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Telefonmann
Anmeldungsdatum: 05.10.2011
Beiträge: 474
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 Telefonmann Verfasst am: 30. Jul 2025 09:57 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Leider hat man sich an Homogenität und Isotropie gewöhnt. |
Das war für viele Jahrzehnte natürlich eine äußerst praktikable Annahme, ausgehend von A. Friedmann bis hin zu den Standardkerzen. Allerdings setzt sich so langsam immer mehr die Einsicht durch, dass die Realität komplizierter ist, wie weitergehende Untersuchungen zu den Voids und deren Konsequenzen zeigen.
Auch zu den Standardkerzen gibt es nun detailliertere Erkenntnisse: Supernova-Ia Standardkerzen nicht so genau wie gedacht! • vAzS (119) | Josef M. Gaßner
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Freundliche Grüße, T. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 30. Jul 2025 10:23 Titel: |
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Die Einwände sind eigtl. ganz einfach:
Die CMB ist sicher nicht isotrop. Entweder startet man mit einem nicht-isotropen Anfangszustand, dann fällt das Prinzip sofort. Oder man startet mit einem exakt isotropen Anfangszustand plus Inflation plus dem Argument, die Moden des homogenen und isotropen Bunch-Davies-Vakuums würden zu den heute sichtbaren, klassischen Inhomogenitäten; das Argument ist aber Blödsinn, da es implizit eine Art Messung voraussetzen muss, da ein derartiger Symmetriebruch nicht mittels der quantenmechanischen Dynamik erklärt werden kann.
Die beobachtete Materieverteilung ist, wie du sagst, sicher nicht isotrop. Man könnte nun zu größeren Skalen und damit weiter in der Zeit zurückgehen, wobei diese Skalen unbeobachtbar sind ... bis man dur CMB gelangt, und dann siehe oben.
Es ist also nach Popper und Ockham einfacher, erstens zu akzeptieren, dass das Prinzip in dieser Form falsifiziert ist, und dass es zweitens wahrscheinlich nicht dieses Prinzips plus irgendeiner einer Reparatur desselben bedarf, sondern statt eines Prinzips einer dynamischen Erklärung.
Newton hat auch nicht an dem Prinzip kreisförmiger Planetenbahnen festgehalten und dies dann hin zu Ellipsenbahnen "repariert", er hat eine symmetrische Gleichung gelöst und eine Lösungsmenge mit derselben Symmetrie erhalten, wobei jeder einzelne gebundenen Orbit Lösung eine Ellipsenbahn ist.
Dieser Schritt steht in der Astronomie und Astrophysik noch aus, weil die isotrope Ecke halt so gemütlich eingerichtet ist, mit Lehrbüchern, FORTRAN-Code, dem Inflationszauberkasten usw. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5740
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| DrStupid Verfasst am: 30. Jul 2025 12:59 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Newton hat auch nicht an dem Prinzip kreisförmiger Planetenbahnen festgehalten und dies dann hin zu Ellipsenbahnen "repariert", er hat eine symmetrische Gleichung gelöst und eine Lösungsmenge mit derselben Symmetrie erhalten, wobei jeder einzelne gebundenen Orbit Lösung eine Ellipsenbahn ist. |
Das konnte er aber nur, weil es hinreichend gute Messdaten gab. Davon können Kosmologen nur träumen. Unsere Beobachtungen reichen maximal bis zum CMB zurück und da gab es die Inhomogenitäten schon. Das ist fast so, als wenn Newton und Kepler nur ein Standbild des Sonnensystems gehabt hätten. Wie soll man da eine dynamische Erklärung finden? Momentan kann man doch bestenfalls eine willkürliche Grundannahme durch eine andere ersetzen. Die mag dann besser passen, aber wie richtig sie ist, steht noch nicht einmal in den Sternen. |
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willyengland
Anmeldungsdatum: 01.05.2016
Beiträge: 869
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| willyengland Verfasst am: 30. Jul 2025 13:22 Titel: |
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Falls es jemanden interessiert. In Spektrum 8/25 gibt es einen interessanten Artikel des theoretischen Physikers Claus Kiefer zu der Frage der Unendlichkeiten und ob es eine Weltformel überhaupt, prinzipiell geben kann (Unvollständigkeitssatz etc.).
| Zitat: | Dass es in unserer realen Welt keine Unendlichkeiten geben sollte, hat schon Hilbert vermutet. Auch der Physiker George Ellis, Krzysztof Meissner und Hermann Nicolai machten sich 2018 diese Sichtweise zu eigen und argumentierten, dass Unendlichkeiten in der Physik immer nur extrem große Zahlen bedeuten und dass tatsächlich nichts wirklich grenzenlos ist. In diesem Fall verschwinden alle Antinomien und Paradoxien, die mit Unendlichkeiten verbunden sind – und wohl auch die Unvollständigkeitssätze. Mathematische Verfahren wie die Regularisierung und Renormierung von Quantenfeldern wären demnach in einer endgültigen Theorie überflüssig. Theorien wie Carl Friedrich von Weizsäckers Urtheorie, John Wheelers It from Bit, die Schleifenquantengravitation oder die nichtkommutative Geometrie setzen eine diskrete Raumzeit voraus.
Allerdings gibt es auch Kandidaten für eine Weltformel, die ein kontinuierliches Bild der Raumzeit nutzen. Bislang haben diese Ideen nicht zu einer Theorie geführt, die sowohl vollständig als auch empirisch überprüfbar ist. Aber es ist vorstellbar, dass eine solche endgültige Theorie kontinuierliche Strukturen verwenden wird.
Es scheint also, dass wir zumindest im Prinzip entscheiden können, ob eine bestimmte Theorie final ist oder nicht, wenn die Welt auf kleinen und großen Skalen endlich ist. |
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Gruß Willy |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 30. Jul 2025 13:29 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | Newton hat auch nicht an dem Prinzip kreisförmiger Planetenbahnen festgehalten und dies dann hin zu Ellipsenbahnen "repariert", er hat eine symmetrische Gleichung gelöst und eine Lösungsmenge mit derselben Symmetrie erhalten, wobei jeder einzelne gebundenen Orbit Lösung eine Ellipsenbahn ist. |
Das konnte er aber nur, weil es hinreichend gute Messdaten gab. Davon können Kosmologen nur träumen. |
Das gilt für das konkrete Kraftgesetz -1/r², nicht für die Idee der Kraft bzw. des Potentials an sich.
Nimm als anderes Beispiel die Yang-Mills-Theorien. Die Idee der nicht-abelschen Eichsymmetrie ist generisch, die späteren Daten führten dann speziell auf SU(2) und SU(3).
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Unsere Beobachtungen reichen maximal bis zum CMB zurück und da gab es die Inhomogenitäten schon. |
Das sollte ja ausreichend, um homogene Modelle in Frage zu stellen.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Momentan kann man doch bestenfalls eine willkürliche Grundannahme durch eine andere ersetzen. |
Es geht im Gegenteil häufig darum, zu enge Annahmen fallen zu lassen.
Newton hat nicht Kreise durch Ellipsen ersetzt, sondern Kreis durch Lösungen noch zu findender Gleichungen. Einstein hat die Annahmen eines statischen euklidischen Raumes fallen lassen und nicht durch einen anderen statischen Raum ersetzt. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5740
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| DrStupid Verfasst am: 30. Jul 2025 14:14 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Das gilt für das konkrete Kraftgesetz -1/r², nicht für die Idee der Kraft bzw. des Potentials an sich. |
Diese Idee kam aber nicht von Newton. Man wusste schon vorher, dass das Kraftgesetz -1/r² für Kreisbahnen gilt. Newton hat "nur noch" die Frage beantwortet, ob es auch bei Ellipsenbahnen funktioniert. Um diese Frage zu stellen, musste er (bzw. Halley) aber erstmal wissen, dass sich Körper auf Ellipsenbahnen um die Sonne bewegen. Das war nur bekannt, weil Kepler es aus den Datan von Tycho Brahe hergeleitet hat. In der Kosmologie ist aber bereits die Datenbasis fragwürdig. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 30. Jul 2025 14:44 Titel: |
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Es geht nicht um das konkrete 1/r² Gesetz und nicht um die Daten.
Newton hat seine Theorie nicht speziell für das 1/r-Potential konstruiert, Einstein die ART nicht speziell für die Periheldrehung, Heisenberg et al. die QM nicht für das Wasserstoffatom und Yang & Mills die nicht-abelsche Eichtheorie nicht für die QCD oder die elektroschwache Wechselwirkung.
Die erfolgreichen Prinzipien waren immer umfassende Prinzipien; das Prinzip der Homogenität und Isotropie ist dagegen die wohl gescheiterte Idee, eine spezielle Näherung zu adeln, also exakt das Gegenteil. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5740
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| DrStupid Verfasst am: 30. Jul 2025 15:04 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Die erfolgreichen Prinzipien waren immer umfassende Prinzipien; das Prinzip der Homogenität und Isotropie ist dagegen die wohl gescheiterte Idee, eine spezielle Näherung zu adeln, also exakt das Gegenteil. |
Zum einen ist diese Idee noch weit davon entfernt, gescheitert zu sein. Auch auf die Gefahr hin, mich zu wiederholen: Für so eine Entscheidung fehlen uns die Daten. Zum anderen ist das kosmologiache Prinzip kein Naturgesetze oder eine physikalische Theorie. Es ist eine willkürliche Grundannahme um in Ermangelung von belastbaren Daten überhaupt etwas zu haben, mit dem man rechnen kann. |
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Sonnenwind
Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 906
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| Sonnenwind Verfasst am: 30. Jul 2025 16:07 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | Die erfolgreichen Prinzipien waren immer umfassende Prinzipien; das Prinzip der Homogenität und Isotropie ist dagegen die wohl gescheiterte Idee, eine spezielle Näherung zu adeln, also exakt das Gegenteil. |
Zum einen ist diese Idee noch weit davon entfernt, gescheitert zu sein. |
Das sehe ich auch so. Es gibt nur sehr geringe Schwankungen, sonst wäre hier ja gar keine Struktur.
Gäbe es diese sehr geringen Schwankungen nicht, dann könnte niemand fragen, warum es die sehr geringen Schwankungen gibt. Deshalb muss es sie geben.
>>Die Entdeckung dieser schwachen Temperaturschwankungen (ca. 0,001 %) in kleineren Bereichen durch den Satelliten COBE im Jahr 1993 war ein Durchbruch in der Beobachtung des frühen Universums. Die Messung der Stärke dieser Schwankungen machte deutlich, dass die Materie zum Zeitpunkt der Rekombination außerordentlich homogen verteilt war. Weitere Untersuchungen durch bodengebundene Experimente, Ballonteleskope und besonders die Raumsonden WMAP und Planck haben die Stärke dieser Temperaturschwankungen in Abhängigkeit von ihrer Winkelausdehnung am Himmel noch wesentlich besser charakterisiert. Dass die gemessenen Eigenschaften des Mikrowellenhintergrundes gut mit den theoretischen Vorhersagen übereinstimmen, ist ein herausragender Beleg dafür, dass die Urknalltheorie gültig ist. Die Messung der Parameter dieser Theorie favorisiert das Lambda-CDM-Modell.<<
https://de.wikipedia.org/wiki/Hintergrundstrahlung
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Das Photon: Eine Geschichte voller Missverständnisse. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 30. Jul 2025 16:56 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | Die erfolgreichen Prinzipien waren immer umfassende Prinzipien; das Prinzip der Homogenität und Isotropie ist dagegen die wohl gescheiterte Idee, eine spezielle Näherung zu adeln, also exakt das Gegenteil. |
Zum einen ist diese Idee noch weit davon entfernt, gescheitert zu sein. Auch auf die Gefahr hin, mich zu wiederholen: Für so eine Entscheidung fehlen uns die Daten. |
Es gibt keinerlei Daten, die Homogenität und Isotropie bestätigen, jedoch zig-fach Daten, die das Gegenteil besagen, von kleinräumigen Anisotropien der CMB bis hin zu großräumigen; weitere Stichworte sind Voids, Superhaufen etc.
| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Es ist eine willkürliche Grundannahme um in Ermangelung von belastbaren Daten überhaupt etwas zu haben, mit dem man rechnen kann. |
Es ist eine zu einschränkende Grundannahme, die explizit zulässige Modelle ausschließt. Man kann z.B. mit einfachen anisotropen FRW-Modelle, die mit den Daten völlig konsistent sind, durchaus rechnen; Stichwort 3-Torus etc.
Und bevor man sich an eine Idee klammert, die im beobachtbaren Universum falsch und im unbeobachtbaren unbeobachtbar sind, lässt man sie besser fallen.
Wie gesagt, das gilt ausschließlich für die unnötige Reduzierung des Prinzips auf Homogenität und Isotropie – nicht für die oben zitierte weiterhin sinnvolle Formulierung. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 30. Jul 2025 17:50 Titel: |
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| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | Die Entdeckung dieser schwachen Temperaturschwankungen (ca. 0,001 %) in kleineren Bereichen durch den Satelliten COBE im Jahr 1993 war ein Durchbruch in der Beobachtung des frühen Universums. Die Messung der Stärke dieser Schwankungen machte deutlich, dass die Materie zum Zeitpunkt der Rekombination außerordentlich homogen verteilt war. Weitere Untersuchungen durch bodengebundene Experimente, Ballonteleskope und besonders die Raumsonden WMAP und Planck haben die Stärke dieser Temperaturschwankungen in Abhängigkeit von ihrer Winkelausdehnung am Himmel noch wesentlich besser charakterisiert. Dass die gemessenen Eigenschaften des Mikrowellenhintergrundes gut mit den theoretischen Vorhersagen übereinstimmen, ist ein herausragender Beleg dafür, dass die Urknalltheorie gültig ist. Die Messung der Parameter dieser Theorie favorisiert das Lambda-CDM-Modell. |
Das ist alles zutreffend und steht nicht im Widerspruch zu dem von mir gesagten.
Allerdings möchte ich zu "Urknalltheorie" noch "Inflation" ergänzen.
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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
Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 906
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| Sonnenwind Verfasst am: 30. Jul 2025 19:05 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | Das ist alles zutreffend und steht nicht im Widerspruch zu dem von mir gesagten.
Allerdings möchte ich zu "Urknalltheorie" noch "Inflation" ergänzen. |
Es ist ja auch nicht erstaunlich, dass sich aus den Inhomogenitäten viel später Haufen und Voids entwickelten.
Ich verstehe das kosmologische Prinzip als Limes gegen Unendlich. Entweder nimmt die Dichte schnell genug mit der Entfernung gegen null ab (endlich viel Materie) oder eben nicht. Dazwischen gibt es nix.
Und da das beobachtbare Universum endlich ist, das nicht beobachtbare aber möglicherweise unendlich ist, bleiben alle Möglichkeiten offen.
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Das Photon: Eine Geschichte voller Missverständnisse. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 30. Jul 2025 19:20 Titel: |
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👍
Wie gesagt, ich verstehe das kosmologische Prinzip so, dass wir einen "typischen Bereich" des Universums sehen.
Über Anfangsbedingungen inkl. Topologie können wir nichts verlässliches sagen, damit auch nicht bzgl. Homogenität und Isotropie.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5740
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| DrStupid Verfasst am: 30. Jul 2025 21:57 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Es gibt keinerlei Daten, die Homogenität und Isotropie bestätigen, jedoch zig-fach Daten, die das Gegenteil besagen, von kleinräumigen Anisotropien der CMB bis hin zu großräumigen; weitere Stichworte sind Voids, Superhaufen etc. |
Es gibt auch Daten, die die Existz von Atomen bestätigen. Trotzdem kann man z.B. Wasser auf hinreichend großen Skalen sehr gut als Kontinuum beschreiben. Da musst Du schon mehr liefern. |
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Jollo
Gast
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| Jollo Verfasst am: 30. Jul 2025 21:58 Titel: |
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| Zitat: | Natürlich soll man auch eine Theorie der QG testen können.
...
Also ja, die QG hat das Problem, dass sie in weiten Bereichen nicht testbar ist. Das ist aber nicht die Schuld der Physiker, und niemand bedauert das so wie diese. |
Ja, alles gut, ich habe mich gar nicht so sehr auf die QG bezogen, sondern viel mehr auf die kosmologischen Modelle.
| Zitat: |
Soll man deiner Meinung nach aufhören?
Kosten LHC ca. 3 Mrd. € Bau + ca. 1 Mrd. Betrieb p.a., also inzwischen ca. 20 Mrd. Für eine Mrd. können viele 1000 Physiker im Jahr an der QG arbeiten. Beide haben in den letzten 10 Jahren ungefähr gleich viel messbare Erfolge produziert, nämlich am LHC nach dem Higgs nichts (nimmt man das QGP aus), in der QG nichts experimentell bestätigtes.
Was also tun? |
Nein, soll man nicht. Ich halte es für wichtig, weiter zu machen (auch wenn es bei ausbleibenden Ergebnissen immer schwieriger wird, Forschungsgelder zu generieren).
| Zitat: | Jollo hat Folgendes geschrieben:
Verstehe ich nicht so ganz. Gibt es verschiedene Arten von "Quantenfluktuationen"?
Man könnte sagen genau zwei Arten, nämlich keine im Rahmen der etablierten Theorie, sondern nur solche in der populärwissenschaftlichen Darstellung derselben.
Siehe
physics.ucsb.edu/~mark/ms-qft-DRAFT.pdf
Darin auf über 600 Seiten zwei Treffer zu "quantum fluctuations", beide zur Raumzeit, völlig ohne Kontext, und beide ohne Formeln.
Jollo hat Folgendes geschrieben:
Ich denke, Neumeier wird schon wissen, von was er spricht...
Sicher weiß er das. Auch alle anderen Physiker wissen das, wenn sie das Wort in den Mund nehmen, während sie auf eine Gleichung deuten. Nur sobald es den Seminarraum verlässt, wird es schwierig (das haben Quantenfluktuationen mit virtuellen Teilchen gemein). |
Okay, aber warum wird dann so oft mit einer Selbstverständlichkeit behauptet, das Universum sei aus einer solchen Quantenfluktuation entstanden? Das wird einem in Magazinen manchmal so verkauft, als sei es etablierte Wissenschaft. Und genau sowas stört mich.
Nebenbei: warum behaupten manche, aus Quantenfluktuationen entsteht das Universum, während andere wie Neumaier dies negieren? Wo unterscheiden sich diese?
| Zitat: | Nein, es passt in der häufig anzutreffenden Formulierung, das Universum sei auf großen Skalen homogen und isotrop, sicher nicht zu den Beobachtungen.
Es ist in dieser Formulierung aber auch sinnlos, weil sie nur die nicht zwingende Konsequenz einer allgemeineren Formulierung darstellt:
The cosmological principle is usually stated formally as 'Viewed on a sufficiently large scale, the properties of the universe are the same for all observers.' This amounts to the strongly philosophical statement that the part of the universe which we can see is a fair sample, and that the same physical laws apply throughout.
(William Keel)
Leider hat man sich an Homogenität und Isotropie gewöhnt. Das stellt aber kein gutes Prinzip dar sondern charakterisiert lediglich die sehr häufig untersuchten Modelle. Taugen diese nicht, geht nicht die Welt unter, nur die persönliche Weltsicht derer, die Jahrzehnte in unzureichende Modelle investiert haben.
... but [I liked] not the so-called “cosmological principle” ... because I dislike making of our lack of knowledge a principle of knowing something.
(Sir Karl Popper)
Übrigens lassen bereist die bekannten FRW-Modelle ein global nicht isotropes Universum zu, z.B. einen flachen 3-Torus. |
Achso, okay, dann habe ich das kosmologische Prinzip womöglich überschätzt.... |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 30. Jul 2025 23:20 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | Es gibt keinerlei Daten, die Homogenität und Isotropie bestätigen, jedoch zig-fach Daten, die das Gegenteil besagen, von kleinräumigen Anisotropien der CMB bis hin zu großräumigen; weitere Stichworte sind Voids, Superhaufen etc. |
Es gibt auch Daten, die die Existz von Atomen bestätigen. Trotzdem kann man z.B. Wasser auf hinreichend großen Skalen sehr gut als Kontinuum beschreiben. Da musst Du schon mehr liefern. |
Es steht ja auch mehr in meinen Beiträgen.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 30. Jul 2025 23:29 Titel: |
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| Jollo hat Folgendes geschrieben: | | … aber warum wird dann so oft mit einer Selbstverständlichkeit behauptet, das Universum sei aus einer solchen Quantenfluktuation entstanden? Das wird einem in Magazinen manchmal so verkauft, als sei es etablierte Wissenschaft. Und genau sowas stört mich. |
Warum? Weil's auch unter Physikern um Geld, Karriere und Prestige geht?
| Jollo hat Folgendes geschrieben: | | Nebenbei: warum behaupten manche, aus Quantenfluktuationen entsteht das Universum, während andere wie Neumaier dies negieren? Wo unterscheiden sich diese? |
Das ist beides sehr verkürzt.
Das eine sind Theorien oder Modelle, die man nicht testen kann, die jedoch in mancherlei Hinsucht plausibel sind, das andere ist eine deutlich skeptischere Haltung.
| Jollo hat Folgendes geschrieben: | | Achso, okay, dann habe ich das kosmologische Prinzip womöglich überschätzt.... |
Es wird ja auch nicht einheitlich formuliert und dargestellt, und es wird nicht einheitlich bewertet.
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Jollo
Gast
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| Jollo Verfasst am: 30. Jul 2025 23:43 Titel: |
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| Zitat: | | Warum? Weil's auch unter Physikern um Geld, Karriere und Prestige geht? |
Wie wohl überall.....aber ich finde es viel fairer, wenn man benennt, dass zb derartige Modelle/Theorien spekulativ sind und den gesicherten Bereich verlassen.
Aber damit ist man wohl zu ehrlich...
| Zitat: | | Das eine sind Theorien oder Modelle, die man nicht testen kann, die jedoch in mancherlei Hinsucht plausibel sind, das andere ist eine deutlich skeptischere Haltung. |
Was ist schlimm daran, eine skeptische Haltung als Physiker einzunehmen? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 31. Jul 2025 00:12 Titel: |
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| Jollo hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Das eine sind Theorien oder Modelle, die man nicht testen kann, die jedoch in mancherlei Hinsucht plausibel sind, das andere ist eine deutlich skeptischere Haltung. |
Was ist schlimm daran, eine skeptische Haltung als Physiker einzunehmen? |
Nichts.
Aber auch ein Skeptiker kann sich irren.
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Jollo
Gast
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| Jollo Verfasst am: 31. Jul 2025 07:19 Titel: |
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| Zitat: | | Aber auch ein Skeptiker kann sich irren. |
Ebenso wie der Optimist, der jeweils Spekulation als etablierte Wissenschaft verkauft. Allerdings- das muss man ja sagen, sprechen wir über Themen, in denen wir die Wahrheit niemals erfahren werden. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 31. Jul 2025 08:36 Titel: |
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| Jollo hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Aber auch ein Skeptiker kann sich irren. |
Ebenso wie der Optimist, der jeweils Spekulation als etablierte Wissenschaft verkauft. |
Das sind zwei verschiedenen paar Schuhe.
Der Optimist geht davon aus, dass aufgrund der vielen Verknüpfungen zwischen Gravitation und Quantenfeldtheorie, die die Stringtheorie automatisch liefert, dass sie einen gewissen Grad an Wahrheit enthält, obwohl andere Aspekte fraglich zu sein scheinen. Er ist persönlich von der Theorie überzeugt.
Der Pessimist, geht davon aus, dass zu viele Aspekte gegen die Stringtheorie sprechen. Er hält sie für irrelevant, falsch, oder unwiussenschaftlich.
Der Scharlatan sagt, die Loop Quantum gravity sei falsch, weil sie vieles, was wir über die Quantengravitation wüssten, nicht beachte oder nicht reproduziere. Er verkauft teilweise unbewiesene mathematische Zusammenhänge im Kontext einer noch sehr unvollständigen Theorie als Wahrheit über die Natur (und verwendet dies als Argumente gegen andere Theorien). Nicht ausgedacht, kann man ziemlich exakt so nachlesen.
| Jollo hat Folgendes geschrieben: | | Allerdings- das muss man ja sagen, sprechen wir über Themen, in denen wir die Wahrheit niemals erfahren werden. |
Und deswegen ist der Unterschied zwischen dem Optimisten und dem Pessimisten weniger kritisch als der zwischen dem Optimisten und dem Scharlatan. |
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Sonnenwind
Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 906
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| Sonnenwind Verfasst am: 31. Jul 2025 09:23 Titel: |
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Was passiert eigentlich wenn man bei der Einstein-Gleichung auf der rechten Seite anstatt des Energie-Impuls-Tensors den Erwartungswert hinschreibt, der sich beispielsweise aus der Dirac-Gleichung ergibt?
Ist dann so eine Art semiklassiche Näherung ohne Strings und Schleifchen. Das wäre mir jedenfalls als Erstes eingefallen.
Haben wir dann immer noch einen singulären Urknall?
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Das Photon: Eine Geschichte voller Missverständnisse. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 31. Jul 2025 11:36 Titel: |
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| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | Was passiert eigentlich wenn man bei der Einstein-Gleichung auf der rechten Seite anstatt des Energie-Impuls-Tensors den Erwartungswert hinschreibt, der sich beispielsweise aus der Dirac-Gleichung ergibt? |
Man darf ja in jeder QFT davon ausgehen, dass die klassische Feldtheorie gerade dieser Erwartungswert in nullter Ordnung hquer IST.
Das ist natürlich nicht durchgehend gezeigt, weil die Lösungen der QFTs viel zu kompliziert sind, aber wäre es nicht so, dann wäre unsere Auffassung zur QFT letztlich völlig falsch; wir erhalten die QFT mittels Quantisierung einer klassischen Feldtheorie, also muss die klassische Feldtheorie auch der klassische Grenzfall der QFT sein.
| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | Haben wir dann immer noch einen singulären Urknall? |
Ja.
Das weitere Problem ist, über die nullte Näherung hinauszugehen. Du musst jeden Ausdruck regularisieren und renormieren. Die Verknüpfung von klassischer ART und Erwartungswert inkl. Quantenkorrekturen der QFT ist wohl inkonsistent, siehe z.B. die Problematik der Rückwirkung der QFT auf die Metrik (z.B. Hawkingstrahlung; wobei es neue Lösungsansätze gibt, die ich nicht gut kenne).
Der einzige Ansatz zu einer QG, den ich kenne und der sich damit ernsthaft befasst, ist die Asymptotic Safe Gravity (außer natürlich der Stringtheorie, die einfach platt sagt, das wäre trivialerweise gelöst). |
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Jollo
Gast
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| Jollo Verfasst am: 31. Jul 2025 18:47 Titel: |
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Ich hätte nochmal eine Frage zu dem Szenario "unendlich großes Universum mit unendlich viel Masse". Müsste dann nicht zu Beginn des Universums unendlich viel Masse auf anfangs endlichen Raum verteilt gewesen sein? Wäre das nicht eigentlich sehr problematisch? Es passt ja auch nicht unendlich viel Wasser in eine Regentonne... |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 31. Jul 2025 22:53 Titel: |
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Das ist ja nur eine Konsequenz der Tatsache, dass die Dichte divergiert. Es ist natürlich ein Problem, aber kein wirklich neues.
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Jollo
Gast
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| Jollo Verfasst am: 31. Jul 2025 23:12 Titel: |
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Also ist es tatsächlich ein Problem, dass sich dann auf infinitessimal kleinem Raum unendlich viel Masse befindet? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 01. Aug 2025 08:25 Titel: |
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Natürlich ist das auch ein Problem, aber das zentrale Problem ist, dass der geometrische Rahmen zusammenbricht. Man formuliert die ART auf einer Mannigfaltigkeit mit einer Metrik g, und erhält als unausweichliche Konsequenz, dass die Funktion g in einem gewissen Grenzfall keine Metrik darstellt.
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Jollo
Gast
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| Jollo Verfasst am: 01. Aug 2025 09:15 Titel: |
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Okay, danke für die Antwort.
Manchmal gewinnt man den Eindruck, all solche Probleme seien längst gelöst (zumindest wenn man populärwissenschaftliche Artikel liest). |
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 428
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| Günther Verfasst am: 01. Aug 2025 09:53 Titel: |
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| Jollo hat Folgendes geschrieben: | | Ich hätte nochmal eine Frage zu dem Szenario "unendlich großes Universum mit unendlich viel Masse". Müsste dann nicht zu Beginn des Universums unendlich viel Masse auf anfangs endlichen Raum verteilt gewesen sein? |
Nein, ist das Universum unendlich, dann ist es das auch beim Urknall. Es ist nicht so, dass ein anfänglich endlicher Raum infolge der Expansion unendlich wird.
Mit "einer Mannigfaltigkeit mit einer Metrik g" hat diese einfache Frage nichts zu tun. |
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Sonnenwind
Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 906
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| Sonnenwind Verfasst am: 01. Aug 2025 10:52 Titel: |
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| Günther hat Folgendes geschrieben: | | Nein, ist das Universum unendlich, dann ist es das auch beim Urknall. Es ist nicht so, dass ein anfänglich endlicher Raum infolge der Expansion unendlich wird. |
Man möge doch mal erklären, wie beim Urknall ein Maßstab aussieht und ob man da auch zwei aneinanderlegen kann.
Sind die Maßstäbe zu Brei zerquetscht oder können die aufgrund ihrer Stabilität noch existieren?
Außerdem ist viel interessanter, was eine Stunde vor dem Feuerwerk geschah.
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Das Photon: Eine Geschichte voller Missverständnisse. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 01. Aug 2025 11:21 Titel: |
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| Günther hat Folgendes geschrieben: | | Jollo hat Folgendes geschrieben: | | Ich hätte nochmal eine Frage zu dem Szenario "unendlich großes Universum mit unendlich viel Masse". Müsste dann nicht zu Beginn des Universums unendlich viel Masse auf anfangs endlichen Raum verteilt gewesen sein? |
Nein, ist das Universum unendlich, dann ist es das auch beim Urknall. Es ist nicht so, dass ein anfänglich endlicher Raum infolge der Expansion unendlich wird.
Mit "einer Mannigfaltigkeit mit einer Metrik g" hat diese einfache Frage nichts zu tun. |
Letztlich schon, weil man sonst die Problematik nicht wirklich versteht.
Es gibt zwei Räume und zwei Abstandsbegriffe, einmal auf den reellen Zahlen R bzw. R³ mit dem üblichen Abstandsbegriff, dann auf einer 3-dim. Riemannschen Mannigfaltigkeit (M³, g). Diese hängen zusammen vermögen der Metrik g, speziell im Falle eines FRW-Universums dem Skalenfaktor a(t).
Du hast recht, beide Räume bleiben im Grenzfall t=0 und a(0)=0 unendlich, insofern man Punkte finden kann, für die die Abstände auch in diesem Grenzfall divergieren.
Aber der Abstandsbegriff vermöge g bzw. a ist im Grenzfall t=0 entartet und definiert keine Metrik. Für eine Metrik mit Abstandsfunktion D und verschiedenen Punkte P,Q müsste immer gelten, dass
)
Jedoch existieren natürliche Punkte P,Q bzw. deren Koordinaten x(P) und y(Q) mit
 = \lim_{t \to 0} a(t) \cdot |x - y| = 0)
Und damit bricht in diesem Grenzfall der formale Rahmen zusammen.
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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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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 428
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| Günther Verfasst am: 01. Aug 2025 11:25 Titel: |
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| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | Günther hat Folgendes geschrieben: | | Nein, ist das Universum unendlich, dann ist es das auch beim Urknall. Es ist nicht so, dass ein anfänglich endlicher Raum infolge der Expansion unendlich wird. |
Man möge doch mal erklären, wie beim Urknall ein Maßstab aussieht und ob man da auch zwei aneinanderlegen kann.
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Wie lustig. Das beobachtbare Universum passte in eine "Melone", wobei die Dichte noch immer viele Größenordnungen unterhalb der Planckdichte war. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 01. Aug 2025 11:25 Titel: |
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| Jollo hat Folgendes geschrieben: | | Manchmal gewinnt man den Eindruck, all solche Probleme seien längst gelöst (zumindest wenn man populärwissenschaftliche Artikel liest). |
Das irritiert mich schon, weil es DAS zentrale Problem der ART ist, dass nämlich diese Singularität i.A. unausweichlich ist. Penrose hat u.a. für den entsprechenden Beweis bei SLs den Nobelpreis erhalten; Hawking hat ähnliche Beweismethoden auf den Urknall angewendet und ist für den Preis leider zu früh verstorben.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 01. Aug 2025 11:28 Titel: |
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| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | Günther hat Folgendes geschrieben: | | Nein, ist das Universum unendlich, dann ist es das auch beim Urknall. Es ist nicht so, dass ein anfänglich endlicher Raum infolge der Expansion unendlich wird. |
Man möge doch mal erklären, wie beim Urknall ein Maßstab aussieht und ob man da auch zwei aneinanderlegen kann. |
Das habe ich jetzt seitenweise erklärt und vorgerechnet.
| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | … können [die Maßstäbe] aufgrund ihrer Stabilität noch existieren? |
Nein.
Aber das war doch nie die Frage.
| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | Außerdem ist viel interessanter, was eine Stunde vor dem Feuerwerk geschah. |
Die Frage ist undefiniert. Noch undefinierter als die Frage, ob innerhalb eines Wassermoleküls Wellengang herrscht oder ob es dort regnet.
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Zuletzt bearbeitet von TomS am 01. Aug 2025 11:55, insgesamt einmal bearbeitet |
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Sonnenwind
Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 906
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| Sonnenwind Verfasst am: 01. Aug 2025 11:54 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | Günther hat Folgendes geschrieben: | | Nein, ist das Universum unendlich, dann ist es das auch beim Urknall. Es ist nicht so, dass ein anfänglich endlicher Raum infolge der Expansion unendlich wird. |
Man möge doch mal erklären, wie beim Urknall ein Maßstab aussieht und ob man da auch zwei aneinanderlegen kann. |
Das habe ich jetzt seitenweise erklärt und vorgerechnet. |
Ich bin trotzdem so schlau wie zuvor und kann mir unter der Urknall-Party einfach nichts vorstellen. Könnte es da Lebewesen gegeben haben?
Oder andersherum gefragt: Wenn jetzt der Raum beginnen würde linear zu schrumpfen und in einer Stunde wäre er ganz zusammengeschrumpft, wie würde ich das spüren? Würde meine Kaffeetasse auf mich zukommen? Würde ich zerquetscht werden? Würde alles einfach nur heißer werden?
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | Sind die Maßstäbe zu Brei zerquetscht oder können die aufgrund ihrer Stabilität noch existieren? |
Nein. Das war nie die Frage. |
Kann man aber fragen.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | Außerdem ist viel interessanter, was eine Stunde vor dem Feuerwerk geschah. |
Die Frage ist undefiniert. |
Bei manchen Modellen gibt es ein Vorher.
https://en.wikipedia.org/wiki/Big_Crunch
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 01. Aug 2025 12:37 Titel: |
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| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | Außerdem ist viel interessanter, was eine Stunde vor dem Feuerwerk geschah. |
Die Frage ist undefiniert. |
Bei manchen Modellen gibt es ein Vorher. |
Wenn dabei ebenfalls a(0) = 0 auftritt, dann ist das weiterhin undefiniert. Bleibt a(0) > 0, dann ist alles gut, keine Singularität, kein Urknall; in der ART ist das i.A. unmöglich. Reden wir von einem anderen geometrischen Rahmen, dann wäre alles gut; welcher? Reden wir von Quantengravitation, dann stellt sich wieder die Frage nach der Geometrie, ob Zeit und Raum existieren … ?
Bevor wir spekulieren: mir ging es um etablierte mathematische Theoreme. Das löst zugegebenermaßen nicht das Singularitätenproblem der ART.
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Jollo
Gast
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| Jollo Verfasst am: 01. Aug 2025 13:18 Titel: |
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| Zitat: | | Das irritiert mich schon, weil es DAS zentrale Problem der ART ist, dass nämlich diese Singularität i.A. unausweichlich ist. Penrose hat u.a. für den entsprechenden Beweis bei SLs den Nobelpreis erhalten; Hawking hat ähnliche Beweismethoden auf den Urknall angewendet und ist für den Preis leider zu früh verstorben. |
Okay, was konnten sie genau beweisen? |
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Sonnenwind
Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 906
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| Sonnenwind Verfasst am: 01. Aug 2025 13:51 Titel: |
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Ich will es mir einfach nur vorstellen können, deshalb habe ich im letzten Post noch etwas ergänzt.
Wenn jetzt der Raum beginnen würde linear zu schrumpfen und in einer Stunde wäre er ganz zusammengeschrumpft, wie würde ich das spüren? Würde meine Kaffeetasse auf mich zukommen? Würde ich zerquetscht werden? Würde alles einfach nur heißer werden?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 01. Aug 2025 14:45 Titel: |
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| Jollo hat Folgendes geschrieben: | | Okay, was konnten sie genau beweisen? |
Magst du dir das mal durchlesen und dann nochmal nachfragen?
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Penrose%E2%80%93Hawking_singularity_theorems
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 01. Aug 2025 15:15 Titel: |
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| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | Oder andersherum gefragt: Wenn jetzt der Raum beginnen würde linear zu schrumpfen und in einer Stunde wäre er ganz zusammengeschrumpft … würde meine Kaffeetasse auf mich zukommen? Würde ich zerquetscht werden? Würde alles heißer werden? |
Alles drei.
Und das passiert schon bei t > 0; die mathematischen Details der Singularität sind dabei irrelevant.
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