Bestimmung der kosmischen Materiedichte aus einem Variationsprinzip
und die Folgerungen für die Kosmologie
Klaus-P. Kutscha
Das offizielle kosmologische Modell ist unbefriedigend. Seine Materiedichte setzt sich zusammen aus einem variablen und einem konstanten Glied (letzteres auch bekannt als kosmologische Konstante in den Einsteinschen Feldgleichungen), wobei dem konstanten Glied Willkür anhaftet: Es ist nur deshalb hinzugefügt, um eine beschleunigte Expansion des Kosmos ab einem passenden Zeitpunkt der Vergangenheit erklären zu können. Hier wird gezeigt, daß diese beschleunigte Expansion auch von einer Materiedichte hervorgerufen wird, die sich aus einem Variationsprinzip ergibt. Diese Materiedichte ist eine Extremale und somit für einen naturgesetzlichen Ablauf glaubwürdiger als ihre Entsprechung aus dem offiziellen kosmologischen Modell, denn wir können davon ausgehen, daß sich der Kosmos als rationaler Mechanismus für den einfachsten Weg und damit für einen extremalen Dichteverlauf entschieden hat. Die Ausgangsgleichungen sind auch hier die Friedmann-Lemaitre’schen Gleichungen wie beim offiziellen kosmologischen Modell auch, allerdings jetzt ohne kosmologischem Glied.
Als Konsequenz aus obigem Variationsprinzip ergibt sich, daß die kosmische Zeit nach oben beschränkt und offen ist. Die obere zeitliche Grenze liegt bei 28,78 Mrd Jahren bei Zugrundelegung der zurzeit geläufigen Zahlenwerte für Weltalter, Hubbleparameter und Verzögerungsparameter. Aufgrund der nach oben offenen kosmischen Zeit ist dieser zeitliche Grenzwert aber unerreichbar. Außerdem ergeben sich drei ausgezeichnete Zeitpunkte, die bereits alle in der Vergangenheit liegen. Am ältesten dieser drei Zeitpunkte kehrt der kosmische Druck sein Vorzeichen um und wird negativ, am zweitältesten erfolgt der Übergang zur Zunahme der kosmischen Expansionsgeschwindigkeit und am jüngsten der Übergang zur Zunahme der kosmischen Dichte. Beim hier ermittelten Modell strebt der Kosmos in endlicher Zeit einem Ziel mit materieerfülltem Raum zu, wogegen sich beim offiziellen kosmologischen Modell sichtbare, dunkle und relativistische Materie bei unbeschränkt anwachsender Zeit in einem immer kälter und leerer werdenden Kosmos verlieren. Das Evolutionsziel im offiziellen Fall ist somit leer, wogegen die Evolution im andern Fall einem überzeugenderen Ergebnis zustrebt.
In die gegenwärtige kosmologische Problematik könnte mehr Klarheit kommen, wenn Ergebnisse aus dem hier ermittelten Modell durch Beobachtung bestätigt werden und dieses Modell dadurch erhärtet wird.
