THEMA:

Welche Gegenargumente finden professionelle Astrophysiker gegen das folgende kosmologische Modell (welches vorgeschlagen wurde auf Seite Wie Quantenfeldtheorie uns das Multiversum erklärt ):

|

grtgrt schrieb:

erscheint dieses Modell ...

Das ist kein Modell für den Urknall, sondern bestenfalls setzt Du ein existierendes Universum voraus.

grtgrt schrieb:

... plausibler ...

Deine Idee erklärt gar nichts. "eine extrem mächtige Fluktuation" dauert auch extrem kurz (t·E < ℏ/2) und somit "aber noch nicht wieder nach dort zurückgefallen" stellst Du das Modell der Fluktuationen auf den Kopf.

grtgrt schrieb:

... als anzunehmen, dass der Urknall Phasenübergang war.

Das Inflationsmodell wurde erdacht, um das Flachheitsproblem und das Horizontproblem zu lösen und nicht, um den Urknall zu erklären.

Lediglich als Nebeneffekt könnte diese Inflation auch die Existenz der gesamten Materie/Energie erklären, zumal sie vorher eine extreme Vakuumdominanz voraussetzt, die sowieso jede vorhandene Energie sehr schnell verdünnt hätte.

Im Gegensatz zu Deiner Idee geht man allerdings von einem relativ langsmen Einsetzen der Inflation (slow rolling) aus, um die nötige Expansion für die Flachheit und das Horizontproblem zu gewährleisten. Die Flachheit kann allerdings auch erklärt werden, wenn man von einem späten Einsetzen der Inflationsphase ausgeht, was letztlich einem extremen slow rolling entspricht.

@grtgrt

Wenn du die Meinung eines professionellen Astrophysikers hören willst, bist du hier mit ziemlicher Sicherheit im falschen Forum. Modell würde ich persönlich das allerdings sowieso nicht nennen, da steht nichts Konkretes, das ist alles sehr diffus. Wie soll bspw. dieser „Vulkanausbruch“ genau funktionieren?

Also was soll man dazu sagen? Bevor man sowas widerlegen kann, muss es erstmal ordentlich ausformuliert und begründet sein. Typische Alternativphysik halt. (Nicht zu verwechseln mit alternativen/neuen Theorien im echten Wissenschaftsbetrieb.)

Rainer schrieb:

Das ist kein Modell für den Urknall, sondern bestenfalls setzt Du ein existierendes Universum voraus.

Oder ein Multiversum, das auch in ernsthaften Modellen schon existieren muss, bevor ein Universum entsteht. Weshalb ein Multiversum für mich auch keinerlei Erklärungsgehalt hat.

Rainer schrieb:

Das Inflationsmodell wurde erdacht, um das Flachheitsproblem und das Horizontproblem zu lösen und nicht, um den Urknall zu erklären. Lediglich als Nebeneffekt könnte diese auch die Existenz der gesamten Energie erklären.

Im Rahmen des Standardmodells schon. Wenn man von ewiger Inflation ausgeht, stellt sich die Sache anders da.

Arrakai schrieb:

Im Rahmen des Standardmodells schon. Wenn man von ewiger Inflation ausgeht, stellt sich die Sache anders da.

Bei der ewigen Inflation wäre die Flacheit lange vorher gegeben, ich habe das oben auch entsprechend meinem privaten Modell ergänzt, denn die ewige Inflation gefällt mir allein schon wegen der Blasenhaut nicht besonders gut. Letztlich ist aber der Beginn der Inflation immer ein derartiges Problem, wenn er nicht mehr oder minder automatisch überall gleichzeitig getriggert wird. Dies entspricht ja dann auch den Fluktuationen beim slow rolling.

Das Problem ist der Trigger, denn selbst wenn man wie in meinem Modell von einer anfänglichen Beschleunigungsphase ausgeht, ändern sich die Eigenschaften (H~rH~ȧ, K) bereits nach relativ kurzer Zeit nicht mehr merklich, da sich die Dichte des Vakuums ja sowieso nicht verändert, solange die Inflation nicht getriggert wird. Da ist die ewige Inflation pragmatischer und überlässt diesen Trigger dem Zufall, wodurch diese dann auch nicht mehr überall gleichzeitig (Weltalter) stattfindet.

@ Rainer Raisch:

"eine extrem mächtige Fluktuation" dauert auch extrem kurz (t·E < ℏ/2)"

Woher kommt die Ungleichung t·E < ℏ/2 ??

Wenn damit Heisenbergs Unschärferelation gemeint sein sollte, müsste sie lauten t·E > ℏ/2 .

grtgrt schrieb:

"eine extrem mächtige Fluktuation" dauert auch extrem kurz (t·E < ℏ/2)"

Woher kommt die Ungleichung t·E < ℏ/2 ??

Wenn damit Heisenbergs Unschärferelation gemeint sein sollte, müsste sie lauten t·E > ℏ/2 .

Die eine Gleichung gilt für reale Teilchen bzw Messungen, die andere für virtuelle und eben nicht messbare Teilchen.

Fermionen besetzen Energieniveaus, die durch ihre Masse gequantelt nh sind. Die Nullpunktsenergie E° kommt daher, dass die UR erfordert, dass das Energieniveau nicht Null sein kann, sondern darüber (E~p²/m>0) fluktuieren muss. Daraus ergibt sich das niedrigste Energieniveau E°, wenn kein Teilchen vorhanden ist nh=0, mit E°~ℏ/2, dabei entspricht ℏ der Masse m bzw Energie c²m des fraglichen Teilchens.
m = h/(λC·c) = ℏ/(rC·c)
E = Nω²h²/(2λC²m)
E° = c²m/2
Nω = nh+1 Nodenzahl ≥ 1
nh Energieniveau ≥ 0
λC = h/(c·m) Comptonwellenlänge

@ Rainer Raisch:
Wo finde ich Deine Definiton virtueller Teilchen beschrieben?

Ich ging bisher immer davon aus, dass man "virtuell" die Teilchen nennt, die zu kurz existieren als dass man sie einzeln noch messen könnte.

grtgrt schrieb:

Ich ging bisher immer davon aus, dass man "virtuell" die Teilchen nennt, die zu kurz existieren als dass man sie einzeln noch messen könnte.

Du sagst es doch selber, zu kurz zum Messen τ = Δt < ℏ/(2ΔE)

EDIT: da war ein Dreher drin, sorry

@ Rainer Raisch:

Deine Aussage "Die eine Gleichung gilt für reale Teilchen bzw Messungen, die andere für virtuelle und eben nicht messbare Teilchen" empfinde ich als nicht nachvollziehbar.
Gibt es auf arXiv.org ein Papier, in dem sie diskutiert wird?

PS: "Nicht messbar" bedeutet einfach: Derzeitig realisierbare Messgenauigkeit reicht nicht aus.

grtgrt schrieb:

Gibt es auf arXiv.org ein Papier, in dem sie diskutiert wird?

Zu Heisenbergs Zeiten gab es kein arXiv.org, da müsste man schon in die Annalen der Physik schauen oder was damals en vogue war.

grtgrt schrieb:

PS: "Nicht messbar" bedeutet einfach: Derzeitig realisierbare Messgenauigkeit reicht nicht aus.

Das ist nicht nur nach Heisenberg sondern ganz klar falsch.

Um etwas derartiges zu messen, musst Du soviel Energie aufwenden, dass der andere Zustand verändert wird, Du kannst nicht beides messen. Ist das Eine bestimmt, dann ist das Andere unbestimmt.

Es gibt auch den anschaulichen Beweis mit dem Laser-Lichtstrahl, der an einem sehr engen Spalt d seine gerade Richtung verliert, weil diese Richtung auf Grund der genauen seitlichen Ortsbestimmung Δd nicht mehr bestimmt ist, denn die seitliche Geschwindigkeitskomponente Δp_d wächst dann entsprechend Δp_d>ℏ/2Δd. Das Video von Lewin hatte ich mindestens schon einmal gepostet und vor kurzem auch jemand anders.

Weil es so schön ist, hier noch einmal...

Prof. Walter Lewin (MIT) erklärt und visualisiert die Heisenbergsche Unbestimmtheitsrelation im Laserstrahl-Spalt-Experiment
[Dauer: 2 min 7 sec].

Hmm... durch den immer schmaleren Spalt kommt auch immer weniger Licht durch, und von dem relativ Wenigen trifft ein relativ großer Teil auf das begrenzende Material rechts und links, dessen Dicke ja nicht 0 ist. Kann man das Phänomen nicht einfach so erklären, dass eben relativ viel Licht von diesen Rändern reflektiert wird? Das würde dann auch ohne UR ein breiteres Bild auf dem Schirm ergeben.

Steinzeit-Astronom schrieb:

dass eben relativ viel Licht von diesen Rändern reflektiert wird?

Wie stellst Du Dir das jetzt genau vor, bei einem Strahl, der genau parallel zu den Wänden gerichtet ist?

Rainer schrieb:

Steinzeit-Astronom schrieb:

dass eben relativ viel Licht von diesen Rändern reflektiert wird?

Wie stellst Du Dir das jetzt genau vor, bei einem Strahl, der genau parallel zu den Wänden gerichtet ist?

Ist er das denn? Dachte, das Licht bewegt sich nicht stur geradeaus. Es ist nur die wahrscheinlichste Richtung, wo man die Photonen finden kann, denn die anderen kringeln sich großteils weg (QFT). So ein Photon kann doch zufällig auch seitlich am dicken Rand wechselwirken und reflektiert werden. Das umso wahrscheinlicher, je weniger Platz dazwischen ist. So etwa stelle ich mir das vor.

grtgrt schrieb:

@ Rainer Raisch:

Deine Aussage "Die eine Gleichung gilt für reale Teilchen bzw Messungen, die andere für virtuelle und eben nicht messbare Teilchen" empfinde ich als nicht nachvollziehbar.
Gibt es auf arXiv.org ein Papier, in dem sie diskutiert wird?

PS: "Nicht messbar" bedeutet einfach: Derzeitig realisierbare Messgenauigkeit reicht nicht aus.

Um es nochmals deutlicher zu sagen: Heisenbergs Unbestimmtheitsrelation t·E > ℏ/2 gilt meiner Meinung nach auch für virtuelle Teilchen (also nicht nur für solche, die man einzeln beobachten kann, wie Sie, Herr Raisch, mir zu erklären versuchen).

Und natürlich liegt der Grund dafür, dass wir nicht beliebig genau messen können, auch darin, dass wir keine hinreichend mächtigen Teilchenbschleuniger haben (und somit keine Teilchen beliebig hoher Energie produzieren können).

@Steinzeit-Astronom:
Ja, das Laserstrahl-Spalt-Experiment lässt sich auch mit klassischer Wellenlehre ganz ohne die Heisenbergsche Unbestimmtheitsrelation erklären…

Was passiert wenn Wellen auf unterschiedlich große Spalt-Öffnungen zulaufen?
(a) Beugung: Wellenlänge größer als Spaltöffnung (es entstehen Kreis- bzw. Kugelwellen, erklärt werden kann die Beugung mithilfe des huygensschen Prinzips)
(b) Interferenzmuster: Wellenlänge vergleichbar/ etwas kleiner als Spaltöffnung
(c) Strahl: Wellenlänge viel kleiner als Spaltöffnung

grtgrt schrieb:

Um es nochmals deutlicher zu sagen: Heisenbergs Unbestimmtheitsrelation t·E > ℏ/2 gilt meiner Meinung nach auch für virtuelle Teilchen

So ist es, allerdings können virtuelle Teilchen nur auf Grund der UR und gemäß der Zeitschranke t·E < ℏ/2 entstehen, denn sonst wären sie real und könnten nicht aus dem Nichts entstehen.

grtgrt schrieb:

Und natürlich liegt der Grund dafür, dass wir nicht beliebig genau messen können, auch darin, dass wir keine hinreichend mächtigen Teilchenbschleuniger haben (und somit keine Teilchen beliebig hoher Energie produzieren können).

Und messen kann man sie unmittelbar schon aus Prinzip auf keinen Fall, sonst wären sie ja nicht virtuell sondern real. Man kann allerdings Wirkungen der virtuellen Teilchen messen, wie zB die Polarisation des Vakuums, Schubumkehr, Vakuumdichte des Universums.

Die Energie des LHC müsste lediglich gesteigert werden, um neue schwerere Teilchen zu finden. Mit genügend Energie kannst Du Teilchen erschaffen, aber nicht virtuelle Teilchen finden.

Rainer schrieb:

Und messen kann man sie unmittelbar schon aus Prinzip auf keinen Fall, sonst wären sie ja nicht virtuell sondern real.

Du schreibst das als würde dadurch eine Welt untergehen!

Rainer schrieb:

Man kann allerdings Wirkungen der virtuellen Teilchen messen, wie zB die Polarisation des Vakuums, Schubumkehr, Vakuumdichte des Universums.

An der stelle muss voll der Blödsinn erfunden werden um Nicht Realen Teilchen eine Reale Wirkung zukommen zu lassen und das nur um eine Imaginäre Grenze zu schützen.

aHaBotX schrieb:

als würde dadurch eine Welt untergehen!

Im Gegenteil, sie würde aus dem Nichts entstehen.

aHaBotX schrieb:

erfunden werden um Nicht Realen Teilchen eine Reale Wirkung zukommen zu lassen

Das Eine hat mit dem Anderen nichts zu tun. Die virtuellen Teilchen haben sich in vielfacher Hinsicht als Denkmodell sehr bewährt. Sie machen die Annahme neuer realer Teilchen überflüssig, die man nur genauso wie die virtuellen Teilchen beschreiben könnte: sie sind nicht vorhanden, sondern wirken lediglich wie ein Katalysator, und sie halten sich exakt an das Muster der bekannten Teilchen.

Rainer schrieb:

aHaBotX schrieb:

als würde dadurch eine Welt untergehen!

Im Gegenteil, sie würde aus dem Nichts entstehen.

aHaBotX schrieb:

um Nicht Realen Teilchen eine Reale Wirkung zukommen zu lassen

Das Eine hat mit dem Anderen nichts zu tun. Die virtuellen Teilchen haben sich in vielfacher Hinsicht als Denkmodell sehr bewährt. Sie machen die Annahme neuer reale Teilchen überflüssig, die man nur genauso wie die virtuellen Teilchen beschreiben könnte: sie sind nicht vorhanden, sondern wirken lediglich wie ein Katalysator, und sie halten sich exakt an das Muster der bekannten Teilchen.

Mit anderen Worten:
Wir wissen das sie da sind. Da wir sie nicht mehr Direkt Messen können, Dürfen sie auch nicht da sein.
Deshalb nennen wir sie Virtuell und packen sie in das nichts aus dem sie entstehen können und obwohl
wir wissen das das Nichts, nicht Nichts ist bestehen wir darauf das sie nicht real sein können.

Leute das hat Potenzial für eine eigene Satire Show.

aHaBotX schrieb:

Mit anderen Worten:
Wir wissen das sie da sind. Da wir sie nicht mehr Direkt Messen können, Dürfen sie auch nicht da sein.
Deshalb nennen wir sie Virtuell und packen sie in das nichts aus dem sie entstehen können und obwohl
wir wissen das das Nichts, nicht Nichts ist bestehen wir darauf das sie nicht real sein können.

Leute das hat Potenzial für eine eigene Satire Show.

Nenn sie halt Kappateilchen, wenn Dir das besser gefällt. Aber im Allgemeinen sollte man sich an die übliche Nomenklatur halten.
Die Nullpunktsenergie E°~ℏ/2 ist jedenfalls das Ergebnis der Betrachtung der Energieniveaus unter Berücksichtigung der UR.

Rainer schrieb:

grtgrt schrieb:

Um es nochmals deutlicher zu sagen: Heisenbergs Unbestimmtheitsrelation t·E > ℏ/2 gilt meiner Meinung nach auch für virtuelle Teilchen

So ist es, allerdings können virtuelle Teilchen nur auf Grund der UR und gemäß der Zeitschranke t·E < ℏ/2 entstehen, denn sonst wären sie real und könnten nicht aus dem Nichts entstehen.

Was ich hieran nicht verstehe: Wie können beide Aussagen - meine und Ihre - richtig sein, obgleich die beiden Ungleichungen einander widersprechen?
Sprechen diese Ungleichungen nicht vom jeweils selben t und E ?

grtgrt schrieb:

Sprechen diese Ungleichungen nicht vom jeweils selben t und E ?

Doch natürlich. Wenn ein Teilchen nicht lange genug lebt, ist es virtuell, die Energie verschwindet wieder und zwar je schneller, je größer diese Energie ist.

Wenn es real ist, hat es die benötigte Energie und alle Zeit der Welt, es kann nur nicht die Zeit und die Energie gleichzeitig mit höherer Genauigkeit gemessen werden.

Beides beschreibt also leicht unterschiedliche Sachverhalte, bzw besagt es eben, dass virtuelle Teilchen gar nicht gemessen werden können, was eben genau der Vorstellung von virtuellen Teilchen entspricht.

Die UR gilt übrigens für alle komplementären Eigenschaften:

ℏ/2 < ΔtΔE, ΔpΔx, ΔL, ΔvΔU Unwucht

Für virtuelle Teilchen ist eigentlich nur die Energie mit der Zeit von Interesse, woraus sich der Wirkradius bzw die maximale Reichweite rc ergibt:
rc = c·ℏ/2E = rC/2 halber Comptonradius bzw halbe reduzierte Comptonwellenlänge.

grtgrt schrieb:

Was ich hieran nicht verstehe: Wie können beide Aussagen - meine und Ihre - richtig sein, obgleich die beiden Ungleichungen einander widersprechen?
Sprechen diese Ungleichungen nicht vom jeweils selben t und E ?

Mein Mathe ist nicht so gut aber zeigt das nicht eher das ℏ nicht das kleinste sein kann.

Wenn ich schon mit dem Kleinsten rechne ℏ wie kann ich das dann noch Teilen ℏ/2

aHaBotX schrieb:

Wenn ich schon mit dem Kleinsten rechne ℏ wie kann ich das dann noch Teilen ℏ/2

ℏ ist der kleinste Drehimpuls, für ein Photon ist gar h die kleinste Einheit E=f·h wie üblich ausgehend von der Frequenz, jedoch auch E=ωℏ, was ähnlich wie ein Spin aussieht, aber gar nichts damit zu tun hat. Für andere Aspekte muss auch nicht dieselbe Grenze gelten, wir könnten uns ja ein Photon teilen, dann bekommt jeder die Hälfte seiner Energie also jeder ωℏ/2.

Tatsächlich ist der Grenzwert UR=ℏ/2 ein bisschen willkürlich, denn es ist ja unscharf also auch eine Grauzone.

ℏ/2 = h/(4π)

Es steht jedem frei, sich einen Nobelpreis dahingehend abzuholen, einen Fall zu finden, bei der die Unschärfe Relation unter diese Schwelle liegt.

Solange dies niemand gelingt, kann man von der Gültigkeit der Unschärfe Relation ausgehen.

Rainer schrieb:

Das ist kein Modell für den Urknall, sondern bestenfalls setzt Du ein existierendes Universum voraus.

Was den Urknall verursacht hat, weiß niemand zu sagen und wird auch nie jemand wissen können, da spätestens der Zustand unseres Universums direkt nach dem Urknall (als nur extrem heißes Plasma existiert hat) sämtliche Information über Zustände vorher vernichtet hat.

Mein Modell oben ist gedacht als Modell für die grundsätzliche Natur kosmischer Zustände und all ihrer Evolution (weit über einzelne "Universen" und den Zeitraum der Existenz dieses oder jenes "Universums" hinaus).
Nichts in diesem Modell widerspricht aktuellem astrophysikalischem Wissen. Das Modell scheint mir voll kompatibel zu sein mit der Theorie ewiger Inflation und auch mit dem durch Astrophysiker heute als plausibel angesehenen Inflationsgeschehen.
Und wie man sieht, modelliert es sogar noch Raumexpansion (genauer: so eine Art "Atmen" des Raumes).

Lindes Modell der Blasenuniversen ist durch nichts besser begründet (sondern deutlich spezieller und daher eher unwahrscheinlicher).

Nochmals also: Was könnte dieses Modell unwahrscheinlicher machen als andere noch nicht widerlegte Vorstellungen der Astrophysiker über kosmische Evolution (und das Multiversum im Sinne der Theorie ewiger Inflation)?

Mich persönlich stört das Multiversum.

aHaBotX schrieb:

Mich persönlich stört das Multiversum.

Es stört mich nicht, es ist überflüssig.

Andererseits ist es das Modell des flachen Universums ohne Urknall, sondern mit einem zentralen Ursprung des Universums (Blasenbildung). Mich stört daran dieses Zentrum, das zwar ohne Kenntnis von einem Rand (Blasenhaut) unauffindbar ist, aber letztlich Inhomogenität und Anisotropie bedeutet.

Die "Erklärung" aller möglicher Anfangsbedingungen stört mich dabei mehr als es für mich etwas erklärt. Ich kann mir schlicht gar nicht vorstellen, dass die Anfangsbedingungen bei der Blasenbildung unterschiedlich ausfallen könnten. Das Multiversum ist so wie es ist und nicht in jeder Blase anders. Oder herrschen etwa in einer Sprudelflasche in jeder Sprudelblase andere Bedingungen? Die einzigen derartigen Unterschiede wären die Schneekristalle, die Variationen aufweisen. Und natürlich würde ich davon ausgehen, dass die Struktur in jeder Blase anders ist, aber doch nicht die Naturgesetze oder Naturkonstanten....absurder Gedanke ....

Und vor allem rechnet sich eine dreidimensionale Sphäre viel interessanter ..... was natürlich ein Multiversum nicht ausschließt. Wir würden dann in der Blasenhaut einer dieser Blasen leben. Damit ist allerdings die heutige Flachheit wieder neu durch das slow rolling zu eklären.

Das Multiversum ist jedenfalls die Antwort auf die Frage nach dem Davor und dem Worin, ohne drauf eine andere Antwort zu geben als die Inflationstheorie: falsches Vakuum auf einem anderen Niveau als unser echtes Vakuum. Und auch ein ewiges Multiversum provoziert doch die Frage: Woher, worin.

aHaBotX schrieb:

Mich persönlich stört das Multiversum.

Warum?