8.8 Die „Standardkosmologie“ ΛCDM

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

Ziel in drei Schritten
Wir erklären, warum Lambda–Kalte Dunkle Materie (ΛCDM) lange als Referenzrahmen diente, fassen beobachtungs- und physikseitige Schwierigkeiten zusammen und zeigen, wie die Theorie der Energie-Fäden (EFT) das Trio „dunkles Teilchen + Λ + metrische Expansion“ durch eine einheitliche Sprache aus Energie-Meer und Tensor-Landschaft ersetzt – mit überprüfbaren, sondübergreifenden Indizien.

I. Was der dominierende Rahmen besagt

1. Kernaussage

• Wir nutzen das starke kosmologische Prinzip und die Allgemeine Relativitätstheorie als Hintergrundgeometrie.
• Kalte Dunkle Materie (CDM) treibt den Strukturaufbau; baryonische Materie „beleuchtet“ die Objekte; die kosmologische Konstante (Λ) erklärt die späte Beschleunigung.
• Rotverschiebung–Distanz und kosmische Evolution folgen dem Skalenfaktor (metrische Expansion).
• Wenige globale Parameter passen gemeinsam CMB-Akustik, Supernovae, BAO, schwache Linsung und die großskalige Struktur an.

2. Warum das attraktiv wirkt

• Wenig Parameter, hohe Kohäsion: ein Minimal-Set bindet viele Datensätze zusammen.
• „Ingenieurs-Stabilität“: reife Numerik-Toolchains und Auswertepfade.
• Gute Vermittelbarkeit: klare Erzählung, geringe Kommunikationskosten.

3. Wie man es lesen sollte
   ΛCDM ist ein phänomenologischer Erfolg erster Ordnung. Gleichwohl sind Λ und CDM-Teilchen mikro-physikalisch nicht direkt bestätigt. Mit wachsender Präzision und Sondenbreite braucht es oft Feedback, Systematiken oder Zusatzfreiheiten, um die Kohärenz zu halten.

II. Beobachtungsprobleme und Streitpunkte

1. Spannungen nah–fern und Distanz–Wachstum

• Globale Steigungen verschiedener Distanzleitern weichen systematisch ab.
• Das aus Distanzen abgeleitete Hintergrundbild steht teils in milder Spannung zu Wachstums-Amplitude/-Rate aus schwacher Linsung, Haufen und Redshift-Raumverzerrungen.

2. Kleinskalenkrise und „zu früh, zu massereich“

• Satellitenzahlen, Kern-Halo-Profile und ultra-kompakte Zwerge verlangen häufig starke Rückkopplungen und Feintuning.
• Unerwartet reife, massereiche Hoch-z-Galaxien strapazieren einfache Effizienzgeschichten.

3. CMB-Großwinkelanomalien und Linsen-„Stärke“

• Niedrige-ℓ-Ausrichtungen, hemisphärische Asymmetrie, Kaltfleck bestehen als Set.
• Die vom CMB bevorzugte Linsenamplitude stimmt nicht immer mit schwacher Linsung/Wachstum überein.

4. Entitäts- und Natürlichkeitsfragen

• Λs mikrophysikalischer Ursprung bleibt unnatürlich (Vakuumenergie-Gap, Koinzidenz).
• CDM-Teilchen sind in Labor und Direkt-Suche unentdeckt.

Kurzes Fazit
ΛCDM glänzt im führenden Term. Doch mit Richtungs/Umwelt-Abhängigkeiten, Wachstums-Kalibrierungen und Kleinskalen-Dynamik steigt der Bedarf an Patchwork, um sondübergreifende Konsistenz zu sichern.

III. EFT-Neulesung und spürbare Änderungen

Ein-Satz-Zusammenfassung
Wir verwenden eine Basis-Karte aus Energie-Meer und Tensor-Landschaft statt „Λ + CDM-Teilchen + metrische Expansion“:

• Rotverschiebung stammt nur aus zwei Tensor-Effekten: Tensor-Potential-Rotverschiebung (TPR) durch Basisdifferenzen von Quelle und Beobachter sowie evolutionspfad-bedingte Rotverschiebung (PER) – ein achromatischer Netto-Shift beim Durchqueren einer sich entwickelnden Tensor-Landschaft.
• Zusätzliche Anziehung liefert die Statistische Tensor-Gravitation (STG), nicht ein dunkles Teilchengerüst.
• Die späte „Beschleunigungs-Erscheinung“ ist der doppelte Abdruck eines langsam evolvierenden Tensor-Hintergrunds in Distanz- und Bewegungs-Konten (vgl. §8.5).
• Frühe Koordination und „Seed“ folgen aus hoher Spannung mit langsamem Abfall und selektivem Einfrieren durch tensorlokales Rauschen (TBN) (vgl. §§8.3, 8.6).

Anschauliches Bild
Das Universum als Meer, das langsam relaxiert:

• Relaxation glättet und transponiert sanft das Spektrum (die zwei Tensor-Rotverschiebungen).
• Die Oberflächentextur – die Tensor-Landschaft – ordnet Materiezufluss und -abfluss und lenkt Wachstum (STG).
• Dieselbe „Seekarte“ wird von verschiedenen Sonden unterschiedlich gelesen.

Drei Kernelemente

1. Weniger Entitäten, eine Basiskarte

• Keine „Λ-Substanz“ und keine „CDM-Teilchen“.
• Eine Tensor-Potential-Karte erklärt Distanzen, Linsung, Rotationskurven und Wachstums-Details.

2. Distanz und Wachstum entkoppeln

• Distanz-Erscheinung: zeitliche Summe von TPR + PER dominiert.
• Wachstums-Erscheinung: sanfte Umschreibung durch STG.
  → Kleine, vorhersagbare Kalibrierungsdifferenzen sind erlaubt und entschärfen Spannungen.

3. Residual-Imaging statt Flicken

• Kleine, richtungs/umwelt-gebundene Biases landen nicht im „Fehlerkübel“, sondern werden als Pixel der Tensor-Landschaft auf derselben Karte genutzt.
• Benötigt jedes Dataset seine eigene „Patch-Karte“, scheitert die EFT-Vereinheitlichung.

Prüfbare Indizien (Beispiele)

• Achromatische Bedingung: Offsets wandern gemeinsam in Optik, NIR und Radio; starke Farbdrift spricht gegen PER.
• Orientierungs-Alignment: SN-Hubble-Residuals, BAO-Mikro-Shifts, großskalige Linsen-Konvergenz und CMB-Niedrig-ℓ zeigen gleichgerichtete Mikro-Bias entlang derselben Vorzugsrichtung.
• Eine Karte, viele Anwendungen: dieselbe Basis reduziert gleichzeitig (i) CMB- und Schwachlinsen-Residuals; (ii) äußeren Scheiben-Zug in Rotationskurven und Schwachlinsen-Amplitude; (iii) Kovariation von Zeitverzug und Rotverschiebungs-Residuals in Mehrfachbildern starker Linsen.
• Umwelt-Mitlauf: Sichtlinien durch strukturreichere Areale zeigen etwas größere Distanz/Linsen-Residuals; Hemisphären-Kontraste im Sub-Prozent-Bereich richten sich an der Kartenorientierung aus.
• Frühe „Schnellspur“: Häufigkeit dichter Hoch-z-Galaxien folgt Amplitude und Timing des langsamen Spannungsabfalls.

Was sich für die Leserschaft ändert

• Perspektive: vom Trio „dunkles Teilchen + Λ + Raumdehnung“ zu „einer Tensor-Potential-Karte + zwei Tensor-Rotverschiebungen + STG“.
• Methode: Residuen nicht glätten, sondern daraus die Tensor-Landschaft abbilden und „eine Karte, viele Anwendungen“ testen.
• Erwartung: auf kohärente, richtungs/umwelt-gebundene Mikromuster und achromatische Signaturen achten – statt alles über globale Parameter zu erzwingen.

Kurze Klarstellungen

• Bestreitet EFT ΛCDM-Erfolge? Nein. Erscheinungen bleiben erhalten, die Ursachen werden mit schlankerer Ontologie neu gefasst.
• Nur modifizierte Gravitation oder MOND? Nein. Zusatzanziehung entsteht aus STG; zentrale Prüfung ist die eine Karte über Sonden hinweg.
• Ohne metrische Expansion keine Hubble-Relation? Bei kleinem z addieren sich TPR + PER nahezu linear und reproduzieren die bekannte Näherung.
• Ohne CDM-Teilchen kein Strukturwachstum? Das Gerüst liefern Tensor-Landschaft und STG – sie organisieren Wachstum und erklären Skalierungen von Rotation und Linsung.

Abschnittszusammenfassung
ΛCDM passt mit wenigen Parametern viele Datensätze und ist der erfolgreichste Rahmen nullter Ordnung. Werden aber Richtungs/Umwelt-Residuals, Wachstums-Kalibrierungen und Kleinskalen-Dynamik gemeinsam betrachtet, häufen sich Patches. EFT erzählt mit schlanker Ontologie und einer Basiskarte neu:

• Distanz-Erscheinung aus Tensor-Potential-Rotverschiebung (TPR) + Evolutionspfad-Rotverschiebung (PER),
• Zusatzanziehung durch Statistische Tensor-Gravitation (STG),
• CMB, Linsung, Rotationskurven und Strukturwachstum unter dem Prinzip „eine Karte, viele Anwendungen“ ausgerichtet.

So wandelt sich die „ΛCDM-Standardkosmologie“ von der „alleinigen Erklärung“ zu einer Erscheinung, die sich in einem einheitlichen Rahmen neu fassen lässt – ihre Notwendigkeit relativiert sich entsprechend.