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[quote="TomS"]Noch eine andere Herangehensweise: Die FLRW-Metrik für k=0 lautet [latex]ds^2 = dt^2 - a^2(t) \cdot \left( dr^2 + r^2 \, d\Omega^2 \right)[/latex] Damit folgt das Volumenelement in sphärischen Koordinaten [latex]dV = a^3(t) \, d\Omega \, dr \, r^2[/latex] Das Volumen einer Kugel mit Radialkoordinate R berechnet sich zu [latex]V(a, R) = \frac{4\pi}{3} (aR)^3[/latex] Für konstante Radialkoordinate erhält man ein mit zunehmender Zeit und damit wachsendem Skalenfaktor expandierendes Volumen. Nun [i]wählt[/i] man für abnehmende Zeit die Kugelradien so, dass [latex]a(t) \, R(t) = \text{const} [/latex] gilt. Man kann demnach für jede Zeit Kugeln mit [i]beliebigem[/i], festem Volumen finden; dieses Volumen [i]ist für keine Zeit nach oben beschränkt[/i], das Universum demnach unendlich.[/quote]
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gastgast
Verfasst am: 03. Aug 2025 00:55
Titel:
"der singuläre Beginn" ist auch nur eine nette Umschreibung von wir wissen es nicht
TomS
Verfasst am: 02. Aug 2025 11:47
Titel:
Günther hat Folgendes geschrieben:
L"Urknall" meint den heißen und dichten Anfangszustand des Universums, der mit "Quark-Gluon-Plasma" beschrieben wird.
Das ist nur eine Bedeutung; oft ist implizit der singuläre Beginn gemeint.
TomS
Verfasst am: 02. Aug 2025 11:41
Titel:
Günther hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Günther hat Folgendes geschrieben:
Jollo hat Folgendes geschrieben:
Ich hätte nochmal eine Frage zu dem Szenario "unendlich großes Universum mit unendlich viel Masse". Müsste dann nicht zu Beginn des Universums unendlich viel Masse auf anfangs endlichen Raum verteilt gewesen sein?
Nein, ist das Universum unendlich, dann ist es das auch beim Urknall. Es ist nicht so, dass ein anfänglich endlicher Raum infolge der Expansion unendlich wird.
Mit "einer Mannigfaltigkeit mit einer Metrik g" hat diese einfache Frage nichts zu tun.
Du hast recht, beide Räume bleiben im Grenzfall t=0 und a(0)=0 unendlich, insofern man Punkte finden kann, für die die Abstände auch in diesem Grenzfall divergieren.
Aber der Abstandsbegriff vermöge g bzw. a ist im Grenzfall t=0 entartet und definiert keine Metrik.
Jollo schreibt von "anfangs endlichen Raum". Die einfache Frage lässt sich ebenso einfach beantworten. Es geht ihm demnach nicht um die Singularität. Weshalb ihm dann mit Gelehrsamkeit kommen, mit der er eh nichts anfangen kann? Oder willst du einfach nur demonstrieren, wie tief du in der Materie steckst?
Ich hätte auch zu dir schreiben können "das hatten wir alles schon diskutiert"; also bitte nicht aufregen.
Günther
Verfasst am: 02. Aug 2025 09:43
Titel:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Günther hat Folgendes geschrieben:
Nein, ist das Universum unendlich, dann ist es das auch beim Urknall. Es ist nicht so, dass ein anfänglich endlicher Raum infolge der Expansion unendlich wird.
Man möge doch mal erklären, wie beim Urknall ein Maßstab aussieht und ob man da auch zwei aneinanderlegen kann.
Sind die Maßstäbe zu Brei zerquetscht oder können die aufgrund ihrer Stabilität noch existieren?
Außerdem ist viel interessanter, was eine Stunde
vor
dem Feuerwerk geschah.
"Urknall" meint den heißen und dichten Anfangszustand des Universums, der mit "Quark-Gluon-Plasma" beschrieben wird. Also keine Maßstäbe.
Über das "davor" gibt es theoretische Spekulationen, relativ konkret die einer inflationären Expansion des Universums. Alles bei Wikipedia nachlesbar.
Günther
Verfasst am: 02. Aug 2025 09:26
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Günther hat Folgendes geschrieben:
Jollo hat Folgendes geschrieben:
Ich hätte nochmal eine Frage zu dem Szenario "unendlich großes Universum mit unendlich viel Masse". Müsste dann nicht zu Beginn des Universums unendlich viel Masse auf anfangs endlichen Raum verteilt gewesen sein?
Nein, ist das Universum unendlich, dann ist es das auch beim Urknall. Es ist nicht so, dass ein anfänglich endlicher Raum infolge der Expansion unendlich wird.
Mit "einer Mannigfaltigkeit mit einer Metrik g" hat diese einfache Frage nichts zu tun.
Du hast recht, beide Räume bleiben im Grenzfall t=0 und a(0)=0 unendlich, insofern man Punkte finden kann, für die die Abstände auch in diesem Grenzfall divergieren.
Aber der Abstandsbegriff vermöge g bzw. a ist im Grenzfall t=0 entartet und definiert keine Metrik.
Jollo schreibt von "anfangs endlichen Raum". Die einfache Frage lässt sich ebenso einfach beantworten. Es geht ihm demnach nicht um die Singularität. Weshalb ihm dann mit Gelehrsamkeit kommen, mit der er eh nichts anfangen kann? Oder willst du einfach nur demonstrieren, wie tief du in der Materie steckst?
TomS
Verfasst am: 01. Aug 2025 15:15
Titel:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Oder andersherum gefragt: Wenn jetzt der Raum beginnen würde linear zu schrumpfen und in einer Stunde wäre er ganz zusammengeschrumpft … würde meine Kaffeetasse auf mich zukommen? Würde ich zerquetscht werden? Würde alles heißer werden?
Alles drei.
Und das passiert schon bei t > 0; die mathematischen Details der Singularität sind dabei irrelevant.
TomS
Verfasst am: 01. Aug 2025 14:45
Titel:
Jollo hat Folgendes geschrieben:
Okay, was konnten sie genau beweisen?
Magst du dir das mal durchlesen und dann nochmal nachfragen?
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Penrose%E2%80%93Hawking_singularity_theorems
Sonnenwind
Verfasst am: 01. Aug 2025 13:51
Titel:
Ich will es mir einfach nur vorstellen können, deshalb habe ich im letzten Post noch etwas ergänzt.
Wenn jetzt der Raum beginnen würde linear zu schrumpfen und in einer Stunde wäre er ganz zusammengeschrumpft, wie würde ich das spüren? Würde meine Kaffeetasse auf mich zukommen? Würde ich zerquetscht werden? Würde alles einfach nur heißer werden?
Jollo
Verfasst am: 01. Aug 2025 13:18
Titel:
Zitat:
Das irritiert mich schon, weil es DAS zentrale Problem der ART ist, dass nämlich diese Singularität i.A. unausweichlich ist. Penrose hat u.a. für den entsprechenden Beweis bei SLs den Nobelpreis erhalten; Hawking hat ähnliche Beweismethoden auf den Urknall angewendet und ist für den Preis leider zu früh verstorben.
Okay, was konnten sie genau beweisen?
TomS
Verfasst am: 01. Aug 2025 12:37
Titel:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Außerdem ist viel interessanter, was eine Stunde
vor
dem Feuerwerk geschah.
Die Frage ist undefiniert.
Bei manchen Modellen gibt es ein Vorher.
Wenn dabei ebenfalls a(0) = 0 auftritt, dann ist das weiterhin undefiniert. Bleibt a(0) > 0, dann ist alles gut, keine Singularität, kein Urknall; in der ART ist das i.A. unmöglich. Reden wir von einem anderen geometrischen Rahmen, dann wäre alles gut; welcher? Reden wir von Quantengravitation, dann stellt sich wieder die Frage nach der Geometrie, ob Zeit und Raum existieren … ?
Bevor wir spekulieren: mir ging es um etablierte mathematische Theoreme. Das löst zugegebenermaßen nicht das Singularitätenproblem der ART.
Sonnenwind
Verfasst am: 01. Aug 2025 11:54
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Günther hat Folgendes geschrieben:
Nein, ist das Universum unendlich, dann ist es das auch beim Urknall. Es ist nicht so, dass ein anfänglich endlicher Raum infolge der Expansion unendlich wird.
Man möge doch mal erklären, wie beim Urknall ein Maßstab aussieht und ob man da auch zwei aneinanderlegen kann.
Das habe ich jetzt seitenweise erklärt und vorgerechnet.
Ich bin trotzdem so schlau wie zuvor und kann mir unter der Urknall-Party einfach nichts vorstellen. Könnte es da Lebewesen gegeben haben?
Oder andersherum gefragt: Wenn jetzt der Raum beginnen würde linear zu schrumpfen und in einer Stunde wäre er ganz zusammengeschrumpft, wie würde ich das spüren? Würde meine Kaffeetasse auf mich zukommen? Würde ich zerquetscht werden? Würde alles einfach nur heißer werden?
TomS hat Folgendes geschrieben:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Sind die Maßstäbe zu Brei zerquetscht oder können die aufgrund ihrer Stabilität noch existieren?
Nein. Das war nie die Frage.
Kann man aber fragen.
TomS hat Folgendes geschrieben:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Außerdem ist viel interessanter, was eine Stunde
vor
dem Feuerwerk geschah.
Die Frage ist undefiniert.
Bei manchen Modellen gibt es ein Vorher.
https://en.wikipedia.org/wiki/Big_Crunch
TomS
Verfasst am: 01. Aug 2025 11:28
Titel:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Günther hat Folgendes geschrieben:
Nein, ist das Universum unendlich, dann ist es das auch beim Urknall. Es ist nicht so, dass ein anfänglich endlicher Raum infolge der Expansion unendlich wird.
Man möge doch mal erklären, wie beim Urknall ein Maßstab aussieht und ob man da auch zwei aneinanderlegen kann.
Das habe ich jetzt seitenweise erklärt und vorgerechnet.
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
… können [die Maßstäbe] aufgrund ihrer Stabilität noch existieren?
Nein.
Aber das war doch nie die Frage.
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Außerdem ist viel interessanter, was eine Stunde
vor
dem Feuerwerk geschah.
Die Frage ist undefiniert. Noch undefinierter als die Frage, ob innerhalb eines Wassermoleküls Wellengang herrscht oder ob es dort regnet.
TomS
Verfasst am: 01. Aug 2025 11:25
Titel:
Jollo hat Folgendes geschrieben:
Manchmal gewinnt man den Eindruck, all solche Probleme seien längst gelöst (zumindest wenn man populärwissenschaftliche Artikel liest).
Das irritiert mich schon, weil es DAS zentrale Problem der ART ist, dass nämlich diese Singularität i.A. unausweichlich ist. Penrose hat u.a. für den entsprechenden Beweis bei SLs den Nobelpreis erhalten; Hawking hat ähnliche Beweismethoden auf den Urknall angewendet und ist für den Preis leider zu früh verstorben.
Günther
Verfasst am: 01. Aug 2025 11:25
Titel:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Günther hat Folgendes geschrieben:
Nein, ist das Universum unendlich, dann ist es das auch beim Urknall. Es ist nicht so, dass ein anfänglich endlicher Raum infolge der Expansion unendlich wird.
Man möge doch mal erklären, wie beim Urknall ein Maßstab aussieht und ob man da auch zwei aneinanderlegen kann.
Wie lustig. Das beobachtbare Universum passte in eine "Melone", wobei die Dichte noch immer viele Größenordnungen unterhalb der Planckdichte war.
TomS
Verfasst am: 01. Aug 2025 11:21
Titel:
Günther hat Folgendes geschrieben:
Jollo hat Folgendes geschrieben:
Ich hätte nochmal eine Frage zu dem Szenario "unendlich großes Universum mit unendlich viel Masse". Müsste dann nicht zu Beginn des Universums unendlich viel Masse auf anfangs endlichen Raum verteilt gewesen sein?
Nein, ist das Universum unendlich, dann ist es das auch beim Urknall. Es ist nicht so, dass ein anfänglich endlicher Raum infolge der Expansion unendlich wird.
Mit "einer Mannigfaltigkeit mit einer Metrik g" hat diese einfache Frage nichts zu tun.
Letztlich schon, weil man sonst die Problematik nicht wirklich versteht.
Es gibt zwei Räume und zwei Abstandsbegriffe, einmal auf den reellen Zahlen R bzw. R³ mit dem üblichen Abstandsbegriff, dann auf einer 3-dim. Riemannschen Mannigfaltigkeit (M³, g). Diese hängen zusammen vermögen der Metrik g, speziell im Falle eines FRW-Universums dem Skalenfaktor a(t).
Du hast recht, beide Räume bleiben im Grenzfall t=0 und a(0)=0 unendlich, insofern man Punkte finden kann, für die die Abstände auch in diesem Grenzfall divergieren.
Aber der Abstandsbegriff vermöge g bzw. a ist im Grenzfall t=0 entartet und definiert keine Metrik. Für eine Metrik mit Abstandsfunktion D und verschiedenen Punkte P,Q müsste immer gelten, dass
Jedoch existieren natürliche Punkte P,Q bzw. deren Koordinaten x(P) und y(Q) mit
Und damit bricht in diesem Grenzfall der formale Rahmen zusammen.
Sonnenwind
Verfasst am: 01. Aug 2025 10:52
Titel:
Günther hat Folgendes geschrieben:
Nein, ist das Universum unendlich, dann ist es das auch beim Urknall. Es ist nicht so, dass ein anfänglich endlicher Raum infolge der Expansion unendlich wird.
Man möge doch mal erklären, wie beim Urknall ein Maßstab aussieht und ob man da auch zwei aneinanderlegen kann.
Sind die Maßstäbe zu Brei zerquetscht oder können die aufgrund ihrer Stabilität noch existieren?
Außerdem ist viel interessanter, was eine Stunde
vor
dem Feuerwerk geschah.
Günther
Verfasst am: 01. Aug 2025 09:53
Titel:
Jollo hat Folgendes geschrieben:
Ich hätte nochmal eine Frage zu dem Szenario "unendlich großes Universum mit unendlich viel Masse". Müsste dann nicht zu Beginn des Universums unendlich viel Masse auf anfangs endlichen Raum verteilt gewesen sein?
Nein, ist das Universum unendlich, dann ist es das auch beim Urknall. Es ist nicht so, dass ein anfänglich endlicher Raum infolge der Expansion unendlich wird.
Mit "einer Mannigfaltigkeit mit einer Metrik g" hat diese einfache Frage nichts zu tun.
Jollo
Verfasst am: 01. Aug 2025 09:15
Titel:
Okay, danke für die Antwort.
Manchmal gewinnt man den Eindruck, all solche Probleme seien längst gelöst (zumindest wenn man populärwissenschaftliche Artikel liest).
TomS
Verfasst am: 01. Aug 2025 08:25
Titel:
Natürlich ist das auch ein Problem, aber das zentrale Problem ist, dass der geometrische Rahmen zusammenbricht. Man formuliert die ART auf einer Mannigfaltigkeit mit einer Metrik g, und erhält als unausweichliche Konsequenz, dass die Funktion g in einem gewissen Grenzfall keine Metrik darstellt.
Jollo
Verfasst am: 31. Jul 2025 23:12
Titel:
Also ist es tatsächlich ein Problem, dass sich dann auf infinitessimal kleinem Raum unendlich viel Masse befindet?
TomS
Verfasst am: 31. Jul 2025 22:53
Titel:
Das ist ja nur eine Konsequenz der Tatsache, dass die Dichte divergiert. Es ist natürlich ein Problem, aber kein wirklich neues.
Jollo
Verfasst am: 31. Jul 2025 18:47
Titel:
Ich hätte nochmal eine Frage zu dem Szenario "unendlich großes Universum mit unendlich viel Masse". Müsste dann nicht zu Beginn des Universums unendlich viel Masse auf anfangs endlichen Raum verteilt gewesen sein? Wäre das nicht eigentlich sehr problematisch? Es passt ja auch nicht unendlich viel Wasser in eine Regentonne...
TomS
Verfasst am: 31. Jul 2025 11:36
Titel:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Was passiert eigentlich wenn man bei der Einstein-Gleichung auf der rechten Seite anstatt des Energie-Impuls-Tensors den Erwartungswert hinschreibt, der sich beispielsweise aus der Dirac-Gleichung ergibt?
Man darf ja in jeder QFT davon ausgehen, dass die klassische Feldtheorie gerade dieser Erwartungswert in nullter Ordnung hquer IST.
Das ist natürlich nicht durchgehend gezeigt, weil die Lösungen der QFTs viel zu kompliziert sind, aber wäre es nicht so, dann wäre unsere Auffassung zur QFT letztlich völlig falsch; wir erhalten die QFT mittels Quantisierung einer klassischen Feldtheorie, also muss die klassische Feldtheorie auch der klassische Grenzfall der QFT sein.
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Haben wir dann immer noch einen singulären Urknall?
Ja.
Das weitere Problem ist, über die nullte Näherung hinauszugehen. Du musst jeden Ausdruck regularisieren und renormieren. Die Verknüpfung von klassischer ART und Erwartungswert inkl. Quantenkorrekturen der QFT ist wohl inkonsistent, siehe z.B. die Problematik der Rückwirkung der QFT auf die Metrik (z.B. Hawkingstrahlung; wobei es neue Lösungsansätze gibt, die ich nicht gut kenne).
Der einzige Ansatz zu einer QG, den ich kenne und der sich damit ernsthaft befasst, ist die Asymptotic Safe Gravity (außer natürlich der Stringtheorie, die einfach platt sagt, das wäre trivialerweise gelöst).
Sonnenwind
Verfasst am: 31. Jul 2025 09:23
Titel:
Was passiert eigentlich wenn man bei der Einstein-Gleichung auf der rechten Seite anstatt des Energie-Impuls-Tensors den Erwartungswert hinschreibt, der sich beispielsweise aus der Dirac-Gleichung ergibt?
Ist dann so eine Art semiklassiche Näherung ohne Strings und Schleifchen. Das wäre mir jedenfalls als Erstes eingefallen.
Haben wir dann immer noch einen singulären Urknall?
TomS
Verfasst am: 31. Jul 2025 08:36
Titel:
Jollo hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
Aber auch ein Skeptiker kann sich irren.
Ebenso wie der Optimist, der jeweils Spekulation als etablierte Wissenschaft verkauft.
Das sind zwei verschiedenen paar Schuhe.
Der
Optimist
geht davon aus, dass aufgrund der vielen Verknüpfungen zwischen Gravitation und Quantenfeldtheorie, die die Stringtheorie automatisch liefert, dass sie einen gewissen Grad an Wahrheit enthält, obwohl andere Aspekte fraglich zu sein scheinen. Er ist persönlich von der Theorie überzeugt.
Der
Pessimist
, geht davon aus, dass zu viele Aspekte gegen die Stringtheorie sprechen. Er hält sie für irrelevant, falsch, oder unwiussenschaftlich.
Der
Scharlatan
sagt, die Loop Quantum gravity sei falsch, weil sie vieles, was wir über die Quantengravitation
wüssten
, nicht beachte oder nicht reproduziere. Er verkauft teilweise unbewiesene mathematische Zusammenhänge im Kontext einer noch sehr unvollständigen Theorie als Wahrheit über die Natur (und verwendet dies als Argumente gegen andere Theorien). Nicht ausgedacht, kann man ziemlich exakt so nachlesen.
Jollo hat Folgendes geschrieben:
Allerdings- das muss man ja sagen, sprechen wir über Themen, in denen wir die Wahrheit niemals erfahren werden.
Und deswegen ist der Unterschied zwischen dem Optimisten und dem Pessimisten weniger kritisch als der zwischen dem Optimisten und dem Scharlatan.
Jollo
Verfasst am: 31. Jul 2025 07:19
Titel:
Zitat:
Aber auch ein Skeptiker kann sich irren.
Ebenso wie der Optimist, der jeweils Spekulation als etablierte Wissenschaft verkauft. Allerdings- das muss man ja sagen, sprechen wir über Themen, in denen wir die Wahrheit niemals erfahren werden.
TomS
Verfasst am: 31. Jul 2025 00:12
Titel:
Jollo hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
Das eine sind Theorien oder Modelle, die man nicht testen kann, die jedoch in mancherlei Hinsucht plausibel sind, das andere ist eine deutlich skeptischere Haltung.
Was ist schlimm daran, eine skeptische Haltung als Physiker einzunehmen?
Nichts.
Aber auch ein Skeptiker kann sich irren.
Jollo
Verfasst am: 30. Jul 2025 23:43
Titel:
Zitat:
Warum? Weil's auch unter Physikern um Geld, Karriere und Prestige geht?
Wie wohl überall.....aber ich finde es viel fairer, wenn man benennt, dass zb derartige Modelle/Theorien spekulativ sind und den gesicherten Bereich verlassen.
Aber damit ist man wohl zu ehrlich...
Zitat:
Das eine sind Theorien oder Modelle, die man nicht testen kann, die jedoch in mancherlei Hinsucht plausibel sind, das andere ist eine deutlich skeptischere Haltung.
Was ist schlimm daran, eine skeptische Haltung als Physiker einzunehmen?
TomS
Verfasst am: 30. Jul 2025 23:29
Titel:
Jollo hat Folgendes geschrieben:
… aber warum wird dann so oft mit einer Selbstverständlichkeit behauptet, das Universum sei aus einer solchen Quantenfluktuation entstanden? Das wird einem in Magazinen manchmal so verkauft, als sei es etablierte Wissenschaft. Und genau sowas stört mich.
Warum? Weil's auch unter Physikern um Geld, Karriere und Prestige geht?
Jollo hat Folgendes geschrieben:
Nebenbei: warum behaupten manche, aus Quantenfluktuationen entsteht das Universum, während andere wie Neumaier dies negieren? Wo unterscheiden sich diese?
Das ist beides sehr verkürzt.
Das eine sind Theorien oder Modelle, die man nicht testen kann, die jedoch in mancherlei Hinsucht plausibel sind, das andere ist eine deutlich skeptischere Haltung.
Jollo hat Folgendes geschrieben:
Achso, okay, dann habe ich das kosmologische Prinzip womöglich überschätzt....
Es wird ja auch nicht einheitlich formuliert und dargestellt, und es wird nicht einheitlich bewertet.
TomS
Verfasst am: 30. Jul 2025 23:20
Titel:
DrStupid hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Es gibt keinerlei Daten, die Homogenität und Isotropie bestätigen, jedoch zig-fach Daten, die das Gegenteil besagen, von kleinräumigen Anisotropien der CMB bis hin zu großräumigen; weitere Stichworte sind Voids, Superhaufen etc.
Es gibt auch Daten, die die Existz von Atomen bestätigen. Trotzdem kann man z.B. Wasser auf hinreichend großen Skalen sehr gut als Kontinuum beschreiben. Da musst Du schon mehr liefern.
Es steht ja auch mehr in meinen Beiträgen.
Jollo
Verfasst am: 30. Jul 2025 21:58
Titel:
Zitat:
Natürlich soll man auch eine Theorie der QG testen können.
...
Also ja, die QG hat das Problem, dass sie in weiten Bereichen nicht testbar ist. Das ist aber nicht die Schuld der Physiker, und niemand bedauert das so wie diese.
Ja, alles gut, ich habe mich gar nicht so sehr auf die QG bezogen, sondern viel mehr auf die kosmologischen Modelle.
Zitat:
Soll man deiner Meinung nach aufhören?
Kosten LHC ca. 3 Mrd. € Bau + ca. 1 Mrd. Betrieb p.a., also inzwischen ca. 20 Mrd. Für eine Mrd. können viele 1000 Physiker im Jahr an der QG arbeiten. Beide haben in den letzten 10 Jahren ungefähr gleich viel messbare Erfolge produziert, nämlich am LHC nach dem Higgs nichts (nimmt man das QGP aus), in der QG nichts experimentell bestätigtes.
Was also tun?
Nein, soll man nicht. Ich halte es für wichtig, weiter zu machen (auch wenn es bei ausbleibenden Ergebnissen immer schwieriger wird, Forschungsgelder zu generieren).
Zitat:
Jollo hat Folgendes geschrieben:
Verstehe ich nicht so ganz. Gibt es verschiedene Arten von "Quantenfluktuationen"?
Man könnte sagen genau zwei Arten, nämlich keine im Rahmen der etablierten Theorie, sondern nur solche in der populärwissenschaftlichen Darstellung derselben.
Siehe
physics.ucsb.edu/~mark/ms-qft-DRAFT.pdf
Darin auf über 600 Seiten zwei Treffer zu "quantum fluctuations", beide zur Raumzeit, völlig ohne Kontext, und beide ohne Formeln.
Jollo hat Folgendes geschrieben:
Ich denke, Neumeier wird schon wissen, von was er spricht...
Sicher weiß er das. Auch alle anderen Physiker wissen das, wenn sie das Wort in den Mund nehmen, während sie auf eine Gleichung deuten. Nur sobald es den Seminarraum verlässt, wird es schwierig (das haben Quantenfluktuationen mit virtuellen Teilchen gemein).
Okay, aber warum wird dann so oft mit einer Selbstverständlichkeit behauptet, das Universum sei aus einer solchen Quantenfluktuation entstanden? Das wird einem in Magazinen manchmal so verkauft, als sei es etablierte Wissenschaft. Und genau sowas stört mich.
Nebenbei: warum behaupten manche, aus Quantenfluktuationen entsteht das Universum, während andere wie Neumaier dies negieren? Wo unterscheiden sich diese?
Zitat:
Nein, es passt in der häufig anzutreffenden Formulierung, das Universum sei auf großen Skalen homogen und isotrop, sicher nicht zu den Beobachtungen.
Es ist in dieser Formulierung aber auch sinnlos, weil sie nur die nicht zwingende Konsequenz einer allgemeineren Formulierung darstellt:
The cosmological principle is usually stated formally as 'Viewed on a sufficiently large scale, the properties of the universe are the same for all observers.' This amounts to the strongly philosophical statement that the part of the universe which we can see is a fair sample, and that the same physical laws apply throughout.
(William Keel)
Leider hat man sich an Homogenität und Isotropie gewöhnt. Das stellt aber kein gutes Prinzip dar sondern charakterisiert lediglich die sehr häufig untersuchten Modelle. Taugen diese nicht, geht nicht die Welt unter, nur die persönliche Weltsicht derer, die Jahrzehnte in unzureichende Modelle investiert haben.
... but [I liked] not the so-called “cosmological principle” ... because I dislike making of our lack of knowledge a principle of knowing something.
(Sir Karl Popper)
Übrigens lassen bereist die bekannten FRW-Modelle ein global nicht isotropes Universum zu, z.B. einen flachen 3-Torus.
Achso, okay, dann habe ich das kosmologische Prinzip womöglich überschätzt....
DrStupid
Verfasst am: 30. Jul 2025 21:57
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Es gibt keinerlei Daten, die Homogenität und Isotropie bestätigen, jedoch zig-fach Daten, die das Gegenteil besagen, von kleinräumigen Anisotropien der CMB bis hin zu großräumigen; weitere Stichworte sind Voids, Superhaufen etc.
Es gibt auch Daten, die die Existz von Atomen bestätigen. Trotzdem kann man z.B. Wasser auf hinreichend großen Skalen sehr gut als Kontinuum beschreiben. Da musst Du schon mehr liefern.
TomS
Verfasst am: 30. Jul 2025 19:20
Titel:
👍
Wie gesagt, ich verstehe das kosmologische Prinzip so, dass wir einen "typischen Bereich" des Universums sehen.
Über Anfangsbedingungen inkl. Topologie können wir nichts verlässliches sagen, damit auch nicht bzgl. Homogenität und Isotropie.
Sonnenwind
Verfasst am: 30. Jul 2025 19:05
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Das ist alles zutreffend und steht nicht im Widerspruch zu dem von mir gesagten.
Allerdings möchte ich zu "Urknalltheorie" noch "Inflation" ergänzen.
Es ist ja auch nicht erstaunlich, dass sich aus den Inhomogenitäten viel später Haufen und Voids entwickelten.
Ich verstehe das kosmologische Prinzip als Limes gegen Unendlich. Entweder nimmt die Dichte schnell genug mit der Entfernung gegen null ab (endlich viel Materie) oder eben nicht. Dazwischen gibt es nix.
Und da das beobachtbare Universum endlich ist, das nicht beobachtbare aber möglicherweise unendlich ist, bleiben alle Möglichkeiten offen.
TomS
Verfasst am: 30. Jul 2025 17:50
Titel:
Sonnenwind hat Folgendes geschrieben:
Die Entdeckung dieser schwachen Temperaturschwankungen (
ca. 0,001 %
) in kleineren Bereichen durch den Satelliten COBE im Jahr 1993 war ein Durchbruch in der Beobachtung des frühen Universums. Die Messung der Stärke dieser Schwankungen machte deutlich, dass die Materie zum Zeitpunkt der Rekombination
außerordentlich homogen verteilt
war. Weitere Untersuchungen durch bodengebundene Experimente, Ballonteleskope und besonders die Raumsonden WMAP und Planck haben die Stärke dieser Temperaturschwankungen in Abhängigkeit von ihrer Winkelausdehnung am Himmel noch wesentlich besser charakterisiert. Dass die gemessenen Eigenschaften des Mikrowellenhintergrundes gut mit den theoretischen Vorhersagen übereinstimmen, ist ein herausragender Beleg dafür, dass die Urknalltheorie gültig ist. Die Messung der Parameter dieser Theorie favorisiert das Lambda-CDM-Modell.
Das ist alles zutreffend und steht nicht im Widerspruch zu dem von mir gesagten.
Allerdings möchte ich zu "Urknalltheorie" noch "Inflation" ergänzen.
TomS
Verfasst am: 30. Jul 2025 16:56
Titel:
DrStupid hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Die erfolgreichen Prinzipien waren immer umfassende Prinzipien; das Prinzip der Homogenität und Isotropie ist dagegen die wohl gescheiterte Idee, eine spezielle Näherung zu adeln, also exakt das Gegenteil.
Zum einen ist diese Idee noch weit davon entfernt, gescheitert zu sein. Auch auf die Gefahr hin, mich zu wiederholen: Für so eine Entscheidung fehlen uns die Daten.
Es gibt keinerlei Daten, die Homogenität und Isotropie bestätigen, jedoch zig-fach Daten, die das Gegenteil besagen, von kleinräumigen Anisotropien der CMB bis hin zu großräumigen; weitere Stichworte sind Voids, Superhaufen etc.
DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Es ist eine willkürliche Grundannahme um in Ermangelung von belastbaren Daten überhaupt etwas zu haben, mit dem man rechnen kann.
Es ist eine zu einschränkende Grundannahme, die explizit zulässige Modelle ausschließt. Man kann z.B. mit einfachen anisotropen FRW-Modelle, die mit den Daten völlig konsistent sind, durchaus rechnen; Stichwort 3-Torus etc.
Und bevor man sich an eine Idee klammert, die im beobachtbaren Universum falsch und im unbeobachtbaren unbeobachtbar sind, lässt man sie besser fallen.
Wie gesagt, das gilt
ausschließlich
für die unnötige Reduzierung des Prinzips auf Homogenität und Isotropie –
nicht
für die oben zitierte weiterhin sinnvolle Formulierung.
Sonnenwind
Verfasst am: 30. Jul 2025 16:07
Titel:
DrStupid hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Die erfolgreichen Prinzipien waren immer umfassende Prinzipien; das Prinzip der Homogenität und Isotropie ist dagegen die wohl gescheiterte Idee, eine spezielle Näherung zu adeln, also exakt das Gegenteil.
Zum einen ist diese Idee noch weit davon entfernt, gescheitert zu sein.
Das sehe ich auch so. Es gibt nur sehr geringe Schwankungen, sonst wäre hier ja gar keine Struktur.
Gäbe es diese sehr geringen Schwankungen nicht, dann könnte niemand fragen, warum es die sehr geringen Schwankungen gibt. Deshalb muss es sie geben.
>>Die Entdeckung dieser schwachen Temperaturschwankungen (
ca. 0,001 %
) in kleineren Bereichen durch den Satelliten COBE im Jahr 1993 war ein Durchbruch in der Beobachtung des frühen Universums. Die Messung der Stärke dieser Schwankungen machte deutlich, dass die Materie zum Zeitpunkt der Rekombination
außerordentlich homogen verteilt
war. Weitere Untersuchungen durch bodengebundene Experimente, Ballonteleskope und besonders die Raumsonden WMAP und Planck haben die Stärke dieser Temperaturschwankungen in Abhängigkeit von ihrer Winkelausdehnung am Himmel noch wesentlich besser charakterisiert. Dass die gemessenen Eigenschaften des Mikrowellenhintergrundes gut mit den theoretischen Vorhersagen übereinstimmen, ist ein herausragender Beleg dafür, dass die Urknalltheorie gültig ist. Die Messung der Parameter dieser Theorie favorisiert das Lambda-CDM-Modell.<<
https://de.wikipedia.org/wiki/Hintergrundstrahlung
DrStupid
Verfasst am: 30. Jul 2025 15:04
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Die erfolgreichen Prinzipien waren immer umfassende Prinzipien; das Prinzip der Homogenität und Isotropie ist dagegen die wohl gescheiterte Idee, eine spezielle Näherung zu adeln, also exakt das Gegenteil.
Zum einen ist diese Idee noch weit davon entfernt, gescheitert zu sein. Auch auf die Gefahr hin, mich zu wiederholen: Für so eine Entscheidung fehlen uns die Daten. Zum anderen ist das kosmologiache Prinzip kein Naturgesetze oder eine physikalische Theorie. Es ist eine willkürliche Grundannahme um in Ermangelung von belastbaren Daten überhaupt etwas zu haben, mit dem man rechnen kann.
TomS
Verfasst am: 30. Jul 2025 14:44
Titel:
Es geht nicht um das konkrete 1/r² Gesetz und nicht um die Daten.
Newton hat seine Theorie nicht speziell für das 1/r-Potential konstruiert, Einstein die ART nicht speziell für die Periheldrehung, Heisenberg et al. die QM nicht für das Wasserstoffatom und Yang & Mills die nicht-abelsche Eichtheorie nicht für die QCD oder die elektroschwache Wechselwirkung.
Die erfolgreichen Prinzipien waren immer umfassende Prinzipien; das Prinzip der Homogenität und Isotropie ist dagegen die wohl gescheiterte Idee, eine spezielle Näherung zu adeln, also exakt das Gegenteil.
DrStupid
Verfasst am: 30. Jul 2025 14:14
Titel:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Das gilt für das konkrete Kraftgesetz -1/r², nicht für die Idee der Kraft bzw. des Potentials an sich.
Diese Idee kam aber nicht von Newton. Man wusste schon vorher, dass das Kraftgesetz -1/r² für Kreisbahnen gilt. Newton hat "nur noch" die Frage beantwortet, ob es auch bei Ellipsenbahnen funktioniert. Um diese Frage zu stellen, musste er (bzw. Halley) aber erstmal wissen, dass sich Körper auf Ellipsenbahnen um die Sonne bewegen. Das war nur bekannt, weil Kepler es aus den Datan von Tycho Brahe hergeleitet hat. In der Kosmologie ist aber bereits die Datenbasis fragwürdig.