Forscher lassen das All schneller sterben???

[Maclane]

Im Spiegel findet sich heute eine ziemlich eigenartige "Newsmeldung".
http://www.spiegel.de/wissenschaft/welt ... 90,00.html

Demzufolge verkürzen wir die Lebenserwartung unseres Universums durch unsere Beobachtungen.
Klingt zunächst einmal eher wie die wirren Träume eines Mormonen-Priesters, aber das soll wohl aus der Quantenphysik abgeleitet sein.

Und am Ende des Beitrags wird gar unser lieber Ray zitiert, dass das "keinesfalls Spinnerei" sei.

Also Ray, was ist denn da nun wirklich los? Das klingt doch für mich ziemlich abenteuerlich. Zumal nach meinem (*hust* beschränktem) Verständnis ohnehin jede Wechselwirkung auch einen Messprozess darstellt und es dafür doch gar keinen Menschen braucht.
Dass renommierte Wissenschaftler jetzt den Menschen schon wieder zum Mittelpunkt des Universums erklären, ist für mich ziemlich bizarr. Da komm ich gar nicht drüber weg.

Kannst du uns das ein wenig näher erläutern?

Gruss Mac

[gradient]

Klingt wirklich etwas seltsam...
Ist das eigentlich bisher die einzige Interpretation der Forschungsarbeiten, oder wäre es möglich den Inhalt der Gleichungen anders zu verstehen?

[AlTheKingBundy]

ich halte den artikel für grobe spinnerei oder den versuch, dass physiker versuchen aus der bedeutungslosihkeit zu kommen.

es besteht die durchaus berechtigte theorie, dass das "all"-umfassende vakuum, wie in der quantentheorie üblich, mehrer energieniveaus besitzt. beim sprung von einem niveau aufs andere wäre das ende des universums unausweichlich.

allerdings gibt es andere ereignisse im universum, die für einen quantensprung eher verantwortlich gemacht werden könnten als die unbedeutenden eingriffe des menschen. ich denke eher, dass ein spontaner übergang möglicher wäre als ein induzierter, sonst hätte es längst gerappelt.

[msueper]

Da wollte wohl jemand wieder ne Schlagzeile produzieren. Sowas ist leider dauernd der Fall, dadurch werden wirkliche wichtige Dunge bloss verwässert, schade.
Vielleicht sollte man an sowas wie Politiker rangehen und schlicht behaupten, man könne sich an nix mehr erinnern. Ggf. wird uns dann ja die Zeit gutgeschrieben... Lach...
Ausserdem beobachtet man eine Supernova ja nicht aktiv (z.B. durch Flutlicht), sondern nimmt nur die Photonen wahr, die eh hier vorbeikommen.

[gravi]

Ich glaube die unterliegen einem fetten Irrtum.

Natürlich verändert bzw. beeinflusst jede Beobachtung aus quantenphysikalischer Sicht den beobachteten Gegenstand, z.B. ein Atom.

Hierzu muss man üblicherweise den Gegenstand mit etwas bestrahlen, Photonen, Elektronen usw., wodurch er beeinflusst wird.

Was aber die Astronomie macht ist nichts als das Einfangen von emittierten Photonen. Die beobachteten Objekte werden also nicht mit etwas bestrahlt, sondern nur ihre "freiwillig" emittierten Photonen werden eingefangen. Und ob wir sie einfangen in unseren Teleskopen oder sie von irgendetwas absorbiert werden, dürfte dem Universum piepegal sein...

Gruß
gravi

[Ray Light]

Hallo zusammen,

Danke Mac, dass Du das Thema hier aufgreifst. Gerne komme ich Deiner Aufforderung nach. Ich glaube das Thema hat mehr Substanz, als man vordergründig glaubt. Zur Einordnung: es geht um das Universum, den quantenmechanischen Messprozess und das ‚falsche Vakuum‘.

Ich möchte erst mal die Aspekte sammeln, bevor wir zum Kern kommen und dann Argumente austauschen. Das soll denjenigen helfen, die mit der Thematik nicht so vertraut sind. Wer die Grundlagen kennt, möge die Punkte 1-3 überspringen und bei ‚Zum Thema‘ weiterlesen.

1)
Klassisch wird das Universum als Ganzes mit der Allgemeinen Relativitätstheorie beschreiben, d.h. mit einer unquantisierten Gravitationstheorie. Es gibt jedoch auch neuere Ansätze dem Universum eine Wellenfunktion zuzuordnen und damit sämtliche Erkenntnisse aus der Quantenphysik auf das Universum anzuwenden. Dieser Zweig der Kosmologie ist die Quantenkosmologie. Weitere Kurzbeschreibungen unter: http://www1.spektrum.de/astrowissen/lexdt_q02.html#qkos

2)
Beim quantenmechanischen Messprozess wird eine Beobachtungsgröße (Observable) bestimmt. Es handelt sich dabei um den Erwartungswert eines quantenmechanischen Operators, z.B. Spin oder Energie (Hamilton-Operator). Diese Erwartungswerte sind im Prinzip Eigenwerte des Problems und dazu gehören bestimmte Eigenfunktionen. Konkret sind das bestimmte Wellenfunktionen, die den beobachteten Zustand sehr klar charakterisieren.

Vor der Beobachtung ist ein Zustand nicht festgelegt und existiert als Überlagerung (Superposition) aller erlaubten Zustände (z.B. Spin up und Spin down; Stichwort: Schrödingers halbtote Katze). Der Messprozess legt mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit einen Zustand fest (z.B, 50% Spin up und 50% Spin down). Mit der Messung kollabiert die Wellenfunktion, d.h. es liegen diejenige Wellenfunktion mit Erwartungswert fest, die den Zustand charakterisieren (z.B. Spin up).

In Bezug auf die vorliegende Arbeit von Krauss & Dent ist die Kenntnis des Quanten-Zeno-Effekts (eigentlich benannt nach dem grch. Philosophen Zenon) von Bedeutung. Er besagt, dass die Beobachtung das Messergebnis stark beeinflussen kann. Im Extremfall kann der Zerfall eines radioaktiven Elements durch Dauerbeobachtung unterdrückt werden! Schön erklärt ist das bei Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/Quanten-Zeno-Effekt

Ich erachte die experimentelle Verifikation dieses Effekts als höchst erstaunlich. In der Schule lernt man doch, dass der radioaktive Zerfall ‚statistisch und ohne jeden äußeren Einfluss‘ stattfinde. Offensichtlich vergisst man bei dieser Behauptung den Quanten-Zeno-Effekt. Außerdem belegt das abermals die wichtige Rolle des Beobachters in der Quantenphysik.

@gravi: Ob es dem Messobjekt piepegal ist, das der Mensch misst, ist keineswegs so offenkundig - quantenphysikalisch ist es sogar ein Gesetz, dass es nicht piepegal ist!

3)
Der schwierigste Aspekt an dem Thema ist das ‚falsche‘ Vakuum. Dieser Zustand hat einen Vakuumerwartungswert endlicher Energie – das ist also genauso wie bei quantenmechanischen harmonischen Oszillator. Anschaulich bedeutet es, dass auch ein scheinbar völlig ruhendes mechanisches Pendel schwingt und dabei eine endliche, kinetische Energie hat – hochtrabend heißt sie ‚endlicher Vakuumerwartungswert‘.
Meines Wissens nennt man den Vakuumzustand des harmonischen Oszillators nicht ‚falsch‘. Das ist eher eine Benennung, die in der Quantenfeldtheorie gebräuchlich ist. So begegnet man beim Higgs-Mechanismus und bei den Inflationsmodellen dem falschen Vakuum. Anschaulich meint man damit einen metastabilen Zustand, der leicht (z.B. durch geringe äußere Störungen) zerfällt und bei diesem Zerfall seinen Vakuumerwartungswert von endlich auf einen eines kleineren endlichen Wertes oder von null ändert. Der Vorgang heißt ‚Zerfall des falschen Vakuums in ein echtes Vakuum‘. Das Ganze ähnelt dem Übergang von einer instabilen in eine stabile Gleichgewichtslage in der klassischen Mechanik. Ich habe dazu etwas im Zusammenhang mit der Inflation geschrieben und auch das bekannte W-Potential (mexican hat potential in 3D bzw. komplexwertiges Skalarfeld) als Diagramm verwendet: http://www1.spektrum.de/astrowissen/lexdt_i.html#infl

Halten wir als wichtigen Punkt fest: In Inflationsmodellen ist das falsche Vakuum bedeutsam, weil es eine exponentielle Expansion des Universums treibt. Damit assoziiert ist ein hypothetisches Feld/Teilchen, das Inflaton genannt wird.

Zum Thema:
Was haben nun Krauss & Dent genau gemacht und warum ist das eine so gewagte These? (Hier gleich der Link auf Ihre Originalpublikation: http://arxiv.org/abs/0711.1821 )

(zu 1) Krauss & Dent haben die Quantenkosmologie angewandt, d.h. sie haben Gesetze der Mikrowelt auf die Makrowelt – das Universum! - übertragen. Schon das mag ein strittiger Punkt sein, weil wir bislang keinen überzeugenden Hinweis haben, dass dieser Schritt notwendig und richtig ist. Allerdings befinden sich Krauss & Dent in guter Gesellschaft renommierter Physiker wie Hawking, Wheeler, Linde, Hartle und Vilenkin, die die Quantenkosmologie intensiv anwenden.

(zu 2) Krauss & Dent gehen von der Richtigkeit des quantenmechanischen Messprozesses und insbesondere des Quanten-Zeno-Effekts aus. Jeder Physiker ist wohl auch gut beraten das zu tun.

(zu 3) Krauss & Dent greifen zunächst eine Arbeit von Khalfin (1958) auf: er zeigte, dass langfristig der zeitliche Zerfall eines metastabilen Quantenzustands (also z.B. des falschen Vakuums) nicht etwa exponentiell ist (das gilt kurzfristig), sondern vielmehr nach einem Potenzgesetz. Damit zerfällt das falsche Vakuum für Zeiten, die sehr lang gegenüber der charakteristischen Zerfallszeit sind (im so genannten ‚late time behavior‘), nicht so schnell.
Nun kommt der eigentlich neue Aspekt des ganzen Themas hinsichtlich des falschen Vakuums: Krauss & Dent meinen, dass wir in einem solchen Bereich des Universums leben, der vom falschen Vakuum dominiert wird. Sie schließen das, weil diese Bereiche ja nicht so schnell zerfallen (da mit Potenzgesetz) und daher bis ins heutige Universum bevorzugt überdauern. Das würde die beobachtete geringe Vakuumenergie (= Dunkle Energie) erklären.
Wie gesagt: diese Bereiche falschen Vakuums sind metastabil. ‚Das Universum wird weiter zerfallen‘ oder genauer ausgedrückt: der Vakuumerwartungswert wird weiter sinken. Das könnte im Prinzip jederzeit passieren und unser bisheriges Universum vernichten. Jetzt kommt der Bezug zum Quanten-Zeno-Effekt: Krauss & Dent werfen die Frage auf, ob wir als astronomische Beobachter der Dunklen Energie (= des Vakuums) ständig den Zerfall in das echte Vakuum des Kosmos hinauszögern und dadurch einen Zustand des falschen Vakuums präparieren, der mit sehr viel höherer Wahrscheinlichkeit (exponentiell!) wieder zerfällt. Das führt zu dem radikalen Schluss, dass wir durch unsere Beobachtungen tatsächlich das All schneller sterben lassen würden!

Mein Urteil:
Ich persönlich erachte die These von Krauss & Dent als zu gewagt; oder anders gesagt: ich möchte erstmal gute Belege sehen, dass quantenkosmologische Berechnungen dieser Art Sinn machen und die Natur beschreiben. Bislang sind das Hypothesen, wenn auch interessante, aber eben nicht durch die experimentelle Kosmologie gesicherte.

Falls diese experimentelle Sicherung der Quantenkosmologie erfolgt, muss man als Nächstes schauen, ob die gemachten Interpretationen richtig sind. Unklar ist beispielsweise inwiefern Gravitationseffekte den Zerfall der Vakua verändern. Hinsichtlich Interpretationen zeigt die aktuelle und jahrzehntelange Forschung in der Quantenphysik, dass da viele Probleme und Fallstricke auftreten. Deshalb finde ich die These von Krauss & Dent des das Universum manipulierenden Beobachters sehr interessant, bin aber sehr skeptisch, ob dieser Schluss korrekt ist. Insofern deckt sich meine Meinung mit Eurer Zurückhaltung.

Gruß,
Ray

[gravi]

Das waren wieder einmal sehr aufklärende Worte, Danke Ray für diese umfassende Darstellung.

Ich hätte in meinem posting vielleicht etwas ausführlicher sein können. Prinzipiell meinte ich damit nichts anderes, als dass die Beeinflussung durch Beobachtung von Quantenobjekten völlig unstrittig ist, man sie aber nicht ohne weiteres auf makroskopische Objekte wie Sterne übertragen kann.

Wie Du richtig sagt, findet durch die Beobachtung immer eine Beeinflussung bestimmter Parameter statt, weil ich halt das Objekt mit irgendetwas in Wechselwirkung bringen muss, damit ich Informationen (in Form von Teilchen, Wellen) erhalten kann. Dazu muss ich ein Objekt mit etwas bestrahlen.

Wenn ich aber einen Stern beobachte, sammle ich nur ein paar seiner emittierten Photonen ein. Die würde er so und so emittieren, ob ich sie einfange oder nicht. Somit kann es dem Stern piepegal sein, denn ich trete nicht in Wechselwirkung mit ihm, wie ich es mit einem Quantenobjekt anstellen müsste. Die Beobachtung ist hier eine Einbahnstraße, im Gegensatz zum Quantenobjekt.

Gruß
gravi

[AlTheKingBundy]

den einfluss des menschlichen messprozesses auf das qm-vakuum hervorzuheben ist in diesem zusammenhang völliger blödsinn, deswegen muss man diese überlegung als physikalischen witz beiseite tun. nehmen wir den photonenmessprozess, der einfluss auf das vakuum nimmt (unbestritten). ob nun ein fernrohr diese photonen einfängt oder diese von einem planeten absorbiert werden, wo ist da bitte schön der unterschied? ich sehe die diese diskussion und schlimmer noch die tatsache, dass dieser murks in einer zeitschrift veröffentlicht werden konnte, als weitere aufweichung der einst seriösen physikalischen forschungsfundamente.

[gravi]

Forscher warnen eindringlich:

Gerade in den Wintermonaten ist der Rote Riesenstern Beteigeuze im Orion ein immer beliebteres Objekt bei vielen Amateurastronomen. In jeder klaren Nacht stürzen sich Heerscharen von Beobachtern auf diesen Stern. Das wirkt sich nun sehr negativ aus, denn wie neueste Messungen ergaben, verliert der Stern durch die massiven Beobachtungen immer mehr an Energie und wird deshalb stetig dunkler. Deshalb bitten die Wissenschaftler, mit den Beobachtungen etwas zurückhaltender zu sein, damit auch spätere Generationen diesen außergewöhnlichen Stern noch bewundern können...

Solches las ich einmal in einer astronomischen Zeitschrift - allerdings an einem 1. April. Klingt in meinen Ohren ganz ähnlich

Gruß
gravi

[SNOOPY]

Hallo an alle hier,

ich muss dazu auch mal meinen Senf zu geben:

Ich habe mir schon mal überlegt, ob nicht bereits das Nachdenken über die Zukunft diese beeinflußen kann. Diese Ideen habe ich aber sehr schnell abgelegt, weil ich mich sofort fragte: "wer soll das beweisen?"
Ebenso ist es mit dieser Problematik. Es mag sein, dass unsere Beobachtungen über irgend welche Quanten-Effekte den Lauf des Universums beeinflussen. Aber ebenso, wie niemals nachgewiesen werden kann, dass vielleicht das Schlagen eines Schmetterlingsflügels die auf der Kippe stehende Wetterlage geändert hat, ebenso wird man auch diesen Effekt in den Bereich des Eventuellen abtun müssen. Ich denke, wir Menschen könnten unseren Planeten in die Luft sprengen und es würde selbst unseren heimatlichen Stern nur ein müdes Schulterzucken abgewinnen. Es gibt wesentlich energiereichere Effekte im Universum, die wesentlich mehr beeinflussen können.
Jeder sollte inzwischen begriffen haben, daß wir auf dem Planeten Erde im Universum noch viel weniger sind, als das Sandkorn in der Wüste...

Gruß von
Snoopy

[wilfried]

Hallo zusammen

ich schliesse mich Al an, der das ganze als völligen Blödsinn bezeichnet.

Als kleines Kind habe ich mal eine Klassenkameradin geärgert, ich erinnere mich noch sehr gut daran, da das Folgen hatte:

Ich schaute sie sehr intensiv an (warum weiss ich nicht mehr, war in der 1. oder 2. Klasse..keine Spur von irgendwelchen Trieben oder so was...)

Ich träumte sicher nur so vor mich hin, da der Unterricht mal wieder richtig langweilig war!

Dann sprang sie auf und "petzte" dem Lehrer dieses. Der sprach mich an und stellte mich zur Rede.

Meine Antwort zu dem Mädchen hingerichtet lautete so in etwa:

Eh, wenn ich Dich immer länger anschaue, fressen meine Blicke Dich auf

Was war der Erfolg der Geschichte? Am nächsten Tag waren die Eltern in der Schule und ich musste vor dem Rektor meine Bemerkung zurücknehmen, da das kleine Mädel wirklich meinte, ein Teil von ihr sei bereits von meinen Blicken verschluckt worden.

Sehr ihr, das hat den gleichen Wahrheitsgehalt, wie die Meldung, dass die Astronomen das Weltall "kaputt" schauen!!!

So ein totaler Quatsch...haben Wissenschaftler denn nichs anderes zu tun?

Gruß

Wilfried

[Ray Light]

Al schrieb:

ich halte den artikel für grobe spinnerei oder den versuch, dass physiker versuchen aus der bedeutungslosihkeit zu kommen.

msueper schrieb:

Da wollte wohl jemand wieder ne Schlagzeile produzieren.

wilfried schrieb:

So ein totaler Quatsch...haben Wissenschaftler denn nichs anderes zu tun?

Mir ist es wichtig zu betonen, dass man streng unterscheiden sollte zwischen der wissenschaftlichen Veröffentlichung und dem, was Schreiberlinge daraus machen.

Es ist nicht selten der Fall, dass eine seriöse und stimmige, wissenschaftliche Veröffentlichung durch einen populärwissenschaftlichen Artikel eines Wissenschaftsjournalisten zu einer unhaltbaren These aufgeblasen wird.

Wissenschaftler haben Besseres zu tun, wilfried. Bitte lies die Originalveröffentlichung von Krauss & Dent.

Gruß,
Ray

[Stephen]

... "und komme keinem Kugelblitz zu nahe - es könnte sich um ein verkapptes Schwarzes Loch handeln..."

Dieser Satz stammt nicht von mir, sondern wurde in der P.M. in Berufung auf ein russisches Forscherteam abgedruckt.

Ich bin ebenfalls erstaunt, auf welch dünnes Eis sich einige Forscher begeben. Auf der anderen Seite: Es beschäftigen sich viele Experten mit Strings und stellen auch "nur" Theorien auf. Schwieriges Thema...

[wilfried]

Lieber Ray

danke für Deine Antwort und ich habe mir diese Veröffentlichung angesehen und auch Deine Kommentare durchgelesen.

Zunächst dies:

der schwierigste Aspekt an dem Thema ist das ‚falsche‘ Vakuum. Dieser Zustand hat einen Vakuumerwartungswert endlicher Energie – das ist also genauso wie bei quantenmechanischen harmonischen Oszillator. Anschaulich bedeutet es, dass auch ein scheinbar völlig ruhendes mechanisches Pendel schwingt und dabei eine endliche, kinetische Energie hat – hochtrabend heißt sie ‚endlicher Vakuumerwartungswert‘.

Das ist schon richtig, denn die Schwingungsanalyse eines ruhenden Pendels bedeutet, dass die kinetische Energie Null sein muss. Das passiert nur in der Unendlichkeit, ist demzufolge eine singuläre Lösung. Praktisch besitzt sie keinen Nutzen, denn die Aussage ist: wenn ein Pendel enmal angestossen wurde, so verebbt dessen Schwingung erst nach unendlich langer Wartezeit. Das ist natürlich ein Idealwert aber in der Quantenmechanik für das was Du oben meist voll gültig.


Dann zum paper

The Late Time Behavior of False Vacuum Decay: Possible Implications for Cosmology and Metastable Inflating States

Der folgende Teilsatz in der Einleitung dieses papers sagt das oben genannte ebenfalls aus und legt damit den Weg dieses Papers fest:

for times long compared to the characteristic decay time of a metastable quantum state, the decay of such states is no longer described by an exponential, but rather by a power law

Im Wesentlichen sagt diese Veröffentlichung folgendes aus:

Wir nehmeneine Fouriertransformation. Diese ist definiert exakt innerhalb der zeitlichen Grenzen -unendlich bis + unendlich und beschreibt mit ihrem Ergebnis das Frequenzverhalten.

Problem 1:


Wir kennen keine negative Zeit, auch nicht in der Quantenwelt. Also schreibt sich das Fourierintegral für kausale zusammenhänge mindestens zeitlich von 0 bis +unendlich.

Damit machen wir den 1. Fehler. Wir erhalten bereits hier destruktive Interferenzen im Spektrum

Problem 2:

Jede reale (wirkliche) Beobachtung erstreckt sichzwangsläufig nur innerhalb eines endlichen Zeitbereichs. Demzufolge reduziert sich das Fourierintegral bereits zeitlich innerhalb des Beobachtungszeitraums t1 bis t2.

Wir erzeugen weitere desktruktive Interferenzen, welche bereits signifikant werden.

Problem 3:

Es wird sicher keine zeitkontinuiierliche Fouriertrafo gemacht, sonder eine zeitdiskrete. Damit erhaklten wir einen weiteren Fehler.

Schliesslich sagen

In der Gl. 14 geht es um die "Überlebensrate" eines Zerfalls, welche bekanntlich ja exponentiell abnehmenden Charakter besitzt.

Typically for laboratory systems one finds that Eo/􀀀 ≥ O(10^3−10^6) so that (14) implies the exponential suppression in the number of decaying states is large, typically involving a reduction by ≈ O(exp(−30)). As a result, this phenomena is generally unobservable.

Hier verweisen die Autoren deutlich darauf, dass die Messaussage verfälscht wird durch "ungenügende" Beobachtungszeit.

Hier der Schlussteil aus ihrer Zusammenfassung:

However, these considerations also lead us into unexplored realms associated with macroscopic quantum mechanics. The first, which we plan to investigate, involves the question of whether late-time power law time dependence persists when gravitational effects in vacuum decay [8] are taken into account. The heuristic argument regarding spreading of the wavefunction following barrier penetration, leaving a power law tail at the origin as the source of late time behavior suggests that the exponential
expansion of space accompanying metastability may suppress this term and thus produce a faster falloff. The second consideration is even more interesting. Have we ensured, by measuring the existence dark energy in our own universe, that the quantum mechanical configuration
of our own universe is such that late time decay is not relevant? Put another way, what can internal observations of the state of a metastable universe say about its longevity?

In diesem Artikel wird gar nichts!!! ausgesagt darüber, dass eine Beobachtung eine Veränderung oder Beeinflussung eines physikalischen Geschehens nach sich zieht. Klar sowas kann passieren, wenn aktiv in ein solches Geschehen eingegriffen wird.
Beispiel: Meine Frau kocht ein lecker Essen und ich mach den Topf auf und nasche mal wieder. Dann habe ich aktiv eingegriffen und die Kochzeit oder sonst was verändert sich.
Aber davon ist hier nicht die Rede, sondern der Artikel in der Zeitschrift, welcher diese Originalschrift interpretierte zeigte, dass diese Autorenschaft gar nicht begriffen hat, was in diesem paper ausgesagt wurde!!!

Auch ich habe mich in die Irre führen lassen mit meiner ersten Kritik an dieser Veröffentlichung. Dank Ray kann ich diese zurückziehen und muss hier aber scharf sagen:

Wenn Autoren irgendwelcher zeitschriften irgendwas interprtieren, dann bitte sollen diese Leute sorgfältig lesen bzw. ein fundiertes Fachwissen mitbringen oder die inger davon lassen. Hier wurde ein paper verunglimpft, weches eine eindeutig korrekte Grundaussage beinhaltet nämlich:

Wir messen, jedoch nur in menschlichen zeitlich geringen) Bereichen und unsere Aussagen sind deshalb seitens der Messungen fehlerbehaftet. Korrekturen sind anzunehmen!! können aber nicht bewiesen werden,sondern nur im kausalen Zusammenhang als "wahrscheinlich" wahr angenommen werden.

Das ist die Crux unserer Physik in ihren Grenzbereichen.

Danke Ray, dass Du ein so scharfer Leser und Kritiker bist. Das war hier zwingend notwendig!!!

Netten Gruß

Wilfried

[Ray Light]

Lieber Wilfried,

ich freue mich, dass Du meine Kritik konstruktiv aufnimmst. Generell bin ich der Meinung, dass man eine wissenschaftliche Arbeit aufmerksam gelesen haben sollte, bevor man sie oder ihre Autoren kritisiert.

Leider kann ich kaum den Aussagen Deines letzten Postings zustimmen.

Wilfried schrieb:

Das ist schon richtig, denn die Schwingungsanalyse eines ruhenden Pendels bedeutet, dass die kinetische Energie Null sein muss. Das passiert nur in der Unendlichkeit, ist demzufolge eine singuläre Lösung. Praktisch besitzt sie keinen Nutzen, denn die Aussage ist: wenn ein Pendel enmal angestossen wurde, so verebbt dessen Schwingung erst nach unendlich langer Wartezeit. Das ist natürlich ein Idealwert aber in der Quantenmechanik für das was Du oben meist voll gültig.

Wieso "nur in der Unendlichkeit"? Der nicht verschwindende Vakuumerwartungswert eines quantenmechanischen, harmonischen Oszillator hat ganz greifbare und ungemein wichtige Konsequenzen wie die Wellenfunktionen und Eigenwerte des Wasserstoff-Problems. Daher verstehe ich Deinen Einwand hier nicht.

Wilfried schrieb:

Wir kennen keine negative Zeit, auch nicht in der Quantenwelt.

Auch diese Aussage kann nicht so stehen bleiben. Seit der Dirac-Theorie und seiner theoretischen Formulierung von Antiteilchen ist klar, dass man den Faktor -t im Exponential als negative Zeit interpretieren könnte. Exakt aus diesem Grund werden die Pfeilrichtungen von Antiteilchen in Feynman-Diagrammen bisweilen entgegengesetzt zu denen der "normalen" Teilchen dargestellt.

Wilfried schrieb:

In diesem Artikel wird gar nichts!!! ausgesagt darüber, dass eine Beobachtung eine Veränderung oder Beeinflussung eines physikalischen Geschehens nach sich zieht.

Stimmt doch gar nicht, Wilfried! Gerade in dem von Dir zitierten Schlussteil des Papers und am Ende des Abstracts wird eine solche Beeinflussung durch Beobachtung angesprochen.

Wilfried schrieb:

Wenn Autoren irgendwelcher zeitschriften irgendwas interprtieren, dann bitte sollen diese Leute sorgfältig lesen bzw. ein fundiertes Fachwissen mitbringen oder die inger davon lassen.

Eben, das meine ich ja auch. Hier wurde ein winziger Teilaspekt einer Veröffentlichung aufgeblasen und - von Sekundärautoren und nicht den Wissenschaftlern - medienträchtig augeschlachtet.
Dein gerade zitierter Aufruf gilt überdies auch für alle, die über dieses Thema angemessen diskutieren wollen: Vor der vorschnellen Kritik steht eine sorgfältige Lektüre der Primärquellen.

Tut mir Leid, dass ich das so klar sagen muss, aber eine unqualifizierte und unangemessene Kritik ist einfach ein großes Ärgernis. Ich reagiere deshalb so heftig, weil derart vorschnelle und unberechtigte Kritik der Wissenschaft schon viel Schaden zugefügt hat. Ich kann Sätze wie "Haben Wissenschaftler nichts Besseres zu tun?" oder "Aha, für den Schwachsinn geben die Wissenschaftler unsere Steuergelder aus!" einfach nicht mehr hören. Das ist nicht nur unangemessen pauschalierend, sondern in 99% der Fälle schlichtweg falsch.

Gruß,
Ray

[wilfried]

Hallo Ray

ich schliesse mich nicht so schnell Deiner Meinung an den Kritikpunkten meiner Stellungnhame an. Nicht weil ich hartnäckig auf etwas bestehe, sondern weil es mir hier auch um die korrekte Art der Darstellung geht.

Nun zum ersten mit dem Oszillator.
Ja, dieser hat natürlich und auch unbeschritten greifbare und wichtige Konsequenzen. Nur eine Exponentialfunktion mit e-x Abhängigkeit zeigt "lediglich" eine mehr oder weniger Schnelle Näherung in diesem Fall an Null oder auch wenn es die Fkt so will an einen endlichen Greinzwert. Wir habven es also mit asymptotischen Vorgängen zu tun.

Und wenn man die e-funktion Fourier zerlegt, so erhält man Wellengleichungen, die ebenfalls interalmäßig von -unendlich bis + unendlich angeschrieben werden.

Soieht man sich diese negative Unendlichkeit an und wendet den Kausalsatz an, so ist eben der geringst mögliche Zeitpunkt wegs meiner t=0, aber nicht -t. Folglich werden destruktive Interferenzen überigbleiben. Stärker trifft das zu, wenn zwischen t1 und t2 integriert wird.
Aus diesem Grunde zeigt eine Spektralanalyse eines reinen sinus ohne Sättigungseffekte stets eine spektrale Ausfweitung, auch wenn man sehr lange beobachtet.

Das ist, was ich sage. Und das gilt auch für die Wellengleichung eines Wasserstoffs. Wenn "ich" diese mit einer Spektraluntersuchung anschauen täte, so wäre diese eben auf Grund des zeitendlichen Integrals spektralverfälscht.

Zugegeben, es gibt Methoden oder Przeduren (sin x/x als Beispiel), die solche Effekte ausbügeln, zumindest sehr stark ausbügeln können. Die werden von uns auch angewandt. Auch die Fensterung -english: windowing (Hann, Hamming, Gauss, etc) sind hier mitzunennen.

Nund der Punkt mit der negativen Zeit. Mit Al führte ich in diesem Forum bereits eine Diskussion über die Gestalt der negativen Zeit. Bitte mal dort nachlesen, was ich bzw, Al dort diskutiert haben.

Hier ist nicht der traditionelle Zeitbegriff gemeint, aber in dieser Veröffentlichung habe ich diesen Zeitbegriff traditionell verstanden.

Das kann meinerseits duchaus ein Interpretationsfehler sein, da ich den Termini Techniki der Quantenmechaniker auch nicht gar so tief drin bin.

Ist dem so, ziehe ich mioch natürlich mit diesem Punkt gerne zurück.

Zum Themenpunkt, dass eine Beobachtung eine Veränderung bzw. Beeinflussung eines physikalischen Geschehens nach sich zieht:

The heuristic argument regarding spreading of the wavefunction following barrier penetration, leaving a power law tail at the origin as the source of late time behavior suggests that the exponential

Beispielweise diese Äußerung: hier wird gesagt: leaving a power tail... das meint nichts anders als dass einTeil der Leistungsfunktion der Fourier Zerlegung überigbleibt. Aber doch nicht in Wirklichkeit, doch nur auf Grund der zeitlimitierten Beobachtung, also wiederum diese destruktiven Interferenzen.

Liege ich denn hier so völlig daneben, wenn ich diese Veröffentlichung im Fourier Sinn interpretiere?

Mag sein, dass meine Sichtweise zu "Ingenieur behaftet" ist, mag sein, dass die Termini Techiki bei solchen Veröffentlichungen anders interpretiert werden, aber ich sage ganz klar eines:

Wenn eine passive aufgebaute Beobachtung durchgeführt wird, kann allenfalls der Teil der Energie als "verloren durch eine Beobachtung" betrachtet werden, der notwendigerweise vom Beobachtungsmittel aufgenommen wurde. Beispiel: Licht fällt in ein Telekop, Radiowellen werden durch Antennen energiemäßig absorbiert (die Rundfunkanstalten nutzen dies um die Zuschauermengen festzustellen) etc.

So ist meine Kritik zu verstehen.

Lieber Ray, sag mir liege ich damit wirklich so daneben?

Dann noch zum Ende:

Tut mir Leid, dass ich das so klar sagen muss, aber eine unqualifizierte und unangemessene Kritik ist einfach ein großes Ärgernis. Ich reagiere deshalb so heftig, weil derart vorschnelle und unberechtigte Kritik der Wissenschaft schon viel Schaden zugefügt hat. Ich kann Sätze wie "Haben Wissenschaftler nichts Besseres zu tun?" oder "Aha, für den Schwachsinn geben die Wissenschaftler unsere Steuergelder aus!" einfach nicht mehr hören. Das ist nicht nur unangemessen pauschalierend, sondern in 99% der Fälle schlichtweg falsch.

Aus diesen Sätzen spricht ein großes Ärgernis, das sich aber die Wissenschaftler und ich ähle uns Ingenieurwissenschaftler mit dazu selber zuzuschreiben haben. Wieviele Fördermittel werden hier vergeudet, für wieviel Blödsinn wird hier Fördergeld verschleudert...

Das ist so, ich selber habe das Jahre lang bei der EU und auch in Berlin miterlebt. Projekte, die "gute" Anmledernamen hatten wurden deutlich leichter durch die Evaluierung geschleust und bekamen Förderung als Projekte die diesen Promibonus nicht hatten. Wieviel an Fördergelder wird seitens der Industrie und Unis/Institue WIRKLICH!!! für dieses Vorhaben gebraucht und wieviel an Berichten wird gefälscht nur um halt den Halbjahresbericht oder Abschlussbericht zu schreiben und wieviel ist in Realitas tatsächlich an der Fölrdersache gearbeitet worden???

Das ist MEINE Kritik und zu der stehe ich felsenfest, weil ich sie miterlebt habe...jahrelang!

Ich kann verstehen, wie ein ehrlich arbeitender Wissenschaftler so wie Du sich darüber echauffiert, aber bitte akzeptiere, dass die Welt manchmal auch andere "Größen" hervorbringt und gegen diese sollen wir durchaus eine Abgrenzung bilden oder nicht?

Und wir haben es bitternötig, dass wir uns gegenüber der bevölkerung Reputation und Anerkennung unserer Arbeit wieder erarbeiten!

Mag auch sein, dass meine Sätze hart klingen, für manchen sogar völlig überzogen, aber ich bin der Überzeugung, dass eine ehrliche Wissenschaft besser ist als eine die durch übertriebenen Medienrummel kaputt gemacht wird.

Gruß

Wilfried

[Ray Light]

Nabend Wilfried,

Danke für Deine Antwort. Ich versuche gerne etwas präziser zu formulieren, damit klar wird, worum es mir geht und wo ich einige Kritikpunkte anzumelden hätte.

Du hattest (am 04.01.) geschrieben

Das ist schon richtig, denn die Schwingungsanalyse eines ruhenden Pendels bedeutet, dass die kinetische Energie Null sein muss. Das passiert nur in der Unendlichkeit, ist demzufolge eine singuläre Lösung.

Hier widerspreche ich, weil die kinetische Energie eines Pendels nicht in der Unendlichkeit Null wird, sondern ein quantenmechanischer harmonischer Oszillator eine nicht verschwindende Nullpunktsenergie besitzt. Dieser Grundzustand endlicher Energie hat eine fundamentale Bedeutung beim Wasserstoff-Problem. Auf diesen Grundzustand endlicher Energie bzw. den endlichen Vakuumerwartungswert wird auch im Papier von Krauss & Dent Bezug genommen.

Nun hattest Du weiterhin das Papier von Krauss & Dent in Bezug gesetzt zur Fourier-Analyse und vor allem aus ingenieurwissenschaftlicher Sicht Anknüpfungspunkte gesucht. Es ist richtig, dass in der Veröffentlichung Fourier-Transformationen benutzt werden; der Grund dafür ist jedoch nicht messtechnischer Natur, sondern quantenmechanischen Ursprungs: es leitet sich davon ab, weil Streuamplituden die dreidimensionale Fourier-Transformierte eines Streupotentials sind. Die von Krauss & Dent dargestellten Überlebensamplituden als Fourier-Transformierte der Energieverteilungsfunktion (Gl. 2) sind ein damit verwandter Sachverhalt.

Mir ist trotz Deiner ausführlichen Darstellung schleierhaft geblieben, welche Punkte in der Veröffentlichung Du als problematisch erachtest. Willst Du ausdrücken, dass eine negative Zeit im Fourier-Integral im Intervall –unendlich <= t <= 0 hier Unstimmigkeiten produziert? Ich habe mich im Forum nach der Diskussion von Al und Dir umgeschaut (war es der Thread "Die Kausalität" vom Mai 2007, erreichbar unter http://abenteuer-universum.de/viewtopic.php?t=429 ?), konnte jedoch nichts Klärendes finden. Ich wäre Dir dankbar, wenn Du hier nochmals präzisieren könntest.
Sind außerdem die Probleme 1-3, die Du am 04.01. dargestellt hast, Probleme der Veröffentlichung und willst Du sie als generelle Probleme der Fourier-Analyse verstanden wissen?

Ich kann Deinem Kommentar zur Forschungsförderung am Ende Deines letztes Postings keinesfalls zustimmen; schon deshalb, weil es ein pauschales Urteil ist, mit dem Du der sehr komplexen Wissenschaftslandschaft in Deutschland schadest. Wir können diese Diskussion gerne im Forum führen, aber sollten dazu einen neuen Thread im OT-Bereich aufmachen und vor allem sehr differenziert darstellen und argumentieren.

Gruß,
Ray

[wilfried]

Lieber Ray,

jetzt kommen wir uns näher mit dem Verständnis. Deine Antworten haben mir geholfen:

weil die kinetische Energie eines Pendels nicht in der Unendlichkeit Null wird, sondern ein quantenmechanischer harmonischer Oszillator eine nicht verschwindende Nullpunktsenergie besitzt. Dieser Grundzustand endlicher Energie hat eine fundamentale Bedeutung beim Wasserstoff-Problem. Auf diesen Grundzustand endlicher Energie bzw. den endlichen Vakuumerwartungswert wird auch im Papier von Krauss & Dent Bezug genommen.

Das ist der Unterschied zu unserem Ingenieursdenken, denn in der QM ist eben ein Rest vorhanden und damit ist meine Interpretation hinfällig.

Damit ist auch Dein Folgeteil mit eingeschlossen. Mit der damaligen Diskussion mit Al habe ich mich getöuscht, das hat mit diesem Thema hier nichts zu tun.

Sind außerdem die Probleme 1-3, die Du am 04.01. dargestellt hast, Probleme der Veröffentlichung und willst Du sie als generelle Probleme der Fourier-Analyse verstanden wissen?

Klare Antwort dazu: ja so sehe ich das.

Ich kann Deinem Kommentar zur Forschungsförderung am Ende Deines letztes Postings keinesfalls zustimmen; schon deshalb, weil es ein pauschales Urteil ist, mit dem Du der sehr komplexen Wissenschaftslandschaft in Deutschland schadest. Wir können diese Diskussion gerne im Forum führen, aber sollten dazu einen neuen Thread im OT-Bereich aufmachen und vor allem sehr differenziert darstellen und argumentieren.

Das ist ein recht explosives Thema, wir können das gerne in einem neuen Zusammenhang mal diskutieren. Ich möchte nicht der Wissenschaftslandschaft schaden zu fügen, im Gegenteil, sondern darauf hinweisen, dass es gerade bei Forschungsprojekten mit Industriebeiteiligung sehr üblich ist, dass hier Gelder verschleudert werden. Berichte werden gerne halbherzig geschrieben, Forschungen selber nicht oder nur matginal durchgeführt und trotzdem Gelder kassiert.

Gott sei Dank ist das nicht in der Firma passiert, in der ich arbeite!! Aber ich kenne das von vielen anderen Projekten eben mit industrieller Beteiligung.

Aber lassen wir das hier, ich werde das bei Gelegenheit einmal aufbereiten.

Ray danke für diese Diskussion und die notwendigen Klarstellungen. War super!

Gruß

Wilfried

[Ray Light]

Nabend Wilfried,

okay, dann nähern wir uns wohl einer Klärung der Diskussion.

Zu Deinen Problemen 1-3 möchte ich noch etwas sagen:

Zu Problem 1:
Man kann nicht unbedingt behaupten, dass "die Quantenwelt eine negative Zeit nicht kennt". Wie gesagt, wird manchmal bei Antimaterie wie dem Positron gesagt, dass es sich rückwärts in der Zeit bewege, wenn man das -t im Exponential so als Gegensatz zum Elektron mit +t interpretiert. So erklärt sich der rückwärts gerichtete Pfeil bei Antiteilchen in Feynman-Diagrammen.

Wilfried schrieb (am 06.01.):

Beispielweise diese Äußerung: hier wird gesagt: leaving a power tail... das meint nichts anders als dass einTeil der Leistungsfunktion der Fourier Zerlegung überigbleibt. Aber doch nicht in Wirklichkeit, doch nur auf Grund der zeitlimitierten Beobachtung, also wiederum diese destruktiven Interferenzen.

Liege ich denn hier so völlig daneben, wenn ich diese Veröffentlichung im Fourier Sinn interpretiere?

Ich denke, dass diese Interpretation nicht korrekt ist. Der in dem Paper von Krauss & Dent angesprochene 'tail' meint die typische Form der Wellenfunktion, die beim Durchtunneln einer Barriere (z.B. modelliert als Rechteckfunktion) zustandekommt. Rechnerisch erhält man diese Form durch Lösung der Schrödinger-Gleichung in unterschiedlichen Gebieten (vor der Barriere, in der Barriere, außerhalb der Barriere) unter Beachtung der stetigen Anknüpfungen der Wellenfunktion von einen Bereich an den anderen. Wie man in der QM-Grundvorlesung lernt, folgt eine exponentiell gedämpfte Wellenfunktion außerhalb der Barriere (wie hier dargestellt http://www.wissenschaft-online.de/astro ... 5.html#tun).

Krauss & Dent erörtern nun in der Veröffentlichung, wie dieser Tail sich von einer exponentiell gedämpften Wellenfunktion in einen "power law tail" verformt.

Zu Problem 2 und 3:
Deine Aussagen zu diesen beiden Probleme kann ich deshalb auch nicht bestätigen, weil im Kern kein messtechnischer Effekt, sondern ein Quanten-Effekt diskutiert wird. Die Endlichkeit des Beobachtungszeitintervalls (was Dein Kernargument ist) ist für die Betrachtung von Krauss & Dent nicht von Belang.

Mein Fazit:
Ich kann daher Deine Probleme 1-3 und Deine daraus geschlossenen Schlüsse nicht bestätigen.

Gruß,
Ray

[wilfried]

N'Abend Ray

danke nochmals für Deine Antworten. So ganz zufrieden bin ich noch nicht, aber das leigt nicht an Dir, sondern an mir.
Ich muß diese Dinge nochmal in Ruhe durchdenken. Diese Ruhe habe ich momentan nicht. Aber das macht ja uns nicht so viel, denn manchens kann ja auch mal eine Weile schlafen.

Ray, nicht bös sein, aber ich muss es wirklich etwas ruhen lassen.

Netten Gruß

Wilfried

[Ray Light]

Kein Problem, Wilfried.

Wir können jederzeit hier wieder anknüpfen. Das Thema bleibt auch bei den Forschern aktuell, und vielleicht bekommen wir bald weiteren Input dazu.

Gruß,
Ray