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Wie funktioniert eine Quantenfluktuation ohne die Raumzeit? 23 08. 2018 18:31 #40777

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Ich habe vor kurzem das Kapitel zum Urknall im Buch „Urknall, Weltall und das Leben“ gelesen und auf eine Sache keine Antwort gefunden.
Wenn bei einer Quantenfluktuation Materie und Antimaterie entsteht, die Raum einnimmt und sich nach Ablauf einer gewissen Zeit wieder weglöscht, wie soll das dann vor dem Urknall funktionieren, wenn Raum und Zeit noch nicht existieren? Da Teilchen Raum benötigen und Vakuumfluktuationen soweit ich es verstanden habe auf der Energie-Zeit-Unschärferelation beruhen, sollten doch Raum und Zeit hierfür unentbehrlich sein.
Mit freundlichen Grüßen,
Laurenz, 16

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Wie funktioniert eine Quantenfluktuation ohne die Raumzeit? 23 08. 2018 19:04 #40782

Die Frage ist sehr gut. Inhaltlich erklären kann ich das nicht.

Nur eine persönliche Bemerkung aus meiner Sicht: Letztlich kann niemand wirklich wissen, wie der Urknall entstanden ist und wie er genau abgelaufen ist. So extreme Bedingungen kann man experimentell nicht herstellen. Das beschriebene Szenario sehe ich als legitimen Versuch, die aktuell bekannten physikalischen Gesetze auf den Urknall zu extrapolieren.

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Wie funktioniert eine Quantenfluktuation ohne die Raumzeit? 22 11. 2020 10:10 #79392

Hallo zusammen!

Eine sehr gute Frage, die mich die ganze Zeit schon umtreibt.
Was wissen wir über die Unbestimmtheitsrelation?
Die populärsten Darstellungen sind die Energie-Zeit-Unschärfe und die Ort-Impuls-Unschärfe.
Verallgemeinert besagt die Relation erstmal nur, das komplementäre Observablen mit dem Kommutator der Form +- i(h/2pi) immer eine Varianz der Messgrößen >= (h/2pi)/2 besitzen.
Im Prinzip kann es uns erst einmal egal sein, was bei der Quantenfluktuation entsteht (es müssen in diesem Zusammenhang keine Teilchen-Antiteilchen-Paare sein), wichtig ist das Prinzip der kleinsten Wirkung h, unterhalb derer quantenmechanisch nichts passiert und die Tatsache, das irgend etwas um seinen Nullpunkt schwankt.

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Wie funktioniert eine Quantenfluktuation ohne die Raumzeit? 22 11. 2020 22:51 #79401

UT16,

gibts neben den populärsten Darstellungen noch unpopuläre Darstellungen?

Ich kenne da keine.

Eine Quantenfluktuation erschafft sich ihren Raum, ihre Zeit und ihren Energieinhalt aus dem Nichts.
Die Heisenbergschen Unbestimmtheitsrelationen erlauben das.

Alle drei Eigenschaften sind idR von einander abhängig. Je mehr Energieinhalt, umso kürzer die Zeit, in der die Fluktuation existiert. Die Energie und der Raum wird wieder einkassiert und verschwindet im Nichts.
Die bestimmende Größe ist dabei das Plancksche Wirkungsquantum h, und dieses h ist sehr sehr klein.

Deshalb ist es nur sehr schwer zu verstehen, dass unser Universum aus einer solchen Quantenfluktuation entstanden sein könnte.

Denn diese QF, die die Ursache für unser Universum gewesen sein könnte, hätte ihre eigenen Eigenschaftsgrenzen verletzt.
Sie wäre nicht wieder im Nichts verschwunden, sondern hätte sich in die Existenz unseres Universums geworfen.

Welche Eigenschaften muss eine Quantenfluktuation haben, um das zu schaffen?

Thomas

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Wie funktioniert eine Quantenfluktuation ohne die Raumzeit? 23 11. 2020 10:59 #79409

Hallo Thomas.

Kannst Du Deine Argumentation untermauern. Wie muss ich mir vorstellen, das Vakuumfluktuationen Ihre eigene Raumzeit erzeugen?
In Herrn Gaßners Hypothese zum Urknall ist ein temperaturabhängiges Skalarfeld mit Higgs-Potential als Vakuumfluktuation entstanden. So zumindest habe ich es aus Buch und Video verstanden. Also KEIN Teilchen-Antiteilchen-Paar. Es kann offenbar alles mögliche in einer QF entstehen, vermutlich auch vollkommen unbekannte Phänomene. Wir können es nicht wissen, was die Natur unterhalb h genau treibt.

Wenn ich die Zeit als Taktrate der Veränderung begreife, spielt es physikalisch allerdings trotzdem keine Rolle, ob QF "vor" dem Urknall ihre eigene Raumzeit erzeugen, da sich alles unterhalb h abspielen muss, damit physikalisch erstmal nichts passiert.

Liebe Grüße
Thomas alias ut16

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Wie funktioniert eine Quantenfluktuation ohne die Raumzeit? 23 11. 2020 11:37 #79411

Ich verstehe Thomas so, dass Planckzeit und Plancklänge in gleicher Weise unzugänglich sind. Man kann genausowenig hineinblicken wie in ein SL....um nicht zu sagen noch weniger, denn ein SL kann immerhin noch schrumpfen, sei es nach Kerr wegen der Rotation oder nach Reißner-Nordström wegen der Ladung oder nach Hawking wegen der Strahlung.

ut16 schrieb: Wenn ich die Zeit als Taktrate der Veränderung begreife, spielt es physikalisch allerdings trotzdem keine Rolle, ob QF "vor" dem Urknall ihre eigene Raumzeit erzeugen, da sich alles unterhalb h abspielen muss, damit physikalisch erstmal nichts passiert.

Ich denke, das drückt etwa das Gleiche aus.

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Wie funktioniert eine Quantenfluktuation ohne die Raumzeit? 23 11. 2020 12:23 #79413

Ich führe mal zwei Argumente in die Diskussion:

1. Die Raumzeit wird relativistisch beschrieben

2. Die Einheit von h: Joulesekunden, wenn t=0, kann E divergieren

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