Die Sekunde Null

[wilfried]

Liebe Freunde

ich puzzle gerade rum mit einem Problem:

Wir reden von der Sekunde Null, der Zeit, wo unser Weltall gerade anfing zu explodieren.

Dabei ist das All auf extremst kleinem Raum mit extremster Energiedichte zusammengepresst.

Die Materie lässt sich soweit ich weiss mit unserem Verständnis bis dor hinein nicht mehr beschreiben geschweige denn interpretieren. Und dies als "reine Energie" zu beeichnen halte ich auch für wissenschaftlich nicht korrekt, eben weil wir eine Aussage darüber nicht beweisen bzw. nachvollziehen können.

Gehen wir weiter: Wir können wie in unserem Forum des Öfteren ausgeführt über diese Stelle, die normalerweise eine Singularität darstellt hinwegintegrieren, wenn als Limit die Planck Größen eingesetzt werden.

Dadurch kommt es dann, wie Bojowald und Ashtekar zeigen zu der Aussage, dass es "etwas wie ein anderes All" vor unserem All gab und dass die Physik dort anders tickte als bei uns.

Und genau das verstehe ich nicht:

Denn:

Wenn es vorher ein anderes All gab, dann existierte dies und nach einer "Zeit" kam es dann zur "Kompression", welche die "Energie" so stark komprimierte, dass es diesen "Durchbruch" zu unserem All gab.

Die Worte in "" und fett geschrieben sollen darstellen, dass in diesem vorherigen Allgebilde diese Begriffe sher sicher anders lauten müssen, aber der Zielzustand, eben dieser "Transfer" zu unserem All, der muss ja offensichtlich von beiden Seiten her gleich gesehen werden.

ODER??? ODER NICHT????

Gruß

Wilfried

[tomS]

Also ich verstehe die Untersuchungen zur Loop Quantum Cosmology anders.
Raum und Zeit sind doch gemäß der LQC über ein diskretes Spin-Netzwerk beschrieben. Diese Beschreibung bleibt zunächst mal gültig. Sie ist jedoch nicht direkt anschaulich, d.h. man muss physikalische Größen daraus ableiten.
Eine "physikalische" Zeit wird meist durch den Wert eines Skalarfeldes definiert. Also das Skalarfeld repräsentiert sozusagen die Uhr, alle weiteren Vorgänge werden dann an dem Wert des Skalarfeldes bzw. dessen Änderungsrate gemessen; gilt z.B. für die Krümmung bzw. den Skalenfaktor.
Weitere physikalische Größen wie Energie, Temperatur, Druck etc. müssten nun ebenfalls "operativ" definiert werden. Dabei ist wohl ebenfalls die Definition das Problem. Wenn man diese erst mal hat, dann bleibt sie wohl über den "big bounce" hinweg gültig.

Übrigens: hast du die aktuellsten Papiere? Ich hab seit einiger Zeit nichts mehr dazu gelesen. Setz doch mal die neuesten Links hier rein - Danke!

[wilfried]

Morgen Tom

Du schriebst:

Raum und Zeit sind doch gemäß der LQC über ein diskretes Spin-Netzwerk beschrieben. Diese Beschreibung bleibt zunächst mal gültig.

Damit habe das Problem!!
Denn: exakt ab Sekunde 0, ich meine damit den berühmten "Muckenschiss" gerade hinter der Singularität, wegen mir 1 Planck Abstand, ab da bin ich bei Dir und verstehe das gleiche.

Aber was ist davor? Wie kommt es zu diesem Übergang?

Ich vestehe nicht alles was Bojowald und Ashtekar sagen, die Mathematik ist mir etwas fremd, deshalb auch meine Frage nach Interpretation.

Also nochmal: ich komme quasi von der linken Seite, von der "Vorr unser All" Phase. Irgendwas muss dort ja passiert sein, damit diese extreme Kontraktion stattfand, die dann den Übergang bewerkstelligte.

Die Aussage lautet, dass vorher die 4 Grundkräfte zusammengefasst zu einer darüber liegenden Kraft anzusehen sind und dann während des Übergangs oder sehr kurz danach zu den 4 Grundkräften zerfallen.

Aber wie können die beiden das sagen, wie berechnen, wie kommen diese Aussagen zustanden?

Ich schau mal in den iteraturordner und wenn ich neuere Veröffentlichungen habe stelle ich die dort hinein.

Gruß

Wilfried

[gravi]

Wilfried,

Du hast hier ein Thema angeschnitten, das sicherlich unser Vorstellungsvermögen völlig überlastet.

Man diskutiert hier so locker über solche Dinge und versucht vielleicht nicht einmal, sich die Gegebenheiten irgendwie vorzustellen.

Versucht doch nur einmal, Euch einen Stern von "nur" 1,5 Millionen Km Durchmesser vor Augen zu führen - das ist schon fast unmöglich. Sich ein Bild von der Entfernung zu machen, in welcher der nächste Stern zu finden ist - ja da hört's schon ganz auf.

Jetzt nehme man all die vielen Milliarden Galaxien - die aus vielen Milliarden Sternen bestehen und quetsche alles zusammen auf Stecknadelkopfgröße.

Einfach nur noch völlig außerhalb jeder geistigen Vorstellung. Und Ihr packt das einfach in ein paar Formeln

Ich wollte das einfach nur mal am Rande erwähnen.

Ja, lieber Wilfried, es muss "etwas" vor dem Punkt Null gegeben haben - wenn uns die Kausalität nicht im Stich lässt. Aber das ist dann wie mit diesen berühmten russischen Puppen: Wenn es eine Art Hyperraum gibt, aus dem unser Kosmos entstand, dann muss unserer Logik zufolge auch dieser Hyperraum aus etwas entstanden sein usw.

Gruß
gravi

P.S.: Die "vermissten" postings aus dem alten Forum bekomme ich sicherlich noch.

[tomS]

Ich denke, es macht nichts, wenn hier jetzt von dem Thread im alten Forum abweichen; Gravis Ansicht ist meiner Meinung nach einfach zu wichtig. Wir können die anderen Beiträge sicher nachreichen.

Also Gravi, ich habe kein Problem mit der Unanschaulichkeit. Das liegt wohl daran, dass ich mich im Studium sehr früh mit Quantenmechanik und Quantenfeldtheorie beschäftigt habe. Das ist von vorneherein unanschaulich und philosophisch heikel. Ich denke, hier irritiert uns das ganze deswegen, weil wir unanschauliche Physik / Mathematik auf etwas zunächst grundsätzlich sehr Anschauliches anwenden. Wir haben ja eine Alltagserfahrung von Raum und Zeit, und die bricht uns nun weg!

Nehmen wir dagegen das Doppelspaltexperiment in der Q.M. Die Interpretatation läuft darauf hinaus, dass jedes Photon mit sich selbst interferiert und somit den Keim für das Interferenzmuster in sich trägt. Damit müssen wir den anschaulichen Begriff des Teilchens (Billiardkugel) oder Welle (Wasser) aufgeben. Das stört uns jedoch nicht so sehr, da wir im Alltag nicht ständig von interferierenden Photonen umgeben sind.

Zur Frage nach dem Anfang hatten wir ja kürzlich die Diskussion zum "evolutionären Universum", also den Gedanken, dass (z.B. - es ab ja mehrere Ideen) das Universum das Resultat der Inflation einer Quantenfluktuation innerhalb eines "älteren" Mutter-Universums ist. Wir hatten alle kein wirklich gutes Gefühl im Sinne von "OK, das erklärt es!", sondern waren von der Mystik eher abgeschreckt.

In der Diskussion zu "Physik - Realität oder nur mathematische Modell?" stelle ich mich ja auf einer sehr platonischen Standpunkt. Ich erkenne mathematischen Entitäten Realität / Existenz zu, einfach weil ich sie brauche, um Beobachtungen zu erklären. Ich könnte jetzt die Realität der Wellenfunktion leugnen und nur noch den Messergebnissen diese zusprechen. Ich kann aber ohne die Wellenfunktion und die darauf wirkenden q.m. Operatoren weder erklären, welche Größen ich prinzipiell (und welche davon gleichzeitig) messen kann, noch kann ich die Ergebnisse vorhersagen. Also halte ich eine Interpretation der Q.M. ohne physikalische Realität der zugrundeliegenden mathematischen Konstrukte für unvollständig (ich gebe aber zu, dass wir teilweise noch nicht die endgültige bzw. "richtige" Form gefunden haben).

Und jetzt bin ich wieder bei der Quantengravitation bzw. der Sekunde Null. Für mich ist das nicht grundsätzlich anders, es ist nur die konsequente Fortsetzung der Theorien der letzten 100 Jahre. Ich glaube auch nicht, dass da noch eine Theorie darauf wartet, entdeckt zu werden, die die schöne heile Welt der Anschaulichkeit wieder herstellt. Ich glaube eher, die Natur zwingt uins dazu, bestimmte liebgewonnene Positionen aufzugeben - nicht leichtfertig oder voreilig, aber nach dem langen schmerzlichen Prozess der Erkenntnis, dass es eben nicht anders geht.

Die Frage ist natürlich, ob wir bei diesen Themen grundsätzlich an die Grenzen des menschlichen Verstandes stoßen. Dabei geht es weniger darum, ob wir noch nicht die richtige Theorie / Mathematik / ... gefunden haben, um das Universum zu beschreiben (im engeren Sinne), sondern ob wir eher eine Metha-Theorie oder -Mathematik benötigen, die etwas grundsätzlich Neues leistet.

Kennt ihr Platons Höhlengleichnis? Etwas abgewandelt könnte ich mir das vorstellen. Wir sind die Höhlenbewohner und beschreiben die Welt mit Schattenrissen an der Felswand. In Wirklichkeit befindet sich aber da draußen eine dreidimensionale Welt, die zumindest nach einem Hologramm als Beschreibungssprache verlangt. Auch dieses liefert aber wieder nur ein Bild, nicht die echte Gegenständlichkeit.

Wenn wir uns in dieser Situation befinden, dann werden wir nie zur Realität durchdringen, sondern immer in der Höhle gefangen bleiben. Andererseits ist unsere Beschreibungssprache teilweise exzellent (Q.M., QED, ART, ...) dass ich einfach nicht glauben will, dass wir grundsätzlich in einer Sackgasse stecken. Nur werden wir uns daran gewöhnen müssen, dass wir einen immer größeren Anschaulichkeitsverlust erleben.

Viele Grüße

[wilfried]

Lieber gravi und auch alle anderen

es war ca. 1514, als Kopernikus 7 Thesen über seine Sicht auf das Universum niederschrieb. Z dieser Zeit wurden Planetenbahnen noch mit Deferenten (Ein Körper bewegt sich auf einem großen Kreis und um diesen gedachten Körper bewegt sich auf einer kleinen Kreisbahn der wirkliche Körper) , Epizyclen (kleine Kreise um einen gedachen Körper, der sich auf einem großen Kreis an einer festen Position verharrt). Thych Brahe unternahm umfangreiche Mesungen. Am 1.2.1600 trafen Brahe und Kepler in Prag zusammen und begannen gemeinsam das Universum zu versteheh.

Ohne auf weiter Details, wie z.B. der Nase Tycho Brahe, die er abnehmen konnte, und damit wahrscheinlich bessere Beobachtungen machen konnte....möchte ich hier nur sagen:

Diese Leute fragten auch...ja was war da????

Wir sollten uns davor nicht verbergen, nicht vor der Frage "was war da"?

Auch wenn wir eventuell nicht selber das Vermögen haben alles zu verstehen, aber einen winzigen Schritt mehr Verständnis, das dürfen wir doch erhoffen ode nicht??

Gruß

Wilfried

[gravi]

Ja, ich verstehe Eure Einwände!

Man muss da klar unterscheiden zwischen verstehen und vorstellen.

Was ich ausdrücken wollte ist, dass wir uns weder die wahnsinnig großen Dimensionen im heutigen Universum bildlich vorstellen können, noch die Winzigkeiten der Quantenwelt.

Was mich aber nicht daran hindern kann zu verstehen, wie überhaupt solch ein Kosmos funktioniert. Ich kann (und muss) nicht in einen Stern kriechen um seine Temperatur zu messen, noch weniger kann ich im All herumdüsen um es zu vermessen. Aber ich kann mir ein paar Zahlen auf ein Blatt Papier schreiben und damit die ganze Geschichte des Universums erzählen - und verstehe dass sogar noch. Nur vorstellen kann man sich das nicht.

So in etwa meinte ich das...sorry für die Unterbrechung.

Gruß
gravi

[SNOOPY]

Liebes Forum,

auch ich muß mich mal nach langer Zeit wieder melden, weil es hier um mein besonderes Interesse geht.
Obwohl sich eigentlich jeder darüber im Klaren ist, dass die Frage nach dem Vorher kaum beantwortet werden kann (zumindest nicht so, dass es nicht über unseren Vorstellungs-Horizont geht), gibt es gerade darüber immer wieder angeregte Diskussionen.

Nun gut, wir können uns kaum vorstellen, dass es ein "Davor" gibt, aber ebenso wenig können wir uns vorstellen, dass es keines gibt! Egal wie mal es dreht und wendet, wir werden uns wohl mit der Unendlichkeit in irgend einer Form anfreunden müssen. Denn der Hyper-Raum (oder wie man es auch nennen soll) kann einfach nur unendlich sein, alles andere egäbe keinen Sinn. Ich meine nicht nur die Unendlichkeit in Raum, sondern auch die Zeitliche! Damit erübrigt sich die Frage nach dem Vorher, wenn es kein Vorher gibt! Wir können natürlich die Frage nach dem vorher unseres begrenzten Universums (bzw. der Universum-Blase in der wir uns befinden) stellen und versuchen, sie zu beantworten. Wenn wir aber einen Außen-Raum deklarieren (und ich denke, dass es ihn in irgend einer Form geben muß), dann kann dieser "Außen-Raum" nur unvorstellbar unendlich sein, denn jede andere Form würde wieder nur die Frage nach dem "Vorher" und dem weiteren "Außen-Raum" aufwerfen.

Außerdem kann ich nicht ganz verstehen, warum immer wieder die Frage auftaucht, ob es "dort Draussen" andere Naturgesetze gibt, als wie sie kennen (oder auch noch nicht vollständig kennen)? Könnte es nicht sein, dass es globale Naturgesetze gibt, die überall und immer gelten? Schließlich können wir ja nicht behaupten, alle Naturgesetze zu kennen. Ich denke da z.B. an den Raum innerhalb eines schwarzen Loches oder überhaupt an Räume, in denen Extrem-Zustände herrschen, wie z.B. am Anfang unserer Universums-Blase vor über 13 milliarden Jahren. Damals herrschten sicher andere Naurgesetze, wie heute, aber ich behaupte einfach mal, es sind deshalb trotzdem Naturgesetze, die eben nur unter diesen Umständen gelten und die uns sicherlich noch nicht vollständig bekannt sind! Ich meine nur, wir sollten an eine Gestzmäigkeit im gesamten Universum glauben (und mit "gesamt" meine ich alles, also auch einen hypothetischen Hyper-Raum). Wenn wir das nicht tun, können wir jede Forschung vergessen, denn unter beliebigen Naturgesertzen ist natürlich alles möglich! Das einzige, was Tatsache ist, dass wir die Gesetzmäßigkeiten eben noch nicht alle kennen - nicht alle unter allen Umständen, die herrschen können.

Letzten Endes bedeutet es, dass wir sicherlich noch vieles erforschen und erklären können, was heute noch vollkommen im Dunklen liegt. Aber es bedeutet auch, dass wir bei solchen Fragen immer an die Grenze unseres Vorstellungsvermögens kommen. Vieles ist auch heute schon rein mathematisch erklärbar. Aber selbst solche Dinge, wie relative Zeit - die ja inzwischen bewiesene Tatsache ist - gehen nicht in unseren Kopf hinein. Die Natur hat uns so geschaffen, dass wir es zwar erklären, aber nicht verstehen können. So ist es auch mit der Unendlichkeit. Rechnen kann man damit - aber verstehen werden wir es nie können!

Gruß
Snoopy

[tomS]

Hi Snoopy,

interessanter Beitrag, da hab ich einige Fragen und Anmerkungen dazu:

Nun gut, wir können uns kaum vorstellen, dass es ein "Davor" gibt, aber ebenso wenig können wir uns vorstellen, dass es keines gibt! Egal wie mal es dreht und wendet, wir werden uns wohl mit der Unendlichkeit in irgend einer Form anfreunden müssen.

Einverstanden, aber wir sollten uns unter „Davor“ zunächst nichts Zeitliches im Sinne unseres Zeitempfindens vorstellen, denn dieses basiert auf einem Zeitbegriff, der so wohl noch keine Gültigkeit hatte

Denn der Hyper-Raum (oder wie man es auch nennen soll) kann einfach nur unendlich sein, alles andere ergäbe keinen Sinn. Ich meine nicht nur die Unendlichkeit in Raum, sondern auch die Zeitliche!

Hyperraum mag ich nicht; Multiversum ist schon vorbelastet, trifft es aber evtl. besser. Unendlichkeit in der Zeit wieder unter der Einschränkung des evtl. nicht anwendbaren Zeitbegriffs.

Wenn wir aber einen Außen-Raum deklarieren (und ich denke, dass es ihn in irgend einer Form geben muß), dann kann dieser "Außen-Raum" nur unvorstellbar unendlich sein, denn jede andere Form würde wieder nur die Frage nach dem "Vorher" und dem weiteren "Außen-Raum" aufwerfen.

„Außen-Raum“ ist nicht schlecht, nur muss ganz klar sein, dass es nicht um die Einbettung unseres Universums in einen höherdimensionalen Raum geht. Wenn wir uns unser Universum als zweidimensionale Mannigfaltigkeit vorstellen (ist falsch, aber dann wenigstens vorstellbar), dann ist der Außenraum nicht der dreidimensionale „umgebende“ Raum. Stellen wir uns lieber eine unendlich ausgedehnte Mannigfaltigkeit vor (das wäre der Außen-Raum), in dem unendlich viele mikroskopisch kleine Quantenfluktuationen entstehen, aus denen sich Blasen bilden (wie bei Blasenkaugummi), die dann zu unendlich ausgedehnten Universen expandieren.

Ich bin übrigens nicht der Meinung, dass es so einen Außenraum geben muss.

Könnte es nicht sein, dass es globale Naturgesetze gibt, die überall und immer gelten?

Ja, OK. Nur könnte es eben sein, dass diese Gesetze eher Meta-Gesetze sind, aus denen sich eine unendliche Vielfalt an „normalen“ Naturgesetzen ergibt. Aktuelle Thema hierzu ist die „Landscape“ in der Stringtheorie; hier im Forum unter „evolutionäres Universum“ diskutiert. Die Landscape hat als Meta-Gesetz z.B. die Stringtheorie oder M-Theorie (wobei diese heute noch nicht wirklich als eindeutige Themen definiert sind; deswegen halte in den Hype für verfrüht). Daraus ergeben sich dann Naturgesetze mit unterschiedlichen Dimensionen, Wechselwirkungen, Kopplungskonstanten (mit „Zeitabhängigkeit“) usw, die in unterschiedlichen Universen innerhalb eines Multiversums „leben“. Damit hätten wir wieder globale Naturgesetze (Meta-Gesetz), wobei mir diese Lösung so auch nicht behagt.

Letzten Endes bedeutet es, dass wir sicherlich noch vieles erforschen und erklären können, was heute noch vollkommen im Dunklen liegt. Aber es bedeutet auch, dass wir bei solchen Fragen immer an die Grenze unseres Vorstellungsvermögens kommen. Vieles ist auch heute schon rein mathematisch erklärbar. Aber selbst solche Dinge, wie relative Zeit - die ja inzwischen bewiesene Tatsache ist - gehen nicht in unseren Kopf hinein. Die Natur hat uns so geschaffen, dass wir es zwar erklären, aber nicht verstehen können. So ist es auch mit der Unendlichkeit. Rechnen kann man damit - aber verstehen werden wir es nie können!

Ich glaube, da liegen wir ziemlich auf einer Wellenlänge

[Stephen]

Hallo,

bzgl. der Zeit hatten wir hier schon einmal diskutiert:
viewtopic.php?t=760&sid=d11a4a268438b53 ... 60422fb4b2

Ich persönlich halte die Zeit für den wichtigsten Begriff, um z.B. die Kausalität erklären/erhärten zu können. Sollte es wirklich keine Zeit geben und diese z. B. nur in unserem Bewusstsein enxistieren, würde das mein allgemeines Weltverständniss völlig über den Haufen werfen...

Urknall (bis auf die Millionstel Sekunde berechnet), Planck-Zeit und sogar die simpelsten Gleichungen (v=s/t) müssten dann irgendwie in Frage gestellt werden. Kann ich mir einfach nicht vorstellen...

Gruß, Steffen

[SNOOPY]

Hallo Tom,

danke für die schnelle Antwort, die für mich sehr viel wert ist, da ich verfolgt habe, dass du nicht zu den Ahnungslosen zählst
Das mit dem Zeitbegriff ist auch so eine Sache, gegen den sich mein Verstand wehrt. Für mich ist Zeit immer etwas fortlaufendes, ohne Zeit können keine Dinge geschehen, d.h. es müßte alles still stehen. So sehe ich das zumindest in meiner dreidimensionalen Denkweise. Zwar kann ich nachvollziehen, dass es Zeit ohne Raum nicht geben kann, aber eben so wenig kann ich mir "keinen Raum" vorstellen.

Der Begriff "Hyperraum" ist sicher etwas, das an schlechte Scince-Fiction erinnert, aber es ist eben nur ein Wort für etwas, das wir (noch?) nicht erklären können.

...dann ist der Außenraum nicht der dreidimensionale „umgebende“ Raum. Stellen wir uns lieber eine unendlich ausgedehnte Mannigfaltigkeit vor (das wäre der Außen-Raum), in dem unendlich viele mikroskopisch kleine Quantenfluktuationen entstehen, aus denen sich Blasen bilden (wie bei Blasenkaugummi), die dann zu unendlich ausgedehnten Universen expandieren.

Diese Interpretation gefällt mir, wenngleich sie - soweit ich weiss - sehr umstritten ist. Es wäre das - meiner ganz persönlichen Meinung nach - logischste Universum (im alles umfassenden Sinne), wenn wir uns ein Multiversum vorstellen. Es würde vieles erklären, z.B. warum unser Universum gerade so ist, dass es Leben ermöglicht (anthropisches Prinzip).

Ich bin übrigens nicht der Meinung, dass es so einen Außenraum geben muss.

Das mußt Du mir mal etwas näher erklären. Wenn es keinen "Außenraum" gibt, was dann? Ohne "Außenraum" (oder wie man es auch immer nennen will) kann es auch kein Multiversum geben, oder? Aber selbst wenn die unbewiesene Tatsache des Multiversums nicht zu trifft, brennt in mir immer die Frage nach dem, was "da drausen" ist, also "außerhalb" unseres Universums. Die Antwort, dass es dort einfach "nichts" gibt, ist für mich sehr unbefriedigend.

Wenn ich Dich richtig verstanden habe, was die Naturgesetze mir unterschiedlichen Dimensionen usw. betrifft, so heißt das für mich letzten Endes, dass es wirklich beliebige Naturgesetze geben könnte. Unterschieliche Dimensionen-Zahl könnte ich mir ja noch vorstellen (na ja, vorstellen ist zu viel gesagt, aber es passt in meine persönliche Logik noch hinein). Aber wenn euch Wechselwirkungen und Konstanten unterschiedlich sind, dann haben wir wieder diese Welt, in der praktisch alles möglich ist. Vielleicht sogar eine Welt in der das energie-erhaltungsgesetz nicht gilt? Dann wäre es ja tatsächlich möglich, dass aus dem Nichts ein Etwas entsteht, wie z.B. unser Universum!

Oder gehe ich mit dieser Annahme zu weit?

Gruß
Snoopy

[tomS]

Hallo miteinander,

@Steffen, danke für den Hinweis auf den anderen Thread.

Zum Thema Zeit und Kausalität muss man vorsichtig sein. Alle klassischen Theorien erklären Kausalität über die maximale Ausbreitungsgeschwindigkeit c und die damit verbundene Kausalstruktur, die sich z.B. in der Metrik, dem Linienelement bzw. dem Skalarprodukt äußert:
x² = t² - x²
wobei x für den Vierevektor und x für dessen räumliche Komponenten steht.

Problematisch ist, dass sowohl x als auch t reine Koordinaten sind, die ich praktisch beliebig umtransformieren kann und die nicht unbedingt einer echten, messbaren Zeit entsprechen müssen. Eine messbare Zeit ist immer mit physikalischen Prozessen, also Wechselwirkungen, verbunden.

Bei der Quantisierung hängt es nun stark von der Theorie ab, was mit der Kausalität passiert. Beispiele:
Stringtheorie
Es gibt eine klassische Hintegrundmetrik, bzgl. der man Kausalität definieren kann. Das KOnzept ist ähnlich wie das in anderen Quantenfeldtheorien und daher gut verstanden. Die Hintegrundmetrik ist aber der zentrale Schwachpunkt der Theorie, denn sie bedeutet, dass eben nicht alles quantisiert wurde, sondern nur kleine Fluktuationen. Außerdem kennt man keine konsistente Quantisierung für beliebige Hintergrundmetriken, die nach der ART erlaubt sind.
Schleifenquantengravitation
Raum und Zeit existieren nicht mehr! Sie enststehen erst auf größeren Skalen (so wie Wasser aus einzelnen Atomen zusammengesetzt ist). Es gibt einen Begriff der Mikrokausalität, der aber eben nicht auf Raum und Zeit wie wir sie kennen beruht. Deswegen ist die Entstehung von Raum und Zeit hier eng mit der Frage nach der Entstehung von Makrokausalität verbunden. Dies sind aktuelle Forschungsthemen.
Kausale dynamische Triangulation
Der Name sagt es schon, hier wird die Kausalität als Input in die Theorie eingearbeitet. Sie ist kein Ergebnios derselben. Die Theorie kann allerdings die Entstehung einer klassischen Raumzeit sowie die Anzahl der Dimensionen (3 räumliche) vorhersagen (was z.B. die Schleifenquantengravitation nicht kann; sie funktioniert in beliebig vielen Dimensionen). Allerdings funktioniert das nur, wenn man die Kausalität hineinsteckt. Eine ähnliche Theorire ohne Kausalität als Input erzeugt keine uns bekannte Raum-Zeit.

Nachdem wir noch keine endgültige Theorie der QUantengravitation haben, ist es natürlich zu früh, das zu entscheiden.

@Snoopy und zum Thema Außenraum / Multiversum etc.

Erst mal danke für die lobenden Worte!

Ich habe bewusst geschrieben

...dann ist der Außenraum nicht der dreidimensionale „umgebende“ Raum. Stellen wir uns lieber eine unendlich ausgedehnte Mannigfaltigkeit vor (das wäre der Außen-Raum), in dem unendlich viele mikroskopisch kleine Quantenfluktuationen entstehen, aus denen sich Blasen bilden (wie bei Blasenkaugummi), die dann zu unendlich ausgedehnten Universen expandieren.

Das eröffnet die Möglichkeit der Landscape und der sich unterscheidenden Naturgesetze (zwischen den jeweiligen Blasen) - es erzwingt sie aber nicht. Deswegen stehe ich weiterhin dazu

Ich bin übrigens nicht der Meinung, dass es so einen Außenraum geben muss.

Die Idee der Blasen ist im wesentlichen eine Weiterentwicklung der Theorie des inflationären Universums, demzufolge aus einer Quantenfluktuation eines bestimmten Feldes (des sog. Inflatons) ein neues Universum entstehen kann.

Die Inflation kann einige Dinge gut erklären, z.B. das Flachheitsproblem (warum ist das zumindest näherungsweise Universum flach?) und das Horizontproblem (warum erscheint das Universums homogen und isotrop bzgl. der Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung, obwohl die verschiedenene Teile des Universums sich gegenseitig gar nicht beeinflussen konnten und gar keine einheitliche Temperaturausbilden konnten). Beides wird im wesentlichen so erklärt, dass die Inflation von einem kleinen Raumgebiet ausging, innerhalb dessen Homogenität eh schon vorlag, und das durch die INflation "flach gemacht" wurde.

Die Inflation hat aber auch einige gewaltige Probleme. Zum einen hat das Inflatonfeld ganz bestimmte, eher künstlich erscheinende Eigenschaften, die ganz genau passen müssen; und zum anderen hat man es noch nicht nachgewiesen bzw. noch keinen geeigneten Kandidaten gefunden.

Dieses ganze inflationäre Szenario funktioniert nun aber, ohne dass sich in den verschiedenene Teilen des Multiversums, also in verschiedenen Blasen, auch unterschiedliche Naturgesetze ausbilden, sie sollten nach der Theorie schon identisch sein (OK, evtl. hat das Universum eine andere Ausdehung / Alter usw., aber sonst ist das alles eher konservativ.)

Ab jetzt wird's spekulativ - sollte eher in "Grenzbereiche":

Die Stringtheorie setzt jetzt noch eins drauf. Gemäß der Stringtheorie gibt es an die 10ⁿ (n=500 oder mehr!) Lösungen der Stringtheorie. Sie unterscheiden sich hinsichtlich der Zahl der Dimensionen und Wechselwirkungen - und sie unterscheiden sich auch was die skalaren Felder betrifft. Die Stringtheorie wickelt zunächst die überzähligen Dimensionen in komplizierten (z.B.) 6-dimensionalen Räumen (Calabi-Yau Räume, Orbifolds, ...) auf; diese haben haufenweise mehrdimensionale "Löcher" - wie ein Schwimmreifen, nur komplizierter - und ihre Größe und Form kann auch anderweitig variieren. Wenn die Größe und Form dieser 6-dimensionalen Räume über die uns bekannte Raumzeit variiert, dann erscheint dies als sowas wie sogenannte Skalarfelder - ähnlich dem Inflaton. Leider aber eben nicht nur eines, sondern für jeden Parameter (Modulus), der die Form beschreibt, eines; das können auch einige hundert sein!

Da man nun nicht alle 10ⁿ Lösungen einzeln durchrechnen kann, und da man leider auch noch keine gefunden hat, die näherungsweise unserem Universum mit den bekannten Elementarteilchen entspricht, behauptet man nun einfach, es gäbe diese eine Lösung schon - irgendwo in der Landscape der 10ⁿ Lösungen - und aufgrund des anthropischen Prinzips sei es nicht verwunderlich, dass wir gerade diese Universum mit diesen Elementarteilchen beobachten - denn sonst gäbe es uns einfach nicht.

Ehrlich gesagt - ich lehne diese Argumentation als unphysikalisch ab! Zunächst wird eine Theorie aufgestellt, aus der keine Lösung abzuleiten ist, die auch nur näherungsweise der uns bekannten Welt entspricht, und dann wird behauptet, dass trotzdem genau unsere Welt gemäß dem anthropischen Prinzip ausgewählt wurde. Ich halte die Diskussion für ziemlich abwegig - zumindest, so lange man außerdem die sogenannten "Lösungen" der Landscape auch nur klassisch berechnen kann und noch nicht mal in der Lage ist, eine konsistente Quantentheorie zu formulieren.

Hatten wir übrigens schon mal unter Evolutionäres Universum

Zur Frage nach dem "da draußen": das löst das Multiversum ja auch nicht, denn auch da könnte ich wieder nach dem "da draußen" fragen. Ich glaube, diese Frage kommt daher, dass man immer wieder folgende (didaktisch nicht schlechte, aber gefährliche Veranschaulichung durchführt):
- wir stellen uns das Universum als zweidimensionale Oberfläche einer Kugel vor
- Expansion des Universums entspricht Aufblähen der Kugel, wie bei einem Luftballon
Leider funktioniert diese Veranschaulichung nur durch die Einbettung der Kugel in einen dreidimensionalen Raum.

Mathematisch ist dieser Raum jedoch völlig überflüssiger Ballast. Man kann jede n-dimensionale Mannigfaltigkeit mit relativ beliebiger Form (Topologie) und Geometrie (Metrik) beschreiben, ohne dass es dazu einen einbettenden Raum braucht. Die Mathematiker und die theoretischen Physiker benutzen das Konzept der Einbettung in einen höherdimensionalen Raum nie - da sich dieser Raum eben prinzipiell nicht nachweisen (oder widerlegen) lässt und daher die Idee abgelehnt wird. (Ockhams Razor: wenn zwei Theorien das selbe erklären, dann nehme die effizientere, also die, die weniger Input benötigt - in unserem Fall also die ohne den umgebenden Raum).

Frage: was ist nördlich des Nordpols?

Zur Frage der Variation der Naturgesetze:
Die Zahl der (großen = sichtbaren) Dimensionen kann gemäß der Landscape variieren. Insbs. kann es sowas wie (kompakte) Dimensionen geben, die sich auch als etwas völlig anderes, nämlich die Stärke eines Skalarfeldes interpretieren lassen - u.u.
Die Arten und Stärken der Wechselwirkungen sowie die Typen der Elementarteilchen könne variieren.
Der Energieerhaltungssatz und einige andere Erhaltungssätze (die für eine bestimmte Sorte von Ladungen) werden nicht in Frage gestellt, da die Theorie sonst mathematisch inkonsistent würde.

Allerdings gibt es wieder andere Theorien (Branes, ein Aspekt der M-Theorie), die unsere Welt als dreidimensionale "Bran" eingebettet in einen zehndimensionalen Hyperraum interpretieren (es müssen genau zehn Raumdimensionen sein) - und nach der Theorie könnte die Gravitation den Energieerhaltungssatz auf eine gewisse Art verletzen. Die Das Graviton könnte nämlich mit der von ihm transportierten Energie teilweise von den drei in die zehn Dimensionen entkommen. Die Gesamtenergieerhaltung ist dadurch nicht verletzt, jedoch die der für uns sichtbaren Energie. (Die zehn Dimensionen sind übrigens kein echtes "da draußen" - und die Einbettung ist etwas anderes als die oben beschriebene - da sie eben nicht wirklich unerreichbar sind; für die Gravitation sind sie ganz normale Dimensionen).
Muss ich dazu sagen, dass ich auch die Theorie als zu spekulativ ablehen?

[SNOOPY]

Hallo hier im Forum,

Ja. Steffen, auch von mir danke, aber ich kenne den anderen Thread bereits. In diesen Grenzbereichn, in denen wir uns befinden bleibt es nicht aus, dass auch immer wieder die gleichen Themenbereiche angesprochen und u.U. ach mal wieder anders bleuchtet werden. Grenzbereiche ist das richtige Wort für dieserlei Fragen, da sie die Gratwanderung zwischen Erkenntnis und Philosophie sind. Ich denke auch, dass es immer so bleiben wird, denn eine endgültige Antwort auf solche Fragen wird es sicher niemals geben. Für mich persönlich sind sie deshalb gerade umso interessanter.

Tom, Du schaffst es immer wieder, auch einen Laien wie mir Dinge ohne große mathematische Eskarpaten zu beschreiben und einigermaßen verständlich zu machen. Viele Deiner Darlegungen leuchten mir ein, obgleich ich der Meinung bin, dass man bestimmte Dinge - und dazu zählt der Begriff der Zeit - einfach wörtlich nehmen sollte. Natürlich kann ich rein mathematisch einen Formalismus finden, in denen ich die Zeit heraus kürzen kann.

In Wikipedia ist die Zeit folgendermaßen definiert (Kurzform):

Das Wort Zeit bezeichnet im Alltag die vom menschlichen Bewusstsein wahrgenommene und scheinbar kontinuierlich fortschreitende Ordnung im Auftreten von Ereignissen. Das menschliche Empfinden von Zeit ist von ihrem Vergehen geprägt, einem Phänomen, das sich bisher einer naturwissenschaftlichen Beschreibung entzieht und als Fortschreiten der Gegenwart von der Vergangenheit kommend zur Zukunft hin wahrgenommen wird.

Man beachte den Satzteil "...das sich bisher einer naturwissenschaftlichen Beschreibung entzieht". Also bleibt für mich die Zeit das gefühlte Fortschreiten von Ereignissen.

Die Zeitdefinition in der LQG kommt meinen Vorstellungen noch am nächsten.
Wenn Du dort nur geschrieben hättest

Raum und Zeit existieren nicht mehr

hätte ich ein Veto eingelegt, aber Du hast ergänzt

sie entstehen erst auf größeren Skalen

Ich denke - wenn ich das richtig verstanden habe - dass die "größeren" Skalen bereits bei den Planck-Größen anfangen?
Mein persönlicher Favorit ist die LQG, aber ich muß zugeben, das liegt daran, dass ich sie zumindest ansatzweise verstanden habe, was ich von der Stringtheorie nicht behaupten kann. Die LQG ist auch - so scheint es mir - wesentlich einfacher aufgebaut und ich denke, sie kommt der Natur deshalb näher. Ich vermute einfach mal, die Natur ist gar nicht so kompliziert, wie wir manchmal glauben mögen. Lediglich die Skanlen im Planck-Bereich sind für unsere Sensoren (weder die natürlichen, noch die technischen) direkt zugänglich, was die Sache für uns Menschen verkompliziert und schwer beweisbar macht. In der LQG existiert unterhalb der Planck-Größen weder Zeit noch Raum, das kann ich akzeptieren. Deshalb ist dort die Zeit auch gerastert (wenn ich das mal so ausdrücken darf).

Zugeben muß ich, dass ich folgendes nicht ganz nachvollziehen kann:

Die Idee der Blasen ist im wesentlichen eine Weiterentwicklung der Theorie des inflationären Universums, demzufolge aus einer Quantenfluktuation eines bestimmten Feldes (des sog. Inflatons) ein neues Universum entstehen kann.

wenn Du behauptest, dazu ist kein "Außenraum" nötig. Aber irgendwo muß die Fluktuation doch stattfinden. Aber vielleicht denke ich da einfach wieder zu dreidimensional

Was die Definitionen der Stringtheorie angeht, so hoffe ich, dass der Teilchenbeschleuniger in Cern vielleicht einige Antworten bietet. 10- und mehrdimensionale Räume sind ja rechnerisch kein Problem, aber sie hierlassen bei mir einen bitteren Beigeschmack, weil ich mir darunter nicht mal modellmäßig etwas vorstellen kann. Warten wir ab, ob da in nächster Zukunft zumindest einige Fragen geklärt werden.

Das "da draußen" Problem ist für mich eigentlich überhaupt kein Problem, vor allen Dingen, weil ich es mir sehr gut veranschaulichen kann. Multiversen (soweit sie existieren) könnten in einem unendlichen Hyperraum (sorry, mir fällt kein besseres Wort ein) auch unendlich viele entstehen und vergehen. Ich gebe zu, das ganze stelle ich mir rein dreidimensional vor: ein unendlich großer Hyperrraum, in dem durch Quantenfluktuationen (oder was auch immer) ständig neue Universen entstehen und vergehen. Das einzige, was daran für uns Menschen nicht nachvollziehbar ist, das ist die Unendlichkeit. Naja, wahrscheinlich ist meine Vorstellung wissenschaftlich gesehen zu primitiv. Aber ich meine, sie hat eine einfache und nachvollziehbare Logik.
Ich kann nicht ganz verstehen, warum sich die Wissenschaft gegen das einfachste sträubt. Wie ich oben schon schrieb: die Welt ist möglicherweise viel einfacher, als sie immer dargestellt wird...

Dass Du die aufgeführten Theorien als zu spekulativ ansiehst, kann ich sehr gut nachvollziehen - ich fürchte nur, meine Gründe sind anderer Natur, als Deine

In diesem Sinne
grüßt Euch
Snoopy

[Stephen]

Hallo,

der Hinweis auf den anderen thread war rein informeller Natur

Das Zitat aus der Wikipedia

Das menschliche Empfinden von Zeit ist von ihrem Vergehen geprägt, einem Phänomen, das sich bisher einer naturwissenschaftlichen Beschreibung entzieht

finde ich sehr interessant. Eigentlich können wir die Zeit ja ebenso leicht messen wie z.B. Entfernungen, Temperaturen oder Massen. Trotzdem - und das gebe ich gerne zu - hat die Zeit etwas "mystisches" an sich: Entfernungen kann man verkürzen (indem man ein Flugzeug benutzt), Temperaturen senken und Gewichte verändern - nur an der konstant fortschreitenden Zeit lässt sich nicht drehen. Ok, wenn man mit oder annähernder Lichtgeschwindigkeit fliegen könnte schon

Es gibt da aber einen Knackpunkt. Wir vermuten - nicht zu Unrecht - dass die Naturgesetze überall gültig sind. Gibt es überhaupt ein einziges Gesetz, das ohne die Zeit auskommt? Egal ob Kepler, Newton oder Einstein - der Aspekt Zeit spielte sogar meist die Schlüsselrolle...

Aber auch ich bin scheinbar ein unverbesserlicher "Dreidimensionaldenker"

Gruß, Steffen

[tomS]

Hi Snoopy,

zuerst mal herzlichen Dank für das Lob!
Und Kompliment zurück –die Diskussion mit dir macht wirklich Spaß.

Man beachte den Satzteil "...das sich bisher einer naturwissenschaftlichen Beschreibung entzieht". Also bleibt für mich die Zeit das gefühlte Fortschreiten von Ereignissen.

Gut, so weit OK; die „makroskopische“ Zeit und die von uns „gefühlte Zeit“ sind sicher nicht soweit auseinander.

Die Zeitdefinition in der LQG kommt meinen Vorstellungen noch am nächsten.

Ist eigentlich eine generelle Überlegung für Theorien der Quantengravitation; die LQG ist da eben ziemlich weit fortgeschritten.

Ich denke - wenn ich das richtig verstanden habe - dass die "größeren" Skalen bereits bei den Planck-Größen anfangen?

Ich kann das auf Anhieb so nicht beantworten; ich glaube aber, man ist da grundsätzlich noch nicht so weit, dass man die Skala identifizieren kann, wo man dann in guter Näherung von einer klassischen Raum-Zeit sprechen kann. Dazu müsste man wesentlich bessere Lösungen der LQG Haben, nicht nur die bisherigen doch eher „kastrierten“ Näherungslösungen.
Wenn du aber z.B. annimmst, dass das 10 Größenordnungen oberhalb der Planck-Skala ist, dann bist du wohl in zweierlei Hinsicht auf der sicheren Seite: die Raum-Zeit ist da mit Sicherheit klassisch – und es gibt keine uns bekannten Effekte, die auf dieser Skala etwas anderes vermuten lassen; sprich, du bist von beiden Extremen weit genug weg.

Mein persönlicher Favorit ist die LQG, aber ich muß zugeben, das liegt daran, dass ich sie zumindest ansatzweise verstanden habe, was ich von der Stringtheorie nicht behaupten kann. Die LQG ist auch - so scheint es mir - wesentlich einfacher aufgebaut und ich denke, sie kommt der Natur deshalb näher. Ich vermute einfach mal, die Natur ist gar nicht so kompliziert, wie wir manchmal glauben mögen. Lediglich die Skanlen im Planck-Bereich sind für unsere Sensoren (weder die natürlichen, noch die technischen) direkt zugänglich, was die Sache für uns Menschen verkompliziert und schwer beweisbar macht. In der LQG existiert unterhalb der Planck-Größen weder Zeit noch Raum, das kann ich akzeptieren. Deshalb ist dort die Zeit auch gerastert (wenn ich das mal so ausdrücken darf).

Den Absatz sollten wir uns beide dick einrahmen, da gibt’s eigentlich nichts mehr zu sagen. Einen Kommentar kann ich mir nicht verkneifen: Ich kann mir gut vorstellen, dass wir beide uns in guter Gesellschaft befinden, was das mangelnde Verständnis der Stringtheorie betrifft. Da sind wahrscheinlich sogar viele Stringtheoretiker dabei :-)

wenn Du behauptest, dazu ist kein "Außenraum" nötig. Aber irgendwo muß die Fluktuation doch stattfinden.

Ich gebe zu, die Blasen und der Außenraum machen das alles etwas leichter erträglich. Aber trotzdem musst du z.B. folgendes Modell auch akzeptieren: Das Universum entsteht aus einem näherungsweise singulären Zustand, d.h. Volumen fast Null, Krümmung fast unendlich. Nach einer kurzen Phase der Ausdehnung – immer noch nahe der Planck-Skala – entsteht aus einer Fluktuation über die Inflation das heute sichtbare Universum. Da wir noch kein genügendes Verständnis aller Mechanismen haben, kann man nicht einfach „das Rad vor diesen näherungsweise singulären Zustand zurückdrehen“ und das „davor“ bzw. das „da draußen“ betrachten. Es kann genauso gut sein, dass es kein „davor“ oder „da draußen“ gab bzw. gibt. Ich gebe zu, das Bild ist anschaulich einprägsamer, aber ich denke nicht, dass aufgrund der heutigen theoretischen Erkenntnisse das Bild auch besser und richtiger ist.

… aber sie hierlassen bei mir einen bitteren Beigeschmack, weil ich mir darunter nicht mal modellmäßig etwas vorstellen kann.

Für mich ist die Stringtheorie letztlich sogar das einfachere Bild, weil sie nämlich auf einer vorgegeben Raum-Zeit eine Quantenfeldtheorie konstruiert. Das alles ist ziemlich altbacken – von den Strings mal abgesehen. Das eigentliche Problem ist m.E., dass sie eine wesentliche Erkenntnis der ART nicht berücksichtigt, nämlich dass man eben die Trennung in eine vorgegeben Raum-Zeit (die Bühne) und sich darauf ereignende Physik (das Schauspiel) nicht durchführen kann. Das ist letztlich inkonsistent und wohl die größte Sackgasse der theoretischen Physik des letzten Jahrhunderts (zumindest gemessen in Mannjahren Arbeit).

Dass Du die aufgeführten Theorien als zu spekulativ ansiehst, kann ich sehr gut nachvollziehen - ich fürchte nur, meine Gründe sind anderer Natur, als Deine

Ja welche denn nun genau?

[tomS]

Hi Snoopy,

zuerst mal herzlichen Dank für das Lob!
Und Kompliment zurück –die Diskussion mit dir macht wirklich Spaß.

Man beachte den Satzteil "...das sich bisher einer naturwissenschaftlichen Beschreibung entzieht". Also bleibt für mich die Zeit das gefühlte Fortschreiten von Ereignissen.

Gut, so weit OK; die „makroskopische“ Zeit und die von uns „gefühlte Zeit“ sind sicher nicht soweit auseinander.

Die Zeitdefinition in der LQG kommt meinen Vorstellungen noch am nächsten.

Ist eigentlich eine generelle Überlegung für Theorien der Quantengravitation; die LQG ist da eben ziemlich weit fortgeschritten.

Ich denke - wenn ich das richtig verstanden habe - dass die "größeren" Skalen bereits bei den Planck-Größen anfangen?

Ich kann das auf Anhieb so nicht beantworten; ich glaube aber, man ist da grundsätzlich noch nicht so weit, dass man die Skala identifizieren kann, wo man dann in guter Näherung von einer klassischen Raum-Zeit sprechen kann. Dazu müsste man wesentlich bessere Lösungen der LQG Haben, nicht nur die bisherigen doch eher „kastrierten“ Näherungslösungen.
Wenn du aber z.B. annimmst, dass das 10 Größenordnungen oberhalb der Planck-Skala ist, dann bist du wohl in zweierlei Hinsicht auf der sicheren Seite: die Raum-Zeit ist da mit Sicherheit klassisch – und es gibt keine uns bekannten Effekte, die auf dieser Skala etwas anderes vermuten lassen; sprich, du bist von beiden Extremen weit genug weg.

Mein persönlicher Favorit ist die LQG, aber ich muß zugeben, das liegt daran, dass ich sie zumindest ansatzweise verstanden habe, was ich von der Stringtheorie nicht behaupten kann. Die LQG ist auch - so scheint es mir - wesentlich einfacher aufgebaut und ich denke, sie kommt der Natur deshalb näher. Ich vermute einfach mal, die Natur ist gar nicht so kompliziert, wie wir manchmal glauben mögen. Lediglich die Skanlen im Planck-Bereich sind für unsere Sensoren (weder die natürlichen, noch die technischen) direkt zugänglich, was die Sache für uns Menschen verkompliziert und schwer beweisbar macht. In der LQG existiert unterhalb der Planck-Größen weder Zeit noch Raum, das kann ich akzeptieren. Deshalb ist dort die Zeit auch gerastert (wenn ich das mal so ausdrücken darf).

Den Absatz sollten wir uns beide dick einrahmen, da gibt’s eigentlich nichts mehr zu sagen. Einen Kommentar kann ich mir nicht verkneifen: Ich kann mir gut vorstellen, dass wir beide uns in guter Gesellschaft befinden, was das mangelnde Verständnis der Stringtheorie betrifft. Da sind wahrscheinlich sogar viele Stringtheoretiker dabei :-)

wenn Du behauptest, dazu ist kein "Außenraum" nötig. Aber irgendwo muß die Fluktuation doch stattfinden.

Ich gebe zu, die Blasen und der Außenraum machen das alles etwas leichter erträglich. Aber trotzdem musst du z.B. folgendes Modell auch akzeptieren: Das Universum entsteht aus einem näherungsweise singulären Zustand, d.h. Volumen fast Null, Krümmung fast unendlich. Nach einer kurzen Phase der Ausdehnung – immer noch nahe der Planck-Skala – entsteht aus einer Fluktuation über die Inflation das heute sichtbare Universum. Da wir noch kein genügendes Verständnis aller Mechanismen haben, kann man nicht einfach „das Rad vor diesen näherungsweise singulären Zustand zurückdrehen“ und das „davor“ bzw. das „da draußen“ betrachten. Es kann genauso gut sein, dass es kein „davor“ oder „da draußen“ gab bzw. gibt. Ich gebe zu, das Bild ist anschaulich einprägsamer, aber ich denke nicht, dass aufgrund der heutigen theoretischen Erkenntnisse das Bild auch besser und richtiger ist.

… aber sie hierlassen bei mir einen bitteren Beigeschmack, weil ich mir darunter nicht mal modellmäßig etwas vorstellen kann.

Für mich ist die Stringtheorie letztlich sogar das einfachere Bild, weil sie nämlich auf einer vorgegeben Raum-Zeit eine Quantenfeldtheorie konstruiert. Das alles ist ziemlich altbacken – von den Strings mal abgesehen. Das eigentliche Problem ist m.E., dass sie eine wesentliche Erkenntnis der ART nicht berücksichtigt, nämlich dass man eben die Trennung in eine vorgegeben Raum-Zeit (die Bühne) und sich darauf ereignende Physik (das Schauspiel) nicht durchführen kann. Das ist letztlich inkonsistent und wohl die größte Sackgasse der theoretischen Physik des letzten Jahrhunderts (zumindest gemessen in Mannjahren Arbeit).

Dass Du die aufgeführten Theorien als zu spekulativ ansiehst, kann ich sehr gut nachvollziehen - ich fürchte nur, meine Gründe sind anderer Natur, als Deine

Ja welche denn nun genau?

[wilfried]

Liebe Freunde

jetzt habe ich das Thema angezettelt und mich selber kaum blicken lassen. Aber manchmal fehlt einem die Zeit.

Das ist es, was ich als erstes kommentieren möchte:

Nebelleuchte sagte:

Was ist wenn die Zeit ein Fehler in der Natur ist und es diese eigentlich gar nicht geben
dürfte? Könnte alles Andere dann überhaupt existieren?

Das Problem dieses Themas ist, dass wir ns hier über einen Grenzübergang hinwegbewegen müssen, der eine signifikante Eigenschaft hat:

die totale Zerstörung aller Materie, der "klassischen" Physik. Auch haben wir gelernt, dass die LQT die Zeit nicht mehr ticken läßt, die Zeit wird zur Koordinate erhoben.

Ich sage hier erhoben, nicht degradiert!!

Soll heißen:

In der darstellenden, beschreibenden Weise der Physik ist die Koordinate das wichtigste überhaupt. Ohne zu vorderst das System in Koordinaten festzulegen ist jegliche Beschreibung nicht durchführbar.

Tom sprach:

Zum Thema Zeit und Kausalität muss man vorsichtig sein. Alle klassischen Theorien erklären Kausalität über die maximale Ausbreitungsgeschwindigkeit c und die damit verbundene Kausalstruktur, die sich z.B. in der Metrik, dem Linienelement bzw. dem Skalarprodukt äußert:
x² = t² - x²
wobei x für den Vierevektor und x für dessen räumliche Komponenten steht.

Damit wird der konsequent folgende Punkt angerissen:

wenn wir die Koordinaten festgelegt haben, folgt die Physik der Kausalität:

Nichts ist, ohne dass vorher was war

Tom schrieb ganz zu Anfang

Wir haben ja eine Alltagserfahrung von Raum und Zeit, und die bricht uns nun weg!

Was ist Raum, was Zeit?

Newton sieht die Welt des Apfels: er fällt vom Baum
Einstein sieht die Welt des Apfels: er fällt in die Raumzeit

Die "Stärke" entspricht in der modernen Physik der Krümmung des Raums (Ricci). Besser ausgedrückt:

Der Apfel fällt auf einer Geodäte in diese Krümmung des Raums.

Das hat Feynmann mit seinen Pfadintegralen berechnen können.

Und trotzdem ist der Riemann Skalar ungeheuer klein:
1/ sqrt (LAMBDA ) >> 1e5 LY (LightYears)

Die seitens TOM angesprochene Stringtheorie basiert in ihren Grundzügen auf Eichungen. Sehr komplizierte Dinge, die daraus kommen und noch interessanter ist, dass dieLösungen zum Teil nur für sehr sehr sehr präzise Koeffizienten der gelösten DGLs stabil sind.


Was soll das? Je kompizierter ein Modell, je unwahrscheinlicher ist es ein Abbild der Wirklichkeit!

Der erste geglückte Versuch die Gravitation zu beschreiben war die klassische Einstein-Hilbert Aktion. Hier wurde der Formalismus des Pfadintegrals angewandt und berechnet.

integral (D abs (g) e^(iS_EH abs(g))

Ohne näher drauf einzugehen, das Pfadintegral beschreibt den Diffeomorphismus der Raumzeit und kann graphentheoretisch angesehen werden.
Der Diffeomorphismus ist die bijektive Ableitung, sprich Umkehrfunktion ist ebenfalls differenzierbar. Das Pfadintegral besteht aus unendlich vielen sequentiell auszuführenden ein- bzw. mehrfach (dimensional) Integralen.

Tom erwähnte aud den Dreibeinmechanismus. Es gibt sogar den Vierbeinmechanismus.
Beides sind Mechanismen der "dynamischen Triangulation", wobei hier die Krümmung der Raumzeit ebenfalls miteinbezogen wird (Vierbein).

Wenn die Reimann Srukturen linearisiert sind, dann reden wir vom Dreibein. Der allgemeine Ansatz ist der Riemann nichtlineare, das ist der Vierbein Ansatz.

Mittels Planck´s Quantengrenzen in Strecke und "Zeit" kann die Singularität des "Urknalls" -mei, wie diesen Begriff "liebe"- berechnbar werden.

Die auch von TOM angesprochene dynamische Triangulation ist ein kausaler!!!! Ansatz und berücksichtigt sogar Lorentzisches Verhalten (Transformation).

Nun kommt die LQT zu dem Schluss,:

Die Graphen sind der Raum

Definition der Zeit

Das Ticken einer Uhr entspricht dabei einem elementaren Prozess, bei dem an einer Kante folgendes passiert:

An zwei aus dem Kanten hervorgehenden Knoten entstehen zwei neue Kanten, die von einem neuen Knoten verbunden werden; den dabei involvierten Knoten werden neue Zahlenwerte zugewiesen:

Das ist die ZEIT!!!! ...

Die Zeit wird damit zur Koordinate erhoben!

Die zur Zeit letzten Aussagen der LQT oder SQT

Die SQ Ansätze lassen die Singularität des Urknalls verschwinden

Erkenntnisse

1. Es gab niemalls einen Urknall, es war eine deutlich geringere Explosion

2. Während dieser Phase wurden die 4 Grundkräfte aus einer einzigen gemeinschaftlichen Grundkraft geboren

3. Die 4 Grundkräfte müssen ein sehr scharf einzuhaltendes Verhältnis zueinander haben, damit sich ein stabiles Universum bilden kann

4. Geringfügige Abweichungen davon lassen das Universum wieder in sich zusammenfallen oder es entweicht binnen sehr kurzer Zeit (Minuten) in die Unendlichkeit

5. Es ist reversibel

6. Es gibt keine Anzeichen, wie sich die Einzelkräfte auswirken. Wir erkennen Elektromagnetismus, Schwache, Starke und Gravitations Kraft

Aber es lässt sich nicht vorhersagen, dass sich diese in gleicher Form IMMER so bilden

7. Die Gravitation ist die Impulswirkung der Schleifen untereinander

8. Die Zeit ist die Wirkung, welche von einer zur nächsten Schleife übergeht

9. Felder sind die Wirkungen der Makrozellen der Schleifen-Quanten. Makrozellen sind nahezu feste Strukturen oder Makros von Schleifen-Quantenzellen

10. Impuls wird durch Spinoren übertragen

11. Die SO Gruppe sowie die SU Gruppe sind daraus ableitbar

12. Die klassischen Beschreibungen der

- Relativität
- Galileo & Lorentz Transformationen
- Maxwell Gleichungen der Felder
- Newton Gleichungen der Gravitation

sind als Vereinfachungen ableitbar.

Alles nett, alles toll,

NUR:

können wir je erfahren, was vorher war, wie die Sekunde Null ablief? Das an einer Position, an einer Stelle, an unser Verständnis der Physik so extrem aus den Fugen gerät?????

Netten Gruß

Wilfried

[SNOOPY]

Hallo Tom,

ich fühle mich geschmeichelt, dass Dir die Diskussion mit mir Spaß macht


Über LQG und Stringtheorien habe ich schon viel gelesen und sogar alles was ich finden konnte auf meinem Rechner gespeichert. Zugeben muß ich, dass die Stringtheorien mir immer nur ein Stirnrunzeln hervor locken können. Dabei meine ich eigentlich, nicht schwer von Begriff zu sein (mein Beruf verlangt das - ich arbeite in der Industrieprogrammierung und mußte mich auch schon mir Ray-Tracing und solchen Dingen auseinander setzen). Im Prinzip sind allerdings alle Theorien seit Einsteins e=mc^2 ziemlich abstrakt und passen kaum noch in unsere Vorstellungswelt. Dabei versucht man gerade bei den Stringtheorien sehr vieles zu verbildlichen (wenn ich da so an die offenen und geschlossenen und schwingenden Strings denke). Auf jeden Fall muß man schon ein ziemlicher Querdenker sein (was ich nicht negativ meine!) um sie einigermaßen verstehen zu können.

Bleiben wir beim Universum und dem eigentlichen Thema, nämlich dem, was am und vor dem Anfang unserer Universums-Blase war. Was mir auch immer wieder ein Rätsel ist, das ist die Sache mit der Quanten-Fluktuation. Ich glaubte, sie einigermaßen verstanden zu haben, aber dieses Verständnis passt nicht in das Bild, dass aus solcherlei Fluktuationen ganze Universen entstehen können. Mein Verständnis dafür war, dass einzelne Teilchenpaare aus dem Vakuum entstehen, indem sie sich Energie davon "leihen", die sie durch die gegenseitige Vernichtung (Teilchen und Antiteilchen) wieder zurück geben (ganz lapidar ausgedrückt). Nun ist diese Energie, die da ausgeliehen wird extrem klein und - so mein Verständnis - je größer sie ist, um so kürzer kann sie reell sein. Ein Universum enthält aber sicherlich 10^100 mal so viel Energie. Und vor allen Dingen wird diese Energie nicht in kurzer Zeit wieder zurück gegeben. Wie vereinbart sich das mit dem Energie-erhaltungsgesetz?

Natürlich habe ich auch darüber schon viel gelesen. In Verbindung mit dem inflationären Universum wird dort immer von einem "falschen Vakuum" geschrieben, aus dem diese Fluktuationen entstanden sind und aus einer relativ geringen Anfangsmasse des Universums durch entsprechende Fluktuatuionen das heutige Universum entstanden ist. Nun ist allerdings auch diese Theorie sehr spekulativ, wenngleich sie vieles erklären kann. Aber wie so oft, werden natürlich wieder mal wichtige Punkte offen gelassen. Und selbst wenn es das inflationäre Universum gab, ist damit der wirkliche Anfangszustand und vor allen Dingen das "woher" noch nicht erklärt.

Du schreibst

Es kann genauso gut sein, dass es kein „davor“ oder „da draußen“ gab bzw. gibt

Das würde heißen, dass unser Universum tatsächlich aus dem Nichts entstanden ist. Selbst wenn ich an Gott glauben würde (was ich nicht tue, aber das ist ein anderes Thema), dann würde mich das nicht befriedigen

Aber ich gebe Dir natürlich recht: wenn wir versuchen, das "davor" zu ergründen, dann bleiben wir zwangsläufig im Raume der Spekulationen hängen. Die M-Theorie (also die zusammengefassten Stringtheorien) haben ja schon Ansätze zu Erklärungen geboten (Stichwort Branenwelt, die übrigens auch ziemlich weit von der menschlichen Vorstellungswelt entfernt ist). Aber auch das ist weitgehendst Spekulation - um so mehr, als die Stringtheorien noch keine gefestigte Grundlage haben (was natürlich auch für die LQG gilt). Aber - wie schon gesagt - vielleicht ändert sich das durch neue Erkenntnisse in nächster Zeit.

Ein kurzes Zitat deines letzten Textes kann ich mir nicht verkneifen:

Das eigentliche Problem ist m.E., dass sie eine wesentliche Erkenntnis der ART nicht berücksichtigt, nämlich dass man eben die Trennung in eine vorgegeben Raum-Zeit (die Bühne) und sich darauf ereignende Physik (das Schauspiel) nicht durchführen kann.

Die Vergleiche mit Bühne und Schauspiel finde ich phantastisch! Meine Hochachtung, das habe sogar ich verstanden! Das finde ich besser als Seitenlange Formeln

Wenn ich den anschließenden Satz aber richtig interpretiere, bist Du wohl kein Verfechter der Stringtheorien?

Ach so, Du wolltest wissen, warum meine Gründe es spekulativ zu betrachten eventuell anders sind, wie Deine? Nun - ganz einfach: ich sehe es gefühlsmäßig, während Du es sicher mehr wissenschaftlich betrachtest

Gruß
Snoopy


PS: ich bin mal wieder viel zu langsam und habe wahrscheinlich die Hälfte vergessen, was ich eigentlich schreiben wollte. Wilfried hat auch schon geantwortet, aber darauf komme ich vielleicht noch zurück...

[tomS]

Hi Snoopy

Ein Universum enthält aber sicherlich 10^100 mal so viel Energie

Der Gesamtenergiegehalt eines Universums kann exakt Null sein! Weil die im Gravitationsfeld gespeicherte Energie negativ ist und andere, positive Energie ausgleicht.

In Verbindung mit dem inflationären Universum wird dort immer von einem "falschen Vakuum" geschrieben, aus dem diese Fluktuationen entstanden sind und aus einer relativ geringen Anfangsmasse des Universums durch entsprechende Fluktuationen das heutige Universum entstanden ist. Nun ist allerdings auch diese Theorie sehr spekulativ, wenngleich sie vieles erklären kann

So ein falsches Vakuum ist zunächst nichts Ungewöhnliches. Man kennt ähnliche Mechanismen z.B. in der Festkörperphysik. Spekulativ ist nur das Inflatonfeld.

Die Vergleiche mit Bühne und Schauspiel finde ich phantastisch!

Ich auch – ist aber leider nicht von mir (sondern von Penrose, glaube ich).

Wenn ich den anschließenden Satz aber richtig interpretiere, bist Du wohl kein Verfechter der Stringtheorien

Nein, bin ich nicht. Ich habe mich früher sehr dafür interessiert, aber ich habe in der Zwischenzeit den Eindruck, dass praktisch ausschließlich neue Spekulationen, jedoch keine Erkenntnisse oder Fortschritte generiert werden. Außerdem halte ich die Stringtheorie für hochgradig uneffektiv, wenn es um das Verhältnis von Input zu Output geht

[SNOOPY]

Liebes Form, Wilfried, Stephen, Tom und andere,

es ist schwer, hier am Ball zu bleiben, ohne den Faden zu verlieren. Meine Zeit ist leider sehr begrenzt, sodaß ich nicht auf alles reagieren kann, sondern nur auf das, was mir pesönlich am meisten unter den Fingernägeln brennt.

Da ist z.B. der Satz von Tom

Der Gesamtenergiegehalt eines Universums kann exakt Null sein! Weil die im Gravitationsfeld gespeicherte Energie negativ ist und andere, positive Energie ausgleicht.

Ich als Laie habe natürlich sofort alle verfügbare Litheratur nachgeschlagen unter dem Stichwort "Gravitationsfeld", konnte aber keinen Hinweis auf eine negative Energie finden (kann natürlich auch sein, dass ich es überlesen habe, denn ich bin aus Zeitgründen manchmal etwas flüchtig im Nachlesen). Meine persönliche Logik sagt mir folgendes: Uns Albert (Einsein) meinte mal, Energie sein Masse mal Lichtgeschwindigkeit im Quadrat. Mein Verständnis sagt mir: Masse erzeugt Gravitation. Wo also ist die Energie negativ?
Tom, du mußt mir dummen Laien das jetzt nicht erklären, denn das würde sicher zu weit führen. Aber vielleicht hast Du ja einen Link parat, der mir das erklärt?

Zu Wilfrieds Eingaben kann ich kaum etwas sagen. Es ist selbsterklärend, außer dass es mit der Frage endet:

können wir je erfahren, was vorher war, wie die Sekunde Null ablief? Das an einer Position, an einer Stelle, an unser Verständnis der Physik so extrem aus den Fugen gerät?????

Ich denke mal, die Antwort ist eindeutig NEIN. Was wir machen können und das mit möglichst Wissenschaftlicher Untermauerung ist zu spekulieren. Wenn man bedenkt, dass heute sogar Einsteins Relativitätstheorie zumindest teilweise in Frage gestellt wird, können wir kaum erwarten, in absehbarer Zeit den Beweis für eine aktuelle Theorie (String- oder LQT) oder eine neu aufzustellende erwarten. Teilweise - so hoffe ich zumindest - wird die eine oder andere These bestätigt oder widerlegt werden. Ich setze da besondere Hoffnungen auf Cern. Aber ich glaube, wir dürfen nicht zu viel erwarten. Zu komplex sind die Probleme und zu schwer beweisbar die Theorien.

Was uns bleibt ist die Logik und - wo die nicht weiterhilft - die Phantasie.

Gruß
Uwe

[Maclane]

Der Gesamtenergiegehalt eines Universums kann exakt Null sein! Weil die im Gravitationsfeld gespeicherte Energie negativ ist und andere, positive Energie ausgleicht.

Ich als Laie habe natürlich sofort alle verfügbare Litheratur nachgeschlagen unter dem Stichwort "Gravitationsfeld", konnte aber keinen Hinweis auf eine negative Energie finden (kann natürlich auch sein, dass ich es überlesen habe, denn ich bin aus Zeitgründen manchmal etwas flüchtig im Nachlesen). Meine persönliche Logik sagt mir folgendes: Uns Albert (Einsein) meinte mal, Energie sein Masse mal Lichtgeschwindigkeit im Quadrat. Mein Verständnis sagt mir: Masse erzeugt Gravitation. Wo also ist die Energie negativ?
Tom, du mußt mir dummen Laien das jetzt nicht erklären, denn das würde sicher zu weit führen. Aber vielleicht hast Du ja einen Link parat, der mir das erklärt?

Hi Snoopy,

Die Frage nach der negativen Energie der Gravitation hab ich vor schätzungsweise hunderttausend Jahren auch schonmal gefragt und unser tensor hat's so schön erklärt, dass ich ihn direkt mal zitiere:

Die im Universum enthaltenen Massen und Energieen sind der Gravitationskraft unterworfen und ziehen sich mittels derer an. Zwei Körper oder Energieeinheiten, die nahe beieinander sind, besitzen weniger Energie als die gleichen Stücke, wenn sie sich in größerer Entfernung voneinander befinden, weil man Energie aufwenden muß, um sie gegen den Widerstand der Gravitationskraft zu trennen, die bestrebt ist, die Objekte aufeinander zuzubewegen. In gewissem Sinne besitzt das Gravitationsfeld also negative Energie. Für ein Universum, das in räumlicher Hinsicht weitgehend einheitlich beschaffen ist, kann man nachweisen, daß diese negative Gravitationsenergie die durch Massen und andere Energieformen repräsentierte positive Energie exakt aufhebt. Deshalb ist die Gesamtenergie des Universums gleich Null.

Den ganzen Thread findest du hier:
http://web364.confixx.rb-media-s1.de/bb ... .php?t=118

Musste lange suchen, um den wieder auszubuddeln.

Gruß Mac

[SNOOPY]

Danke Mac für den Hinweis,

wie schon so oft, habe ich natürlich (vor hundert Jahren ungefähr ) diesen Thread auch mal verfolgt. Jetzt wo Du mich dran erinnert hast, kam´s mir wieder...

So wie es also aussieht sind wir mathematisch gesehen NULL wert!
Na Pravo :!: :
Ich hoffe, es verlangt keiner von mir, dass ich das begreife?
Es wiederspricht einfach meinem menschlichen Logik-Gefühl.
Obwohl - manche Menschen sind sogar noch weniger als NULL wert, aber das ist eine andere Sache...

Gruß
Snoopy

[Stephen]

Hallo,

auf der einen Seite irgendwie einleuchtend, auf der anderen fast absurd klingend:

Deshalb ist die Gesamtenergie des Universums gleich Null.

Auch den Begriff der "negativen Gravitationsenergie" muss man - bzw. ich - erst einmal verdauen...

Gruß, Steffen

[SNOOPY]

Auch noch mal ein Hallo!

Ich habe noch mal über den oben genannten Thread nach gedacht. Aber wie ich es auch drehe und wende, ich kann es kann nicht erklären, aber irgendwo muß da ein denkfehler sein.

Also wenn ich das richtig interpretiere, dann gleicht die Expansionskraft des Universums die gegenseitige Gravitationskraft aller Massen (und Energien) gerade so aus, dass die Energiebilanz Null ist.
Aber das will mir irgendwie nicht in den Kopf. Wenn etwas Null ergibt, dann ist es doch nur die Summe aller Kräfte, die sich gegenseitig weg rechnen. Aber die Materie bleibt doch deshalb vorhanden. Schließlich besitzt unser Universum doch eine riesige Masse- (und Energie-) Menge. Sie ist vorhanden und kann doch nicht einfach weg gerechnet werden! Ich meine das in Bezug auf die Vakuum-Fluktuation, aus der letzten Endes unser Universum entstanden sein soll. Der Satz "aus Nichts entsteht nur Nichts" (aus dem oben genannten Thread) kann doch nicht für unser Universum gelten.

Bin ich Nichts??? Zwick mich mal einer!

Sorry - man kann mathematisch viel erklären. Aber wirklich einleuchtend erscheint mir das nicht!


Gruß
Snoopy

[Stephen]

@Snoopy:
Ähnliche Gedankengänge hatte ich auch

Eine winzige Unstimmigkeit beim Urknall (angenommen, es gab ihn tatsächlich) hat ja überhaupt erst ermöglicht, dass Masse, Energie und wir überhaupt existieren. Bin da auch noch am Grübeln, glaube aber (ohne es zu wissen), dass die Gesamtenergie des Universums eine Winzigkeit von Null abweicht...