Weltformel

[tomS]

Irgendwie scheint aber (zumindest in der wissenschaftlichen Szene) das Thema wieder eingeschlafen zu sein.

Zunächst mal ein paar Ideen, warum die E[down]8[/down] so ein guter Startpunkt ist

Es gibt eine Reihe von regulären Lie-Algebren; bekannt sind insbs. die SO(N), die SU(N) und - weniger bekannt - die Sp(N). Für alle kann ich Beispiele bringen. In all diesen Fällen handelt es sich um eine Symmetrie des N-dimensionalen reellen / komplexen / symplektischn Raumes. Daneben gibt es noch eine Reihe sogenannter exzeptioneller Algebren (lediglich fünf!), wobei die E[down]8[/down] die größte darstellt.

Ihre Klassifizierung als Symmetriegruppe eines Raumes (Skalarproduktes) scheitert - bzw. führt zu einem merkwürdigen Zirkelschluss. Bei der Klassifizierung von Liegruppen muss man immer auch die Vektoren definieren, auf denen die Gruppe wirkt (Bsp.: SO(3): dreidimensionaler Raum). Diese niedrigst-dimensionale Darstellung heißt Fundamentaldarsdarstellung (Bsp.: SO(3): 3*3 Matrizen). Zu jeder Liegruppe bzw. -algebra gibt es auch eine Darstellung, wobei der Vektorraum die Algebra selbst ist. DIese Darstellung heißt adjungierte Darstellung. Dabei transformiert üblicherweise eine Matrix aus der Gruppe eine Matrix aus der Algebra.

Im Falle der E[down]8[/down] sind beide Darstellunegn nun identisch - was sonst m.W.n. nie gilt. D.h. aber, dass der Versuch, die Gruppe zu verstehen, aiuf ihre Fundamelntaldarstellung bzw. dem repräsentierenden Vektorraum führt, der wiederum die Algebra selbst ist. D.h. das einfachste Objekt, durch das die E[down]8[/down] repräsentiert werden kann ist - die E[down]8[/down] (es gibt noch Oktonionen-Konstruktionen - aber die helfen auch nicht wirklich weiter).

Die Identität von Fundamental- und adjungierter Darstellung ist umso erstaunlicher, als normalerweise Fermionen in der Fundamental- und Eichbosonen in der adjungierten Darstellung der Algebra "leben" (Bsp. Quarks: drei Farben gemäß der SU(3); Bsp. Gluonen: 8 Farbkombinationen gemäß der adjungierten Darstellung mit Dimension 3*3-1 = 8).

D.h. in der E[down]8[/down] scheinen die Eichbosonen und die Fermionen Elemente der selben Algebra zu sein.

Offensichtlich hat Lisi außerdem einen Weg gefunden, die Existenz der Fermionen aus einer sogenannten BRST Symmetrie abzuleiten. Diese Symmetrie entsteht bei der Quantisierung von Eichtheorien. Sie erzeugt nach Eichfixierung eine globale Transformation, die jedoch in gewisser Weise die ursprüngliche lokale Eichsymmetrie repräsentiert. Im einfachsten Fall entstehen so die sogenannten Fadeev-Popov-Geister als "künstliche" Fermionen ohne direkte physikalische Bedeutung. Lisi hat nun eine Konstruktion entdeckt, gemäß der die Fermionen des Standardmodells aus der der E[down]8[/down] entsprechenden BRST Symmetrie entstehen, also von der E[down]8[/down] erzwungen, d.h. nicht künstlich eingeführt werden müssen (in einer Eichtheorie ist der Eichfeldsektor üblicherweise fix, während man eine relativ große Freiheit bei der Einführung der Fermionen hat).

Außerdem hat Lisi eine Konstruktion gefunden, gemäß der der Teilcheninhalt des Standardmodells (plus einiger neuer Teilchen) aus einer geeigneten Darstellung bzw. Zerlegung der E[down]8[/down] in Multipletts entsteht. Die E[down]8[/down] "zerfällt" demnach gewissermaßen in zwei Teile, wobei der erste Teil im wesentlichen dem Standardmodell, der restliche Teil interessanterweise der Symmetrie unserer Raumzeit entspricht, nämlich SO(3,1) = SU(")*SU(2) !!!

Soviel zu den guten Nachrichten.

Dann ein paar Anmerkungen, warum das ganze wohl doch nicht funktioniert

Was passiert, wenn man die E[down]8[/down] anders zerlegt - und es gibt eine Reihe möglicher Zerlegungen - wird nicht adressiert. D.h. es ist nicht klar, warum gerade die gewählte Zerlegung die physikalisch sinnvolle sein sollte, und wie andere mögliche Zerlegungen ausgeschlossen werden können. Die BRST Symmetrie garantiert außerdem nicht, dass Fermionen Fermionen bleiben!

Gemäß dem Coleman-Mandula-Theorem ist eine nichttriviale Vereinheitlichung von inneren Symmetrien und Raumzeitsymmetrien nicht möglich. Lisi versucht jedoch genau dies! Auf rein algebraischer Ebene mag das funktionieren, aber über die Analyse der Dynamik einer (praktisch beliebigen) Theorie in der Raumzeit zeigt sich, dass dies ein "no-go" Theorem ist (einziger bisher bekannter Ausweg: Supersymmetrie - die Lisi aber nicht bemüht). Laut Lisi darf das Coleman-Mandula-Theorem und die darin bemühte Poincare-SYmmetrie nicht verwendet werden, da unser Universum global deSitter ist und eine SO(4,1) Symmetrie aufweist -für die das Coleman-Mandula-Theorem nicht gilt - also ein möglicher Ausweg.

Weitere Probleme: angeblich (ich kann das nicht nachvollziehen) erlaubt die gewählte Zerlegung der nicht zugleich zwei bekannte Eigenschaften des Standardmodells: chirale Fermionen sowie drei Fermion-Generationen.

Das Modell ist soweit ich sehe rein algebraisch und macht (noch) keine Aussage, wie denn die Gesamtsymmetrie E[down]8[/down] geeignet gebrochen sein soll, damit zuletzt eben nur das Standardmodell übrigbleibt. Wohin verschwinden die restliche Teilchen? was gibt ihnen ihre Masse? was ist das Analogon zum bekannten aber und problematischen Higgsmechanismus? wie werden die dazugehörigen Prozesse (vgl.: Protonzerfall) unterdrückt?

Seit das Papier Ende 2007 erschienen ist, kenne ich keine ernsthafte Weiterführung des Themas; m.W.n. sind die zuletzt genannten Probleme eben doch nicht lösbar.

[breaker]

Habt ihr bei dieser Gelegenheit vielleicht Lust, etwas über Lie-Algebren zu erklären?
Wir haben die letztes Semester ansatzweise in LA2 behandelt und das war recht interessant.

Mich würde mal genau der Zusammenhang zwischen Lie-Gruppen und Lie-Algebren interessieren. Warum eins Lie-Algebren gerade so definiert, wie sie definiert sind?

Und auch die Sache mit den Darstellungen. Wie findet man denn eine besonders einfache Darstellung einer Lie-Algebra, bzw. woher weiß man, dass man die einfachste gefunden hat?

[tomS]

Vom Grundansatz her ist das eigentlich die Wunschvorstellung der Teilchenphysiker!
- man nehme ein aus der Teilchenphysik bekanntes "Rezept"
- man verwende eine "einfache" und vor allem einzigartige (!) algebraische Struktur
- man leite den wesentlichen Inhalt der Theorie aus (algebraischen, nicht-dynamischen) Symmetrieargumenten ab
- vgl. QCD: die komplette Symmetriestruktur der QCD wurde ohne Kenntnis der Dynamik, also ohen Lagrangedichte, Feldgleichungen etc. postuliert
- man verzichte auf Zutaten wie SUSY, Extradimensionen etc.

Interessanterweise scheint die E[down]8[/down] reichhaltig genug zu sein, um nicht nur das Standardmodell zu enthalten (das weiß man bereits aus der heterotischen Stringtheorie, also seit ca. 25 Jahren), sondern das Standardmodell + die Poincere- bzw. deSitter-Symmetrie (letzteres wird im Rahmen der Stringtheorie noch über die Strings im 10-dimensionalen Targetspace hinzugefügt).

Ein wesentliches Gegenargument gegen die Konstruktion gilt für alle ähnlich gelagerten GUTs einschließlich der "alten" Versionen mit SU(5), SO(10) und E[down]6[/down]. Die vereinheitlichte Theorie hat immer eine "zu große" Symmetrie, die geeignet zu brechen ist. Durch diese Brechung wird die ursprünglich schöne Theorie immer hässlich - das wird hier nicht anders sein.

Der zentrale Knackpunkt ist das Coleman-Mandula-Theorem, bzw. die Vereinheitlichung von Raumzeit-Symmetrien und inneren Symmetrien. Dafür gibt es noch kein befriedigendes Konzept (Strings: na ja, ...; LQG: lässt das komplett aus; SUGRA: ja - aber mit viel Aufwand).

Was ich mir noch gar nicht überlegt habe ist, ob und wie die Theorie auf Basis der E[down]8[/down] renormierbar oder sogar endlich wird. Bisher sind alle bekannten Eichtheorien in vier Dimensionen renormierbar, d.h. nicht-endlich.

Bzgl. Weiterentwicklung: wir sollten uns alle mal umsehen, ob es diebezügloich neuere wissenschaftliche Veröffentlichungen gibt.

[tomS]

Das Thema Selbstbezüglichkeit kann ich (zunächst) teilweise nachvollziehen, denn von einer ToE müsste man auch erwarten, dass sie erklärt, warum sie eben die ToE ist.

Allerdings lasse ich das schlussendlich doch nicht so stehen, da eine ToE (wie jede andere physikalische Theorie auch) ja nicht nur auf einem formalen mathematischen Apparat aufbaut, sondern auch auf physikalischen Erkenntnissen, Fakten und Schlussfolgerungen. Daher ist sie zwar nie mathematisch exakt und eindeutig und widerspruchsfrei zugleicht, aber sie wäre in einer gewissen Hinsicht physikalisch richtig - und das ist deutlich mehr wert. Die mangelnde Strenge ist hier kein Nach- sondern ein Vorteil, denn so entkommt man dem Gödelschen Unvollständigkeitssatz, der sich ja nur auf mathematische Axiomensysteme bezieht.

Nehmen wir mal an, die Superstringtheorie hätte genau eine (nicht fünf) Formulierung, z.B. die heterotische Stringtheorie hervorgebracht, und nur diese wäre anomalienfrei gewesen. Nehmen wir weiter an, man hätte daraus eine vernünftige, eindeutige (nicht 10[up]500[/up]) Vakuumlösung ableiten können, die exakt die Symmetrien des Standardmodells reproduziert hätte. Dann wäre mindestens folgende Frage (und wohl noch viele weitere) offen gewesen: warum gerade Stringtheorie und nicht irgendetwas anderes? Ganz ehrlich: es hätte niemanden gekümmert!!!
Zweites Beispiel QCD: Die mathematische Existenz dieser Theorie ist bis heute nicht bewiesen, trotzdem ist sie im physikalischen Sinne einfach richtig!

Ich halte den Gödelschen Unvollständigkeitssatz in der Physik für ziemlich irrelevant.

[tomS]

Die Frage ist doch, ob eine Weltformel erklärt, warum sie die Weltformel ist, oder ob der Mensch dies (aufgrund irgendwelcher Einsichten) entscheidet. Im ersten Fall käme Gödels Satz zum tragen (und würde wohl sagen, dass eine derartige Weltformel nicht existiert); im zweiten Fall käme Gödels Satz nicht zum tragen - der Fall ist aber der relevante.

[gravi]

Prinzipiell haben wir die Weltformel doch bereits.
Man schreibe einmal alle Naturkonstanten auf ein Blatt Papier, nur als Beispiel die Gravitationskonstante, Ladung des Elektrons, Avogadrokonstante, Planckeinheiten oder Lichtgeschwindigkeit usw., dazu dann grundlegende Dinge wie Schrödingergleichung, Energie-Masse- Äquivalenz oder Heisenbergsche Unschärferelation. Ein cleverer Physiker bringt das locker auf einem Blatt Papier unter - mehr braucht man doch eigentlich nicht für eine Weltformel! Zumindest kann man mit diesem Papier an jeden Ort des Universums gehen und dessen Zustand überall und jederzeit beschreiben und/oder voraussagen.

Schönen Gruß
gravi

[Maclane]

Eben nicht, gravi.

Für extreme Energiedichten wie im Inneren eines SLs oder beim Big Bang versagen die Theorien.
Die Dunkle Materie und die Dunkle Energie hast du auch noch nicht erklärt.
Und die Frage nach dem Warum bleibt immer noch unbeantwortet.

Wir wollen ja eine Theorie haben, wo wir nicht die (gemessenen) Naturkonstanten reinstecken, sondern wo wir sie rausbekommen als Ergebnis.

Gruß
Mac

[tomS]

Ich schließe mich Maclane an:
1) unser ggw. Standardmodell plus ART ist dahingehend unvollständig, dass es in bestimmten Szenarien (schwarze Löcher, Quantenfluktuation im Bereich der Plancklänge) mathematisch offensichtlich inkonsistent ist.
2) auch wenn dies nicht so wäre, erscheint das Standardmodell plus ART als zu künstlich, um dem Anspruch an eine endgültige Formulierung einer ToE gerecht zu werden: zu viele Parameter, zu viele unterschiedliche WWs, Gravitation wird völlig anders formuliert, ...

Man wünscht sich also eine Theorie, die zum einen in ihrem Anwendungs- bzw. Gültigkeitsbereich nicht eingeschränkt ist, und die zum anderen mathematisch wesentlich eleganter daherkommt als das ggw. Standardmodell.

Zuletzt möchte man zumindest einige Fragen nach dem "Warum" geklärt haben - wobei dies natürlich nicht abschließend geklärt werden kann. Trotzdem: Warum
- werden WWs durch Eichtheorien beschrieben
- leben wir in drei Raumdimensionen
- gilt gerade diese Theorie und keine andere (Eindeutigkeit?)

In dieser Richtung ist noch enorm viel Arbeit zu investieren.

Ich werde auch nicht müde, einen gewissen Paradigmenwechsel in der Physik zu konstatieren: die heutigen Herausforderungen entspringen nicht mehr unbedingt dem Experiment, sondern der Forderung nach Allgemeingültigkeit, Konsistenz und Eindeutigkeit. Es gibt heute kein einziges experimentelles Resultat, das nicht mittels Standardmodell plus ART erklärt werden könnte. Dennoch suchen wir eine ToE jenseits dieses Modelles. D.h. das bisher bekannte Wechselspiel zwischen Theorie und Experiment tritt zusehends in den Hintergrund - wodurch der (Poppersche) Anspruch an die Falsifizierbarkeit einer Theorie unterminiert wird. Ich möchte zwar nicht dem antropischen Prinzip das Wort reden, aber diesem Paradigenwechsel muss man Rechnung tragen. Wir werfen dies immer wieder der Stringtheorie vor, es gilt aber in gleicher Weise für alle anderen Theorien der Quantengravitation!

[gravi]

Och, immer diese Kleinkrämerei...

Na klar, Ihr habt Recht. Ich aber auch. DE und DM habe ich nicht erwähnt, weil noch niemand weiß, was es ist und ob es sie überhaupt gibt.
Ich meinte auch nicht, dass man mit dem bisher angesammelten Wissen die Welt komplett beschreiben kann. Da gibt es noch eine ganze Menge an Lücken, das ist mir durchaus bewusst.
Doch können wir eine ganze Menge auf einem solchen Papier zusammenfassen und damit erklären, wie Physik und Chemie an jedem Ort des Universums funktionieren. Die extremen Bedingungen in SL's fehlen dabei auf jeden Fall noch, und an erster Stelle die wissenschaftlich fundiert beschriebene Ursache des Urknalls - das wäre nach meiner Ansicht der zentrale Punkt einer Weltformel.
Aber seitdem wir von den Bäumen stiegen hat sich schon einiges an Wissen angesammelt...

Gruß
gravi

[tomS]

Nachdem ja die E[down]8[/down] unser Startpunkt war, hier der Link auf ein Paper von Distler, warum das aus mathematischen Gründen nicht funktionieren kann:

http://arxiv.org/abs/0905.2658
There is no "Theory of Everything" inside E8
We analyze certain subgroups of real and complex forms of the Lie group E8, and deduce that any "Theory of Everything" obtained by embedding the gauge groups of gravity and the Standard Model into a real or complex form of E8 lacks certain representation-theoretic properties required by physical reality. The arguments themselves amount to representation theory of Lie algebras in the spirit of Dynkin's classic papers and are written for mathematicians.

[tomS]

Zumindest nicht in der "einfachen" Form von Lisi.

Es ist ja auch völlig schleierhaft, wieso zwei völlig verschiedene Entitäten (Raumzeit, Eichtheorie in der Raumzeit) mathematisch identische Wurzeln haben sollten. Irgendwo fehlt mir hier die Idee, wieso sich aus einer einheitliche Grundlage zwei derartig unterschiedliche Gebilde ergeben sollen.

Mir ist der vorgeschlagene Weg "zu" einfach!

[tomS]

Ich halte den von Lisi vorgeschlagenen Weg für "naiv" (wenn er funktioniert hätte, dann hätte ich statt dessen "genial" geschrieben :-)

Die Idee ist dieselbe wie in den alten GUT-Ansätzen:
1) gegebene seien mehrere WWs i, jede davon mit einer Symmetrie S[down]i[/down]
2) man bestimme die Gesamtsymmetrie S[up]~[/up] = S[down]1[/down] * S[down]2[/down] * ...
3) man suche die kleinstmögliche Symmetrie S°, die S[up]~[/up] enthält, jedoch vereinheitlicht, d.h. nicht einfach als direktes Produkt darstellt
4) man bestimme zu S° die dynamische Formulierung (Lagrangedichte) sowie einen geeigneten Mechanismus der Symmetriebrechung (Higgs o.ä.)

Man vergleiche dieses Programm zunächst mit der el.-schw. WW
1) hier lautet der Input Elektromagnetismus, schwache WW, Flavor-Symmetrie, Lorentzinvarianz
2) das Resultat ist das direkte Produkt U(1) * SU(2)[down]schwach[/down] * G[down]3[/down] * SO(3,1)[down]Lorentz[/down]
3) dieser Schritt findet bis auf eine "Mischung" der beiden U(1) und SU(2) Symmetrien nicht statt!
4) die Symmetriebrechung mittels Higgs ist bekannt
G[down]3[/down] steht für die drei Fermionen-Generationen einschließlich SU(6)[down]Flavor[/down] sowie der notwendigen chiralen Struktur

Dann betrachte man die alten GUTs
1) der Input lautet wieder Elektromagnetismus, schwache WW, starke WW (neu), Flavor-Symmetrie, Lorentzinvarianz
2) das Resultat ist das direkte Produkt U(1) * SU(2)[down]schwach[/down] * SU(3)[down]stark[/down] * G[down]3[/down] * SO(3,1)[down]Lorentz[/down]
3) das einfachstmögliche Resultat lautet SU(5)[down]GUT[/down] * G[down]3[/down] * SO(3,1)[down]Lorentz[/down], d.h. ebenfalls keine vollständige Vereinheitlichung der Symmetrien!
4) die Symmetriebrechung mittels Higgs ist bekannt; die neuen Effekte der SU(5), insbs.der Protonenzerfall wurden nicht gefunden

Die nächste Idee war die lokale Supersymmetrie, die sogenannte Supergravitation
1) der Input lautet wieder Elektromagnetismus, schwache WW, starke WW (neu), Flavor-Symmetrie, Lorentzinvarianz
2) das Resultat ist zunächst U(1) * SU(2)[down]schwach[/down] * SU(3)[down]stark[/down] * G[down]3[/down] * SO(3,1)[down]Lorentz[/down]
3) die Idee lautet N=... SUGRA mit N=1,2,4, oder 8 Supersymmetrien und einem R[up]4|n[/up] Super-Raum; es gibt eine große Klasse an SUGRAs, einge davon könnten das Standardnmodell enthalten
4) die Symmetriebrechung mittels Higgs wird ebenfalls benötigt
Die SUGRA ist insgs. sehr verwickelt - ich habe dazu keinen rechten Überblick

Lisis Idee ist die Vermeidung der Supergravitation; statt dessen versucht er den Ansatz
1) der Input lautet wieder Elektromagnetismus, schwache WW, starke WW (neu), Flavor-Symmetrie, Lorentzinvarianz
2) das Resultat ist das direkte Produkt U(1) * SU(2)[down]schwach[/down] * SU(3)[down]stark[/down] * G[down]3[/down] * SO(3,1)[down]Lorentz[/down]
3) Lisis Idee lautet nun E[down]8[/down], d.h. eine vollständige Vereinheitlichung aller Symmetrien inklusive der der Raumzeit!
4) auch Lisi benötigt natürlich eine Symmetriebrechung
Problematisch scheint insbs. zu sein, dass E[down]8[/down] => U(1) * SU(2)[down]schwach[/down] * SU(3)[down]stark[/down] * G[down]3[/down] * SO(3,1)[down]Lorentz[/down] insbs. mit chiraler Struktur nicht funktioniert

[tomS]

Lisis Idee war ja auch, ohne Supersymetrie auszukommen.

Wie gesagt, dem steht zunächst das Coleman-Mandula-Theorem entgegegen. Allerdings habe ich auch schon darüber nachgedacht, dass die Struktur "Eichtheorie auf vierdimensionaler Raumzeit" ja nicht unbedingt aus einer einheitlichen Beschreibung von inneren Symmetrien und Raumzeit hervorgehen muss. Evtl. gibt es ja zwei Argumente, die unabhängig voneinander die Dimensionalität und Struktur der Raumzeit erklären, und andereseits die Struktur der Eichsymmetrie.

Eine andere Möglichkeit wäre, dass zunächst nur die Struktur der Raumzeit festgelegt wird und daraus automatisch die Struktur der Elementarteilchenphysik folgt. Das wäre der letzte - und größte - Triumph von Einsteins Idee einer vereinheitlichten Theorie.

[tomS]

Vielleicht sollte ich präziser formuliert sagen Struktur der quantisierten Raumzeit bzw. quantisierten Geometrie.

Es gibt ja einige Ansätze (in den Kinderschuhen!) im Rahmen der LQG sowie der nicht-kommutativen Geometrie, die Symmetrien des Standardmodells aus der quantisieren Raumzeit alleine abzuleiten.

...

[seeker]

Die folgenden Beiträge wurden in den Thread "Weltformel, Physik und Metaphysik" in "Sonstiges aus der Wissenschaft" verschoben.

Link zum neuen Thread:

http://abenteuer-universum.de/bb/viewto ... 564#p27564

Ich habe die Threads getrennt. Dies dient ausschließlich der themenbezogenen Übersichtlichkeit dieses Forums und stellt keinerlei Wertung dar.

Grüße
seeker

[deltaxp]

Ich werde auch nicht müde, einen gewissen Paradigmenwechsel in der Physik zu konstatieren: die heutigen Herausforderungen entspringen nicht mehr unbedingt dem Experiment, sondern der Forderung nach Allgemeingültigkeit, Konsistenz und Eindeutigkeit. Es gibt heute kein einziges experimentelles Resultat, das nicht mittels Standardmodell plus ART erklärt werden könnte.

soweit wie ich gehört habe, lässt sich das gyromagnetische verhältnis des myon, bzw die quantenkorrektur abweichungen von 2 nicht so ganz mit den vorhandenen Teilschenspektrums des Standardsmodells erklären. Aber ich nehme an, dass man dass dann durch zb eine supersymmetische erweiterung des standardmodells auch hinkriegen könnte. aber als eine kleine experimentelle abweichung von standardmodell könnte man das wohl ansehen.

Paradigmenwechsel in der Physik würde ich zu diesem zeitpunkt noch präzisieren als Vertauschung der Rollen von Experiment und Theorie. Das experiment ist und bleibt unverzichtbarer bestandteil der physik um eine theorie zu falsifizieren oder voraussagen zu verifizieren. letzlich muss das sein. was sich aber im laufe der letzten jahrzehnte geändert hat ist der antrieb.

hat früher das experiment die theorie vorangetrieben, da das experiment widersprüchliche resultate zur theorie aufzeigte, sind wir heute in der situation eher andersrum. die theorie treibt das experiment an, und zwar nunmehr leider schneller als das experiment hinterherkommt. der drive in der theorie erwächst heute dagegen aus der "unvollkommenheit" der theorie im obigen Sinne von Tom selbst. also sowas wie echte singularitäten, fundamental unterschiedliche konzepte von art und qm, zusammenbruch von art und qm auf planckskala. hierarchieproblem (wobei das alles zusammenhängt).

Aber da wird noch mehr kommen. das ist erst die Spitze des Eisberges. Ich bin sicher, dass sich ein unser physikalisches Weltbild noch deutlich mehr ändern wird, ja es bereits tut. Begriffe wie Raum und Zeit als emergierende Grössen, Dekohärenz als Ursache für die von uns empfundene Lokalität holographisches prinzip, usw. usf. wurden vor jahren noch geflüstert und setzen sich zunehmend durch. und das wird nicht alles sein.

letzlich war in gewisser weise die ART selbst der erste vorstoss in theory drives experiment. denn zu anfang des 20sten jahrhunderts gab es kaum experimentellen druck für die art (ausser geringfügen 0.43'' differenz zwischen newton-basierter vorhersage und den gemesssenen 5.74''), die man damals halt noch auf weiteren noch nicht gefunden störeinfluss des planetensystems abtat. zumindest war de der experimentelle druc ncith gros genug). der theoretische aber schon SRT, starkes Äquivalenzprinzip. einstein war sicher total von seinem konzept überzeugt als die 0.43'' aus der art abfielen. aber die welt halt noch nicht. seine voraussage der lichtbalenkung konnte erst jahre später bestätigt werden, und auch dass nicht auf anhieb.

wenns von einstein nicht vorwegenommen worden wäre, wäre die art sicher in den 30gern irgenwann aufgetaucht. heute sowieso, da sich alle gewundert hätten, warum das gps die autos immer total fehlleitet

[Timm]

Ein ausgezeichneter Beitrag, deltaxp, der zum Nachdenken anregt. Nur einer hierzu:

hat früher das experiment die theorie vorangetrieben, da das experiment widersprüchliche resultate zur theorie aufzeigte, sind wir heute in der situation eher andersrum. die theorie treibt das experiment an, und zwar nunmehr leider schneller als das experiment hinterherkommt. der drive in der theorie erwächst heute dagegen aus der "unvollkommenheit" der theorie im obigen Sinne von Tom selbst. also sowas wie echte singularitäten, fundamental unterschiedliche konzepte von art und qm, zusammenbruch von art und qm auf planckskala. hierarchieproblem (wobei das alles zusammenhängt).

Meines Wissens ist die Unverträglichkeit von ART und QM auf die Planck-Skala beschränkt. Insbesondere macht die ART hier "unphysikalische" Vorhersagen. Nun mal angenommen, diese Problematik würde durch eine umfassendere Theorie beseitigt: Welches Experiment würde sie aber antreiben? Wird man sich nicht damit bescheiden müssen, zwar eine widerspruchsfreie Theorie zu haben, die allerdings weder verifizierbar noch falsifizierbar ist?

Gruß, Timm

[seeker]

Ja, wirklich guter Beitrag deltaxp!

Nun mal angenommen, diese Problematik würde durch eine umfassendere Theorie beseitigt: Welches Experiment würde sie aber antreiben? Wird man sich nicht damit bescheiden müssen, zwar eine widerspruchsfreie Theorie zu haben, die allerdings weder verifizierbar noch falsifizierbar ist?

Ich glaube darauf wird es zunehmend hinauslaufen. Auch wenn manchmal gesagt wird, dass das Experiment nur im Moment der Theorie hinterherhinkt, so glaube ich doch, dass wir uns darauf einrichten müssen, dass das ein Dauerzustand werden wird. Ich will damit nicht sagen, dass die praktische/experimentelle Physik völlig zum Erliegen kommen wird, jedoch wird sie der theoretischen Physik dauerhaft und zunehmend hinterherhinken. Das liegt m. E. einfach daran dass wir an technische Grenzen bei den Experimenten stoßen: Die erforderlichen extrem hohen Energiedichten und Messgenauigkeiten können einfach irgendwann nicht mehr technisch zur Verfügung gestellt werden. Schon heute haben unsere Messergebnisse einen stetig zunehmenden indirekten und statistischen Charakter.
Auf der anderen Seite hat sicher nicht zuletzt die enorme Entwicklung und Leistungssteigerung im Computerbereich der theoretischen Betrachtung einen deutlichen Schub verliehen, bei dem noch kein Ende abzusehen ist.

Zum Paradigmenwechsel muss man aber auch fragen: Zu welchem Preis?

Ich glaube es ist abzusehen, dass man zunehmend einen harten, experimentell abgesicherten Bereich haben wird und einen weniger harten nur mathematisch-logisch + simulationstechnisch abgesicherten Bereich. Dieser Bereich wird dann eindeutig in die Metaphysik hineinragen - das tut er eigentlich schon heute (Multiversen, Strings, Branen, Loops, Urknall, Singularitäten, etc.)

Die Alternative wäre an den experimentellen Grenzen mit der Forschung aufzuhören. Das werden wir sicherlich nicht tun.

Grüße
seeker

[Timm]

Ich glaube es ist abzusehen, dass man zunehmend einen harten, experimentell abgesicherten Bereich haben wird und einen weniger harten nur mathematisch-logisch + simulationstechnisch abgesicherten Bereich. Dieser Bereich wird dann eindeutig in die Metaphysik hineinragen - das tut er eigentlich schon heute (Multiversen, Strings, Branen, Loops, Urknall, Singularitäten, etc.)

So sehe ich das auch, seeker. Aus heutiger Sicht gibt es nicht den Hauch einer Chance, jemals an die Planck-Skala heran zukommen. Auch die kosmische Strahlung wird's nicht bringen, obwohl hier die Energien die im LHC erreichbaren um etliche Größenordnungen überschreiten.

Gruß, Timm

[seeker]

... und deshalb brauchen wir Philosopie, Erkenntnistheorie, Metaphysik. Wir werden möglichst viele und genaue, weiterentwickelte Kriterien brauchen um entscheiden zu können, ob eine Theorie plausibel oder weniger plausibel ist, auch wenn wir keine empirische Entscheidungsgrundlage mehr haben werden. Ein schwieriger Weg...

Die Alternative wäre -wie gesagt- in nicht allzu ferner Zukunft aufzuhören und uns nur noch mit Materialwissenschaften, etc. zu beschäftigen.

Grüße
seeker

[Timm]

... die Hoffnung stirbt bekanntlich zuletzt. Vielleicht liefert irgendwann die Quantengravitation ein umfassend konsistentes Verständnis der Welt.

Schönen Gruß, Timm

[tomS]

http://arxiv.org/abs/0906.1313
Five Problems in Quantum Gravity
Authors: Andrew Strominger
(Submitted on 6 Jun 2009)
Abstract: We present five open problems in quantum gravity which one might reasonably hope to solve in the next decade. Hints appearing in the literature are summarized for each one.

[Timm]

Danke Tom, super paper, leider auf weiten Strecken zu hoch für mich,
Gruß, Timm