Quantenmechanische Gedanken zum Urknall

[Hemul]

Du sprichst hier im Singular-also von einem Universum. Lässt aber die Dunkle Energie&Materie so eine Behauptung gar nicht mehr zu? Wie mir bekannt ist spricht man neuerdings deshalb von Paralleluniversen. Auf die Antwort eines ausgewiesen Fachmannes bin ich sehr gespannt.
http://www.weltderphysik.de/gebiet/astr ... e-energie/

Dunkle Materie und Dunkle Energie
Zwar scheint der Kosmos voll von strahlenden Sternen und leuchtenden Gaswolken zu sein. Doch der Eindruck trügt: Tatsächlich besteht das Universum zu fast 27 Prozent aus anziehender Dunkler Materie und zu rund siebzig Prozent aus abstoßender Dunkler Energie. Was sich dahinter verbirgt, ist bislang noch vollkommen unklar

.

Dunkle Energie und Dunkle Materie haben aber eigentlich nichts mit Paralleluniversen zu tun. Auch in deinem Link werden die nicht mit Paralleluniversen in Verbindung gebracht.

Aber hier:
https://www.welt.de/wissenschaft/articl ... m-hin.html

Ungleichgewicht deutet auf Paralleluniversum hin

[seeadler]

Du sprichst hier im Singular-also von einem Universum. Lässt aber die Dunkle Energie&Materie so eine Behauptung gar nicht mehr zu? Wie mir bekannt ist spricht man neuerdings deshalb von Paralleluniversen. Auf die Antwort eines ausgewiesen Fachmannes bin ich sehr gespannt.
http://www.weltderphysik.de/gebiet/astr ... e-energie/
.

Dunkle Energie und Dunkle Materie haben aber eigentlich nichts mit Paralleluniversen zu tun. Auch in deinem Link werden die nicht mit Paralleluniversen in Verbindung gebracht.

Aber hier:
https://www.welt.de/wissenschaft/articl ... m-hin.html

Ungleichgewicht deutet auf Paralleluniversum hin

Man kann die "Ursache" auch einfacher definieren. Man muss nicht gleich auf die Existenz verschiedener Universen schließen, wenn es Prozesse gibt, die mit den bisherigen Erkenntnissen "noch" nicht vereinbar sind.

Das ist das gleiche wie mit den von R.F. geforderten unendlichen Geschwindigkeitsangebot, statt der gemessenen, bestätigten Geschwindigkeitsbegrenzung von c. Zumal hier Halman ja schon einmal sehr gut erklärt hatte, dass sich das Universum ganz offensichtlich mit weit schnellerer Geschwindigkeit ausgedehnt hat, als es die Materie selbst tun kann. Oder anders ausgedrückt, eine unendliche Geschwindigkeit kann man annehmen, wenn es sich hierbei nicht um Materie handelt..... aber dies ist in diesem Fall dann irrelevant.

Ich weiß ja nun nicht, wie viel du von mir liest, denn dann wüsstest du, dass ich hier eine ganz andere sehr komplexe Hypothese habe, die ein Multiversenangebot überflüssig macht, und zugleich auch die Dunkle Energie wie auch die Dunkle Materie erklärt und zudem zeigt, dass Schwarze Löcher nicht wirklich schwarz sind.... usw....

Ich spreche hier von folgenden Phänomen: Könntest du deine Geschwindigkeit vergrößern, dich also in ein Raumschiff setzen und das "relativ ruhende Inertialsystem" Raumschiff Erde mit all seinem umliegenden Universum "verlassen", so würdest du nach und nach feststellen, dass du auf einmal Materie wahrnimmst, die du aus deiner "begrenzten" Sicht von der Erde aus nicht wahrnehmen kannst. Aber nicht nur deshalb, weil die Atmosphäre die Sichtweite trübt, sondern, weil es die Grundgeschwindigkeit selbst ist, innerhalb dessen wir hier gefangen sind, wir und das aus unserer Position heraus sichtbare Universum.

Du würdest unter anderem sofort erkennen, warum Jesus Christus durch Wände und geschlossene Türen gehen konnte oder einmal verschwinden wie auch wieder auftauchen konnte, oder warum sich Engel in unserer Welt manifestieren können, die eigentlich Teil einer ganz anderen Welt zu sein scheinen.... die aber irgendwo mit unsere Welt verbunden ist.

Ich denke dabei auch an ein Bild eines eurer "Wachtturmtraktate" vor 30 Jahren, wo man sah, dass sie die Engel um die Erde herum aufhielten und das Treiben auf der Erde beobachteten, wiewohl sie von uns aus nicht sichtbar waren. Dieses Bild ist erklärbar!

Kurzum, wie ich schon mehrfach in verschiedenen Threads schrieb, es gibt weit mehr Materie und Energie, als das "bisschen", was wir hier in unserem sichtbaren Universum erfassen und messen können.

Es ist übrigens sehr einfach nachzuweisen! Denn in dem Augenblick, wo du selbst deine Geschwindigkeit im Verhältnis zum beobachtbaren Objekt erhöhst, wirst du feststellen, dass sich die empfangene Wellenlänge ändert.... bis sogar zu dem Punkt, wo dieses soeben noch sichtbare Objekt vor deinen Augen verschwindet. Umgekehrt ist dies natürlich auch möglich, dass hier Materie auftauscht, die zuvor überhaupt nicht sichtbar war, wenn sich die Geschwindigkeit jener Materie in Bezug zu unserem Inertialsystem ändert.

Der Übergangsbereich zwischen dieser unsichtbaren und sichtbaren Welt wird definiert durch die Geschwindigkeitsspanne von c, also von 0 - 300.000 km/s. Und wie ich bereits vorrechnete, wenn du eine Geschwindigkeit von 260.000 km/s erreicht hast, dann hat sich dir dein vermeintliches "Paralleluniversum" vor dir entfaltet in der Form der relativistischen oder dynamischen Masse. So gesehen erzeugen wir in Cern eine solche Verbindungsbrücke zwischen unseren sichtbaren und dem eigentlich unsichtbaren Universum, was aber ein und das selbe ist, wenn wir hier die Teilchen derart beschleunigen, dass aus einem Teilchen bei 260.000 km/s auf einmal zwei werden usw...

[seeadler]

wenn meine Hypothesen richtig sind, und wir innerhalb des Geschwindigkeitsbereiches von relativ 0 bis relativ 300.000 km/s weitaus mehr Energie und Masse finden können und werden, als das, was wir bisher erkannt zu haben glauben, und somit auch die "Dunkle Materie", wie auch die "Dunkle Energie" entmystifiziert wird und nichts anderes darstellt, als die Energie und Masse in den jeweiligen Zwischenstufen.... dann haben wir es noch immer mit einem Urknall zu tun, der sich in dem Augenblick ereignet, wo ich hier dieses schreibe. Und dies allerdings auf einer Ebene, von der ich zeitlich, räumlich gesehen scheinbar unendlich weit entfernt bin. In Wahrheit findet der noch immer und hier in meiner unmittelbaren Umgebung statt.

Wir würden ihn finden und erkennen, uns ihm ausgesetzt sehen, wenn wir in das Innere der Quarks eindringen könnten oder eben demgegenüber uns in den Bereich der Quasare, die sich in einem Abstand von knapp 14 Milliarden Lichtjahren, befinden.

Aber "so weit" brauchen wir nicht einmal zu gehen; denn wir erleben auch das Urfeuer des Urknalls in dem Augenblick, wo wir uns einem beliebigen Schwarzen Loch nähern, von diesem angezogen werden, und uns schließlich im Bereich des Ereignishorizontes wieder finden, wo die Zeit anzuhalten scheint. Für uns aus unserer Warte heraus, hier von der Erde aus gesehen wäre dies der Urknall, für diejenigen, die diesen Bereich hypothetisch betreten würden, diese hätten keinerlei Wechselwirkung mit der sie umgebenden Materie, oder anders ausgedrückt, diese Materie wäre schlicht nicht existent, genauso wenig wie man selbst dann noch in dieser Form existent wäre.

Der Ereignishorizont ist quasi die Mauer zwischen dem "zeitlich definierbaren Dieseits" und der Ewigkeit also einem Reich, welches nicht "unser Reich" ist. Es ist, wenn man es biblisch betrachtet genau dieser Ort, der am Ende aller Zeiten als das "Ewige Feuer" bezeichnet wird (Offb 20) Die Feuerfront, die nur für die "daheimgebliebene Materie" eine Feuerfront ist, nicht aber für jene, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt und somit auch nicht mehr aus der jetzigen Materie besteht (1.Korinther 15 ff)

[Pluto]

Der Zustand der Superposition geht weit darüber hinaus und beschreibt bpsw. auch die Überlagerung der Spinorientierung:

Zitat aus Skurrile Quantenwelt:
Nach der Theorie der Quantenmechanik besitzt das Teilchen, solange es nicht gemessen wird, überhaupt keine konkrete Spinrichtung. Es befindet sich anfangs (je nach Präparation) in einer Superposition aus mehreren, wenn nicht sogar unendlich vielen, möglichen Spinorientierungen. In Diracscher Notation schreibt sich der quantenmechanische Zustand des Teilchens daher im Superpositionszustand als
|Ψ> = a |↑> + b |↓>

Meine ich doch... Aber ist das nicht auch ein Dualismus?

Ein Partikel, welches den Doppelspalt durchquert, befindet sich in einer Superposition aus "zu soundso viel Prozent durch Spalt 1 gegangen" und "zu soundso viel Prozent durch Spalt 2 gegangen", einer Superposition aus zwei unterschiedlichen Einzelzuständen.
In der Analogie hierzu muss man sich auch den Zustand eines radioaktiven Atoms vorstellen. ... Viel mehr befindet es sich in einem superponierten Zustand aus zerfallenem und gleichzeitig unzerfallendem Atom.

Geht dies nicht weit über den Teilchen-Wellen-Dualismus hinaus? So, wie ich dies verstehe, beschreibt die Wellenfunktion den Gesamtzustand |Ψ> aller Einzelzustände |φi> (|φi1> +|φi2> ... |φn>).

Wir verstehen den Zerfall eines Atomkerns deshalb nicht, weil es in unserer normalen Welt kein Analogon gibt. Wir können es nur statistisch erfassen und reden deshalb von einer "Halbwertszeit". Wie diese zustande kommt, wissen wir genauso wenig wie wir das Doppelspaltexperiment wirklich verstehen.

Vor der Messung befindet sich ein Quantenobjekt in einem superponierten Gesamtzustand, einem Zustand überlagernder Zustände. All diese Zustände werden durch die Wellenfunktion erfasst, dem Gesamtzustand der Superposition.
Daher ist beim Doppelspaltexperiment der genaue finale Detektionsort objektiv unbestimmt (objektiver Zufall).

Ja. Es bleibt uns nur zu staunen über die skurrile Quantenwelt.

Die Überlagerung von Einzelzuständen wurde sogar schon bei einem mesokosmischen Objekt, welches mit bloßen Auge sichtbar ist, beobachtet?

Zitat aus FAZ:
... Kürzlich hat eine amerikanische Forschergruppe die für Quantenobjekte typische Überlagerung von Zuständen erstmals bei einem mechanischen Oszillator beobachtet, der mit bloßem Auge sichtbar ist. ...

[...]

Auch diese Prüfung bestand der Oszillator

... Anschließend ließ man den Strom in der Leiterschleife gleichzeitig links- und rechtsherum zirkulieren, was einer quantenmechanischen Überlagerung von Grundzustand und angeregtem Zustand entsprach. ...

Das wusste ich nicht. Danke.
Solche makroskopische Quanteneffekte lassen sich auch mit einem Bose/Einstein Kondensat erzielen. Das sind makroskopische Quantenobjekte, welche durch eine einzige Wellenfunktion beschrieben werden können.

Was ist denn der Einfluss der SRT?

Noch ein interessantes Experiment hatte ich in meinen Beitrag vom Mi 2. Apr 2014, 15:22 vorgestellt.

Meine Frage war: was ist der Einfluss der SRT?

Hatte ich nicht erklärt, dass mir die nötige Schulbildung fehlt, um eine partielle Differentialgleichung zu verstehen?

Okay, dann lassen wir das.

Mein Eindruck ist, Du tätigst naturphilosophische Kritik an der QFT. Okay, wir können nicht mit absoluter Sicherheit wissen, ob sie die physikalische Realität zutreffend beschreibt. Wir können aber (dank Agent Scullie) wissen, was die QFT beschreibt und dies ist eben keine Energieunschärfe im Vakuumzustand. Die Teilchenzahl ist eben nicht >0, sondern =0, auch beim statischen Casimir-Effekt.

Woher wissen wir das?

Die Teilchen werden nach meinem bescheidenen Verständnis auch nicht durch Felder ersetzt, sondern durch Felder erklärt.

Das einfache Analogon dazu ist die Schrödingergleichung eines Wasserstoff-Atoms. Kann man nicht sagen, dass sich Teilchen durch Felder beschreiben lassen? Wenn das so ist, muss deswegen doch ein Teilchen nicht verschwinden, sonder es ist nur nicht mehr lokalisierbar (eine Folge der Unschärferelation?).

Teilchen gibt es ja weiterhin, allerdings als lokale Anregungen von Quantenfeldern.

Genau! Was ist dann an der Teilch-Erklärung falsch? Warum kann man sie nicht als Alternative betrachten?

So sind Photonen Anregungen des EM-Feldes. Diese Anregungen werden ja beschrieben. Fundamental sind allerdings die Felder.
Feldtheorien sind sehr elegant und erfolgreich. Ihre Erfolgsgeschichte beginnt mit Maxwells Feldtheorie.

Dasselbe könnte man über Teilchen sagen.

Dass die QFT eine elegante Theorie ist, bestreite ich nicht. Aber ist sie wirklich so alternativlos?

Meines Wissens gegenwärtig ja. Mir ist jedenfalls keine Alternativtheorie bekannt, welche die SRT mit der QM vereinigt. Aus der QFT ergeben sich Feldtheorien, wie die Quantenelektrodynamik (QED) und Quantenchromodynamik (QCD).

Anders sieht es in den unvollständigen Theorien zur Quantengravitation aus. Dort konkurrieren insbesondere die Superstringtheorien mit der Loop-Quantengravitation.

Die Schleifenquantengravitation, ist der allererste Versuch

Deshalb halte ich dagegen, wenn behauptet wird Teilchen seien "nur" eine populärwissenschaftliche Darstellung.

Tja, da glaube ich Agent Scullie.

Wenn es Glaube ist, ist das Okay, aber dass Quantenfelder eine bessere Erklärung sind als Teilchen, bin ich bis heute nicht überzeugt.

Das Argument der "populärwissenschaftlichen" Darstellung zieht nicht, denn es wäre das allererste Mal, dass Physiker einen so groß angelegten Versuch starten, der Welt "Salz in die Augen" zu streuen, und somit die Öffentlichkeit belügt, was ich nicht glauben mag.

Das wusste ich nicht. Wo treten virtuelle Elektronen auf?

Überall dort wo es elektromagnetische Felder gibt.

Schließlich können wir bei unserem heutigen Wissensstand diese Fragen empirisch nicht klären, weshalb ich meine, in einer solchen Situation hilft eigentlich nur eins: weitere Daten sammeln, um so der Wahrheit näher zu kommen.

Und mit der Theorie arbeiten. In diesem Fall die einzige, die wir haben: die Quantenfeldthorie.

Es gibt in der Physik zwei Theorien: Einsteins RT und QFT. Bisher ließen sie sich nicht vereinen, weil Erstere eine "glatte" Welt postuliert, während die Zweite ein eher granulare (körnige) Welt beschreibt. Der einzige bisherige Versuch, beide Sichten zu vereinen, umfasst die vielen Stringtheorien, aber auch sie gehen im Grunde von materiellen, teilchenartigen Strukturen (winzige Strings) aus.
Gerade weil diese Theorien als Grundbaustein, Teilchen verwenden, waren sie so erfolgreich.

[Agent Scullie]

Dunkle Energie und Dunkle Materie haben aber eigentlich nichts mit Paralleluniversen zu tun. Auch in deinem Link werden die nicht mit Paralleluniversen in Verbindung gebracht.

Aber hier:
https://www.welt.de/wissenschaft/articl ... m-hin.html

Ungleichgewicht deutet auf Paralleluniversum hin

Da geht es aber nicht darum, dass Dunkle Energie oder Dunkle Materie für Paralleluniversen sprechen würden, sondern ein Ungleichgewicht im Drehsinn von Galaxien. Und es wird erwähnt, dass neben den Galaxien auch die Dunkle Materie einen Drehimpuls haben könnte, der einen Drehimpuls-Überschuss der Galaxien kompensieren könnte.

[Agent Scullie]

Solche makroskopische Quanteneffekte lassen sich auch mit einem Bose/Einstein Kondensat erzielen. Das sind makroskopische Quantenobjekte, welche durch eine einzige Wellenfunktion beschrieben werden können.

Etwas präziser: in einem Bose-Einstein-Kondensat sind alle Teilchen im gleichen Zustand und haben daher alle die gleiche Wellenfunktion. Das ist deswegen möglich, weil es sich um Bosonen handelt, die anders als Fermionen nicht dem Pauli-Prinzip unterliegen.

Die Teilchen werden nach meinem bescheidenen Verständnis auch nicht durch Felder ersetzt, sondern durch Felder erklärt.

Das einfache Analogon dazu ist die Schrödingergleichung eines Wasserstoff-Atoms. Kann man nicht sagen, dass sich Teilchen durch Felder beschreiben lassen?

Nein, weil die Schrödinger-Gleichung zur QM gehört und nicht zur QFT. Da werden Teilchen durch Wellenfunktionen beschrieben, nicht durch Felder.

Macht man den Übergang von der QM zur QFT, so betrachtet man den Zustand in einem Wasserstoff-Atom als Eineleketronzustand, bei dem Elektronenfeld, d.h. das zu den Elektronen gehörende Quantenfeld, in einen einfach angeregten Zustand ist. Daneben gibt es z.B. Zweielektronenzustände, wie z.B. in einem Helium-Atom, oder auch einen Nullelektronzustand, also den Vakuumzustand des Elektronenfeldes.

Edit: ich glaube, jetzt erst verstehe ich den Hintergrund deiner Frage. Du willst darauf hinaus, dass die Wellenfunktion im Wasserstoffatom (die Lösung der Schrödingergleichung ist) ein Teilchen (Elektron) beschreibt, also durchaus ein Teilchen vorhanden ist. Ja, das ist vollkommen richtig. Und wenn man dann den Übergang von der QM zur QFT macht, wird dieses Teilchen durch ein zugehöriges Materiefeld (Elektronenfeld) beschrieben, auch da ist also unverändert ein Teilchen vorhanden. Aber: das liegt eben daran, dass im Wasserstoffatom das Elektronenfeld in einem Zustand ist, der ein Teilchen, also ein Elektron enthält, d.h. in einem Einelektron-Zustand. Mögliche andere Zustände für das Elektronfeld sind Zweielektronen-Zustände, da sind dann zwei Elektronen (=Teilchen) vorhanden, wie z.B. im Helium-Atom, oder Dreielektronen-Zustände, mit drei Teilchen (=Elektronen), oder eben der Vakuumzustand, als Nullelektronen-Zustand, in dem 0 Elektronen vorhanden sind, also gar keine Elektronen, und folglich keine Teilchen.

Anders gesagt: im Einelektron-Zustand beschreibt das Elektronefeld ein Teilchen, im Zweielektronen-Zustand zwei Teilchen, im Dreielektronen-Zustand drei Teilchen, usw. Und im Vakuumzustand = Nullelektronen-Zustand beschreibt es eben gar keine Teilchen, weil eben keine Teilchen da sind. Deswegen sind im Vakuumzustand keine Teilchen vorhanden, auch wenn das Elektronenfeld dann, wenn es gerade mal nicht im Vakuumzustand ist, sondern einem Einelektron-Zustand, Zweielektronen-Zustand oder einem sonstigen Zustand mit Teilchenzahl > 0, Teilchen beschreibt.

Wenn das so ist, muss deswegen doch ein Teilchen nicht verschwinden

Nein, das Teilchen verschwindet auch überhaupt nicht. Auch aus Sicht der QFT nicht, da es sich ja um einen Einelektronzustand, also einen Zustand mit einem Teilchen (eben einem Elektron) handelt. Anders sieht es im Vakuumzustand aus, das ist ein Nullelektronzustand, da ist kein Elektron vorhanden. Im Bild der QM kann so ein Zustand nicht beschrieben werden, in der ist mindestens ein Teilchen erforderlich, damit man eine Wellenfunktion definieren kann.

Man kann das Verhältnis von QM und QFT so umschreiben: die QFT kennt Zustände mit 0 Teilchen (Vakuumzustand), 1 Teilchen, 2 Teilchen usw. Ein Zustand mit 1 Teilchen kann in der QM durch eine Einteilchen-Wellenfunktion beschrieben werden, ein Zustand mit 2 Teilchen durch Zweiteilchen-Wellenfunktion, usw. Nur der Vakuumzustand mit 0 Teilchen, der lässt sich nicht auf die QM übertragen.

sonder es ist nur nicht mehr lokalisierbar (eine Folge der Unschärferelation?).

Dass die Wellenfunktion über einen gewissen Raumbereich delokalisiert sein muss (Ortsunschärfe > 0), das lässt sich mit der Unschärferelation zwischen Ort und Impuls begründen, ja. Eine scharf gepeakte Wellenfunktion mit Ortsunschärfe 0 würde eine hohe Impulsunschärfe bedeuten und damit eine hohe Unschärfe in der kinetischen Energie. Die hätte zur Folge, dass die elektrische Anziehung des Atomkerns nicht ausreichen würde, das Elektron festzuhalten.

Teilchen gibt es ja weiterhin, allerdings als lokale Anregungen von Quantenfeldern.

Genau! Was ist dann an der Teilch-Erklärung falsch?

An der populärwissenschaftlichen Darstellung mit virtuellen Teilchenpaaren im Vakuumzustand ist falsch, dass im Vakuumzustand keine Teilchen vorhanden sind, weil die Quantenfelder alle im Grundzustand sind. Im Grundzustand ist ein Quantenfeld nicht angeregt, und deswegen sind keine Anregungen (=Teilchen) des Feldes vorhanden.

Dass die QFT eine elegante Theorie ist, bestreite ich nicht. Aber ist sie wirklich so alternativlos?

Meines Wissens gegenwärtig ja. Mir ist jedenfalls keine Alternativtheorie bekannt, welche die SRT mit der QM vereinigt. Aus der QFT ergeben sich Feldtheorien, wie die Quantenelektrodynamik (QED) und Quantenchromodynamik (QCD).

Anders sieht es in den unvollständigen Theorien zur Quantengravitation aus. Dort konkurrieren insbesondere die Superstringtheorien mit der Loop-Quantengravitation.

Die Schleifenquantengravitation, ist der allererste Versuch

Die Loop-Quantengravitation (LQG) ist eine Alternativtheorie zur Superstringtheorie, aber nicht zur QFT, denn sie baut auf der QFT auf.

Das Argument der "populärwissenschaftlichen" Darstellung zieht nicht, denn es wäre das allererste Mal, dass Physiker einen so groß angelegten Versuch starten, der Welt "Salz in die Augen" zu streuen

Also das allererste Mal wäre das sicherlich nicht, da gibt es schon noch andere Beispiele für. Nimm z.B. den kleinen Bruder der QFT, die QM. In "Eine kurze Geschichte der Zeit" geht Hawking zwar auf die QM ein, schreibt aber nichts von der Wellenfunktion.

Das wusste ich nicht. Wo treten virtuelle Elektronen auf?

Überall dort wo es elektromagnetische Felder gibt.

Nein, nur da, wo diese an Wechselwirkungsprozessen beteiligt sind. Und man diese mit der Störungsrechnung behandelt.

Schließlich können wir bei unserem heutigen Wissensstand diese Fragen empirisch nicht klären, weshalb ich meine, in einer solchen Situation hilft eigentlich nur eins: weitere Daten sammeln, um so der Wahrheit näher zu kommen.

Und mit der Theorie arbeiten. In diesem Fall die einzige, die wir haben: die Quantenfeldthorie.

Es gibt in der Physik zwei Theorien: Einsteins RT und QFT. Bisher ließen sie sich nicht vereinen

Oh doch! Die spezielle Relativitätstheorie (SRT) lässt sich ganz gut mit der QFT vereinen, mehr noch, die QFT lässt sich auf die Vereinigung der SRT mit der Quantentheorie zurückführen. Nur die allgemeine Relavitätstheorie (ART) macht noch Probleme.

weil Erstere eine "glatte" Welt postuliert, während die Zweite ein eher granulare (körnige) Welt beschreibt.

Die SRT berücksichtigt keine Quantisierung, sie lässt sich aber sehr gut mit dieser kombinieren, das Resultat ist dann die QFT.

Der einzige bisherige Versuch, beide Sichten zu vereinen, umfasst die vielen Stringtheorien

Bei den Stringtheorien geht es - ähnlich wie bei der LQG - um die Quantengravitation, als die Kombination der Quantentheorie mit der ART, nicht mit der SRT. Die Kombination mit der SRT klappt bereits ganz gut.

aber auch sie gehen im Grunde von materiellen, teilchenartigen Strukturen (winzige Strings) aus.
Gerade weil diese Theorien als Grundbaustein, Teilchen verwenden, waren sie so erfolgreich.

Die Stringtheorien bauen ebenso wie die LQG auf der QFT auf, dass also Teilchen von Feldern abgeleitet sind. Nur sind die Teilchen in den Stringtheorien fadenförmig, nicht punktförmig, wie in vorherigen QFT-Varianten.

[Hemul]

Dunkle Energie und Dunkle Materie haben aber eigentlich nichts mit Paralleluniversen zu tun. Auch in deinem Link werden die nicht mit Paralleluniversen in Verbindung gebracht.

Aber hier:
https://www.welt.de/wissenschaft/articl ... m-hin.html

Ungleichgewicht deutet auf Paralleluniversum hin

Da geht es aber nicht darum, dass Dunkle Energie oder Dunkle Materie für Paralleluniversen sprechen würden, sondern ein Ungleichgewicht im Drehsinn von Galaxien. Und es wird erwähnt, dass neben den Galaxien auch die Dunkle Materie einen Drehimpuls haben könnte, der einen Drehimpuls-Überschuss der Galaxien kompensieren könnte.

Danke für deine Antwort lieber Scullie.
Dann muss ich mich wohl nicht richtig ausgedrückt u. auch nachfolgend etwas falsch verstanden haben:
http://www.weltderphysik.de/gebiet/astr ... rklaerung/

Neue Ergebnisse zur Dunklen Strömung - „Multiversum“ eine mögliche Erklärung
Astronomen finden bisher stärkste Hinweise auf ein „Multiversum“. Dunkle Strömung scheint über den Rand des kosmischen Horizonts zu reichen. Greenbelt (USA) - Astronomen um Alexander Kashlinsky vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland (USA) haben neue Daten gesammelt, die die Theorie eines „Multiversums“ stärker stützen als bisherige Messungen das konnten. Demnach könnten Paralleluniversen für die mysteriösen Dunkle Strömung verantwortlich sein, die das Forscherteam gefunden hat.

[Agent Scullie]

Hm, irgendwie kann ich mein letztes Posting nicht mehr editieren. Egal, erstelle ich eben ein neues.

Zum Thema Welle-Teilchen-Dualismus: man kann, wenn man die einheitliche Beschreibung der Teilchen- und Welleneigenschaften, die durch die QM und die QFT geboten wird, partout nicht verwenden will, auch durchaus die dualistische Sichtweise mit der Gegenüberstellung von Teilchenbild und Wellenbild in die QFT einbringen. Angeregte Zustände von Feldern (N-Teilchenzustände) kann man dann so beschreiben, dass im Wellenbild die Wellenamplitude umso höher ist, je höher die Anregung ist, und im Teilchenbild die Anzahl der Teilchen umso größer ist, je höher die Anregung ist. Das klappt sogar beim Vakuumzustand: da ist im Wellenbild die Amplitude minimal, und im Teilchenbild die Teilchenzahl 0. Das Teilchenbild erlaubt halt auch den Fall, dass gar keine Teilchen anwesend sind.

Der Wunsch, den Welle-Teilchen-Dualismus und dessen Teilchenbild verwenden zu wollen, liefert also überhaupt kein Argument dafür, dass die populärwissenschaftliche Darstellung mit den virtuellen Teilchen bei Vakuumfluktuationen richtig oder der korrekten Darstellung mit fluktuierenden Feldstärken vorzuziehen sein sollte.

[Halman]

Der Zustand der Superposition geht weit darüber hinaus und beschreibt bpsw. auch die Überlagerung der Spinorientierung:

Zitat aus Skurrile Quantenwelt:
Nach der Theorie der Quantenmechanik besitzt das Teilchen, solange es nicht gemessen wird, überhaupt keine konkrete Spinrichtung. Es befindet sich anfangs (je nach Präparation) in einer Superposition aus mehreren, wenn nicht sogar unendlich vielen, möglichen Spinorientierungen. In Diracscher Notation schreibt sich der quantenmechanische Zustand des Teilchens daher im Superpositionszustand als
|Ψ> = a |↑> + b |↓>

Meine ich doch... Aber ist das nicht auch ein Dualismus?

Kommst Du darauf, weil dort zwei Spinorientierungen dargestellt werden? Nun, es könnten auch mehr mögliche Zustände sein.

Die Überlagerung von Einzelzuständen wurde sogar schon bei einem mesokosmischen Objekt, welches mit bloßen Auge sichtbar ist, beobachtet?

Zitat aus FAZ:
... Kürzlich hat eine amerikanische Forschergruppe die für Quantenobjekte typische Überlagerung von Zuständen erstmals bei einem mechanischen Oszillator beobachtet, der mit bloßem Auge sichtbar ist. ...

[...]

Auch diese Prüfung bestand der Oszillator

... Anschließend ließ man den Strom in der Leiterschleife gleichzeitig links- und rechtsherum zirkulieren, was einer quantenmechanischen Überlagerung von Grundzustand und angeregtem Zustand entsprach. ...

Das wusste ich nicht. Danke.

Gerne.

Was ist denn der Einfluss der SRT?

Noch ein interessantes Experiment hatte ich in meinen Beitrag vom Mi 2. Apr 2014, 15:22 vorgestellt.

Meine Frage war: was ist der Einfluss der SRT?

Danke für die Erinnerung. Dies hatte ich schlicht vergessen.

Wenn sich Teilchen mit ultrarelativistischen Geschwindigkeiten wie im CERN bewegen, muss zwangläufig die SRT berücksichtigt werden. (s. hierzu bitte mein Beitrag vom So 22. Mär 2015, 17:13)

Wenn beim dynamischen Casimir-Effekt mit ~11 GHz wechselnde Magnetfelder einen Spiegel mit 0,25 c simulieren, dann wird doch schon eine relativistische Geschwindigkeit erreicht, oder? Okay, die relativistische Energiezunahme ist bei einem Viertel Lichtgeschwindigkeit noch recht klein. Wenn ich richtig gerechnet habe, liegt der relativistische Effekt bei gut ~3%. (Ich lasse mich gerne korrigieren.) Muss man da nicht die SRT bei der Energiezuvor an das EM-Feld berücksichten, wenn man eine gute Näherung für die Energie der erzeugten Photonen erhalten will?

Mein Eindruck ist, Du tätigst naturphilosophische Kritik an der QFT. Okay, wir können nicht mit absoluter Sicherheit wissen, ob sie die physikalische Realität zutreffend beschreibt. Wir können aber (dank Agent Scullie) wissen, was die QFT beschreibt und dies ist eben keine Energieunschärfe im Vakuumzustand. Die Teilchenzahl ist eben nicht >0, sondern =0, auch beim statischen Casimir-Effekt.

Woher wissen wir das?

Von Agent Scullie.

Die Teilchen werden nach meinem bescheidenen Verständnis auch nicht durch Felder ersetzt, sondern durch Felder erklärt.

Das einfache Analogon dazu ist die Schrödingergleichung eines Wasserstoff-Atoms. Kann man nicht sagen, dass sich Teilchen durch Felder beschreiben lassen? Wenn das so ist, muss deswegen doch ein Teilchen nicht verschwinden, sonder es ist nur nicht mehr lokalisierbar (eine Folge der Unschärferelation?).

Nun müssen wir aufpassen die QM nicht mit der QFT durcheinander zu bringen. In der QM kommen noch keine Quantenfelder vor. Erst mit der zweiten Quantisierung werden Teilchen auf Felder zurückgeführt, d.h erst in der QFT werden reale Teilchen als Anregungen von Feldern beschrieben. Die Teilchen verschwinden also in dieser Theorie nicht, sondern werden als Erscheinungsformen von Feldern gedeutet. So habe ich es jedenfalls verstanden.

Teilchen gibt es ja weiterhin, allerdings als lokale Anregungen von Quantenfeldern.

Genau! Was ist dann an der Teilch-Erklärung falsch? Warum kann man sie nicht als Alternative betrachten?

Weil diese Alternative die Vakuumfluktationen analog zu Wechswirkungen zwischen Quantenfeldern beschreibt und daher zwei physikalische Phänomene durch einen Begriff erklärt. Dies halte ich für verwirrend.

Das Argument der "populärwissenschaftlichen" Darstellung zieht nicht, denn es wäre das allererste Mal, dass Physiker einen so groß angelegten Versuch starten, der Welt "Salz in die Augen" zu streuen, und somit die Öffentlichkeit belügt, was ich nicht glauben mag.

Ich halte das durchaus für möglich.

Die Physik ist sehr weit fortgeschritten und sehr abstrakt. Es gibt wohl keine zweite Naturwissenschaft, die so stark mathematisiert wurde. Dies verführt wohl einige Fachleute dazu, bei Erklärungen, die an Laien gerichtet sind, die Genauigkeit mehr zu beugen, als es in anderen populärwissenschaftlichen Darstellungen von Naturwissenschaften der Fall sein mag.

Bitte erinnere mich daran, dass ich in meiner Bücherei versuchen will, dass Buch "... und Er würfelt doch! Von der Erforschung des ganz Großen, des ganz Kleinen und der ganz vielen Dinge." von Heiner Müller-Krumbhaar und Hermann-Friedrich Wagner auszuleihen. Soweit ich weiß, äußern sich die Autoren einleitend zur Populärwissenschaft.

Das wusste ich nicht. Wo treten virtuelle Elektronen auf?

Überall dort wo es elektromagnetische Felder gibt.

Virtuelle Photonen sind mir als Eich-Bosonen ein Begriff. Virtuelle Elektronen kenne ich aber nicht. Bei welchen Wechselwirkungen treten sie auf?

[seeadler]

Pluto hat geschrieben:
Halman hat geschrieben:
Mein Eindruck ist, Du tätigst naturphilosophische Kritik an der QFT. Okay, wir können nicht mit absoluter Sicherheit wissen, ob sie die physikalische Realität zutreffend beschreibt. Wir können aber (dank Agent Scullie) wissen, was die QFT beschreibt und dies ist eben keine Energieunschärfe im Vakuumzustand. Die Teilchenzahl ist eben nicht >0, sondern =0, auch beim statischen Casimir-Effekt.
Woher wissen wir das?

Nochmals, lieber Halman. nachdem ja meine Beiträge warum auch immer nicht gelesen werden: Aber diese Aussage von einer Teilchenzahl von =0 ist nur dann gegeben, wenn du von einem "absoluten Vakuum" sprichst. Dies gibt es aber nicht, wie ich bereits in meinen letzten Beiträgen versucht habe anzudeuten.

Mag ja sein, dass es sich aus unserer irdschen inertialen Beobachtungskapsel so darstellt (wo genau wurden diese versuche überhaupt vorgenommen? Auch schon einmal im freien orbitalen Weltraum?), dies muss aber nicht heißen, dass es so wirklich ist. Wie aus meinen Beiträgen ersichtlich, setze dich in ein Raumlabor und fliege damit mit 260.000 km/s, so wirst du in deinem Laber bei gleicher Versuchsanordnung auf einmal feststellen, dieses Vakuum ist voller Teilchen, die du hier auf der Erde aber weder wahrnehmen noch messen kannst.

Das ist meine Überzeugung!

Pluto hat geschrieben:
Halman hat geschrieben:
Teilchen gibt es ja weiterhin, allerdings als lokale Anregungen von Quantenfeldern.
Genau! Was ist dann an der Teilch-Erklärung falsch? Warum kann man sie nicht als Alternative betrachten?

Weil diese Alternative die Vakuumfluktationen analog zu Wechswirkungen zwischen Quantenfeldern beschreibt und daher zwei physikalische Phänomene durch einen Begriff erklärt. Dies halte ich für verwirrend.

auch das lässt sich unter der Prämisse, dass es kein absolutes Vakuum gibt in meinem Sinne ebenfalls ganz anders erklären. Denn irgendwann und irgendwo beginnt ja dnan auch die Wechselwirkung zwischen dem uns nicht sichtbaren und unseren Bereich. Und dieses ist die Grauzone, die Heisenberg als die Unschärferelation stilisiert. Sie stellt eben jenen Übergangsbereich dar. In ähnlicher Weise hatte sich auch Lech irgendwo geäußert in seinen Beiträgen über Quantenbereich, als er sagte, dass wir ab dieser Größe nichts mehr wirklich klares aussagen können, sondern es sich wirklich nur um Hypothesen handelt, um Schlussfolgerungen - mehr nicht.

Halman hat geschrieben:
Wenn beim dynamischen Casimir-Effekt mit ~11 GHz wechselnde Magnetfelder einen Spiegel mit 0,25 c simulieren, dann wird doch schon eine relativistische Geschwindigkeit erreicht, oder? Okay, die relativistische Energiezunahme ist bei einem Viertel Lichtgeschwindigkeit noch recht klein. Wenn ich richtig gerechnet habe, liegt der relativistische Effekt bei gut ~3%. (Ich lasse mich gerne korrigieren.)

Ja, ja, mir gegenüber behaupten, du könntest die Formeln nicht nachvollziehen, weil du es nicht beherrscht, und machst eine solche quantisierte klare Aussage! Was soll ich davon halten , es sind 3,279%, wenn man c mit 3*10^8 m/s rechnet, also vollkommen richtig.

Doch weit wichtiger ist für mich nach wie vor die Frage, in welcher Form liegen jene 3,279% vor, und somit, welches Eigenleben habe diese "relativistischen Teilchen", denn Eigenmasse oder Ruhemasse ist das nicht. Und gemäß meiner umfangreichen Hypothese handelt es sich dabei bereits um jene Masse, die wir ansonsten aus unserer Position heraus nicht wahrnehmen können, die aber trotzdem vorhanden ist - vorausgesetzt du hast meine Beiträge gelesen? Denn sowohl die Menge an Energie als auch die Menge an Masse ist auf einem beliebigen Raumpunkt im Universum bezogen unendlich groß, auch gerade auf diesem Computer, wo du diese Nachricht empfängst. Wenn diese frei werden würde, hätten wir auf der Stelle wiederum einen Urknall, der den gesamten Kosmos erzittert und verändert. (du müsstest jedoch meine Beiträge lesen, die nach wie vor versuchen, den allgemein sichtbaren und unsichtbaren Bereich im Kosmos immer im Blickpunkt zu haben, wohin gegen ihr hier ausschließlich von etwas spricht, was uns nicht wirklich zugänglich ist)