LQC is dead

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

Beitrag von tomS » 24. Jul 2013, 20:45

Nicht identisch aber - als symmetrische Näherung - verwandt mit der vollen Theorie:

In his review talk at loops 13 entitled "Loop Quantum Cosmology: A Eulogy" Martin Bojowald has declared that loop quantum cosmology has failed.

http://www.perimeterinstitute.ca/videos ... osmology-1
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Re: LQC is dead

Beitrag von seeker » 25. Jul 2013, 09:26

Was bedeutet das?
Was bedeutet es für die LQG?

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Re: LQC is dead

Beitrag von breaker » 25. Jul 2013, 10:03

Gibt er genaue Gründe dafür an? Wurde sie falsifiziert?

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Re: LQC is dead

Beitrag von tomS » 25. Jul 2013, 10:09

Das bedeutet, dass einige Methoden im Rahmen der LQC zu nicht vernünftig funktionieren. Es gibt z.B. Mehrdeutigkeiten und Hinweise auf Inkonsistenzen.

Und nachdem die LQC nur eine stark vereinfachte Version der LQG ist, die Vereinfachungen jedoch nicht die o.g. Punkte bewirken, hat die LQG als volle Theorie sicher auch die genannten Probleme. Dies ist auch schon lange bekannt (ich kenne ein Paper aus 2005).

An Lösungen wird in der Community m.E. nicht konsequent gearbeitet
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Re: LQC is dead

Beitrag von positronium » 25. Jul 2013, 12:15

Das liest sich aber zweideutig. "failed" deutet doch auf ein Versagen der Theorie hin, aber andererseits soll das schon länger bekannt sein... dann ist das doch keine echte Neuigkeit mehr; auch mit Sicherheit für Bojowald nicht. Hat er diese Einschätzung jetzt bewiesen? Ist nur ein Weg unbrauchbar? Oder muss man die Theorie als tatsächlich gescheitert betrachten (und sich merken, dass man sich niemals damit zu befassen braucht)?

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Re: LQC is dead

Beitrag von tomS » 25. Jul 2013, 17:07

Die Quantisierung einer Theorie ist kein Kochrezept, das man einfach anwenden kann. Dazu ist sehr viel konzeptionelle Arbeit, teilw. strenge Mathematik usw. notwendig. Im Falle anderer Theorien hat man immer wieder auch physikalische Überlegungen sowie experimentelle Hinweise nutzen können; letzteres funktioniert bei einer Theorie zur QG prinzipbedingt nicht! D.h. die Methode der Quantisierung ist (Stand heute) nicht vollständig verstanden, die Probleme sind jedoch bekannt, die LQC damit (Stand heute) als Theorie nicht brauchbar.

Ob man das jetzt reparieren kann weiß ich nicht. Dass die LQG endgültig gescheitert ist sagt Bojowald nicht.

Das Problem ist (mindestens) seit 2005 bekannt; sicher auch Bojowald. Bojowald hat das jetzt in einem sehr einfachen Modell dahingehend untermauert, dass er die prinzipiellen Probleme anhand praktischer Anwendungsfälle explizit gezeigt hat.

Man hat in den vergangenen Jahren einige der Themen nicht so ernst genommen und in andere Richtiungen geforscht. Ich gehe aber davon aus, dass sich das ändert.
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Re: LQC is dead

Beitrag von positronium » 25. Jul 2013, 18:14

tomS hat geschrieben:Im Falle anderer Theorien hat man immer wieder auch physikalische Überlegungen sowie experimentelle Hinweise nutzen können; letzteres funktioniert bei einer Theorie zur QG prinzipbedingt nicht!
Tatsächlich prinzipbedingt oder weil man wegen der Schwäche der Gravitation noch nichts entsprechendes messen konnte?
Wenn ich recht informiert bin, gibt es doch noch keinen experimentellen Hinweis auf eine Quantisierung der Gravitation, oder doch? Auf Wikipedia steht irgendwo, dass man die Quantisierung der ART anstrebt, weil die anderen Theorien ebenfalls quantisiert sind. Ist das der einzige Grund? Das erscheint mir als Argument zu schwach, als dass die Wissenschaft so viel Arbeit investiert.

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Re: LQC is dead

Beitrag von tomS » 26. Jul 2013, 00:11

positive hat geschrieben:LQC ist eh Käse. Die erklären nicht plausibel woher die Energie und Materie herkommen sollen, um den neuen BigBang herzuzaubern.


gruß
positive
Das ist natürlich eine Aussage, die uns alle wahnsinnig voranbringt.
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Re: LQC is dead

Beitrag von tomS » 26. Jul 2013, 13:24

positive hat geschrieben:[Davon abgesehen aber, LQC macht keine Aussage in welchem Stadium sich das Model zu Beginn befand bzw. wie es zu diesem Hin-und-Her kam. Das Pendeln muss einen Anfang gehabt haben. So wie der Urknall als Singularität.
Ich kenne keine einzige physikalische Theorie, die ihre Anfangsbedingungen Vorhersagen kann. Die LQC ist da nicht besser oder schlechter als irgendeine andere Theorie.
positive hat geschrieben:Die war zum Scheitern verurteilt bevor sie aufgestellt wurde.
Schön, dass das für dich so offensichtlich ist, wohingegen Ashtekar und Bojowald jahrelang darum ringen mussten. Du kannst ihnen ja helfen, dann habt ihr das sicher Null-Komma-nix geklärt.
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Re: LQC is dead

Beitrag von seeker » 26. Jul 2013, 13:35

@positive:
Ich habe den Eindruck, du urteilst da locker flockig aus der Hüfte heraus über Dinge, die du gar nicht genügend verstehst.
Urteile scheinst du mir eh recht schnell zur Hand zu haben - und oft eher in salopper und negativer Form, positive.
Meinst du nicht, dass dir durch solche Schnellurteile manches Wichtige verloren geht, sodass du vieles übersiehst?
positive hat geschrieben:Davon abgesehen aber, LQC macht keine Aussage in welchem Stadium sich das Model zu Beginn befand bzw. wie es zu diesem Hin-und-Her kam. Das Pendeln muss einen Anfang gehabt haben. So wie der Urknall als Singularität. Was soll die Theorie denn so bringen?! Die war zum Scheitern verurteilt bevor sie aufgestellt wurde.
Ich weiß nach 10s nachdenken nicht, ob man im Anfangsstadium einer Theorie diese Dinge schon abschließend geklärt haben muss.


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Re: LQC is dead

Beitrag von tomS » 26. Jul 2013, 14:48

Um da vielleicht etwas die Schärfe rauszunehmen: wir sind hier alle in er Situation, dass wie als Außenstehende, als Laien sozusagen, über eine Theorie und insbs. ihren Status diskutieren und urteilen. Ich nehme mir jetzt mal heraus, zu behaupten, dass ich die wesentlichen Ideen und Konzepte recht gut verstanden habe (insbs. da ich mit ähnlichen Konzepten aus meiner früheren Arbeit vertraut bin) und mir deswegen - mit gewissen Einschränkungen !!!!! - ein Urteil erlauben dürfte.

Aber eigtl. sollte ich - sollten wir alle - das nich tun!

Wir sollten uns darauf beschränken, Dinge zu kommentieren, zu hinterfragen o.ä. Jeder sollte mit seinen Einschätzungen sehr vorsichtig umgehen, da wir ja letztlich doch alle Laien sind. Und wenn ich z.B. einen bestimmten Punkt recht gut beurteilen kann, dann habe ich doch sicher nicht den Gesamtüberblick eines Insiders.

Daher muss ich evtl. die eine oder andere Aussage relativieren - und bitte euch, das für euch selbst ebenfalls zu tun.
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Re: LQC is dead

Beitrag von tomS » 26. Jul 2013, 16:40

Jetzt muss ich mich auf die Aussagen beziehen, als die Defekte der LQC noch nicht bekannt waren / wahrgenommen wurde.

Die Aufhebung der Singularität des Urknalls entspricht in etwa der Aufhebung der Singularität beim Fall eines elektrisch geladenen Teilchens ins Zentrum des Coulombfeldes: sowohl das Teilchen als auch die Raumzeit werden durch Wellenfunktionen ersetzt. Die Wellenfunktionen sind jedoch da, wo man eigtl. eine Singularität erwartet, regulär. Im Falle des Teilchens im Coulombfeld ist das eine direkte Folge der Lösung er DGL (die eben auch in singulären Potentialen reguläre Lösungen haben kann), im Falle der Raumzeit beruht dieser Effekt auf der Tatsache, dass im Rahmen der LQC die Gravitation auf kurzen Abständen abstoßend wirkt.

Inwieweit diese Aussagen nach den neuen Darstellungen Bojowalds noch Gültigkeit haben kann ich heute noch nicht sagen.
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Re: LQC is dead

Beitrag von Fuzzlix » 26. Jul 2013, 18:21

Ich weiss auch nicht, warum eine Singularität als Anfang unserer Raumzeit gefordert werden muss. Es geht auch ohne diese Forderung.
Sagt das eine Nichts zum anderen "Ich bin nicht du."

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Re: LQC is dead

Beitrag von gravi » 26. Jul 2013, 18:40

Eigentlich sind wir doch auch alle davon überzeugt, dass Singularitäten in der Natur gar nicht existieren, sondern nur auf dem Papier.
Man halte sich doch nur einmal vor Augen: unendlich dicht, unendlich klein und unendliche Gravitation. Das ist sicher unendlicher Unsinn, denn wo in der Natur gibt es reale Unendlichkeiten?
Als mathematische Lösung sind sie häufig nicht anfechtbar, aber die Natur wird es besser wissen als wir, oder?

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Re: LQC is dead

Beitrag von tomS » 26. Jul 2013, 18:59

positive hat geschrieben:Also ich kann das jetzt nicht nachvollziehen wie die draufkommen, dass die abstoßende Kraft einen Urknall mit exakt negativem Wert bewirken soll.
Zunächst mal zeigen sie, dass Materie bei hohen Dichten und kurzen Abständen eine abstoßende Gravitationswirkung zeigt. Nachvollziehen kannst du das nur anhand der mathematischen Arbeiten. Wichtig: es handelt sich um eine quantenmechanische Formulierung. Was du mit "exakt negativem Wert" meinst ist mir unklar.
positive hat geschrieben:Genausogut kann der Wert erneut positiv sein.
Auch das verstehe ich nicht.
positive hat geschrieben: Ich verstehe das auch nicht wie die mit der Singularität mathematisch umgehen, zumindest kann ich sie nicht nachvollziehen.
In der quantenmechanischen Formulierung gibt es keine Singularität. Anders formuliert: eine quantenmechanische Gleichung mit Potentialterm wie 1/r kann durchaus reguläre Lösungen haben. Schau dir mal das quantenmechanische Zweiteilchenproblem an.

Fuzzlix hat geschrieben:Ich weiss auch nicht, warum eine Singularität als Anfang unserer Raumzeit gefordert werden muss. Es geht auch ohne diese Forderung.
Es wird keine Singularität gefordert. Im Rahmen der ART kann man die Existenz einer Singularität beweisen. Im Rahmen einer QG versucht man sie auszuschließen.
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Re: LQC is dead

Beitrag von tomS » 26. Jul 2013, 19:31

positive hat geschrieben:Das ist ja das Problem, das ich nicht verstehe. Das Ganze ... soll dann beim Zusammenziehen des Universums quantenmechanisch werden. Das ist doch ausgeschlossen, dass du dann solche Zustände hast wie jetzt im Kosmos. Wie kommt man denn darauf, dass da quantenmechanisch noch was geht...
Man formuliert eine eingeschränkte (*) vollständig quantenmechanische Theorie der Raumzeit und zeigt (**) dass diese
1) zum einen in der Nähe der Planck-Skala die o.g. abstoßenden Effekte erzeugt, und dass sie
2) zum anderen für große Skalen die bekannten Gleichungen der ART reproduziert

(*) eingeschränkt bedeutet, dass man sphärisch symmetrische Universen betrachtet, also keine beliebigen Fluktuationen
(**) was davon noch gültig ist muss ich noch rausfinden

Was ist jetzt dein Problem?
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Re: LQC is dead

Beitrag von tomS » 26. Jul 2013, 19:38

Die heute beobachtete beschleunigte Expansion führt wohl nicht zu einer Singularität. Warum sollte sie?

Weißt du, was ich mit der Singularität bzw. deren Auflösung in der QM, z.B. bei einem Zweiteilchenproblem meine?
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Re: LQC is dead

Beitrag von tomS » 26. Jul 2013, 19:57

positive hat geschrieben:Naja in der Nähe der Planck-Skala... Wie wäre es mit unterhalb? Es gibt keine sphärisch symmetrische Universen aber, das sind doch alles nur optimale Annahmen, die dann andere Annahmen produzieren, das ist doch keine ernstzunehmende Theorie. Eine solche muss ja später diese Annahmen als real zeigen. Ich habe davon noch nicht gehört
Unterhalb natürlich auch abstoßend.

Und natürlich macht man Näherungen - eigtl. fast immer. Es handelt sich ja auch um ein einfaches Modell. Die Jungs haben bei der QM auch mit dem Wasserstoffatom angefangen, nicht mit Uran ;-)

Und natürlich ist die Theorie ernstzunehmen. Oder warum glaubst DU, dass DU dazu berufen bist, das zu beurteilen?

Und dass du davon noch nicht gehört hast ist nicht das Problem der Theorie, oder?
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Re: LQC is dead

Beitrag von tomS » 26. Jul 2013, 19:58

Und jetzt mal ernsthaft: dein Ton ist mir zu provokant. Ändere das bitte, wenn du weiterduskutieren möchtest.
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Re: LQC is dead

Beitrag von tomS » 26. Jul 2013, 22:01

positive hat geschrieben:Nun deine Art sagt mir auch nicht zu. Ich bin kein 9-Klässler..., diese Art von Vorträgen solltest du bei mir unterlassen oder in der Schule halten, um hier nicht irgendwann noch deutlicher werden zu müssen. Wir kennen uns nicht und dabei sollten wir es auch belassen.
Ja
positive hat geschrieben:Was ich meinte ist, dass ich noch nie davon gehört habe, dass die LQC irgendeine ernstzunehmende Vorhersage/Bestätigung gemacht/erhalten hätte, davon hätte man sicher was gehört.
Nun, in Fachkreisen ist die Theorie natürlich sehr bekannt.
positive hat geschrieben:Ausserdem ist die LQC offenbar an der Realität zerschellt.
Das ist sie definitiv nicht! Sie ist in eine mathematische Sackgasse geraten - aber da war Einstein mit seiner ART auch 5 Jahre.
positive hat geschrieben:ich sehe aber keinen einzigen Grund weshalb eine Singularität noch berechenbar sein sollte und weshalb das Kontrahieren des Universum nicht zu einem unvorstellbaren Zustand führen sollte.
Nun, die Mathematik liefert eben reguläre Lösungen. Das Coulombpotential im H-Atom hat eine Singularität, aber Wellenfunktionen und Energien sind wohldefiniert. Das wirst du aber nicht verstehen, wenn du dich nicht mit der Mathematik dazu befasst.
positive hat geschrieben:Da gibt es keine Gravitation mehr die abstoßend wirkt. Ich denke die Planck-Skala ist die uns bekannte Grenze, was gibt es denn unterhalb dieser Skala und wie wird dort die abstoßende Kraft denn berechnet?
Die abstoßende Kraft resultiert aus einem Korrekturterm, der dort (in einer Näherung) zu den Gleichungen von Einstein hinzukommt. Die Mathematik ist ziemlich kompliziert, aber vereinfacht kann man es sch wie folgt vorstellen: auf großen Skalen spürt ein Körper in einem Gravitationsfeld ein anziehendes Potential ~ 1/r; auf sehr kleine Skalen muss diese Gleichung modifiziert werden, man erhält z.B. soetwas wie einen abstoßenden Term ~ 1/r[up]2[/up] der den anderen Term dominiert.[/quote]

Wie gesagt, in wie weit diese Aussagen gültig bleiben, nachdem andere Probleme gefunden wurden, kann ich ggw. nicht sagen. Aber das Prinzip dieser effektiv abstoßenden Wirkung, die Singularitäten vermeidet, muss in irgendeiner Form in einer Theorie der QG auftreten.
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Re: LQC is dead

Beitrag von tomS » 26. Jul 2013, 22:18

Hier deutet Bojowald erste Probleme an, beschreibt aber auch sehr detailliert die Idee, wie die Theorie die Singularitäten vermeidet

http://arxiv.org/pdf/1208.1463v1.pdf
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Re: LQC is dead

Beitrag von tomS » 27. Jul 2013, 10:38

positive hat geschrieben:Es gibt auch keinen Grund einen Korrekturterm einzuführen, wenn ich annehme, dass die Kontraktion des Universums zu einer Singularität führt.
Der Korrekturterm wird nicht künstlich oder von Hand eingeführt, er folgt aus der Theorie. Die Annahme der Singularität gibt es nicht. In der ART muss man sie nicht annehmen, man kann sie beweisen. Und in der LQG folgt eben reguläres Verhalten (Physik ist kein Wunschkonzert, man legt ein paar Prinzipien fest, der Rest folgt automatisch - sonst ist es keine Wissenschaft)
positive hat geschrieben:Und wenn schon, dann muss diese Lösung durch den Korrekturterm zwangsläufig Vorhersagen machen können und auch einiges mehr oder gar Neues erklären als wir schon wissen.
Macht sie. Sie macht die Vorhersage, dass die Singularität nicht auftritt; und sie sag eine Inflation ohne Inflatonfeld voraus (das wären zwei absolute Meilensteine, deswegen ist man ja so an der Theorie interessiert, da sie natürliche Lösungen ohne Kunstgriffe liefert. Wenn sie von Anfang an Blödsinn vorhergesagt hätte, wäre die Frustration jetzt nicht so groß)
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Re: LQC is dead

Beitrag von Fuzzlix » 27. Jul 2013, 11:44

Eine dumme Zwischenfrage: Wie kommt Ihr darauf, dass das Universum kontrahiert/ kontrahieren könnte?
Im Moment expandiert es recht heftig und ich sehe keinen hinreichenden Grund, dass es wieder kontrahieren könnte.

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Re: LQC is dead

Beitrag von Fuzzlix » 27. Jul 2013, 12:45

positive hat geschrieben:Niemand hat gesagt dass es kontrahiert. Das ist die Annahme um zu einer Singularität zu kommen.
Ja ok, aber wenn das Universium nicht wieder kontrahiert, dann ist ja diese ganze Singularitätsdiskussion gegenstandslos oder?

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Re: LQC is dead

Beitrag von positronium » 27. Jul 2013, 14:14

Es spielt doch keine Rolle, ob es in der Zukunft zur Kontraktion kommt. Wesentlich ist, dass (Vorsicht: ich hab' keine Ahnung.) die ART für die Vergangenheit eine Singularität beschreibt, und auch Singularitäten in SL auftreten. Beides ist mathematisch unsinnig. Es versagt also die Theorie an der Realität. Und deshalb muss es eine andere Theorie geben, welche auch in diesen Extrembereichen richtige Ergebnisse liefert.

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