Quantenschaum

Jenseits des etablierten Standardmodells der Elementarteilchenphysik und der Allgemeinen Relativitätstheorie, d.h. Quantengravitation, Supersymmetrie und Supergravitation, Stringtheorien...

Quantenschaum

Beitragvon Alexander » 14. Mär 2010, 18:21

Hallo!

Irgendwie passt das doch nicht ganz. Laut der Theorie des Quantenschaums könnten ja die Fluktuationen von virtuellen Teilchen zu Mini-Universen führen, die durch die Inflation zu Makro-Universen aufgebläht werden. Unter anderem wurde ja auch behauptet, dass so unser Universum entstand. Widerspricht das nicht der Aussage, dass vor dem Urknall keine Raumzeit existent war? Denn diese Fluktuationen benötigen doch einen Raum, um abzulaufen? Oder braucht das Vakuum allein gar keinen Raum? Oder sollen diese Fluktuationen in einem bereits vorhandenen Universum abgelaufen sein?

Weiß da jemand weiter?
Alexander
 

Re: Quantenschaum

Beitragvon tomS » 14. Mär 2010, 19:58

Das ist etwas aus dem Zusammenhang gerissen. Es gibt sicher nicht "die" Theorie vom Quantenschaum; das ist ein weites Feld, das sich ggw. in der Entwicklung befindet. Ein Kandidat ist die Schleifenquantengravitation, einer ihrer Väter der amerikanische Physiker Lee Smolin:

http://www.wissenschaft-online.de/spekt ... ntenrz.pdf

Zunächst mal wäre der "Startzeitpunkt" einer derartigen Fluktuation ja dann nicht mehr der Urknall, sondern "nur" der Moment, ab dem sich die Fluktuation beginnt, inflationär auszudehnen. Es gäbe dann gar keinen Urknall im Sinne einer Singularität mehr. Der Urknall ist ja ein gedachte Moment, den man erhält, wenn man die Geschichte des Universums zurückverfolgt. In dem von dir genannten Modell ändern sich jedoch die Regeln während des Zurückverfolgens dahingehend, dass eben nicht mehr alles von einem Punkt ausging.

Der Quantenschaum existiert auch nicht "im Raum", sondern er "ist" der Raum. Denk dir mal einige Punkte (sog. Vertizes) und verbinde einige der Punkte durch Linien; dann werden an die Punkte und Linien noch entsprechend einiger mathematischer Gesetzmäßigkeiten Zahlen geschrieben. Jeder Punkt repräsentiert ein Raum- oder Volumenquant, jede Linie ein Flächenquant. Dies versteht man, in dem man zum sogenannten dualen Bild übergeht: Denk dir, dass jeder Punkt eine (unregelmäßig geformte) Volumenzelle repräsentiert, die durch glatte Flächen von ihrer Nachbarzelle getrennt ist. Die Flächen sind sowas die die Seifenhaut im Schaum, jeweils ein Punkt befindet sich in der Mitte einer Zelle aus Seifenschaum. Demnach durchstoßen die gedachten Verbindungslinien zwischen den Punkten genau jeweils eine Fläche und repräsentieren deren Wert.

Das Komplizierte (Unmögliche ?) ist nun, sich alles wegzudenken außer den Punkten und den Verbindungslinien. Es gibt keine dreidimensionalen Raum mehr, in dem der Seifenschaum eingebettet ist. Wenn man keine Punket mehr hat, dann ist auch der Raum verschwunden. Es handelt sich nicht darum, dass dann leerer Raum da wäre, sondern buchstäblich kein Raum. Das wäre ein einigermaßen mathematisch gut untermauertes Modell eines Quantenschaums
Gruß
Tom

Er muss sozusagen die Leiter wegwerfen, nachdem er auf ihr hinaufgestiegen ist.
Ludwig Wittgenstein
Benutzeravatar
tomS
Site Admin
 
Beiträge: 6240
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Quantenschaum

Beitragvon Skeltek » 15. Mär 2010, 10:06

Ein Zeitpunkt an dem es keine Raumzeit gab existierte meiner Meinung nach nie(Wortspiel!)
Wir messen Zeit anhand der Geschwindigkeit, in denen physikalische Prozesse im Raum geschehen; als Anhaltspunkt eignen sich Messverfahren an Teilchen und Prozesse, die erfahrungsgemäß bei allen Teilchensystemen derselben Art gemutmaßt gleich schnell ablaufen(zum Beispiel Eigenschwingungen von elektrischen Schwingkreisen gleicher Kapazität und Induktivität, oder Dauer des Überganges eines Elektrons von einem in einen anderen Zustand im immer gleichen Atomtyp).

Die verfolgt man den Zeitstrahl zurück zum Urknall kann man zu jedem Zeitpunkt lediglich die Relation von Prozessgeschwindigkeiten zueinander in Beziehung setzen um den Zeitpunkt zu ermitteln, an dem man gerade die Betrachtung durchführt.
Entweder man endet damit, dass die Teilchenprozesse unendlich langsam oder unendlich schnell beim Urknall abgelaufen sind. Wenn man einen "Anfang" der Raumzeit annehmen würde, müsste man um diesen zu ergründen die Betrachtungsintervalle hin zum Zeitpunkt "Null" immer halbieren.
Damit stellt man fest, dass am Anfang alles langsamer ablief oder schneller.
Es gibt so gesehen keinen "Zeitpunkt Null". Das Problem ist lediglich die Skalierung unserer Messlatte mit Namen "Stopuhr", die wir bei Urknallbetrachtungen stark verzerren.
Wie man sich die Reise an den Anfang der Raumzeit eher vorstellen kann: Es ist wie eine Spirale, die immerzu auf einen Koordinatenursprung zu stürzt, aber nie ihre transverale Vektorkomponente im Bezug zum radialen Abstand verliert. Der Koordinatenursprung existiert und ist eigentlich der innere Startpunkt der Spirale, wird aber wenn man die Spirale von einem beliebigen Punkt aus zurück verfolgt niemals erreicht.

So gesehen ist egal was unser Universum hervorgebracht hat bereits während der gesammten Existenz der Raumzeit auch existent gewesen, einen Anfang kann man ihm genau wie der Raumzeit nicht zuordnen.
Die plausibelste Erklaerung jedes hinreichend komplizierten Systems ist falsch

Unentscheidbarkeit für Dummies: Dieser Satz ist wahr
oder
Diese Menge hat zwei Elemente: A und B
Skeltek
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
 
Beiträge: 1744
Registriert: 25. Mär 2008, 23:51

Re: Quantenschaum

Beitragvon tomS » 15. Mär 2010, 11:22

Es ist tatsächlich schwierig, das alles bis zu einem "Urknall" zurückzuverfolgen. Einiges davon hat Skeltek angesprochen:
1) physikalische Zeit (keine Koordinatenzeit) ist definiert durch physikalische Prozesse; diese sind evtl. nahe des Urknalls andersartig, so dass sie eine Defintion von Zeit im herkömmlichen Sinne nicht zulassen
2) der Urknall wird durch eine Extrapolation von "Zeit heute" in die Vergangenheit bestimmt (z.B. in kosmologischen Modellen); diese Extrapolation scheitert dann, wenn der Zeitverlauf früher anders aussah und die Extrapolation nicht mehr funktioniert (das passiert bereits beim inflationären Szenario)
3) Theorien des Quantenschaumes lassen vermuten, dass wir uns nahe des Urknalls von einer kontinuierlichen Zeit verabschieden müssen
4) die Idee des Multiversums, aus dem im Rahmen von Fluktuationen neue Universen entstanden, bedeutet letztlich, dass der Urknall "nur" der Ablösezeitpunkt unseres Universums vom Multiversum war, nicht jedoch der Geburtsmoment des ggf. ewig existierenden Multiversums

Zurück zum Begriff des Quantenschaums: dieser wurde zunächst von John Archibald Wheeler geprägt als anschauliche Vorstellung des Auflösens der glatten Raumzeit in eine schaumartige Struktur, wobei jedoch noch gar keine mathematische Theorie zugrundelag, um die Details zu untersuchen. Betrachtet man die modernen Theorien zur Quantenravitation, so deuten sich recht unterschiedliche Modelle an. Im Rahmen der
- Spinnetzwerke entsteht "Spin-Schaum" als zeitliche Sicht auf ein Spinnetzwerk, d.h. als "Film, der die zeitliche Entwicklung des Spinnetzwerkes zeigt"; die Struktur ist diskret (siehe mein letzter Beitrag)
- Stringtheorie wäre die Raumzeit evtl. bis hin zu kleinsten Skalen glatt, allerdings entstünden immer kleinere wurm- bzw. blasenartige Fortsätze

Es gibt also nicht die Theorie des Quantenschaumes
Gruß
Tom

Er muss sozusagen die Leiter wegwerfen, nachdem er auf ihr hinaufgestiegen ist.
Ludwig Wittgenstein
Benutzeravatar
tomS
Site Admin
 
Beiträge: 6240
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Quantenschaum

Beitragvon Alexander » 15. Mär 2010, 16:48

Wäre das falsch:

Vor dem Urknall könnte es einen Quantenschaum gegeben haben, der bereits eine Raumzeit darstellte und aus dem neue Raumzeitblasen entstehen können, wenn die Energiedichte fluktuierender virtueller Teilchen an einer Stelle zu groß wird.

Zu diesem Thread bin ich ja auch nur darum gekommen, da ich immer wieder gelesen habe, dass in dem Quantenschaum vor dem Urknall virtuelle Teilchen die Raumzeit gekrümmt haben sollen und so neue Mini-Universen abschnüren. Das es vor dem Urknall schon eine Raumzeit gegeben haben soll, hat mich verunsichert.
Wenn virtuelle Teilchen, die ja zunächst nur virtuell, nicht reell sind, die Raumzeit so stark krümmen sollen, dass neue Universen entstehen, müssen sie doch doch eine ziemlich hohe Masse haben, oder? Ergibt das Sinn?



Was soll eigentlich in den Theorien des Quantenschaums, in denen der Schaum ja den Raum darstellt, "außerhalb" des Quantenschaums sein? Was ich fragen will ist, soll der Quantenschaum noch in etwas anderem eingebettet sein oder ist bei ihm Schluss?
Alexander
 

Re: Quantenschaum

Beitragvon tomS » 15. Mär 2010, 18:59

Alexander hat geschrieben:Vor dem Urknall könnte es einen Quantenschaum gegeben haben, der bereits eine Raumzeit darstellte und aus dem neue Raumzeitblasen entstehen können, wenn die Energiedichte fluktuierender virtueller Teilchen an einer Stelle zu groß wird.
Passt soweit, aber du solltest im Detail sagen, was du nun genau unter Urknall verstehst.


Alexander hat geschrieben:... dass in dem Quantenschaum vor dem Urknall virtuelle Teilchen die Raumzeit gekrümmt haben sollen und so neue Mini-Universen abschnüren.
virtuelle Teilchen? ich denke eher generell Fluktuationen, ohne dabei an konkrete Teilchen zu denken; evtl. der Quantenschaum alleine?


Alexander hat geschrieben:Was soll eigentlich in den Theorien des Quantenschaums, in denen der Schaum ja den Raum darstellt, "außerhalb" des Quantenschaums sein? Was ich fragen will ist, soll der Quantenschaum noch in etwas anderem eingebettet sein oder ist bei ihm Schluss?
Im Falle der Schleifenquantengravitation / Spinschaum-Modellen gibt es nichts außer dem Spinschaum; dieser existiert nicht im Raum, sondern ist der Raum
Gruß
Tom

Er muss sozusagen die Leiter wegwerfen, nachdem er auf ihr hinaufgestiegen ist.
Ludwig Wittgenstein
Benutzeravatar
tomS
Site Admin
 
Beiträge: 6240
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Quantenschaum

Beitragvon Alexander » 15. Mär 2010, 19:41

tomS hat geschrieben:
Alexander hat geschrieben:Vor dem Urknall könnte es einen Quantenschaum gegeben haben, der bereits eine Raumzeit darstellte und aus dem neue Raumzeitblasen entstehen können, wenn die Energiedichte fluktuierender virtueller Teilchen an einer Stelle zu groß wird.
Passt soweit, aber du solltest im Detail sagen, was du nun genau unter Urknall verstehst.


Das was du sagtest, der Beginn ab der Inflation, ab der sichi die Fluktuation als Universum entwickelt. Oder habe ich das aus deinem ersten Beitrag falsch aufgefasst: "Zunächst mal wäre der "Startzeitpunkt" einer derartigen Fluktuation ja dann nicht mehr der Urknall, sondern "nur" der Moment, ab dem sich die Fluktuation beginnt, inflationär auszudehnen. Es gäbe dann gar keinen Urknall im Sinne einer Singularität mehr. Der Urknall ist ja ein gedachte Moment, den man erhält, wenn man die Geschichte des Universums zurückverfolgt. In dem von dir genannten Modell ändern sich jedoch die Regeln während des Zurückverfolgens dahingehend, dass eben nicht mehr alles von einem Punkt ausging."?


tomS hat geschrieben:
Alexander hat geschrieben:... dass in dem Quantenschaum vor dem Urknall virtuelle Teilchen die Raumzeit gekrümmt haben sollen und so neue Mini-Universen abschnüren.
virtuelle Teilchen? ich denke eher generell Fluktuationen, ohne dabei an konkrete Teilchen zu denken; evtl. der Quantenschaum alleine?


Ich kam darum auf virtuelle Teilchen, da man ja überall liest:" Im Vakuum entstehen laut der Quantenmechanik fortwährend virtuelle Teilchen, die sich sofort wieder vernichten und wieder in den Zustand der Vakuumenergie übergehen; auch in Wikipedia stand im Artikel Quantenschaum (http://de.wikipedia.org/wiki/Quantenschaum), dass der Raum von virtuellen Teilchen zu Schaum gekümmt wird. Darum dachte ich, man kann das vor dem Urknall auch annehmen, aber ich denke, da gehen die Meinungen ohnehin auseinander, was da gewesen sein könnte, oder ob es überhaupt Sinn macht, über Ereignisse vor dem Urknall zu sprechen, obwohl es ja eigentlich ziemlich naheliegend ist, auch wenn Diskussionen auf diesem Gebiet immer Spekulationen sein werden.
Aber ist das grundsätzlich falsch mit den virtuellen Teilchen vor dem Urknall? Aber diese Vakuumfluktuationen werden doch nur von virtuellen Teilchen ausgelöst, oder können die auch von etwas anderem ausgelöst werden?


tomS hat geschrieben:
Alexander hat geschrieben:Was soll eigentlich in den Theorien des Quantenschaums, in denen der Schaum ja den Raum darstellt, "außerhalb" des Quantenschaums sein? Was ich fragen will ist, soll der Quantenschaum noch in etwas anderem eingebettet sein oder ist bei ihm Schluss?
Im Falle der Schleifenquantengravitation / Spinschaum-Modellen gibt es nichts außer dem Spinschaum; dieser existiert nicht im Raum, sondern ist der Raum


Also ist der Raum auch bei uns hier auf der Erde aus den selben Quanten (sind doch Quanten, oder?) aufgebaut, die außerhalb des Universums oder sonstwo auch den Raum aufbauen?
Alexander
 

Re: Quantenschaum

Beitragvon tomS » 15. Mär 2010, 19:52

Alexander hat geschrieben:Das was du sagtest, der Beginn ab der Inflation ...
Passt, wollte nur sichergehen.


Alexander hat geschrieben:... Im Vakuum entstehen laut der Quantenmechanik fortwährend virtuelle Teilchen ... Aber diese Vakuumfluktuationen werden doch nur von virtuellen Teilchen ausgelöst
Vakuumfluktuationen können für jedes existierende (quantenmechanische) Feld entstehen; mit Teilchen meint man meist irgendwelche heute bekannten Teilchen; wenn man aber die Theorie des Quantenschaumes ernst nimmt, dann fluktuiert der Raum selbst, also auch ohne weitere Teilchen. Passt aber.


Alexander hat geschrieben:Also ist der Raum auch bei uns hier auf der Erde aus den selben Quanten (sind doch Quanten, oder?) aufgebaut, die außerhalb des Universums oder sonstwo auch den Raum aufbauen?
Wenn diese Theorien zutreffen, dann ist der Raum überall aus diesen Raumzeitquanten aufbgebaut. Ich hoffe mit "außerhalb des Universums" meinst du "außerhalb unseres sichtbaren Universums", d.h. in den "anderen Universen", die neben unseren ebenfalls aus derartigen Fluktuationen entstanden sind. Denn wörtlich verstanden kann es außerhalb des Universums nichts geben ...
Gruß
Tom

Er muss sozusagen die Leiter wegwerfen, nachdem er auf ihr hinaufgestiegen ist.
Ludwig Wittgenstein
Benutzeravatar
tomS
Site Admin
 
Beiträge: 6240
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Quantenschaum

Beitragvon Skeltek » 15. Mär 2010, 23:28

Das Wort virtuell bei "virtuelle Teilchen" ist etwas strittig. Man kann sie als reale Teilchen mit extrem kurzer Lebensdauer betrachten oder gar nicht als Teilchen...

back to topic: Dass man sich den Urknall als Explosion ursprünglich vorstellte, die von einem singulären Zustand ausgeht liegt daran, dass man merkte alles bewegt sich voneinander weg und annahm, es wird durch Gravitation gebremst. Heute vermuten wir, es sei genau anders herum. Da das Universum sich beschleunigt ausdehnt, impliziert das Auseinanderdriften nicht mehr nicht, dass es von einem singulären Zustand ausging.
Ich denke sich dies bewusst zu machen ist wichtig, um die Wahrscheinlichkeit dieses Anfangszustandes des Universums als Quantenschaum richtig einzuschätzen.

Gruß, Skel
Die plausibelste Erklaerung jedes hinreichend komplizierten Systems ist falsch

Unentscheidbarkeit für Dummies: Dieser Satz ist wahr
oder
Diese Menge hat zwei Elemente: A und B
Skeltek
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
 
Beiträge: 1744
Registriert: 25. Mär 2008, 23:51

Re: Quantenschaum

Beitragvon tomS » 16. Mär 2010, 01:10

Ja, ich halte den Begriff "virtuelle Teilchen" ebenfalls für problematisch. Er suggeriert zunächst, dass man ein klares Verständnis von realen Teilchen hat; allerdings beschreibt der qm Formalismus eben überhaupt keine Teilchen im herkömmlichen Sinn, sondern mathematisch gesprochen Anregungszustände in einem Hilbertraum. In bestimmten Fällen lassen sich dabei Phänomene konstruieren, die an klassische Prozesse erinern. Außerdem ist das in einem Feynmandiagramm gezeichnete virtuelle Teilchen nicht genau ein Teilchen, sondern es steht stellvertretend für ein Integral über die Gesamtheit aller möglichen ausgetauschten Teilchen. Man sollte den Begriff also nur verwenden, wenn man wirklich weiß, was gemeint ist, da er sonst suggeriert, amn wäre quasi wieder in der klassischen Welt angelangt - mitnichten!

Ein Beispiel, was an virtuellen Teilchen so seltsam ist: sie verletzen die bekannte Beziehung E² - p² = m² zwischen Energie E Impuls p und Ruhemasse m.

Zum Urknall: dieser ist ja - wie wir gesehen haben - die zeitliche Zurückverfolgung der Geschichte des Universums bis zu einem letztmöglichen Punkt. Dieser hat nun aber seltsame Eigenschaften: er liegt nicht im Raum, sondern er steht gewissermaßen vor Raum und Zeit. Er ist eine Idealisierung bzw. sogar ein Hinweis auf das Versagen der Theorie (sie lässt hier keine weitere Extrapolation in die Vergangenheit zu). Es handelt sich dabei nicht notwendigerweise um einen Punkt ...

Die Idee der Quantengravitation wurde teilweise überhaupt erst angedacht, um eben dieses mathematsiche Relikt Urknall loszuwerden ...
Gruß
Tom

Er muss sozusagen die Leiter wegwerfen, nachdem er auf ihr hinaufgestiegen ist.
Ludwig Wittgenstein
Benutzeravatar
tomS
Site Admin
 
Beiträge: 6240
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Quantenschaum

Beitragvon tomS » 16. Mär 2010, 07:21

Nochmal zum Urknall: es gibt eine "Spielzeugversion" der LQG, die sogenannte LQC; in dieser geht dem Urknall eine Kontraktionsphase eines Vorgängeruniversum voraus, der Überhang findet ohne Singularität statt (sog. "Big Bounce"). Die Theorie steckt noch in der Entwicklugn, das darf also keinesfalls als gesicherte Erkenntnis verstanden werden. Jedenfalls ist es Hinweis, dass der Quantenschaum nicht notwendigerweise ein Multiversum mit unendlich vielen daraus entstehenden Tochteruniversen bedeuten muss.
Gruß
Tom

Er muss sozusagen die Leiter wegwerfen, nachdem er auf ihr hinaufgestiegen ist.
Ludwig Wittgenstein
Benutzeravatar
tomS
Site Admin
 
Beiträge: 6240
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Quantenschaum

Beitragvon Alexander » 16. Mär 2010, 17:55

Das mit dem Big Bounce soll ja auch an Anhängern verloren haben, seit bekannt ist, dass sich das Universum seit etwa 7 Milliarden Jahren beschleunigt ausdehnt.


Können nun eigentlich aus dem Quantenschaum innerhalb unseres Universums neue Universen entstehen? Und wenn ja, warum merken wir das nicht, wenn da ein Universum entstehen würde, dass sich wie das unsere ausdehnt?
Alexander
 

Re: Quantenschaum

Beitragvon Skeltek » 16. Mär 2010, 18:33

Alexander hat geschrieben:Das mit dem Big Bounce soll ja auch an Anhängern verloren haben, seit bekannt ist, dass sich das Universum seit etwa 7 Milliarden Jahren beschleunigt ausdehnt.


Da sollte etwas nicht verwechselt werden. Es gab damals Theorien, die besagten, dass das Universum sich zyklisch durch einen Big Bounce erneuert, also sich irgendwann wieder zusammen zieht und nach einer singulären Phase(oder auch nicht) das nächste Universum entsteht. Daß es kein Ende des Universums zu geben scheint(!) bedeutet aber nicht, dass es am Anfang keinen Bounce gab.

Im übrigen habe ich niemals gelesen, wie man genau darauf kommt, dass die Expansion beschleunigt stattfindet. Es ist meiner Meinung nach völlig normal, dass sich weiter entfernte Objekte im Universum auch schneller weg bewegen. Der Rückschluss, dass sich weg bewegende Objekte genauso schnell wie die bereits weiter entfernten bewegen werden, wenn sie deren jetzige Position irgendwann erreichen halte ich für fragwürdig. Dieser Umstand der oft angeführt wird ist bei allen Universen zu beobachten, egal ob sie beschleunigt oder gebremst expandieren.
Aber ich will nicht weiter vom Topic weg leiten...
Die plausibelste Erklaerung jedes hinreichend komplizierten Systems ist falsch

Unentscheidbarkeit für Dummies: Dieser Satz ist wahr
oder
Diese Menge hat zwei Elemente: A und B
Skeltek
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
 
Beiträge: 1744
Registriert: 25. Mär 2008, 23:51

Re: Quantenschaum

Beitragvon Alexander » 16. Mär 2010, 18:59

War das nicht die Sache, dass Supernovaexplosionen in einer bestimmten Entfernung nicht die Helligkeit hatten, die sie eigentlich haben sollten, sondern dunkler waren? So hab ichs jedenfalls in Erinnerung.
Alexander
 

Re: Quantenschaum

Beitragvon gravi » 16. Mär 2010, 19:14

Ich habe dazu auch mal eine Zwischenfrage:

Nach dem Durchlesen aller postings hier könnte man zu dem Schluss kommen, dass man unter dem Quantenschaum (oder Spin- Schaum) eine bestimmte Struktur der Raumzeit auf Quantenebene versteht - mal salopp ausgedrückt.
Die Raumzeit soll also auf kleinsten Skalen nicht mehr glatt, sondern "rauh" sein.

Nun gehe ich aber einfach mal in das Zentrum eines Schwarzen Loches. Meines Wissens besagt die Stringtheorie, dass hier die ehemalige Materie völlig aufgelöst, verzerrt ist zu - eben einem Quantenschaum.

Wir haben es also mit 2 verschiedenen Begriffen zu tun: Der materiefreien Raumzeit und dem exakten Gegenteil, dem dichtgepacktetsten überhaupt möglichen Materiezustand. Was darf ich nun glauben? Es kann ja wohl nicht beides ein gleichartiger Zustand sein...

Gruß
gravi
Neugierde und Entdeckungseuphorie sind der Dünger für unser Gehirn
gravi himself
Benutzeravatar
gravi
Site Admin
 
Beiträge: 4486
Registriert: 26. Nov 2005, 18:55
Wohnort: Münchhausen

Re: Quantenschaum

Beitragvon tomS » 16. Mär 2010, 20:04

Alexander hat geschrieben:Das mit dem Big Bounce soll ja auch an Anhängern verloren haben, seit bekannt ist, dass sich das Universum seit etwa 7 Milliarden Jahren beschleunigt ausdehnt.
Das eine hat mit dem wenig zu tun. Was du meinst ist die Tatsache, dass unser Universum wohl nicht kollabieren wird und es deswegen keine (irgendwie gearteten) Endknall geben wird. Der heute untersuchte Big Bounce wird aber intensiv diskutiert (und inzwischen auch erstmals durch Modelle untermauert), da man sich eine vermeidung des singulären (unphysikalischen) Urknalls erhofft. Dieser ist aber - im Gegensatz zum Endknall - bei Anwendug der klassischen ART unausweichlich.
Gruß
Tom

Er muss sozusagen die Leiter wegwerfen, nachdem er auf ihr hinaufgestiegen ist.
Ludwig Wittgenstein
Benutzeravatar
tomS
Site Admin
 
Beiträge: 6240
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Quantenschaum

Beitragvon tomS » 16. Mär 2010, 21:53

gravi hat geschrieben:Nun gehe ich aber einfach mal in das Zentrum eines Schwarzen Loches.
Viel Spaß! Hoffentlich schreibst du dann hier, was da so los war ...

gravi hat geschrieben:Meines Wissens besagt die Stringtheorie, dass hier die ehemalige Materie völlig aufgelöst, verzerrt ist zu - eben einem Quantenschaum.
Auf jeden Fall sollte hier die herkömmliche Raumzeit nicht mehr fundamental sein, sondern sich in einzelne Strings auflösen; was mit der (zehndimensionalen) Raumzeit passiert, in der sich der String bewegt, ist m.E. noch unverstanden.

gravi hat geschrieben:Die Raumzeit soll also auf kleinsten Skalen nicht mehr glatt, sondern "rauh" sein.
Je nachdem, weche Theorie man betrachtet; es gibt nicht den Quantenschaum; unterschiedliche Theorien entwerfen hier ein unterschiedliches Bild.

gravi hat geschrieben:Wir haben es also mit 2 verschiedenen Begriffen zu tun: Der materiefreien Raumzeit und dem exakten Gegenteil, dem dichtgepacktetsten überhaupt möglichen Materiezustand. Was darf ich nun glauben? Es kann ja wohl nicht beides ein gleichartiger Zustand sein...
Das "klassische Schwarze Loch" als dichtestmöglicher Materiezustand wird so wohl nicht mehr gelten.
Gruß
Tom

Er muss sozusagen die Leiter wegwerfen, nachdem er auf ihr hinaufgestiegen ist.
Ludwig Wittgenstein
Benutzeravatar
tomS
Site Admin
 
Beiträge: 6240
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Quantenschaum

Beitragvon Alexander » 17. Mär 2010, 13:54

Stimmt, ich habe das verwechselt, ich dachte, in der Theorie des Big Bounce steckt mit drin, dass das Universum pulsiert. Dabei ist das die Theorie des oszillierenden Universums, der Big Bounce will ja nur beschreiben, dass es vor unserem Kosmos einen anderen Kosmos gab, der kontrahierte und unseren hervorbrachte.
Und das stimmt aber, dass im Modell des Big Bonce die Singularität umgangen werden kann? Oder ist es gerade das, woran geforscht wird?



Um zum Quantenschaum zurückzukommen: stimmt es dann, dass aus dem Quantenschaum in unserem Universum eigentlich immer neue Universen entstehen können? Wenn ja, warum merken wir von diesen Universen nichts?
Alexander
 

Re: Quantenschaum

Beitragvon tomS » 17. Mär 2010, 14:10

Alexander hat geschrieben:... dass im Modell des Big Bonce die Singularität umgangen werden kann?
Es gibt kein "Modell des Big Bounce"; zunächst gab es dieIdee, dass es sowas geben könnte. Nun gibt es eine Theorie, die sogenannte Loop Quantum Cosmology (LQC), die eine extrem einfache Näherunsgversion der vollen Loop Quantum Gravity (LQG)darstellt. Im wesentlichen kann die LQC nur kugelsymmetrische Universen beschreiben, also keine anderen Fluktuationen. Aus dieser Theorie lässt sich der Big Bounce und damit die Vermeidung der Singularität mathematisch ableiten. Im Weiteren sollten diese Überlegungen von der LQC auf die volle LQG übertragen werden. Damit würde es sich eben nicht um ein Modell sondern um die Folgerung aus einer vollständigen Theorie handeln.


Alexander hat geschrieben:stimmt es dann, dass aus dem Quantenschaum in unserem Universum eigentlich immer neue Universen entstehen können? Wenn ja, warum merken wir von diesen Universen nichts?
Nochmal: es gibt nicht "die" Theorie des Quantenschaumes, sondern es gab dazu zunächst ebenfalls eine grobe Idee. Inzwischen existiert eine sehr konkrete Theorie, die o.g. LQG. Im Rahmen der LQG gibt es m.W.n. keine Erkenntnisse übder die Entstehung von immer neuen Universen aus einem Multiversum; es gibt aber m.E. auch kein Argument, dass das grundsätzlich ausschließt. Die Modelle des Multiversums sind anders geartet, es handelt sich dabei um die sogenannte "ewige Inflation". Die beiden Entwicklungslinien stehen momentan ziemlich unverbunden nebeneinander.

Wenn es denn diese weiteren Universen gäbe, dann sollte klar sein, warum sie unbeobachtbar sind. Stell dir eine unendlich ausgedehnte Gummihaut als Multiversum vor; daraus entstehen spontan lokale Blasen (wie Luftballons oder Kaugummis). Jede Blase entspräche eines Universum. Damit ist aber klar, dass du eine andere Blase nicht sehen kannst.
Gruß
Tom

Er muss sozusagen die Leiter wegwerfen, nachdem er auf ihr hinaufgestiegen ist.
Ludwig Wittgenstein
Benutzeravatar
tomS
Site Admin
 
Beiträge: 6240
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Quantenschaum

Beitragvon Alexander » 17. Mär 2010, 14:43

tomS hat geschrieben:
Alexander hat geschrieben:stimmt es dann, dass aus dem Quantenschaum in unserem Universum eigentlich immer neue Universen entstehen können? Wenn ja, warum merken wir von diesen Universen nichts?
Nochmal: es gibt nicht "die" Theorie des Quantenschaumes, sondern es gab dazu zunächst ebenfalls eine grobe Idee. Inzwischen existiert eine sehr konkrete Theorie, die o.g. LQG. Im Rahmen der LQG gibt es m.W.n. keine Erkenntnisse übder die Entstehung von immer neuen Universen aus einem Multiversum; es gibt aber m.E. auch kein Argument, dass das grundsätzlich ausschließt. Die Modelle des Multiversums sind anders geartet, es handelt sich dabei um die sogenannte "ewige Inflation". Die beiden Entwicklungslinien stehen momentan ziemlich unverbunden nebeneinander.


Also die Theorien des Quantenschaums und die Ewige Inflation haben nichts miteinander zu tun?

tomS hat geschrieben:Wenn es denn diese weiteren Universen gäbe, dann sollte klar sein, warum sie unbeobachtbar sind. Stell dir eine unendlich ausgedehnte Gummihaut als Multiversum vor; daraus entstehen spontan lokale Blasen (wie Luftballons oder Kaugummis). Jede Blase entspräche eines Universum. Damit ist aber klar, dass du eine andere Blase nicht sehen kannst.


So klar finde ich das ehrlich gesagt gar nicht. Unser Universum besitzt ja keine richtigen Wände, das haben wir an anderer Stelle schon mal diskutiert. Wenn sich neben unserer Raumzeitblase noch andere Raumzeitblasen ausdehnen, würden wir das merken, wenn sich zwei Blasen anfingen zu "durchdringen"? Gab es da nicht die Theorie des zyklischen Universums, dass zwei Branen miteinander kollidieren?

Und um das nochmal festzuhalten (nicht das ich mir es falsch einpräge): es gibt zwar keine deutlichen Widersprüche dafür, dass immer neue Universen aus dem Quantenschaum entstehen, aber auch keine deutlichen Hinweise dafür? Und innerhalb unseres Universums entstehen keine neuen Universen, sondern nur "auf der Oberfläche" unserer Raumzeitblase?
Alexander
 

Re: Quantenschaum

Beitragvon tomS » 17. Mär 2010, 15:52

Alexander hat geschrieben:Wenn sich neben unserer Raumzeitblase noch andere Raumzeitblasen ausdehnen, würden wir das merken, wenn sich zwei Blasen anfingen zu "durchdringen"? Gab es da nicht die Theorie des zyklischen Universums, dass zwei Branen miteinander kollidieren?
Zunächst mal ist das nicht "daneben". Wir benötigen für das anschauliche Bild dieser Blasen einen dreidimensionalen Raum, in dem die Blasen eingebettet sind. Unser Universum entspräche aber nicht dem Inneren dieser Blase, sondern der Oberfläche! D.h. man muss das Bild leider um eine Dimension reduzieren, um es sich vorstellen zu können. Damit ist aber der Raum, in den die Blasen (aus Gründen der Anschaulichkeit) eingebettet sind, in der Realität gar nicht existent! Man kann nicht von einer Blase zur anderen schauen und sie werden sich wohl auch nicht berühren.

Die Idee mit den Branen gibt es auch, aber die ist wieder vetwas ganz was anderes; in diesem Bild gäbe es den dazwischenliegenden Raum tatsächlich. Lass das mal weg,sonst verzetteln wir uns.


Alexander hat geschrieben:Und um das nochmal festzuhalten (nicht das ich mir es falsch einpräge): es gibt zwar keine deutlichen Widersprüche dafür, dass immer neue Universen aus dem Quantenschaum entstehen, aber auch keine deutlichen Hinweise dafür? Und innerhalb unseres Universums entstehen keine neuen Universen, sondern nur "auf der Oberfläche" unserer Raumzeitblase?
Es gibt ggw. keine Hinweise, lediglich mathematische Konstrukte, die das evtl. nahelegen; d.h. es ist Spekulation. Dann: wie oben gesagt, die Oberfläche der Blase ist unser Universum; das Innere existiert nicht. Und daraus folgt, dass tatsächlich in unserem Universum neue Blasen entstehen könnten,die sich quasi abnabeln und unsichtbar werden.
Gruß
Tom

Er muss sozusagen die Leiter wegwerfen, nachdem er auf ihr hinaufgestiegen ist.
Ludwig Wittgenstein
Benutzeravatar
tomS
Site Admin
 
Beiträge: 6240
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Quantenschaum

Beitragvon Skeltek » 17. Mär 2010, 17:15

Verst-ehe nicht- was du meinst, das Z-ent-rum des schwarz-en Lochs ist- doch völlig mat-eriefrei? Und der gemut-maßt-e Z-ust-and des Universums am Anfang war ja auch völlig dicht-?
Sorry, meine T-ast-at-ur spinnt- z-ur Z-eit- et-was...
Die plausibelste Erklaerung jedes hinreichend komplizierten Systems ist falsch

Unentscheidbarkeit für Dummies: Dieser Satz ist wahr
oder
Diese Menge hat zwei Elemente: A und B
Skeltek
Ehrenmitglied
Ehrenmitglied
 
Beiträge: 1744
Registriert: 25. Mär 2008, 23:51

Re: Quantenschaum

Beitragvon gravi » 17. Mär 2010, 18:46

Na, also völlig materiefrei kann das Zentrum eine SL's wohl nicht sein. Wenn es z.B. 1 Million Sonnenmassen beinhaltet, müssen die ja irgendwo bleiben. Ob nun Punkt- oder Ringsingularität (wobei ich bei beiden die unendlich kleine Ausdehnung mal ausklammere), sie nehmen einen "Raum" im Zentrum ein. Dass die Materie nicht spurlos "irgendwohin" verschwindet, zeigt uns ja die Gravitationswirkung an. Jedenfalls kann doch das Zentrum nicht materiefrei sein, irgendwo muss das Zeug ja bleiben, ob es nun als Quantenschaum oder Wasweißich dort existiert. Es ist ja auch noch nicht einmal gesagt, dass SL's in der von uns angenommenen Form existieren. Es könnten ebensogut Fuzzballs oder Holosterne sein, die vermeiden dann gleich auch Singularitäten und den Quantenschaum, sondern gehen direkt zu Stringbündeln über.

Gruß
gravi
Neugierde und Entdeckungseuphorie sind der Dünger für unser Gehirn
gravi himself
Benutzeravatar
gravi
Site Admin
 
Beiträge: 4486
Registriert: 26. Nov 2005, 18:55
Wohnort: Münchhausen

Re: Quantenschaum

Beitragvon tomS » 17. Mär 2010, 20:05

Tja, das ist eines der Rätsel der Relativitätstheorie: wohin verschwindet die Materie im schwarzen Loch? Sie ist "irgendwie" in der Singularität vorhanden, aber da es sich eben um eine Singularität handelt, kann die Theorie dies nicht mehr beschreiben. Die formale Lösung der Einsteingleichung ist jedenfalls eine reine Vakuumlösung ohne jegliche Materie.

Dies ist ja auch einer der Gründe, warum man nach einer Vereinheitlichung der Gravitation mit anderen Naturkräften sucht: vor der Bildung des Schwarzen Loch gibt es Gravitation plus Materie, nach Bildung eines Schwarzen Lochs nur noch Gravitation. Angenommen das Schwarze Loch trägt elektrische Ladung: dann muss man ja irgendwie verstehn können, welche Art von Materie Träger dieser Ladung ist; reine Gravitation kann es ja nicht sein ...

In einer Theorie des Quantenschaumes würde man vermuten, dass weder Gravitation noch Materie eine Singularität ausbilden, sondern eben in einem ungewöhnlich kompakten, aber dennoch mathematisch wohldefinierbaren Zustand existieren.
Gruß
Tom

Er muss sozusagen die Leiter wegwerfen, nachdem er auf ihr hinaufgestiegen ist.
Ludwig Wittgenstein
Benutzeravatar
tomS
Site Admin
 
Beiträge: 6240
Registriert: 19. Nov 2007, 20:29

Re: Quantenschaum

Beitragvon gravi » 18. Mär 2010, 19:51

Es kann ja schließlich nicht sein, dass in einem SL die Kausalität verloren geht - Gravitation ohne Ursache.

Es ist auch nicht vorstellbar, dass die Materie einfach verschwindet und nur Gravitation zurückbleibt, wenn wir auch nur eine Vakuumlösung als Beschreibung haben.

Der Quantenschaum als etwas Kleines, Kompaktes im Zentrum ist für mich ebensogut vorstellbar wie die Stringbündel in einem Holostern. Vielleicht aber, so kam mir einmal der Gedanke, gibt es nach dem Neutronenstern doch noch einen Materiezustand, den wir bisher noch nicht einmal ansatzweise vorstellen konnten. Beim Kollaps eines massereichen Sterns entseht zumindest als Intermediärstufe kurzzeitig ein Neutronenstern, das Härteste, was es im Kosmos gibt. Allerdings wird es auch einen Zustand geben, der selbst diesen Panzer weich und kompressibel macht, sonst würden ja keine SL's entstehen.
Die Singularitäten sind eh allseits verpönt weil nicht realistisch. Vielleicht haben wir im SL einen unbekannten, exotischen Materiezustand vor uns, der durch das gesamte "Loch" dargestellt ist. Dass es also gar nicht von einem Vakuum erfüllt ist, sondern wir einen nur nochmals um Potenzen kompakteren Körper vor uns haben als ein Neutronenstern.

Nun beweise mir mal einer das Gegenteil... :mrgreen:

Ich denke wir sind uns schon einig, dass wir bisher vor einer absoluten Grenze der Physik stehen, die möglicherweise niemals überwunden werden kann. Jedenfalls wird es wohl nie den experimentellen Nachweis des tatsächlichen Aufbaus eines SL's geben.

Gruß
gravi
Neugierde und Entdeckungseuphorie sind der Dünger für unser Gehirn
gravi himself
Benutzeravatar
gravi
Site Admin
 
Beiträge: 4486
Registriert: 26. Nov 2005, 18:55
Wohnort: Münchhausen

Nächste

Zurück zu Jenseits des Standardmodells

Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: Yahoo [Bot] und 2 Gäste

cron