Was war vor dem Urknall ???

[Koschi]

Wie ist das Eigentlich. Wenn ich von etwas Bewegtem (z.B. ein Fahrender Zug)was in die Luft werfe hat das Objekt was ich werfe ja auch die Geschwindigkeit (des Zuges) und würde ohne Reibung ja eigentlich da Landen wo es los geflogen ist (bei einem Wurf in die Höhe). Das ganze nennt sich ja Massenträgheit. Verhält sich das da genauso oder eher nicht so bei der Gravitation, weil die Vermuteten Gravitonen ja Ruhemasse 0 haben sollen/müssen ?

Wenn es sich genauso verhält dürfte unsere Vorstellung der messung ja gar nicht mehr Funktionieren.

Gruß Koschi

[tomS]

Also zu dem Experiment mit dem fahrenden Zug: da hast du recht, ohne Luftwiderstand würde das hochgeworfene Objekt wieder an der selben Stelle (bezogen auf den Zug) landen.

Nur was das jetzt mit Gravitonen zu tun haben soll, verstehe ich nicht. Wir betrachten hier ausschließlich die Allgemeine Relativitätstheorie ohne irgendeine Art der Quantisierung, d.h. sowohl das elektromagnetische Feld (des Lichtes) als auch das Gravitationsfeld sind rein klassisch zu betrachten.

[Koschi]

Zug = Jupiter
Ball = Gravitation

Mein Frage ist ob sich Jupiter und Gravitation genauso verhält wie Zug und Ball.

Also ob die GRavitation auch eine Geschwindigkeit in Richtung des Jupiters hat oder net.

[tomS]

Nein.

Sich die Gravitation als weggeworfenen Gravitationsteilchen vorzustellen, die dann eine veränderliche (!) Geschwindigkeit haben, ist sicher völlig irreführend!

Such doch hier im Forum mal das Stichwort "virtuelle Teilchen". Da findest du dann (hoffentlich) die Erklärung zu virtuellen "Kraft-Teilchen", z.B. Photonen. Man kann das aber aus gewissen mathematischen Gründen nicht so einfach auf Gravitonen (hypothetisch!!!) übertragen. Mach's nicht zu kompliziert und versuch das Bild mit klassischen Feldern zu verstehen, das ist schwierig genug.

[Alois]

Hallo,

vor einigen Tagen habe ich bei Nano, leider habe ich zu spät auf den Kanal geschaltet und nicht alles mitbekommen. Aber was ich hörte war, dass zwei Wissenschaftler sagten, erst als sie die 4. Dimension, also die Zeit in die Gleichung einbrachten, sie zu einem Wahrhaft sensationellen Ergebnis kamen. Bei ihrer Berechnung kam heraus, dass das Universum nicht aus dem Nichts entstanden ist, sondern es gab vor dem Urknall ein Universum an dieser Stelle. Das heisst der Urknall war keineswegs die Geburt des Universums, bestenfalls die Wiedergeburt.

Kann es sein dass es ein Universum gab in dem auf irgend einem Planeten Intelligenzen rumliefen und mit etwas ähnlichem wie den LHC herumexperimentierten und am Ende alles außer Kontrolle geriet, um dann neu zu beginnen?

Hat einer den Bericht gesehen und kann es deshalb genauer erklären, oder war es ein vorgezogener Aprilscherz?

Alois

[tomS]

Also ich habe den Bericht nicht gesehen und kann deswegen dazu gar nichts sagen.

Es ist aber richtig, dass es Ideen gibt, dass das Universum nicht aus nichts entsteht, sondern z.B. aus einer Quantenfluktuation, die sich in einem bereits existierenden Universum ereignet. Das ist aber alles hochspekulativ und weder theoretisch noch experimentell irgendwie abgesichert.

Siehe dazu z.B. die Diskussionen unter viewtopic.php?t=786

[Maclane]

Ich glaube, Alois meint eher die Big Bounce - Theorie.
Ich hab die Nano-Sendung nicht gesehen, aber aus Alois' Worten würd ich das mal so rauslesen. Und die Big Bounce - Überlegung (ist ja keine Theorie im eigentlichen Sinne) ist auch noch relativ jung, jung genug um von populärwissenschaftlichen Magazinen ein bisschen gehypt zu werden.

Mir gefällt die auch, geb ich ja zu.

Also Alois, da geht's im Grunde darum, dass es, wie du schon sagtest, ein Universum vor dem unseren gab. Dieses ist kollabiert, implodiert, zusammgefallen, wie immer du das nennen möchtest und dann anschließend quasi an sich selbst wieder "abgeprallt" (daher der Name "Big Bounce" - der große Abpraller ).
Bei diesem Big Bounce sind aber praktisch alle Informationen über das Vorgänger-Universum verloren gegangen, sodass wir darüber keine Aussage treffen können. Ob irgendeine Intelligenz da Unsinn getrieben hat, weiß man nicht. Das darf aber wohl bezweifelt werden.
Denn um ein Universum gezielt zum Einsturz müsste man schon mehr Energie haben, als das Universum hergibt. Man kann wohl davon ausgehen, dass es von alleine kollabiert ist, ganz einfach weil es "zu schwer" war.

Aber naja, das Big Bounce - Szenario lässt sich derzeit nicht bestätigen oder überprüfen. Es ergibt sich halt aus den Gleichungen der Loop Quanten Gravitation, einer wahnsinnig komplizierten Theorie, die ihrerseits noch nicht überprüft werden konnte.
Also mit anderen Worten: Im Moment alles noch Spekulation.

Gruß Mac

[tomS]

Ja, evtl. ist auch das Big Bounce Szenario gemeint. Wie gesagt, ich hab die Sendung nicht gesehen und kann nur raten.

Zum Big Bounce Szenario haben wir auch auch schon einiges diskutiert: viewtopic.php?t=815

[tomS]

Vielleicht mal eine kurze Gegenüberstellung der beiden Szenarien:

1) Multiversum:
Aus einer mikroskopschen Quantenfluktuation (Größenordnung Plancklänge) entsteht ein Gebiet extrem hoher Dichte (Größenordnung Plancktemperatur). Durch die Dynamik der Quantenfelder kommt es zu einer Inflation, d.h. exponentiell beschleunigten Ausdehung des Gebietes. Dadurch trennt sich das Gebiet praktisch vom Rest des einbettenden Universums ab - ein neues Universum entsteht so quasi aus dem Nichts. Da in einem genügend großen Universum diese Quantenfluktuationen beliebig oft vorkommen, entstehen so immer neue Universen. Alle sind gewissermaßen gleichberechtigt. Es gibt kein erstes und kein letztes Universum. Die Gesamtheit aller derartiger verwobener Universen nennt man Multiversum. Darüberhinaus gibt es die Idee, dass sich im Rahmen der Quantenfluktuation grundlegende Naturgesetze änden können, also andere Symmetriebrechungen zu anderen Wechselwirkungen und Teilchensorten führen. Die Gesamtheit aller Universen entwickelt sich evolutionär auf das mit der "wahrscheinlichsten" physikalischen Struktur hin.

2) Big Bounce:
Man betrachtet lediglich ein einziges Universum. Dieses kollabiert nach einer gewissen Zeit wieder und nähert sich einem Zustand extremer Dichte an. Statt zu einer Singularität zu kollabieren, sorgen Quantenfluktuationen dafür, dass diese Singularität sich quasi wie ein abstoßendes Potential verhält; die kollabierende Metrik (Geometrie der Raumzeit) sowie die Quantenfelder "prallen zurück" woraufhin eine neue Phase der Expansion startet. Rätselhaft bleibt,wie z.B. von einem Universum zum nächsten die Entropie (Unordnung) wieder auf einen kleinen Wert "zurückgesetzt" wird, da nur bei einer zu Beginn kleinen Entropie Strukturbildung (Galaxien etc.) erklärbar ist. Hier stellt sich also die Frage, ob es eine (in beide Richtungen) unendliche Fole von Universen gab / geben wird, oder ob es doch ein "erstes" Universum gab (was war davor?) und ggf. auch ein letztes geben wird (das dann nicht mehr kolabiert, sondern ewig expandiert).

3) Kombination beider Szenarien:
Ich halte es durchaus für möglich, dass beide Szenarien kombiniert werden können.

Mir gefallen beide Szenarien noch nicht besonders gut. Im ersten Fall habe ich das Problem, dass die Theorie gewissermaßen alles zulässt und nichts erklärt. Ich halte wenig von physikalischen Theorien, die einen rieseigen Ballast (das Multiversum) einführen und vergleichsweise wenig erklären.
Im zweiten Fall sehe ich noch keine befriedigende Lösung für das Entropieproblem.

[Maclane]

Zu 1. stimme ich dir zu. Ich mag Multiversen genausowenig. Unnützer Ballast, wie du schon sagtest.

Aber das Entropieproblem bei 2. ließe sich doch vielleicht irgendwann lösen oder?
Ich mein, wenn man einen Kasten hat mit Gas gefüllt und man macht den Kasten größer, dann steigt auch die Entropie. Und wenn man den Kasten kleiner macht, wird die Entropie kleiner (im Inneren des Kastens).
Wenn jetzt also beim Kollaps eines Universums nicht nur die Materie in sich zusammenfällt, sondern die ganze Raumzeit, dann müsste die Entropie doch auch wieder kleiner werden, oder nicht? Wenn in der LQG die Anzahl der Knoten im Spinnetzwerk anwachsen kann, dann kann die Anzahl doch vielleicht auch wieder kleiner werden?
So stell ich mir das jetzt grad vor.

Das heißt doch nicht automatisch, dass zerbochene Kaffeetassen sich von selbst wieder zusammensetzen. Die Kaffeetasse ist ja nicht zerbrochen, weil die Entropie angestiegen ist, sondern die Entropie ist angestiegen, weil die Tasse zerbrochen ist.

Naja, für Aufklärung wär ich dankbar.

Gruß Mac

[tomS]

Hallo,

bezüglich der Entropie bin ich noch etwas übergfragt.

Was man als ziemlich sicher voraussetzen darf ist, dass im Rahmen der LQG das holographische Prinzip realisiert ist, d.h. dass die Entropie eines Systems nicht durch dessen Volumeninhalt (mit den dort befindlichen Freiheitsgraden) sondern durch seine Oberfläche (mit den dort sichtbaren Freiheitsgraden) gegegen ist. Damit wäre der Entropiegehalt eines beliebigen dreidimensionalen Volumens im Universum durch die Oberfläche selbst gegeben. Die Oberfläche wird dabei in Einheiten der Planck-Fläche gemessen. In diesen Entropiebegriff gehen auch die mikroskopischen Freiheitsgrade der LQG ein, nämlich die Links, die diese Oberfläche durchstoßen (nicht die Links selbst).

Das Big Bounce Szenario wird jedoch nicht in der vollen LQG (mit den o.g. Freiheitsgraden) berechnet, sondern in der LQC, und in der gibt es nur eine endliche (!), feste (!) Anzahl von Freiheitsgraden. Daher kann ich die beiden Bilder nicht in Beziehung setzen. Evtl. finde ich dazu noch mehr raus.

Von Prof. Bojowald gibt es eine kurze Zusammenfassung der LQC sowie des Big Bounce Szenarios: http://www.science.psu.edu/alert/Bojowald6-2007.htm

Gruß
Tom

[Arathas]

Obwohl ich mit dem Big Crunch bzw. der Theorie, dass unser Universum sich irgendwann wieder zusammenzieht, nicht warm werde und die Theorie ja mittlerweile, soweit ich weiß, auch nicht mehr sehr populär ist, könnte ich mir vorstellen, dass der Anfang unseres Universums eine Art "Umstülpung" war. Wie wenn man einen Ball (oder was auch immer) von außen nach innen stülpt, wird das eine eben zu etwas anderem. Vielleicht muss sich ein Universum ja auch nicht wieder zusammenziehen, um sich umzustülpen und zu einem anderen Universum zu werden. Vielleicht passiert das auch, wenn ein Universum weit genug aufgebläht ist, oder es passiert ständig im Inneren von SLs, oder es passiert wirklich "ständig ständig", und zwar in und an jedem beliebigen Punkt des Universums - und zwar so, dass, wenn man nur weit genug ins Kleine hineingeht, unterhalb der Planck-Länge, ständig und überall solche Umstülpungen stattfinden? Eine solche Umstülpungstheorie würde mir dahingehend gefallen, weil dabei keine Energie verloren geht, sondern einfach in etwas anderes umgestülpt wird. Auf der anderen Seite bietet so eine Theorie aber auch keine Anhaltspunkte, wo so ein Universum überhaupt in erster Linie mal her stammt.

Hat meine Umtülpungsthese eigentlich irgendetwas mit dieser Supersymmetrie zu tun, von der man öfters hört und liest?

[tomS]

Deine Idee, dass Universen quasi "spontan" entstehen können gibt es tatsächlich. Man geht aber davon aus,dass es sich dabei z.B.um Quantenfluktuationen handelt, oder dass es z.B. im Inneren eines SLs passiert, nicht "einfach so" (dazu gibt es das Bild des evolutionären Universums - haben wir hier schon mal diskutiert).

Das ganze hat absolut nichts mit Supersymmetrie zu tun; "Umstülpen" wäre wohl auch das falsche Bild

[wilfried]

Tag tensor

was soll ich jetzt noch sagen? Danke ist etwas zu wenig! Diese Info ist einfach toll und ich genieße gerade diese Sendung.

Nochmals recht herlzichen Dank für diese sehr informativen links!!!

Netten Gruß

Wilfried

[gravi]

Diesem Dank kann ich mich nur anschließen!
Ich verlasse jetzt das Forum und werde mir das "reinziehen"!

Gruß
gravi

[wilfried]

Tag tensor

ich habe diese Filme mehrmals angesehen, da Details doch erst bei mehrmaligem Zuhören transparenter werden.

Was ich intressant finde ist die Situation, daß die Physik nachwievor bestrebt ist einfache fragen zu stellen und sie durchaus einfache Antworten erwartet. Solch komplizierte Werke, wie die Stringtheorie mit ihrer sehr großen Mannigfaltigkeit an Lösungsmöglichkeiten wird aber nicht einfach "über Bord geworfen", sie wird ernst genommen.

Jedoch: heutzutage scheint es doch in den heren Kreisen häufiger vorzukommen, daß auch aus Theorien, die irgendwo als verfahren gelten und deren Nutzen unter starlerr Kritik stehen, Dinge herausgefiltert werden, die es wiederum ermöglichen Sachlagen einfacher beschreiben zu können.

Ich glaube, solch ein Ansatz wie in Smolin Ashtekar etc. gefunden haben wäre ohne Vorbereitung durch die Stringtheorie auch nicht -oder zumindest meine ich nicht so schnell oder so präzise- gekommen.

Das kam ja auch sehr schön heraus durch diese Diskussionsgruppe, die ja einerseits eine sehr gute Geschlossenheit zeigt, andererseits die Anerkennung des anderen Theorien und Auslegungen zum Ausdruck bringt aber auch die Konflikte aufzeigte.

Diese Serie ist ein Beispiel, wie Wissenschaft heute gelebt werden kann, wie Fortschritt sich durch offensichtlich durchaus kontroverse Gruppen entwickelt

Nochmals Danke dafür!!

Gruß

Wilfried

[PeterM]

Hallo,

vorab auch meinen Dank an tensor für den Hinweis zur Sendung.

Was mich an den Äußerungen der Teilnehmer überrascht hat ist, dass die Singularität innerhalb dieses Kreises gar nicht so akzeptiert ist, wie ich dachte.

Nach den neuen Berechnungen, so Martin Bojowald, soll die Größe des Universums maximal auf Protonengröße “runterzurechnen“ sein.

Was mich daran irritiert ist, dass diese neuen Berechnungen, irgendwann auch überholt sein können. Die nächste Frage ist dann logischerweise:

Was sind solche Berechnungen überhaupt wert?

Welchen Anteil hat die Spekulation an solchen Berechnungen?

Ich habe natürlich den Nachteil, dass ich diese Berechnungen weder nachvollziehen noch ansatzweise beherrsche. Für mich stellt sich dann die Frage: Was darf man glauben und was nicht. Damit bin ich dann wieder da, wo ich eigentlich nicht sein wollte.

Ich bin auch der Meinung, dass es gar nicht so erheblich ist was am vermeintlichen Anfang war. Ich habe ja schon geschrieben, dass es für mich weder Anfang noch Ende gibt. Die wesentliche Frage sollte doch sein: was passiert mit der Energie? Sie löst sich ja nicht auf oder verschwindet einfach. Ich denke, dass hier die Antworten auf viele offene Fragen zu finden sind. Möglicherweise auch der Beginn unseres Universums.

Diesen Beginn sehe ich aber als Teilabschnitt des Wandels der Energie und nicht als Anfang überhaupt.

Viele Grüße

Peter

[wilfried]

Tag PeterM

Was sind solche Berechnungen überhaupt wert?

Welchen Anteil hat die Spekulation an solchen Berechnungen?

Das ist immer die Frage. Nur: mittlerweile darf man mit der Erfahrung der Forschung von ca. 500 Jahren sagen, daß meine Kolleginnen und Kollegen der physikalischen und mathematischen Disziplinen doch sehr sorgfältig gearbeitet haben.

Wir bekommen während des Studiums bereits "eingetrichtert" Theorien sorgfältgist zu pürfen, Hypothesen mit noch mehr Sorgfalt solange zu bearbeiten, bis sie auf einem diskussionsfetem Podest stehen.

Das soll aber nicht unerschütterlich heißen, sondern es soll heißen, daß die Wege, die mathematisch-physikalischen Darstellungen, Berechnungen, Beobachtungen so weit als möglich frei sind von Fehlern.

Ist das einmal erreicht, erfolgt die Veröffentlichung der Ergebnisse. Das ist das Vorgehen beispielsweise einer Promotionsarbeit. Diese Arbeit muss dann verteidigt werden. Ein Fachgremium tritt zusammen und der Kandidat hat sein Thema im Rigorosum vorzustellen, das wird anschliessend diskutuert und dann kommen weitere Fragen.

So erhält man ein sehr gutes Bild vom Wahrheitsgehalt seiner Ausarbeitungen.

Forschungsprojekte gehen einen anderen Weg. Hier bereichten die teams auf Tagungen, oder gegenüber dem Fördergeber. Und auch hier finden harte Diskussionen statt. Nicht nur nach dem Vortrag -da hat man in aller Regel zu wenig Zeit- sondern nachher. Ich habe es schon selber erlebt, daß ich mit einigen Kollegen vom Abend bis hinein in den nächsten Tag zusammensaß und zwar mit Tafel und Kreide. Klar, das passiert nicht jedens Mal.

Soviel zur Frage der Glaubwürdigkeit; die Beständigkeit der Theorien/Hypothesen ist ein anderes Kapitel.

Hier kommt das Hinzulernen, die sich ansammelnde Erfahrung, der Fortschritt in der Technologie mit hinein. Was ich gestern nicht sah, seh ich heute und bin überrascht. Das ist typisch für den Werdegang in der Wissenschaft.

Soll heißen: ein Ansatz - Theorie - Hypothese kann nur so gut sein, wie es die technik, Erahrung, Wissen etc. heute ermöglicht. Deshalb wrd der Fortschritt auch noch übermorgen und in den folgenden Zeiten erhalten bleiben.

Wir werden nie aufhören Neues zu lernen!

Ich habe natürlich den Nachteil, dass ich diese Berechnungen weder nachvollziehen noch ansatzweise beherrsche. Für mich stellt sich dann die Frage: Was darf man glauben und was nicht. Damit bin ich dann wieder da, wo ich eigentlich nicht sein wollte.


Das macht odch nichts, dafür kannst Du ja hier fragen!

Was man glauben darf oder nicht ist eine Frage des Vertrauens auf die Sorgfalt der Ausarbeitungen. Ich kenne Leute, die vertrauen niemandem außer sich selber. Diese Frage kann niemals beantwortet werden.

Ich versuche es einmal so:

Wenn bekannt gut arbeitende teams Dinge veröffentlichen und diese auch messtechnisch oder plausibel erklärt / bewiesen wurden -Beispiel Relativität- dann darf man schon ein hohes Vertrauen in diese Arbeiten einbringen. Sonst würdest Du einem Navigationssystem im Auto auch nicht vertrauen dürfen, denn das arbeitet mit Einstein´s Theorien!
Ich verwende lieber das Wort vertrauen als glauben.

Ich bin auch der Meinung, dass es gar nicht so erheblich ist was am vermeintlichen Anfang war. Ich habe ja schon geschrieben, dass es für mich weder Anfang noch Ende gibt. Die wesentliche Frage sollte doch sein: was passiert mit der Energie? Sie löst sich ja nicht auf oder verschwindet einfach. Ich denke, dass hier die Antworten auf viele offene Fragen zu finden sind. Möglicherweise auch der Beginn unseres Universums.

Diesen Beginn sehe ich aber als Teilabschnitt des Wandels der Energie und nicht als Anfang überhaupt.

Das sind Fragen, deren Antworten sehr schwer selber nachzuvollziehen sind. Wenn ich Dir hier die Mathe vorstelle, was ich durchaus kann, dann wirst Du gar nichts mehr verstehen. Auch die dann erfolgten Schlüsse sind mathematisch gestaltet und für jeden Außenstehenden zu abstrakt. Schau Dir doch die Dinge an, die unser Tom hier vorstellt. Da sind genügend solcher Beispiele. Aber den Fachleuten unter uns, oder diejenigen, welche auf dem Weg sind, solche zu werden (Studenten), denen sagt das etwas.

Dir bleibt aber die Möglichkeit unsere Beiträge zu lesen. Gerade Deine Fragen nach der Energie haben wir -auch bei Dir- schon sehr oft hier im Forum ventiliert. Schau mal in unsere, zum Teil auch sehr alten -aber lange nicht veralteten- Beiträge. Du wirst darin diese Fragen beantwortet finden.

Netten Gruß

Wilfried

[gravi]

Ich muss schon gestehen, dass ich die "Theoretiker" unter den Wissenschaftlern einfach nur bewundere.
Allein durch ihr Gehirnschmalz sind sie in der Lage, Dinge vorauszusagen, die noch nie ein Mensch sah oder sich vorstellen konnte.
Da kann man wirklich den Hut ziehen! Ich denke da als Beispiel nur an die Schwarzen Löcher.

Allerdings plagen mich auch bei manchen Papieren Zweifel. Man ist sicherlich durchaus in der Lage, "Äpfel in Birnen" umzurechnen und den mathematischen Beweis der Richtigkeit anzutreten. Wie kann dann Bojowald errechnen, wie groß das Universum zu Beginn war?
Das kann sich doch nur auf Annahmen stützen, wie es in der Realität war, ja da hätte einer von uns als Beobachter damals dabei sein müssen (mit DigiCam!). So wie Wilfried es sich vorgenommen hat, die Begegnung mit der Andromeda- Galaxie zu filmen...

Gruß
gravi

[tomS]

Zur der Berechnung der ursprünglichen Größe des Universums:

Das ist schon eine heikle Sache, denn man kann das ja nicht experimentell überprüfen. In den ursprünglichen Berechnungen nach der LQC gab es an einer entscheidenden Stelle einen Fehler; als Resultat ergab sich, dass der Big Bounce bereits bei einer Dichte des frühren Universums vergleichbar mit Wasser hätte stattfinden müssen. Das ist natürlich absurd, denn dann müssten wir diese Effekte der Quantengravitation ja ständig beobachten können. Inzwischen ist man nach einer Korrektur dieses Fehlers der Auffassung, dass der Big Bounce bei ca. 100 Plancklängen stattfand, das entspräche dann doch ca. der Planckdichte (skaliert mit dritte Wurzel aus 100).

Was wäre nun passiert wenn aufgrund eines derartigen Fehlers - sagen wir - einige Milllionen Plancklängen herausgekommen wären? Wäre da jemand stutzig geworden? Experimentell hätte man ja weiterhin keine Hinweise gehabt.

Damit will ich sagen, dass das wesentliche Problem der fehlende Input seitens des Experimentes ist! Spekulation würde ich das ganze trotzdem nicht nennen, dazu sind zu viele exakte mathematische Konstruktionen eingeflossen.

[PeterM]

Hallo Wilfried, hallo gravi, hallo Tom,

danke für Eure Antworten. Eigentlich habe ich befürchtet, dass ich mit meinen Fragen so etwas wie Gotteslästerung begangen habe. Erfreulicherweise ist das nicht so.

Es ist auch beruhigend zu wissen, dass Wilfried sich die besagte die Sendung oder Teilbereiche der Sendung mehrmals angeschaut hast. Das ist genau das, was ich auch gemacht habe, um die Formulierungen der Teilnehmer präziser verstehen zu können.

Unabhängig vom Inhalt der Sendung hat mir gefallen, wie die Teilnehmer miteinander umgegangen sind.

Ich versuche natürlich auch hier im Forum vieles nachzulesen. Vergesst aber bitte nicht, dass ich die letzen 35 Jahre damit befasst war für meine Familie Futter zu sammeln. Für das Universum war da wenig Platz. Nach meinem ersten Kontakt mit gravi am 13.12.08, hat er mir erst mal grundlegende Dinge beibringen müssen. Ich kannte zu dem Zeitpunkt nicht mal mehr den Aufbau eines Atoms.
Zeitdilatation war für mich so eine Art Delirium begründet durch tagelangen Alkoholgenuss. Heute weiß ich, dass der Zeitmesser, den wir oft auch am Arm tragen nichts anderes ist als so eine Art Zollstock, um etwas zu messen.
Ich schreibe das alles deshalb, weil ich darauf hinweisen möchte, dass ich mir jede hier im Forum verwendete fachliche Formulierung erst erkämpfen muss. Ich stecke noch in den Kinderschuhen und brauche Zeit.

Ich habe zum Beispiel ein Problem mit der Anziehungskraft. Mir fehlt es an Fantasie, erkennen zu können, dass sich ein Haufen Steine gegenseitig anziehen können. Ich kann mir z. B. eher vorstellen, dass die Materie durch Druck zusammengehalten wird. Dieser Druck geht meines Erachtens vom Vakuum aus und wirkt durch die Atome hindurch. Die Atome bestehen ja bekanntlich hauptsächlich aus Zwischenräumen, die ebenfalls ein Vakuum beinhalten. Es ist meiner derzeitigen Ansicht nach ein perfektes Zusammenspiel. Hinzu kommt noch, dass ich in der Natur eigentlich nichts kenne was zieht.
Mir fehlt auch jegliche Vorstellung welche Auswirkungen eine Drucktheorie auf das gesamte Universum haben könnte.

Martin Bojowald vertritt ja die Auffassung, dass die Anziehungskraft sich ab einer gewissen endlichen Dichte verändert. Sie stößt ab. Jetzt ist natürlich die Frage, bis zu welchem Zeitpunkt diese Abstoßung wirkt. Ist das zeitlich begrenzt oder wirkt die Abstoßung noch heute. Dann hätten wir auch keine Anziehung sondern einen Druck. Leider ist auch nirgendwo etwas zu finden, ob und wann diese Abstoßung sich wieder in eine Anziehung umkehrt.
So ganz unumstritten sind die Ansichten Bojowalds nicht. Ich habe folgendes dazu gefunden:
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Unter Fachleuten ist die Schleifen-Quantenkosmologie Bojowalds umstritten. „Es handelt sich um eine sehr einfache Näherung sehr komplizierter Gleichungen“, bemerkt Hermann Nicolai vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Potsdam. „Daraus sollte man nicht solche weit reichenden Schlussfolgerungen ziehen. Einen Kosmos ohne zeitlichen Anfang gibt es auch in anderen Theorien.“

Bojowald nimmt diese Kritik gelassen: „Die Singularität des Urknalls ergibt sich ebenfalls aus sehr stark vereinfachten Gleichungen der Relativitätstheorie – wenn wir nun mit ähnlichen Vereinfachungen in der Schleifen-Quantengravitation diese Singularität überwinden können, ist das ein großer Fortschritt.
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Viele Grüße


Peter

[tomS]

Unter Fachleuten ist die Schleifen-Quantenkosmologie Bojowalds umstritten. „Es handelt sich um eine sehr einfache Näherung sehr komplizierter Gleichungen“, bemerkt Hermann Nicolai vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Potsdam. „Daraus sollte man nicht solche weit reichenden Schlussfolgerungen ziehen. Einen Kosmos ohne zeitlichen Anfang gibt es auch in anderen Theorien.“

Bojowald nimmt diese Kritik gelassen: „Die Singularität des Urknalls ergibt sich ebenfalls aus sehr stark vereinfachten Gleichungen der Relativitätstheorie – wenn wir nun mit ähnlichen Vereinfachungen in der Schleifen-Quantengravitation diese Singularität überwinden können, ist das ein großer Fortschritt.

Das muss man eigentlioch nicht mehr kommentieren, denn Bojowald und Nicolai (ein sehr angesehener String-Theoretiker) haben eigentlich schon alles gesagt (hat Bojowald mal am Institut von Nicolai gearbeitet?)

Trotzdem in Kürze: Es gibt eine heute recht weit verbreitete Theorie der Quantengravitation, die sogenannte Loop Quantum Gravity, kurz LQG. Sie ist zwar nicht unumstritten, kann aber doch für sich in Anspruch nehmen, mit die am weitesten fortgeschrittene Theorie zur Quantengravitation zu sein. Nun hat sie aber leider den "Fehler", dass ihre Gleichungsstruktur extrem kompliziert und somit praktisch unlösbar ist. Was macht der Physiker? Er sucht nach einer geeigneten Näherung, in die er ein hohes Maß an Symmetrie einbaut. In diesem Fall ist das die sogenannte Loop Quantum Cosmology, kurz LQC. Man beachte den feinen Unterschied :-)

Letztere untersucht mit mathematishen Methoden, die aus der LQG entlehnt sind, den Fall eines homogenen und isotropen Universums, d.h. man nimmt an, dass das Universum an jedem Punkt und in jeder Richtung absolut identisch aussieht. Das ist natürlich extrem unrealistisch, da wir ja Fluktuationen auf vielen verschiedenen Längenskalen sehen (Körnigkeit, Planeten, Sonnensysteme, Galaxien, ...). Trotzdem liefert das zugehörige Bild in der klassischen Physik (d.h. ohne Quantisierung), seit ca. 90 Jahren die wesentlichen Werkzeuge für unsere astrophysikalsichen Erkenntnisse. Damit will ich sagen, dass die Näherungen der LQC in gewisser Weise nichts anderes sind als die Näherungen, mit denen die Astrophysiker seit vielen Jahrzehnten herumspielen - eben nur angewandt auf eine andere Theorie.

In gewisser Weise haben beide recht. Man kann durchaus davon ausgehen, dass sich die Ergebnisse von Bojowald über die nächsten Jahre noch in vielen Details ändern werden, wenn wir genauere Methoden zur Verfügung haben. Ich denke jedoch, dass einige zentrale Erkenntnisse stabil bleiben werden, nämlich insbs. die Auflösung der Singularitäten.

Auf was bezieht Nicolai diese Kritik? Auf Bojowalds theoretische Arbeiten - oder auf sein Buch? Letzteres muss natürlich auch im Sinne des Lesers derartige Dinge in den Vordergrund rücken. Wer würde ein Buch kaufen, in dem der Autor ständig erklärt, dass das alles noch nicht wirklich abgesichert ist? Bojowald macht damit Werbung für die Sache selbst, auch wenn er evtl. etwas zu forsch auftreten mag (aufschlussreich mag auch ein Vergleich des Alters der beiden Herren sein :-)

[Maclane]

Ich habe zum Beispiel ein Problem mit der Anziehungskraft. Mir fehlt es an Fantasie, erkennen zu können, dass sich ein Haufen Steine gegenseitig anziehen können. Ich kann mir z. B. eher vorstellen, dass die Materie durch Druck zusammengehalten wird. Dieser Druck geht meines Erachtens vom Vakuum aus und wirkt durch die Atome hindurch. Die Atome bestehen ja bekanntlich hauptsächlich aus Zwischenräumen, die ebenfalls ein Vakuum beinhalten. Es ist meiner derzeitigen Ansicht nach ein perfektes Zusammenspiel. Hinzu kommt noch, dass ich in der Natur eigentlich nichts kenne was zieht.
Mir fehlt auch jegliche Vorstellung welche Auswirkungen eine Drucktheorie auf das gesamte Universum haben könnte.

Du hast doch bestimmt schonmal mit Magneten gespielt, oder?
Und sei es der Magnet an der Kühlschranktür.

Für die Vorstellung ist es doch unerheblich, ob du dir dort nun einen Druck oder eine Anziehung vorstellst. Wichtig ist allein, dass es zwischen den beiden Körpern eine wechselseitige Wirkung gibt, die sich in einer Kraft äußert, welche den Abstand der Körper zu verringern versucht.
Woher weiß jetzt die Kühlschranktür, dass da ein Magnet ist und woher weiß der Magnet von der Kühlschranktür?
Das macht das Magnetfeld. Es zwingt die Körper in eine bestimmte Richtung.
Bestimmt kennst du noch die Geschichte mit den Eisenspänen aus der Schulzeit, wo man die Magnetfeldlinien sichtbar machen konnte.

Mit der Gravitation ist da ganz ähnlich, auch wenn es da keinen Nord- und Südpol gibt. Auch hier kannst du dir so ein Gravitationsfeld vorstellen. Hier auf der Erde kannst dann z.B. die Richtung mit einem Lot bestimmen (wie ein Bauarbeiter) und die Stärke mit einer Waage (auf dem Mt. Everest wärst du z.B. leichter).
Die Bewegung eines Körpers ist nun in Richtung der Feldlinien bevorzugt. Das merkst du, wenn du vom 10-Meter-Turm springst. Es ist eben einfacher nach unten zu fallen als geradeaus oder nach oben.
Tatsächlich musst du für eine Bewegung entlang der Feldlinien überhaupt keine Kraft aufwenden, für eine Bewegung senkrecht oder entgegengesetzt dazu schon. Darum ist Treppensteigen auch so anstrengend.

Es gibt da also nichts, was dich nach unten "drückt", auch das Vakuum hat damit nichts zu tun. Sondern der Weg "nach unten" ist einfach der naheliegenste, weil einfachste - der natürlichste könnte man auch sagen. Ebenso ist es dann auch, wenn sich Sterne, Planeten und Galaxien gegenseitig "anziehen".

Und wenn wir von der Krümmung der Raumzeit sprechen, dann ist das nichts anderes als eine andere (und genauere) Entsprechung für den Feldbegriff.
Die Massen krümmen den Raum und der gekrümmte Raum bestimmt, wie sich die Massen gefälligst zu bewegen haben.

Gruß
Mac

[tomS]

Zum letzten Punkt: die Gravitation veranschaulicht man gerne durch eine schwere Kugel, die ein Gummituch krümmt, so dass andere Kugeln entsprechend der Krümmung des Tuchs von der geraden Bahn abgelenkt werden.

Das Bild ist in vielen Punkten nicht korrekt (die Raumzeit ist vierdimensional, das Gummituch nur zweidimensional; es veranschaulicht nur die Krümmung des Raumes, nicht die der Zeit), aber dennoch als anschauliches Beispiel sehr gut geeignet.

[wilfried]

Tag zusammen

ich gebe Tom insoweit recht, als daß er sagt:

Damit will ich sagen, dass das wesentliche Problem der fehlende Input seitens des Experimentes ist! Spekulation würde ich das ganze trotzdem nicht nennen, dazu sind zu viele exakte mathematische Konstruktionen eingeflossen.

Jedoch: fehlende Parameter für ein Experiment, das Ergebnisse liefern soll, forcieren stets die Spekulation.

Hintergrund: parametrische Variationen sind gleichbedeutend einer Ergebnisvielfalt, einer Streuung. Diese kann enorm groß werden. Ein nicht sorgfältig geplantes Experiment liefert keinerlei Ergebnisse, ist nicht vertrauenswürdig.

Es gibt sogar mathematische Hilfmittel, welche die Vertrauenswürdigkeit festlegen. Dazu wird die Statistik bemüht: die Ausreißeranalyse. Das ist eine chiquadrat Verteilung. Siehe z.B.:
http://www.statsoft.de/pro_basis.html

Auch solche Analysen sind in der astronomischen Mesdtechnik üblich.

Gruß

Wilfried