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[quote="TomS"]Ich bin kein Experte, ich weiß nur, dass das Higgsfeld des Standardmodells das Problem der Inflation nicht vollständig löst. Andernfalls wäre man fertig und könnte die Sektkorken knallen lassen.[/quote]
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antaris
Verfasst am: 15. Dez 2024 11:56
Titel:
https://arxiv.org/search/?searchtype=author&query=Turok%2C+N
Perimeter Institute..
https://perimeterinstitute.ca/news/a-mirror-universe-might-tell-a-simpler-story-neil-turok
The Big Bang as a Mirror: a Solution of the Strong CP Problem
TomS
Verfasst am: 15. Dez 2024 08:48
Titel:
Gibt es einen Link zu dem Paper? Ggf. auch auf arxiv?
Leonard
Verfasst am: 15. Dez 2024 00:11
Titel:
A team of physicists says there may be another universe running backward in time prior to the Big Bang:
Scientists, led by University of Edinburgh professor Neil Turok, have a new theory about how our universe operates. They say that another universe may have existed before the Big Bang, moving in reverse through time.
They call it the "anti-universe," and it's basically a reflection of our own with oppositional time.
The paper was accepted for publication in the journal Annals of Physics.
This elegant idea could help explain some of the biggest mysteries in cosmology, including the imbalance between matter and antimatter and the nature of dark matter, while offering an alternative to prevailing theories Turok describes as overly complex.
The theory builds on the concept of symmetry in physics, where particles, forces, and even time have mirrored opposites.
However, our universe appears lopsided — time moves only forward, and particles outnumber their antimatter counterparts. Turok's "mirror hypothesis" restores that balance, envisioning a universe that mirrors ours in perfect symmetry. "The progress we have already made convinces me that there are alternatives to the standard orthodoxy," Turok said, urging cosmology to break free of its current constraints.
antaris
Verfasst am: 12. Dez 2024 14:18
Titel:
Hat das Quintessence-Modell seinen Ursprung in der Stringtheorie?
In vielen papers die das Thema Quintessence behandeln, wird im Bezug zur Stringtheorie geschrieben.
In dem paper wird sich auch auf die DESI Daten bezogen aber nicht die Stringtheorie angesprochen.
https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.110.083528
Zitat:
New constraints on the expansion rate of the Universe seem to favor evolving dark energy in the form of thawing quintessence models, i.e., models for which a canonical, minimally coupled scalar field has, at late times, begun to evolve away from potential energy domination. We scrutinize the evidence for thawing quintessence by exploring what it predicts for the equation of state. We show that, in terms of the usual Chevalier-Polarski-Linder parameters, (𝑤0, 𝑤𝑎), thawing quintessence is, in fact, only marginally consistent with a compilation of the current data. Despite this, we embrace the possibility that thawing quintessence is dark energy and find constraints on the microphysics of this scenario. We do so in terms of the effective mass 𝑚2 and energy scale 𝑉0 of the scalar field potential. We are particularly careful to enforce uninformative, flat priors on these parameters so as to minimize their effect on the final posteriors. While the current data favors a large and negative value of 𝑚2, when we compare these models to the standard ΛCDM model we find that there is scant evidence for thawing quintessence.
Insgesamt werden bei dem im paper besprochenen Modell der Quintessence keine Hinweise bzw. Übereinstimmungen mit Lambda-CDM gefunden. Aber in den letzten beiden Ansätzen der Conclusion ist man vorsichtig mit einem entgültigen Urteil.
Zitat:
As stated in the introduction, the CPL model is a blunt instrument and clearly too blunt to make any strong inferences about the underlying microphysics (or even just the qualitative behavior) of dark energy. Its strength comes from the fact that it is very simple as it only depends on two parameters. Other proposals have been put forward which are as minimal but run into the same problems as the CPL parameters. On the other hand, there are a number of more complicated parametrizations which track the evolution of dark energy more accurately, but these run the risk of overfitting and being plagued by degeneracies between the parameters. Clearly, an all purpose, simple yet accurate parametrization is still lacking.
The analysis in this paper hinges on the data being correct; this might well not be the case as pointed in [12,13]. It would be wise to reserve judgement until there are more, and better, constraints on the expansion history of the Universe. We expect this to be the case over the coming years.
Oder ist allgemein das Thema Quintessence insgesamt (noch) zu hypothetisch/uninteressant?
TomS
Verfasst am: 11. Dez 2024 06:36
Titel:
Mit der Stringtheorie kann man alles mögliche motivieren, und mit allem möglichen kann man dann Daten besser fitten. Das ist trivialerweise uninteressant, außer wenn man an die Stringtheorie glauben möchte.
antaris
Verfasst am: 10. Dez 2024 22:09
Titel:
Im paper geht es mit adS weiter und der kosmologischen Konstante, die von der Zeit abhängt. Erst negativ und dann bis zum heutigen positiven Wert. Modelliert auf Basis von Beobachtungen durch DESI, Planck und JWST. Das paper ist aus 10/2024.
TomS
Verfasst am: 10. Dez 2024 21:48
Titel:
Zitat:
Unfortunately constructing such a quintessence field with de-Sitter ground state is extremely challenging in quantum gravity theories. In fact according to Swampland Conjecture, a dS ground state or at least a stable
dS ground state can not appear in any reliable string theory
construction, ...
Das ist ein spezielles Problem der Stringtheorie; einige behaupten, es wäre zwischenzeitlich gelöst.
Stringtheorie + dS + Quintessence ist m.M.n. völlige Zeitverschwendung.
antaris
Verfasst am: 10. Dez 2024 21:48
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
antaris hat Folgendes geschrieben:
Ja aber warum sind z.B. die Skalenfaktoren beider Modelle ununterscheidbar?
Was meinst du damit? Auf welche Gleichungen bezieht sich das.
Das paper ist leider nur käuflich lesbar.
https://inspirehep.net/literature/1839377
Aus dem Abstract:
Zitat:
the scale factor aΛCDM(t) of our ΛCDM universe and the scale factor aΛ(t) of the corresponding de Sitter spacetime are indistinguishable to within the accuracy of current [2020] cosmological measurements.
TomS
Verfasst am: 10. Dez 2024 21:43
Titel:
antaris hat Folgendes geschrieben:
Ja aber warum sind z.B. die Skalenfaktoren beider Modelle ununterscheidbar?
Was meinst du damit? Auf welche Gleichungen bezieht sich das.
antaris
Verfasst am: 10. Dez 2024 20:20
Titel:
Dennoch würde mich das Quintessence Modell interessieren. Es ermöglich dynamische DE-Modelle?
The Excess of JWST Bright Galaxies: a Possible Origin in the Ground State of Dynamical Dark Energy in the light of DESI 2024 Data
Zitat:
Abstract: Recent observations by JWST yield a large abundance of luminous galaxies at z≳10 compared to that expected in the CDM scenario based on extrapolations of the star formation efficiency measured at lower redshifts. While several astrophysical processes can be responsible for such observations, here we explore to what extent such an effect can be rooted in the assumed Dark Energy (DE) sector of the current cosmological model. This is motivated by recent results from different cosmological probes combined with the last data release of the Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), which indicate a tension in the DE sector of the concordance Λ CDM model. We have considered the effect of assuming a DE characterized by a negative {\Lambda} as the ground state of a quintessence field on the galaxy luminosity function (LF) at high redshifts. We find that such models naturally affect the galaxy UV luminosities in the redshift range 10 ≲ z ≲ 15 needed to match the JWST observations, and with the value of ΩΛ=[-0.6,-0.3] remarkably consistent with that required by independent cosmological probes. A sharp prediction of such models is the steep decline of the abundance of bright galaxies in the redshift range 15 ≲z ≲16.
Zitat:
A feature common to most scalar field DE models is the
positivity of the the ground state of the field potential V (ϕ),
corresponding to a stable or meta-stable de Sitter (dS) vac-
uum. In the simplest model, the scalar field ϕ is settled at
this minimum, resulting into a positive cosmological con-
stant that can drive the accelerated expansion of the Uni-
verse. A more general scenario is when the field ϕ is not
settled at the minimum of V (ϕ) but rolls slowly over the
potential and we get a dynamical dark energy, popularly
termed as ”quintessence”.
Aber die Autoren scheinen Stringtheoretiker zu sein:
Zitat:
Unfortunately constructing such a quintessence field with de-Sitter ground state is extremely challenging in quantum gravity theories. In fact according to Swampland Conjecture, a dS ground state or at least a stable
dS ground state can not appear in any reliable string theory
construction, ...
Warum ist die Formulierung von Quantengravitationstheorien in einer dS-Raumzeit so herausfordernd? Müsste allgemein zwischen bestimmten Arten von Quantengravitationstheorien unterschieden werden?
Du hattest selber schon mal die
Einstein-Cartan-Theorie (ECT)
angesprochen. Laut Wiki stellt diese eine physikalische Alternative zur kosmischen Inflation dar.
Zitat:
Such an interaction is conjectured to replace the singular Big Bang with a cusp-like Big Bounce at a minimum but finite scale factor, before which the observable universe was contracting. This scenario also explains why the present Universe at largest scales appears spatially flat, homogeneous and isotropic, providing a physical alternative to cosmic inflation.
Folgendes lese ich wie ein "delokalisieren von ursprünglich lokalisierte Quantenobjekte durch Torsion" heraus:
Zitat:
Torsion allows fermions to be spatially extended instead of "pointlike", which helps to avoid the formation of singularities such as black holes, removes the ultraviolet divergence in quantum field theory, and leads to the toroidal ring model of electrons.
Passend zum Thema des Threads:
Zitat:
According to general relativity, the gravitational collapse of a sufficiently compact mass forms a singular black hole. In the Einstein–Cartan theory, instead, the collapse reaches a bounce and forms a regular Einstein–Rosen bridge (wormhole) to a new, growing universe on the other side of the event horizon; pair production by the gravitational field after the bounce, when torsion is still strong, generates a finite period of inflation.
antaris
Verfasst am: 10. Dez 2024 19:44
Titel:
Ja aber warum sind z.B. die Skalenfaktoren beider Modelle ununterscheidbar?
TomS
Verfasst am: 10. Dez 2024 18:49
Titel:
Das de-Sitter-Schwarzschild-Modell ist zu einfach: erstens beinhaltet es nur ein ein SL und ist rotationssymmetrisch, während unser Universum viele Galaxien mit SLs enthält; und zweitens handelt es sich um eine Vakuumlösung während unser Universum zusätzlich Staub und Gas enthält.
antaris
Verfasst am: 10. Dez 2024 18:31
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
@antaris -
ja, die kosmologische Konstante Lambda; und das Modell eines de-Sitter-Universums mit Schwarzschild-Lösung einfach die
De-Sitter–Schwarzschild-Metrik
Inwieweit sind die Eigenschaften (jeweiliger Radius/Expansion/Skalenfaktor) des de-Sitter(-Schwarzschild)-Modell passend zu den Eigenschaften des aus Beobachtungen abgeleiteten ΛCDM-Modell? Ob ein EH bzw. eine Singularität innerhalb des dS-Universums existiert oder nicht ist in der Fragestellung egal?
In dieser Arbeit werden beide Modelle verglichen (nicht frei verfügbar):
How close is our ΛCDM physical universe to de Sitter spacetime dS_4?
Zitat:
We introduce a methodology for quantitatively measuring at all times in its evolution how close our physical spatially flat Λ CDM universe with cosmological constant Λ > 0 is to the de Sitter spacetime dS4 with de Sitter radius ℓ = 3/Λ. The main idea in this study is to align the respective scale factors aΛCDM(t) and aΛ(t) of these two spacetimes, where de Sitter spacetime is taken with respect to a spatially flat foliation. This goal is accomplished by fine-tuning an adjustable parameter A0 that arises naturally in the de Sitter scale factor by requiring that these scale factors be future-asymptotically convergent. Once this parameter is adjusted and the scale factors are aligned, we define a relative error functionδa(t) ≡ aΛ(t) − aΛCDM(t) aΛCDM(t) = (1 −exp(−3t/tΛ))−2/3 − 1that computes as a function of time t > 0 how close the scale factors of these two spacetimes are to one another. Our results quantify how close our physical ΛCDM universe is to its corresponding de Sitter spacetime as both spacetimes converge as they expand. As an example of our results, we show that at the present time t0 = 13.796Gy, to an accuracy of 6.83%, and at t = 2t0 = 27.592Gy, to an accuracy of 0.60%, we can use de Sitter spacetime to model our own ΛCDM universe. Our results also show by statistical analysis that with a confidence level of 68.3%, for t ≥ 2.15t0 = 29.661Gy, the scale factor aΛCDM(t) of our ΛCDM universe and the scale factor aΛ(t) of the corresponding de Sitter spacetime are indistinguishable to within the accuracy of current cosmological measurements.
Übereinstimmung innerhalb der kosmologischen Messgenauigkeiten sagt ja schon viel aus aber wie weit haben die jeweiligen Modelle ihre Gültigkeit?
Was hältst du von der hypothetischen Form der DE, namens
Quintessence
?
MBastieK
Verfasst am: 06. Dez 2024 16:44
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Andernfalls wäre man fertig und könnte die Sektkorken knallen lassen.
Nicht dass dadurch noch aus Versehen ein neues Universum entsteht.
Nette Grüsse
TomS
Verfasst am: 06. Dez 2024 16:29
Titel:
Ich bin kein Experte, ich weiß nur, dass das Higgsfeld des Standardmodells das Problem der Inflation nicht vollständig löst. Andernfalls wäre man fertig und könnte die Sektkorken knallen lassen.
MBastieK
Verfasst am: 06. Dez 2024 13:26
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Die bekannten Inflationsmodelle haben normalerweise nichts mit dem Higgs-Feld zu tun.
Henning Genz bringt in seinem Buch 'Nichts als das Nichts' die Inflation und das Higgs-Feld thematisch zusammen. Siehe PDF. Ist dies dann ein nicht gängiges Modell oder Betrachten?
Nette Grüsse
TomS
Verfasst am: 06. Dez 2024 12:37
Titel:
MBastieK hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Tatsächlich ist es zwar so, dass ein Kernargument der Inflation diese Fragestellungen berührt – und man bei einer genaueren Untersuchung feststellt, dass dabei in der Argumentationskette eine riesige Lücke klafft –
Meinen Sie damit die Entstehung des Higgs-Feldes ...
Nein.
Die bekannten Inflationsmodelle haben normalerweise nichts mit dem Higgs-Feld zu tun. Es ist auch unklar, ob das Higgs-Feld die Rolle des Instanton-Feldes übernehmen kann; schön wär's, und einige schauen sich das auch an.
TomS
Verfasst am: 06. Dez 2024 12:31
Titel:
@antaris -
ja, die kosmologische Konstante Lambda; und das Modell eines de-Sitter-Universums mit Schwarzschild-Lösung einfach die
De-Sitter–Schwarzschild-Metrik
MBastieK
Verfasst am: 06. Dez 2024 12:23
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Tatsächlich ist es zwar so, dass ein Kernargument der Inflation diese Fragestellungen berührt – und man bei einer genaueren Untersuchung feststellt, dass dabei in der Argumentationskette eine riesige Lücke klafft –
Meinen Sie damit die Entstehung des Higgs-Feldes und die damit aufkommende Energie-Menge?
Nette Grüsse
antaris
Verfasst am: 06. Dez 2024 11:21
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Man zieht sich auf den Standpunkt zurück, dass man (zumindest aktuell) noch viel zu wenig verstanden hat, um ableiten zu können, was tatsächlich existiert.
Dass man eine unbestätigte und generell nicht testbare Hypothese ohne Vorhersagekraft nicht Wahrheit nennt. Dann kann man weitersehen.
Ok, Zustimmung.
Zitat:
Richtig. Es enthält einen freien Parameter, und das war's. Damit kann man erst mal arbeiten.
Die kosmologische Konstante Λ?
Zitat:
Nein. De Sitters Modell ist expandierendes Vakuum ohne Felder, ohne ein schwarzes Loch. Der kosmische Horizont ist eine Konsequenz.
Ok, aber es gibt auch ein Modell mit einem schwarzen Loch und kosm. Horizont?
Zitat:
Du meinst, dass heute beschleunigte Expansion stattfindet. Warum nennst du sie inflationär? Das verweist auf eine andere und insbs. strittige Hypothese, ohne dass dafür ein Hinweis gäbe. Warum tust du sowas? Das ist genau die Art von Sprache, die in die Irre führt.
Gute Frage. Irgendwas braucht man doch als Vergleich? Wenn Inflation ohne zusätzliche Annahmen nicht funktioniert, dann schaut man sich generell die Expansion an. Das was am Ende dabei herauskommt, bekommt einen anderen Namen oder ist dann nach wie vor noch die beschleunigte Expansion.
Wenn wir aber davon ausgehen, dass die Grundsätze der beschleunigten Expansion mit den Grundsätzen der Inflationstheorie nicht viel gemein hat, so sollten die Begriffe und die Schlussfolgerungen daraus weder vermischt, noch verglichen werden....Zustimmung.
TomS
Verfasst am: 06. Dez 2024 10:19
Titel:
antaris hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Tatsächlich ist es zwar so, dass ein Kernargument der Inflation diese Fragestellungen berührt – und man bei einer genaueren Untersuchung feststellt, dass dabei in der Argumentationskette eine riesige Lücke klafft – aber dies wird erst dann zu einem maßgeblichen Problem, wenn man unbedingt an die Realität all dessen glauben möchte.
Na ja aber woran glaubt man alternativ, wenn man an "all das" (was beinhaltet das?) nicht glauben will.
Man zieht sich auf den Standpunkt zurück, dass man (zumindest aktuell) noch viel zu wenig verstanden hat, um ableiten zu können, was tatsächlich existiert.
antaris hat Folgendes geschrieben:
Richtig aber was wäre deiner Meinung die bessere wissenschaftliche Praxis? Was muss sich deiner Meinung nach an der wissenschaftlichen Praxis ändern?
Dass man eine unbestätigte und generell nicht testbare Hypothese ohne Vorhersagekraft nicht Wahrheit nennt. Dann kann man weitersehen.
antaris hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
Nehmen wir einmal an, die Idee der Inflation sei frei von derartigen Problemen. ...
Ja verstehe was du meinst aber die Inflation ist eben nicht frei von Probleme. Wenn die Probleme gelöst werden sollen, wo muss dann angesetzt werden?
Andere Frage. Parken wir erst mal.
antaris hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
Die Gleichung zur Beschreibung desto exponentiellen Expansion des Raumes im Zuge der Inflation entspricht exakt dem seit circa einem Jahrhundert bekannten Modell von de Sitter, das auch der heute beobachteten beschleunigten Expansion des Universums zu Grunde liegt. Auch dies ist mathematisch wieder völlig unproblematisch. Bitte beachte, dass weder von einer "Dunklen Energie" die Rede ist, noch von einem Inflaton-Feld, oder dass ich gar beides Szenarien irgendwie miteinander in Verbindung bringen; es handelt sich einfach um eine mathematische Gleichung.
Ja aber de Sitter's Modell sagt nichts über die Ursache aus?
Richtig. Es enthält einen freien Parameter, und das war's. Damit kann man erst mal arbeiten.
antaris hat Folgendes geschrieben:
De Sitter's Modell ist, einfach gesagt, eine Schwarzschildlösung mit zusätzlichen kosmologischen Horizont?
Nein. De Sitters Modell ist expandierendes Vakuum ohne Felder, ohne ein schwarzes Loch. Der kosmische Horizont ist eine Konsequenz.
antaris hat Folgendes geschrieben:
Da aber gerade die Expansion weiterhin stattfindet und diese bei genügend Abständen auch heute noch inflationär zu sein scheint, vermute ich schon das irgendwie das Quantenvakuum ein nicht unwichtiger Faktor ist.
Du meinst, dass heute beschleunigte Expansion stattfindet. Warum nennst du sie inflationär? Das verweist auf eine andere und insbs. strittige Hypothese, ohne dass dafür ein Hinweis gäbe. Warum tust du sowas? Das ist genau die Art von Sprache, die in die Irre führt.
antaris
Verfasst am: 06. Dez 2024 09:20
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Tatsächlich ist es zwar so, dass ein Kernargument der Inflation diese Fragestellungen berührt – und man bei einer genaueren Untersuchung feststellt, dass dabei in der Argumentationskette eine riesige Lücke klafft – aber dies wird erst dann zu einem maßgeblichen Problem, wenn man unbedingt an die Realität all dessen glauben möchte.
Na ja aber woran glaubt man alternativ, wenn man an "all das" (was beinhaltet das?) nicht glauben will.
Zitat:
Letzteres ist aber kein Problem der Metaphysik oder der Ontologie, sondern – wie wir schon mehrfach diskutiert haben – bereits eines der wissenschaftlichen Praxis. Das müssen wir aber nicht nochmal erörtern.
Richtig aber was wäre deiner Meinung die bessere wissenschaftliche Praxis? Der Apell an die Selbstkritik und was dann? Zurück zu den Wurzeln und neu anfangen? Was muss sich deiner Meinung nach an der wissenschaftlichen Praxis ändern?
Zitat:
Nehmen wir einmal an, die Idee der Inflation sei frei von derartigen Problemen. ...
Ja verstehe was du meinst aber die Inflation ist eben nicht frei von Probleme. Wenn die Probleme gelöst werden sollen, wo muss dann angesetzt werden?
Zitat:
Die Gleichung zur Beschreibung desto exponentiellen Expansion des Raumes im Zuge der Inflation entspricht exakt dem seit circa einem Jahrhundert bekannten Modell von de Sitter, das auch der heute beobachteten beschleunigten Expansion des Universums zu Grunde liegt. Auch dies ist mathematisch wieder völlig unproblematisch. Bitte beachte, dass weder von einer "Dunklen Energie" die Rede ist, noch von einem Inflaton-Feld, oder dass ich gar beides Szenarien irgendwie miteinander in Verbindung bringen; es handelt sich einfach um eine mathematische Gleichung.
Ja aber de Sitter's Modell sagt nichts über die Ursache aus? Vielleicht sollten wir allgemeiner über die Expansion des Universums diskutieren? Ich habe nicht das Bedürfnis die Inflationstheorie als solche irgendwie zu verteidigen. Ich denke bei all dem auch an einfache (Spielzeug)-Modelle. De Sitter's Modell ist, einfach gesagt, eine Schwarzschildlösung mit zusätzlichen kosmologischen Horizont? Dunkle Energie und dunkle Materie sind nichts anderes als Black-Boxen oder Platzhalter und das kann man sozusagen auch über das Inflatonfeld sagen. Da aber gerade die Expansion weiterhin stattfindet und diese bei genügend Abständen auch heute noch inflationär zu sein scheint, vermute ich schon das irgendwie das Quantenvakuum ein nicht unwichtiger Faktor ist.
Zitat:
Was die Idee der Inflation – so wie du sie heute oft zu lesen bekommst – so problematisch macht, sind nicht die mathematischen Modelle, sondern der unglaublich mystische Blödsinn, der da hineingelesen wird, unter gleichzeitiger Ignorierung der Tatsache, dass man zuvor den Wunsch der Lösung zweier konkreter Probleme durch eine nicht bestätigte und nicht wissenschaftlich überprüfbare Wunschvorstellung ersetzt hat, die man nach Belieben anpassen kann.
Ja das mag alles sein aber nochmal: Was ist die Alternative...dass Anfangs nichts angepasstes hineingesteckt wird, sodass das Ende passt (was dann aber eben nicht auf die etablierte Inflationstheorie führen kann)?!
TomS
Verfasst am: 06. Dez 2024 08:34
Titel:
Zunächst mal haben diese Fragestellungen zur Inflation rein gar nichts mit einer Interpretation der Quantenmechanik und speziell einer solchen des Vakuumzustandes zu tun. Man kann diese Fragestellungen in jeder beliebigen Interpretation diskutieren. Tatsächlich ist es zwar so, dass ein Kernargument der Inflation diese Fragestellungen berührt – und man bei einer genaueren Untersuchung feststellt, dass dabei in der Argumentationskette eine riesige Lücke klafft – aber dies wird erst dann zu einem maßgeblichen Problem, wenn man unbedingt an die Realität all dessen glauben möchte. Letzteres ist aber kein Problem der Metaphysik oder der Ontologie, sondern – wie wir schon mehrfach diskutiert haben – bereits eines der wissenschaftlichen Praxis. Das müssen wir aber nicht nochmal erörtern.
Nehmen wir einmal an, die Idee der Inflation sei frei von derartigen Problemen. Nehmen wir des Weiteren an, wir folgen einer minimalen statistischen Interpretation der Quantenmechanik. Dann ist der Vergleich mit dem Zerfall der Atomkerne tatsächlich naheliegend: in beiden Fällen existieren mathematische Terme in den Gleichungen, die für gewisse Ereignisse eine nicht verschwindende Wahrscheinlichkeit liefern. In einem Fall ist dies der Zerfall eines (von vielen) Atomkernen innerhalb eines gewissen Zeitraumes, im anderen Fall der Start einer kurzzeitigen, inflationären Expansion innerhalb eines (von vielen) zunächst sehr kleinen Raumbereiches. Modifiziert man die Modelle geeignet, so dass die Inflation auch wieder endet – andernfalls würde daraus ja nicht das von uns beobachtete nicht inflationär-expandierende Universum hervorgehen – so folgt mathematisch sehr einfach, dass bei einer nicht verschwinden Wahrscheinlichkeit für die Inflation je Raumbereich die Anzahl der von der Inflation betroffenen Bereiche in den Tochteruniversen exponentiell zunimmt, weil das Volumen des Raumes im Zuge der Inflation exponentiell wächst.
Die Gleichung zur Beschreibung desr exponentiellen Expansion des Raumes im Zuge der Inflation entspricht exakt dem seit circa einem Jahrhundert bekannten Modell von de Sitter, das auch der heute beobachteten beschleunigten Expansion des Universums zu Grunde liegt. Auch dies ist mathematisch wieder völlig unproblematisch. Bitte beachte, dass weder von einer "Dunklen Energie" die Rede ist, noch von einem Inflaton-Feld, oder dass ich gar beides Szenarien irgendwie miteinander in Verbindung bringen; es handelt sich einfach um eine mathematische Gleichung.
Bis zu diesem Punkt ist die Idee der Inflation tatsächlich bestechend einfach. Allerdings hat sie ein Problem, sie erklärt nämlich nicht, was wir heute beobachten! Und genau zur Reproduktion dieser Beobachtungsdaten muss man das bisher sehr einfache Modell erweitern, präzise an die Beobachtungen anpassen, d.h. es verliert jegliche Vorhersagekraft. Das zuerst skizzierte, einfach Modell sagt etwas anderes voraus als das, was wir beobachten, die zig Modelle, die unsere Beobachtungen reproduzieren – nicht vorhersagen – tun dies nur deswegen, weil wir sie entsprechend angepasst haben.
Was die Idee der Inflation – so wie du sie heute oft zu lesen bekommst – so problematisch macht, sind nicht die mathematischen Modelle, sondern der unglaublich mystische Blödsinn, der da hineingelesen wird, unter gleichzeitiger Ignorierung der Tatsache, dass man zuvor den Wunsch der Lösung zweier konkreter Probleme durch eine nicht bestätigte und nicht wissenschaftlich überprüfbare Wunschvorstellung ersetzt hat, die man nach Belieben anpassen kann.
antaris
Verfasst am: 06. Dez 2024 08:01
Titel:
Und wie denkt man nun unkompliziert über die Ursachen der Inflation bzw. allgemein über alternative Hypothesen über das inflationäre Verhalten des Universums? Glaubst du an die zufälligen Quantenfluktuationen als wahre Ursache der Inflation?
TomS
Verfasst am: 05. Dez 2024 23:46
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Es gab also keine Idee der ewigen Inflation. Es gab die Idee der einmaligen Inflation, dazu konkrete und quantitative Modelle, sowie die daran anschließende (rein mathematische) Erkenntnis, dass es diese nicht nur einmal geben kann, sondern dass sie unendlich oft stattfinden muss.
Der Wiki-Artikel zeichnet die Entwicklung recht gut nach:
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Eternal_inflation
Zitat:
In 1979, Alan Guth introduced the inflationary model of the universe to explain why the universe is flat and homogeneous (which refers to the smooth distribution of matter and radiation on a large scale).[4] The basic idea was that the universe underwent a period of rapidly accelerating expansion a few instants after the Big Bang. He offered a mechanism for causing the inflation to begin: false vacuum energy. Guth coined the term "inflation," and was the first to discuss the theory with other scientists worldwide.
Guth's original formulation was problematic, as there was no consistent way to bring an end to the inflationary epoch and end up with the hot, isotropic, homogeneous universe observed today. Although the false vacuum could decay into empty "bubbles" of "true vacuum" that expanded at the speed of light, the empty bubbles could not coalesce to reheat the universe, because they could not keep up with the remaining inflating universe.
In 1982, this "graceful exit problem" was solved independently by Andrei Linde and by Andreas Albrecht and Paul J. Steinhardt[5] who showed how to end inflation without making empty bubbles and, instead, end up with a hot expanding universe. The basic idea was to have a continuous "slow-roll" or slow evolution from false vacuum to true without making any bubbles. The improved model was called "new inflation."
In 1983, Paul Steinhardt was the first to show that this "new inflation" does not have to end everywhere.[1] Instead, it might only end in a finite patch or a hot bubble full of matter and radiation, and that inflation continues in most of the universe while producing hot bubble after hot bubble along the way. Alexander Vilenkin showed that when quantum effects are properly included, this is actually generic to all new inflation models.[2]
Using ideas introduced by Steinhardt and Vilenkin, Andrei Linde published an alternative model of inflation in 1986 which used these ideas to provide a detailed description of what has become known as the Chaotic Inflation theory or eternal inflation.[6]
TomS
Verfasst am: 05. Dez 2024 23:33
Titel:
So, bereinigt, jetzt weiter in der Sache.
antaris
Verfasst am: 05. Dez 2024 20:57
Titel:
@Aruna
Wenn es ihn gibt, dann ist er wirklich raffiniert. Ansonsten ist die Natur eben einfach faszinierend.
antaris
Verfasst am: 05. Dez 2024 20:47
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
@antaris – vergiss es, du denkst zu kompliziert
Ok, na dann...wie denkt man da unkompliziert?
Aruna
Verfasst am: 05. Dez 2024 20:46
Titel:
antaris hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
In essence, this in a sense says that the universe is knowable and is playing fair with scientists.
Albert Einstein hat Folgendes geschrieben:
„Raffiniert ist der Herrgott, aber boshaft ist er nicht“
antaris
Verfasst am: 05. Dez 2024 20:17
Titel:
Der Anfang für die Problemlösung liegt m.E. in anderen, nicht weniger interessanten und dazu greifbareren Fragestellungen, "weit weg" vom Urknall, Stichwort
(Quanten-)Vakuum(-Zustand)
und dessen ontische Interpretation.
TomS
Verfasst am: 05. Dez 2024 19:19
Titel:
antaris hat Folgendes geschrieben:
… mit der physikalisch motivierten Idee eines Multiversums …
Um das hier mal zu erden:
1. Im ursprünglichen Sinne des Wortes gibt es keine
physikalisch motivierte
Idee des Multiversums, wenn man etwas als physikalisch auffasst, weil es Gegenstand der Physik ist, da es in der Realität tatsächlich stattfindet oder dies zumindest naheliegend ist.
2. Um nicht die ohnehin schon schwierige Hypothese der Inflation mit einer weiteren Spekulation wie der Stringtheorie zu überfrachten, beschränken wir uns auf erstere.
Die Inflation besagt vereinfacht gesagt, dass ein winziger Bereich der Raumzeit aufgrund einer "zufälligen Quantenfluktuation" vorübergehend exponentiell expandieren kann, wozu man die Existenz eines hypothetischen Feldes mit einer extravaganten Dynamik postulieren muss. Da nun derartige Quantenfluktuation immer wieder auftreten können, wird es zu weiteren derartigen Inflations-Geschehen kommen, an verschiedenen Orten sowie in den entstandenen "Tochter-Universum". Tatsache ist, dass unter diesen Annahmen aus den Modellen folgt, dass räumliche Bereiche mit bzw. ohne Inflation die Regel bzw. die Ausnahme sind. Verkürzt, das Multiversum expandiert immer und fast überall inflationär.
Es gab also keine Idee der ewigen Inflation. Es gab die Idee der einmaligen Inflation, dazu konkrete und quantitative Modelle, sowie die daran anschließende (rein mathematische) Erkenntnis, dass es diese nicht nur einmal geben kann, sondern dass sie unendlich oft stattfinden muss.
antaris
Verfasst am: 05. Dez 2024 18:32
Titel:
Manuel_91 hat Folgendes geschrieben:
Es hängt halt davon ab was man Ende erreichen will. Dass solche Gedankenexperimente auch interessant sein können, mag vielleicht so sein, sie führen aber zu nichts.
Ich wollte hier nicht meine Idee diskutieren, sondern mit der physikalisch motivierten Idee eines Multiversums (für mich selbst vergleichen). Ich denke auch nicht hier unbedingt meine Idee nochmal erläutern zu müssen, da ich das schon oft genug getan hab.
Insbesondere haben mich aber die Anmerkungen von Günther im
"Schwarzes Loch des Universums"-Thread
auch zum nachdenken über physikalisch motivierten Alternativen gebracht. In beiden Fällen (meine Idee und die Alternative) existiert kein Multiversum, keine gentrennten Raumzeiten, keine verschiedenen Naturgesetze oder Dimensionen. Das Universum erstreckt sich bei beiden über eine Raumzeit. Die Alternative finde ich sehr spannend, da sie "mein Unendlichkeitsproblem" löst, ohne eine Ursache für die "erste Wirkung" benennen zu müssen.
Zitat:
Zitat:
“Meine Philosophie redet nie von Wolkenkuckucksheim, sondern von
dieser Welt
, d. h. sie ist
immanent
, nicht transzendent. Sie liest die vorliegende Welt ab, wie eine Hieroglyphentafel (deren Schlüssel ich gefunden habe, im Willen) und zeigt ihren Zusammenhang durchweg. Sie lehrt, was die Erscheinung sei, und was das Ding an sich. Dieses aber ist Ding an sich bloß relativ, d h. in seinem Verhältnis zur Erscheinung.”(6)
Schopenhauer. Mal davon abgesehen, dass er die Sache noch nicht abgeschlossen hatte ist das aber das Ziel eines immanenten Philosophen und ein Physiker, der eben auch von dieser Welt spricht, versucht das gleiche.
Richtig. Erst wenn wir
diese unsere Welt
besser verstehen, so ergibt sich daraus auch
der Rest
, vielleicht ganz selbstverständlich. Mein Ziel ist es tatsächlich nur mit/aus dieser unseren Welt zu argumentieren. Aber wie ich oben schon geschrieben habe ist die Frage "Multiversum ja/nein/vielleicht" nicht das eigentlich zu lösende Problem. Sich damit beschäftigen ist wirklich wie Kreuzworträtsel aus Langeweile lösen.
Davon abgesehen gibt es ganz sicher wohlbekannte und sehr gut untersuchte mathematische Strukturen, die zweifelsohne das Zeug hätten ein verzweigtes Universum zu beschreiben aber das ist in einer physikalischen Theorie nicht alles. Diese muss beschreiben wie die mathematischen Strukturen zusammenhängen bzw. voneinander abhängen, wie sie wechselwirken, wie sie experimentiell untersucht werden können uvm.
TomS
Verfasst am: 05. Dez 2024 16:43
Titel:
Solange die Idee eines Multiversums völlig unklar ist, könnt ihr mögliche Konsequenzen daraus getrost ignorieren.
antaris
Verfasst am: 05. Dez 2024 15:06
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
antaris hat Folgendes geschrieben:
Aus meiner Sicht gibt es kein Multiversum, in dem vollkommen unabhängige Universen existieren.
Du musst aber von der Idee herkommen, die sich mal irgendwer ausgedacht hat.
Am einfachsten ist noch die Idee der ewigen Inflation. Reichert man das noch mit Ideen aus der Stringtheorie an, ...
Ja sicher. Ich habe mir dazu ja auch mal was ausgedacht und das will ich mit dem vergleichen, was andere sich ausgedacht haben. Weder das eine, noch das andere muss richtig sein.
Die wirklichen Neuerungen in der Physik beruhen aber nicht zwingend auf das, was sich andere mal ausgedacht haben. Zumal die Hypothesen der Strings und der Inflation nicht in der Form durch Experimente falsifiziert werden können. Das Problem ist also ganz anders, wie z.B. zwischen Newton und Einstein, wo beide Theorien für das gleiche Phänomen fast schon nicht unterschiedlicher sein könnten aber dennoch im jeweiligen Gültigkeitsbereich zutreffend sind. Hätten wir eine vergleichsweise gesicherte Theorie (Newton) der Entstehung des Universums bzw. der Inflation/der Strings, so müsste von dieser ausgegangen werden, da Einstein auch Newton enthält. Das ist aber gar nicht der Fall.
Bei der Entstehung des Universums bzw. einer Erarbeitung einer entsprechenden neuen Hypothese muss keine nicht-falsifizierbare Hypothese als Grundlage herangezogen werden.
Die ewige Inflation scheint mir auch das einfachste aber wie ist das "ewig" zu verstehen. Warum entstehen ewig neue Universen? Wie werden die Entstehungen ausgelöst oder läuft die Inflation einfach so ab? Und vor allem, woraus entstehen ewig neue Universen?
Zitat:
...dann
könnte
in jedem resultierenden Universum aus der ewigen Inflation eine andere Lösung der Stringtheorie realisiert sein, was zu unterschiedlichen Dimensionen, "Naturkonstanten", Feldern und Wechselwirklungen führt.
Damit drehen wir uns aber im Kreis. Es
könnte
auch ganz anders und/oder vielleicht sogar viel einfacher und logisch nachvollziehbarer sein.
Warum nicht andere "könnte" ergebnisoffen diskutieren, wenn das erste könnte irgendwie keine annehmliche Lösung hervorbringt? Weil anfangs wieder ein "könnte" steht? Wieviel Jahrzehnte wird nun schon das "könnte" der Stringtheorie untersucht? Die eigentliche Problematik ist m.E. sowieso an anderer Stelle gelagert und da müssen wir gar nicht an Multiversen oder ähnliches denken bzw. darüber diskutieren.
Unredlich ist m.E. auch nur solche Hypothesen als real zu verkaufen aber sicher nicht die Überlegung darüber, ob diese real sein könnten (und daraus folgende Fragestellungen auf den Grund zu gehen).
Wenn für die Inflation ein Multiversum benötigt wird, da ja andere Universen wiederum andere Universum "auseinanderziehen", dann verstehe ich nicht wohin was gezogen wird. Wenn alles größer wird, so müssten irgendwann Universen zwischen anderen Universen "eingeklemmt" sein und dürften doch eigentlich gar nicht weiter expandieren. Aber das beantwortet teils meine Frage (die Begründung habe ich hier im Thread zum ersten mal gelesen).
antaris
Verfasst am: 05. Dez 2024 14:57
Titel:
MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Mit dem
'z.B.'
wollte ich einen Blickwinkel aufmachen. Sicherlich gibt es mehrere.
Ich vermute da gibt es nicht so sehr viel verschiedene Definitionen (Blickwinkel), da das ja ein grundsätzliches Problem ist (-> Finetuning der Naturkonstanten).
MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Möglichkeit eines nachträglich konkretisiert anderen Blickwinkels aus.
Mich würde, unabhängig von meiner subjektiven Meinung, die physikalische Definition eines Multiversums interessieren. Also was verstehen Physiker unter dem Begriff Multiversum (nicht an dich gerichtet, sondern allgemein gestellte Frage)?
MBastieK
Verfasst am: 05. Dez 2024 14:42
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Wisst ihr eigentlich, ob ihr jeweils von der selben Idee eines Multiversums redet?
MBastieK hat Folgendes geschrieben:
antaris hat Folgendes geschrieben:
Für was soll es eigentlich unendlich viele Möglichkeiten im sogenannten Multiversum geben?
Kann das mal jemand konkretisieren?
Naja,
z.B.
alle Natur-Konstanten. D.h. die Kombinationen aller Natur-Konstanten, die jeweils in Zahlen-Werten* variieren.
*
reelen
oder
rationalen
Mit dem
'z.B.'
wollte ich einen Blickwinkel aufmachen. Sicherlich gibt es mehrere. Da mein Diskussions-Interesse in diesem Thread gering ist, belasse ich es bei diesem einen Blickwinkel und gehe bei antaris von der Möglichkeit eines nachträglich konkretisiert anderen Blickwinkels aus.
Nette Grüsse
TomS
Verfasst am: 05. Dez 2024 14:34
Titel:
antaris hat Folgendes geschrieben:
Aus meiner Sicht gibt es kein Multiversum, in dem vollkommen unabhängige Universen existieren.
Du musst aber von der Idee herkommen, die sich mal irgendwer ausgedacht hat.
Am einfachsten ist noch die Idee der ewigen Inflation. Reichert man das noch mit Ideen aus der Stringtheorie an, dann könnte in jedem resultierenden Universum aus der ewigen Inflation eine andere Lösung der Stringtheorie realisiert sein, was zu unterschiedlichen Dimensionen, "Naturkonstanten", Feldern und Wechselwirklungen führt.
antaris
Verfasst am: 05. Dez 2024 14:11
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Wisst ihr eigentlich, ob ihr jeweils von der selben Idee eines Multiversums redet?
Genau das versuche ich gerade herauszufinden. Ich denke die Ideen sind Grundverschieden. Aus meiner Sicht gibt es kein Multiversum, in dem vollkommen unabhängige Universen existieren. Das würde sich äußerst kompliziert als mathematische Struktur definieren lassen, was wohl auch das eigentliche Problem ist (unendlich viele untereinander nicht-falsifizierbare Möglichkeiten, Problem des Finetunings ...).
TomS
Verfasst am: 05. Dez 2024 14:09
Titel:
Wisst ihr eigentlich, ob ihr jeweils von der selben Idee eines Multiversums redet?
antaris
Verfasst am: 05. Dez 2024 13:20
Titel:
Die Annahme besteht also darin, dass sich andere Universen vollkommen unabhängig voneinander entwickelt haben bzw. immer noch entwickeln und so auch andere Naturkonstanten gelten könne/sollen und somit auch "unmögliche" Universen existieren?
Das was ich als "multiversumartig" bezeichnen würde, hat an jedem Raum-Zeit-Punkt ein und dieselbe Physik. Genau das was die Essenz des kosmologischen Prinzips aussagt* ...das überall die gleichen physikalischen Gesetze gelten und es somit gar keine anderen Naturkonstanten bzw. daraus folgend Naturgesetze geben kann, als die uns bekannten.
Ich würde "das" nicht als Multiversum bezeichnen, denn das Universum ist ja schon "das Ganze".
*
https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmological_principle#Definition
Zitat:
In essence, this in a sense says that the universe is knowable and is playing fair with scientists.
Nur dieser eine Satz ist wirklich wichtig...Homogenität und Isotropie wurden daraus
zusätzlich
gefordert.