8.2 Urknall-Kosmologie: die Erzählung vom Einzelursprung neu fassen und prüfen

Startseite ／ Kapitel 8: Paradigmentheorien im Licht der Theorie der Energie-Fäden

Leitfaden und Ziele:
Wir verfolgen drei Ziele. Erstens erklären wir, warum die „heiße Urknall-Zeitleiste“ lange dominierte: Sie verbindet Rotverschiebung, den kosmischen Mikrowellenhintergrund (CMB), leichte Elemente und Strukturbildung zu einer durchgehenden Erzählung. Zweitens benennen wir, wo die vier „theoretischen Pfeiler“ im Präzisions- und Multisonden-Zeitalter zu knirschen beginnen. Drittens liefern wir eine einheitliche Neudarstellung: zwei Hintergrundschichten — Statistische Tensorgravitation (STG) (siehe §1.11) und Tensor-Hintergrundrauschen (TBN) (siehe §1.12) — werden fortlaufend von verallgemeinerten instabilen Teilchen (GUP) (siehe §1.10) gespeist. Mit einem gemeinsamen Medium-Tensor-Mechanismus erklären wir dieselben Daten, ohne dass ein einmaliger „großer Knall“ die einzige oder notwendige Ursprungserzählung sein muss.

(Nach der ersten Nennung verwenden wir im Folgenden die deutschen Vollformen „Statistische Tensorgravitation“, „Tensor-Hintergrundrauschen“ und „instabile Teilchen“ ohne Abkürzung.)

I. Bild des dominanten Paradigmas

Kernthesen:

• Das Universum begann heiß und dicht und kühlte sich beim „Expandieren“ ab.
• In den ersten Minuten entstanden Helium, Deuterium und Spuren von Lithium.
• Nach dem Plasma-Photonen-Entkopplung blieb ein CMB von 2,7 K; seine Feinstruktur kodiert Anfangsschwankungen.
• Gravitation verstärkte kleine Schwankungen zur kosmischen Netzstruktur und zu Galaxien.

Warum diese Erzählung überzeugt:

• Eine glatte Zeitleiste ordnet Rotverschiebung → CMB → leichte Elemente → Strukturbildung.
• Wenige Parameter, klare Bilder; die Metapher des „einen großen Knalls“ ist eingängig.
• Vier Pfeiler tragen: kosmische Rotverschiebung, CMB, leichte-Element-Häufigkeiten, großräumige Struktur.

II. Vier Pfeiler: Mainstream → Schwierigkeiten → EFT-Neudarstellung

A. Kosmische Rotverschiebung (Hubble–Lemaître-Relation)

1. Mainstream:
   Größere Entfernung bedeutet stärkere Rotverschiebung — gedeutet als metrische Dehnung, die Wellenlängen streckt.
2. Schwierigkeiten:

• Nah–Fern-Spannung: Expansionsraten aus lokalen Entfernungsleitern/Standardkerzen vs. aus dem CMB abgeleitete Werte weichen systematisch ab.
• Richtungs/Umwelt-Fingerprints: bevorzugte Orientierungen und Umwelteinflüsse in Präzisions-Residuen lassen sich nicht vollständig als Systematik abtun.
• Pfadbilanz: Effekte entlang des Strahlwegs durch Haufen, Voids und Filamente sind schwer in ein einheitliches Konto zu überführen.

3. EFT-Mechanismus:

• Zwei achromatische Beiträge im selben Konto:
  (a) Rotverschiebung durch Spannungspotenzial (TPR) — Quelle und Empfänger liegen auf unterschiedlichen tensor-potenziellen Baselines; Basis-Uhren differieren und erzeugen achromatische Shifts.
  (b) Rotverschiebung durch Pfadentwicklung (PER) — während der Ausbreitung kreuzt das Licht eine sich entwickelnde Tensor-Topographie; asymmetrisches Ein-/Austreten akkumuliert einen achromatischen Nettoshift.
• Entschärfung Nah–Fern: Differenzen spiegeln verschiedene Stichproben von Tensor-Evolutionsgeschichten und Pfadensembles; kein „Plattbügeln“ nötig.
• Residuen werden Karte: kleine richtungs/umwelt-abhängige Abweichungen sind Pixel von Tensor-Höhenlinien statt Rauschen.

4. Prüfgrößen:

• Achromasie: entlang derselben Sichtlinie driften Bänder gemeinsam; deutliche Chromasie falsifiziert.
• Orientierungs-Kohärenz: Ausrichtung zwischen SN-Residuen, BAO-Mikroversätzen und schwacher Linsen-Konvergenz.
• Umwelt-Tracking: Sichtlinien über dichte Knoten/Filamente zeigen größere Residuen als Void-Richtungen.

B. Kosmischer Mikrowellenhintergrund

1. Mainstream:
   Thermisches Nachglühen von „heißem Urknall → Plasma kühlt → Entkopplung“; Multipol-Spektrum und E/B-Polarisation zeichnen „initiale Fluktuationen + milde spätere Bearbeitung“ auf.
2. Schwierigkeiten:

• Großwinkel-„Unsauberkeiten“: niedrige-ℓ-Ausrichtungen, Hemisphären-Asymmetrie und Kaltfleck sind schlecht mit Zufall allein zu erklären.
• Bevorzugt stärkeres Lensing: Daten verlangen oft etwas mehr spätes CMB-Lensing als Minimalmodelle.
• Schwache Urgravitationswellen: einige Signale der einfachsten Frühgeschichten fehlen, was für sanftere/komplexere Anfänge spricht.

3. EFT-Mechanismus:

• Grundton aus Rauschen: in einer Phase starken Kopplungs entstehen durch Tensor-Hintergrundrauschen (breitbandige Rückflüsse aus der Dekonstruktion instabiler Teilchen) rasch nahezu ideale Schwarzkörperbedingungen bei 2,7 K.
• Akustische Schläge auf der „Trommelhaut“: Kompression–Rebound prägt akustische Schläge; die Entkopplung „fotografiert“ Peaks/Tröge und das E-Rückgrat.
• Linsen und „Reif“: Statistische Tensorgravitation biegt E→B und glättet Kleinskalen wie dickes Glas; schwaches Rest-Rauschen federt Kanten an.
• Inflations-Ersatz — höhere frühe Ausbreitungsgrenzen: in einer Hochspannungs-Slow-Relax-Phase steigen effektive Ausbreitungsgrenzen; zusammen mit Block-Redraw des Netzwerks werden Großskalen-Kontraste schnell eingeebnet und Fern-Kohärenz hergestellt — ohne externen „Super-Stretch“.
• Großwinkel-Muster verortet: Hemisphären-Asymmetrie, niedrige-ℓ-Ausrichtung und Kaltfleck ergeben gemeinsame Fingerabdrücke von ultra-großen Tensor-Texturen plus Pfad-Evolutions-Shift, nicht bloß Systematik.

4. Prüfgrößen:

• E/B–κ-Kopplung: stärkere B–Konvergenz-Korrelation zu kleineren Skalen; Co-Mapping mit schwacher Linse.
• Achromatischer Pfad-Abdruck: CMB-Temperatur-Patches verschieben sich frequenzübergreifend gemeinsam → Pfad-Evolution, nicht gefärbte Vordergründe.
• „Lensing-Kraft“ vereinheitlichen: eine gemeinsame Tensor-Potenzial-Basiskarte passt CMB- und Galaxien-Lensing gleichzeitig und reduziert Residuen beidseits.

C. Leichte Elemente (Deuterium, Helium, Lithium)

1. Mainstream:
   „Primordiale Nukleosynthese“ setzt D/He/Li in Minuten; D und He stimmen, Li zu hoch.
2. Schwierigkeiten:

• Lithium-Problem: Li senken, ohne D/He zu stören, ist schwierig; Stern-Depletion, Raten-Updates oder exotische Injektionen sind teuer.

3. EFT-Mechanismus:

• Spannungs-Fenster (Hochspannung mit langsamer Relaxation): eine sanfte Spannungsabnahme taktet „Ofen an/aus“ und verschiebt leicht die Phase „D-Flaschenhals → Be/Li-Bildung“, ohne das thermische Rückgrat zu ändern.
• Zwei halten, eines justieren: D/He bleiben, Li wird moderat über Rand-Timing/Fluss-Modulation gesenkt.
• Zarter „Nachschub“ in Toleranzen: sehr schwache, kurze, selektive Neutron/Weichphoton-Injektionen (statistische Nachhalle instabiler Teilchen), begrenzt durch CMB-µ-Verzerrungen und D/He-Toleranzen, drücken Be/Li weiter, ohne den Gesamterfolg zu brechen.

4. Prüfgrößen:

• Schwach gerichtete Plateaus: systematische Li-Abweichungen in sehr metallarmen Sternen korrelieren schwach mit der Tensor-Karte.
• Gekoppelte Verschiebungen: Richtung kleiner Parameter-Shifts im CMB-Feinbau und der baryonischen Schallgeschwindigkeit stimmt mit der Li-Korrekturrichtung überein.

D. Großräumige Strukturbildung (kosmisches Netz und Galaxiewachstum)

1. Mainstream:
   Feinstruktur wächst auf „dunklem Gerüst“; baryonische Materie fällt hinein und bildet Filamente–Wände–Knoten–Voids.
2. Schwierigkeiten:

• Kleinskalen-Krise: Subhalo-Zahl, Zentralprofile und ultrakompakte Zwerge erfordern massives Feedback-„Flicken“.
• Zu früh, zu massig: sehr reife/kompakte Objekte bei hohem z.
• Zu „ordentliche“ Dynamik: Rotationskurven koppeln sichtbare Masse und Zusatz-Zug ungewöhnlich eng.

3. EFT-Mechanismus:

• Statistische Tensorgravitation liefert Zusatz-Zug: die statistische Tensor-Antwort des Energie-Meeres auf Dichtefluktuationen erzeugt Mehranziehung ohne Teilchenzoo; auf Kleinskalen werden Potenziale weicher und Zentren gekernt — „Cusp-Core“/„Too-Big-To-Fail“ entschärft.
• Effiziente frühe Kanalisation (Hochspannung/Slow-Relax): höhere frühe Ausbreitungsgrenzen beschleunigen Transport und Verschmelzung; zusammen mit Zusatz-Zug ⇒ frühe Kompaktierung ohne Extrem-Feedback.
• High-k beschnitten, Subhalos fragiler: Tensor-Kohärenzlängen dämpfen High-k-Leistung, mindern Seeds; nach Kernbildung sinkt Bindungsenergie, Subhalos werden tidale Beute — weniger helle Satelliten.
• „Regelmäßigkeit“ als Strukturfolge: ein einheitlicher Tensor-Kern projiziert sichtbare Verteilungen in Zusatz-Zug, erklärt Außen-Scheiben-Abflachung, die radiale Beschleunigungs-Relation und eine enge baryonische Tully–Fisher durch dasselbe Außenfeld — keine Zufalls-Ko-Ausrichtung.

4. Prüfgrößen:

• Ein Kern, viele Anwendungen: derselbe Tensor-Kern passt Rotationskurven und schwache Linsen-Konvergenz; Residuen ändern sich systematisch mit Umwelt.
• Residuen co-gerichtet: Geschwindigkeitsfeld- und Lensing-Residuen räumlich co-ausgerichtet → gemeinsame Außenfeld-Richtung.
• Frühe Kompaktierungs-Rate: Häufigkeit dichter Hoch-z-Galaxien folgt Amplitude/Dauer der Hochspannungs-Relaxation.

III. Vereinheitlichte Neudarstellung (vier Steine auf eine Grundplatte)

• Ursprung ≠ „Punkt-Explosion“, sondern Hochspannungs-Relaxationsgeschichte nach globalem „Aufschließen“.
• Warum Ordnung schnell entsteht: erhöhte Ausbreitungsgrenzen + Block-Redraw etablieren Fern-Isothermie und Phasenkohärenz rasch (Horizont/Uniformität).
• Warum Textur bleibt: Tensor-Hintergrundrauschen liefert Breitband-Störungen; selektives Filtern der Tensor-Landschaft friert Kohärenzlängen als Anfangstextur ein; statistische Tensorgravitation führt anschließend das Wachstum.
• Warum frühe Reife und „Regelmäßigkeit“: statistische Tensorgravitation stützt glatt; ein einheitlicher Tensor-Kern projiziert Sichtbares in kohärente Zusatz-Skala; erhöhte frühe Ausbreitungsgrenzen beschleunigen Kompaktierung/Transport.
• Eine Karte, viele Anwendungen: eine gemeinsame Tensor-Potenzial-Basiskarte reduziert gleichzeitig Residuen bei Rotverschiebung, CMB-Lensing, schwacher Linse und Rotationskurven — weniger Flickwerk, mehr Grundkarte.

IV. Multi-Sonden-Tests (Versprechen als Checkliste)

• Orientierungs-Alignment: Rotverschiebungs-Residuen, CMB-Low-ℓ, schwache Konvergenz und Mikro-Bias in starken Linsen-Delays zeigen dieselbe Vorzugsrichtung.
• Achromatische Constraints: PER und TPR verschieben alle Bänder gemeinsam; starke Chromasie falsifiziert.
• Eine Karte wiederverwenden: gleiche Basiskarte senkt Residuen bei CMB- und Galaxien-Lensing; Bedarf separater Karten falsifiziert.
• Früher Fast-Track: Häufigkeit dichter Hoch-z-Strukturen passt zu Amplitude/Dauer der Hochspannungs-Relaxation.
• B–κ-Korrelation wächst zu kleinen Skalen: stärkere B–Konvergenz-Kopplung bei kleinen Skalen entspricht der „Knitterschärfe“ der statistischen Tensorgravitation.

V. Kurze Antworten auf häufige Fragen

• Leugnen wir ein heißes Frühuniversum? Nein. Wir ersetzen den „Explosionspunkt“ durch eine beschreibbare Hochspannungs-Relaxationsphase; hohe Temperaturen stammen aus Reheating gespeicherter Spannung.
• Zerstört das bestehende Fits? Nein. Deuterium/Helium und der CMB-Körper bleiben; Lithium-Spannung und Großwinkel-Anomalien erhalten physikalische Erklärungen.
• Ist „alles“ Umwelteffekt? Nein. Nur reproduzierbare richtungs/umwelt-abhängige Muster zählen; der Rest bleibt systematisch geprüft.
• Expandiert das Universum? Beobachtbar gilt „weiter = röter“. Hier entsteht dies aus TPR + PER; globale metrische Dehnung ist nicht die einzige Erklärung.

VI. Schluss-Synthese

• Vier Pfeiler, eine Basis: Rotverschiebung, CMB, leichte Elemente und Strukturwachstum ruhen auf derselben Physik — Energie-Meer und Tensor-Landschaft.
• Einzelursprung nicht mehr exklusiv/nötig: Löst ein gemeinsamer Medium-Tensor-Mechanismus mehrere „Anomalien/Spannungen“, ist ein einmaliger Urknall nicht der einzige Startpunkt.
• Methodischer Gewinn: weniger Postulate, mehr Transfer; zersplitterte Geschichten werden zu einer komponierbaren Karte, mit Tests statt Parolen im Zentrum.

In diesem „Fäden-und-Meer“-Bild werden die vier Pfeiler zu einer gemeinsamen Tensor-Potenzialkarte: Grundton vom Tensor-Rauschen geschwärzt, Rhythmus durch gekoppelte Akustik fixiert, Wege von statistischer Tensorgravitation geformt, und Rotverschiebung aus Potenzialdifferenzen plus Pfad-Evolution erzeugt.