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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18140
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 TomS Verfasst am: 05. Jun 2023 18:00 Titel: |
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Dazu gibt es nichts auf arxiv, geschweige denn eine Veröffentlichung mit Peer Review.
Was genau soll da Antigravitation sein? Und selbst wenn, was hätte Antigravitation denn mit einem Weißen Loch zu tun?
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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. |
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 05. Jun 2023 18:06 Titel: Re: Die Ontologie moderner Physik |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Ich habe das so verstanden, dass die Art und Weise wie die Mannigfaltigkeit mit der Metrik in der Realität in Beziehung gesetzt wird, eine ontische Sicht ist. |
Also irgendeine Minimal-Ontologie ist sicher notwendig; ohne irgendeinen Bezug der Theorie zur Realität handelt es sich nicht um Physik.
In der Quantenmechanik bietet der Begriff des Messwertes eine derartige Minimal-Ontologie. Da die Messung in der orthodoxen Interpretation der Quantenmechanik jedoch explizit nicht Gegenstand der Quantenmechanik sind, reicht es nach der orthodoxen Lesart eben nicht mal zu dieser Minimal-Ontologie.
In der ART könnte man ebenfalls eine Minimal-Ontologie ohne die Raumzeit konstruieren. Diese ist ja für sich alleine nicht beobachtbar, d.h. ein rein mathematisches Konstrukt. |
Ich dachte immer die ART kommt ohne den Raumzeitbegriff gar nicht aus.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Aber man verrschließt sich eventuell neuen Erkenntnissen, wenn man die ART nur instrumentalistisch betrachtet. |
Ich sage ja nicht, dass ich soetwas für sinnvoll halte.
Im Gegenteil, ich halte die Idee, dass ein umfangreicher Formalismus praktisch nichts mit der Realität zu tun hat, jedoch dennoch wie durch Zauberei gut funktioniert, für ziemlich widersinnig. Wenn ich dir Ausschnitte aus dem Bauplan eines Autos zeige, und du danach ein funktionsfähiges Auto baust, wirst du meine Aussage, der Bauplan hätte nichts mit dem Auto zu tun, außer dass er irgendwie funktioniert, ziemlich skeptisch beurteilen. Und in der Tat, der Bauplan ist letztlich eine Sammlung zweidimensionaler Projektionen von Autoteilen. |
Interessanter Vergleich. Mir geht es ja darum zu verstehen ob die Materie ggf. in einem SL nicht einfach nur in einen Punkt "verschwindet" oder ob ein SL einfach "nur" ein Sternentyp ist, der bis auf die Gravitation und ggf. die Hawkingstrahlung und sonst keine Wechselwirkungen eingeht.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Hatten Bohr, Heisenberg und Einstein zu lebzeiten schon alle Informationen … |
Darum geht es gar nicht.
Einstein strebte eine lokale und zugleich realistische Sichtweise der Theorie an, d.h. dass diese diverse Aussagen über die tatsächlich vorliegende Realität machen solle. Insofern dies nicht möglich ist, hielt er die Theorie für unvollständig. Bohr argumentierte, dass die Theorie ja alle experimentell überprüfbaren Vorhersagen korrekt liefere. Das hat Einstein aber nie bestritten, er hielt es nur für unbefriedigend, an dieser Stelle einfach das Denken einzustellen.
Stell dir vor, du möchtest gut Essen gehen, und der Koch serviert dir nach einem unglaublichen Brimborium … ein trockenes Stück Brot. Auf deine Beschwerden entgegnet er lakonisch, man werde ja satt davon. Weitere Einwände lehnt er als unphysikalisch ab, ja, er bestreitet, dass man soetwas wie Qualität überhaupt sinnvoll diskutieren könne und verweist stattdessen auf die Zutatenliste. |
Ich muss ein wenig schmunzeln bei dem Vergleich aber er trifft es sehr gut und verständlich. Ich für meinen Teil habe auch das starke Gefühl, dass es unbefriedigend ist, das Denken einzustellen.
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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| antaris Verfasst am: 05. Jun 2023 18:18 Titel: |
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| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: |
Meine Frage enthielt noch einen ersten Satz. Ohne diesen ist die Fragestellung aus dem Kontext gerissen:
| Zitat: | | Ich Frage mich, warum man von einer Vakuumlösung spricht, bei der ja definitionsgemäß die Feld erzeugende Masse überall 0 ist, außer am Punkt des Ursprungs. Wenn sich Energie unendlich in einem unendlich kleinen Punkt konzentrieren kann, warum kann dann jedes SL eine unterschiedliche Größe haben? Warum ist nicht jedes SL nur punktförmig? |
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und was ändert das dieser Kontext nun an Deiner Fragestellung, die IMO auf der Verwechslung der Größe des Ereignishorizontes mit der Ausdehnung der Masse beruht? |
Du hattest geschrieben, dass in der Fragestellung vorausgesetzt habe, dass Masse im SL in einem Punkt konzentriert ist. Diese Voraussetzung habe aber nicht ich genannt, sondern die Definition der Vakuumlösung. Ich fragte warum nicht jedes SL nur Punktförmig ist.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: |
Die Annahme ist aber Bestandteil der etablierten Physik, denn jede Masse wird als Punktmasse beschrieben.
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In der etablierten Physik ist jede Masse ein SL? |
Nein ich meinte, dass in der Physik jede Masse als Punktmasse beschrieben wird...
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: |
Ich meine, warum sollen bei einer Supernova nur bei den SL's punktförmige Massen entstehen?
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Weil eine tatsächliche Punktmasse ein SL ist. |
Dann verstehe ich trotzdem noch nicht, warum diese Punktmasse eine Ausdehnung des EH im Raum verursacht.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: |
Richtig. Das ist einfache Berechnung an der Einheitskugel. Radius linear, Fläche quadratisch und Volumen kubisch. Alle 3 hängen von der Anzahl der Planck-Massen-Punkte innerhalb der Kugel ab, deren (Energie-)Dichte nicht unendlich, sondern im Maximum ist.
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Da könntest Du nun drauf kommen, dass das Schwarzschildvolumen viel schneller mit der Masse wächst, als das Volumen einer Massekugel endlicher Dichte. Wenn Du nun allgemein behauptest, die Masse eines SL wäre gleichmäßig in dessen Schwarzschildvolumen verteilt, müsstest Du erklären, warum die Massendichte mit steigender Masse stark abnimmt, obwohl sich ja Massen bekanntermaßen anziehen.
Wenn ich die Planckmasse durch das Planckvolumen teile, komme ich auf eine Dichte der Größenordnung von 10^97 kg/m^3
Würde man die Masse der Erde gleichmäßig in ihrem Schwarzschildvolumen verteilen käme man nur noch auf eine Dichte in der GO von 10^30 kg/m^3, bei der Sonne auf 10^19 kg/m^3 und bei dem Supermassiven SL im Zentrum unserer Milchstraße auf eine Dichte in der GO von 10^6 kg/m^3. |
Da hätte ich wirklich mal selber drauf kommen können und bringt mich arg zum nachdenken. 
Könnte das ggf. mit der sinkenden Temperatur des SL bei steigender Masse zusammenhängen?
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: |
Ok, dann eben gemittelt gleichverteilt. |
Eine punktförmige Masse ist - auf das Volumen gemittelt - auch gleichverteilt. |
Aber die Masse eines SL kann dann ja laut deiner Aussage nicht auf ein endlich großes Volumen verteilt sein.
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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| antaris Verfasst am: 05. Jun 2023 18:35 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Kollabiert die Masse insgesamt, also das ganze SL oder auch die Elementarteilchen? |
Das ist eine seltsame Frage.
Man berechnet die Zustandsgleichung für makroskopische Materieverteilungen auf Basis mikroskopischer Modelle für Elementarteilchen, d.h. im Rahmen der Quantenfeldtheorie. |
Ich stell mich einfach manchmal zu blöd an die Frage vernünftig zu formulieren. Werden die Elementarteilchen, vor allem die Quarks, bei einem Kollaps zu einem SL zerstört oder bleiben diese erhalten?
| Zitat: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Wenn Masse mit "extremer" Energie und Druck zusammengepresst und komprimiert wird, so entsteht doch zwischen den Massen ein Druck, der dem von außen entgegen wirkt. |
Genau diesen Druck kann man berechnen und stellt eben fest, dass er für Neutronensterne oberhalb einer gewissen Masse nicht ausreicht, den Kollaps zu verhindern.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Tolman–Oppenheimer–Volkoff_limit |
Ok der Druck ist bei einem Neutronenstern noch groß genug, um den weiteren Kollaps zu verhindern aber wenn er nicht ausreicht kollabiert er zu einem SL. Ich verstehe nur nicht, warum dann die Masse zu einen unendlich kleinen Punkt kollabiert und nicht doch eine endlich große Masse Besitzt. In der Kerr Metrik wird doch z.B. der innere Horizont mittels des Gravitationsradius beschrieben. Die Cauchy-Fläche könnte dann ja auch eine kompakte und endlich ausgedehnte Masse umschließen.
Der äußere Raum eines SL ist für mich kein Problem. Will da gar nicht abstreiten, dass die Daten zu den Beobachtungen gut passen.
| Zitat: |
Die Ergebnisse von Hawking und Penrose sind jedoch recht allgemeingültig, d.h. sie besagen, dass kein „physikalisch vernünftiges“ Modell der Elementarteilchenphysik den Kollaps immer verhindern kann. Daher wäre die einzig verbleibende Möglichkeit wohl die, dass die Gravitation selbst nahe der Planck-Skala neuartige Quanteneffekte aufweist und daraus eine Art repulsiver oder stabilisierender Effekt resultiert. Die Hawking-Penrose-Theoreme sind für die vermuteten Quanteneffekte der Gravitation nicht mehr gültig.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Planck_star |
Der Planck-Star geht doch aber in die Richtung von dem, was ich versuche zu beschreiben.
Wikipedia:
| Zitat: | | In loop quantum gravity theory, a Planck star is a hypothetical astronomical object, theorized as a compact, exotic star, that exists within a black hole's event horizon, created when the energy density of a collapsing star reaches the Planck energy density. Under these conditions, assuming gravity and spacetime are quantized, a repulsive "force" arises from Heisenberg's uncertainty principle. The accumulation of mass–energy inside the Planck star cannot collapse beyond this limit because it violates the uncertainty principle for spacetime itself. |
Ich mache auch keinen hehl daraus, dass ich die LQG wesentlich mehr "mag" als die Stringtheorie.
| Zitat: | | Das ändert aber nichts an der ursprünglichen Fragestellung, ob und wie die Singularitäten ontische zu interpretieren sind: sie handelt sich um einen Defekt der klassischen Theorie, genauer, der Kombination aus ART und gewissen klassischen Effekte der QFT, speziell der QCD. Es gibt nichts zu interpretieren, nur zu reparieren, z.B. im Rahmen einer Theorie der Quantengravitation. |
Die Thematik Singularität sehe ich für mich als abgehakt an. Auch die Frage nach einer ontischen Sicht der selbigen.[/quote]
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 477
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| antaris Verfasst am: 05. Jun 2023 18:41 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | noch nicht mal für elektrisch neutrale, rotierende SLs ist eine reguläre Kerr-Innenraumlösung bekannt |
Vielleicht gibt es gar keine innere Lösung, die von außen bzw. unendlich weit entfernt gültig ist?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18140
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| TomS Verfasst am: 05. Jun 2023 18:45 Titel: |
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@antaris -
Der Raumzeit-Begriff suggeriert eine ontische Sichtweise. Ersetze Raumzeit durch (M,g), und du hast dich davon befreit.
Ein Schwarzes Loch ist nach heutigem Kenntnisstand der Endzustand eines kollabierenden Sterns. Die zugehörige mathematische Lösung der Feldgleichungen enthält eine Singularität. Letzteres beschreibt ersteres im Außenraum des Horizontes (das ist mathematisch nicht präzise) zumindest in sehr guter Näherung wohl zutreffend. Meistens meint man mit Schwarzes Loch irgendwie beides, das reale Objekt sowie die mathematische Lösung mit Singularität und Horizont.
Man darf sich da keine Punktmasse im physikalischen Sinne vorstellen. Besser, man denkt sich ein infinitesimal kleines Loch, das die Singularität repräsentiert, und außenherum eine Geometrie, wie wenn da eine derartige Masse wäre. Die Frage nach dem, was in der Singularität mit der Materie passiert, ist sinnlos, weil „Singularität“ einfach bedeutet, wir wissen es nicht, unsere mathematischen Modelle versagen, sie sind an dieser Stelle völlig unbrauchbar.
Der Ereignishorizont ist nichts greifbares. Es ist einfach eine rein geometrische definierte Kugeloberfläche, innerhalb derer auch „radial nach außen gerichtete“ Lichtstrahlen auf die Singularität zulaufen.
Eine alternative Vorstellung besteht darin, sich den Raum als (immaterielle!) Flüssigkeit vorzustellen, die dem Ereignishorizont und letztlich der Singularität immer schneller entgegenströmt, ähnlich wie Wasser in Richtung eines Wasserfalls fließt. Der Wasserfall selbst entspricht der Singularität. Jede Art von Beobachter, Materie und Licht bewegt sich nun relativ zu diesem Raum, so wie Fische im Wasser. Die Maximalgeschwindigkeit entspricht der Lichtgeschwindigkeit, also sozusagen den schnellsten Fischen. Jenseits einer im Strom nicht sichtbaren Linie strömt das Wasser schneller auf den Wasserfall zu als die schnellsten Fische selbst gegen den Strom schwimmen können; die Fische werden also unvermeidlich mit dem Wasser den Wasserfall hinunterstürzen. Die Fische bemerken jedoch nichts, wenn sie die gedachte (berechnete), jedoch unsichtbare Linie überschreiten.
Mit dem Begriff „innerer Lösung“ muss man vorsichtig sein, damit es nicht zu Verwechslungen kommt.
1) Es existiert eine mathematische Lösung innerhalb des Ereignishorizontes mit Singularität. In wie weit diese auch physikalisch sinnvoll ist, oder bereits ein rein mathematisches Artefakt, wäre Gegenstand einer verbesserten Theorie.
2) Im Falle eines nicht-rotierenden Sterns oder Planeten existiert eine mathematisch und physikalisch völlig akzeptable Lösung innerhalb der Materie. Für rotierende Materie ist keine geschlossene Lösung bekannt, allerdings numerische Modelle.
In jeden Fall lässt die Lösung im Inneren eines Horizonts keine stabile, ausgedehnte Materieverteilung zu. Jeder Massepunkt wie ein Elementarteilchen folgen einer Weltlinie durch die Raumzeit. Innerhalb des Horizonts enden alle Weltlinien in der Singularität; existieren keine Weltlinien bei konstantem endlichen Abstand.
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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.
Zuletzt bearbeitet von TomS am 05. Jun 2023 19:14, insgesamt 6-mal bearbeitet |
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Sonnenwind
Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 679
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| Sonnenwind Verfasst am: 05. Jun 2023 18:53 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | Dazu gibt es nichts auf arxiv, geschweige denn eine Veröffentlichung mit Peer Review.
Was genau soll da Antigravitation sein? Und selbst wenn, was hätte Antigravitation denn mit einem Weißen Loch zu tun? |
Ich habe es mir so gedacht, weil es sich so verhält: Nichts, auch nichts Neutrales oder umgekehrt Geladenes kann der Zentralladung beliebig nahe kommen.
Verstanden, woher die Abstoßung kommt, habe ich aber nicht richtig. Die reden von "negativem Druck" des elektrischen Feldes. Was da ein Druck soll und wieso negativer Druck eine Abstoßung machen soll, verstehe ich nicht.
Ich dachte mir eher, dass für das Zentrum nur noch negative Masse übrigbleibt und der Rest in der Feldenergie des elektrischen Feldes steckt. Mit Vorstellung scheint man aber nicht weit zu kommen bei der ART.
https://de.wikipedia.org/wiki/Reissner-Nordstr%C3%B6m-Metrik
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Das Photon: Eine Geschichte voller Missverständnisse. |
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 477
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 05. Jun 2023 19:39 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | @antaris -
Der Raumzeit-Begriff suggeriert eine ontische Sichtweise. Ersetze Raumzeit durch (M,g), und du hast dich davon befreit. |
Ok ich denke das verstanden zu haben, weil es dann um eineindeutige Mathematik geht, die keine Interpretation benötigt.
| Zitat: | Ein Schwarzes Loch ist nach heutigem Kenntnisstand der Endzustand eines kollabierenden Sterns. Die zugehörige mathematische Lösung der Feldgleichungen enthält eine Singularität. Letzteres beschreibt ersteres im Außenraum des Horizontes (das ist mathematisch nicht präzise) zumindest in sehr guter Näherung wohl zutreffend. Meistens meint man mit Schwarzes Loch irgendwie beides, das reale Objekt sowie die mathematische Lösung mit Singularität und Horizont.
Man darf sich da keine Punktmasse im physikalischen Sinne vorstellen. Besser, man denkt sich ein infinitesimal kleines Loch, das die Singularität repräsentiert, und außenherum eine Geometrie, wie wenn da eine derartige Masse wäre. Die Frage nach dem, was in der Singularität mit der Materie passiert, ist sinnlos, weil „Singularität“ einfach bedeutet, wir wissen es nicht, unsere mathematischen Modelle versagen, sie sind an dieser Stelle völlig unbrauchbar. |
Aber muss dann eine Quantengravitation, die das innere eines SL beschreiben soll, nicht den Zustand der Materie im SL beschreiben?
| Zitat: | | Der Ereignishorizont ist nichts greifbares. Es ist einfach eine rein geometrische definierte Kugeloberfläche, innerhalb derer auch „radial nach außen gerichtete“ Lichtstrahlen auf die Singularität zulaufen. |
Die Radial nach außen gerichteten Lichtstrahlen laufen aber erst ab dem EH auf die Singularität zu?
| Zitat: | | Eine alternative Vorstellung besteht darin, sich den Raum als (immaterielle!) Flüssigkeit vorzustellen, die dem Ereignishorizont und letztlich der Singularität immer schneller entgegenströmt, ähnlich wie Wasser in Richtung eines Wasserfalls fließt. Der Wasserfall selbst entspricht der Singularität. Jede Art von Beobachter, Materie und Licht bewegt sich nun relativ zu diesem Raum, so wie Fische im Wasser. Die Maximalgeschwindigkeit entspricht der Lichtgeschwindigkeit, also sozusagen den schnellsten Fischen. Jenseits einer im Strom nicht sichtbaren Linie strömt das Wasser schneller auf den Wasserfall zu als die schnellsten Fische selbst gegen den Strom schwimmen können; die Fische werden also unvermeidlich mit dem Wasser den Wasserfall hinunterstürzen. Die Fische bemerken jedoch nichts, wenn sie die gedachte (berechnete), jedoch unsichtbare Linie überschreiten. |
Das entspricht sehr gut meinen Gedanken dazu. Die Fische sind Photonen, welche sich, zu sich selbst gesehen, "ganz normal" mit c nach außen bewegen aber für einen entfernten Beobachter scheint es so, als hätten die Fische/Photonen eine "negative" Geschwindigkeit, da die Lichtstrahlen auf die Singularität (den Ursprung) zulaufen.
Wie kann ich den Begriff inmateriell verstehen?
Kennst du die Seiten von Jörg Resag (er hat ein paar interessante Online-Bücher zu der ganzen Thematik)? Z.B. diese hier?
http://www.joergresag.privat.t-online.de/mybk2htm/chap53.htm
Er schreibt dort über:
[url]Der Energie-Impuls-Tensor einer reibungsfreien Flüssigkeit[/url]
Leider bin ich immer noch weit davon entfernt die Mathematik zu verstehen aber hat es damit zu tun?
| Zitat: | Mit dem Begriff „innerer Lösung“ muss man vorsichtig sein, damit es nicht zu Verwechslungen kommt.
1) Es existiert eine mathematische Lösung innerhalb des Ereignishorizontes mit Singularität. In wie weit diese auch physikalisch sinnvoll ist, oder bereits ein rein mathematisches Artefakt, wäre Gegenstand einer verbesserten Theorie.
2) Im Falle eines nicht-rotierenden Sterns oder Planeten existiert eine mathematisch und physikalisch völlig akzeptable Lösung innerhalb der Materie. Für rotierende Materie ist keine geschlossene Lösung bekannt, allerdings numerische Modelle. |
Was ist, wenn man bei 2) die Sicht umkehrt, also die rotierende Masse fest steht, sich aber das gesamte Universum um die Masse herum dreht. Klingt zwar irgendwie total blöd aber nach dem Relativitätsprinzip es doch nicht total falsch?
| Zitat: | | In jeden Fall lässt die Lösung im Inneren eines Horizonts keine stabile, ausgedehnte Materieverteilung zu. Jeder Massepunkt wie ein Elementarteilchen folgen einer Weltlinie durch die Raumzeit. Innerhalb des Horizonts enden alle Weltlinien in der Singularität; existieren keine Weltlinien bei konstantem endlichen Abstand. |
Ich habe ja nie behauptet, dass die Masse stabil, im Sinne eines Festkörpers ist. Gegen Fluktuationen der Massen im SL hätte ich nichts. Ein starrer Kern im SL wäre wohl auch nur in der Schwarzschild-Metrik denkbar...wenn überhaupt.
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 477
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 05. Jun 2023 19:48 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Jede Art von Beobachter, Materie und Licht bewegt sich nun relativ zu diesem Raum, so wie Fische im Wasser. Die Maximalgeschwindigkeit entspricht der Lichtgeschwindigkeit, also sozusagen den schnellsten Fischen. |
Das habe ich irgendwie überlesen und ich Frage mich tatsächlich schon eine Weile, warum nicht jede Bewegung innerhalb einer Galaxie relativ zum SL in dessen Zentrum angesehen wird. Wie du (implizit) schreibst, ist das SL ja hochrelativistisch und der Zustand sozusagen mit der Lichtgeschwindigkeit vergleichbar. Könnte die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit ein Indiz darauf sein, dass Bewegungen relativ zum SL die Relativität verursacht?
Klar gibt es da Milliarden von Galaxien im Universum, die sich gegenseitig beeinflussen (machsche Prinzip) aber vielleicht ist die Beeinflussung so gering, dass man jede Galaxie als (fast) abgeschlossenes System ansehen kann?
Wobei Ausnahmen die Regel bestätigen, da ja nicht alle Galaxien sich voneinander weg bewegen, wie z.B. die Milchstraße und die Andromedagalaxie.
Zuletzt bearbeitet von antaris am 05. Jun 2023 20:16, insgesamt einmal bearbeitet |
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 810
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| Aruna Verfasst am: 05. Jun 2023 19:52 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: |
Nein ich meinte, dass in der Physik jede Masse als Punktmasse beschrieben wird...
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Das gilt nur für die Fälle, bei denen von der Ausdehnung einer Masse abstrahiert werden kann. Aber schon wenn es um dezentralen Stoß oder Trägheitsmomente geht, funktioniert das nicht mehr.
| antaris hat Folgendes geschrieben: |
Dann verstehe ich trotzdem noch nicht, warum diese Punktmasse eine Ausdehnung des EH im Raum verursacht.
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Du hast doch selbst zitiert, dass der Schwarzschildradius einer Massenverteilung nur von der Masse dieser Verteilung abhängt.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: |
Da hätte ich wirklich mal selber drauf kommen können und bringt mich arg zum nachdenken.
Könnte das ggf. mit der sinkenden Temperatur des SL bei steigender Masse zusammenhängen?
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IMO eher schlicht damit, dass der Schwarzschildradius proportional zur Masse ist und nicht zur dritten Wurzel der Masse.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: |
Aber die Masse eines SL kann dann ja laut deiner Aussage nicht auf ein endlich großes Volumen verteilt sein. |
Das habe ich nicht gesagt.
In der ART geht das IMO nicht, aber die ist aufgrund der Singularität eventuell nicht der Weisheit letzter Schluss, weil irgendwann vor der Punktförmigkeit Quanteneffekt in's Spiel kommen.
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 477
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 05. Jun 2023 20:14 Titel: |
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| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: |
Nein ich meinte, dass in der Physik jede Masse als Punktmasse beschrieben wird...
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Das gilt nur für die Fälle, bei denen von der Ausdehnung einer Masse abstrahiert werden kann. Aber schon wenn es um dezentralen Stoß oder Trägheitsmomente geht, funktioniert das nicht mehr.
| antaris hat Folgendes geschrieben: |
Dann verstehe ich trotzdem noch nicht, warum diese Punktmasse eine Ausdehnung des EH im Raum verursacht.
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Du hast doch selbst zitiert, dass der Schwarzschildradius einer Massenverteilung nur von der Masse dieser Verteilung abhängt.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: |
Da hätte ich wirklich mal selber drauf kommen können und bringt mich arg zum nachdenken.
Könnte das ggf. mit der sinkenden Temperatur des SL bei steigender Masse zusammenhängen?
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IMO eher schlicht damit, dass der Schwarzschildradius proportional zur Masse ist und nicht zur dritten Wurzel der Masse.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: |
Aber die Masse eines SL kann dann ja laut deiner Aussage nicht auf ein endlich großes Volumen verteilt sein. |
Das habe ich nicht gesagt.
In der ART geht das IMO nicht, aber die ist aufgrund der Singularität eventuell nicht der Weisheit letzter Schluss, weil irgendwann vor der Punktförmigkeit Quanteneffekt in's Spiel kommen. |
Ok, ich sehe die Problematik in meiner Argumentation bezüglich der Masseverteilung im Volumen eines SL und weiß grade nicht so recht, wie ich darauf reagieren soll.
Bezüglich der Temperatur eines SL ist diese aber nicht mit der steigenden Masse linear fallend.
https://www.desmos.com/calculator/io0w8gqwwi?lang=de
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 477
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 05. Jun 2023 20:38 Titel: |
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| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: |
Dann verstehe ich trotzdem noch nicht, warum diese Punktmasse eine Ausdehnung des EH im Raum verursacht.
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Du hast doch selbst zitiert, dass der Schwarzschildradius einer Massenverteilung nur von der Masse dieser Verteilung abhängt. |
Bei einem Kreisumfang von 1 m beträgt der Radius ca. 0,159 m. Wird der Radius um einen weiteren Meter verlängert, so erhöht sich der Radius proportional um weitere 0,159 m und das vollkommen unabhängig davon, wie groß der Kreis ursprünglich war. Sprich selbst beim größten SL vergrößert sich der Abstand zum Ursprung um 0,159 m, wenn der Umfang nur 1m verlängert wird.
Im Falle der Kerr-Metrik kann man ja nicht mehr von einer Kugel reden, da es sich um ein Ellipsoid handelt und die Singularität ist ringförmig.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18140
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| TomS Verfasst am: 05. Jun 2023 22:29 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Ok ich denke das verstanden zu haben, weil es dann um eineindeutige Mathematik geht, die keine Interpretation benötigt. |
Jede Mathematik benötigt eine Interpretation, die den Bezug zur tatsächlich existierenden Realität darstellt, da die Mathematik andernfalls nicht zur Physik wird sondern reine Mathematik bleibt.
Aber die Situation ist angenehmer, da viele bekannte und scharf definierte Eigenschaften vorliegen (Ort, Impuls, Drehimpuls), keinerlei (subjektiven oder objektiven) Wahrscheinlichkeiten … D.h. man wird nie ernsthaft zu philosophischen Reflexionen gezwungen, jeder kann sich das irgendwie zurechtlegen, ohne dass daraus ein echter physikalischer Dissens entstünde.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Aber muss dann eine Quantengravitation, die das innere eines SL beschreiben soll, nicht den Zustand der Materie im SL beschreiben? |
Ja, das ist die Erwartungshaltung. Aber das wäre auch eine vollständig andere Theorie mit einer anderen Ontologie und einer anderen Interpretation, die insbs. gewisse Aspekte der Quantenmechanik aufgreifen müsste.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Radial nach außen gerichteten Lichtstrahlen laufen aber erst ab dem EH auf die Singularität zu? |
Siehe das Bild im Anhang.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Was ist, wenn man bei 2) die Sicht umkehrt, also die rotierende Masse fest steht, sich aber das gesamte Universum um die Masse herum dreht. Klingt zwar irgendwie total blöd aber nach dem Relativitätsprinzip es doch nicht total falsch? |
Nein, die beiden Situationen sind klar unterscheidbar.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Ich habe ja nie behauptet, dass die Masse stabil, im Sinne eines Festkörpers ist. Gegen Fluktuationen der Massen im SL hätte ich nichts. |
Auch das ist ausgeschlossen.
| Beschreibung: |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18140
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| TomS Verfasst am: 06. Jun 2023 10:48 Titel: |
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| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | In der ART geht das IMO nicht, aber die ist aufgrund der Singularität eventuell nicht der Weisheit letzter Schluss, weil irgendwann vor der Punktförmigkeit Quanteneffekt in's Spiel kommen. |
Man ist sich eigentlich ziemlich einig, dass das Schwarze Loch im Rahmen einer Theorie der Quantengravitiation (insbs. LQG, Strings) ein makropskopisches Quantensystem ist, das eine Ausdehnung bis zum Horizont aufweist, und der in gewissen semiklassischen Approximationen wieder auftaucht.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Bezüglich der Temperatur eines SL ist diese aber nicht mit der steigenden Masse linear fallend. |
Wie kommst du jetzt auf die Temperatur?
Diese ist sicher kein Resdulktat der ART alleine, sondern einer Kombination der ART mit einer QFT - und diese Kombination ist allenfalls in gewissen Grenzen näherungsweise gültig, prinzipiell jedoch mathematisch inkonsistent. (d.h. die Berechnung der Temperatur könnte für makroskopische Schwarze Löcher gelten).
Auch hier lieget wieder das Problem vor, dass man etwas ontisch interpretieren möchte, von dem man weiß, dass es letztlich inkonsistent ist.
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Sonnenwind
Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 679
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| Sonnenwind Verfasst am: 06. Jun 2023 13:58 Titel: |
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Ich habe da nochmal die Frage nach dem Zusammenhang zwischen elektomagnetischem Feld und ART. Ist es so, dass das elektomagnetische Feld nur über seine Energiedichte und Impulsdichte mit der ART interagiert oder gibt es da noch einen elekromagnetischen "Druck"?
Was sind denn die Ausgangsgleichungen, die dafür (z.B. Reissner-Nordström-Metrik) zu lösen sind?
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Das Photon: Eine Geschichte voller Missverständnisse. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18140
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| TomS Verfasst am: 06. Jun 2023 16:56 Titel: |
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| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | Ich habe da nochmal die Frage nach dem Zusammenhang zwischen elektromagnetischem Feld und ART. Ist es so, dass das elektromagnetische Feld nur über seine Energiedichte und Impulsdichte mit der ART interagiert oder gibt es da noch einen elekromagnetischen "Druck"? |
Es handelt sich zunächst um die Einstein-Gleichungen, wobei auf deren rechter Seite der Energie-Impuls-Tensor des elektromagnetischen Feldes steht; dieser enthält die Energiedichte in der 00-Komponte, die Impulsdichte in den 0i- und i0-Komponenten sowie die Druckdichten in den ik-Komponenten.
Außerdem muss man natürlich die Maxwell-Gleichungen in einer gekrümmten Raumzeit betrachten.
Siehe z.B. hier: Maxwell's equations in curved spacetime
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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. |
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Sonnenwind
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| Sonnenwind Verfasst am: 06. Jun 2023 17:27 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | ... sowie die Druckdichten in den ik-Komponenten. |
Das ist der Punkt, den ich gar nicht verstehe. "Druckdichte" ist wohl ein Schreibfehler(?), denn ein Druck ist ja schon eine Dichte als Kraft pro Fläche. Ansonsten ist ja wohl nicht der Strahlungsdruck gemeint. Und ein allgemeiner Druck würde ja auch auf neutrale Materie wirken wie der Wasserdruck.
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Das Photon: Eine Geschichte voller Missverständnisse. |
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TomS
Moderator
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antaris
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| antaris Verfasst am: 06. Jun 2023 18:27 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Ok ich denke das verstanden zu haben, weil es dann um eineindeutige Mathematik geht, die keine Interpretation benötigt. |
Jede Mathematik benötigt eine Interpretation, die den Bezug zur tatsächlich existierenden Realität darstellt, da die Mathematik andernfalls nicht zur Physik wird sondern reine Mathematik bleibt. |
Die gewisse minimal-Ontologie.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Aber die Situation ist angenehmer, da viele bekannte und scharf definierte Eigenschaften vorliegen (Ort, Impuls, Drehimpuls), keinerlei (subjektiven oder objektiven) Wahrscheinlichkeiten … D.h. man wird nie ernsthaft zu philosophischen Reflexionen gezwungen, jeder kann sich das irgendwie zurechtlegen, ohne dass daraus ein echter physikalischer Dissens entstünde. |
Da stimme ich zu und das meinte ich mit der Eineindeutigkeit, die in der klassischen Physik eher gegeben ist, als in der QM. Ich bin überzeugt davon, dass der Makrokosmos und dessen Beschreibung ebenso mehr philosophisch reflektiert werden sollte. Es soll gar nicht um Pseudowissenschaft und Metaphysik gehen aber vielleicht eine offenere Einstellung zu den realistischen Möglichkeiten, wie es z.B. Hawking in seinem letzten Werk getan hat.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Aber muss dann eine Quantengravitation, die das innere eines SL beschreiben soll, nicht den Zustand der Materie im SL beschreiben? |
Ja, das ist die Erwartungshaltung. Aber das wäre auch eine vollständig andere Theorie mit einer anderen Ontologie und einer anderen Interpretation, die insbs. gewisse Aspekte der Quantenmechanik aufgreifen müsste. |
Wie anders muss es denn sein? Solch eine Theorie müsste doch das Fundament für die QM darstellen und die QM das Fundament der klassischen Physik. Oder muss die gesuchte Theorie die QM und die klassische Physik miteinander verknüpfen und wäre somit semiklassisch?
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Radial nach außen gerichteten Lichtstrahlen laufen aber erst ab dem EH auf die Singularität zu? |
Siehe das Bild im Anhang. |
Irgendwie verstehe ich die Skizze nicht.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Was ist, wenn man bei 2) die Sicht umkehrt, also die rotierende Masse fest steht, sich aber das gesamte Universum um die Masse herum dreht. Klingt zwar irgendwie total blöd aber nach dem Relativitätsprinzip es doch nicht total falsch? |
Nein, die beiden Situationen sind klar unterscheidbar. |
Es bringt also auch keine Vorteile das umgekehrt zu betrachten?
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Ich habe ja nie behauptet, dass die Masse stabil, im Sinne eines Festkörpers ist. Gegen Fluktuationen der Massen im SL hätte ich nichts. |
Auch das ist ausgeschlossen. |
Ok, dann muss ich meine Sicht an der Stelle überdenken, wobei du ja auch Alternativen benannt hast, die meine bisherige Sicht ersetzen könnten.
Macht es Sinn im Zusammenhang bei SL's nicht von Massen, sondern von der gesamten Energie des Loch-Systems zu sprechen?
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antaris
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| antaris Verfasst am: 06. Jun 2023 18:36 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Aruna hat Folgendes geschrieben: | | In der ART geht das IMO nicht, aber die ist aufgrund der Singularität eventuell nicht der Weisheit letzter Schluss, weil irgendwann vor der Punktförmigkeit Quanteneffekt in's Spiel kommen. |
Man ist sich eigentlich ziemlich einig, dass das Schwarze Loch im Rahmen einer Theorie der Quantengravitiation (insbs. LQG, Strings) ein makropskopisches Quantensystem ist, das eine Ausdehnung bis zum Horizont aufweist, und der in gewissen semiklassischen Approximationen wieder auftaucht. |
Mit der Aussage kann ich sehr gut leben. Also ist die gesuchte Theorie eine semiklassische Verbindung zwischen QM und klassischer Physik?
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Bezüglich der Temperatur eines SL ist diese aber nicht mit der steigenden Masse linear fallend. |
Wie kommst du jetzt auf die Temperatur?
Diese ist sicher kein Resdulktat der ART alleine, sondern einer Kombination der ART mit einer QFT - und diese Kombination ist allenfalls in gewissen Grenzen näherungsweise gültig, prinzipiell jedoch mathematisch inkonsistent. (d.h. die Berechnung der Temperatur könnte für makroskopische Schwarze Löcher gelten).
Auch hier lieget wieder das Problem vor, dass man etwas ontisch interpretieren möchte, von dem man weiß, dass es letztlich inkonsistent ist. |
Ich hatte Arune gefragt ob die kubisch fallende Massendichte pro linear steigender Masse mit dem gleichzeitigen abfallen der Temperatur zusammenhängen könnte.
Ich bin nicht überzeugt, dass ein makroskopisches SL überhaupt unterschiedlich zu einem mikroskopischen SL beschrieben werden sollte. Mikro-SL's zerfallen durch die viel höhere Temperatur, im Gegensatz zu den Supermassiven SL's, die kälter als die Hintergrundstrahlung und somit hochstabile Objekte sind.
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antaris
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| antaris Verfasst am: 06. Jun 2023 18:38 Titel: |
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| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | ... sowie die Druckdichten in den ik-Komponenten. |
Das ist der Punkt, den ich gar nicht verstehe. "Druckdichte" ist wohl ein Schreibfehler(?), denn ein Druck ist ja schon eine Dichte als Kraft pro Fläche. Ansonsten ist ja wohl nicht der Strahlungsdruck gemeint. Und ein allgemeiner Druck würde ja auch auf neutrale Materie wirken wie der Wasserdruck. |
Mir fällt mindestens eine physikalische Dichte ein, die nichts mit Druck zu tun hat.
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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| antaris Verfasst am: 06. Jun 2023 18:52 Titel: |
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Aus dem Thread https://www.physikerboard.de/ptopic,389187.html#389187
| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Makroskopische Zustandsgrößen bzw. Zustandsgrößen für makroskopische Systeme wie in der Thermodynamik üblich wären z.B. Stoffmenge, Druck, Temperatur, Entropie, innere Energie … die eben gerade nicht auf einzelne Teilchen anwendbar sind. |
Wenn man die Entropie der Informationsdichte (oder Zustandsdichte) betrachtet und diese zwischen 0 und 100% festlegt, so ist sie doch auf Quantenobjekte anwendbar? Dabei könnte der kohärente Zustand mit 100% Entropie interpretiert werden, da ja in der Superposition alle Zustande zur gleichen Zeit real sein können.
Oder hier die Entropie des Dichteoperators. Eine mögliche Entropie im Ursprung der quantenmechansichen Wahrscheinlichkeiten finde ich nicht uninteressant.
https://de.wikipedia.org/wiki/Dichteoperator#Entropie
Passend dazu die Informationsfeldtheorie, welche in der Bildgebung von Messungen physikalischer Felder genutzt wird und universell bei allen Feldern anwendbar ist.
https://www.mpa-garching.mpg.de/165864/Information-Field-Theory
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TomS
Moderator
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| TomS Verfasst am: 07. Jun 2023 18:21 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | Aber das wäre auch eine vollständig andere Theorie mit einer anderen Ontologie und einer anderen Interpretation, die insbs. gewisse Aspekte der Quantenmechanik aufgreifen müsste. |
Wie anders muss es denn sein? Solch eine Theorie müsste doch das Fundament für die QM darstellen und die QM das Fundament der klassischen Physik. Oder muss die gesuchte Theorie die QM und die klassische Physik miteinander verknüpfen und wäre somit semiklassisch?
… Also ist die gesuchte Theorie eine semiklassische Verbindung zwischen QM und klassischer Physik? |
Du hast eine falsche Vorstellung vom Begriff „semiklassisch“.
Eine klassische Feldtheorie wie z.B. die klassische Elektrodynamik folgt mittels geeigneter Näherungen in niedrigster Ordnung aus der Quantenelektrodynamik. Etwas Ähnliches erwartet man für die Allgemeine Relativitätstheorie als klassischen Grenzfall einer Theorie der Quantengravitation. Eine semiklassische Theorie wäre eine klassische Feldtheorie, die man mittels höherer Ordnungen derartiger Näherungen erhält, wobei die Korrekturen gewisse Quanteneffekte enthalten.
Eine sehr einfaches Beispiel ist die Hawking-Strahlung. Aus einer quantenfeldtheoretischen Berechnung
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Hawking-Strahlung > Erläuterungen zu Hawkings Originalarbeit
folgt zur klassischen Temperatur eines Schwarzen Lochs
} = 0)
die Korrektur erster Ordnung in h-quer
} = \hbar \cdot \frac{c^3}{8\pi \,k_\text{B}\,G\,M})
Ich schlage jedoch vor, dass wir diese Diskussion
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Ich hatte Arune gefragt ob die kubisch fallende Massendichte pro linear steigender Masse mit dem gleichzeitigen abfallen der Temperatur zusammenhängen könnte. |
zurückstellen.
Eine semiklassische Theorie ist also normalerweise keine einfache Kombination einer klassischen und einer quantenmechanischen Theorie, sondern eine semiklassische Näherung an eine vollständig quantenmechanische Theorie.
Einige wesentliche Ansätze zur Quantengravitation sehen exakt so aus: ein vollständig quantentenmechanischer Formalismus.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Radial nach außen gerichteten Lichtstrahlen laufen aber erst ab dem EH auf die Singularität zu? |
Siehe das Bild im Anhang. |
Irgendwie verstehe ich die Skizze nicht. |
Die Zeit ist nach oben, der Raum nach rechts aufgetragen. Die Materie kollabiert, es bildet sich ein Ereignishorizont (Begrenzung des grauen Bereiches) und eine Singularität (Wellenlinie). Die Vorwärtslichtkegel je Raumzeitpunkt enthalten alle zulässigen zeit- bzw. lichtartigen Weltlinien für massebehaftete sowie masselose Objekte (siehe Minkowski-Diagramm). Der Effekt der Raumzeitkrümmung macht sich darin bemerkbar, dass die Vorwärtslichtkegel nach innen kippen. Innerhalb des Ereignishorizont laufen alle erlaubten Weltlinien immer in Richtung der Singularität; zeitartige Weltlinien erreichen diese in endlicher Eigenzeit.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
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| TomS Verfasst am: 07. Jun 2023 18:33 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Wenn man die Entropie der Informationsdichte … |
Ich glaube, du hast eine falsche Vorstellung von Entropie. Das passt hier aber nicht rein.
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antaris
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| antaris Verfasst am: 07. Jun 2023 19:26 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | Aber das wäre auch eine vollständig andere Theorie mit einer anderen Ontologie und einer anderen Interpretation, die insbs. gewisse Aspekte der Quantenmechanik aufgreifen müsste. |
Wie anders muss es denn sein? Solch eine Theorie müsste doch das Fundament für die QM darstellen und die QM das Fundament der klassischen Physik. Oder muss die gesuchte Theorie die QM und die klassische Physik miteinander verknüpfen und wäre somit semiklassisch?
… Also ist die gesuchte Theorie eine semiklassische Verbindung zwischen QM und klassischer Physik? |
Du hast eine falsche Vorstellung vom Begriff „semiklassisch“.
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Ich glaube, du hast eine falsche Vorstellung von Entropie. Das passt hier aber nicht rein. |
Das will ich gar nicht ausschließen. Wären ja nicht meine ersten Sackgassen.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | Eine klassische Feldtheorie wie z.B. die klassische Elektrodynamik folgt mittels geeigneter Näherungen in niedrigster Ordnung aus der Quantenelektrodynamik. Etwas Ähnliches erwartet man für die Allgemeine Relativitätstheorie als klassischen Grenzfall einer Theorie der Quantengravitation. Eine semiklassische Theorie wäre eine klassische Feldtheorie, die man mittels höherer Ordnungen derartiger Näherungen erhält, wobei die Korrekturen gewisse Quanteneffekte enthalten.
Eine sehr einfaches Beispiel ist die Hawking-Strahlung. Aus einer quantenfeldtheoretischen Berechnung
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Hawking-Strahlung > Erläuterungen zu Hawkings Originalarbeit
folgt zur klassischen Temperatur eines Schwarzen Lochs
die Korrektur erster Ordnung in h-quer
Ich schlage jedoch vor, dass wir diese Diskussion
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Ich hatte Arune gefragt ob die kubisch fallende Massendichte pro linear steigender Masse mit dem gleichzeitigen abfallen der Temperatur zusammenhängen könnte. |
zurückstellen.
Eine semiklassische Theorie ist also normalerweise keine einfache Kombination einer klassischen und einer quantenmechanischen Theorie, sondern eine semiklassische Näherung an eine vollständig quantenmechanische Theorie.
Einige wesentliche Ansätze zur Quantengravitation sehen exakt so aus: ein vollständig quantentenmechanischer Formalismus. |
Ok, das habe ich nun verstanden. Die gesuchte Theorie stellt also das Fundament der QM dar und muss gleichzeitig eine Erklärung für die Gravitation liefern, was nichts mit einer semiklassischen Näherung zu tun hat.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Radial nach außen gerichteten Lichtstrahlen laufen aber erst ab dem EH auf die Singularität zu? |
Siehe das Bild im Anhang. |
Irgendwie verstehe ich die Skizze nicht. |
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Die Zeit ist nach oben, der Raum nach rechts aufgetragen. Die Materie kollabiert, es bildet sich ein Ereignishorizont (Begrenzung des grauen Bereiches) und eine Singularität (Wellenlinie). Die Vorwärtslichtkegel je Raumzeitpunkt enthalten alle zulässigen zeit- bzw. lichtartigen Weltlinien für massebehaftete sowie masselose Objekte (siehe Minkowski-Diagramm). Der Effekt der Raumzeitkrümmung macht sich darin bemerkbar, dass die Vorwärtslichtkegel nach innen kippen. Innerhalb des Ereignishorizont laufen alle erlaubten Weltlinien immer in Richtung der Singularität; zeitartige Weltlinien erreichen diese in endlicher Eigenzeit. |
Danke, die Erklärung hat geholfen. Wenn ich darüber nachdenke und die Entropie damit rein gar nichts zu tun hat, dann bleibt für mich nur noch eine Möglichkeit übrig. Da wir über Minkowski-Diagramme reden, muss die Raumzeit vielleicht doch nicht nur minimal-ontologisch (M,g) betrachtet werden?
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TomS
Moderator
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| TomS Verfasst am: 07. Jun 2023 20:14 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Ok, das habe ich nun verstanden. Die gesuchte Theorie stellt also das Fundament der QM dar und muss gleichzeitig eine Erklärung für die Gravitation liefern, was nichts mit einer semiklassischen Näherung zu tun hat. |
Vielleicht nicht ganz verstanden.
Viele Ansätze liefern kein (neues) Fundament für die QM sondern verwenden bzw. modifizieren bekannte quantenmechanische Methoden.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Da wir über Minkowski-Diagramme reden, muss die Raumzeit vielleicht doch nicht nur minimal-ontologisch (M,g) betrachtet werden? |
Wir reden über Verallgemeinerungen von Minkowski-Diagrammen. Aber warum sollte daraus irgendetwas spezielles für die Ontologie folgen?
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antaris
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| antaris Verfasst am: 07. Jun 2023 20:48 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Ok, das habe ich nun verstanden. Die gesuchte Theorie stellt also das Fundament der QM dar und muss gleichzeitig eine Erklärung für die Gravitation liefern, was nichts mit einer semiklassischen Näherung zu tun hat. |
Vielleicht nicht ganz verstanden.
Viele Ansätze liefern kein (neues) Fundament für die QM sondern verwenden bzw. modifizieren bekannte quantenmechanische Methoden. |
Weil du geschrieben hattest, dass es sich um "eine vollständig andere Theorie mit einer anderen Ontologie und einer anderen Interpretation" handelt.
Oder ist das gar nicht deine Erwartungshaltung?
siehe:
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Aber muss dann eine Quantengravitation, die das innere eines SL beschreiben soll, nicht den Zustand der Materie im SL beschreiben? |
Ja, das ist die Erwartungshaltung. Aber das wäre auch eine vollständig andere Theorie mit einer anderen Ontologie und einer anderen Interpretation, die insbs. gewisse Aspekte der Quantenmechanik aufgreifen müsste. |
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | | Da wir über Minkowski-Diagramme reden, muss die Raumzeit vielleicht doch nicht nur minimal-ontologisch (M,g) betrachtet werden? |
Wir reden über Verallgemeinerungen von Minkowski-Diagrammen. Aber warum sollte daraus irgendetwas spezielles für die Ontologie folgen? |
Ich denke dabei nicht unbedingt an die Ontologie der 4D-Raumzeit, sondern eher um die der 1D-Zeit und der Zeitdilatation.
Ich bin aber gerade aber auch etwas verunsichert und habe das Gefühl erst noch mehr zur SRT und vor allem dem Minkowski-Diagramm (Weltlinienkrümmung) lesen zu müssen.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
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| TomS Verfasst am: 07. Jun 2023 21:10 Titel: |
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Ich meinte eine vollständig andere Theorie als die klassische ART, und zwar deswegen anders, weil sie auf völlig anderen mathematische Entitäten und Strukturen beruht, als dies in der ART der Fall ist.
ART: Differentialgeometrie
QM: Funktionalanalysis
QG: zunächst wohl auch Funktionalanalysis
Ich verstehe immer noch nicht, warum du glaubst, dass irgendein mathematischer Formalismus etwas zur Ontologie seines physikalischen Anwendungsbereiches sagt. Betrachten wir eine Schrift: ob es sich um die Bibel, The Rime of the Ancient Mariner, den Kodex Hamurapi, eine Veröffentlichung von Sir Roger Penrose oder ein Rezept für Schweinebraten handelt, sagen uns nicht die schwarzen Zeichen auf dem Papier sondern unser Textverständnis. Wenn da steht F = ma, wobei F und a Vektoren in einem 3-dim. Vektorraum sind, m eine positive reelle Zahl, dann folgt alleine daraus nichts bzgl. der Physik oder der Ontologie. Es ist unser physikalisches Verständnis, das all diese Anwendungen und Schlussfolgerungen generiert, zusammen mit unseren zumindest implizit vorhandenen metaphysischen Positionen - nicht die Mathematik der Vektorrechnung.
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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| antaris Verfasst am: 08. Jun 2023 18:58 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Ich verstehe immer noch nicht, warum du glaubst, dass irgendein mathematischer Formalismus etwas zur Ontologie seines physikalischen Anwendungsbereiches sagt. Betrachten wir eine Schrift: ob es sich um die Bibel, The Rime of the Ancient Mariner, den Kodex Hamurapi, eine Veröffentlichung von Sir Roger Penrose oder ein Rezept für Schweinebraten handelt, sagen uns nicht die schwarzen Zeichen auf dem Papier sondern unser Textverständnis. Wenn da steht F = ma, wobei F und a Vektoren in einem 3-dim. Vektorraum sind, m eine positive reelle Zahl, dann folgt alleine daraus nichts bzgl. der Physik oder der Ontologie. Es ist unser physikalisches Verständnis, das all diese Anwendungen und Schlussfolgerungen generiert, zusammen mit unseren zumindest implizit vorhandenen metaphysischen Positionen - nicht die Mathematik der Vektorrechnung. |
Das was für dich als Profi "glasklar'" ist, wird für mich oft nicht eindeutig sein, woraus ich dann wohl eine falsche und rein subjektive ontische Sicht hineininterpretiere. Der Erkenntnisgewinn geht nur Schritt für Schritt.
Muss die Quantengravitation eigentlich auch das Messproblem, wie hier beschrieben lösen?
https://www.physikerboard.de/topic,69146,320,-quanten-computer-in-realem-universum.html
| TomS hat Folgendes geschrieben: | Ich denke, dass das Messproblem je Interpretation oder Sichtweise unterschiedlich formuliert oder bewertet wird (ein pragmatischer Anhänger der orthodoxen Lehre wird kein Messproblem sehen).
Für die TI oder MWI zerfällt das Messproblem in mehrere Einzelprobleme:
1) wie resultieren aus einer deterministischen Dynamik gemäß der Schrödingergleichung stochastische Messergebnisse?
2) wie resultieren aus den delokalisierten quantenmechanischen Zuständen immer eindeutige Messergebnisse und insbs. lokalisierte Detektorereignisse? und welche?
Im Falle eines Doppelspaltexperimentes oder eines Teilchendetektors erscheint jedes Detektorereignis zufallsverteilt entsprechend der Bornschen Regel. Jedes Detektorereignis findet immer nur an genau einer Stelle statt, d.h. es gibt keine Superposition im Sinne von "halbes Photon hier und halbes Photon dort". Falls ein instabiles Teilchen in unterschiedliche Endprodukte zerfallen kann, zeigt jedes Detektorereignis aber immer nur genau einen möglichen Zerfallskanal.
Die mathematische Problematik, diese Ergebnisse aus der unitären Dynamik abzuleiten, wird überlagert von der Problematik, diese Fragestellungen überhaupt als Problem wahrzunehmen (wenn man mal indoktriniert wurde, dass Quantenmechanik intrinsisch stochastisch ist, keine Einzelsysteme beschreibt, die Bornsche Regel und der Kollaps aber alles notwendige bereitstellen). |
und inwieweit könnte eine nicht-lineare Dynamik in der Quantengravitation eine Rolle spielen?
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Die schönste Lösung des Messproblems wäre natürlich die von Neumaier vermutete Variante, dass die effektiv nicht-lineare Dynamik zu einer Selektion genau eines der verschiedenen denkbaren Messergebnisse führt: Im wesentlichen identische Annahmen von MWI und TI, also gleichwertig bzgl. Ockham, und zudem in Übereinstimmung mit dem Experiment; darüberhinaus keine unbeobachtbaren Welten, und keine Notwendigkeit eines Kollapses (was nach Ockham weniger sparsam wäre). |
[/quote]
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 477
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 08. Jun 2023 21:17 Titel: |
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https://de.wikipedia.org/wiki/Zeitdilatation#Zeitdilatation_und_L%C3%A4ngenkontraktion
| Zitat: | Dabei ist ersichtlich, dass die Zeitdilatation von  gegenüber  (gemessen mit ruhenden, synchronisierten Uhren)
reziprok ist zur kontrahierten Länge  bewegter Objekte (gemessen durch gleichzeitige Bestimmung der Endpunkte mittels ruhender Maßstäbe) bezüglich ihrer Ruhelänge  :
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Wäre es denkbar, dass die Zeit generell von der Menge an Energie bzw. Masse abhängt, welche sich auf einen Raumzeitpunkt konzentriert? Je kleiner und desto energetischer, umso langsamer läuft die Zeit? Gleichzeitigkeit würde selbst bei zueinander gleichförmig bewegte Objekte relativ zur (Ruhe-)Masse und somit auch zur Ausdehnung im Raum sein. Die Photonen sind dabei die masseärmsten, da ganz ohne Ruhemasse aber dennoch massebehaftet. Für das Licht steht die Zeit still und alle Lichtstrahlen bewegen sich relativ mit v=0 zueinander.
Je massereicher das Objekt im eigenen Ruhesystem ist und je dichter dessen Masse im Raum komprimiert wird, umso langsamer vergeht dessen Zeit.
Die Zeit wäre von der Länge abhängig.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
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| TomS Verfasst am: 08. Jun 2023 21:20 Titel: |
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In gewisser Weise verschärft die Quantengravitation zunächst das Messproblem, weil der Bohr- und Heisenbergsche Trick, den Beobachter sozusagen aus der Messung herauszuhalten, nur eingeschränkt funktioniert. Letztlich ist das auch einer der Gründe, warum z.B. die Many-Worlds-Interpretation hier deutlich mehr Zustimmung findet. Allerdings wurden auch alternative Interpretationen entwickelt, insbs. die Relational quantum mechanics.
Fairerweise muss man ergänzen, dass sowohl Ansätze existieren, in denen der Quantenmechanik keine fundamentale und universelle Gültigkeit zukommt sondern die Quantenmechanik aus einer anderen Theorie ableitbar sein sollte - oder in denen umgekehrt keine Quantengravitation im Sinne von Quantisierung der Raumzeit bzw. Gravitation vorliegt, sondern Raumzeit bzw. Gravitation emergente Phänomen darstellen. Das hat natürlich erhebliche Auswirkungen auf die ursprüngliche Frage nach der Ontologie.
Insgesamt gibt es dazu keinen Konsens, noch nicht mal zur Formulierung bzw. zur Rolle des Messproblems. Eines ist aber klar: wenn es eine universelle Wellenfunktion des Universums geben sollte, in der auch die Messung selbst kodiert ist, dann ist jede Theorie unvollständig, die keine gravitativen Effekte enthält.
Eine nicht-lineare Dynamik der Zustände ist mit der Quantenmechanik unvereinbar. Sie erfordert entweder eine Erweiterung des Formalismus, oder sie resultiert ggf. aus Näherungen. Allerdings muss man hier evtl. mit einem Missverständnis bzgl. der Linearität aufräumen: zwar wirken im Rahmen der Quantenmechanik die Operatoren immer linear auf die Zustände, allerdings erfüllen die Operatoren selbst oft nicht-lineare Gleichungen; das ist bereits in der QED der Fall.
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Sonnenwind
Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 679
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| Sonnenwind Verfasst am: 09. Jun 2023 10:40 Titel: |
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Zur Ontologie der ART: Ich habe da so die Idee, den absoluten Raum und die absolute Zeit wieder einzuführen und stattdessen dynamische Maßstäbe und Uhren zu verwenden.
Man könnte es grob mit einer Halle vergleichen, in der verschiedene Temperaturen herrschen und derselbe Maßstab an verschiedenen Orten verschiedene Längen hat, obwohl die Halle ihre Geometrie natürlich nicht ändert.
Um keine sprachliche Verwirrung hervorzurufen, würde ich die Begriffe A-Raum und A-Zeit verwenden, während Raum und Zeit die gemessenen Größen der Raumzeit sind.
Die Frage ist, ob A-Raum und A-Zeit zusammen mit sich verändernden Maßstäben und Uhren (und Norm aus Metriktensor) gleichberechtigt sind mit der Raumzeit der ART, insofern keine topologische Veränderung eintritt (z.B. geschlossener Raum).
Dann könnte A-Raum und A-Zeit den Hintergrund liefern für eine Quantengravitation.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18140
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| TomS Verfasst am: 09. Jun 2023 11:09 Titel: |
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Mathematisch kannst du das alles vielleicht machen, aber physikalisch fühlt sich das komisch an: Du führst veränderliche Maßstäbe ein, wobei wir ja offensichtlich diese Veränderung nicht messen. Also benötigst du weiterhin unverständliche Maßstäbe - die Eigenlängen. Darüberhinaus hast du außerdem noch eine Raumzeit.
Klingt nicht gerade sparsam.
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Sonnenwind
Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 679
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| Sonnenwind Verfasst am: 09. Jun 2023 11:23 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Klingt nicht gerade sparsam. |
Beim SL macht man aber genau das. Jenes "r" in den Formeln ist ja nicht messbar, da man schlecht Maßstäbe bis zur Singularität anbringen kann und die sowieso Unsinn ergäben. Es ist Umfang/(2 pi), also eine errechnete Größe, quasi aus meinem A-Raum.
Außerdem kann man mit der A-Raumzeit auch verschiedene Raumzeiten aneinanderkleben, wenn die aus der Quantisierung nur noch Wahrscheinlichkeiten haben. Mit irgendeiner Hintergrundmetrik muss die universelle Wellenfunktion ja parametrisiert sein.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18140
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| TomS Verfasst am: 09. Jun 2023 12:20 Titel: |
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Das „r“ ist aber kein Maßstab sondern eine Koordinate.
Und für welche Wellenfunktion genau benötigst du eine Hintergrundmetrik? Für gewöhnliche quantenmechanische Freiheitsgrade? Ok, aber das ist dann lediglich ART + QM. Oder für die QG? Dann gibt es keine Hintergrundmetrik, sondern die Metrik oder eine andere geometrische Größe ist Gegenstand der Wellenfunktion.
„Einfaches“ Beispiel: Wheeler-DeWitt-Gleichung:
entsprechend der Schrödingergleichung
 \, \psi(x,t) = i \partial_t \, \psi(x,t) )
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Sonnenwind
Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 679
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| Sonnenwind Verfasst am: 09. Jun 2023 16:40 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | „Einfaches“ Beispiel: Wheeler-DeWitt-Gleichung: |
Ich habe das was ewig Interessantes gefunden:
>>Technical explanation
The Hartle–Hawking state is the wave function of the Universe—a notion meant to figure out how the Universe started—that is calculated from Feynman's path integral.
More precisely, it is a hypothetical vector in the Hilbert space of a theory of quantum gravity that describes this wave function.
It is a functional of the metric tensor defined at a (D − 1)-dimensional compact surface, the Universe, where D is the spacetime dimension. The precise form of the Hartle–Hawking state is the path integral over all D-dimensional geometries that have the required induced metric on their boundary. According to the theory, time, as it is currently observed, diverged from a three-state dimension after the Universe was in the age of the Planck time.
Such a wave function of the Universe can be shown to satisfy, approximately, the Wheeler–DeWitt equation.<<
https://en.wikipedia.org/wiki/Hartle%E2%80%93Hawking_state
Man kann also mit der Wheeler–DeWitt-Gleichung den Beginn des Universums ausrechnen? Faszinierend!
Wozu braucht man dann noch die Fädchen oder Schleifchen?
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Das Photon: Eine Geschichte voller Missverständnisse. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18140
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| TomS Verfasst am: 09. Jun 2023 17:18 Titel: |
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Weil es eine extrem grobe, hochsymmetrische Näherung ist - ein Spielzeugmodell - und die ursprüngliche Wheeler-DeWitt-Gleichung nur für diese Spezialfälle überhaupt mathematisch definierbar ist.
Die LQG betrachtet letztlich die selbe Gleichung, jedoch in anderen Variablen und geeignet regularisiert, wodurch sie mathematisch sinnvoll definiert ist. Es gibt jedoch diverse physikalische Einwände. Die Umformulierung der LQG mittels Pfadintegralen über Spin Foams anstelle eines kanonischen Formalismus mit Hamiltonian und Zustandsvektoren über Spin Networks soll dem Rechnung tragen.
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 477
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 09. Jun 2023 17:38 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | https://de.wikipedia.org/wiki/Zeitdilatation#Zeitdilatation_und_L%C3%A4ngenkontraktion
| Zitat: | Dabei ist ersichtlich, dass die Zeitdilatation von gegenüber (gemessen mit ruhenden, synchronisierten Uhren)
reziprok ist zur kontrahierten Länge bewegter Objekte (gemessen durch gleichzeitige Bestimmung der Endpunkte mittels ruhender Maßstäbe) bezüglich ihrer Ruhelänge :
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Wäre es denkbar, dass die Zeit generell von der Menge an Energie bzw. Masse abhängt, welche sich auf einen Raumzeitpunkt konzentriert? Je kleiner und desto energetischer, umso langsamer läuft die Zeit? Gleichzeitigkeit würde selbst bei zueinander gleichförmig bewegte Objekte relativ zur (Ruhe-)Masse und somit auch zur Ausdehnung im Raum sein. Die Photonen sind dabei die masseärmsten, da ganz ohne Ruhemasse aber dennoch massebehaftet. Für das Licht steht die Zeit still und alle Lichtstrahlen bewegen sich relativ mit v=0 zueinander.
Je massereicher das Objekt im eigenen Ruhesystem ist und je dichter dessen Masse im Raum komprimiert wird, umso langsamer vergeht dessen Zeit.
Die Zeit wäre von der Länge abhängig. |
Wenn wir einen winzig kleinen Ball in ein riesengroßes aber feinmaschiges Gitter werfen und die Zeit für den Ball (weil er kleiner ist) langsamer läuft, als für das Gitter und dennoch beides zur gleichen Zeit stattfindet, wie wäre die Sicht vom großen Gitter, auf den kleinen Ball?
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Du führst veränderliche Maßstäbe ein, wobei wir ja offensichtlich diese Veränderung nicht messen. Also benötigst du weiterhin unverständliche Maßstäbe - die Eigenlängen. Darüberhinaus hast du außerdem noch eine Raumzeit. |
Die Zeit ist eine physikalische Größe aber nicht direkt messbar. Wir können aber indirekt über die Längenkontraktion messen, dass die Zeit langsamer wird, wenn ein Objekt v>>c beschleunigt wird? Wir können aber kein Experiment durchführen, bei dem künstlich Gravitation erzeugt wird, um zu prüfen ob auch in Ruhe die Zeit von der Länge abhängt, wie es bei relativen Geschwindigkeiten der Fall ist?
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | ...sondern Raumzeit bzw. Gravitation emergente Phänomen darstellen. Das hat natürlich erhebliche Auswirkungen auf die ursprüngliche Frage nach der Ontologie. |
Emergenz bedeutet soviel wie aufeinander aufbauend und immer komplexer werdend?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18140
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| TomS Verfasst am: 09. Jun 2023 22:10 Titel: |
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Natürlich ist Zeit mittels einer Uhr direkt messbar.
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 477
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 09. Jun 2023 23:07 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Natürlich ist Zeit mittels einer Uhr direkt messbar. |
Ja das meine ich aber auch nicht. Die Messung der Zeit hängt doch direkt von der Länge ab, denn für jede Uhr ist der Rhythmus Erdumrundung um die Sonne und um sich selbst ausschlaggebend. Es spielt keine Rolle ob Pendel, aufgespannte Feder, Quarz oder Atom. Mit allen werden die Schwingungen gezählt, wenn ein Objekt sich von A nach B bewegt und daraus die Zeit berechnet. Würde sich nichts bewegen, so würde die Zeit stillstehen und wenn die Zeit nicht stillsteht, so muss sich etwas bewegen.
Wir sind eine gleichförmige und konstante Zeit gewohnt aber wissen mit ART/SRT, dass die Zeit nicht gleichförmig ist und von Geometrien der Raumzeit abhängt. Wir können diesen Effekt der Längenkontraktion aber nur mittels SRT und nicht mittels gravitativer Effekte direkt experimentell untersuchen?
Wenn die Zeit der makroskopischen Messspitze schneller vergeht, als die Zeit des zu messenden (Quanten-)Objekt, dann müsste dass doch die Messung bzw. das Messergebnis beeinflussen?
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