Frage zu Buch

Harald_ · Gast

Was haltet ihr von dem Buch "Zurück vor den Urknall. Die ganze Geschichte des Universums" von Martin Bojowald? Ist es lesenswert? Wie ist die dargestellte Physik? Taugt dieses Buch etwas? Macht es Sinn, was er sagt? Und was haltet ihr von ihm als Physiker?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18208

Martin hat im Bereich LQG / LQC hervorragendes geleistet.

Die LQC war mal (seiner eigenen Einschätzung zufolge) aufgrund mathematischer Probleme in einer echten Sackgasse. Ich bin ehrlich, ich kenne den aktuellen Status nicht.

Ich bin mir nicht sicher, ob das Bild des "Durchtunnels" aus einem "Vorgängeruniversum" in unser Universum Bestand haben wird; die Theorie ist noch lange nicht ausgereift (d.h. nicht, dass ich sage, dass es falsch ist; ich denke nur, man sollte die LQC nicht als allgemein akzeptierte Theorie verstehen, sondern als "work-in-progress")

Harald_ · Gast

Wie argumentiert Martin Bojowald denn? Ich meine, auf welcher Argumentationsgrundlage formuliert er, dass unser Universum aus einem Vorgängeruniversum hervorgegangen ist?
Die LQG geht doch von der Annahme aus, dass unsere Raum-Zeit ein "Geflecht" aus Raumatomen, denn sogenannten Lops oder zu deutsch Schleifen besteht. Dadurch wird ein Flächeninhalt gebildet oder so.
Und wie sicher ist seine mathematisch-physikalische Theorie zum Vorgängeruniversum? Gibt es sonst noch Hinweise auf dieses?
Was ich nicht verstehe ist: Wenn dieses von Martin vorgeschlagenes Szenario zutrifft, dann kommt es doch nicht wieder vor! Die Modelle sagen eine ewige Expansion unseres Universums voher! Oder wird es sich wieder zusammenziehen?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18208

Er argumentiert auf Basis der LQC (C = Cosmology), wobei es sich um eine "Symmetrie-reduzierte" Version der LQG handelt. In der einfachsten Version behält man nur einen einzigen Freiheitsgrad, der soetwas die den Radius des Universums beschreibt; man kann jedoch sukzessive Deformationen mit aufnehmen. Die volle LQG enthält unendlich viele Freiheitsgrade. Die LQC folgt jedoch im Wesentlichen der Quantisierungsprozedur der LQG.

Zunächst gibt es in der LQG und LQC keine Zeit; die Schrödungergleichung ist "statisch". Normalerweise hat man

In einer reinen Quantengravitationstheorie gilt nun

Das ist eine generische Eigenschaft, unabhängig von Details der Theorie.

Nun koppelt man die Gravitation an ein skalares Feld phi als einfachstes Modell für Materie oder Strahlung. Aufgrund der Symmetrie-Reduzierung ist das Feld konstant, also eigtl. nur ein quantenmechanischer Freiheitsgrad. Dadurch resultieren einige interessante Dinge: man kann zunächst die obige Schrödingergleichung umschreiben in soetwas wie

D.h. zunächst, dass der Wert des Feldes die Rolle der Zeit übernimmt! Alles, was "passiert" wird an der "Zeitskala" gemessen, die durch das Feld selbst definiert wird.

Außerdem erhält der Hamiltonoperator h Terme, die man als "Modifikation der Gravitation bei hoher Dichte" interpretieren kann. Wenn man eine Wellenfunktion für den einen Freiheitsgrad des Gravitationsfeldes sowie das skalare Feld phi einführt, dann stellt man fest, dass diese Wellenfunktion - also die Lösung der LQC - da verschwindet, wo die Raumzeit eine Singularität ausbilden würde, also bei kleinen Radien.

Zuletzt kann man aus der quantenmechanischen Gleichung eine effektiv-klassische Gleichung ableiten, die einer modifizierten Friedman-Gleichung entspricht; auch diese "unterdrückt" die Singularität und zeigt stattdessen eine Art "Bounce" an.

Harald_ · Gast

Könnte es denn sein, dass sich unser Universum auch in ferner Zukunft wieder zusammenzieht? Geben das irgendwelche Gleichungen an? Denn wenn es so wäre, wie Nojowald sagt, dann wird sich unser Universum nicht wieder zusammenziehen. Es sei denn, es ändert sich Dunkle Materie und Dunkle Energie.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18208

Nach aktuellem Kenntnisstand der Kosmologen wird unser Universum ewig expandieren.