Quantenmechanische Gedanken zum Urknall

[Pluto]

Das hat er doch schon beantwortet.

Nicht wirklich. Er hat nur die Erklärung über Teilchen als falsch deklariert.

Wikipedia ist eine populärwissenschaftliche Darstellung und innerhalb derer ist die Darstellung mit virtuellen Teilchen sinnvoll und zumindest nicht falsch.

Das wage ich zu bezweifeln. Die Wikipedia Erklärung ist schließlich von Physikern geschrieben, die etwas von ihrem Fach verstehen.

Dass dieses Bild nur aufgrund der verwendeten mathematischen Näherungen bei der Berechnung entsteht (und der suggestiven Kraft von Feynmans Bildern) ist den Experten eigentlich bekannt und es bedarf keiner anderen Darstellungen, solange dieses Bild nicht überbewertet wird.

Wie gesagt, es handelt sich um zwei mögliche Darstellungen ein und desselben Phänomens.
Wir nennen schließlich das Gebäude in der wir leben, ein "Haus". Die Franzosen nennen es "maison", aber wir meinen dasselbe. Es ist deshalb müssig sich darüber zu streiten, was besser ist. Es kommt darauf an, welche Sprache man spricht.

So ist es auch mit "virtuellen Teilchen", Es ist eine sprachliche Variante die sich nun mal bei den meisten Menschen (selbst Fachleuten) eingebürgert hat.
Sie ist nicht falsch, sonder nur anders.

[Janina]

Dass dieses Bild nur aufgrund der verwendeten mathematischen Näherungen bei der Berechnung entsteht (und der suggestiven Kraft von Feynmans Bildern) ist den Experten eigentlich bekannt und es bedarf keiner anderen Darstellungen, solange dieses Bild nicht überbewertet wird.

Viele Verständnisprobleme entstehen durch Überbewertung von Gleichnissen, an die wir uns ganz menschlich klammern, weil "shut up and calculate" eben nicht befriedigt. Ich wüsste gerne, was an der Vorstellung von "virtuellen Teilchen" falsch sein soll, abgesehen davon, dass diese Vorstellung bereits ... sagen wir mal - anstrengend ist.

[ThomasM]

Ich wüsste gerne, was an der Vorstellung von "virtuellen Teilchen" falsch sein soll, abgesehen davon, dass diese Vorstellung bereits ... sagen wir mal - anstrengend ist.

Der Fehler entsteht, wenn Leute wie Pluto das Model mit Realität verwechseln, also denken, dass da tatsächlich und real irgendwo unterhalb der Sichtlinie virtuelle Teilchen herumschwirren.

Solche Vorstellungen stören meistens nicht und haben oft auch durchaus positive Wirkung, da man sich damit Dinge vorstellen kann, die weiter führen. Mehr als einmal haben Physiker mit solchen Bildern eine Intuition entwickelt, die neue Entdeckungen möglich gemacht haben.
Aber ab und zu führen sie eben auch in die Irre. Berühmtestes Beispiel ist die Weigerung von Einstein, die QM als grundlegend anzuerkennen.

[Agent Scullie]

Betrachtet man nun die neusten Entwicklungen auf diesem Gebiet, so darf man die postulierte "Feuerwand" um ein S/L nicht außer Acht lassen. [...]

A propos Firewall. Ich hatte da mal eine Fachpublikation zu herausgesucht, aus der hervorgeht, dass auch diese Firewall rein gar nichts mit virtuellen Teilchen zu tun hat:

https://arxiv.org/pdf/1301.4504v4.pdf

Siehe besonders Abschnitt 2.1 und 2.2. Da wird deutlich, dass da nicht irgendwelche virtuellen Teilchen verschränkt sind, sondern Moden von Feldern (wie ich sie in meinem PDF-Dokument bereits angesprochen habe). Kurz gesagt, gibt es da im wesentlichen drei Raumzeitregionen: A ist eine Region innerhalb des schwarzen Loches, B eine Region unmittelbar außerhalb, die sich bis etwa r = 3GM, also dem 1,5-fachen Schwarzschildradius, erstreckt, und R die übrige Raumzeit im Bereich r > 3GM. Nun sind die Feldmoden im Region B mit denen in Region R verschränkt, zugleich sind die in Region A unabhängig von denen in Region R, woraus folgt, dass die in Region A nicht mit denen in Region B verschränkt sein können. Das wiederum bedeutet, dass am Ereignishorizont, also an der Grenze zwischen Region A und Region B, kein Vakuumzustand vorliegen kann.

Folglich muss da ein Zustand vorherrschen, der sich deutlich von einem Vakuumzustand unterscheided, und das kann z.B. ein Firewall-Zustand sein.

[Janina]

Ich wüsste gerne, was an der Vorstellung von "virtuellen Teilchen" falsch sein soll, abgesehen davon, dass diese Vorstellung bereits ... sagen wir mal - anstrengend ist.

Der Fehler entsteht, wenn Leute wie Pluto das Model mit Realität verwechseln, also denken, dass da tatsächlich und real irgendwo unterhalb der Sichtlinie virtuelle Teilchen herumschwirren.

Ja tun sie das denn nicht? Wir können doch deren Veränderung des Coulomb-Potentials sehen, oder deren Kraftwirkung auf die Leiterplatten. Das stelle ich mir schon recht teilchenhaltig-dynamisch vor.

SMehr als einmal haben Physiker mit solchen Bildern eine Intuition entwickelt, die neue Entdeckungen möglich gemacht haben. Aber ab und zu führen sie eben auch in die Irre. Berühmtestes Beispiel ist die Weigerung von Einstein, die QM als grundlegend anzuerkennen.

Es spricht ja auch nichts dafür. Erst die Verletzung der Bell'schen Ungleichung. Die Verletzung der Parität ist auch so ein Ding, das sich der Vorstellung komplett entzieht. Man kann sich als Krücke einen Schraubensinn denken, ok. Aber die Berechnung der Gamma-Matritzen sind doch auch kein Grund, jeglichen Schraubensinn abzulehnen, nur weil in den Gleichungen kein Gewinde steht.

[ThomasM]

Das stelle ich mir schon recht teilchenhaltig-dynamisch vor.

Und sobald du das Ganze nicht-Störungstheoretisch rechnest, ist die ganze Vorstellung am Hintern.

[Janina]

Das stelle ich mir schon recht teilchenhaltig-dynamisch vor.

Und sobald du das Ganze nicht-Störungstheoretisch rechnest, ist die ganze Vorstellung am Hintern.

Die Mathematik ist eine andere Baustelle. Die sollte natürlich sitzen.

[Pluto]

Dass dieses Bild nur aufgrund der verwendeten mathematischen Näherungen bei der Berechnung entsteht (und der suggestiven Kraft von Feynmans Bildern) ist den Experten eigentlich bekannt und es bedarf keiner anderen Darstellungen, solange dieses Bild nicht überbewertet wird.

Viele Verständnisprobleme entstehen durch Überbewertung von Gleichnissen, an die wir uns ganz menschlich klammern, weil "shut up and calculate" eben nicht befriedigt. Ich wüsste gerne, was an der Vorstellung von "virtuellen Teilchen" falsch sein soll, abgesehen davon, dass diese Vorstellung bereits ... sagen wir mal - anstrengend ist.

Anstrengend ist eine Untertreibung...

Übrigens... in diesem Artikel beschreibt der Autor (Gordon Kane, Direktor des Michigan Center for Theoretical Physics an der University of Michigan) die Wirkung von virtuellen Teilchen...
Am Ende steht folgende Zusammenfassung:

Another very good test some readers may want to look up, which we do not have space to describe here, is the Casimir effect, where forces between metal plates in empty space are modified by the presence of virtual particles.
Thus virtual particles are indeed real and have observable effects that physicists have devised ways of measuring. Their properties and consequences are well established and well understood consequences of quantum mechanics.

[Pluto]

...dass da tatsächlich und real irgendwo unterhalb der Sichtlinie virtuelle Teilchen herumschwirren.

Ja tun sie das denn nicht? Wir können doch deren Veränderung des Coulomb-Potentials sehen, oder deren Kraftwirkung auf die Leiterplatten. Das stelle ich mir schon recht teilchenhaltig-dynamisch vor.

E-ben...!

Die Mathematik ist eine andere Baustelle. Die sollte natürlich sitzen.

Was du da schreibst, klingt für mich als wäre die Physik der Vasall der Mathematik. Es ist aber genau umgekehrt: Mathematik ist ein Hilfsmittel, was Physiker verwenden um ihre Thesen zu erhärten.

Wenn die Mathematik stimmt, dann ist alles in Ordnung? Denkste!
Jahrzehnte lang haben sich Mathematiker mit der Stringtheorie herumgeschlagen, und alles schön sauber formuliert. Doch als es darum ging, die Thesen der Branen oder der M-Theorie zu bestätigen, konnte man keine sinnvollen Experimente vorschlagen, die diese mathematische 100% korrekten Thesen bestätigen konnten.

Ähnlich verhält es sich mit den Quantenfeldern. Bittet man um empirische Bestätigung fallen diese auf Phänomene zurück wie der Casimir Effekt oder der Lamb-Shift, die alle bereits eine alternative Erklärung mit dem Quantenvakuum voller spontan entstehender Teilchen haben.

Die Frage ist:
Sind diese Erklärungen nun veraltet und deshalb falsch (wie es die Puristen unter den Mathematikern behaupten), oder sind sie einfach nur andere Sichten auf ein und dasselbe Phänomen?

[NIS]

Der Teufel hat mal gesagt, "Die Mathematik sei der Schlüssel zur Wahrheit!"