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Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Themen zur Kosmologie, Urknall, inflationärer Kosmologie, Expansion, Entwicklung und Zukunft des Universums
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Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Beitrag von seeker » 4. Jan 2016, 12:44

Ich möchte hier die Themen Zeit und Gegenwart in unseren Modellen weiter besprechen.
Der Thread ergab sich aus der Diskussion hier:
viewtopic.php?f=72&t=3120&start=150

Gruß
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Re: Zeit und Gegenwart

Beitrag von seeker » 4. Jan 2016, 13:44

tomS hat geschrieben:In deinem o.g. Beispiel mit zwei gravitierenden Punktmassen in einem ansonsten leeren Universum existiert zunächst kein Zeitnormal aus der Expansion. Die zusätzlichen Punktmassen können ein Zeitnormal definieren, auf das du andere Prozesse beziehen kannst. Wenn du ein Lichtsignal zwischen den Punktmassen austauscht, dann wird deren zunehmende Entfernung und die daraus resultierende Lichtlaufzeitdifferenz eine Art Uhr darstellen. Allerdings hast du keinen weiteren Prozess, dessen Zeitverlauf du mit dieser Uhr vergleichen kannst.

Die Argumentation bzgl. einer emergenten Zeit bezieht sich explizit nicht auf die Entropie!

Ich kenne die formale Herleitung einer Schrödingergleichung mit interner Zeit aus dem Wert eines Skalarfeldes im Kontext der LQC; das Problem der "missing Time" im Rahmen der QG ist jedoch allgemein bekannt und ich gehe davon aus, dass andere Ansätze ähnliche Lösungen liefern.

Konkret:

http://arxiv.org/abs/1108.0893
Loop Quantum Cosmology: A Status Report
Gleichungen (2.21, 2.22) sowie der Text
Sorry, das PDF ist mir leider zu hoch, da fehlt mir der theoretisch-mathematische Background.
Von 138 Seiten englischem Text fühle ich mich im Moment auch etwas erschlagen.
Ich würde hier einfach einmal zur Kenntnis nehmen wollen, dass man aus der LQG eine Relativzeit im Einklang mit der ART konstruieren kann.
Die ART-Problematik "keine bevorzugte Gegenwarts-Hyperfläche!" bleibt davon ja unberührt, wie ich annehme?

Es geht mir hier aber auch immer noch um die Frage, ob man die Vorstellung einer einzigen, bevorzugten Gegenwart irgendwie halten kann, oder ob man zwangsläufig zu dem Schluss kommen muss, dass alle Gegenwarten nebeneinander, "gleichzeitig" existieren und es somit keinen echten Zeitablauf gibt, sondern nur einen scheinbaren (Blockuniversum).

Eine m. E. gute Argumentation/Darstellung hierzu findet sich hier:

Warum die Zeit nicht “vergeht”
http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drac ... eht/?all=1

Mein Punkt ist immer noch:
Falls das stimmt, dann leben wir hier ebenso in einer Froschperspektive bezüglich der Zeit/Gegenwart wie wir in einer ebensolchen leben bezüglich der vielen Welten.


Ich möchte noch ein paar Gedanken zum Thema bevorzugte Gegenwarts-Hyperfläche diskutieren:

Aufgrund der ART ist eine solche ohne zusätzliche Annahmen nicht möglich.
Alle Objekte in irgendeiner Gegenwart sind 3-dimensional. Wenn man sich diese punktförmig vorstellt, so ergeben sich für diese Objekte im 4-dimensionalen Raumzeitbild aus den Punkten Linien (Weltlinien, Punkt + Zeitdimension -> Linie).
Nun ist es so, dass jedes dieser Objekte seine eigene Eigenzeit hat.
Weiterhin kennen wir unsere Eigenzeit, die seit dem Urknall vergangen ist: ca. 13,8 Mrd Jahre.
Nun ist es so, dass unsere eigene Weltlinie vom Urknall bis heute keine Gerade im 4D-Universum sein kann, denn wir haben uns in unserer Geschichte vielfach im Raum bewegt, unsere gesamte Galaxie bewegt sich, wir sehen eine Asymmetrie gezüglich der kosmologischen Mikrowellenhintergrundstrahlung, usw. Nehmen wir an, dass sich durch diese etwas krumme Weltlinie exakt 13,8 Mrd Jahre seit dem Urknall für uns ergeben.

Nun kann ich mir eine andere Weltlinie vorstellen, die seit dem Urknall als eine exakte Gerade (vereinfacht, komplizierter: als eine entsprechende Geodäte) durch die 4D-Raumzeit verlaufen ist und genau heute in einer Woche am Ort der Erde endet. Aus Sicht dieser Weltlinie (Eigenzeit) ist das Universum aber (als Beispielwert) 13,8 Mrd Jahre + 1Woche alt, d.h. der dortige Beobachter (dessen Weltlinie dort genauso lang ist wie unsere schon heute) sieht die Erde, wie sie in einer Woche sein wird.
(Diese Weltlinie (da eine Gerade) sollte die maximale Eigenzeit darstellen, die für ein Objekt bis heute vergangen sein kann.)

Fragen:
Existiert diese Zukunft "heute + 1Woche" schon "jetzt"?

Falls ja, kann es dann eine physikalisch existierende "sich verändernde Gegenwart" überhaupt geben und wäre es dann überhaupt sinnvoll eine solche durch Zusatzannahmen in unsere Theorien einführen zu wollen?

Oder ergibt sich aus der gemeinsamen Gegenwartsfläche aller Beobachter, deren Weltlinien seit dem Urknall eine exakte Gerade durch die 4D-Raumzeit genommen haben, doch eine sinnvolle, bevorzugte Gegenwarts-Hyperfläche? (Denn mehr Zeit als für diese Beobachter sollte m. E. für keinen Beobachter in unserem Universum seit dem Urknall vergangen sein können.)

Gruß
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Re: Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Beitrag von Pippen » 5. Jan 2016, 01:01

Ich weiß nicht ob das hier hingehört, aber: Gegeben jetzt sei unsere Gegenwart (t0s) und vorher unsere Vergangenheit (t-1s,t-2s,t-3s,...), kann man folgern, dass diese Vergangenheit nicht ewig gewesen sein kann? Ja, denn ansonsten könnte es keine Gegenwart geben, denn von t-unendlich kann man bekanntlich nicht bis zu t0 und damit der Gegenwart zählen. Es muss also einen Anfang der Zeit geben (aber nicht notwendig ein Ende).

ME ist diese Überlegung unabhängig von Einstein's Raumzeitvorstellung, d.h. sie gilt für ein beliebiges Bezugssystem, wenn auch die jeweiligen Anfänge wohl unterschiedliche Startpunkte haben könnten.

Was meint ihr?

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Re: Zeit und Gegenwart

Beitrag von tomS » 5. Jan 2016, 08:55

seeker hat geschrieben:Ich würde hier einfach einmal zur Kenntnis nehmen wollen, dass man aus der LQG eine Relativzeit im Einklang mit der ART konstruieren kann.
Nee. In der LQG, erweitert um diverse Felder, resultiert formal eine Schrödingergleichung, in der der Wert eines Feldes die Rolle der Zeit übernimmt. Das ist keine "Relativzeit", sondern ein unabhängiges Zeitnormal.
seeker hat geschrieben:Die ART-Problematik "keine bevorzugte Gegenwarts-Hyperfläche!" bleibt davon ja unberührt, wie ich annehme?
Ja. Die o.g. Konstruktion ist sogar eine (indirekte) Folge daraus.
seeker hat geschrieben:Es geht mir hier aber auch immer noch um die Frage, ob man die Vorstellung einer einzigen, bevorzugten Gegenwart irgendwie halten kann, oder ob man zwangsläufig zu dem Schluss kommen muss, dass alle Gegenwarten nebeneinander, "gleichzeitig" existieren und es somit keinen echten Zeitablauf gibt, sondern nur einen scheinbaren.
Das hängt davon ab, wie du "Gegenwart" bzw. "Zeit" definierst. Bzgl. jeder beliebigen Koordinatenzeit hast du recht, allerdings sagt uns die Mathematik der QG, dass die Wahl einer derartigen Zeit physikalisch irrelevant ist. Physikalisch relevant ist die Einführung eines unabhängigen und messbaren Zeitnormals im o.g. Sinne.

Zur Unterscheidung: es ist unphysikalisch, dass sich der Ort x mit der Zeit t im Sinne von x(t) ändert, da sowohl x als auch t nur Koordinaten sind. Es ist jedoch physikalisch relevant, dass sich die Temperatur T mit der Änderung des Wertes eines Skalarfeldes ebenfalls ändert; letzteres könnte z.B. für das Inflatonfeld stehen. Oder dass sich die Masse eines Teilchens mit der Änderung des Wertes eines Skalarfeldes ebenfalls ändert; letzteres könnte z.B. für das Higgsfeld stehen. Ein derartiges Zeitnormal resultiert also immer aus einem physikalischen Prozess (und es ist schon erstaunlich, dass die LQC explizit zeigt, wie dies formal aus der Theorie resultiert).
seeker hat geschrieben:Ich möchte noch ein paar Gedanken zum Thema bevorzugte Gegenwarts-Hyperfläche diskutieren ...
Muss ich mir nochmal in Ruhe durchlesen.
Gruß
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Re: Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Beitrag von seeker » 5. Jan 2016, 13:24

@Pippen: Interessanter Gedanke

Deine Überlegung stimmt aber nur dann, wenn wirklich Zeit vergeht (und auch in Vorwärtsrichtung, ansonsten ergäbe sich umgekehrt: "Es muss ein Ende gegeben haben aber nicht zwangsläufig ein Anfang." Unser psychologischer Zeitpfeil muss mit dem physikalischen Zeitpfeil nicht zwangsläufig übereinstimmen.).

Die Vergangenheit kann allerdings gerade dann "ewig gewesen sein", wenn es gar kein Vergehen der Zeit gibt, wenn die Zeit einfach wie eine 4. Raumdimension in ihrer Gesamtheit existiert, dann kann sie (wie auch der Raum) in beiden Richtungen unendlich sein.

Umkehrschluss: Aber nur dann!
Ich würde hier sagen: Wenn es tatsächlich ein echtes Vergehen von Zeit gibt, dann muss das Universum zeitlich wie räumlich endlich sein!
(Auch räumlich deshalb, weil Raum und Zeit sozusagen beobachterabhängig ineinander umgewandelt werden können/erscheinen können.)

Gruß
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Re: Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Beitrag von tomS » 5. Jan 2016, 14:12

@Pippen: das stimmt i.A. nicht.

Z.B. kann ich in einem Modell mit kontinuierlicher Zeit t den Beginn der Zeit auf t = 0 festlegen und anschließend die Zeitentwicklung für t > 0 berechnen (das ist Standard in der ART). Anschließend kann ich eine simple Koordinaten-Transformation durchführen, über die ich eine neue Zeit t' = f(t) so einführe, dass t = 0 auf t' = -∞ abgebildet wird. Bzgl. dieser neuen Zeit t' läge der Beginn dann im negativ Unendlichen.

Derartige Transformationen sind Standard, wenn es darum geht, Penrose-Diagramme zu konstruieren.
Gruß
Tom

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Re: Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Beitrag von seeker » 5. Jan 2016, 14:29

tomS hat geschrieben:Nee. In der LQG, erweitert um diverse Felder, resultiert formal eine Schrödingergleichung, in der der Wert eines Feldes die Rolle der Zeit übernimmt. Das ist keine "Relativzeit", sondern ein unabhängiges Zeitnormal.
Ok, interessant. Aus einer sozusagen raumlosen/richtungslosen Grundlage (Skalarfeld) resultiert tatsächlich eine zeitliche Dynamik.
Nur reicht das m.E. noch nicht aus um meine Frage zu beantworten (da die ART ja gilt): Existiert die Zukunft "heute schon"? Existiert die Vergangenheit "für immer"?
tomS hat geschrieben:Bzgl. jeder beliebigen Koordinatenzeit hast du recht, allerdings sagt uns die Mathematik der QG, dass die Wahl einer derartigen Zeit physikalisch irrelevant ist.
Ich glaube, bezüglich der Wahl aller möglichen Koordinatenzeiten in Gesamtheit könnte schon etwas physikalisch Relevantes herauskommen (es gibt hier ja Einschränkungen).
Wie auch immer... wie ist meine obige Frage nun zu beantworten? Physikalisch irrelevant, psychologisch relevant? Beruht Psychologie so gesehen nicht auch auf Physik?

Wenn man z.B. das Blockuniversum mit der VWI kombiniert (das passt gut zusammen), dann kommt m.E. heraus, dass alle meine Zukunft "schon immer" existiert, aber nicht nur das, sondern dass alle meine möglichen (erlaubten) Zukünfte schon immer existieren.
Es steht nur psychologisch noch nicht fest in welchen zukünftigen Abzeigungen irgendeines meiner Ichs dann landet und welche Geschichte der Vergangenheit es dann daher erzählt/erzählen wird/erinnern wird. D.h. trotz "Determiniertheit" im Gesamten ist jede einzelne meiner Zukünfte für sich genommen nicht vollständig-determiniert (da Froschperspektive, aus dieser Perspektive wird Mögliches nur scheinbar zum Faktischen).

Umgekehrt, wenn man beides ablehnt und z.B. der KI + einer tatsächlich vergehenden Zeit anhängen möchte, dann kommt effektiv dasselbe heraus - nur dass dann alle möglichen Zukünfte nicht "schon immer faktisch da" sind, sondern eben aus der gegebenen Dynamik heraus nur möglich: Mögliches wird hier im Vergehen der Zeit tatsächlich zum Faktischen, ebenso nicht vollständig-determiniert.

Beschreibt die LQG das Mögliche oder das Faktische?

Gruß
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Re: Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Beitrag von Pippen » 5. Jan 2016, 14:47

tomS hat geschrieben:Z.B. kann ich in einem Modell mit kontinuierlicher Zeit t den Beginn der Zeit auf t = 0 festlegen und anschließend die Zeitentwicklung für t > 0 berechnen (das ist Standard in der ART). Anschließend kann ich eine simple Koordinaten-Transformation durchführen, über die ich eine neue Zeit t' = f(t) so einführe, dass t = 0 auf t' = -∞ abgebildet wird. Bzgl. dieser neuen Zeit t' läge der Beginn dann im negativ Unendlichen.

Derartige Transformationen sind Standard, wenn es darum geht, Penrose-Diagramme zu konstruieren.
Ist das nicht eine simple Spielerei mit Fiktionen der Art "Männer := Frauen"? Ich meine, man kann natürlich problemlos so eine neue Definition einführen, aber es ändert sich dadurch nichts. Dann hätten eben neuerdings Frauen Hoden.

@seeker: Du schreibt, wenn die Zeit eine eigene 4. Dimension wäre, dann könnte sie unendlich sein. Wie meinst du das? Auch dann würde doch gelten, dass ein unendliches Vergehen von Zeit bis zu einem Zeitpunkt t0 ausgeschlossen wäre, oder? Wichtige Prämisse für meinen Beweis wäre eigentlich nur, dass es tatsächlich Kausalketten gibt. Sobald du das bejahst, gilt mein Beweis und zwingt die Physik quasi zu einem entsprechenden Zeitmodell.

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Re: Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Beitrag von positronium » 5. Jan 2016, 15:07

seeker hat geschrieben:Existiert die Zukunft "heute schon"? Existiert die Vergangenheit "für immer"?
Ich glaube, man kann diese Frage gar nicht stellen, denn wo wäre der Unterschied zwischen "alle, auch alle zeitlichen Zustände sind existent" und "aus den heutigen Zuständen (VWI) folgen streng deterministisch alle späteren"? Zumindest im Rahmen einer mathematischen Beschreibung sollten beide Formulierungen gleichwertig sein.

Pippen hat geschrieben:@seeker: Du schreibt, wenn die Zeit eine eigene 4. Dimension wäre, dann könnte sie unendlich sein. Wie meinst du das? Auch dann würde doch gelten, dass ein unendliches Vergehen von Zeit bis zu einem Zeitpunkt t0 ausgeschlossen wäre, oder?
Dann müsste die Zeit nicht vergehen; sie wäre einfach immer und überall existent. seeker hatte das ja schon geschrieben: aus einem Punkt in 3D wird eine Linie in 4D.

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Re: Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Beitrag von Pippen » 5. Jan 2016, 18:19

Vielleicht sollte ich klarstellen (laienhaft formuliert): So wie für mich Temperatur nichts anderes ist als eine konkrete Bewegungsfrequenz von Teilchen, so ist für mich Zeit nichts anderes als eine abzählbare Ursachenfolge. Gäbe es keine Kausalität, gäbe es keine Zeit. In diesem Moment spielt es dann mE keine Rolle mehr, wie man die Zeit darstellt. Deshalb glaube ich eben: Wenn man Zeit als Abfolge von Ursachen auffaßt, dann kann man beweisen, dass es einen Zeitanfang geben muss, unabhängig von der Darstellungsform dieser Abfolge.

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Re: Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Beitrag von gravi » 5. Jan 2016, 19:00

Ich sehe das ähnlich wie Pippen, ersetze aber seine Abfolge von Ursachen durch Ereignisse (der Unterschied ist eigentlich gar nicht so groß).

Zeit ist für mich nur dann existent, wenn ich Ereignisse beschreiben kann. Z.B. die ersten Abläufe beim Big Bang. Erst hier beginnt eine messbare Zeit. Was davor war (wenn überhaupt ein DAVOR definierbar ist!) ist für unser Universum ohne Belang.

Wenn wir dann in die Zukunft blicken, lässt sich leicht aus heutiger Sicht eine Zeit von z.B. 10100 Jahren benennen. Jedoch wird es dann vermutlich keine Ereignisse mehr geben - und keinen Beobachter, der sie messen könnte. Dann wird Zeit auch ohne Belang sein.

Ich denke nicht, dass verschiedene Zeiten, Vergangenheit oder mehrere Gegenwarten parallel existieren können. Realistisch sind nach meiner Ansicht nur die Eigenzeiten eines System, ob das nun Mensch oder Galaxie heißt.

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Re: Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Beitrag von positronium » 5. Jan 2016, 19:02

Pippen hat geschrieben:Vielleicht sollte ich klarstellen (laienhaft formuliert): So wie für mich Temperatur nichts anderes ist als eine konkrete Bewegungsfrequenz von Teilchen, so ist für mich Zeit nichts anderes als eine abzählbare Ursachenfolge.
Das mit der Temperatur ist so nicht richtig, und deshalb der Vergleich nicht gut. Aber ich verstehe, worauf Du hinaus willst, und je nach dem wie das Universum tatsächlich funktioniert, hast Du recht.
Pippen hat geschrieben:Gäbe es keine Kausalität, gäbe es keine Zeit. In diesem Moment spielt es dann mE keine Rolle mehr, wie man die Zeit darstellt.
Es geht dabei nicht um die mathematische Darstellung, sondern um die Realität.
Pippen hat geschrieben:Deshalb glaube ich eben: Wenn man Zeit als Abfolge von Ursachen auffaßt, dann kann man beweisen, dass es einen Zeitanfang geben muss, unabhängig von der Darstellungsform dieser Abfolge.
Mit dem Begriff "Abfolge" hast Du dem Universum eine Eigenschaft zugeschrieben, die man nicht beweisen kann. Wenn es aber diese Abfolge gibt, dann hast Du auf die Realität bezogen meiner Meinung nach recht.
Trotzdem bleiben Fragen, wie: Kennt die Natur überhaupt ein Unendlich? Ist unsere Zeit nur ein Phänomen? Vergeht Zeit tatsächlich?
Die Frage nach der Art der mathematischen Formulierung, und in wie weit man aus heutigen Theorien Schlüsse auf die Zeit ziehen kann, müssten obendrein beantwortet werden.

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Re: Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Beitrag von Skeltek » 6. Jan 2016, 04:21

Dachte euch geht es primär um die Wahrnehmung der Zeit?
Stört man gewisse Areale des Gehirns, kann man mehrere Sinneseindrücke bzw Wahrnehmungen parallel erleben; bzw beider Wahrnehmungen sind simultan aber getrennt vorhanden.
Behebt man die Störung, kann man durch passives Denken die beiden Sinneseindrücke kombinieren; man hat danach trotzdem nicht das Gefühl, dass das eigene Bewusstsein kurzfristig in "zwei Teile gespalten" war (Das Gehirn hat in der Regel auch keine Funktion sich so ein Ereigniss oder Zustand als Erinnerung zu merken, es gibt aber Experimente zu dem Thema).
Während die beiden Wahrnehmungen kurzfristig voneinander getrent waren, konnten sie keine Informationen austauschen oder etwas sinnvolles aus dem Zustand hervorbringen.
So sehe ich das auch mit der dauerhaften Trennung von vergangenem und zukünftigem Bewusstsein; nur mit dem Unterschied, dass die Trennung bei letzterem indefinit stattfindet.
Dass vergangenes "Ich" das zukünftige "Ich" nicht kennt, und dass das zukünftige "Ich" nur eine kleine Selektion der Informationen über das vergangene "Ich" hat, kommt von der Emergenz der Kausalität her, welche erst durch die Expansion des Universums herrührt die die "Vorzugsrichtung" im starren 4-dimensionalen Blockuniversum diktiert.

Für mich ist Kausalität nicht eine Folge der Zeit, sondern die Wahrnehmung einer "Zeitrichtung" verursacht erst das Verständnis von Kausalität.
Die "Zeitrichtung" ist schlicht ein Ausdruck des strukturellen Aufbaus des 4d-Blocks, welches wir Universum nennen.

zu den ganzen Formeln:
Sind nur eine nach Normen zu Papier gebrachte Niederschrift unserer logischen Gedanken, welche von der subjektiven Interpretation der Sachverhalte abhängen. Man kann fast jeden widerspruchsfreien Gedankengang formeltechnisch völlig korrekt und hochgestochen zu Papier bringen und dann mit elementarer Logik sehr komplexe Rückschlüsse daraus ziehen.
Das ändert trotzdem nichts daran, dass die gedanklichen Interpretationen, welche wir zu Papier bringen nicht zwangsläufig richtig lagen.
Habe schon sehr komplexe und hochgestochene Paper gelesen, wo ich Stunden oder Tage mit der Interpretation des Formelwerkes zubrachte, nur um am Ende festzustellen, dass es sich bei dem ganzen Gedankengut um Müll gehandelt hat.
Das ist für mich auch ein schwerwiegedes Problem.
Praktisch jeder der Zeit investiert, kann ein komplexes Paper erstellen, und man hat praktisch keine Zeit um sie alle zu lesen und auf Wahrheitsgehalt oder Qualität hin zu bewerten.
Man merkt ja bereits am Forum hier, dass es einen manchmal von der Menge her erschlägt, wenn es zu viele neue Threads gibt um man sich verführt fühlt, sie alle langdurchzulesen, nachzuvollziehen und dannkurz zu kommentieren.
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Re: Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Beitrag von tomS » 6. Jan 2016, 09:26

seeker hat geschrieben:
tomS hat geschrieben: Das ist keine "Relativzeit", sondern ein unabhängiges Zeitnormal.
Ok, interessant. Aus einer sozusagen raumlosen/richtungslosen Grundlage (Skalarfeld) resultiert tatsächlich eine zeitliche Dynamik.
Nur reicht das m.E. noch nicht aus um meine Frage zu beantworten (da die ART ja gilt): Existiert die Zukunft "heute schon"? Existiert die Vergangenheit "für immer"?
Das kommt darauf an, 1) bzgl. welcher Zeit und 2) in welchem Formalismus du das betrachtest.

1) Bzgl. einer beliebigen Koordinatenzeit t existiert keine Zeitentwicklung. Der Constraint H ~ 0 bzw. H |phys> = 0 führt auf die Schrödingergleichung

i∂t |phys> = H |phys> = 0

d.h. bzgl. t ist jeder physikalische Zustand statisch! Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft sind sinnlose Begriffe.

Bzgl. des Zeitnormals bzw. des Skalarfeldes φ resultiert eine modifizierte Schrödingergleichung

i∂φ |phys> = h(φ) |phys>

und somit existiert bzgl. φ tatsächlich eine Zeitentwicklung.

2) Bereits in der ART existieren zwei mathematisch äquivalente Formalismen, wobei der Hamiltonsche oder kanonische ADM-Formalismus nicht sehr bekannt ist. Es ist ganz einfach:

Ich kann die Raumzeit und alle Felder in ihr als ein einziges, ewig existierendes Objekt ansehen; dann begebe ich mich sozusagen auf den Standpunkt eines externen Beobachters, der die gesamte Geschichte vollumfänglich überblickt; die Zeitkoordinate t sollte dann nicht mehr mit einer "Entwicklung" in Verbindung gebracht werden (Blockuniversum).

Oder ich betrachte das Universum im Sinne des ADM-Formalismus. Ich definieren ein hypothetisches Beobachterfeld, wie masse- und drucklosen Staub, der das Universum dicht durchdringt und einem "zeitartigen" jedoch ansonsten beliebigen Fluss folgt. Formal handelt es sich um ein Vektorfeld u mit uaua > 0. Jedes derartige Vektorfeld definiert lokal = an jedem Punkt der Raumzeit eine raumartige Gleichzeitigkeitshyperfläche, d.h. auch einen "Beobachter", und insgs. einen globalen "Schnitt" durch die Raumzeit, auf dem man Anfangsbedingungen festlegen darf. Die gesamte Dynamik des Universums ist dann darin kodiert, dass i) gewisse Constraints auf diesen (je u definierten) Gleichzeitigkeitshyperflächen erfüllt sein müssen, und ii) dass die Zeitentwicklung lokal zeitartig bzgl. dieser Gleichzeitigkeitshyperfläche erfolgt. Die Constraints kodieren insbs., dass die Wahl der Gleichzeitigkeitshyperfläche irrelevant ist, d.h. für verschiedene jedoch kompatible Festlegungen von Gleichzeitigkeitshyperflächen gilt eine kompatible Dynamik: die Zukunft verschiedener Gleichzeitigkeitshyperflächen wird zu dem selben Werten physikalischer Größen am selben Raumzeitpunkt führen.

Vereinfacht gesprochen: das Blockuniversum entspricht der Sicht, dass eine Bahnkurve x(t) in der Newtonschen Mechanik als Gesamtgebilde vollständig vorliegt; der ADM-Formalismus entspricht der Sichtweise, dass aus einem Zustand (x,p) zu einem Zeitpunkt t der Zustand (x',p') zu einem späteren Zeitpunkt t' > t berechnet werden kann.

Welcher Standpunkt ist "philosophisch richtig"? Ich weiß es nicht. Wenn ich allerdings die Sichtweise des kanonischen ADM-Formalismus mit der Sichtweise der VWI zusammenbringe, dann würde ich von einer vollständig deterministischen Zeitentwicklung sprechen, die ein hypothetischer externer Beobachter theoretisch sozusagen als rein fiktiv und damit letztlich statisch ansieht, die ein physikalisch realer Beobachter jedoch als dynamisch und lokal stochastisch erlebt.
Gruß
Tom

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Re: Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Beitrag von Stephen » 6. Jan 2016, 10:24

Ich kann leider nur mit normaler "Hausmannskost" dienen, was dieses Thema betrifft.

Zeit ist schon eine sehr ungewöhnliche "Sache"; man kann sie zwar mit einer Stoppuhr messen wie das Meter mit einem Zollstock oder das Kilogramm mit einer Waage aber sie ist nicht "greifbar", sie vergeht einfach nur. Ein Meter ist zwar auch nicht greifbar, aber ich kann es mit den Händen (ungefähr) abstecken und das Gewicht einen Kartoffelsacks spüren. Aber Zeit? Gut, auch eine Sekunde oder Minute kann man natürlich abschätzen. Aber sie verstreicht nicht nur nach den Gesetzen der Physik unterschiedlich sondern manchmal auch in unseren Köpfen. Jeder weiß, wie quälend langsam sich manchmal eine Stunde hinziehen kann und wenn man dann auf ein ganzes Jahr zurückblickt: mein Gott, wie schnell ist das vergangen...

Zeit hat irgend etwas "Mysteriöses" an sich...
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Re: Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Beitrag von seeker » 6. Jan 2016, 11:49

tomS hat geschrieben:Welcher Standpunkt ist "philosophisch richtig"? Ich weiß es nicht. Wenn ich allerdings die Sichtweise des kanonischen ADM-Formalismus mit der Sichtweise der VWI zusammenbringe, dann würde ich von einer vollständig deterministischen Zeitentwicklung sprechen, die ein hypothetischer externer Beobachter theoretisch sozusagen als rein fiktiv und damit letztlich statisch ansieht, die ein physikalisch realer Beobachter jedoch als dynamisch und lokal stochastisch erlebt.
Danke!
Also haben wir auch hier sozusagen Froschperspektiven und eine Vogelperspektive vorliegen, wie ich vermutete.
Und wir haben hier möglicherweise auch eine Dichotomie vorliegen. Dichotomien (zwei sich gegenüberstehende und einander ergänzende aber auch (scheinbar) widersprüchliche, einander ausschließende Standpunkte) müssen nicht real sein, sie können auch nur darauf beruhen, wie wir denken bzw. wie wir denken können.

Ich möchte dieses Zeitnormal bezg. eines LQG-Skalarfeldes noch besser zu fassen bekommen:
Was ist das für eine Zeit, die da im Universum erscheint?
Eine Relativzeit ist es nicht, wie du sagtest. Ist es im ersten Schritt eine Eigenzeit?
Sorgt das Skalarfeld zunächst dafür, dass jedes Objekt im Universum eine Eigenzeit besitzt, seine eigene "tickende Uhr"?
Kann man da so sagen?

Falls ja:
Kann man annehmen, dass all diese Uhren "gleich schnell" ticken (4-dimensional gesehen, also räumlich+zeitlich, konkret: mit c!)?
Ich komme auf diesen Gedanken, weil eine unserer wichtigsten Grundannahmen besagt, dass die Naturgesetze überall/jederzeit im Universum konstant/genau gleichermaßen gelten.

Anders ausgedrückt:
Wenn man annimmt, dass die Weltlinien aller Objekte im Universum nicht komplett/auf einmal/statisch/in vollständiger Länge da sind (Blockuniversumsbild), sondern (gemeinsam vom Urknall ausgehend) wachsen/in ihrer Entwicklung immer länger werden, ist es dann so, dass sie alle "gleich schnell" wachsen (im 4D-Bild)? Wachsen alle Weltlinien in dem Fall stets mit der Geschwindigkeit c?

Es ist mir klar, dass es zunächst sinnlos ist zu fragen, wie schnell eine Sekunde vergeht: Eine Sekunde vergeht mit der Geschwindigkeit 1s/1s = 1...
Es fehlt der Bezug. Jedoch, wenn es eine externe Quelle gäbe, die gar nicht festlegen müsste, wie schnell die Eigenzeiten vergehen, nur dass alle Eigenzeiten aller Objekte gleich schnell vergingen, dann ließe sich schon damit etwas anfangen (wenn alles gleich schnell wäre, dann wäre es egal wie schnell das ist, es existiert dann auch so ein Bezug). Kann das Zeitnormal der LQG in dieser Weise interpretiert werden?

Gruß
seeker
Grüße
seeker


Kritisches Denken bedeutet nicht, sich einseitig nur aus kritischen Quellen zu versorgen und die dortigen Darstellungen unkritisch zu übernehmen. Viele überschätzen ihre eigene Medienkompetenz massiv. Dies wird von Verführern ausgenutzt.

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tomS
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Re: Zeit und Gegenwart: "Vergeht" die Zeit?

Beitrag von tomS » 6. Jan 2016, 13:28

seeker hat geschrieben:Ich möchte dieses Zeitnormal bezg. eines LQG-Skalarfeldes noch besser zu fassen bekommen:
Was ist das für eine Zeit, die da im Universum erscheint?
Eine Relativzeit ist es nicht, wie du sagtest. Ist es im ersten Schritt eine Eigenzeit?
Sorgt das Skalarfeld zunächst dafür, dass jedes Objekt im Universum eine Eigenzeit besitzt, seine eigene "tickende Uhr"?
Kann man da so sagen?

Falls ja:
Kann man annehmen, dass all diese Uhren "gleich schnell" ticken.
Es handelt sich um eine "Prozesszeit". Eigenzeit ist eine rein geometrische Definition, nämlich die Länge einer Weltlinie. Diese ist nur insofern messbar, als ich eine reale Uhr = einen physikalischen Prozess vorliegen habe, der eine Referenzzeit liefert. Zeit, so wie wir sie erleben oder messen ist eigtl. immer bzgl. einer Referenz-Uhr, d.h. bzgl. eines Referenz-Prozesses definiert. Ich denke, das sind im wesentlichen Gehirnfunktionen.

Das Skalarfeld liefert einen globalen, homogenen Prozess, da die LQC eine homogene und isotrope Näherung ohne räumliche Fluktuationen darstellt. In der vollen LQG habe ich eine derartige Überlegung noch nicht gesehen, jedoch würde da keine Homogenität und Isotropie gelten müssen (allenfalls näherungsweise aufgrund des kosmologischen Prinzips).
Gruß
Tom

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