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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: 15. Okt 2024 21:00 Titel: |
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Ok, danke.
Es geht dabei (ADM) um die Kausalitätsstruktur und eine Beschreibung, näher dran an die Realtität. Für all das muss beim Grenzübergang zu t -> t(planck) eine Quantengravitation gefunden werden, da die klassischen Modelle unbrauchbar werden?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 15. Okt 2024 21:30 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Es geht dabei (ADM) um die Kausalitätsstruktur und eine Beschreibung, näher dran an die Realtität. |
Letzteres ist nur ein Nebeneffekt.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Für all das muss beim Grenzübergang zu t -> t(planck) eine Quantengravitation gefunden werden, da die klassischen Modelle unbrauchbar werden? |
Ja. Physikalisch werden die Modelle der ART sinnlos.
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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: 15. Okt 2024 21:31 Titel: |
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| Günther hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: |
Es ist einfach nur meine Überlegung dazu, wie der unphysikalische Zeitpunkt t=0 und die Singularitäten der SL's durch etwas "sinnvolleres" (nicht die Kausalität verletzend) ersetzt werden können (ohne gleich komplett die Modelle verwerfen zu müssen). Dann doch lieber der unendlichen Vergangenheit annähern und das Problem "unphysikalisch" gleich mit dorthin verlagern. |
Wozu all diese Überlegungen, wenn sich doch mit der Kenntnis von a(t) zurück rechnen lässt, wie groß das beobachtbare Universum zum Zeitpunkt des Urknalls war? Zu diesem Zeitpunkt war das gesamte Universum auch unendlich groß, falls es unendlich groß ist oder falls nicht dann sehr viel größer.
Verklumpungen von Materie und somit Eigenbewegungen von Materieansammlungen spielen somit keine Rolle. |
Also im Rahmen der ART und seiner jeweiligen Modelle wie z.B. FLRW (zzgl. ADM) spielen Verklumpungen von Materie keine Rolle aber wir wissen, dass dies nicht die ganze Wahrheit sein kann. Eigentlich liegt die Vermutung nahe, dass die Materie über die Grenzübergänge hinaus, gegenüber der Raumzeit "verklumpt" und dieser Zustand mittels einer irgendwie gearteten Quantengravitation beschrieben werden muss?
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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| antaris Verfasst am: 15. Okt 2024 21:44 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Ja. Physikalisch werden die Modelle der ART sinnlos. |
Aber dann ist es doch tatsächlich sinnlos die Raumzeit direkt quantisieren zu wollen. Es liegt viel näher, dass die zu findende Quantengravitation des Grenzbereichs gleich den gesamten Bereich beschreiben sollte und die Raumzeit (und damit die ART als Näherung an die Raumzeit) aus dieser hervorgeht? Die Gravitisierung der Quantentheorie ist nach meiner bisherigen Auffassung viel aussichtsreicher, als die Quantisierung der Gravitation.
Müssen die Effekte der Gravitation durch die Dynamik der (bekannten) Quanten beschrieben werden können? Das warpen der Raumzeit?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 15. Okt 2024 22:08 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Also im Rahmen der ART und seiner jeweiligen Modelle wie z.B. FLRW (zzgl. ADM) spielen Verklumpungen von Materie keine Rolle … |
Die ART ist die umfassende Theorie. ADM ist eine mathematisch (fast) äquivalente Formulierung der ART.
FLRW bezeichnet die einfachsten kosmologischen Modelle, die keine Verklumpungen betrachten.
Letztere spielen in der Kosmologie in präziseren Modellen natürlich eine Rolle.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Eigentlich liegt die Vermutung nahe, dass die Materie über die Grenzübergänge hinaus, gegenüber der Raumzeit "verklumpt" und dieser Zustand mittels einer irgendwie gearteten Quantengravitation beschrieben werden muss? |
Dazu braucht es keine Quantengravitation, das wird mittels ART oder sogar Newtonscher Mechanik berechnet.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Aber dann ist es doch tatsächlich sinnlos die Raumzeit direkt quantisieren zu wollen. |
Wieso? Die Maxwellsche Theorie quantisiert man doch auch erfolgreich?
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | … dass die zu findende Quantengravitation … den gesamten Bereich beschreiben sollte und die Raumzeit (und damit die ART als Näherung an die Raumzeit) aus dieser hervorgeht? |
Ja, das ist die Erwartungshaltung.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Die Gravitisierung der Quantentheorie ist nach meiner bisherigen Auffassung viel aussichtsreicher, als die Quantisierung der Gravitation. |
Soso.
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 428
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| Günther Verfasst am: 15. Okt 2024 22:22 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Günther hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: |
Es ist einfach nur meine Überlegung dazu, wie der unphysikalische Zeitpunkt t=0 und die Singularitäten der SL's durch etwas "sinnvolleres" (nicht die Kausalität verletzend) ersetzt werden können (ohne gleich komplett die Modelle verwerfen zu müssen). Dann doch lieber der unendlichen Vergangenheit annähern und das Problem "unphysikalisch" gleich mit dorthin verlagern. |
Wozu all diese Überlegungen, wenn sich doch mit der Kenntnis von a(t) zurück rechnen lässt, wie groß das beobachtbare Universum zum Zeitpunkt des Urknalls war? Zu diesem Zeitpunkt war das gesamte Universum auch unendlich groß, falls es unendlich groß ist oder falls nicht dann sehr viel größer.
Verklumpungen von Materie und somit Eigenbewegungen von Materieansammlungen spielen somit keine Rolle. |
Also im Rahmen der ART und seiner jeweiligen Modelle wie z.B. FLRW (zzgl. ADM) spielen Verklumpungen von Materie keine Rolle aber wir wissen, dass dies nicht die ganze Wahrheit sein kann. Eigentlich liegt die Vermutung nahe, dass die Materie über die Grenzübergänge hinaus, gegenüber der Raumzeit "verklumpt" und dieser Zustand mittels einer irgendwie gearteten Quantengravitation beschrieben werden muss? |
Perfect Fluid ist ein Baustein fürs Verständnis. Unabhängig von ihrer Entfernung bewegen sich mitbewegte Testpartikel voneinander weg.
Im realen Universum dominieren bis hin zu Galaxienhaufen Eigenbewegungen. Dieser Bereich der Raumzeit kann als flach angesehen werden (nicht zu verwechseln mit räumlicher Flachheit). Das ändert sich, wenn man Superhaufen und deren Distanzen voneinander betrachtet. Superhaufen beginnen an der beschleunigten Expansion teilzunehmen. Und je größer die Entfernungen desto desto marginaler sind Eigenbewegungen.
P.S. für die Verklumpung ist die Gravitation zuständig. Eine wie immer geartete Quantengravitation spielt auf diesen Skalen keine Rolle.
Zuletzt bearbeitet von Günther am 16. Okt 2024 18:27, insgesamt einmal bearbeitet |
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 1383
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 15. Okt 2024 22:32 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Dazu braucht es keine Quantengravitation, das wird mittels ART oder sogar Newtonscher Mechanik berechnet. |
Wenn nur Massen betrachtet werden. Die Frage ist doch, was auf Quantenebene geschieht?
| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Wieso? Die Maxwellsche Theorie quantisiert man doch auch erfolgreich? |
Sind die Maxwellschen Felder = der Raum, der sie beinhaltet?
| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Ja, das ist die Erwartungshaltung.
...
Soso. |
Die QFT ist in der gekrümmten Raumzeit nicht konsistent definierbar, wie du ja schon öfter gezeigt hast. Die Gründe dafür sind vielfältig. Das spricht doch zumindest gegen die einfachen Varianten der quantisierten Raumzeit.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 16. Okt 2024 08:03 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Wenn nur Massen betrachtet werden. Die Frage ist doch, was auf Quantenebene geschieht? |
Das ist aber wohl nur in extremen Fällen relevant - bei schwaretzen Löchern, nahe des Urknallls ...
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Sind die Maxwellschen Felder = der Raum, der sie beinhaltet? |
Maxwellsche Felder sind elektromagnetische Felder (auf einer definierten Raumzeit; diese ist in der SRT flach und statisch, in der ART gekrümmt und dynamisch).
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Die QFT ist in der gekrümmten Raumzeit nicht konsistent definierbar, wie du ja schon öfter gezeigt hast. Die Gründe dafür sind vielfältig. Das spricht doch zumindest gegen die einfachen Varianten der quantisierten Raumzeit. |
Letzteres ist sicher richtig, das wissen wir seit Jahrzehnten. |
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 1383
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 16. Okt 2024 08:37 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Das ist aber wohl nur in extremen Fällen relevant - bei schwarzen Löchern, nahe des Urknallls ... |
Ja aber genau darum geht es doch, im Kontext dieses Thread.
Die quantenmechanische Beschreibung "des verklumpens", also der Diskretisierung, bei den extremen Fällen sollte auch das klassische verklumpen der nicht-extremen Fälle beschreiben können und das unabhägig von ART bzw. im nicht-relativistischen Fall Newton?
| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Maxwellsche Felder sind elektromagnetische Felder (auf einer definierten Raumzeit; diese ist in der SRT flach und statisch, in der ART gekrümmt und dynamisch). |
Die quantisierten Felder der QED sind aber masselos und damit kein Problem für gekrümmte Raumzeiten? Was macht den Unterschied zwischen QED und der verallgemeinerten QFT?
| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Letzteres ist sicher richtig, das wissen wir seit Jahrzehnten. |
Also entweder die Raumzeit selbst lässt sich nicht in der Form quantisieren oder seit Jahrzehnten ist niemanden dazu die richtige Idee gekommen. Aufgrund der vielen Forschenden auf dem Gebiet würde ich zu ersteren tendieren. Penrose könnte, wenn ich es richtig vertanden habe, ein Ausweg sein. Um mehr ging es mir ja erstmal nicht. Ich denke es ist wichtig den einzelnen Ansätzen eine Wahrscheinlichkeit (wie weit der jeweilge Ansatz aus heutiger Sicht zutreffend sein können oder nicht) zuzuordnen.
Welche Ansätze der Quantengravitation beruhen darauf, die Raumzeit quantisieren zu wollen? Bei der LQG hattest du z.b. mal geschrieben, dass die Raumzeit aus der Theorie folgt und das wäre dann keine direkte Quantisierung der Raumzeit?
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 1383
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| antaris Verfasst am: 17. Okt 2024 09:17 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: |
Die quantisierten Felder der QED sind aber masselos und damit kein Problem für gekrümmte Raumzeiten? Was macht den Unterschied zwischen QED und der verallgemeinerten QFT? |
Die quansierten em-Felder der QED sind laut Wiki im QED Vakuum definiert. Dieser ist der Grundzustand der quantisierten em-Felder.
| Zitat: | | The QED vacuum or quantum electrodynamic vacuum is the field-theoretic vacuum of quantum electrodynamics. It is the lowest energy state (the ground state) of the electromagnetic field when the fields are quantized.[1] When the Planck constant is hypothetically allowed to approach zero, QED vacuum is converted to classical vacuum, which is to say, the vacuum of classical electromagnetism. |
Ein wesentlicher Unterschied in der Quantisierung der QED(, der QCD) und einer allgemeinen QFT scheinen Interaktionen auszumachen. Die QED ist dafür geschaffen die Interaktionen zwischen Licht - em-Felder - Materie zu beschreiben aber in der QFT bereiten Interaktionen schwere Probleme. Warum habe ich noch nicht verstanden.
Ist die Diskussion hier hilfreich?
| Zitat: | There are many different problems with interactions; or, rather, many manifestations of the same problem.
For example, interactions are always non-linear in the equations of motion, e.g.,
(∂2+m2)ϕ=λϕ3
or similar equations for QED. As the operators are distributions, their products are ill-defined, and there is no rigorous method to make sense out of ϕ3
. It is just a meaningless expression (up to physicists standards, one could at this point mumble something about normal ordering, but this doesn't really achieve much).
Only in the case λ=0
does the equation above have a meaningful interpretation: it becomes a well-defined differential equation for a distribution, which can be made very rigorous within the context of distribution theory. For general λ
, the equation is just meaningless.
As free fields are well-defined and understood, one may attempt to fix the problem above by switching into the interaction picture,
ϕ=UΦU†
where Φ is a free field, which is a well-defined object. Here Haag's theorem enters the picture and tells us that U doesn't exist. Yet we physicist play to pretend that it does exist, and write
U=TeiSint
only to realise, later on, that Sint is plagued by divergences (for example, in the form of divergent counter-terms in the interaction Lagrangian). This is the price we must pay to have a finite S matrix: as U
cannot possibly exist, we must encounter divergences in its very definition, or otherwise the theory would be utterly inconsistent. This is the point of view held by some people: QFT evades Haag's theorem through renormalisation, and only because the latter is an intrinsically ill-defined operation.
One may even try to give up on trying to formulate the theory from first principles, and just content ourselves by defining the theory by its Feynman rules. Barring aside the fact that the perturbative series is asymptotic, Feynman rules are meaningless too from a rigorous point of view. For one thing, they include propagators and products thereof; and these objects are distributions as well, so their product is ill-defined. This fact of course manifests itself once again through divergences: Feynman diagrams include all sorts of divergences, which cannot be accommodated within a mathematically rigorous theory. This approach is typically hopeless too.
The only way to really fix these problems is to work on a lattice. This is because when you go to a discrete space-time, distributions lose their singular nature, and you can use standard functions (i.e., the fields become operator-valued functions). For example, the Dirac delta in the r.h.s. of the canonical commutation relations becomes a Kronecker delta, so the l.h.s. loses its status of distribution. On more practical terms, when you work on a lattice everything is convergent, and so the theory makes sense, at least from a perturbative point of view. More fundamentally, when you work on a lattice, the degrees of freedom become finite, and so Haag's theorem doesn't apply anymore. |
Das QED, QCD und eine mögliche Quantengravitation je "ein eigenes Vakuum" haben sollen, scheint mir irgendwie schleierhaft, da es doch klassisch nur das eine Vakuum gibt. Mitunter geht es um die Zusammenführung der Vakua, auf ein einzigen Quanten-Vakuum-Zustand?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 17. Okt 2024 10:07 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Die quantisierten Felder der QED sind aber masselos und damit kein Problem für gekrümmte Raumzeiten? Was macht den Unterschied zwischen QED und der verallgemeinerten QFT? |
Warum sollten masselose Felder irgendwie weniger problematisch sein?
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Also entweder die Raumzeit selbst lässt sich nicht in der Form quantisieren oder seit Jahrzehnten ist niemanden dazu die richtige Idee gekommen. |
Oder die Raumzeit lässt sich mathematisch quantisieren, aber das liefert nicht die zutreffende physikalische Theorie.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Aufgrund der vielen Forschenden auf dem Gebiet würde ich zu ersteren tendieren. |
Loop Quantum Gravity und Asymptotic Safe Gravity scheinen zumindest mathematisch vernünftig zu sein.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Welche Ansätze der Quantengravitation beruhen darauf, die Raumzeit quantisieren zu wollen? Bei der LQG hattest du z.b. mal geschrieben, dass die Raumzeit aus der Theorie folgt und das wäre dann keine direkte Quantisierung der Raumzeit? |
Jede Quantisierung beruht im Kern darauf, dass man ein mathematische Methoden anwendet, um aus einer klassischen die quantenmechanischen Theorien zu erhalten; dieser Weg ist nicht eindeutig, man hat gewisse Freiheiten bei der Konstruktion. Umgekehrt ist es natürlich eine Konsistenzbedingung, dass aus der Quantentheorie die ursprüngliche klassische Theorie als Grenzfall ableitbar ist.
Eine Kernfrage ist, ob es überhaupt sinnvoll ist, die ART zu quantisieren. Das beste Beispiel sind die Navier-Stokes-Gleichungen der klassischen Hydrodynamik. Niemand käme auf die Idee, diese zu quantisieren, um eine Quantenfeldtheorie für Wasser abzuleiten; wir wissen, dass die Quantisierung auf Ebene der Atome erfolgt, nicht für ein klassisches Flüssigkeitsmodell. Eventuell verhält es sich bei der ART analog, d.h. sie wäre wie die Hydrodynamik der klassische Grenzfall einer unterlagerten quantenmechanischen Theorie, die man jedoch nicht durch Quantisierung der ART (Hydrodynamik) erhalten kann.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 17. Okt 2024 10:20 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Ein wesentlicher Unterschied in der Quantisierung der QED(, der QCD) und einer allgemeinen QFT scheinen Interaktionen auszumachen. Die QED ist dafür geschaffen die Interaktionen zwischen Licht - em-Felder - Materie zu beschreiben aber in der QFT bereiten Interaktionen schwere Probleme. Warum habe ich noch nicht verstanden. |
Irgendwie hast du das gar nicht verstanden.
Eine freie QFT ohne jegliche Wechselwirkung ist mathematisch trivial und physikalisch irrelevant. Die Quantisierung einer klassischen Theorie einschließlich ihrer Wechselwirkungen über den Umweg der freien QFT ist sozusagen die Standardmethode, der für alle bekannten QFTs wie QED, QCD, GSW-Theorie angewendet wird. Streng mathematisch betrachtet funktioniert dies jedoch nicht, wir kennen heute keine wechselwirkende QFT, die man mathematisch präzise definieren kann – obwohl sie physikalisch vernünftig funktionieren. Irgendwo liegt da noch der Hase im Pfeffer.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | Ist die Diskussion hier hilfreich?
| Zitat: | There are many different problems with interactions; or, rather, many manifestations of the same problem.
For example, interactions are always non-linear in the equations of motion, e.g.,
(∂2+m2)ϕ=λϕ3
or similar equations for QED. As the operators are distributions, their products are ill-defined, and there is no rigorous method to make sense out of ϕ3
. It is just a meaningless expression (up to physicists standards, one could at this point mumble something about normal ordering, but this doesn't really achieve much).
Only in the case λ=0
does the equation above have a meaningful interpretation: it becomes a well-defined differential equation for a distribution, which can be made very rigorous within the context of distribution theory. For general λ
, the equation is just meaningless.
As free fields are well-defined and understood, one may attempt to fix the problem above by switching into the interaction picture,
ϕ=UΦU†
where Φ is a free field, which is a well-defined object. Here Haag's theorem enters the picture and tells us that U doesn't exist. Yet we physicist play to pretend that it does exist, and write
U=TeiSint
only to realise, later on, that Sint is plagued by divergences (for example, in the form of divergent counter-terms in the interaction Lagrangian). This is the price we must pay to have a finite S matrix: as U
cannot possibly exist, we must encounter divergences in its very definition, or otherwise the theory would be utterly inconsistent. This is the point of view held by some people: QFT evades Haag's theorem through renormalisation, and only because the latter is an intrinsically ill-defined operation.
One may even try to give up on trying to formulate the theory from first principles, and just content ourselves by defining the theory by its Feynman rules. Barring aside the fact that the perturbative series is asymptotic, Feynman rules are meaningless too from a rigorous point of view. For one thing, they include propagators and products thereof; and these objects are distributions as well, so their product is ill-defined. This fact of course manifests itself once again through divergences: Feynman diagrams include all sorts of divergences, which cannot be accommodated within a mathematically rigorous theory. This approach is typically hopeless too.
The only way to really fix these problems is to work on a lattice. This is because when you go to a discrete space-time, distributions lose their singular nature, and you can use standard functions (i.e., the fields become operator-valued functions). For example, the Dirac delta in the r.h.s. of the canonical commutation relations becomes a Kronecker delta, so the l.h.s. loses its status of distribution. On more practical terms, when you work on a lattice everything is convergent, and so the theory makes sense, at least from a perturbative point of view. More fundamentally, when you work on a lattice, the degrees of freedom become finite, and so Haag's theorem doesn't apply anymore. |
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Der Sprachgebrauch ist recht schlampig, aber das kreist schon um die wesentlichen Punkte.
Bestimmte Methoden sind für die ART sicherlich nicht anwendbar – die genannten Feynman-Diagramme bzw. die störungstheoretische Quantisierung im Grenzfall G = 0. Das wissen die Physiker jedoch seit Jahrzehnten, und Theorien wie Loop Quantum Gravity und Asymptotic Safe Gravity gehen anders vor.
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 1383
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 17. Okt 2024 11:12 Titel: |
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| Zitat: | | Oder die Raumzeit lässt sich mathematisch quantisieren, aber das liefert nicht die zutreffende physikalische Theorie. |
In jedem Fall nicht einfach und warum dann nicht nach (ganz anderen) Alternativen suchen?
| Zitat: | | Eine Kernfrage ist, ob es überhaupt sinnvoll ist, die ART zu quantisieren. |
Du nennst explizit die ART, also die Theorie, die quantisiert werden soll. Macht es vom Ergebnis her einen relevanten Unterschied von einer Quantisierung der Gravitation, der Raumzeit oder der ART zu sprechen, sodass zwischen diesen unterschieden werden muss?
| Zitat: |
Eventuell verhält es sich bei der ART analog, d.h. sie wäre wie die Hydrodynamik der klassische Grenzfall einer unterlagerten quantenmechanischen Theorie, die man jedoch nicht durch Quantisierung der ART (Hydrodynamik) erhalten kann. |
Ja das meinte ich auch mit:
| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Es liegt viel näher, dass die zu findende Quantengravitation des Grenzbereichs gleich den gesamten Bereich beschreiben sollte und die Raumzeit (und damit die ART als Näherung an die Raumzeit) aus dieser hervorgeht? |
Die Raumzeit der ART würde dann nicht die gleiche noch zu definierende Raumzeit beschreiben, sondern eine Näherung an eine "uneigentliche" Raumzeit. In meinen verworrenen Gedanken müsste die "eigentliche" Raumzeit und deren durch Massen verursachte Krümmungen, direkt aus quantenmechanische Prozesse hervorgehen. Ich denke da immer noch an eine wichtige Rolle des Vakuums als eigentliche (in diesem bezug unterschätzte) Entität der Raumzeit.
Als einfaches Beispiel will ich ein SL in Schwarzschildmetrik nennen, welches im Außenraum nur aus Vakuum besteht. Die gravitative Wirkung aus dem massiven Zentrum des SL breitet sich über die Erhöhung der Nullpunkt-Energie des umgebenden Vakuums aus, sodass sich proportional zur Gravitation die lokale Nullpunkt-Energie des Vakuums erhöht (das Vakuum durch die Gravitation angeregt wird). Die Energie eines Teilchens innerhalb dieses Vakuums kann niemals unter die Energie der lokalen Nullpunkt-Energie des Vakuums sinken. Das Vakuum bzw. dessen (Nullpunkt-)Energie hätte somit an jedem Punkt einen Wert (bzw. das vielfache gemäß quantenmechanischen Oszillator) E_v >= E_0 = 1/2ℏω.
In der QFT wird die Energie des Vakuums Anfangs auf 0 renormiert, sodass dies in der Theorie natürlich auch an jedem Ort gilt. Die Energien der angeregten Zustände werden einzig dem Quantensystem zugeschrieben. Dennoch wissen wir, dass die Masse/Energie eines jeden Quantenobjekts beobachterunabhängig und somit invariant ist. Wenn das Vakuum der eigentliche Träger der Energie ist, so wäre es für mich leichter verständlicher, dass ein Elektron hier und "kurz vor dem EH eines SL" die gleiche Masse hat und der Effekt der Raumzeitkrümmung bzw. die relativistische Energiezunahme einzig auf das Vakuum zurückgeht. Ich sehe nicht warum gleiches nicjht auch zutreffen sollte, wenn z.B. einem Quantensystem im Vakuu eine andere Art von Energie zugeführt wird.
Aber wie gesagt...nur verworrene Gedanken....wenn Unsinn, dann bitte als solches deklarieren.
| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Irgendwie hast du das gar nicht verstanden. |
Eher die Frage blöd formuliert.
| Zitat: | | Streng mathematisch betrachtet funktioniert dies jedoch nicht, wir kennen heute keine wechselwirkende QFT, die man mathematisch präzise definieren kann – obwohl sie physikalisch vernünftig funktionieren. Irgendwo liegt da noch der Hase im Pfeffer. |
| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Warum sollten masselose Felder irgendwie weniger problematisch sein? |
Gute Frage. Ich dachte es ist einfacher ein masseloses Feld zu quantisieren aber es liegt dann wohl eher an der Anzahl der beteiligten Wechselwirkungen (wobei das masselose em-Feld nur von der Raumzeitgeometrie abhängt aber selbst nicht darauf zurückwirkt)? Die QED ist die beste (im Sinne von vollständig und überprüft) Theorie der Physik und die em-Wechselwirkungen können sehr gut beschrieben werden. Übertragen auf zusätzliche Wechselwirkungen in der QFT funktioniert das dann aber nicht mehr so gut?
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Zuletzt bearbeitet von antaris am 17. Okt 2024 12:53, insgesamt 4-mal bearbeitet |
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Ferdi
Anmeldungsdatum: 09.10.2024
Beiträge: 46
Wohnort: Münster
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| Ferdi Verfasst am: 17. Okt 2024 12:15 Titel: Re: Schwarzes Loch des Universums |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Ferdi hat Folgendes geschrieben: | | Nach dem Standardmodell der Kosmologie existierte die Gesamte Masse/Energie des Universums schon 0,0001s nach dem Urknall und hatte eine Ausdehnung von 0,01 Lichtjahren. |
Das ist schon das erste Missverständnis. Nicht das ganze Universum, sondern nur der für uns beobachtbare Teil hatte damals diese Ausdehnung. Das gesamte Universum war viel größer und nach allem was wir heute wissen möglicherweise sogar unendlich groß. |
Macht doch nichts! Ersetze in meiner Frage 'Universum' durch 'beobachtbaren Teil des Universums'.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Das zweite Missverständnis besteht darin, dass genügend Materie auf genügend kleinem Raum noch kein Schwarzes Loch ergibt. Schwarze Löcher sind Vakuumlösungen der Einsteinschen Feldgleichungen - also Singularitäten mit nichts drum herum als leerem Raum. |
Roy Kerr schreibt: Der Beweis von Penrose und Hawkins ist fehlerhaft, da sie im letzten Schritt die Existenz der Singularität nur als 'self evident' bezeichnen. Er nennt die Existenz von Singularitäten ein Dogma der Kosmologie.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Damit daraus ein Schwarzes Loch wird, muss die Materie kollabieren |
Muss sie nicht, weil die Dichte damals schon weit größer war, als sie bei irgend einem Sternenkollaps ist.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Aber das funktioniert nicht für das komplette Universum. |
Es genügt, wenn es für den beobachtbaren Teil des Universums funktioniert.
In diesem drei Seiten langen Thema habe ich nichts gefunden, was gegen meine Annahme spricht. |
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 428
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| Günther Verfasst am: 17. Okt 2024 20:54 Titel: Re: Schwarzes Loch des Universums |
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| Ferdi hat Folgendes geschrieben: |
In diesem drei Seiten langen Thema habe ich nichts gefunden, was gegen meine Annahme spricht. |
Bedauerlich. Stichpunkte, die deine Annahme als falsch zeigen sind Kosmologische Prinzip, FLRW Universum vs. Schwarzschild Metrik. Das alles wurde erwähnt. |
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Ferdi
Anmeldungsdatum: 09.10.2024
Beiträge: 46
Wohnort: Münster
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| Ferdi Verfasst am: 18. Okt 2024 00:07 Titel: Re: Schwarzes Loch des Universums |
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| Günther hat Folgendes geschrieben: | | Ferdi hat Folgendes geschrieben: |
In diesem drei Seiten langen Thema habe ich nichts gefunden, was gegen meine Annahme spricht. |
Bedauerlich. Stichpunkte, die deine Annahme als falsch zeigen sind Kosmologische Prinzip, FLRW Universum vs. Schwarzschild Metrik. Das alles wurde erwähnt. |
Und was davon ist mehr als Theorie? |
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 428
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| Günther Verfasst am: 18. Okt 2024 09:10 Titel: Re: Schwarzes Loch des Universums |
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| Ferdi hat Folgendes geschrieben: |
Und was davon ist mehr als Theorie? |
Die Beobachtungen, Supernovae, CMB u.a. |
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Ferdi
Anmeldungsdatum: 09.10.2024
Beiträge: 46
Wohnort: Münster
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| Ferdi Verfasst am: 18. Okt 2024 11:41 Titel: Re: Schwarzes Loch des Universums |
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| Günther hat Folgendes geschrieben: | | Ferdi hat Folgendes geschrieben: |
Und was davon ist mehr als Theorie? |
Die Beobachtungen, Supernovae, CMB u.a. |
Diese Beobachtungen Supernova, CBM u. a. stehen nicht im Widerspruch zu meiner Annahme. Der Schwarzschild-Radius für die Masse des (beobachtbaren) Universums von 10^53 kg ist rund 22 Milliarden Lichtjahre. Innerhalb einer Kugel mit diesem Radius kann sich das Universum genau so entwickeln wie in der gängigen Urknalltheorie. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 18. Okt 2024 13:52 Titel: Re: Schwarzes Loch des Universums |
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| Ferdi hat Folgendes geschrieben: | | Der Schwarzschild-Radius für die Masse des (beobachtbaren) Universums von 10^53 kg ist rund 22 Milliarden Lichtjahre. Innerhalb einer Kugel mit diesem Radius kann sich das Universum genau so entwickeln wie in der gängigen Urknalltheorie. |
Also zusammengefasst:
Du behauptest,
1) das (beobachtbare) Universum befinde sich im Inneren bzw. bilde das Innere eines schwarzen Lochs
2) das (beobachtbare) Universum entwickle sich nach der gängigen Modellen, also insbs. FLRW-Metrik mit (beschleunigter) Expansion und (nahezu) flachem Raum.
Welche konkreten Eigenschaft eines schwarzen Lochs (1) bliebe denn übrig, wenn gleichzeitig (2) gilt. |
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 428
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| Günther Verfasst am: 18. Okt 2024 15:39 Titel: |
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Nochmal vereinfacht gefragt: stimmst du zu, dass es im SL eine Vorzugsrichtung gibt? |
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Ferdi
Anmeldungsdatum: 09.10.2024
Beiträge: 46
Wohnort: Münster
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| Ferdi Verfasst am: 18. Okt 2024 15:58 Titel: Re: Schwarzes Loch des Universums |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Ferdi hat Folgendes geschrieben: | | Der Schwarzschild-Radius für die Masse des (beobachtbaren) Universums von 10^53 kg ist rund 22 Milliarden Lichtjahre. Innerhalb einer Kugel mit diesem Radius kann sich das Universum genau so entwickeln wie in der gängigen Urknalltheorie. |
Also zusammengefasst:
Du behauptest,
1) das (beobachtbare) Universum befinde sich im Inneren bzw. bilde das Innere eines schwarzen Lochs
2) das (beobachtbare) Universum entwickle sich nach der gängigen Modellen, also insbs. FLRW-Metrik mit (beschleunigter) Expansion und (nahezu) flachem Raum. |
Ich habe nichts behauptet, ich habe gefragt. Mir geht es erstmal darum, was dagegen spricht.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | Welche konkreten Eigenschaft eines schwarze
n Lochs (1) bliebe denn übrig, wenn gleichzeitig (2) gilt. |
Ich mache ungern den zweiten Schritt vor dem ersten. |
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Ferdi
Anmeldungsdatum: 09.10.2024
Beiträge: 46
Wohnort: Münster
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| Ferdi Verfasst am: 18. Okt 2024 16:11 Titel: |
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| Günther hat Folgendes geschrieben: | | Nochmal vereinfacht gefragt: stimmst du zu, dass es im SL eine Vorzugsrichtung gibt? |
Du meinst, ob es in einem SL ein Zentrum gibt. Ja, natürlich und es ist für mich eine spannende Frage, ob die Richtung zu einem Zentrum vielleicht gefunden wird.
Das kosmologische Prinzip ist - wie der Name sagt - nicht mehr als ein Prinzip. |
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 428
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| Günther Verfasst am: 18. Okt 2024 16:33 Titel: |
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| Ferdi hat Folgendes geschrieben: | Du meinst, ob es in einem SL ein Zentrum gibt. Ja, natürlich und es ist für mich eine spannende Frage, ob die Richtung zu einem Zentrum vielleicht gefunden wird.
Das kosmologische Prinzip ist - wie der Name sagt - nicht mehr als ein Prinzip. |
Du stimmst zu, dass es im SL eine Vorzugsrichtung gibt.
Stimmst du zu, dass es gemäß dem kosmologischen Prinzip keine Vorzugsrichtung gibt? |
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Ferdi
Anmeldungsdatum: 09.10.2024
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Wohnort: Münster
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| Ferdi Verfasst am: 18. Okt 2024 17:56 Titel: |
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| Günther hat Folgendes geschrieben: |
Du stimmst zu, dass es im SL eine Vorzugsrichtung gibt. |
Ja, in Richtung des Zentrums.
| Günther hat Folgendes geschrieben: | | Stimmst du zu, dass es gemäß dem kosmologischen Prinzip keine Vorzugsrichtung gibt? |
Nein.
Das kosmologische Prinzip ist, wie ich schon schrieb, eben nur ein Prinzip. Ob es gilt, ist kaum beweisbar, kann aber vielleicht in Zukunft widerlegt werden. |
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 428
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| Günther Verfasst am: 18. Okt 2024 19:53 Titel: |
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Das kosmologische Prinzip ist zumindest für das beobachtbare Universum bestätigt, kannst du bequem nachlesen. |
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Ferdi
Anmeldungsdatum: 09.10.2024
Beiträge: 46
Wohnort: Münster
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| Ferdi Verfasst am: 18. Okt 2024 22:50 Titel: |
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| Günther hat Folgendes geschrieben: | | Das kosmologische Prinzip ist zumindest für das beobachtbare Universum bestätigt, kannst du bequem nachlesen. |
Wo? |
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Ferdi
Anmeldungsdatum: 09.10.2024
Beiträge: 46
Wohnort: Münster
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| Ferdi Verfasst am: 27. Okt 2024 22:42 Titel: |
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| Ferdi hat Folgendes geschrieben: | | Günther hat Folgendes geschrieben: | | Das kosmologische Prinzip ist zumindest für das beobachtbare Universum bestätigt, kannst du bequem nachlesen. |
Wo? |
Ich würde das gerne nachlesen, müsste aber wissen wo. Leider lässt Günther mich im Stich. Oder weiß er etwa auch nicht, wo man das "bequem nachlesen" kann? |
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willyengland
Anmeldungsdatum: 01.05.2016
Beiträge: 869
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| willyengland Verfasst am: 28. Okt 2024 12:49 Titel: |
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Was ist eigentlich mit dem Begriff "beobachtbares Universum" gemeint?
Man sieht doch quasi alles: Die ersten Galaxien, sogar den Mikrowellenhintergrund. Was fehlt denn?
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Gruß Willy |
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 428
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| Günther Verfasst am: 28. Okt 2024 14:09 Titel: |
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| willyengland hat Folgendes geschrieben: | Was ist eigentlich mit dem Begriff "beobachtbares Universum" gemeint?
Man sieht doch quasi alles: Die ersten Galaxien, sogar den Mikrowellenhintergrund. Was fehlt denn? |
Das beobachtbare Universum ist durch die heuten Entfernung des Partikelhorizonts definiert. Näheres hier https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0310808
Fig. 1 |
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 1383
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 28. Okt 2024 14:11 Titel: |
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| willyengland hat Folgendes geschrieben: | Was ist eigentlich mit dem Begriff "beobachtbares Universum" gemeint?
Man sieht doch quasi alles: Die ersten Galaxien, sogar den Mikrowellenhintergrund. Was fehlt denn? |
Es fehlt z.B. das Universum, wie es jetzt gerade aussieht. Wir schauen
schließlich immer in die Vergangenheit und wissen, dass wir den Zustand des Universums beobachten, wie es bzw. Bereiche davon (in Abhängigkeit zur Entfernung) zu einem vergangenen Zeitpunkt ausgesehen hat.
Jede information die uns mit Geschwindigkeit v <= c erreichen kann ist dem sichtbaren Universum zuzordnen (zeit-/lichtartig). Jede Information die uns nur mit einer Geschwindigkeit v > c erreichen kann, ist dem nicht-sichtbaren Universum zugeordnet (raumartig).
Stichwort (Vergangenheits-)Lichtkegel.
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 1383
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 28. Okt 2024 14:17 Titel: |
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| Günther hat Folgendes geschrieben: | | willyengland hat Folgendes geschrieben: | Was ist eigentlich mit dem Begriff "beobachtbares Universum" gemeint?
Man sieht doch quasi alles: Die ersten Galaxien, sogar den Mikrowellenhintergrund. Was fehlt denn? |
Das beobachtbare Universum ist durch die heuten Entfernung des Partikelhorizonts definiert. Näheres hier https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0310808
Fig. 1 |
Letztendlich geht es doch aber darum, dass nur das sichtbar ist, was innerhalb unseres Vergangenheitslichtkegel liegt?
Das wir Galaxien sehen können, die sich mit v > c von uns entfernen liegt lt. dem paper nur daran, dass deren Licht mittlerweile in Bereichen unterwegs ist, welche sich nicht mehr mit v>c ausdehnen. Hatte es letztens gelesen und nur aus der Erinnerung geschrieben. Ich müsste die Stelle im paper suchen zum zitieren.
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willyengland
Anmeldungsdatum: 01.05.2016
Beiträge: 869
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| willyengland Verfasst am: 28. Okt 2024 14:31 Titel: |
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Ok, verstehe, wir sehen alles, was im "Lichtkegel liegt".
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Gruß Willy |
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 428
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| Günther Verfasst am: 28. Okt 2024 18:57 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: |
Letztendlich geht es doch aber darum, dass nur das sichtbar ist, was innerhalb unseres Vergangenheitslichtkegel liegt?
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Richtig, das war aber nicht die Frage. Schau dir Fig. 1 in obigem link an. Die Größe des beobachtbaren Universum ist durch den Schnittpunkt des Partikelhorizonts mit der Linie Zeitpunkt heute definiert. Signale von dort werden uns nie erreichen, da außerhalb des Ereignishorizonts.
Unsere Weltlinie schneidet sich mit der des Partikelhorizonts zum Zeitpunkt t=0, auf diese Gemeinsamkeit dürfte "beobachtbar" zurückzuführen sein. |
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 1383
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 28. Okt 2024 21:06 Titel: |
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| Günther hat Folgendes geschrieben: | | Unsere Weltlinie schneidet sich mit der des Partikelhorizonts zum Zeitpunkt t=0, auf diese Gemeinsamkeit dürfte "beobachtbar" zurückzuführen sein. |
Dann gibt es Weltlinien anderer bzw. weit entfernter Beobachter, die einen anderen (ihren eigenen) Partikelhorizont bei t=0 schneiden? Der Urknall selbst ist aber für alle Beobachter der gleiche?
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 428
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| Günther Verfasst am: 28. Okt 2024 21:26 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Günther hat Folgendes geschrieben: | | Unsere Weltlinie schneidet sich mit der des Partikelhorizonts zum Zeitpunkt t=0, auf diese Gemeinsamkeit dürfte "beobachtbar" zurückzuführen sein. |
Dann gibt es Weltlinien anderer bzw. weit entfernter Beobachter, die einen anderen (ihren eigenen) Partikelhorizont bei t=0 schneiden? Der Urknall selbst ist aber für alle Beobachter der gleiche? |
Zum ersten Satz ja, wobei diese anderen Beobachter jeweils im Zentrum ihres beobachtbaren Universums sind.
Zweiter Satz, kommt darauf an, was du meinst. Der Urknall ist unendlich groß, falls das Universum unendlich ist und ist zumindest sehr viel größer als das beobachtbare Universum, falls unser Universum etwa eine riesige Sphäre ist, was wir nicht ausschließen können. D.h. räumlich getrennte Beobachter sehen jeweils zurück auf ihre Urknall Position. |
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 1383
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 28. Okt 2024 21:37 Titel: |
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| Günther hat Folgendes geschrieben: | | Der Urknall ist unendlich groß, falls das Universum unendlich ist... |
Das bedeutet nicht punktförmig, nicht singulär, sondern viel mehr auf einer unendlichen oder zumindest einer sehr großen Ebene (z.B. die Oberfläche der Sphäre) ausgedehnt?
Alles eine Frage der Geometrie und des jeweiligen Standpunktes bzw. des Blickwinkels der Beobachter?
So langsam verstehe ich was du meintest, warum ich diese ganzen Überlegungen mache, wenn doch die Unendlichkeit möglicherweise auch so schon gegeben ist.
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 428
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| Günther Verfasst am: 28. Okt 2024 21:52 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Günther hat Folgendes geschrieben: | | Der Urknall ist unendlich groß, falls das Universum unendlich ist... |
Das bedeutet nicht punktförmig, nicht singulär, sondern viel mehr auf einer unendlichen oder zumindest einer sehr großen Ebene (z.B. die Oberfläche der Sphäre) ausgedehnt?
Alles eine Frage der Geometrie und des jeweiligen Standpunktes bzw. des Blickwinkels der Beobachter?
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Und der Topologie, ja, so könnte man's ausdrücken. |
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 1383
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| antaris Verfasst am: 28. Okt 2024 22:40 Titel: |
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Inwiefern topologisch? Die Übergänge vom räumlichen Kleinsten zum Größten im hier und jetzt oder den zeitlich variablen Zustand des Universums als Ganzes, vom Urknall bis jetzt?
Entstehen in dem Bild jetzt noch neue Hubble-Sphären mit eigenem Urknall oder ist das alles schon (unendlich oft) geschehen?
Bei letzteren würde mich stören, dass irgendwann jedes Licht in allen Hubble-Sphären erlöschen würde.
Vielleicht interpretiere ich aber zuviel aus der biologischen Natur in die Physik hinein. Die biologische Evolution als Gegenspieler (und auf lange Sicht als Verlierer) gegen den langsamen physikalischen Kältetot? Klingt irgendwie bitter aber ist ja noch ein wenig Zeit bis dahin.
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 428
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| Günther Verfasst am: 29. Okt 2024 16:27 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | | Inwiefern topologisch? |
Dieser kurze Hinweis bezog sich lediglich auf euklidisch flach und damit unendlich vs. Sphäre und damit auf die verschiedenen Topologie beider Räume. |
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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| antaris Verfasst am: 29. Okt 2024 18:42 Titel: |
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Also schon in gewisser Weise der Übergang zwschen den kleinen Skalen (lokal flacher Raum der Sphärenoberfläche) zu den ganz großen Skalen (gekrümmter Raum der Sphäre).
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