VP 09

Dunkle Energie mit Schulmitteln: Erklärung durch Quantenfeldtheorie der Gravitation
Vortragende/r: Dr. Hans-Otto Carmesin
Institution:Gymnasium Athenaeum, Studienseminar Stade
Datum:19. November 2018
Zeit:12:00 - 12:45 Uhr
Raum:7

Lernende der Jugend forscht - AG der Klassenstufen 9-12 können die Ausdehnung des Weltalls selbst anhand von Galaxien beobachten.
Sie modellieren das ausgehend vom Newton’schen Gravitationsgesetz durch die Friedmann-Lemaitre-Gleichung. Sie erstellen ein Foto eines Quasars mit der Rotverschiebung z = 3,9. Diese lässt sich nicht durch eine Bewegung des Quasars im Raum, sondern durch eine Ausdehnung des Raums erklären. So wechseln wir zur allgemeinen Relativitätstheorie, ART. Gemäß der ART sollte sich der Raum durch die Gravitation gebremst ausdehnen.
Aber anhand entfernter Galaxien erkennen wir die beschleunigte Ausdehnung. Wir ergänzen in der FLG eine Vakuumdichte und erklären damit die beschleunigte Ausdehnung. Doch was ist die Vakuumdichte und wie erklärt man deren Messwert?
Wir modellieren die Vakuumdichte innovativ als Nullpunktschwingung der Gravitationswellen. Für den vereinfachten Fall eines monochromatischen Vakuums, also nur einer Wellenlänge der Nullpunktschwingung, berechnen die Lernenden den Messwert der Vakuumdichte selbstständig.
Vertiefend ermitteln wir innovativ das Spektrum des polychromatischen Vakuums. Damit modellieren wir den Messwert der Vakuumdichte auf 0.6 % genau. Zudem erklären wir aktuelle widersprüchliche Messungen der Hubble – Konstanten innovativ durch das polychromatische Vakuum und erreichen so eine Übereinstimmung von Modell und Beobachtung, die genauer als 1 % ist.
Alle Ergebnisse berechnen wir alleine mit den drei grundlegenden Naturkonstanten Gravitationskonstante G, Lichtgeschwindigkeit c und Planck’sches Wirkungsquantum h.
Dabei erweitern die Lernenden auch die prozessbezogenen Kompetenzen Modellbildung, Erkenntnisgewinnung und Problemlösen. Ich berichte über Grundlagen (H.-O. Carmesin (2018) Entstehung dunkler Energie durch Quantengravitation – Universal Model for the Dynamics of Space, Dark Matter and Dark Energy. Berlin, Verlag Dr. Köster.), Lernvoraussetzungen, Binnendifferenzierung und Erfahrungen aus dem Unterr