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Lawrence Krauss - Universum aus dem Nichts
 
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Ikke
Gast





Beitrag Ikke Verfasst am: 23. Mai 2014 12:56    Titel: Lawrence Krauss - Universum aus dem Nichts Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Ich frage einfach mal in die Community: Was haltet ihr von der Aussage von Lawrence Krauss, dass das Universum einfach aus dem Nichts entstehen kann? Stimmt Krauss da nicht völlig mit Hawking überein? Können sich zwei geniale Köpfe derart irren?

Hat das alles noch mit exakter Physik oder Wissenschaft zu tun?

Meine Ideen:
Er nennt den Grund der "Schöpfung" aus dem Nichts virtuelle Teilchen.
Peff



Anmeldungsdatum: 04.05.2014
Beiträge: 135

Beitrag Peff Verfasst am: 24. Mai 2014 11:39    Titel: Antworten mit Zitat

Ein wirklich interessantes Buch. Leider bin ich erst in der Hälfte und kann daher noch nicht sehr viel dazu sagen. Hawking hat jedenfalls schon einige Jahre zuvor dieselbe Feststellung gemacht.

Melde mich wieder, sobald ich das Buch durch habe.

VG
Peff



Anmeldungsdatum: 04.05.2014
Beiträge: 135

Beitrag Peff Verfasst am: 30. Mai 2014 22:22    Titel: Antworten mit Zitat

So, das Buch ist durch.

Mit exakter Physik hat das auf jeden Fall etwas zu tun, auch wenn ich mir gerade unsicher darüber bin, was du damit eigentlich meinst.

Wenn ich alles richtig behalten habe, so erklärt Krauss, dass jegliche Materie in unserem Universum ihren Ursprung in den Quanten- bzw. Dichtefluktuationen (virtuellen Teilchen) des leeren Raums zum Zeitpunkt des Einsetzens der Inflationsphase hat.

Er geht sogar noch einen Schritt weiter und erklärt, der Raum selbst - also unser gesamtes Universum - könnte aus der Instabilität des Nichts heraus entstanden sein. Und das könnte nicht nur auf unser Universum zutreffen sondern noch auf unzählige weitere Universen, die ähnlich wie virtuelle Teilchen einfach aus dem Nichts heraus entstehen und wieder verschwinden. Nicht immer würde dabei eine Inflation einsetzen, die zu einem expandierenden Universum wie dem unseren führt.

Ein geniales Buch von einem genialen Autor.
Ikke
Gast





Beitrag Ikke Verfasst am: 31. Mai 2014 07:45    Titel: Antworten mit Zitat

Danke für die Infos.

Die Frage bleibt trotzdem bestehen, ob das in dem Buch erwähnte noch mit exakter, oder sollte ich besser sagen mit seriöser Wissenschaft etwas zu tun hat.

Wenn Krauss von der Entstehung des Universums aus dem Nichts spricht, und von virtuellen Teilchen, dann frage ich mich, wie viel davon noch exakte Wissenschaft ist!?
Sind das nicht mathematische Zahlenspielereien (auf hohem Niveau)? Virtuelle Teilchen sind keine physikalische Realität. Das sagt auch immer wieder TomS hier im Board. Also warum soll ein Universum dadurch entstehen?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18115

Beitrag TomS Verfasst am: 31. Mai 2014 08:38    Titel: Antworten mit Zitat

Im Rahmen bestimmter Modelle ist das sicher möglich. Ob diese Modelle jedoch zutreffen entzieht sich heute (noch) unserer Kenntnis. Die Theorien sind bei weitem noch nicht soweit entwickelt, um verlässliche Vorhersagen machen zu können.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Ikke
Gast





Beitrag Ikke Verfasst am: 31. Mai 2014 08:41    Titel: Antworten mit Zitat

Aber virtuelle Teilchen sind doch keine physikalische Realität. Wie soll den daraus ein Universum entstehen. Virtuelle Teilchen tauchen lediglich als Propagatoren in Feynman-Diagrammen auf. Was haben sie am Anfang des Universums zu schaffen?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18115

Beitrag TomS Verfasst am: 31. Mai 2014 08:47    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe das Buch nicht gelesen. Aber alle mir bekannten Theorien zur Quantenkosmologie verwenden keine virtuellen Teilchen. Das ist wohl nur ein (schlechter? irreführender?) Vergleich.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Peff



Anmeldungsdatum: 04.05.2014
Beiträge: 135

Beitrag Peff Verfasst am: 31. Mai 2014 13:00    Titel: Antworten mit Zitat

Man geht davon aus, dass der leere Raum nicht vollkommen leer sein kann. Er bringt permanent Teilchen hervor, die genauso schnell wie sie entstehen auch wieder verschwinden. Das fordert die Unschärferelation der Quantentheorie.
bassiks



Anmeldungsdatum: 11.08.2010
Beiträge: 194

Beitrag bassiks Verfasst am: 31. Mai 2014 14:28    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
...könnte aus der Instabilität des Nichts heraus entstanden sein


Wird das in dem Buch etwas genauer beschrieben? Wie darf man das verstehen? Wenn ich von der Instabilität von etwas rede, dann ist es doch nicht mehr nichts. Wie soll denn etwas, das gar nicht ist, instabil sein.
Die Inflationstheorie hat ja ihre Begründung, das aber so weiter zu stricken auf eine Instabilität des Nichts scheint mir keine Wissenschaft mehr zu sein. Ich will allerdings betonen dass ich das Buch nicht gelesen habe und dazu auch keine mathematischen Formulierungen kenne. Wie soll man denn das Nichts (der Artikel selbst impliziert ja schon wieder etwas existierendes) mathematisch beschreiben?
Peff



Anmeldungsdatum: 04.05.2014
Beiträge: 135

Beitrag Peff Verfasst am: 31. Mai 2014 18:26    Titel: Antworten mit Zitat

Mathematisch wird es nicht beschrieben. Ich kenne mich mit solchen Berechnungen auch nicht aus. Der Inhalt ist folgender:

Es gibt eine Formel der Quantenfeldtheorie zur Erzeugung von Teilchen und Antiteilchen in starken Magnetfeldern (Instanton), deren Lösung auf den Fall der Gravitation angewandt, einem sich aufblähenden geschlossenen Universum ähnelt, dass aus dem Nichts entsteht. Alexander Vilenkin hat dazu wohl schon einen Aufsatz verfasst. Danach könnte man mal suchen.

Er erklärt weiterhin, dass in der Quantengravitation Universen immer aus dem Nichts entstehen können, solange die Gesamtenergie gleich Null ist. Für geschlossene Universen, die aufgrund einer Inflationsphase als langlebig erscheinen würden, müsste eine beinahe vollständig flache Geometrie zutreffend sein. Genauso wie in unserem Universum.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18115

Beitrag TomS Verfasst am: 31. Mai 2014 21:28    Titel: Antworten mit Zitat

Peff hat Folgendes geschrieben:
Man geht davon aus, dass der leere Raum nicht vollkommen leer sein kann. Er bringt permanent Teilchen hervor, die genauso schnell wie sie entstehen auch wieder verschwinden. Das fordert die Unschärferelation der Quantentheorie.

Ja, so in etwa kann man den Vakuumzustand in Quantenfeldtheorien beschreiben.

Peff hat Folgendes geschrieben:
Es gibt eine Formel der Quantenfeldtheorie zur Erzeugung von Teilchen und Antiteilchen in starken Magnetfeldern (Instanton), ....

Das hast du falsch verstanden. Instantonen sind selbst nicht-perturbative Feldkonfigurationen von chromo-elektrischen und chromo-magnetischen Feldern der QCD.

Peff hat Folgendes geschrieben:
... deren Lösung auf den Fall der Gravitation angewandt, einem sich aufblähenden geschlossenen Universum ähnelt, dass aus dem Nichts entsteht.


http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_instanton

http://arxiv.org/abs/hep-th/9802030
Open Inflation Without False Vacua
S.W. Hawking, Neil Turok
(Submitted on 5 Feb 1998)
We show that within the framework of a definite proposal for the initial conditions for the universe, the Hartle-Hawking `no boundary' proposal, open inflation is generic and does not require any special properties of the inflaton potential. In the simplest inflationary models, the semiclassical approximation to the Euclidean path integral and a minimal anthropic condition lead to Ω0≈0.01. This number may be increased in models with more fields or extra dimensions.

http://arxiv.org/abs/hep-th/9803084
High Energy Physics - Theory
Singular instantons and creation of open universes
Alexander Vilenkin (Tufts University)
(Submitted on 10 Mar 1998 (v1), last revised 16 Apr 1998 (this version, v2))
Singular instantons of the type introduced by Hawking and Turok (hep-th/9802030) lead to unacceptable physical consequences and cannot, therefore, be used to describe the creation of open universes.

Sieht nicht so aus, wie wenn das schon abschließend geklärt wäre.

Generell: Instantonen sind klassische Feldkonfigurationen und haben nichts mit virtuellen Teilchen zu tun.

Peff hat Folgendes geschrieben:
Er erklärt weiterhin, dass in der Quantengravitation Universen immer aus dem Nichts entstehen können, solange die Gesamtenergie gleich Null ist.

Leider gibt es heute nicht gar keine abschließend formulierte Theorie der Quantengravitation. Und es ist zudem gar nicht klar, dass der Begriff "Energie" in expandierenden bzw. inflationären Universen sinnvoll definiert werden kann.

Das sind alles gute Ideen und Ansätze, aber noch keine abgeschlossenen und allgemein akzeptierten physikalischen Theorien.

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Peff



Anmeldungsdatum: 04.05.2014
Beiträge: 135

Beitrag Peff Verfasst am: 31. Mai 2014 23:29    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Das hast du falsch verstanden


Von verstehen kann keine Rede sein. grübelnd Ich habe nur den Inhalt des Buches wieder gegeben (sogar nahezu wortwörtlich).

Zitat:
cannot, therefore, be used to describe the creation of open universes


Er bezieht sich nicht auf offene sondern geschlossene Universen.

Mit den virtuellen Teilchen erklärt er die Entstehung der heute sichtbaren Strukturen unseres Universums.

Die Entstehung ganzer Universen aus dem Nichts erklärt er nicht mit virtuellen Teilchen. Vielleicht habe ich das falsch ausgedrückt.

Insbesondere wird auch der Begriff des "Nichts" näher beleuchtet.

Auch wie sich die Gesamtenergie des Universums berechnen oder festlegen lässt, ist dort beschrieben.

Ich will hier auch auf keinen Fall so rüber kommen, als würde ich für die Richtigkeit des Inhaltes des Buches hier eintreten. Darüber kann ich mir überhaupt kein Urteil bilden. Es kann auf jeden Fall nicht alles falsch sein, was der Autor schreibt und ohne eine Quantentheorie der Gravitation kann es sich sowieso nur um Ideen und Ansätze handeln, über die man aus meiner Sicht mit "richtig" oder "falsch" gar nicht urteilen kann.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18115

Beitrag TomS Verfasst am: 31. Mai 2014 23:40    Titel: Antworten mit Zitat

Nicht dass wir uns falsch verstehen: Krauss ist ein renommierter Wissenschaftler, den ich hier nicht einfach so kritisieren kann; insbs. auch nicht ein Buch, das ich gar nicht gelesen habe.

Mein Rat war lediglich, vorsichtig zu sein, da es sich in diesem Bereich häufig um Spekulationen statt etablierter Theorien handelt.

Ich denke, um das beurteilen zu können, muss ich das Buch mal selbst lesen ...

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Peff



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Beiträge: 135

Beitrag Peff Verfasst am: 01. Jun 2014 00:00    Titel: Antworten mit Zitat

Das kann ich nur empfehlen. Nicht nur, weil dann auch mal jemand vom Fach den Inhalt beurteilen kann sondern auch, weil es wirklich gut geschrieben ist und viele Denkanstöße in diese Richtung liefert.

Krauss wurde in den Medien auch oft abwertend als Atheist bezeichnet. Dabei schildert er ganz sachlich die Erkenntnisse aus Wissenschaft und Forschung.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18115

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Jun 2014 00:09    Titel: Antworten mit Zitat

Man sollte einen Menschen weder wegen seines Atheismus noch wegen seines Glaubens abwerten.
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Ikke
Gast





Beitrag Ikke Verfasst am: 01. Jun 2014 08:48    Titel: Antworten mit Zitat

Auf den Punt gebracht: Es gibt zwar virtuelle Teilchen, aber nur im Rahmen der Feynman-Diagramme. Dort werden die virtuellen Teilchen eingesetzt, um die Wechselwirkung zwischen realen Teilchen zu vermitteln.
Doch außerhalb der Feynman-Diagramme haben virtuelle Teilchen keine physikalische Realität.

Dass Teilchen ständig aus dem Vakuum erscheinen und sich wieder auslöschen, ist falsch.
Peff



Anmeldungsdatum: 04.05.2014
Beiträge: 135

Beitrag Peff Verfasst am: 01. Jun 2014 09:10    Titel: Antworten mit Zitat

Das haben wir gerade in einem anderen Thread zum Thema Hawkngstrahling diskutiert. Quantenfluktuationen im Vakuum sind Realität. Ob man dabei von virtuellen Teilchen sprechen will oder nicht, spielt keine Rolle. Der leere Raum ist eben nicht volkommen leer. Er kann Teilchen hervorbringen. Das ist es, worauf sich Krauss in seinen Aussagen bezieht.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18115

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Jun 2014 10:32    Titel: Antworten mit Zitat

Peff hat Folgendes geschrieben:
Der leere Raum ist eben nicht volkommen leer. Er kann Teilchen hervorbringen. Das ist es, worauf sich Krauss in seinen Aussagen bezieht.

Ja, das ist der Ausgangspunkt, aber bei weitem nicht ausreichend!!

Statt von virtuellen Teilchen sprechen wir mal allgemein von Quantenfluktuationen.

Im Falle von normalen Quantenfeldtheorien kann man diese als "virtuelle Teilchen" beschreiben, d.h. als Fluktuationen eines Quantenfeldes in der Raumzeit.

Im Falle des Universums benötigt man dagegen eine Theorie der Quantengravitation. Dann wäre eine Quantenfluktuation eine Fluktuation der Raumzeit selbst. Um das Entstehung des Universums aus dem Nichts zu beschreiben gäbe es zunächst überhaupt keine Raumzeit, keine flache, keine leere, einfach nichts. Die Quantenfluktuation wäre dann alles was überhaupt existiert, und sie entspräche dem gesamten Universum.

Das hat nun mit den bekannten virtuellen Teilchen nur noch sehr wenig zu tun. Und eine derartige Theorie ist heute erst in Ansätzen erkennbar.

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Peff



Anmeldungsdatum: 04.05.2014
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Beitrag Peff Verfasst am: 01. Jun 2014 12:34    Titel: Antworten mit Zitat

Richtig. Ich wollte nur die letzte Aussage von Ikke in diesem Kontext richtig stellen.

Damit sollten alle Fragen eigentlich nach heutigem Wissenstand auch beantwortet sein.
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