicherweise gibt es eine “bevorzugte” Lösung die mit unserem
Universum übereinstimmt — keine Lösung dieser Art ist bisher
gefunden worden
I Möglicherweise gibt es keine “bevorzugte” Lösung, und unser
Universum ist ein zufälliger Punkt in der Landschaft (konsistent mit
unserer Existenz)
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
25/30
Wissenschaftliche Arena für das Multiversum
Tatsachen des Lebens:
I Stringtheorie ist die einzige bekannte Theorie die alle
Wechselwirkungen beschreibt
I Stringtheorie benötigt Extra-Dimensionen
I Stringtheorie hat viele Lösungen (“Landscape” = “Landschaft”)
I Vom 4-dimensionalen Standpunkt ist jede Lösung eine eigene Theorie,
also ist Stringtheorie eine “Theorie der Theorien”
I Möglicherweise gibt es eine “bevorzugte” Lösung die mit unserem
Universum übereinstimmt — keine Lösung dieser Art ist bisher
gefunden worden
I Möglicherweise gibt es keine “bevorzugte” Lösung, und unser
Universum ist ein zufälliger Punkt in der Landschaft (konsistent mit
unserer Existenz)
Stringtheorie legitimiert anthropische Argumente a la Weinberg
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
25/30
Multiversum Idee führte zu stark eomotionalen Reaktionen und
“Landskepticism”
Bekannter Physiker über anthropische Argumente, vor mehr als 10 Jahren:
“I hate it and it doesn’t make sense.”
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
26/30
Multiversum Idee führte zu stark eomotionalen Reaktionen und
“Landskepticism”
Bekannter Physiker über anthropische Argumente, vor mehr als 10 Jahren:
“I hate it and it doesn’t make sense.”
Derselbe Physiker vor weniger als 5 Jahren:
“I hate it.”
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
26/30
Multiversum Idee führte zu stark eomotionalen Reaktionen und
“Landskepticism”
Bohemian Gravity (Tim Blais, siehe auch TU Chor)
http://www.youtube.com/watch?v=2rjbtsX7twc
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
26/30
Ist “Landskepticism” eine Wiederholung des anthropozentrischen Fehlers?
Einige bekannte anthropozentrische Fehler:
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
27/30
Ist “Landskepticism” eine Wiederholung des anthropozentrischen Fehlers?
Einige bekannte anthropozentrische Fehler:
I Meine Umgebung ist flach, daher ist die Erde flach
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
27/30
Ist “Landskepticism” eine Wiederholung des anthropozentrischen Fehlers?
Einige bekannte anthropozentrische Fehler:
I Meine Umgebung ist flach, daher ist die Erde flach
I Ich bin ein Mensch, daher ist der Mensch die Krone der Schöpfung
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
27/30
Ist “Landskepticism” eine Wiederholung des anthropozentrischen Fehlers?
Einige bekannte anthropozentrische Fehler:
I Meine Umgebung ist flach, daher ist die Erde flach
I Ich bin ein Mensch, daher ist der Mensch die Krone der Schöpfung
I Wir leben auf der Erde, daher ist die Erde das Zentrum des
Sonnensystems
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
27/30
Ist “Landskepticism” eine Wiederholung des anthropozentrischen Fehlers?
Einige bekannte anthropozentrische Fehler:
I Meine Umgebung ist flach, daher ist die Erde flach
I Ich bin ein Mensch, daher ist der Mensch die Krone der Schöpfung
I Wir leben auf der Erde, daher ist die Erde das Zentrum des
Sonnensystems
I Sonne ist wichtig, daher ist die Sonne Zentrum des Universums
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
27/30
Ist “Landskepticism” eine Wiederholung des anthropozentrischen Fehlers?
Einige bekannte anthropozentrische Fehler:
I Meine Umgebung ist flach, daher ist die Erde flach
I Ich bin ein Mensch, daher ist der Mensch die Krone der Schöpfung
I Wir leben auf der Erde, daher ist die Erde das Zentrum des
Sonnensystems
I Sonne ist wichtig, daher ist die Sonne Zentrum des Universums
I Wir leben in der Milchstrasse, daher ist die Milchstrasse das Zentrum
des Universums
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
27/30
Ist “Landskepticism” eine Wiederholung des anthropozentrischen Fehlers?
Einige bekannte anthropozentrische Fehler:
I Meine Umgebung ist flach, daher ist die Erde flach
I Ich bin ein Mensch, daher ist der Mensch die Krone der Schöpfung
I Wir leben auf der Erde, daher ist die Erde das Zentrum des
Sonnensystems
I Sonne ist wichtig, daher ist die Sonne Zentrum des Universums
I Wir leben in der Milchstrasse, daher ist die Milchstrasse das Zentrum
des Universums
Vergleiche mit folgenden Statement:
Unser Universum ist durch die Standardmodelle der Teilchenphysik und Kosmologie beschrieben.
Daher muss jedes Universum durch die Standardmodelle der
Teilchenphysik und Kosmologie beschrieben werden.
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
27/30
Ist “Landskepticism” eine Wiederholung des anthropozentrischen Fehlers?
Einige bekannte anthropozentrische Fehler:
I Meine Umgebung ist flach, daher ist die Erde flach
I Ich bin ein Mensch, daher ist der Mensch die Krone der Schöpfung
I Wir leben auf der Erde, daher ist die Erde das Zentrum des
Sonnensystems
I Sonne ist wichtig, daher ist die Sonne Zentrum des Universums
I Wir leben in der Milchstrasse, daher ist die Milchstrasse das Zentrum
des Universums
Vergleiche mit folgenden Statement:
Unser Universum ist durch die Standardmodelle der Teilchenphysik und Kosmologie beschrieben.
Daher muss jedes Universum durch die Standardmodelle der
Teilchenphysik und Kosmologie beschrieben werden.
Es wäre schön wenn das wahr wäre.
Aber vielleicht sollten wir nicht enttäuscht sein, wenn es nicht wahr ist.
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
27/30
Zusammenfassung
I
Kosmologie ist während der letzten 2 Jahrzehnte eine
Präzissionswissenschaft geworden
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
28/30
Zusammenfassung
I
I
Kosmologie ist während der letzten 2 Jahrzehnte eine
Präzissionswissenschaft geworden
Einige Aspekte der Kosmologie bleiben rätselhaft, z.B. die
unerträgliche Leichtigkeit des Nichts, Λ ≈ 10−123
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
28/30
Zusammenfassung
I
I
I
Kosmologie ist während der letzten 2 Jahrzehnte eine
Präzissionswissenschaft geworden
Einige Aspekte der Kosmologie bleiben rätselhaft, z.B. die
unerträgliche Leichtigkeit des Nichts, Λ ≈ 10−123
Die einzige Erklärung dafür verwendet anthropische Argumente
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
28/30
Zusammenfassung
I
I
I
I
Kosmologie ist während der letzten 2 Jahrzehnte eine
Präzissionswissenschaft geworden
Einige Aspekte der Kosmologie bleiben rätselhaft, z.B. die
unerträgliche Leichtigkeit des Nichts, Λ ≈ 10−123
Die einzige Erklärung dafür verwendet anthropische Argumente
Stringtheorie führt auf natürliche Weise zu einem Multiversum
(“Landscape”) und stellt die Basis für anthropische Argumente zur
Verfügung
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
28/30
Zusammenfassung
I
I
I
I
I
Kosmologie ist während der letzten 2 Jahrzehnte eine
Präzissionswissenschaft geworden
Einige Aspekte der Kosmologie bleiben rätselhaft, z.B. die
unerträgliche Leichtigkeit des Nichts, Λ ≈ 10−123
Die einzige Erklärung dafür verwendet anthropische Argumente
Stringtheorie führt auf natürliche Weise zu einem Multiversum
(“Landscape”) und stellt die Basis für anthropische Argumente zur
Verfügung
Vermutlich wäre jeder glücklich über eine nicht-anthropische
Erklärung der kosmologischen Konstante und einer eindeutigen
Herleitung der Standardmodelle aus Stringtheorie
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
28/30
Zusammenfassung
I
I
I
I
I
I
Kosmologie ist während der letzten 2 Jahrzehnte eine
Präzissionswissenschaft geworden
Einige Aspekte der Kosmologie bleiben rätselhaft, z.B. die
unerträgliche Leichtigkeit des Nichts, Λ ≈ 10−123
Die einzige Erklärung dafür verwendet anthropische Argumente
Stringtheorie führt auf natürliche Weise zu einem Multiversum
(“Landscape”) und stellt die Basis für anthropische Argumente zur
Verfügung
Vermutlich wäre jeder glücklich über eine nicht-anthropische
Erklärung der kosmologischen Konstante und einer eindeutigen
Herleitung der Standardmodelle aus Stringtheorie
Wenn aber keine Erklärung dieser Art existiert müssen wir die Realität
der “Landscape” akzeptieren
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
28/30
Zusammenfassung
I
I
I
I
I
I
Kosmologie ist während der letzten 2 Jahrzehnte eine
Präzissionswissenschaft geworden
Einige Aspekte der Kosmologie bleiben rätselhaft, z.B. die
unerträgliche Leichtigkeit des Nichts, Λ ≈ 10−123
Die einzige Erklärung dafür verwendet anthropische Argumente
Stringtheorie führt auf natürliche Weise zu einem Multiversum
(“Landscape”) und stellt die Basis für anthropische Argumente zur
Verfügung
Vermutlich wäre jeder glücklich über eine nicht-anthropische
Erklärung der kosmologischen Konstante und einer eindeutigen
Herleitung der Standardmodelle aus Stringtheorie
Wenn aber keine Erklärung dieser Art existiert müssen wir die Realität
der “Landscape” akzeptieren
Anzeichen sprechen dafür, dass wir gerade einen
Paradigmenwechsel erleben
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
28/30
Schlusswort von Steven Weinberg
‘About the multiverse, it is appropriate to keep an open mind, and
opinions among scientists differ widely. In the Austin airport on the way to
this meeting I noticed for sale the October issue of a magazine called
Astronomy, having on the cover the headline “Why You Live in Multiple
Universes.” Inside I found a report of a discussion at a conference at
Stanford, at which Martin Rees said that he was sufficiently confident
about the multiverse to bet his dog’s life on it, while Andrei Linde said he
would bet his own life.’
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
29/30
Schlusswort von Steven Weinberg
‘About the multiverse, it is appropriate to keep an open mind, and
opinions among scientists differ widely. In the Austin airport on the way to
this meeting I noticed for sale the October issue of a magazine called
Astronomy, having on the cover the headline “Why You Live in Multiple
Universes.” Inside I found a report of a discussion at a conference at
Stanford, at which Martin Rees said that he was sufficiently confident
about the multiverse to bet his dog’s life on it, while Andrei Linde said he
would bet his own life.’
‘As for me, I have just enough confidence about the multiverse to bet the
lives of both Andrei Linde and Martin Rees’s dog.’
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Energie
29/30
Ich hoffe es hat Euch gefallen...
D. Grumiller — Die dunkle Seite des Universums
...noch Fragen?
Dunkle Energie
30/30
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