Was ist los mit der Quantengravitation?

[wilfried]

Liebe Astros

Ich denke, daß die LQG treibenden Leute etwas flügellahm geworden sind. Ashtekar hat sich mit seinen Geometrien ausgetobt und es kommt nichts mehr nach und Bojowald, glaube ich, hat eher von Ahtekar und Smolin gelebt. Er hat eine eigene Idee -ich glaube als Habilitation- geschrieben,die einen richtigen Schub verursachte. Dann hat einen Lehrstuhl erhalten und damit wars das.

Was fehlt sind Revolutionäre! Junge Leute, die sich ohne Scheu einmal dranmachen, das Konstruktionsschema des Kosmos völlig neu angehen. Frei von Koneventionen, aber mit dem Willen, daß Geschehen auf sein Wesentliches zu konzentrieren.

Was ich vermisse, besser ankreide ist, daß eine Hypothese aufgestellt wird und dann ein derartig undurchdringlicher mathematischer Dschungel erforderlich wird, um dieses, jenes und selbiges zu beschreiben. Das kann es doch nicht sein!

Mir sind die ganzen mathematischen Konstruktionen zwischenzeitlich viel zu schwierig, zu umständlich geworden. Als Ingenieur und Physiker sage ich auch zu meinen Studenten: alles was kompliziert verpackt und nahezu unverständlich veröffentlicht ist, wurde nicht oder nur teilweise verstanden.

Die Welt kann nicht sooo kompliziert sein, sonst tät sie nicht funktionieren.

Schaut mal: wenn wir eine Maschine entwickeln und bauen, dann funktiniert das Ding, wenn es einfach aufgebaut ist äußerst zuverlässig. Besteht das Ding aber aus zu vielen Rädern, macht es nur Probleme. Bestes Beispiel dafür: Hubkolbenmaschinen und Jetantriebe.
Die Jets haben wesentlich weniger Aussetzer!!!

Wie geht es eigentlich wirklich sinnvoll weiter, welche Teams sind wo an einer Arbeit, die etwas verspricht?

Gruß

Wilfried

[PeterM]

Hallo alle zusammen,
hallo Wilfried,

mit Deinen Zeilen hast Du voll meinen Nerv getroffen.

Leider reicht mein physikalisches Wissen nicht aus, um hier annähernd auch mithalten zu können.

Ich glaube aber, dass wir physikalischen Laien durchaus in der Lage sind die Zusammenhänge unseres Universums zu erkennen, ohne etwas von den inneren Abläufen verstehen zu müssen. Schließlich weiß ich auch nicht, wie man ein Auto baut, kann ein solches aber erkennen und möglicherweise auch fahren. Mit dem Universum geht es mir genauso.

Für mich ist das All ein zusammenhängendes miteinander verbundenes einheitliches Gebäude, das immer wieder abgerissen und aufgebaut wird, also einem Kreislauf unterliegt. Wobei das Vakuum für mich Energie ist. Energie und Vakuum ist für mich gleich. Wir können versuchen Energie und Vakuum unterschiedlich zu interpretieren, aber ohne Vakuum keine Energie und ohne Energie kein Vakuum. Dies sind für mich die Grundlagen.

Energie ist Kraft. Kraft sucht sich seinen Weg, sorgt also für Bewegung. Die Fluktuationen im mikroskopischen Bereich sind für mich auch nichts anderes als Bewegungen, die wir mal mehr oder weniger oder vielleicht gar nicht messen können. Der komplette makroskopische Bereich ist für mich eigentlich nur der Restmüll der Energie oder möglicherweise die Asche die übrig geblieben ist. Also eine Verdickung der Energie Diese Asche wird auch wieder da hingehen wo sie hergekommen ist. Dann ist sie wieder in dem Bereich, wo es richtig zu Sache geht. Da wo sich die Kräfte austoben, die für uns mehr als schädlich sind.

Ich habe hierzu eine Bericht gefunden, der schön schildert, dass wir in einer Art Blase leben, die uns schützt. Ob der Bericht ernst zu nehmen ist, entzieht sich meiner Kenntnis.

http://nachrichten.t-online.de/raumsond ... 3490/index


Was mich aber immer noch irritiert sind Berechnungen, die nachweisen, dass z. B. die Dunkle Energie das Universum auseinander treibt. Wir wissen nicht, was die Dunkle Energie ist, fügen Sie aber in die Berechnungen ein, um ein für uns logisches Resultat zu erhalten. Wenn ich etwas einfüge, nur um ein für mich logisches Resultat zuerhalten, ist es fraglich, ob die Berechnung insgesamt nicht unvollständig ist.

Falls ich aus physikalischer Sicht wieder Blödsinn geschrieben habe, verzeiht mir bitte. Ich denke, als N darf ich das.
Ich glaube aber auch, dass alles einfacher ist als wir denken. Vielleicht glaube ich das aber auch nur deshalb, weil ich für mich keine andere Chance sehe.

Viele Grüße

Peter

[tomS]

Hallo Wilfried,

dein Beitrag erfordert eine differenzierte Antwort.

Zunächst mal: was meinst du mit Quantengravitation? bzw. welchen Zugang oder welche Theorie? Ich gehe davon aus du spricht die Loop Quantum Gravity, Spin Foams und verwandte Modelle an, nicht jedoch andere, eher unbekannte Zugänge und insbs. nicht die Strings.

Zu den Namen Ashtekar, Smolin etc. ist zu sagen,dass sie eigentlich nicht mehr der führenden Generation angehören, sondern dass inzwischen jüngere Leute die Bühne betreten haben, d.h.Innovationen sind eher aus anderen Ecken zu erwarten. Da gibt es natürlcih die "Schule" der jeweiligen Generation, also z.B. Rovelli's Insttut, das Permimeter Institut (Smolin), das Albert Einstein Institut (Nicolai: Strings und Thiemann); die Liste ist bei weitem nicht vollständig.

Bojowald hat m.W.n.praktisch ausschließlich über eine Näherung der LQG, sie sogenannte LQC publiziert. Er beschäftigt sich also damit, in vereinfachten Näherungen die Konsequenzen der Theorie zu testen; das ist sicherlich extrem wichtig, denn diese Erkenntnisse haben wiederum Rückwirkungen auf die Theorie selbst - und erlauben ggf. eine Überprüfung im Experiment, so z.B. im Rahmen der Fluktuationen oder der Polarisation des CMBs.

Thiemann hat sehr vielim axiomatischen Bereich der kanonischen Quantisierung gearbeitet und wurde von Nicolai immer wieder dazu gedrängt, mathematische Schwächen anzugehen. Ich habe aber aus dieser Ecke in den letzten Jahren wenig Fortchritte gesehen. Ich kann dir sehr den folgenden Artikel ans Herz legen:

http://arxiv.org/abs/hep-th/0601129
Loop and spin foam quantum gravity: a brief guide for beginners
Hermann Nicolai, Kasper Peeters
(Submitted on 18 Jan 2006 (v1), last revised 16 Feb 2006 (this version, v2))
Abstract: We review aspects of loop quantum gravity and spin foam models at an introductory level, with special attention to questions frequently asked by non-specialists.

Darin werden die wesentlichen (mathematischen) Hürden der kanonischen Formulierung der Theorie diskutiert. Insbs. sind dies die nicht eindeutige Quantisierung, insbs. die Darstellung des Hamiltonoperators und die ggf. nicht korrekt implementierte Operator-Algebra (off-shell vs. on.shell closure und ggf. Quantisierungsanomalien). Damit zusammen hängt evtl. auch die Problematik des semiklassischen Limes, also einer Näherungslösung der LQG, die eine näherungsweise flache und glatte Minkowski-Raumzeit beschreibt. Diese muss sich ja aus der Theorie ergeben, da wir eben diese beobachten! Nur über eine vernünftige Lösung lassen sich auch die neuen Erkenntnisse über "Verletzung der Lorentzinvarianz" bzw. Abweichungen von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit abschließend bewerten.

Smolin hat sich aus dem "Kernteam" der LQG verabschiedet und untersucht weiterführende bzw. alternative Zugänge.

Die Problematik der kanonischen Formulierung hat insbs. Rovelli und Lewandowski zu veranlasst, den alternativen Zugang über die Pfadintegralsquantisierung = die Spin Foams näher zu untersuchen. Diese vermeiden einige Prpbleme des kanonsichen Zugangs. Sie erlauben gleichzeitig die Untersuchung einer größeren Klasse an Theorien, die in einem geeigneten Limes auf die ART führen bzw. mit der LQG verwandt sein sollten. Hier gibt es in den letzten Jahren bedeutende, jedoch sehr mathematische Fortschritte, die noch nicht zu neuen physikalischen Erkenntnissen geführt haben. Letztlich sollten sich über diesen Zugang die Probleme der kanonischen Formulierung aus einer völlig neuen Perspektive untersuchen lassen.

Revolutionäre fehlen eigentlich nicht ...

Zu deiner Anmerkung, die Theorie wäre mathematisch viel zu kompliziert, um richtig zu sein. Dem muss ich wiedersprechen: die Theorie ist zugegebenermaßen kompliziert, sie erscheint aber sicher nicht komplizierter als jede andere noch nicht vollständig verstandenen Quantenfeldtheorie. Überleg mal: die QED wurde Anfang der 30iger Jahre begonnen, die abschließende perturbative Formulierung der QCD kennen wir seit den 70igern, neue Formulierungen, über die auch topologische Effekte, Confinement und Massenspektren zugänglich werden, kennen wir seit den 80igern, quantitative Ergebnisse aus der Gittereichtheorie erhalten wir erst mit der jetzigen Superrechnertechnologie. Das macht fast 80 Jahre - nur mal so zum Vergleich ...

Zum eigentlichen Kernproblem der Quantisierung: das ist kein fest vorgezeichneter Weg, sondern eher die Rekonstruktion eines physikalisch-mathematischen Systems auf Basis einer extremen(!) Näherung bzw. Vergröberung; wir kennen ja "nur" die klassische ART, und müssen aus dieser auf die exakte zugrundeliegende Struktur zurückschließen. Das ist ungefähr so, wie wenn du auf Basis einer Kinderzeichnung eines Hauses das Haus selbst bauen möchtest - ist nicht einfach und dur wirst mehrere Anläufe brauchen.

[tomS]

Wobei das Vakuum für mich Energie ist. Energie und Vakuum ist für mich gleich. Wir können versuchen Energie und Vakuum unterschiedlich zu interpretieren, aber ohne Vakuum keine Energie und ohne Energie kein Vakuum. Dies sind für mich die Grundlagen.

Was mich aber immer noch irritiert sind Berechnungen, die nachweisen, dass z. B. die Dunkle Energie das Universum auseinander treibt. Wir wissen nicht, was die Dunkle Energie ist, fügen Sie aber in die Berechnungen ein, um ein für uns logisches Resultat zu erhalten. Wenn ich etwas einfüge, nur um ein für mich logisches Resultat zuerhalten, ist es fraglich, ob die Berechnung insgesamt nicht unvollständig ist.

Deine erste Bemerkung ist noch nicht radikal genug! Zunächst mal IST Energie nicht Vakuum, sondern die Definition der Energie ERFORDERT zunächst die klare Definition von Vakuum (die Montage eines Autos erfordert zunächst einen Konstrutionsplan sowie Materialien, anschließend kann man erst mit dem Schrauben und Schweißen beginnen). Dabei ist das Vakuum im landläufigen Sinne leerer Raum, nach der herrschenden Meinung der Physiker im Rahmen der Quantengravitation jedoch "kein Raum". Mir fällt kein passender Vergleich ein; du musst dir vorstellen, dass du zunächst alles aus dem Universums entfernst (eigentlich auch dich selbst, aber wir brauchen dich ja als Beobachter :-). Dann hast du leeren Raum. Nun entfernst du auch noch den leeren Raum!

Bzgl. deiner zweiten Bemerkung zur Dunklen Energie hast du vollständig recht. Sie zeigt deutlich, dass man sie nicht "einfach so" in die Theorie hineinbasteln darf, sondern sie muss das Ergebnis der Theorie selbst sein. Allerdings kann es auch sinnvoll sein - so lange man die endgültige Theorie nicht kennt - die Dunkle Energie als Hypothese in die Theorie einzubauen und daraus Schlussfolgerungen abzuleiten. Das ist auch in anderen Theorien ein probates Mittel gewesen, um Fortschritte zu erzielen.

[PeterM]

Hallo Tom,

Du beschreibst eigentlich sehr schön die Existenz des Nichts. Das Nichts gibt es aber nicht, sonst könnten wir es untersuchen. Andererseits wenn es das Nichts gäbe, wären wir alle nicht da. Wo hört das Nichts auf oder wo fängt es an? Wie können wir etwas teilen, was unteilbar ist. Versuche wir doch mal die Unendlichkeit zu begrenzen, das wird ein sinnloses unterfangen. Versuche doch mal die Leere in der Unendlichkeit zu finden. Ich glaube, da haben wir ein großes Problem.

Für mich wird bei dieser Argumentation deutlich, dass etwas mit unserer Sprache nicht stimmt. Wir trennen etwas, was nicht zu trennen ist und bezeichnen etwas, was es nicht gibt. Wenn wir das merken ist es gut, wenn nicht, kann es fatale Auswirkungen auf uns selbst haben.

Wenn man mal über diese Dinge nachdenkt, bemerken wir, dass der Mensch mit seiner Fähigkeit zu Denken, etwas außergewöhnliches ist. Wir können sogar Dinge denken, die es aus physikalischer Sicht gar nicht gibt. Hier liegt, meine ich, ein großes Problem. Das Problem der richtigen Trennung. Was ist, wenn ich innerhalb dieser Trennung nur einen kleinen Fehler mache? Was ist, wenn der Fehler kleiner ist als die Planck-Länge ? Was sollen wir dann mit dem Ergebnis?

Ich möchte Dir mal eine einfache Frage stellen:

Wie viel Huhn hat ein Bein?

Kennst Du die Antwort? Wissenschaftler schreiben möglicherweise eine Abhandlung über mehrere tausend Seiten, dabei ist die Antwort relativ banal.

Ich habe mal irgendwann geschrieben, dass die Physik eine eigene Sprache benötigt, auch um grundlegende Dinge genauer und verständlicher zu beschreiben. Das bedeutet, wir brauchen möglicherweise neue Worte, vielleicht sogar eine ganz eigene Sprache in der Physik.

Wenn ich z. B. meinen berufliche Tätigkeit sehe. Ich arbeite im Vertrieb. Verkaufe also Produkte, mit einer Geschichte. Der Kunde kann diese Geschichte nicht widerlegen, weil sie in sich logisch und schlüssig ist. Die Funktion unserer Produkte bestätigen die Geschichte. Die Produkte funktionieren. Aber ?? Stimmt die Geschichte, die ich um dieses Produkt gebaut habe?
Das weiß ich selber nicht. Aber ich habe Erfolg. Ich weiß aber, das meine Argumentation auf eine Geschichte beruht. Mein Nachfolger weiß es nicht, wenn ich es ihm denn nicht sage. Irgendwann ist die Geschichte möglicherweise wahr und keiner fragt mehr nach dem Ursprung.

Worauf ich hinaus möchte ist, dass wir möglicherweise viel zu viel falsches übernehmen und dadurch auf eine Endergebnis kommen, was nicht befriedigend sein kann.

Möglicherweise bringt der Teilchenbeschleuniger ja Antworten. Was ist eigentlich, wenn die Antworten so einfach sind, dass sie
schon peinlich sind. Wer hat den Mut, dies dann auch so klar zu sagen?


Viele Grüße

Peter

[wilfried]

Tag zusammen

@Tom:

Du schreibst:

zu deiner Anmerkung, die Theorie wäre mathematisch viel zu kompliziert, um richtig zu sein. Dem muss ich wiedersprechen: die Theorie ist zugegebenermaßen kompliziert, sie erscheint aber sicher nicht komplizierter als jede andere noch nicht vollständig verstandenen Quantenfeldtheorie. Überleg mal: die QED wurde Anfang der 30iger Jahre begonnen, die abschließende perturbative Formulierung der QCD kennen wir seit den 70igern, neue Formulierungen, über die auch topologische Effekte, Confinement und Massenspektren zugänglich werden, kennen wir seit den 80igern, quantitative Ergebnisse aus der Gittereichtheorie erhalten wir erst mit der jetzigen Superrechnertechnologie. Das macht fast 80 Jahre - nur mal so zum Vergleich ...

schon ist mir das sehr bewußt. Nur bedenke demgegenüber wie verstrickt haben sich all diese Fragmente gebildet und wohin gar? Hat jemand in den 20er /30er Jahren an Strings gedacht??? Im Grund waren die Überlegungen der jungen QM doch recht simplel. Selbst Einstein´s ART ist nicht so dolle kompliziert. Man muß halt einmal die Sache mit den Koordinatensystemen verstanden haben. Ich will ja auch nicht sagen, daß Schulmathematik und Schulphysik weiterhelfen, das gewiß nicht.

Mit Al hatte ich vor langer Zeit einen sehr interessanten Gedankenaustausch. Da ging es um Eichtheorie. Auch hier sagte ich irgendwann einmal:
"wir eichen dem Teufel noch ein Ohr ab" (aus dem Zusammenhang herausgerissen!!)

Die Eichungen sind gewiß notwendig, aber manchmal macht es auf mich den Eindruck, daß gerade diese dazuherangezogen werden, Dinge so einzueichen, daß sie unter gewissen Zwangsbedingungen dann doch funktionieren.

Da stört mich etwas.

Ich möchte mit meiner kritischen Anmerkung auch nicht den Stab über die Physiker, die an diesen Problem arbeiten brechen, bei weitem nicht. Ich habe sehr großen Respekt vor diesen Leuten. Auch sage ich ja nicht, daß falsch gedacht, eine falsche Physik propagiert, die Mathematik falsch angewandt wird.

Bitte hier nicht meinen, ich tät dies anzweifeln, dafür bin ich in den Theorien durchaus tief genug drin, um die Grundzüge -nicht jede Feinheit und auch nicht alle Ansätze- verstehen und nachempfinden zu können.

Das einzige, as ich hier ausdrücken möchte ist, daß die mordernen Weltbilder immer komplizierter, filigraner werden.

Ich lasse mal all mein Hintergrundwissen weg, absichtlich! Ich hinterfrage hier einmal ob denn die Welt wirklich so kompliziert beschrieben werden muss?

Nochmals recht ketzerisch:

Was kompliziert ist birgt Fehler, was weniger kompliziert ist birgt weniger Fehler.

@PeterM

Du hats geschrieben:

Falls ich aus physikalischer Sicht wieder Blödsinn geschrieben habe, verzeiht mir bitte. Ich denke, als N darf ich das.

Du mußt Dich nicht entschuldigen. Hier haben wir alle etwas zu sagen und es geht nicht darum, ob ein Beitrag nur wissenschaftlich völlig korrekt ist oder ob er Unzulänglichkeiten in sich trägt. Das werden wir in den Diskussionen dann schon herausarbeiten und auf positivem Wege in die richtigen Bahnen lenken.
Niemand soll seine Gedanken verbergen, nur aus Sorge "Blödsinn" zu reden. Ein Gedanke zu Papier gebracht ist tausendmal mehr wert, als ein Gedanke, der aus dem Gehirnkasten nicht rauskommt.. Ein zu Papier gebrachter Gedanke mit fehlerhaften Dingen ist tausend mal mehr wert, ale ein völlig richtiger Gedanke, ein Geniegedanke, der seinen Weg in die Welt nicht findet, weil er nicht herausdraf. Denn dieser fehlerhafte Gedanke kann besprochen werden, die unpassenden Dinge gerichtet werden und dann zu einem Geniestreich geform werden.

Bedenke das...und so verstehen wir uns hier im Forum. Nein, nicht so, daß wir Genies züchten...sondern, daß wir jeden Gedanken aufnehmen, wenn er denn ethisch unseren Richtlinien entspricht, was die allermeisten Beiträge tun.

Und Du siehst ja, wie Tom meine Gedanken beantwortet hat! Dieser Pfeffer ist wichtig, denn nur daraus resultiert, daß man sich hinsetzt und nachdenkt.

Netten Gruß

Wilfried

[tomS]

Zur Frage in einem anderen Forum:

If you are asking a general question about loop/foam status, then in my opinion the most significant current research is aimed (not at distinguishing between several theories but) at simply getting one background independent theory with the right classical limit.

Accordingly you see major papers aimed at either merging different lines of investigation or establishing the classical limit.
Lewandowski reconciling loop and foam models, to form a single combined approach.
Ashtekar and others extending loop cosmology to anisotropic cases--relaxing assumptions.
Ashtekar trying out spin foam cosmology.
Rovelli's group checking to see that the limits are right.

On the other hand, in terms of raw numbers of papers, I think cosmology is the biggest area of loop/foam research growth. Many of the papers are by comparative newcomers to the field, and are groping for observable consequences.
There are still only a comparatively small number of researchers, but that's where I see percentage growth. Judging from the recent literature, if there is any hope of detecting a loop/foam signature in the near term, it would be in the cosmic microwave background, the universe's history of expansion/structure formation, and possibly other astrophysics.
.

[tomS]

Du beschreibst eigentlich sehr schön die Existenz des Nichts. Das Nichts gibt es aber nicht, ...

Für mich wird bei dieser Argumentation deutlich, dass etwas mit unserer Sprache nicht stimmt.

Das Nichts gibt es tatsächlich nicht, zumindest nicht im physikalischen Sinne der Existenz. Das Vakuum (als Abwesendheit von Allem) existiert jedoch in einer mathematisch präzisen Weise! Es existiert ebenfalls nicht physikalisch, in dem Sinne dass es DA wäre. Das Vakuum kann mathematisch beschrieben werden; symbolisch lautet das einfach



Man kann daraus mathematisch einen Zustand erzeigen, der ein Raumquant enthält



Dies ist nicht damit zu verwechseln, dass Raum physikalisch entsteht, sondern lediglich dass dies mathematisch beschreibbar ist.

Damit sind wir bei deiner zweiten Anmerkung: die exakte Sprache der Physik ist die Mathematik; unsere Alltagssprache ist immer nur eine nicht exakte und teilweise irreführende Annäherung.

[tomS]

Hallo Wilfried,

mir sind deine Argumente schon klar und die Problematik ist mir auch bewusst. Nur: selbst wenn die Weltformel eine sehr einfache Struktur hätte, wären die daraus entstehenden Gesetzmäßigkeiten und Phänomene sehr komplex; du musst dich ja nur mal umschauen ...

[wilfried]

Tag zusammen

There are still only a comparatively small number of researchers, but that's where I see percentage growth. Judging from the recent literature, if there is any hope of detecting a loop/foam signature in the near term, it would be in the cosmic microwave background, the universe's history of expansion/structure formation, and possibly other astrophysics.

Das kannn ich nicht unterstreichen, ist "alter Tobak", von dem wir nichts neues mehr lernern. Ja, das ein odere andere Geringfügige, aber nichts mehr, was "die Welt aus den Angeln hebt". Das Mikrowellen Scenario können wir so gut messen, daß wir dort alles erdenkliche ausgekostet haben. Klar kommt hier und da wieder mal etwas dazu, aber nichts weltbewegendes.

Ich bin gerrade zu faul, um tensor's Bemerkung zu suchen. tensor sagte heute oder gestern -war in meinem Beitrag über die neue Entdeckung dieses gamma ray bursts- daß der Gravitationswellenastronomie ~astrophysik die Zukunft gehört.

Ich bin da voll seiner Ansicht. Denn: was wollen wir lernen?

Wir wollen lernen, wie das All enstand, daraus, ob es eine Allgemeingültigkeit für die Entstehung und Lebensgeschichte von Allen gibt und wir wollen lernen, wie sich so ein Ding entwickelt.

Aber woraus schöpfen wir?

Na, aus dem, was wir kennen. Und was kennen wir nioch nicht?
Das, was innerhalb dieser Inflation vonstatten ging.

Ich denke, daß diese Erkenntnisse zu ganz großen Revolutionen führen wird. Ich bin auch davon überzeugt, wenn denn eines Tages diese Graviwellen detektiert und auswertbar werden, sich die Hypothesen allesamt reformieren werden.

Das ist mein Denken:

das momentane Verständnis dreht sich in gewisser Weise im Kreise, kreiert wegs meiner einige neue mathematische Konstruktionen zu alten Aussagen, aber der wissenschafliche Fortschritt ist sein Geld nicht wert.

1. Der wissenschaftliche Fortschritt der Graviwellen muss dringend vorangetrieben werden
2. Das Verständnis der Teilchenphysik muss dringend gesäubert werden...alte Frage Higgs (wirklich mit LHC lösbar???)
3. Die immer wiederkehrende Fragen nach den Schwarzen Löchern: was sie sind und was sie tun muss geklärt werden
4. Die Frage nach der sich ändernden (größer werdenden) kosmologischen Konstante!!! muss geklärt werden
5. Die Fragen nach dem Wesen der Gravitation muss gelöst werden
6. Die Fragen ob es denn eine gemeinschaftliche Urkraft (urenergie) gibt muss gelöst werden
7. Die Frage wie denn ein Weltall stirbt und was dann dabei passiert muss gelöst werden

All diese Punkte geistern seit ich mein Studium 1976 bzw. meine Promotion 1989 beendet habe herum und sind bis dato nicht gelöst. Es sind nur immer noch kompliziertere Erklärungen und noch kompliziertere Hypothesen mit Ausnahmen und Sonderfällen erörtert worden.
Aber von einer Lösung der Probleme ist bei weitem nichts in Sicht.

Gerade deshalb erhoffe mir von den Graviwellen Ansätzen eine ganze Menge. Ist halt messtechnisch sehr schwer die Satelliten auf Positionen zu halten, die nur im Mikrometerbereich abweichen dürfen und das auf einige Miollionen Kilometer Entfernung der Satelliten untereinander!!!

Aber dazu sind wir Ingenieure ja da...wir dürfen ja auch mal ein klein wenig glänzen mit Mess und Regeltechnik oder nicht???

Wer ist denn hier im Forum Ingenieur? Ich erwarte Unterstützung meienr Position aus Ingeniuersreihen!!!

Gruß

Wilfried

[tomS]

Ich glaube schon, dass man vom Mikrowellenhintergrund noch was lernen kann; insbs. die Fluktuationen bzw. deren Winkelabhängigkeit sind interessant. Verschiedene Theorien zur Quantengravitation, Inflation etc. prägen da ihre Signaturen ein (insofern "sieht" man indirekt auch die Effekte der Gravitationswellen).

[wilfried]

Tag Tom

schon, ich will das nicht wegschieben. Aber was lernt man? Man lernt etwas von der entstandenen Materie, derweil der Prozess der Entstehung selber sich immer noch im Dunklen verbirgt.

Schon ist die Mikrowellen Astronomie / Atrophysik ein äußerst wichtiges Kernarbeitsgebiet um die tiefgehenden Effekte wie Quantenrauschen, Verschränkungszustände, Bose-Einstein Kondensat etc. zu verstehen, aber sie begrenzt sich doch auf existente Materie.

Dieser Artikel über den Physik Nobelpreis 2006 passt hier sehr schön hinein:

http://www.astro.uni-bonn.de/~deboer/no ... sik06.html

Netten Gruß

Wilfried

[tomS]

Ich gebe ja zu, dass die theoretische Physik ggw. nicht das hält, was sie vor einiger Zeit versprochen hat. Ich bin aber noch nicht so weit, dass ich da verzweifeln würde. Die Thematik ist zum einen sehr komplex, und - was noch wesentlich schwerer wiegt - das Wechselspiel mit den Experimenten fällt zunehmen schwächer bzw. indirekter aus. Man überlege nur mal, dass ggw. die einzigen Hinwese auf die Natur der Quantengravitation aus der Astronomie kommen - indirekter geht's kaum!

Trotzdem habe wir eine Fülle von alternativen Theorien, die uns wetwas über die Natur der Quantengravitation verraten sollten:
- Strings
- LQG / Spin-Foams
- CDT
- Causal Sets
- non-commutative Geometry
- asymptotic safe Gravity
um nur einige zu nennen.

Das ist alles noch sehr verschlungen und verwickelt, aber es zeichnen sich doch auch Gemeinsamkeiten ab.

Bzgl. deiner Liste sehe ich das ähnlich: es gibt einige zentrale Probleme, die theoretisch gelöst werden müssen; DE und DM stehen da sicher ganz vorne.

[tomS]

Was ist denn deiner Meinung nach der Vorteil der CDT ggü. der LQG?

[tomS]

Die LQG startet mit einer Quantisierung der ART (ECT) und konstruiert (wie üblich) einen Hamiltonoperator + Operatoren.
Alternativ ist auch eine Quantisierung im Pfadintegralformalismus möglich; dabei ist der Ausgangspunkt ebenfalls eine diskrete Struktur, nämlich die SU(2) Spin-Darstellung.
Die Symmetrien der ECT werden in die qm Strukturen übertragen.

[PeterM]

Vorwort: Mit dem nachfolgenden Text möchte ich euch eigentlich nur zeigen wie der normale Bürger tickt. Ich versuche mal aus meiner Sicht zu schildern, was ich unter Vakuum verstehe. Auch meine Zweifel möchte ich mal versuchen zu verdeutlichen. Ich möchte damit niemanden beleidigen oder in anderer Form angreifen. Ich möchte einfach nur verstanden werden, um letztlich auch davon profitieren zu können.



Irgendwie habe ich immer das Gefühl, dass die Physiker mit ihren Forschungen nach dem Beginn unseres Universums falsch ansetzen. Man versucht immer die kleinste Struktur zu finden, obwohl m. E. die kleinste Struktur für den etwaigen Beginn unseres Universums nicht wichtig ist. Wenn wir mittendrin ansetzen, können sich keine befriedigenden Ergebnisse einstellen.

Wenn wir im Gegensatz dazu erst mal versuchen, den gesamten Kosmos als Einheit zu begreifen, dann wird möglicherweise vieles einfacher. Ich habe im Vorfeld ja auch schon geschrieben, dass alles miteinander verbunden ist. Die Unendlichkeit ist für mich eine Einheit. Sie ist auch untrennbar mit der Ewigkeit verbunden. Wobei ich diese Begriffe mit äußerster Vorsicht benutze möchte.

Wenn man die Unendlichkeit als physikalisches Phänomen betrachtet, dann brauchen wir nicht lange zu überlegen, um festzustellen, dass die Unendlichkeit sich nicht noch ausdehnen kann. Da sie aber zwangsläufig eine Symbiose mit der Ewigkeit (Ein gedachtes Zeitphänomen???) eingehen muss, existiert etwas, was nach außen nicht flüchten kann. Was nach außen nicht weg kann, sucht sich seinen Weg in die andere Richtung, also nach innen. Möglicherweise versucht die UNENDLICHKEIT in sich zusammen zu fallen oder zu implodieren. Jetzt könnte man meinen, dass sich die Flucht nach innen einen Mittelpunkt sucht. Möglicherweise tut es das auch. Nur es gibt keinen Mittelpunkt in der Unendlichkeit. Also entstehen Fluktuationen in allen erdenkbaren Formen die den gesamten Kosmos mehr oder weniger durchwandern. Was ich damit indirekt sagen will ist, dass weder die Unendlichkeit oder auch die Ewigkeit sowie die Enregie getrennt voneinander existieren, sondern alles gleichzeitig im Vakuum enthalten ist.

Durch dieses Vakuum resultiert zwangsläufig Energie, gleichzeitig erhält die Energie bedingt durch die Fluktuationen Strukturen in allen möglichen Formen, sogar in gepresster Form. Der für uns sichtbare Teil ist möglicherweise nichts anderes als ein Stück gepresste Unendlichkeit mit einem Teil gepresster Ewigkeit. Damit wird für uns alles sichtbar und wir können einen Teil als Unendlichkeit und eben als Ewigkeit empfinden. Bis zur Auflösung oder Umwandlung.


Wenn wir aus dieser Einheit z. B. die Loops herausarbeiten wollen, dann ist das nicht meiner Ansicht nach nicht unbedingt falsch. Es mag sein, dass die Loops die kleinsten gepressten Strukturen sind, sie können aber im Endeffekt nicht so klein sein, das nicht doch noch etwas dazwischen passt. Wenn dem doch so wäre, wären die Loops gar nicht existent bzw. als kleinste Größe nicht zu bezeichnen, weil sie dann wieder unendlich groß wären.

Wenn ich es richtig verstanden habe, haben die Loops eine Struktur wie ein Gewebe. Der Raum ist also nicht glatt sondern gerastert wie eine Frotteetuch. Das Gleiche gilt dann für die Zeit: Sie besteht aus kleinsten Zeitschritten, unter die eine weitere Auflösung nicht mehr möglich und auch nicht mehr sinnvoll zu sein scheint. Die Frage ist also, was ist zwischen den Loops, etwa doch eine glatte zusammenhängende Spannung, die die Unendlichkeit bildet????? Vielleicht so eine Art Instantanraum als Spielfeld, auf der sich auch die gesamte Energie austobt?

Die Bemerkung von Tom ist interessant, dass wir für ein Auto einen Konstruktionsplan brauchen. Hier ist es logisch,dass erst der Plan da sein muss, um etwas zu bauen.

Beim Universum ist es nicht so. Wir versuchen den Plan nachzuliefern. Dass das nicht so ein leichtes unterfangen ist, weiß derjenige, der schon mal ein Haus gebaut hat. Entweder wird man dabei wahnsinnig oder man geht gestärkt daraus hervor. Wenn man den Plan eines Hauses nur leicht verändert, wird hiervon die Statik berührt und man muss vieles noch mal neu berechnen. Was ich damit sagen will ist, dass so etwas überschaubares, wie der Bau eines Hauses schon kompliziert genug ist. Das Universum in Bruchstücken zu errechnen und dann nachzubauen ist schon fast unmöglich. Auch der Statiker kann die Statik eines Hauses nicht genau berechnen. Am besten sind die, deren Berechnungen kurz vor dem Zusammenbruch des Hauses enden. Dieser Statiker versteht dann sein Handwerk. Allerdings ist er immer nur nah dran.
Noch mal. Ich möchte mit meinen Zeilen niemanden angreifen, stehe aber allen Berechnungen in der Physik mit einer gewissen Skepsis gegenüber. Errechnete Singularitäten überschreiten z. B. meinen Verstand. Warum soll es sie auch geben? Warum kann unser Universum nicht aus der im Vakuum zwangsläufig vorhandenen Energie geboren worden sein. Es hatte möglicherweise die Größe, die nach dem vermeintlichen Urknall errechnet wurde nie unterschritten. Es ist lediglich eine Zusammenballung von Kräften, die nach ihrer Kontraktion wieder auseinander driften. Eine gewisse Größe wurde vermutlich nie wirklich unterschritten.
Hat dies eigentlich schon mal jemand zur Grundlage seiner Berechnungen gemacht??
Die Singularität hat zwar mit der Wirklichkeit nichts zu tun, so wie es Wilfried erklärt hat, aber die Berechnungen sollten doch so übersetzt werden können, das sie mit einer gewissen Logik zu unsere Alltagssprache passen. Wir sind mit allen Berechnungen immer nur nah dran an der Realität. Nah dran bedeutet aber auch knapp daneben.


Unendlichkeit, Ewigkeit, Vakuum und Energie sind für mich untrennbar miteinander verbunden. Wenn wir dies als Einheit sehen, kommen wir mit wissenschaftlichen Untersuchungen auch zu logischen Ergebnissen. Wenn wir versuchen diesen Block zu zerlegen, und dabei das Gesamtwerk nicht berücksichtigen, können nur unvollständige und verwirrende Einzelheiten dabei herauskommen.



Eine wichtige Frage zum Ende: Gibt es eigentlich Theorien, die die Existenz des Vakuums wissenschaftlich aber verständlich erklären??

Viele Grüße

Peter

[tomS]

Hallo Peter,

es ist schwierig, auf deinen Beitrag zu antworten, da du offensichtlich anm vielen Stellen ein gewisses Unwohlsein bzgl. der ggw. herrschenden Meinungen bzw. der aktuellen Theorien hast. Um dir antworten zu können, müsste ich wirklich genau den Punkt kennen, an dem du die zentralen Probleme siehst.

Es ist richtig, dass die moderne Wissenschaft nach fundamentalen Bausteinen sucht; ob das nun Elementarteilchen oder Loops (oder Strings9 der Raumzeit sind, ist eher zweitrangig. Es ist auch so, dass die moderne Wissenschaft verstanden hat, dass diese fundamentalen Bausteine etwas mit den größten Strukturen (dem Universum selbst) sowie dem Vakuum (der absoluten Leere oder sogar der Abwesendheit von Allem) zu tun haben. Die Untersuchung des Vakuums ist dabei nowendig, denn ohne die Definition von Vakuum wäre auch die Definition der kleinsten Strukturen nicht möglich. Beides geht Hand in Hand. Energie, Zeit und andere bekannte Begriffe sind - so erstaunlich dir das scheinen mag - keine fundamentalen Zutaten, sondern ihre Existenz und ihre Eigenschaften ergeben sich dabei aus den o.g. Betrachtungen.

Ich schlage also vor, dass wir uns auf die Idee - bzw. deine Probleme mit dieser Idee - des Vakuums und der fundamentalen Bausteine konzentrieren. Ist das OK für dich?

Eine Anmerkung noch zum Schluss: die fundamentalen Strukturen sind immer als mathematischer Ansatz zu verstehen, um mit möglichst wenigen und mathematisch einfachen Konstrukten effizient eine Vielzahl von Phänomene, Experimenten o.a. zu erklären. Die fundamentalen Strukturen sind dabei (das haben alle Modelle gemein) nie einfach kleine Legosteine, aus denen man einfach ein großes Haus bauen kann. Der wesentliche Unterschied ist, dass das Haus gewisse Eigenschaften hat (es existiert an einem bestimmten Ort und zu einer bestimmten Zeit, es hat Länge, Breite und Höhe sowie eine gewisse Farbe), dass die fundamentalen Strukturen aber (im Gegensatz zu Haus) alle diese Eigenschaften gar nicht aufweisen müssen (Ort, Zeit, Ausdehung, Farbe, ...). Diese Eigenschaften entstehen erst, wenn man größere Objekte betrachtet und sind evtl. auf der fundamentalen Ebene bedeutungslos.

Ein Beispiel dazu: stell dir eine Wasserfläche mit allen möglichen Eigenschaften vor (Tiefe, Wellen, Temperatur, ...). Nun nimm Molekül für Molekül weg (z.B. durch Verdampfen), bis von der Wasseroberfläche nur noch ein einziges H[down]2[/down]O-Molekül übrig ist. Damit hast du den fundamentalen Baustein gewonnen. Dieser besitzt aber keine dieser Eigenschaften (Tiefe, Wellen, Temperatur, ...).