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Choke
Gast
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 Choke Verfasst am: 27. Feb 2026 20:38 Titel: Parker-Effekt |
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Meine Frage:
Hallo,
kennt jemand den Parker Effekt in der relativistischen Quantenfeldtheorie?
Er soll von Leonard Parker entdeckt worden sein und beschreibt, wie im expandierenden Universum Teilchen aus dem Vakuum erzeugt werden.
Nun meine Frage: Ich finde dazu kaum Quellen.
Ist der Effekt experimentell bestätigt und so gesehen "state of the art"?
Oder gehört er keiner etablierten Theorie an?
Meine Ideen:
Auf Wikipedia oder anderen Seiten finde ich leider gar nichts dazu.
Falls jemand etwas dazu sagen kann, würde es mich interessieren. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 27. Feb 2026 22:14 Titel: |
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Der Parker-Effekt beschreibt die Erzeugung von Teilchen durch eine zeitabhängige, expandierende Raumzeit – analog zum Hawking-Effekt in der Raumzeit schwarzer Löcher. Ich denke, dass er insbs. im Kontext der kosmischen Inflation betrachtet wird. |
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Choke
Gast
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| Choke Verfasst am: 28. Feb 2026 06:50 Titel: |
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Danke. Gibt es eine experimentelle Bestätigung für den Effekt? Oder ist das ganze noch umstritten?
Und ist die kosmische Inflation eigentlich immer noch auf so "unsicheren Füßen" , oder stehen die Modelle dazu mittlerweile manifestierter da? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 28. Feb 2026 12:01 Titel: |
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Experimtell wird man das nie direkt nachweisen können, dazu sind die Erzeugungsraten und die Temperaturen des entstehenden Bose-Gases viel zu gering.
Die Inflation hat diverse Probleme und befindet sich m.M.n. vielleicht auf dem Niveau der Atomtheorie Demokrits:
- kein unabhängiger Nachweis des Inflatonfeldes
- Finetuning der Modelle so dass schlicht alles möglich ist
- keine Lösung der quantum-to-classical Transition.
Aber das wollen viele einfach nicht sehen.
_________________
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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Choke
Gast
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| Choke Verfasst am: 28. Feb 2026 13:52 Titel: |
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| Zitat: | Experimtell wird man das nie direkt nachweisen können, dazu sind die Erzeugungsraten und die Temperaturen des entstehenden Bose-Gases viel zu gering.
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Ok. Aber wie entsteht dann ein Teilchen bei diesem Effekt? Bei Vakuumfluktuationen entstehen, so wie ich es verstehe, ja auch nicht reale Teilchen.
Ist der Effekt denn allgemein akzeptiert?
| Zitat: | Die Inflation hat diverse Probleme und befindet sich m.M.n. vielleicht auf dem Niveau der Atomtheorie Demokrits:
- kein unabhängiger Nachweis des Inflatonfeldes
- Finetuning der Modelle so dass schlicht alles möglich ist
- keine Lösung der quantum-to-classical Transition.
Aber das wollen viele einfach nicht sehen. |
Okay, wow. Ich dachte, man sei dort schon viel weiter. Dann wird das wohl nur so verkauft. Wieder was gelernt. Danke. |
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Aruna_17
Gast
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| Aruna_17 Verfasst am: 28. Feb 2026 15:52 Titel: |
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| Choke hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | Experimtell wird man das nie direkt nachweisen können, dazu sind die Erzeugungsraten und die Temperaturen des entstehenden Bose-Gases viel zu gering.
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Ok. Aber wie entsteht dann ein Teilchen bei diesem Effekt?
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siehe hier:
arxiv.org/abs/2507.05372?utm_source=copilot.com
| Choke hat Folgendes geschrieben: |
Bei Vakuumfluktuationen entstehen, so wie ich es verstehe, ja auch nicht reale Teilchen.
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in einer expandierenden Raumzeit ändert sich die Vakuumdefintion. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 28. Feb 2026 16:00 Titel: |
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| Choke hat Folgendes geschrieben: | Aber wie entsteht dann ein Teilchen bei diesem Effekt? Bei Vakuumfluktuationen entstehen, so wie ich es verstehe, ja auch nicht reale Teilchen.
Ist der Effekt denn allgemein akzeptiert? |
Die wesentlichen mathematischen Methoden zur Berechnung sind – im Rahmen der Quantenfeldtheorie auf einer gekrümmten Raumzeit – allgemein akzeptiert. Die Frage ist eher, ob dieser Rahmen tatsächlich korrekt ist.
Vergiss an der Stelle mal den Begriff der Vakuumfluktuationen, Begriffe gaukeln höchstens eine Erklärung vor. Der Begriff des Teilchens ist natürlich auch mit Vorsicht zu genießen, man sollte besser von Anregungen eines Quantenfeldes sprechen; das klingt sperrig und unanschaulich, ist jedoch näher an der Mathematik.
Irreführend ist zudem die Idee, da würde etwas aus dem Vakuum entstehen. Tatsache ist, dass es keinen mathematisch eindeutigen Vakuumzustand gibt, sondern dass dieser je Beobachter festzulegen ist. Auf einer flachen Raumzeit liegt eine globale Symmetrie vor, die so genannte Poincaré-Symmetrie. Sie sorgt dafür, dass man zwischen verschiedenen Zuständen umrechnen kann, d.h. wenn ein Beobachter einen Zustand mit
"ein Teilchen" mit Impuls p
ansetzt, so beschreibt ein anderer Beobachter dies mit einem anderen Zustand
"ein Teilchen" mit Impuls p'.
Beide Impulse bzw. Zustände sind durch eine Poincaré-Transformation verknüpft, d.h. beide Zustände sind äquivalent, unterschiedlich bewegte Beobachter beschreiben (bzw. beobachten) lediglich den selben Zustand mit unterschiedlichem Impuls. Im Falle des Vakuums verhält es sich speziell so, dass dieses invariant unter Poincaré-Transformationen ist, d.h. verschiedene Beobachter reden nicht über äquivalente Zustände, sondern über exakt den selben, nämlich das eine eindeutige Vakuum.
Diese Symmetrie existiert für gekrümmte Raumzeiten nicht!
Ich muss mir das für den Fall des Parker-Effektes nochmal ansehen; für verwandte Effekte nach Hawking und Rindler verhält es sich so, dass ein Beobachter tatsächlich von Vakuum spricht, ein anderer dagegen ein thermisches Bose-Gas sieht. Man kann nicht von einer "Entstehung" sprechen.
| Choke hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | Die Inflation hat diverse Probleme und befindet sich m.M.n. vielleicht auf dem Niveau der Atomtheorie Demokrits:
- kein unabhängiger Nachweis des Inflatonfeldes
- Finetuning der Modelle so dass schlicht alles möglich ist
- keine Lösung der quantum-to-classical Transition.
Aber das wollen viele einfach nicht sehen. |
Okay, wow. Ich dachte, man sei dort schon viel weiter. Dann wird das wohl nur so verkauft. Wieder was gelernt. Danke. |
Gerne.
Was ich hier formuliere ist durchaus die Meinung einiger maßgeblicher Wissenschaftler, ich denke jedoch, dass die große Mehrheit diese nicht teilt. Das nochmal als Warnung.
Darüberhinaus ist es natürlich so, dass die mathematischen Berechnungen im Rahmen geeignet konstruierter Inflationsmodelle tatsächlich auf die beobachteten Fluktuationen in der kosmischen Hintergrundstrahlung führen. Man darf jedoch – insbs. angesichts der genannten offenen Fragen – nicht schlussfolgern bzw. behaupten, dass daraus eine unumstößlich Wahrheit bezüglich eines Prozesses vor ca. 14 Milliarden Jahren folgt. Es ist schon etwas besorgniserregend, wenn man einerseits von der Physik als empirischer Wissenschaft spricht, deren Hypothesen oder Theorien nur durch Empirie bestätigt oder widerlegt werden kann, andererseits jedoch bei Fragen, die einer direkten empirischen Prüfung sicher nicht zugänglich sind, mangels harter Fakten plötzlich Glaubenssätze verkündet.
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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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Aruna_17
Gast
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| Aruna_17 Verfasst am: 28. Feb 2026 16:56 Titel: |
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| Aruna_17 hat Folgendes geschrieben: | er wie entsteht dann ein Teilchen bei diesem Effekt?
siehe hier:
arxiv.org/abs/2507.05372?utm
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da ja oft Fragende nicht auf Links klicken, hab ich das Vorwort unten übersetzt zitiert...
Daraus kann man schließen, dass Parkers Arbeit in der maßgeblichen Community sehr anerkannt ist bzw. viel darauf aufgebaut wurde.
Auch Hawking hat sich von davon inspirieren lassen, verschiedene Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren (mittels Bogoliubov‑Transformation) zu verschiedenen Zeiten zu betrachten und damit eben - wie erwähnt - auf verschiedene Vakkumdefinitionen (Anwendung des Vernichtungsoperators auf |0> ergibt 0)) zu kommen.
| Zitat: | Die in Parkers Dissertation vorgestellten Ideen verbreiteten sich schnell innerhalb der wissenschaftlichen Gemeinschaft, obwohl mehrere Jahre vergingen, bevor die Ergebnisse formell in Physical Review Letters und Physical Review veröffentlicht wurden. Zu den Ersten, die die physikalische Bedeutung von Parkers Arbeit erkannten, gehörten die Gruppe um J. B. Seldowitsch (Zeldovich) in Moskau und die Relativitätsgruppe in Cambridge. Seldowitschs Team begann rasch damit, ein Forschungsprogramm zu entwickeln, um
die Auswirkungen der gravitativen Teilchenerzeugung zu untersuchen. Eine der frühesten Anerkennungen aus Cambridge erschien in einer Arbeit von S. Hawking aus dem Jahr 1970, in der die Bedeutung des Frequenzmischungs‑Mechanismus und der damit verbundenen linearen (Bogoliubov‑)Transformation von Erzeugungs‑ und Vernichtungsoperatoren hervorgehoben wurde, wie sie in Parkers Dissertation eingeführt und entwickelt worden waren. Genau dieser Mechanismus sollte später eine entscheidende Rolle in Hawkings bahnbrechender Arbeit über die Teilchenerzeugung durch Schwarze Löcher und deren Verbindung zur Thermodynamik spielen. Ein zentraler Aspekt von Hawkings Herleitung der Schwarze‑Loch‑Strahlung ist die Behandlung der Schwarzen‑Loch‑Entstehung als zeitabhängigen Prozess – ein Ansatz, der Parkers Behandlung eines sich dynamisch entwickelnden Universums widerspiegelt. Wenn man diese Zeitabhängigkeit vernachlässigt, wird Strahlung nur für rotierende Schwarze Löcher vorhergesagt.
Die Forschungsgruppen unter der Leitung von B. DeWitt an der University of North Carolina in Chapel Hill sowie von J. Wheeler und A. Wightman in Princeton waren ebenfalls gut über die Ergebnisse der Dissertation informiert. DeWitt bot Parker in den Jahren 1966–68 eine Stelle am Institute of Field Physics in Chapel Hill an. Später, während seines Aufenthalts als Gast an der Princeton University im akademischen Jahr 1971–72, lud Wightman Parker ein, Zweitgutachter der Dissertation von S. Fulling zu sein.
Den Frequenzmischungs‑Mechanismus nutzte Fulling, um die Eigenschaften quantisierter Felder aus der Perspektive beschleunigter Beobachter im Minkowski‑Raum zu analysieren.
Die Dissertation enthält eine detaillierte Untersuchung verschiedener Aspekte der kosmologischen Teilchenerzeugung, einschließlich der vollständigen Wahrscheinlichkeitsverteilung der erzeugten (verschränkten) Teilchenpaare. Sie identifiziert außerdem einen besonders wichtigen Spezialfall: Wenn die Felder masselos sind und eine spezielle Kopplung an die Gravitation besitzen, findet in einem isotrop expandierenden Universum keine Teilchenerzeugung statt. Dies entspricht genau Feldern, die konform invarianten Feldgleichungen genügen – ein Thema, das Penrose unabhängig davon in einem mathematischen Kontext untersucht hatte.
Daher wurde klar geschlossen, dass masselose Spin‑1/2‑Felder und Photonen in einem isotrop expandierenden Universum nicht spontan erzeugt werden können, während masselose Quanten, die minimal gekoppelten skalaren Feldgleichungen genügen, sehr wohl erzeugt werden können. Diese besondere Ausnahme hat wichtige Konsequenzen, da Gravitonen, die aus den linearisierten Einstein‑Feldgleichungen hervorgehen, im Lifshitz‑Gauge tatsächlich skalaren Feldgleichungen mit minimaler Kopplung folgen.
Kurz nach dem Vorschlag des inflationären Universums wurde die Erzeugung skalaren Störungen im Detail analysiert. Dies führte zu der Vorhersage, dass im expandierenden Universum kleine Dichtestörungen mit einem nahezu skalenfreien Spektrum erzeugt würden. Die kosmologische Teilchenerzeugung liefert auch den zugrunde liegenden Mechanismus, der diese primordialen Störungen antreibt. Diese Störungen erzeugten die winzigen Temperaturfluktuationen in der kosmischen Hintergrundstrahlung, die erstmals vom COBE‑Satelliten beobachtet und durch viele weitere Experimente, darunter den PLANCK‑Satelliten, bestätigt wurden. Sie helfen außerdem zu erklären, wie Materie sich zu Galaxien, Galaxienhaufen und letztlich zur großräumigen Struktur des Universums zusammenballte.
Dunkle Materie kann im frühen Universum ebenfalls durch kosmologische Teilchenerzeugung entstehen, und dies ist ein sehr aktives Forschungsfeld. Es wurde zudem umfangreich an Teilchenerzeugung in Analogmodellen gearbeitet, etwa an dynamischen bewegten Spiegeln, atomaren Bose‑Einstein‑Kondensaten, gequetschtem Licht in der nichtlinearen Optik und vielen anderen physikalischen Systemen. Die gravitative Teilchenerzeugung spielte auch eine grundlegende Rolle bei der Weiterentwicklung des algebraischen Ansatzes zur Theorie quantisierter Felder in gekrümmter Raumzeit.
Dieses Ensemble hoch beeindruckender Ergebnisse, deren weitreichende Konsequenzen sich im Laufe der Zeit gezeigt haben, rechtfertigt unserer Ansicht nach, dass die Dissertation als Open‑Access‑Dokument zugänglich gemacht wird. Wir hoffen, dass zukünftige Generationen weiterhin Inspiration aus diesem bahnbrechenden Text schöpfen werden.
Die Neuabschrift der Dissertation begann vor mehr als einem Jahr, nachdem der Autor seine Zustimmung gegeben hatte. Wir haben alle Anstrengungen unternommen, das Format des ursprünglichen Manuskripts zu bewahren (einschließlich Inhaltsverzeichnis, Anhängen, Seitenlayout und Darstellung der Formeln), mit nur geringfügigen Änderungen, die durch die Grenzen von LaTeX notwendig wurden.
Wir sind den vielen Kolleginnen und Kollegen dankbar, die unsere Bemühungen unterstützt und ermutigt haben, eine Open‑Access‑Version von Parkers Dissertation zu erstellen, insbesondere Gonzalo J. Olmo und Iván Agulló, die beide Parkers Postdoktoranden an der University of Wisconsin in Milwaukee waren. Unser herzlicher Dank gilt auch Gloria Parker für ihre unschätzbare Unterstützung, die dies möglich gemacht hat. |
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 1609
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| Aruna Verfasst am: 28. Feb 2026 21:19 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Ich muss mir das für den Fall des Parker-Effektes nochmal ansehen; für verwandte Effekte nach Hawking und Rindler verhält es sich so, dass ein Beobachter tatsächlich von Vakuum spricht, ein anderer dagegen ein thermisches Bose-Gas sieht. Man kann nicht von einer "Entstehung" sprechen.
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[Hervorhebung von mir]
Das kann man bei Rinder eventuell nicht, weil sich die Beobachter durch Beschleunigungszustände unterscheiden, aber warum nicht, sofern die beiden Beobachter zu unterschiedlichen Zeiten auf den gleichen Raumbereich schauen und der zu früherer Zeit ein Vakuum sieht und der aus der späteren Perspektive ein Gas?
Bei Hawking ist doch ein Beobachter in der unendlichen Vergangenheit und ein Beobachter in der unendlichen Zukunft?
"Entstehung" bedeutet doch eine zeitabhängige Existenz?
aus dem Vorwort zu der verlinkten Darstellung von Parkers Arbeit:
| Zitat: | | Ein zentraler Aspekt von Hawkings Herleitung der Schwarze‑Loch‑Strahlung ist die Behandlung der Schwarzen‑Loch‑Entstehung als zeitabhängigen Prozess – ein Ansatz, der Parkers Behandlung eines sich dynamisch entwickelnden Universums widerspiegelt. Wenn man diese Zeitabhängigkeit vernachlässigt, wird Strahlung nur für rotierende Schwarze Löcher vorhergesagt. |
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desipere est juris gentium |
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Choke
Gast
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| Choke Verfasst am: 28. Feb 2026 23:06 Titel: |
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| Zitat: | Diese Symmetrie existiert für gekrümmte Raumzeiten nicht!
Ich muss mir das für den Fall des Parker-Effektes nochmal ansehen; für verwandte Effekte nach Hawking und Rindler verhält es sich so, dass ein Beobachter tatsächlich von Vakuum spricht, ein anderer dagegen ein thermisches Bose-Gas sieht. Man kann nicht von einer "Entstehung" sprechen. |
Ui, ich gebe zu: wirklich verstanden habe ich es nun nicht, wie da einfach so ein Teilchen im expandierenden Raum entstehen soll. Ich bekomme fast den Eindruck, es sei abhängig vom Beobachter bzw dessen Position und Geschwindigkeit?
Wenn der Effekt aber nicht experimentell bestätigt worden ist: kann man dann behaupten, er sei theoretisch sehr plausibel, ob er in der Realität allerdings existiert unsicher?
| Zitat: | Gerne.
Was ich hier formuliere ist durchaus die Meinung einiger maßgeblicher Wissenschaftler, ich denke jedoch, dass die große Mehrheit diese nicht teilt. Das nochmal als Warnung.
Darüberhinaus ist es natürlich so, dass die mathematischen Berechnungen im Rahmen geeignet konstruierter Inflationsmodelle tatsächlich auf die beobachteten Fluktuationen in der kosmischen Hintergrundstrahlung führen. Man darf jedoch – insbs. angesichts der genannten offenen Fragen – nicht schlussfolgern bzw. behaupten, dass daraus eine unumstößlich Wahrheit bezüglich eines Prozesses vor ca. 14 Milliarden Jahren folgt. Es ist schon etwas besorgniserregend, wenn man einerseits von der Physik als empirischer Wissenschaft spricht, deren Hypothesen oder Theorien nur durch Empirie bestätigt oder widerlegt werden kann, andererseits jedoch bei Fragen, die einer direkten empirischen Prüfung sicher nicht zugänglich sind, mangels harter Fakten plötzlich Glaubenssätze verkündet. |
Ich finde es eigentlich wichtig, dass man es klar benennt, wenn Theorien bzw deren Extrapolationen nicht bestätigt sind und deshalb eher eine plausible Annahme bzw. Vermutung darstellen. Das wäre doch eigentlich für eine Wissenschaft wie die Physik fairer, wie unbestätigte Hypothesen zu Glaubenssätzen werden zu lassen (und am besten präsentiert man es in Magazinen so, als sei es etabliert). |
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 1609
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| Aruna Verfasst am: 28. Feb 2026 23:32 Titel: |
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| Choke hat Folgendes geschrieben: |
Ich finde es eigentlich wichtig, dass man es klar benennt, wenn Theorien bzw deren Extrapolationen nicht bestätigt sind und deshalb eher eine plausible Annahme bzw. Vermutung darstellen. Das wäre doch eigentlich für eine Wissenschaft wie die Physik fairer, wie unbestätigte Hypothesen zu Glaubenssätzen werden zu lassen (und am besten präsentiert man es in Magazinen so, als sei es etabliert). |
Worauf basiert Deine Meinung, in der wissenschaftlichen Community würden Hypothesen zu Glaubenssätzen?
Oder sprichst Du von interessierten Laien ohne einschlägige wissenschaftliche Ausbildung?
Und was meinst Du mit "Magazinen"? Wissenschaftliche Fachzeitschriften oder populärwissenschaftliche Formate?
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desipere est juris gentium |
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Choke
Gast
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| Choke Verfasst am: 01. März 2026 06:42 Titel: |
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Ich habe nicht behauptet, dass dies pauschal geschieht. Allerdings gibt es natürlich Wissenschaftler die dazu neigen. Und diese präsentieren das gerne in populärwissenschaftlichen Magazinen oder Sendungen.
Genau so gibt es auch diejenigen, die scharf eine Trennlinie ziehen. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 01. März 2026 07:22 Titel: |
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Zunächst mal danke für die Hintergrundinformation, vieles wusste ich tatsächlich nicht.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | Ich muss mir das für den Fall des Parker-Effektes nochmal ansehen; für verwandte Effekte nach Hawking und Rindler verhält es sich so, dass ein Beobachter tatsächlich von Vakuum spricht, ein anderer dagegen ein thermisches Bose-Gas sieht. Man kann nicht von einer "Entstehung" sprechen.
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[Hervorhebung von mir]
Das kann man bei Rindler eventuell nicht, weil sich die Beobachter durch Beschleunigungszustände unterscheiden, aber warum nicht, sofern die beiden Beobachter zu unterschiedlichen Zeiten auf den gleichen Raumbereich schauen und der zu früherer Zeit ein Vakuum sieht und der aus der späteren Perspektive ein Gas?
Bei Hawking ist doch ein Beobachter in der unendlichen Vergangenheit und ein Beobachter in der unendlichen Zukunft?
"Entstehung" bedeutet doch eine zeitabhängige Existenz? |
Wenn letzteres der Fall wäre, dann ja.
Das ist z.B. gegeben in der zeitabhängigen Streutheorie mit den Møller-Operatoren sowie der S-Matrix im Grenzfall unendlicher Zeiten.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Ein zentraler Aspekt von Hawkings Herleitung der Schwarze‑Loch‑Strahlung ist die Behandlung der Schwarzen‑Loch‑Entstehung als zeitabhängigen Prozess – ein Ansatz, der Parkers Behandlung eines sich dynamisch entwickelnden Universums widerspiegelt. Wenn man diese Zeitabhängigkeit vernachlässigt, wird Strahlung nur für rotierende Schwarze Löcher vorhergesagt. |
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Ich sehe in Hawkings Arbeit tatsächlich keinen zeitabhängigen Prozess.
Ich sehe einen Satz asymptotischer Streuzustände und zwei entsprechende Vakua, jedoch ohne Zeitentwicklungs-, Møller-Operatoren und S-Matrix zwischen beiden. D.h. es gibt keinen unitären Operator, der einen ein- auf einen auslaufenden Zustand überführt. M.E. kann es das auch nicht geben, da die Shale–Stinespring-Bedingung verletzt ist, d.h. die beiden Fock-Darstellungen müssen unitär inäquivalent sein. Nach meinen Verständnis ist das eine Abbildung zwischen zwei verschiedenen Hilberträumen, einen bei t = minus unendlich, und einen bei t = + unendlich.
Wenn man das sauber formulieren möchte, muss man algebraic QFT / GNS-construction verwenden, aber da kenne ich mich nicht wirklich aus.
Physikalisch sollten die Probleme einleuchten. Hawking betrachtet initiales und finales Vakuum, dazwischen jedoch die Formierung eines schwarzen Lochs. Die Freiheitsgrade, die zum SL kollabieren, werden jedoch nie quantenmechanisch betrachtet. Um seine Berechnung zu rechtfertigen, müsste man aber letztere ebenfalls quantisieren. Es gibt Spielzeugmodelle, in denen derartiges lösbar ist, d.h. man hat
jedoch
mit einer nicht-unitären effektiven Zeitentwicklung und der Entstehung eines gemischten a-Zustandes aus einem initial reinen a- und b-Zustand.
Aber letztlich führt uns das weg von Parker. Und ich sollte wohl noch seine Arbeit lesen. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 01. März 2026 08:01 Titel: |
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| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | Choke hat Folgendes geschrieben: |
Ich finde es eigentlich wichtig, dass man es klar benennt, wenn Theorien bzw deren Extrapolationen nicht bestätigt sind und deshalb eher eine plausible Annahme bzw. Vermutung darstellen. Das wäre doch eigentlich für eine Wissenschaft wie die Physik fairer, wie unbestätigte Hypothesen zu Glaubenssätzen werden zu lassen (und am besten präsentiert man es in Magazinen so, als sei es etabliert). |
Worauf basiert Deine Meinung, in der wissenschaftlichen Community würden Hypothesen zu Glaubenssätzen?
Oder sprichst Du von interessierten Laien ohne einschlägige wissenschaftliche Ausbildung?
Und was meinst Du mit "Magazinen"? Wissenschaftliche Fachzeitschriften oder populärwissenschaftliche Formate? |
Es gibt derartiges in der wissenschaftlichen Community – leider.
Die o.g. Punkte zur Inflation sind offen, thematisiert und kommuniziert wird jedoch nur das, was ins eigene Bild passt. Stringtheoretiker ignorieren seit Jahrzehnten, dass ihre physikalisch verwertbaren Ergebnisse einer Nullmenge entsprechen; man suggeriert, ein Verständnis der Natur in den Händen zu halten, tatsächlich hat man jedoch nur Spielzeugmodelle a la AdS/CFT gelöst.
Recognizing failure is a useful part of the scientific strategy. Only when failure is recognized can dead ends be abandoned and useable pieces of failed programs be recycled. Aside from possible utility, there is a responsibility to recognize failure. Recognizing failure is an essential part of the scientific ethos. Complete scientific failure must be recognized eventually.
(Daniel Friedan)
Stringtheorie und Inflation können letztlich nichts erklären. Letztere kann etwas beschreiben, so wie der Elektriker mit der Beschreibung I = U / R umgehen kann; er könnte auch mit I = U² / R arbeiten, und niemand verlangt von ihm, zu erklären, was nun genau gilt. Die Physiker sollten aber schon erklären können, warum nun
 = V_0 \left( 1 - e^{ - \sqrt{\frac{2}{3 \alpha}} \frac{\phi}{M_{\rm Pl}} } \right)^2)
gelten soll, oder doch besser
 = \frac{\lambda}{4} \, \phi^4 \left( 1 + \gamma \ln \frac{\phi}{M_{\rm Pl}} \right))
(oder dutzende andere Potentiale …)
und was dieses Feld phi sein soll, von dem jede Spur fehlt, außer dass es in diesen Gleichungen vorkommt. Das können sie aber nicht.
What science really seeks to maximise (or rather, create) is explanatory power.
(David Deutsch)
Es geht einfach nur darum, dass man ehrlich und kritisch ist – siehe oben Friedan, oder auch Popper. Es ist aber zugegebenermaßen schwierig, kritisch ggü. Theorien zu sein, die einen selbst sowie die Doktoranden und PostDocs jahrzehntelang mit Forschungsgeldern versorgt geben. Carroll hat das mal gut zusammengefasst: Man sollte in der Forschung nicht alles auf eine Karte (Theorie) setzen und auch kritische Stimmen zulassen, kritische Forscher am Institut einstellen. Wenn du aber nur alle paar Jahre jemanden auf einer unbefristeten Stelle einstellst, traust du dich dann, jemanden einzustellen, der kritisch ist? Oder stellst du doch wieder jemand aus dem Mainstream ein, der Mainstream veröffentlichen wird, nach einem Peer Review durch jemandem aus dem Mainstream? Und wenn du ein junger Forscher auf einer befristeten Stelle bist, traust du dich dann an eine kritische Sichtweise heran, die 95% deiner potentiell zukünftigen Chefs kritisiert?
Das ist natürlich kein generelles Problem in der Physik, jedoch ein sehr spezifisches und drängendes in den Bereichen, wo experimenteller Input vollständig fehlt.
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 1609
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| Aruna Verfasst am: 01. März 2026 09:29 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Ein zentraler Aspekt von Hawkings Herleitung der Schwarze‑Loch‑Strahlung ist die Behandlung der Schwarzen‑Loch‑Entstehung als zeitabhängigen Prozess – ein Ansatz, der Parkers Behandlung eines sich dynamisch entwickelnden Universums widerspiegelt. Wenn man diese Zeitabhängigkeit vernachlässigt, wird Strahlung nur für rotierende Schwarze Löcher vorhergesagt. |
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Ich sehe in Hawkings Arbeit tatsächlich keinen zeitabhängigen Prozess.
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Okay, eventuell hatte ich das Zitat falsch verstanden:
mit "zeitabhängigem Prozess" ist nach meinem aktualisierten Verständnis nicht die Teilchenentstehung gemeint, sondern der Kollaps der Materie/Energie, die das SL bildet.
Dieser ist in dem semiklassischen Modell, das Hawking verwendet ja nicht mittels QFT beschrieben, aber wohl Voraussetzung, dass die Moden des ursprünglichen Vakuums in der B-Transformation so gemischt werden, dass "danach" (also im späteren Fock-Raum) kein Vakuum mehr vorliegt.
Würde man ein (nichtrotierendes) SL ohne vorherigen Kollaps betrachten würde das nicht strahlen.
Entsprechend ist die Ursache der Parker-Strahlung wohl ebenfalls die dynamische Entwicklung der Raumzeit bzw. der Geometrie.
Die B-Tranformation ist dort auch nicht unitär und damit entstehen "wirklich" Teilchen aus dem Vakuum und nicht nur durch Umwandlung aus anderen Zuständen.
Das ganze krankt bei Hawking natürlich daran, dass die Teilchen ja nicht wirklich aus dem Vakuum entstehen, sondern aus der Energie des SL, die allerdings eben klassisch beschrieben wird, und nicht als Zustände / Feldanregungen der QFT.
Man hat nur:
Vorher:
Ein "Testfeld" das im Vakuumzustannd vorliegt und mittels QFT beschrieben wird.
Zeitabhängiger Prozess:
Ein SL, das in einem (zeitabhänigen) Kollaps-Prozess aus klassischer Materie/Energie entsteht und nicht durch QFT beschrieben wird.
Nachher:
Ein Testfeld, das aus neu gemischten Moden des alten Testfeldes besteht, nun aber nicht mehr im Vakuumzustand gemäß der neuen Erzeuger- und Vernichteroperatoren vorliegt.
Also:
Vorher: Vakuuum
Nachher: kein Vakuum
Da könnte man m.E. schon davon sprechen, dass da dazwischen was "entstanden" ist, auch wenn der Entstehungsprozess nicht unitär beschrieben (beschreibbar) ist/wird, sondern durch eine B-Trafo, die in den genannten Fällen (Rindler/Hawking/Parker) nicht unitär ist.
wenn man das, was zwischen "vorher" und "nachher" passiert, durch einen unitären Prozess beschreiben könnte, dann wäre ja m.E. das Informationsparadoxon schwarzer Löcher gelöst.
| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Ich sehe einen Satz asymptotischer Streuzustände und zwei entsprechende Vakua, jedoch ohne Zeitentwicklungs-, Møller-Operatoren und S-Matrix zwischen beiden. D.h. es gibt keinen unitären Operator, der einen ein- auf einen auslaufenden Zustand überführt. M.E. kann es das auch nicht geben, da die Shale–Stinespring-Bedingung verletzt ist, d.h. die beiden Fock-Darstellungen müssen unitär inäquivalent sein.
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Da stimme ich zu.
Aber könnten bei äquivalenten Fockräumen, die mittels unitärer Transformation ineinander überführbar sind, überhaupt Teilchen [aus dem Vakuum] "entstehen"?
Kann eine S-Matrix oder eine unitäre Trafo einen Zustand |0> in einen Zustand |n> mit n >0 überführen?
| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Nach meinen Verständnis ist das eine Abbildung zwischen zwei verschiedenen Hilberträumen, einen bei t = minus unendlich, und einen bei t = + unendlich.
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das sehe ich genau so, es geht m.E. eigentlich nur (wieder) um Begriffe:
Kann man, wenn bei t_0 ein Vakuum vorliegt und bei t_1> t_0 keines, davon sprechen, dass dazwischen etwas entstanden ist?
Oder bedeutet "Entstehung" einen durch unitäre Zeitentwicklung beschreibbaren Prozess?
| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Aber letztlich führt uns das weg von Parker.
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nicht unbedingt, sofern es auch bei Parker so ist (?), dass ein Fockraum durch eine (nicht unitäre) B-Trafo in einen nicht äquivalenten Fockraum überführt wird.
| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Und ich sollte wohl noch seine Arbeit lesen. |
Allerdings ist das eine Dissertation mit 120 Seiten....
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desipere est juris gentium |
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 1609
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| Aruna Verfasst am: 01. März 2026 09:53 Titel: |
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| Choke hat Folgendes geschrieben: |
Wenn der Effekt aber nicht experimentell bestätigt worden ist: kann man dann behaupten, er sei theoretisch sehr plausibel, ob er in der Realität allerdings existiert unsicher?
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Aus der Zusammenfassung in Parkers Arbeit:
.
| Zitat: | The largest of these upper bounds corresponds to the average creation of less than one proton per litre of volume
every 10^30 years. It is clear that these creation rates are unlikely ever to become directly experimentally detectable. |
wenn man 10^24 Liter betrachtet, also ungefähr Erdvolumen, dann würde das weniger als einem Proton in einer Million Jahre entsprechen....
Und man müsste man dann nach meinem Verständnis einen Raumbereich betrachten, der nicht gegen die Expansion durch Gravitation zusammengehalten wird....Also eher außerhalb von Galaxien....
direkt Messen ist also schwer bis unmöglich, aber die entsprechende Theorie kann durchaus als Erklärung von beobachteten Effekten dienen, siehe zitiertes Vorwort:
| Zitat: | Kurz nach dem Vorschlag des inflationären Universums wurde die Erzeugung skalaren Störungen im Detail analysiert. Dies führte zu der Vorhersage, dass im expandierenden Universum kleine Dichtestörungen mit einem nahezu skalenfreien Spektrum erzeugt würden. Die kosmologische Teilchenerzeugung liefert auch den zugrunde liegenden Mechanismus, der diese primordialen Störungen antreibt. Diese Störungen erzeugten die winzigen Temperaturfluktuationen in der kosmischen Hintergrundstrahlung, die erstmals vom COBE‑Satelliten beobachtet und durch viele weitere Experimente, darunter den PLANCK‑Satelliten, bestätigt wurden. Sie helfen außerdem zu erklären, wie Materie sich zu Galaxien, Galaxienhaufen und letztlich zur großräumigen Struktur des Universums zusammenballte.
Dunkle Materie kann im frühen Universum ebenfalls durch kosmologische Teilchenerzeugung entstehen, und dies ist ein sehr aktives Forschungsfeld. Es wurde zudem umfangreich an Teilchenerzeugung in Analogmodellen gearbeitet, etwa an dynamischen bewegten Spiegeln, atomaren Bose‑Einstein‑Kondensaten, gequetschtem Licht in der nichtlinearen Optik und vielen anderen physikalischen Systemen.
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Choke
Gast
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| Choke Verfasst am: 01. März 2026 11:45 Titel: |
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| Zitat: |
Es geht einfach nur darum, dass man ehrlich und kritisch ist – siehe oben Friedan, oder auch Popper. Es ist aber zugegebenermaßen schwierig, kritisch ggü. Theorien zu sein, die einen selbst sowie die Doktoranden und PostDocs jahrzehntelang mit Forschungsgeldern versorgt geben. Carroll hat das mal gut zusammengefasst: Man sollte in der Forschung nicht alles auf eine Karte (Theorie) setzen und auch kritische Stimmen zulassen, kritische Forscher am Institut einstellen. Wenn du aber nur alle paar Jahre jemanden auf einer unbefristeten Stelle einstellst, traust du dich dann, jemanden einzustellen, der kritisch ist? Oder stellst du doch wieder jemand aus dem Mainstream ein, der Mainstream veröffentlichen wird, nach einem Peer Review durch jemandem aus dem Mainstream? Und wenn du ein junger Forscher auf einer befristeten Stelle bist, traust du dich dann an eine kritische Sichtweise heran, die 95% deiner potentiell zukünftigen Chefs kritisiert?
Das ist natürlich kein generelles Problem in der Physik, jedoch ein sehr spezifisches und drängendes in den Bereichen, wo experimenteller Input vollständig fehlt. |
Was du da beschreibst, trifft die Problematik in den Universitäten und Institutionen sicherlich gut. Eigentlich schade, dass es keinen offeneren Umgang mit vernünftiger Kritik gibt. Denn sinnvolle Kritik kann unter Umständen ja auch wieder das ganze Bahnen und Wege lenken, die man sonst nicht betreten hätte, die sich aber im Nachgang als äußerst fruchtbar herausstellen.
Wie geht man denn eigentlich nun sinnvoll mit solch einer Hypothese wie dem Parker Effekt um? Er wird nie testbar sein, basiert allerdings auf solider Physik. Zu sagen er wäre wegen der fehlenden Testbarkeit nicht wissenschaftlich, fände ich in neudeutsch zu krass. Allerdings fände ich es ebenfalls falsch zu sagen, dass er vermutlich auch so eintreffen muss, denn das können wir ja leider nicht wissen. Wie geht man damit am besten und korrekt um? |
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 1609
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| Aruna Verfasst am: 01. März 2026 12:49 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | Die Physiker sollten aber schon erklären können, warum nun
gelten soll, oder doch besser
(oder dutzende andere Potentiale …)
und was dieses Feld phi sein soll, von dem jede Spur fehlt, außer dass es in diesen Gleichungen vorkommt. Das können sie aber nicht.
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Konnte Einstein erklären, was die kosmologische Konstante sein soll?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 01. März 2026 14:16 Titel: |
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| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | Die Physiker sollten aber schon erklären können, warum nun
gelten soll, oder doch besser
(oder dutzende andere Potentiale …)
und was dieses Feld phi sein soll, von dem jede Spur fehlt, außer dass es in diesen Gleichungen vorkommt. Das können sie aber nicht.
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Konnte Einstein erklären, was die kosmologische Konstante sein soll? |
Nein.
Aber er und Hilbert konnten sich auf eine von unendlich vielen Möglichkeiten der Einstein-Hilbert-Wirkung einigen.
Und wie gesagt, das ist nicht das einzige Problem der Inflation.
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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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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 01. März 2026 15:22 Titel: |
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| Aruna hat Folgendes geschrieben: | ... Okay, eventuell hatte ich das Zitat falsch verstanden:
mit "zeitabhängigem Prozess" ist nach meinem aktualisierten Verständnis nicht die Teilchenentstehung gemeint, sondern der Kollaps der Materie/Energie, die das SL bildet.
Dieser ist in dem semiklassischen Modell, das Hawking verwendet ja nicht mittels QFT beschrieben, aber wohl Voraussetzung, dass die Moden des ursprünglichen Vakuums in der B-Transformation so gemischt werden, dass "danach" (also im späteren Fock-Raum) kein Vakuum mehr vorliegt.
Würde man ein (nichtrotierendes) SL ohne vorherigen Kollaps betrachten würde das nicht strahlen.
Entsprechend ist die Ursache der Parker-Strahlung wohl ebenfalls die dynamische Entwicklung der Raumzeit bzw. der Geometrie.
Die B-Tranformation ist dort auch nicht unitär und damit entstehen "wirklich" Teilchen aus dem Vakuum und nicht nur durch Umwandlung aus anderen Zuständen.
Das ganze krankt bei Hawking natürlich daran, dass die Teilchen ja nicht wirklich aus dem Vakuum entstehen, sondern aus der Energie des SL, die allerdings eben klassisch beschrieben wird, und nicht als Zustände / Feldanregungen der QFT.
Man hat nur:
Vorher:
Ein "Testfeld" das im Vakuumzustannd vorliegt und mittels QFT beschrieben wird.
Zeitabhängiger Prozess:
Ein SL, das in einem (zeitabhänigen) Kollaps-Prozess aus klassischer Materie/Energie entsteht und nicht durch QFT beschrieben wird.
Nachher:
Ein Testfeld, das aus neu gemischten Moden des alten Testfeldes besteht, nun aber nicht mehr im Vakuumzustand gemäß der neuen Erzeuger- und Vernichteroperatoren vorliegt.
Also:
Vorher: Vakuuum
Nachher: kein Vakuum
Da könnte man m.E. schon davon sprechen, dass da dazwischen was "entstanden" ist, auch wenn der Entstehungsprozess nicht unitär beschrieben (beschreibbar) ist/wird, sondern durch eine B-Trafo, die in den genannten Fällen (Rindler/Hawking/Parker) nicht unitär ist.
wenn man das, was zwischen "vorher" und "nachher" passiert, durch einen unitären Prozess beschreiben könnte, dann wäre ja m.E. das Informationsparadoxon schwarzer Löcher gelöst. |
Ja, da sind wir uns einig.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: |
Ich sehe einen Satz asymptotischer Streuzustände und zwei entsprechende Vakua, jedoch ohne Zeitentwicklungs-, Møller-Operatoren und S-Matrix zwischen beiden. D.h. es gibt keinen unitären Operator, der einen ein- auf einen auslaufenden Zustand überführt. M.E. kann es das auch nicht geben, da die Shale–Stinespring-Bedingung verletzt ist, d.h. die beiden Fock-Darstellungen müssen unitär inäquivalent sein.
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Da stimme ich zu.
Aber könnten bei äquivalenten Fockräumen, die mittels unitärer Transformation ineinander überführbar sind, überhaupt Teilchen [aus dem Vakuum] "entstehen"?
Kann eine S-Matrix oder eine unitäre Trafo einen Zustand |0> in einen Zustand |n> mit n >0 überführen? |
Ich denke, nein, aber ich weiß nicht, ob das wirklich allgemeingültig ist.
Mir ging es aber um etwas anderes. Wenn du einen einlaufenden Zustand hast
also a-Vakuum und irgendwelche b-Zustände, dann erzeugen Operatoren der Form
 + \ldots )
auch a-Moden. Man kann dann b ausspuren und erhält den effektiven Dichteoperator für die a-Moden.
Aber genau das betrachtet man bei der semiklassischen Gravitation ja nicht. Kann man nicht, da man dieses Bild für die Quantengravitation nicht hat.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: |
Nach meinen Verständnis ist das eine Abbildung zwischen zwei verschiedenen Hilberträumen, einen bei t = minus unendlich, und einen bei t = + unendlich.
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das sehe ich genau so, es geht m.E. eigentlich nur (wieder) um Begriffe:
Kann man, wenn bei t_0 ein Vakuum vorliegt und bei t_1> t_0 keines, davon sprechen, dass dazwischen etwas entstanden ist? |
Wenn man irgendwie rechtfertigen kann, dass die beiden Zustände in zwei verschiedenen Hilberträumen zum selben Universum gehören, dann schon.
Hawkings Arbeit gibt das m.E. nicht her. Aber es gibt neuere Formulierungen, z.B. mittels Pfadintegralen und Teilchenerzeugung als Tunnelprozess am Horizont, wo eine "echte Dynamik" sichtbar werden könnte.
Und ja, ich weiß, dass ich die 120 Seiten vermutlich nie ganz lesen werde ...
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 01. März 2026 16:23 Titel: |
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| Choke hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: |
Es geht einfach nur darum, dass man ehrlich und kritisch ist – siehe oben Friedan, oder auch Popper. Es ist aber zugegebenermaßen schwierig, kritisch ggü. Theorien zu sein, die einen selbst sowie die Doktoranden und PostDocs jahrzehntelang mit Forschungsgeldern versorgt geben. Carroll hat das mal gut zusammengefasst: Man sollte in der Forschung nicht alles auf eine Karte (Theorie) setzen und auch kritische Stimmen zulassen, kritische Forscher am Institut einstellen. Wenn du aber nur alle paar Jahre jemanden auf einer unbefristeten Stelle einstellst, traust du dich dann, jemanden einzustellen, der kritisch ist? Oder stellst du doch wieder jemand aus dem Mainstream ein, der Mainstream veröffentlichen wird, nach einem Peer Review durch jemandem aus dem Mainstream? Und wenn du ein junger Forscher auf einer befristeten Stelle bist, traust du dich dann an eine kritische Sichtweise heran, die 95% deiner potentiell zukünftigen Chefs kritisiert?
Das ist natürlich kein generelles Problem in der Physik, jedoch ein sehr spezifisches und drängendes in den Bereichen, wo experimenteller Input vollständig fehlt. |
Was du da beschreibst, trifft die Problematik in den Universitäten und Institutionen sicherlich gut. |
Es trifft die Problematik an einigenInstitutionen sicherlich gut, insofern es sich um Bereiche handelt, wo experimenteller Input vollständig fehlt.
| Choke hat Folgendes geschrieben: | | Eigentlich schade, dass es keinen offeneren Umgang mit vernünftiger Kritik gibt. |
Stell dir vor, du hast in den 80igern behauptet, den Weg zur Theory of Everything gefunden zu haben, dein ganzes Lebenswerk beruht darauf. Physiker sind auch nur Menschen.
| Choke hat Folgendes geschrieben: | | Wie geht man denn eigentlich nun sinnvoll mit solch einer Hypothese wie dem Parker Effekt um? Er wird nie testbar sein, basiert allerdings auf solider Physik. Zu sagen er wäre wegen der fehlenden Testbarkeit nicht wissenschaftlich, fände ich in neudeutsch zu krass. Allerdings fände ich es ebenfalls falsch zu sagen, dass er vermutlich auch so eintreffen muss, denn das können wir ja leider nicht wissen. Wie geht man damit am besten und korrekt um? |
Dass er nach ggw. Stand der Theorie so eintreffen müsste, halte ich für eine sinnvolle Formulierung.
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 1609
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| Aruna Verfasst am: 01. März 2026 19:03 Titel: |
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| Choke hat Folgendes geschrieben: |
Wie geht man denn eigentlich nun sinnvoll mit solch einer Hypothese wie dem Parker Effekt um? Er wird nie testbar sein, basiert allerdings auf solider Physik. Zu sagen er wäre wegen der fehlenden Testbarkeit nicht wissenschaftlich, fände ich in neudeutsch zu krass. Allerdings fände ich es ebenfalls falsch zu sagen, dass er vermutlich auch so eintreffen muss, denn das können wir ja leider nicht wissen. Wie geht man damit am besten und korrekt um? |
Als Nicht-Kosmologe?
Klingt plausibel, aktuell nicht falsifizierbar.
Durchaus interessant, berührt meinen Alltag aber nicht wirklich.
Daher ist es für mich nicht so wichtig, ob das nun genau so ist, bzw. so war.
Ich finde es aber faszinierend, was sich manche Vertreter meiner Spezies so alles aus Messdaten und Mathematik zusammenreimen.
Das ist ja nicht nur 14 Milliarden Jahre her, sondern wir sitzen hier auf einem kleinen Planeten der um einen von ein paar hundert Milliarden Sterne der Milchstraße kreist.
Anfang des letzten Jahrhunderts wusste man nicht mal, dass es noch Billionen anderer Galaxien gibt..allein im sichtbaren Universum....
Einstein glaubte meines Wissens zeitweise nicht, dass Schwarze Löcher und Gravitationswellen existieren, die von seiner ART vorhergesagt werden. Auf jeden Fall wurde die Messbarkeit von letzteren lange Zeit angezweifelt.
Und das hat man nun geschafft und ich bin immer noch fasziniert von der atemberaubenden Messgenauigkeit.
Laut CoPi hat Einstein sogar ein Paper eingereicht, um zu zeigen, dass die GW mathematisch inkonstistent sind, zum Glück hatte er einen hervorragenden Referee...
| Zitat: | „Do Gravitational Waves Exist?“
Albert Einstein & Nathan Rosen, 1936
eingereicht bei Physical Review.
Einstein argumentierte darin, dass Gravitationswellen mathematisch inkonsistent seien. Der Gutachter (wahrscheinlich H. P. Robertson) wies auf Fehler hin. Einstein war empört, zog das Paper zurück und reichte es später in korrigierter Form bei einer anderen Zeitschrift ein.
Die korrigierte Version erschien als:
„On Gravitational Waves“
Einstein & Rosen, Journal of the Franklin Institute, 1937
Darin akzeptiert Einstein, dass Gravitationswellen doch existieren. |
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desipere est juris gentium |
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 1609
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| Aruna Verfasst am: 01. März 2026 19:21 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | Physiker sind auch nur Menschen.
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Wenn ich mich recht erinnere, meinte Landau, Ruhm, Konkurrenzdenken und Anerkennung seien eine der Hauptantriebe in der Wissenschaft (Physik)....
Leute mit einer Einstellung wie der Mathematiker Grigori Perelman sind eher selten.
(Poincaré-Vermutung bewiesen, sowohl Fields-Medaille wie auch eine Million Dollar Preisgeld für die Lösung eines der Millennium‑Probleme abgelehnt...)
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Choke
Gast
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| Choke Verfasst am: 01. März 2026 20:47 Titel: |
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| Zitat: | Als Nicht-Kosmologe?
Klingt plausibel, aktuell nicht falsifizierbar.
Durchaus interessant, berührt meinen Alltag aber nicht wirklich. |
So kann man es natürlich auch sehen.
Wie gehen eigentlich die Kosmologen damit um, dass viele ihrer Hypothesen nicht testbar sind? Mich persönlich würde es schon stören, wenn ich gar nicht wüsste, ob die aufgestellten Hypothesen überhaupt zutreffen. Da haben es doch viele Physiker in anderen Fachbereichen deutlich einfacher (auch wenn da der Aufwand extrem hoch ist, um Hypothesen zu testen). |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 02. März 2026 07:09 Titel: |
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| Choke hat Folgendes geschrieben: | | Wie gehen eigentlich die Kosmologen damit um, dass viele ihrer Hypothesen nicht testbar sind? Mich persönlich würde es schon stören, wenn ich gar nicht wüsste, ob die aufgestellten Hypothesen überhaupt zutreffen. Da haben es doch viele Physiker in anderen Fachbereichen deutlich einfacher (auch wenn da der Aufwand extrem hoch ist, um Hypothesen zu testen). |
Die Kosmologen haben weniger selbst das Problem, sie laden es teilweise einfach bei anderen ab.
Dass Modelle mit Supersymmetrie o.ä. die "Dunkle Materie" erklären können, ist insofern ok, als man deren Existenz als Hypothese formuliert und nach unabhängigen Nachweisen sucht. Für Modelle mit Inflation / Inflatonfeld gilt ähnliches. Analog kann man auch für alternative Modelle argumentieren.
In der Kosmologie orientiert man sich an der Teilchenphysik, und in der gilt die (diskutierbare) Regel > 5σ bedeutet "discovery". Außerdem werden in beiden Disziplinen Blind-Tests mit verschlüsselten Resultaten durchgeführten, d.h. die Software wird mittels Simulationsdaten getestet, während der Analyse der Messdaten werden keine Anpassungen der Software durchgeführt, und die Ergebnisse sind verschlüsselt und nur für eine Handvoll Forscher entschlüsselbar, was zu einem vereinbarten Moment offiziell erfolgt. > 5σ d.h. "discovery" kann dann z.B. "new physics" bedeuten, also ein beobachteter Effekt, der sich nicht mittels etablierter Physik erklären lässt.
DM o.ä. ist also erst mal "new physics", insofern die Rotationskurven u.a. nicht mittels ART und bekannten Materieformen erklärbar sind. Beschleunigte Expansion ist "new physics", insofern Rotverschiebungen u.a. nicht mittels ART ohne Lambda erklärbar ist. Etc.
Damit ist aber kein spezielles DM- oder MOND-Modell o.ä. ausgezeichnet. Zu behaupten, astronomische Beobachtungen würden die Existenz dunkler Materie bestätigen ist falsch – insofern man mit dunkler Materie nicht nur einen beobachteten Effekt bezeichnet, sondern konkrete Modelle der selben. Und das ist genau das Problem, dass man nämlich zwischen dem beobachteten Effekt in der Kosmologie und der Bestätigung einer Hypothese zur Erklärung desselben sprachlich nicht unterscheidet. Ähnliches gilt für die Inflation, wobei die erste Hypothese die exponentielle Expansion kurz nach dem Urknall ist, die natürlich für sich betrachtet nicht experimentell überprüfbar ist; die darauf aufbauende Hypothese ist nun, dass es ein spezielles Inflaton-Feld existiert, mittels dessen man die tatsächlich beobachteten Fluktuationen der kosmischen Hintergrundstrahlung erklären kann. Diese zweite Hypothese muss aber unabhängig von der ersten diskutiert werden.
Und damit sind wir bei der Problematik, dass die Kosmologen in der Vergangenheit nur zu gerne ihre Probleme bei anderen abgeladen haben, diese das jedoch bereitwillig akzeptierten, da ja Supersymmetrie und Strings die Lösung vielfältiger Probleme einschließlich derer in der Kosmologie versprachen. Da nun aber die Teilchenphysiker seit gut zehn Jahren immer neue Energiebereiche und damit Modelle von exotischer Materie (für DM und Inflaton) jenseits des Standardmodells mit > 5σ ausschließen können, und da die Stringtheorie nichts zu Wege bringt, was den beobachteten Teilchen entspricht, haben die Kosmologen offenbar aufs falsche Pferd gesetzt.
D.h., die Beobachtungen bleiben gültig, aber die sogenannten Erklärungen sind nichts wert. Wir wissen also sicher, dass es einen Effekt gibt, der auf gewissen Längenskalen zu näherungsweiser Homogenität und Isotropie führt, wir wissen, dass es in der CMB zusätzliche Fluktuationen gibt, wir kennen die Rotatioskurven von Sternen in Galaxien … aber wir haben für mögliche Erklärungen keine statistisch signifikanten Nachweise, für gewisse Erklärungen sogar statistisch signifikante Überlegungen.
Die praktische Situation der Kosmologie hat sich mit Instrumenten wie Hubble, Planck, JWST … über die Jahrzehnte deutlich verbessert, die Datenqualität und -auswertung ist sicher maßgeblich vorangekommen. Die aktuelle Situation wäre vor einigen Jahrzehnten völlig undenkbar gewesen – man hätte schlichtweg in keiner Richtung irgendwelche vernünftigen Aussagen treffen können. Aus rein fachlicher Sicht ist fast alles gut.
Man kann den Physikern wohl kaum methodische Fehler vorwerfen, lediglich die Mechanismen zur Finanzierung und einige inneren Abläufe sowie die Außendarstellung etc. kritisieren. Man muss sich aber auch mal in deren Lage versetzen: Wenn du den letzten Baustein des Standardmodell nachweisen möchtest, dann gehst du nicht zu einem potentiellen Geldgeber und erzählst ihm, es ginge um den statistisch signifikanten Nachweis der teilchenartigen Anregung eines Feldes, die eine Gruppe von Physikern 40 Jahre zuvor berechnet hatten … damit bekommst du kein Milliarden-Budget. Es wird auch nicht besser, wenn du hinzufügst, dass du außer diesem Nachweis möglicherweise nie irgendetwas Neues entdecken wirst. Wenn du aber erklärst, dass du neue Physik jenseits des Standardmodells entdecken wirst, dass du damit vermutlich Probleme in ganz anderen Bereichen – Astrophysik und Kosmologie – lösen kannst, dass du Energien nahe am Urknall erzeugen wirst …dann kriegst du die Kohle.
Das einige Stringtheoretiker den Schuss noch nicht gehört haben, ist finanziell zu verschmerzen. Dass man evtl. ein paar Jahrzehnte in der Grundlagenforschung verloren hat, tut niemandem wirklich weh – schon Planck hat angemerkt, dass Theorien oft erst zusammen mit ihren Protagonisten aussterben. Das einzige, was wirklich stört, ist die unreflektierte Arroganz, mit der einige wenige ihre Tagträume als angebliche Wahrheiten verkaufen. Aber diese Stimmen werden angesichts der Messergebnisse leiser, und wir können die Lösung des Problems im Sinne Plancks abwarten … |
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Choke
Gast
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| Choke Verfasst am: 06. März 2026 06:18 Titel: |
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Vielen Dank für deine Ausführungen zu dem Thema!
Also kann alles, was nicht mit 5 Sigma vorhergesagt wird, in den Bereich nicht erklärbar bzw "New Phisycs" gefasst werden?
Ach ja, hierzu auch noch eine Frage: | Zitat: | | Wir wissen also sicher, dass es einen Effekt gibt, der auf gewissen Längenskalen zu näherungsweiser Homogenität und Isotropie führt |
Ich dachte tatsächlich immer, die sei einfach eine unbewiesene Annahme des kosmologischen Prinzips. Oder konnte man das nun auch schon belegen ( nur wie soll das im nicht sichtbaren Bereich gehen?).
Ansonsten muss ich zugeben, wenn ich Physiker wäre, würde ich mich trotzdem eigentlich lieber mit Physik beschäftigen, die irgendwie direkt überprüfbar bleibt und nicht von den Ergebnissen und Resultaten der anderen Bereiche lebt. Das soll in keinster Weise die Kosmologie diskreditieren, aber man wird bestimmt erwarten können, dass viele Schlussfolgerungen und Erklärungen sich nochmals ändern könnten. Bzw finde ich es unbefriedigend, wenn man die Erklärung für eine Beobachtung, an der man jahrelang gearbeitet hat, einfach so in die Tonne werfen kann, weil sich zum Schluss heraus stellt, die zu Grunde liegenden Theorien passen nicht. Das würde bei einer besseren Überprüfbarkeit vermutlich eher auffallen. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 06. März 2026 11:49 Titel: |
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| Choke hat Folgendes geschrieben: | Vielen Dank für deine Ausführungen zu dem Thema!
Also kann alles, was nicht mit 5 Sigma vorhergesagt wird, in den Bereich nicht erklärbar bzw "New Phisycs" gefasst werden? |
Nee.
5 sigma ist der Gold-Standard der Teilchenphysik; den kann man diskutieren, man könnte auch 6 sigma nehmen, wenn man sich noch viel sicherer sein will und genügend lange messen kann. 5 sigma bedeute zunächst nur, dass man ab 5 sigma darauf vertraut, dass das, was man sieht, ein tatsächlicher Effekt und keine statistische Fluktuation ist.
Ob es "neue Physik", ist oder nicht, hängt von der zugrundeliegenden Theorie ab, mit der man vergleicht.
Bsp. Higgs: Man hatte bis 2012 genügen Daten und erhielt am ATLAS- bzw. CMS-Experiment (am LHC) mit 5.9 bzw. 5.0 sigma für das Higgs bei ca. 125 GeV. Das war Anlass für die Bekanntemachung einer "Entdeckung". In den Folgejahren wurden weitere Daten gesammelt und man ist inzwischen bei > 10 sigma (wobei man die Daten von ATLS und CMS kombiniert). Das ist aber keine neue Physik sondern einfach nur die Bestätigung des Standardmodells.
Bsp. Myon g-2: Man erwartet theoretisch für den g-Faktor des Mons eine Abweichung 2 im Bereich von
 / 2 \sim 0.001)
Es gibt noch theoretische Unsicherheiten, d.h. es kommt auf die verwendeten mathematischen Methoden an, zwischen deren Ergebnissen Abweichungen bestehen. Die bisher verwendete Methode liefert
 )
wobei (43) die Unsicherheit in den letzten beiden Ziffern 10 bezeichnet.
Aus den Experimenten erhielt man bis 2021
 )
mit einer Signifikanz von 4.2 sigma, also zu wenig für eine "Entdeckung", jedoch eine gewisse "tension" oder "discrepancy". Das wäre tatsächlich "neue Physik" jenseits des Standardmodells.
Verbesserte Messungen liefern inzwischen einen etwas anderen Wert und für diesen 5.1 sigma, also eine "Entdeckung" ... wenn es da nicht eine neuere theoretische Berechnung aus 2023 gäbe, die einen anderen theoretischen Wert vorhersagt, und für die Abweichung des experimentellen von diesem nur noch 1 sigma.
D.h. glaubt man der alten Berechnung so hat man mit 5.1 sigma eine Entdeckung, glaubt man der neuen, so liegt mit 1 sigma einfach eine statistische Schwankung vor, von der man erwarten darf, dass sie im Zuge weiterer Messungen verschwindet (siehe nächstes Beispiel). Das Problem scheint hier eher auf der theoretischen Seite zu liegen.
Bsp. exotische Teilchen: In Experimenten am CERN sowie anderen Einrichtungen gab es immer wieder Hinweise auf Ereignisse, denen man neue Teilchen wie Axiomen, WIMPs ... zuschrieben würde; die Signifikanz lag so um die 3 sigma, ist jedoch bei erweiterten Messungen auf unter 2 oder sogar 1 gesunken. Also ebenfalls keine neue Physik.
Bsp. Gravitationswellen: Die statistische Signifikanz liegt m.W.n. deutlich über 5 sigma, d.h. die Existenz ist bestätigt, aber das ist keine neue Physik sondern nur die Bestätigung von Einsteins ART. Anders gesagt, die Messungen können nur mit einer extrem winzigen Wahrscheinlichkeit als statistische Fluktuation erklärt werden.
| Choke hat Folgendes geschrieben: | Ach ja, hierzu auch noch eine Frage: | Zitat: | | Wir wissen also sicher, dass es einen Effekt gibt, der auf gewissen Längenskalen zu näherungsweiser Homogenität und Isotropie führt |
Ich dachte tatsächlich immer, die sei einfach eine unbewiesene Annahme des kosmologischen Prinzips. Oder konnte man das nun auch schon belegen ( nur wie soll das im nicht sichtbaren Bereich gehen?). |
Das kosmologische Prinzip kommt in zwei Varianten daher:
1) Wir befinden uns an einem typischen Punkt des Universums und sehen daher typische Effekte
2) Das Universum ist auf genügend großen Skalen homogen und isotrop.
Letzteres ist spezieller als ersteres. Betrachtet man z.B. skalenfreien Schaum, so können (wenn auch extrem selten) beliebig große Schaumblasen auftreten, d.h. dieser Schaum ist auf keiner Skala homogen und isotop; dennoch kann man von einem Punkt im Schaum als einem "typischen" Punkt sprechen.
Es gibt durchaus Beobachtungen, die nahelegen, dass (2) falsch ist. Es gibt auch wenig gute Gründe, anzunehmen, dass (2) zutreffen muss. Homogenität und Isotope ist halt schön einfach, und man hat sich die Inflation so zusammengebastelt, dass sie das auf großen Skalen liefert. Wenn's anders sein soll, Pech für die Inflation und die Astrophysiker.
| Choke hat Folgendes geschrieben: | | Ansonsten muss ich zugeben, wenn ich Physiker wäre, würde ich mich trotzdem eigentlich lieber mit Physik beschäftigen, die irgendwie direkt überprüfbar bleibt und nicht von den Ergebnissen und Resultaten der anderen Bereiche lebt. Das soll in keinster Weise die Kosmologie diskreditieren, aber man wird bestimmt erwarten können, dass viele Schlussfolgerungen und Erklärungen sich nochmals ändern könnten. Bzw finde ich es unbefriedigend, wenn man die Erklärung für eine Beobachtung, an der man jahrelang gearbeitet hat, einfach so in die Tonne werfen kann, weil sich zum Schluss heraus stellt, die zu Grunde liegenden Theorien passen nicht. Das würde bei einer besseren Überprüfbarkeit vermutlich eher auffallen. |
Ist halt eine Frage des persönlichen Geschmacks. |
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Choke
Gast
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| Choke Verfasst am: 06. März 2026 13:18 Titel: |
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| Zitat: | Das kosmologische Prinzip kommt in zwei Varianten daher:
1) Wir befinden uns an einem typischen Punkt des Universums und sehen daher typische Effekte
2) Das Universum ist auf genügend großen Skalen homogen und isotrop.
Letzteres ist spezieller als ersteres. Betrachtet man z.B. skalenfreien Schaum, so können (wenn auch extrem selten) beliebig große Schaumblasen auftreten, d.h. dieser Schaum ist auf keiner Skala homogen und isotop; dennoch kann man von einem Punkt im Schaum als einem "typischen" Punkt sprechen.
Es gibt durchaus Beobachtungen, die nahelegen, dass (2) falsch ist. Es gibt auch wenig gute Gründe, anzunehmen, dass (2) zutreffen muss. Homogenität und Isotope ist halt schön einfach, und man hat sich die Inflation so zusammengebastelt, dass sie das auf großen Skalen liefert. Wenn's anders sein soll, Pech für die Inflation und die Astrophysiker. |
Ganz kurz nur: Folgt aus 1) nicht eigentlich zwingend 2) ?
Ich weiß, du hast es versucht mit dem Schaumbeispiel zu negieren, aber ganz leuchtet es mit noch nicht ein.
Kann man 1) eigentlich überprüfen? Und was sind die Kriterien für typisch? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 06. März 2026 13:51 Titel: |
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Nein, (2) folgt nicht aus (1).
Das einfachste Beispiel ist der flache 2-Torus wie bei einem Computerspiel: wenn du den Bildschirm an einem Rand verlässt, trittst du sofort am gegenüberliegenden Punkt wieder ein. Der 2-Torus ist homogen jedoch nicht isotrop: Homogen deswegen, weil der am Bildschirm erscheinende Rand nur ein Artefakt der Darstellung ist; man könnte die beiden Schnitte (senkrecht kund wagerecht) auch anders legen. Nicht isotrop, weil es unterschiedliche Richtungen gibt! Der Spieler kann den Torus so umrunden, dass er nach einer oder ganzzahlig endlich vielen Umrundungen wieder am Ausgangspunkt angelangt; in diesem Fall liegt eine rationale Steigung vor. Oder er kann den Torus so umrunden, dass er nie wieder zum selben Punkt gelangt, ihm aber beliebig nahe kommt; es liegt eine irrationale Steigung vor.
D.h., auf dem Torus existieren keine ausgezeichneten Punkte – jeder Punkt ist typisch – jedoch ausgezeichnete Richtungen. Ein genügend großer 3-Torus ist ein mit allen Beobachtungen verträgliches und mathematisch sinnvolles Modell für unser Universum, was jedoch (2) verletzen würde.
Beim skalenfreien Schaum muss man etwas anders argumentieren, letztlich läuft es jedoch ähnlich. |
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Choke
Gast
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| Choke Verfasst am: 06. März 2026 18:50 Titel: |
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Danke, deine Erklärung ist verständlich. Inwieweit ist denn überhaupt 1) überprüfbar? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 07. März 2026 09:56 Titel: |
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| Choke hat Folgendes geschrieben: | | Inwieweit ist denn überhaupt 1) überprüfbar? |
Nicht wirklich.
Es ist praktisch nicht dahingehend überprüfbar, als dass man das Universum tatsächlich von verschiedenen Punkten und zu verschiedenen Zeiten aus beobachtet.
Jede Beobachtung hier und jetzt von Punkten dort in der Vergangenheit erfordert die Anwendung der Theorie, um daraus die Eigenschaften "hier und dort zu gleichen Zeiten" ableiten und vergleichen zu können. In die Anwendung der Theorie fließen aber natürlich verschiedene Modelle des Universums ein, die Strukturen d.h. Inhomogenitäten enthalten. In die Rückschlüsse auf Materieverteilung anhand von Beobachtungsdaten geht die Materieverteilung und Geometrie auf dem gesamten Lichtweg ein. So ist es z.B. unstrittig, dass wenn wir uns in einem extrem großen Void befänden, dies eine Änderung der Frequenzverschiebung zu Folge hätte, wie sie auch aus der beschleunigten Expansion folgt (wobei es heute wohl weitgehend Konsens ist, dass letztere nicht vollständig wegdiskutiert werden kann). D.h. insgs. sind die Methoden zum Herausrechnen von Effekten statistischer Dichtefluktuationen und der Schluss auf nicht-statistische Fluktuationen die das kosmologische Prinzip verletzten, nicht modellunabhängig.
Dann ist es so, dass man (1) sicher nicht verifizieren kann, man kann es höchstens für gewisse Modelle falsifizieren – wenn man z.B. Modelle mit einer gewissen Verteilung von Voids zugrundelegt und tatsächlich größere Voids fände, wobei wir uns in einem solchen befänden.
D.h., man falsifiziert ein bestimmtes Modell, es wäre jedoch denkbar, dass (1) mit anderen theoretischen Modellen verträglich bliebe, und diese wiederum mit den tatsächlichen Beobachtungsdaten. Der o.g. skalenfreie Schaum verletzt sicher konkrete Modelle, er wäre jedoch mit (1) verträglich, bleibt aber Spekulation, solange wir kein explizites Modell haben, dessen Dynamik diesen Schaum vorhergesagt.
Insofern ist (1) eher eine Leitplanke dahingehend, dass man als Erklärung nicht sofort unsere besondere Position heranziehen sollte, es ist kein unmittelbar überprüfbares Kriterium. Es hilft in der Diskussion auch wenig, so zu tun als ob. Wir können nicht über die Grenzen unseres beobachtbaren Universums hinausschauen, wir können nur innerhalb desselben beobachten, und wir müssen uns darüber Rechenschaft ablegen. Es gibt durchaus Physiker, die diesen größeren Rahmen akzeptieren, der zwar zu nicht mehr überprüfbaren Aussagen führt, aber das ist nicht irgendwelchen unwissenschaftlichen Spekulationen geschuldet, sondern dem Eingeständnis unserer begrenzten Möglichkeiten – und der Feststellung, dass (2) nicht wirklich vernünftig modellierbar ist (siehe das Torus-Universum u.a. Modelle).
Darauf wollte ich eigtl. hinaus, denn das ist m.E. der eigtl. Knackpunkt.
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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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Choke
Gast
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| Choke Verfasst am: 07. März 2026 18:53 Titel: |
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Danke für deine Einschätzung
Könnte es eigentlich auch möglich sein, dass das Universum unendlich ausgedehnt ist, aber nur endlich Materie enthält? Oder gibt es Beobachtungen, die dagegen sprechen? (wobei wir ja nur den sichtbaren Teil sehen) |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 10. März 2026 04:31 Titel: |
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Ja, derartige Lösungen sind bekannt. Man kann eine expandierende Materieverteilung mit endlich viel Materie konstruieren, die innerhalb eines gewissen Radius wie die des Standardmodells aussieht und genauso gut zu den Beobachtungen passt, außerhalb jedoch gegen Null geht. Man kann auch mehrere oder sogar unendlich viele derartige nicht-überlappende Lösungen "zusammenkleben".
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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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Choke
Gast
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| Choke Verfasst am: 10. März 2026 07:45 Titel: |
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Ok. Aber was heißt es nun im Sinne der Physik, wenn die Materieverteilung gegen Null geht?
Ich stelle mir es so vor, dass mit zunehmenden Radius die Materie stark abnimmt, aber nie exakt null wird (ist ja ein Grenzwert). Allerdings müsste man dann sehen, ob die Materie auch wirklich endlich ist. Oder kann man sich das wie bei einer geometrischen Reihe vorstellen?
Oder liege ich ganz falsch und die Materieverteilung ist irgendwann wirklich exakt null? Unendlich ist ja eigentlich ein Grenzwertprozess, keine Zahl.
Schwierig vorzustellen... |
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Sonnenwind
Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 906
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| Sonnenwind Verfasst am: 10. März 2026 11:02 Titel: |
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| Choke hat Folgendes geschrieben: | | Ich stelle mir es so vor, dass mit zunehmenden Radius die Materie stark abnimmt, aber nie exakt null wird (ist ja ein Grenzwert). Allerdings müsste man dann sehen, ob die Materie auch wirklich endlich ist. |
Das hängt stark davon ab, ob man Teilchen mit oder ohne Ruhemasse betrachtet. Teilchen mit Ruhemasse müssen ab einen bestimmten Radius ganz verschwinden, ansonsten würde man ja immer wieder eins dazuzählen müssen.
Teilchen ohne Ruhemasse, insbesondere Photonen, könnten eine immer längere Wellenlänge haben und in der Energiesumme einen Grenzwert haben. Aber das ist uninteressant, da diese keine Aliens bilden können.
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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: 10. März 2026 18:53 Titel: |
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Wir betrachten hier klassische Teilchen bzw. Gase, Staub o.ä., keine Wellen. Die Dichte rho muss schnell genug abnehmen, so dass das Integral
 = 4\pi \, \int_0^R dr\, r^2 \, \rho(r))
einen endlichen Grenzwert
 < \infty)
hat.
Das ist mathematisch kein Hexenwerk.
Wenn wir die Ausdehnung genügend groß ansetzen, stehen diese Modelle nicht im Widerspruch zu Beobachtungen. Das mag künstlich erscheinen, das ist Lambda-CDM mit Inflaton aber auch: Ob ich nun eine riesige Materieblase annehme, ohne deren Ursprung erklären zu können, oder DM und Inflation ohne jeglichen Nachweis postuliere, bleibt sich gleich.
Zuletzt bearbeitet von TomS am 10. März 2026 19:18, insgesamt einmal bearbeitet |
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Choke
Gast
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| Choke Verfasst am: 10. März 2026 19:03 Titel: |
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Ab wie kann man sich das genau vorstellen? Unendlich ist ja keine fixe Zahl.
Tritt ab irgendeinem Radius, der nur groß genug ist, einfach keine Materie mehr auf?
Ist es klar,auf was ich hinaus möchte? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21443
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| TomS Verfasst am: 10. März 2026 19:22 Titel: |
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Nimm z.B. für genügend großen Radius
 ~ \sim (r/a)^{-k})
 ~ \sim e^{-r/a})
Damit kannst du unendlich ausgedehnte Materieverteilungen mit endlicher Gesamtmasse konstruieren.
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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 11. März 2026 05:29, insgesamt einmal bearbeitet |
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Choke
Gast
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| Choke Verfasst am: 10. März 2026 20:14 Titel: |
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Für was steht das k und r/a in den Exponenten? |
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 1609
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| Aruna Verfasst am: 10. März 2026 23:20 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Ja, derartige Lösungen sind bekannt. Man kann eine expandierende Materieverteilung mit endlich viel Materie konstruieren, die innerhalb eines gewissen Radius wie die des Standardmodells aussieht und genauso gut zu den Beobachtungen passt, außerhalb jedoch gegen Null geht |
wie geht das mit dem Parker-Effekt zusammen?
Wenn der leere Raum expandiert, müsste der doch zur Paarbildung führen...
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