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Inflation 18 12. 2019 18:32 #62475

Hat jemand eine Idee, wie die Inflation zu erklären sein könnte? Ich finde dazu nirgends etwas Nachvollziehbares.

Es ist die Rede von einem falschen Vakuum, also einem lokalen aber eben nicht globalen Minimum, also einem labilen Gleichgewicht. Aber was das gewesen sein könnte, lese ich nirgends.

Könnte es sich nicht um das Pauliprinzip bzw den Fermidruck handeln?

Zuerst war die Planckära ohne reale Teilchen. (t = 5e-44 s, T=1,4e+32 K, 1,22e+19 GeV)
Danach schloss sich die GUT-Ära an (t=1e-38 s, T=1e+29 K).

Die Inflation soll bei ca 1e-35 s bis 1e-33 s begonnen haben, als sich die starke WW abtrennte, und bis 1e-30 s (T=1e+25 K) gedauert haben, als sich das Quark-Gluon Plasma bildete.

Ich könnte mir vorstellen, dass sich in dieser Zeitskala die ersten Elementarteilchen bildeten, unbekannte größere als Quarks, ganz egal welche (zB Inflaton) aber unter anderem eben auch Fermionen, die nach dem Pauliprinzip Platz benötigten und darüber hinaus einen Fermidruck erzeugten. Das Universum wäre sozusagen kurzzeitig paulidominert oder fermidominiert gewesen.

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Inflation 18 12. 2019 21:09 #62479

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Alan Guth erklärt die Inflation mit „Gravitational Repulsion“ (ab 03 min 05 sec)

Module 1: Alan Guth -- The Theory of Inflation


Im Anschlussvortrag, verweist Alan Guth auf „Energie-Erhaltung“ (ab 05 min 30 sec):
Total Energy= Matter & Radiation (positive Energy) + Gravity (negative Energy)= 0

Module 2: Alan Guth -- Negative Energy Density

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Inflation 18 12. 2019 22:16 #62482

Naja das ominöse Skalarfeld, darunter kann ich mir gar nichts vorstellen.....das Higgsfeld wird erwähnt, tja.

Das wäre wohl das gleiche wie das Potential Φ? Ich dachte mir zwar auch schon, dass ein niedrigeres Potential als bei einem SL innerhalb von rs abstoßend wirkt, doch wo gibt es dafür Anhaltspunkte....außer der sogenannten Zeitumkehr.

Und vor allem warum sollte die Inflation dann plötzlich wieder aufhören und langsam weiter expandieren. Das wäre bei einem SL merkwürdig.

Bei meiner Idee des Pauliprinzips haben wir einen guten Grund für den Beginn, weil zB die ersten Fermionen entstehen, und für das Ende, weil der Fermidruck mit 1/V also mit 1/a³ abfällt.

Dass der Druck durch kinetische Energie entsteht, die auch gravitativ wirkt, ist natürlich klar. Andererseits wissen wir, dass der Fermidruck nicht stark genug ist, wenn Neutronensterndichte überschritten wird. Allerdings hätten wir hier die Inertialzündung durch das Pauliprinzp, was wir inerhalb von SL leider nicht beobachten/falsifizieren können.

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Inflation 26 12. 2019 18:56 #62746

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Ra-raisch schrieb: „Und vor allem warum sollte die Inflation dann plötzlich wieder aufhören und langsam weiter expandieren.“

Hierzu ist im Video „Module 2: Alan Guth -- Negative Energy Density“ folgendes auf den Präsentations-Dias im Hintergrund zu lesen (ab 03 min 23 sec):

Im Original auf Englisch:
- The repulsive-gravity material is unstable, so it decayed like a radioactive substance, ending inflation. The decay released energy which produced ordinary particles, forming a hot, dense “primordial soup”. The universe continued to coast and cool from then onward.
- Key feature: During the exponential expansion, the density of matter and energy did NOT thin out.
- Although more and more mass/ energy appeared as the repulsive-gravity material expanded, total energy was conserved!

Auf Deutsch:
- Das Material mit abstoßender Schwerkraft war instabil und zerfiel wie eine radioaktive Substanz, wodurch die Inflation beendet wurde. Der Zerfall setzte Energie frei, die gewöhnliche Partikel hervorbrachte und eine heiße, dichte „Ursuppe“ bildete. Das Universum breitete sich von da an quasi im „Leerlauf“ weiter aus und kühlte dabei ab.
- Hauptmerkmal: Während der exponentiellen Expansion [in der Inflationsphase] hat sich die Dichte von Materie und Energie NICHT verringert.
- Obwohl mehr und mehr Masse / Energie auftrat, als sich das Material der abstoßenden Schwerkraft ausdehnte, blieb die Gesamtenergie erhalten!

Auf dem World Science Festival 2018, erklärt Alan Guth hierzu folgendes…

Im Original auf Englisch:
Now, there is a very important feature here which needs to be explained and leads to second miracle I want to talk about which is that during the exponential expansion (if we were talking about ordinary matter inside this region) it would thin out by a fantastic factor because it’s expanding by a factor of 10 to the 28 linearly that means 10 to the 76 in volume. So, the density would fall by that incredible factor if we had ordinary substance inside. But it turns out that this repulsive gravity material actually does not thin out at all during the exponential expansion which seems like it’s going to violate conservation of energy because we have a fixed energy density and the volume is expanding by a colossal factor. So how can that be consistent with energy conservation? Obviously, this is a place where we need another miracle and it’s coming up.
The miracle is not a violation of energy conservation, energy is rigorously conserved as far as we know in all cases and this inflation theory would not fly if it violated energy conservation. But what protects it, is the peculiar feature that the energy of the gravitational field is actually negative. Now this is a fact that is true even in Newtonian gravity and it’s also true in general relativity. For some reason though it’s never become a well-known fact about physics except maybe recently, which is why I have classified it as a miracle. It’s nothing anybody taught me through the time I got my PhD. And the way it works then is that the negative energy of the gravitational field that fills the region as it exponentially expands, cancels the positive energy stored in the matter so that total energy can remain constant and possibly exactly equal to zero.

Auf Deutsch:
Jetzt gibt es hier eine sehr wichtige Besonderheit, die erklärt werden muss und zu einem „zweiten Wunder“ führt, über das ich sprechen möchte: Während der exponentiellen Expansion (wenn wir über gewöhnliche Materie sprechen würden) würde die gewöhnliche Materie sich um einen enorm großen Faktor ausdünnen, weil das Universum während der Inflation linear um den Faktor 10 hoch 28 expandiert, was einer Volumenausdehnung von 10 hoch 76 entspricht. Die Dichte würde also um diesen unglaublichen Faktor abnehmen, wenn wir gewöhnliche Materie während der exponentiellen Expansion in der Inflationsphase gehabt hätten. Es stellte sich jedoch heraus, dass dieses abstoßende Schwerkraftmaterial während der exponentiellen Expansion in der Inflationsphase überhaupt nicht dünner wurde, was die Energieerhaltung zu verletzen scheint, da wir eine feste Energiedichte haben und das Volumen sich um einen kolossalen Faktor ausdehnt.
Wie kann das mit Energie-Erhaltung vereinbar sein? Offensichtlich ist dies eine Stelle, wo wir ein „weiteres Wunder“ brauchen und hier kommt es.
Das Wunder ist keine Verletzung der Energie-Erhaltung, die Gesamt-Energie bleibt nach unserem Kenntnisstand immer konsequent erhalten, und sicherlich wäre die Inflationstheorie nicht allgemein anerkannt, wenn sie die Energie-Erhaltung verletzen würde. Was die Inflationstheorie jedoch schützt, ist die Besonderheit, dass die Energie des Gravitationsfeldes tatsächlich negativ ist. Nun ist dies eine Tatsache, die sogar für die Newtonschen Schwerkraft und auch für die allgemeine Relativitätstheorie zutrifft. Aus irgendeinem Grund ist die negative Energie des Gravitationsfeldes während der Inflationsphase aber nie zu einer bekannten Tatsache unter Physikern geworden außer vielleicht in jüngster Zeit, weshalb ich es als „Wunder“ eingestuft habe. Das hat zumindest niemand gelehrt zu der Zeit als ich promoviert und meinen PhD Titel erhalten habe. Und demnach funktioniert es so, dass die negative Energie des Gravitationsfeldes, während sich das Universum in der Inflationsphase exponentiell ausdehnte, die in der Materie gespeicherte positive Energie aufgehoben hat, so dass die Gesamtenergie konstant bleiben konnte (möglicherweise genau gleich Null).“

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Inflation 26 12. 2019 20:01 #62755

Ja, vielen Dank.

Naja die negative Energie des Gravitationsfeldes ist natürlich nur eine Scheinenergie. Sie setzt sowieso ein Gravitationsfeld voraus, also positive Energie. Und diese kann sich dann auf Grund der Eigengravitation verteilen. Das sieht dann aus wie Energievermehrung, ist aber nichts anderes als die Blauverschiebung und die kinetische Energie eines Freifallers.

Die Entwicklung ist in etwa genau der umgekehrte Vorgang wie bei einer Zentralsingularität und insofern nicht nachzuvollziehen, außer man gibt die Zentralsingularität der SL auf.
Hmmm, naja es ist schon ein Unterschied:
Das SL befindet sich im Potential, der Urknall nicht, er schafft das Potential erst und dabei breitet er sich aus. Wenn er sich schnell genug ausbreitet, kann er dem sich bildenden SL entkommen....womöglich.

Das Problem ist nur, dass wir heute kein Potential feststellen, weil dieses durch die Expansion laufend ausgedünnt wird, und dass hierfür Energie erforderlich wäre, die die Expansion bremst. Inzwischen wird dies ja durch die Vakuumenergie bewerkstelligt. Aber das ursprünglich sehr große (negative) Potential hätte viel stärker gebremst, als dass es so weit kommen konnte...sollte man meinen.

Guth rechnet nicht gerne....das überläßt er anderen.

Ich bevorzuge da doch das Ballonmodell, bei dem die Massenverteilung infolge der Krümmung etwas anders als im normalen Raum ist.

Naja selbst bei einem unendlichen Universum bereits im Urknall könnten sich nur dann SL bilden, wenn die Verteilung inhomogen ist. Bei gleichmäßiger Verteilung ergeben sich keine Zentren. Und die Inflation soll ja auch etwaige Inhomogenitäten beseitigt haben.

Aber all das setzt eigentlich die Inflation voraus und erklärt sie nicht wirklich, sondern dieses Wunder wird durch ein anderes Wunder, nämlich die nicht ausdünnende negative Energie ersetzt....alter Wein in neuen Schläuchen.

Da ist es einfacher, die Inflation als Quanteneffekt hinzunehmen, dann sollte dies aber mit der Planckära abgeschlossen sein.

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Inflation 27 12. 2019 10:49 #62784

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Ra-raisch schrieb: „Naja selbst bei einem unendlichen Universum bereits im Urknall könnten sich nur dann SL bilden, wenn die Verteilung inhomogen ist. Bei gleichmäßiger Verteilung ergeben sich keine Zentren. Und die Inflation soll ja auch etwaige Inhomogenitäten beseitigt haben.“

Hierzu sagt der Wikipedia Artikel „Inflation (Kosmologie)“ folgendes:
Die Inflations-Hypothese erklärt darüber hinaus die Dichtefluktuationen, aus denen die Galaxien und Galaxienhaufen hervorgegangen sind, als Folge von QUANTENFLUKTUATIONEN des INFLATONFELDES. Die extreme Expansion vergrößerte diese Fluktuationen auf entsprechend makroskopische Größe, was eine Standard-Expansion nicht in ausreichendem Maße hätte leisten können.
de.wikipedia.org/wiki/Inflation_(Kosmologie)

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Inflation 27 12. 2019 12:12 #62793

Was ich beim Thema Inflation nicht verstehe:

Mir leuchtet ein, dass die Inflation überall im Universum genau gleichzeitig eingesetzt hat, wenn überall die gleichen Temperatur- und Dichteverhältnisse geherrscht haben.

Aber wieso nehmen wir an, dass die Inflation überall im Universum auch genau gleichzeitig wieder aufgehört hat?

Wen man beispielsweise reines Wasser unter 0° abgekühlt, dann gefriert das irgendwann zwar schlagartig aber nicht gleichzeitig. Es bilden sich erste Kristallisationskeime, die sich dann sehr rasch ausbreiten.

Wieso geht man davon aus, dass dies bei Ende der Inflation nicht so gelaufen ist?

Wenn nämlich die Inflationsphase auch nur zu leicht unterschiedlichen Zeiten geendet hätte, dann hätte man eine Erklärung für sehr frühe Dichteschwankungen im Universum und bräuchte sich keine Gedanken um Silk-Dämpfung zu machen.

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Inflation 27 12. 2019 12:22 #62796

UN schrieb: als Folge von QUANTENFLUKTUATIONEN des INFLATONFELDES. Die extreme Expansion vergrößerte diese Fluktuationen auf entsprechend makroskopische Größe, was eine Standard-Expansion nicht in ausreichendem Maße hätte leisten können.

ClausS schrieb: Wieso geht man davon aus, dass dies bei Ende der Inflation nicht so gelaufen ist?

Wenn nämlich die Inflationsphase auch nur zu leicht unterschiedlichen Zeiten geendet hätte, dann hätte man eine Erklärung für sehr frühe Dichteschwankungen im Universum und bräuchte sich keine Gedanken um Silk-Dämpfung zu machen.

Dichteschwankungen sind schon vorhanden, es ist nur die Frage wieviel.
Ich kann weder das eine noch das andere irgendwie nachrechnen.

Die Dichteschwankungen mögen wegen der Messbarkeit besonders interessant sein, aber vom Prinzip her sind sie ohne großes Interesse...außer was SL anbelangt.

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Inflation 27 12. 2019 13:18 #62799

ra-raisch schrieb: Dichteschwankungen sind schon vorhanden, es ist nur die Frage wieviel.
Ich kann weder das eine noch das andere irgendwie nachrechnen.

Die Dichteschwankungen mögen wegen der Messbarkeit besonders interessant sein, aber vom Prinzip her sind sie ohne großes Interesse...außer was SL anbelangt.


Klar kann das von uns niemand nachrechnen. :lol: In dem Fall dürfte eine qualitative Betrachtung ausreichend sein.

Die Dichteschwankungen zu Beginn des Universums finde ich sogar sehr interessant (Silk Dämpfung), da sie als eines der Hauptargumente für die Existenz Dunkler Materie herangezogen werden.

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Inflation 27 12. 2019 14:37 #62804

ClausS schrieb: (Silk Dämpfung), da sie als eines der Hauptargumente für die Existenz Dunkler Materie herangezogen werden.

Dazu muss man sie aber schon überschlagen können, sonst wäre es ja noch die Phase des Brainstormings.
ClausS schrieb: Klar kann das von uns niemand nachrechnen.

Im "Normalfall" gibt es für alle derartige Überlegungen eine Faustformel, die zumindest angibt, welche Parameter in welcher Weise einfließen, auch wenn die Größen der Parameter ungenau bekannt sind oder Vorfaktoren fehlen. Zumindest in den Dimensionen sollte die Formel stehen.
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Inflation 27 12. 2019 15:23 #62809

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Das Problem mit den im Wikipedia Artikel „Inflation (Kosmologie)“ beschriebenen Dichtefluktuationen als Folge von QUANTENFLUKTUATIONEN des INFLATONFELDES ist, dass die Suche nach dem Trägerteilchen der kosmischen Inflation bisher erfolglos war.

Wo versteckt sich das Inflaton? (Beitrag von scinexx - das wissensmagazin, 12. Juni 2017)
Rätselhafte Abwesenheit: Gängiger Theorie nach wurde die kosmische Inflation von einem Kraftfeld mit dazugehörendem Teilchen angetrieben – dem Inflaton. Doch eine gezielte Fahndung nach ihm weckt Zweifel: In dem Massebereich, in dem es existieren müsste, haben Physiker am LHC keinerlei Hinweise darauf gefunden. Dieser „kleine Bruder“ des Higgs-Bosons scheint demnach nicht zu existieren – jedenfalls nicht in der bisher postulierten Form.
www.scinexx.de/news/technik/wo-versteckt-sich-das-inflaton/

Deshalb finde ich den Hinweis von Claus zur Silk-Dämpfung (Dichteschwankungen zu Beginn des Universums) sehr spannend und hilfreich.

Folgendes Video von Prof. Harald Lesch aus der Mediathek des Bayrischen Rundfunks (Sendereihe Alpha Centauri) erklärt, was die Silk Dämpfung ist.
www.br.de/mediathek/video/alpha-centauri...1e692203e0001858e505

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Inflation 27 12. 2019 15:58 #62810

Naja mit Silkdämpfung wird bezeichnet, dass die Strahlung vor der Rekombination für homogene Dichte sorgte, das war aber lange lange lange nach der Inflation.

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Inflation 31 12. 2019 14:23 #63054

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Im kurz zusammengefassten Video (2 min 13 sec) „First Second of the Universe” (The Cassiopeia Project) wird folgendes zur Inflation berichtet (ab 0:40 sec):


Im Original auf Englisch:
At 10 to the minus 35 seconds, the strong nuclear force exits the Union [GUT Supersymmetry] and THIS TRIGGERS INFLATION.

Auf Deutsch:
Ab 10^−35 Sekunden (Temperatur des Universums=10^27 K) trennte sich die starke Wechselwirkung von der schwachen Wechselwirkung und dem Elektromagnetismus und DIES LÖSTE DIE INFLATION AUS.

Die Fermionen (Quarks und Elektronen) bildeten sich erst NACH ENDE DER INFLATION, also nach etwa 10^−30 Sekunden, als die Temperatur des Universums auf 10^25 K absank.

Das Pauliprinzip bzw. der Fermionendruck kann demnach nicht als Ursache für die Inflation verantwortlich sein.

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Inflation 31 12. 2019 19:11 #63061

UN schrieb: Auf Deutsch:
Ab 10^−35 Sekunden (Temperatur des Universums=10^27 K) trennte sich die starke Wechselwirkung von der schwachen Wechselwirkung und dem Elektromagnetismus und DIES LÖSTE DIE INFLATION AUS.

Ja, so kenne ich es auch. Allerdings kann ich mir starke WW ohne Elementarteilchen gar nicht so recht vorstellen.....im Gegenteil finde ich dass dies ein Hiweis auf das Pauli Prinzip sein könnte, Quarks und Elektronen müssen das ja nicht sein.

Apropos:
Wenn ich mir das so recht überlege, dann wird gar kein Protonenzerfall benötigt, es genügt doch vollkommen, wenn die Protonen aus anderen Teilchen entstanden sind, deren Antiteilchen asymmetrisch in Elektronen und DM zerfallen sind. Nicht dass ich dafür Anhaltspunkte sähe, aber die Fixierung auf den Antiprotonenzerfall ist ja auch nicht evident.
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Inflation 03 01. 2020 22:12 #63216

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Welche Teilchen gab es vermutlich schon VOR DER INFLATION?

Leptoquarks (X- Bosonen und Y-Bosonen)!!!

Man nimmt an, dass Leptoquarks nur in einer sehr kurzen Periode, am Ende der GUT-Ära kurz nach dem Urknall, existiert haben. Dann zerfielen sie in Quarks und Leptonen und bildeten, den Theorien entsprechend, die Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie aus.
Die genauen Zerfallsmodi der Leptoquarks (X- Bosonen und Y-Bosonen) sind im Wikipedia Artikel „Leptoquark“ beschrieben.
de.wikipedia.org/wiki/Leptoquark

Leptoquarks (X- und Y-Bosonen) werden z. B. in feldtheoretischen GUT-Modellen wie dem Georgi–Glashow-Modell postuliert, konnten aber bislang nicht experimentell nachgewiesen werden (wahrscheinlich aufgrund ihrer hohen Energie von etwa 10^16 GeV).
Es muss allerdings Leptoquarks geben. Dieses Szenario legt zumindest die moderne Physik nahe: Im Rahmen der Großen Vereinheitlichten Theorien (GUT) leiten sich zwölf neue Austauschteilchen ab, die gerade zu besonders schweren Leptoquarks zählen. Es handelt sich um superschwere (etwa 10^16 GeV!), elektrisch und schwach geladene sowie farbgeladene Teilchen. Als Vektorbosonen haben sie Spin 1.
Man unterscheidet sie in sechs X-Bosonen und sechs Y-Bosonen. X-Bosonen haben 4/3 Elementarladung, Anti-X-Bosonen entsprechend -4/3, Y-Bosonen 1/3 und Anti-Y-Bosonen -1/3 Elementarladung. Auf die 12 Leptoquarks der GUT kommt man, wenn man davon ausgeht, dass jedes X-Boson die Farbladung rot, grün oder blau annehmen kann. Entsprechendes gilt für die Anti-X-Bosonen. Aber auch für die Y- sowie Anti-Y-Bosonen: 3 × 4 = 12.
www.spektrum.de/lexikon/astronomie/leptoquarks/259

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Inflation 03 01. 2020 22:51 #63219

UN schrieb: Man nimmt an, dass Leptoquarks nur in einer sehr kurzen Periode, am Ende der GUT-Ära kurz nach dem Urknall, existiert haben. Dann zerfielen sie in Quarks und Leptonen und bildeten, den Theorien entsprechend, die Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie aus.

An sich sollen die (ggf virtuellen) X- und Y-Bosonen beim Zerfall von Protonen also beim Zerfall der Quarks entstehen bzw benötigt werden. Beim Zerfall sollen dann insbesondere die Elektronen entstehen. So wird aus jedem Antiproton ein Elektron und die Asymmetrie entsteht, wenn eben der Zerfall von Protonen langsamer abläuft bzw bei höheren Temperaturen endet als der von Antiprotonen.
de.wikipedia.org/wiki/Protonenzerfall#Zerfall
p = uudX + d → e + dd
Das nötige Energiespektrum von 1016 GeV entspricht der GUT-Ära, das ist richtig. Das Quark-Gluon-Plasma wird allerdings erst deutlich nach der Inflation angenommen.

UN schrieb: Spektrum: "Auf die 12 Leptoquarks der GUT kommt man, wenn man davon ausgeht, dass jedes X-Boson die Farbladung rot, grün oder blau annehmen kann."

Die Farben der Quarks sind eigentlich keine originären Eigenschaften sondern ändern sich andauernd, vermittelt durch die Gluonen. Sie nach der Farbe zu unterscheiden wäre daher ....hm wie drücke ich das jetzt höflich aus .... unangemessen. Das wird bei den Leptoquarks auch nicht anders sein, da sie ja ebenso krumme Ladungen aufweisen.

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Inflation 04 01. 2020 02:31 #63251

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Ja, richtig im Wikipedia Artikel „LEPTOQUARK“ steht geschrieben/ Zitat:
„Man nimmt an, dass Leptoquarks nur in einer sehr kurzen Periode, am Ende der GUT-Ära kurz nach dem Urknall [VOR DER INFLATION und VOR BILDUNG DER PROTONEN], existiert haben. Dann zerfielen sie in Quarks und Leptonen und bildeten, den Theorien entsprechend, die Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie aus.“
de.wikipedia.org/wiki/Leptoquark

Und auch die im folgenden verlinkten Vortrags-Dias 29 (GUT Ära), 30 (Inflation) und 31 (Baryogenese) verdeutlichen, dass die postulierten, besonders schweren Leptoquarks (Energie von etwa 10^16 GeV) existierten und zerfielen lange bevor sich Protonen überhaupt bildeten.
slideplayer.org/slide/647294/

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Inflation 04 01. 2020 02:40 #63253

UN schrieb: lange bevor sich Protonen überhaupt bildeten.

Ja da gibt es häufig eine Diskrepanz, allerding geht es natürlich auch beim Protonenzerfall immer um den Zerfall der Quarks.

Susskind hat auch von Protonenzerfall gesprochen und meinte, dass danach die Temperatur erst wieder anstieg, damit die X-Bosonen entstehen konnten bzw die Protonen zerfallen konnten. Er mockiert sich immer darüber, dass von Reheating die Rede ist, weil es vorher gar nicht so heiß war....seine Begründung war nicht besonders ausführlich.

Aber wie auch immer, der Zerfall der Quarks soll eben in der GUT Ära bzw an deren Ende stattgefunden haben, weil die postulierten X-Bosonen eben diese Temperatur erfordern und die Protonen sonst zu stabil sind.

Apropos reheating, gerade gefunden und noch nicht gelesen:

wwwmpa.mpa-garching.mpg.de/~komatsu/lect...nov_on_Reheating.pdf

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Inflation 04 01. 2020 07:49 #63254

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Zusammenfassend…

10^−36 Sekunden:
Der Zerfall der postulierten, besonders schweren Leptoquarks (Energie von etwa 10^16 GeV) IN DIE Quarks und Leptonen soll AM ENDE der GUT-Ära bzw. ZU BEGINN der Inflation (10^-36 Sekunden, Temperatur des Universums=10^27 K) gestartet haben, siehe verlinktes Vortrags-Dia 31 (Baryogenese) lange bevor sich Protonen überhaupt bildeten.
slideplayer.org/slide/647294/

10^−6 Sekunden:
Quark Freeze-Out bei Temperatur von 10^13 K. Quarks konnten nicht mehr als freie Teilchen existieren, sondern vereinigten sich zu Hadronen (Neutronen und Protonen), den Bausteinen der Atomkerne.

Es gibt also einen zeitlichen Abstand um den Faktor von dreißig Zehnerpotenzen in Sekunden und eine Temperaturdifferenz um den Faktor von vierzehn Zehnerpotenzen in Kelvin zwischen dem Zerfall der postulierten, besonders schweren Leptoquarks in die Quarks und Leptonen am Ende der GUT-Ära bzw. zu Beginn der Inflation (10^-36 Sekunden, Temperatur des Universums=10^27 K) und der Bildung der Protonen (10^−6 Sekunden, Temperatur des Universums=10^13 K). Das ist – da man zu Beginn des Universums in Planck-Zeiten denken muss - eine halbe Ewigkeit.

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Inflation 04 01. 2020 10:48 #63258

@UN

Die Leptoquarks scheinen mir nicht sehr gesichert zu sein... Ich finde Aussagen wie „Es muss allerdings Leptoquarks geben, unsere Existenz ist ein Beleg dafür“ (Spektrum.de) sehr unsinnig. Solange sie nicht nachgewiesen sind, muss gar nichts. Morgen gibt es ggf. eine neue Theorie. Nicht mal die Inflation ist nötig, es geht genauso gut ohne. (Der Urknall an sich ist m.E. evident, aber der Rest eben nicht.)

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Inflation 04 01. 2020 11:29 #63262

Aus meiner Sicht ist alles spekulativ, was außerhalb des von uns messbaren und beobachtbaren Energiebereichs liegt. Es macht zwar Sinn, sich damit zu beschäftigen und anhand der bestehenden Gesetze zu überlegen, wie es gewesen sein könnte. Aber selbst wenn es gelänge, damit eine Simulation zu rechnen, bei der exakt das heutige Universum rauskäme, könnte man nur annehmen, dass es so gewesen sein könnte.

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Inflation 04 01. 2020 11:58 #63266

Nunja, man darf mit der Sprache nicht so streng sein und selbst in der Mathematik schreibt man nicht unbedingt immer die Randbedingungen dazu, zB dass ein Dreieck keine negative Fläche haben kann oder so.....
Wenn also in einer Theorie von "muss sein" die Rede ist, dann bezieht sich das ja auf diese Theorie.

Aber ich stimme zu, dass über nicht verifizierbare Bereiche ein bisschen zu viel Zuversicht an den Tag gelegt wird.
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Inflation 04 01. 2020 13:21 #63275

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Arrakei schrieb: „Die Leptoquarks scheinen mir nicht sehr gesichert zu sein...“

UN: Stimmt, das wurde aber bereits in dem früheren Kommentar #63216 klar hervorgehoben:
„Leptoquarks (X- und Y-Bosonen) werden z. B. in feldtheoretischen GUT-Modellen wie dem Georgi–Glashow-Modell postuliert, konnten aber bislang nicht experimentell nachgewiesen werden (wahrscheinlich aufgrund ihrer hohen Energie von etwa 10^16 GeV).“

Und ja, müssen muss gar nichts. Das Zitat auf Spektrum.de wurde etwas zu zuversichtlich formuliert. Alles, was außerhalb des von uns messbaren und beobachtbaren Energiebereichs liegt, ist und bleibt spekulativ. Trotzdem Danke für deine Linguistik-Kritik. Ich fand ansonsten den Artikel Leptoquarks auf Spektrum.de sehr hilfreich.

Arrakei schrieb: „Nicht mal die Inflation ist nötig, es geht genauso gut ohne.“
UN: Das verstehe ich nicht, was meinst du damit?

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Inflation 04 01. 2020 14:07 #63277

UN schrieb: Arrakei schrieb: „Nicht mal die Inflation ist nötig, es geht genauso gut ohne.“
UN: Das verstehe ich nicht, was meinst du damit?


Die Inflation soll drei Probleme lösen, die genau genommen gar keine sind. Also benötigt man sie auch nicht...

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Inflation 05 01. 2020 23:57 #63369

Arrakai schrieb: @UN

Die Leptoquarks scheinen mir nicht sehr gesichert zu sein... Ich finde Aussagen wie „Es muss allerdings Leptoquarks geben, unsere Existenz ist ein Beleg dafür“ (Spektrum.de) sehr unsinnig. Solange sie nicht nachgewiesen sind, muss gar nichts. Morgen gibt es ggf. eine neue Theorie. Nicht mal die Inflation ist nötig, es geht genauso gut ohne. (Der Urknall an sich ist m.E. evident, aber der Rest eben nicht.)

Vom Urknall kennen wir auch nur beobachtbare Phänomene. Auf Versuche von deren Erklärung bezieht sich mMn die gesamte Wissenschaft dazu.

Können Planckobjekte, mit einfacher Wechselwirkung bei Berührung, diskrete Erweiterungen der Standardphysik vereinfachen?
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Können Planckobjekte, mit einfacher Wechselwirkung bei Berührung, diskrete Erweiterungen der Standardphysik vereinfachen?

Inflation 06 01. 2020 14:34 #63388

Struktron schrieb:

Arrakai schrieb: @UN

Die Leptoquarks scheinen mir nicht sehr gesichert zu sein... Ich finde Aussagen wie „Es muss allerdings Leptoquarks geben, unsere Existenz ist ein Beleg dafür“ (Spektrum.de) sehr unsinnig. Solange sie nicht nachgewiesen sind, muss gar nichts. Morgen gibt es ggf. eine neue Theorie. Nicht mal die Inflation ist nötig, es geht genauso gut ohne. (Der Urknall an sich ist m.E. evident, aber der Rest eben nicht.)

Vom Urknall kennen wir auch nur beobachtbare Phänomene. Auf Versuche von deren Erklärung bezieht sich mMn die gesamte Wissenschaft dazu.


Du hast natürlich recht. Ich persönlich finde allerdings, dass man die beobachteten Phänomene sehr gut mit dem Urknall erklären kann, ohne aber kaum. Dagegen gibt es kein Phänomen, für dessen Erklärung man die Inflation benötigt. Aber ja, das liegt alles sehr nah beieinander, meine Aufteilung in evident und nicht evident ist schon ein Wenig willkürlich...

Eigentlich verhält es sich bei der Inflation wie bei allen Erklärungen für die Feinabstimmung (die ist ja zumindest ein Aspekt): Klar, dass alle Naturkonstanten so perfekt aufeinander abgestimmt sind, wäre ein gigantischer Zufall. Daher wurden diverse Multiversums-Theorien formuliert. Allerdings kann man auch sagen: Es war einfach Zufall, egal wie unwahrscheinlich, Punkt. Was will man dagegen sagen? Und welche Erläuterung ist einfacher bzw. kommt mit weniger zusätzlichen Hypothesen aus?

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Inflation 06 01. 2020 15:18 #63393

Arrakai schrieb: Allerdings kann man auch sagen: Es war einfach Zufall, egal wie unwahrscheinlich, Punkt. Was will man dagegen sagen? Und welche Erläuterung ist einfacher bzw. kommt mit weniger zusätzlichen Hypothesen aus?

Meine Weiterführung hierzu leite ich aus der UR ab. Der Zustand ist dort unbestimmt. Irgendwann passiert aber doch etwas. Es kann aber nur etwas passieren, was ein sinnvolles Ergebnis ergibt. Diese Frage schlägt sich nur in der Halbwertszeit bzw eben in der Dauer nieder. Diese Dauer existiert aber nicht innerhalb der UR sondern nur außerhalb. Innerhalb passiert solange gar nichts, da kann auch keine Uhr ticken. Somit sind die Myriaden an Würfelversuchen zeitlich irrelevant, wenn es gar kein "außen" gibt.

Dies war aber jetzt ein bisschen offtopic. Die Inflation erklärt schon deutlich besser die Homogenität als der reine Zufall, da es statistisch sehr unwahrscheinlich wäre, etwas anderes als eine Gaußglocke oder vielleicht eine Planckverteilung zu erhalten. Und hier zählt nicht der UR-Joker wie oben. Da könnte man nur noch anthropisch argumentieren, was aber eigentlich nur die Koinzidenz erklärt und nicht die Unwahrscheinlichkeit und somit nicht die Paralleluniversen beseitigt, was ich nicht für besonders sparsam halte....

Die andere Frage ist, welche Erklärung sparsamer ist. Die Inflation ist eigentlich nur ein anderer Name für etwas Ungeklärtes und damit überflüssig, wenn es nicht besondere Vorteile bietet. Und die ergeben sich aus der Lösung weiterer Probleme.

Das wäre zumindest mein grober Ansatz.

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Inflation 07 01. 2020 15:23 #63459

ra-raisch schrieb: Dies war aber jetzt ein bisschen offtopic. Die Inflation erklärt schon deutlich besser die Homogenität als der reine Zufall, da es statistisch sehr unwahrscheinlich wäre, etwas anderes als eine Gaußglocke oder vielleicht eine Planckverteilung zu erhalten. Und hier zählt nicht der UR-Joker wie oben. Da könnte man nur noch anthropisch argumentieren, was aber eigentlich nur die Koinzidenz erklärt und nicht die Unwahrscheinlichkeit und somit nicht die Paralleluniversen beseitigt, was ich nicht für besonders sparsam halte....

Die andere Frage ist, welche Erklärung sparsamer ist. Die Inflation ist eigentlich nur ein anderer Name für etwas Ungeklärtes und damit überflüssig, wenn es nicht besondere Vorteile bietet. Und die ergeben sich aus der Lösung weiterer Probleme.


DIe initialen Bedingungen, die ohne Inflation geherrscht haben müssen, sind doch recht einfach. Eine bestimmte kritische Dichte und eine homogene Temperatur. Die Dichte könnte reiner Zufall sein (ich habe damit keinen Schmerz) und eine homogene Temeratur ist an sich ja nichts sonderlich spannendes. Möglicherweise liefen überall die gleichen Prozesse ab, die halt zur gleichen Temperatur führten. Wer weiß? Ich sehe hier keine exklusive Lösung, zumal die Inflation ihre eigenen Probleme mit sich bringt.

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Inflation 07 01. 2020 16:37 #63461

Arrakai schrieb: Die Dichte könnte reiner Zufall sein (ich habe damit keinen Schmerz) und eine homogene Temeratur ist an sich ja nichts sonderlich spannendes. Möglicherweise liefen überall die gleichen Prozesse ab, die halt zur gleichen Temperatur führten. Wer weiß? Ich sehe hier keine exklusive Lösung, zumal die Inflation ihre eigenen Probleme mit sich bringt.

Um die Dichte geht es insoweit, wie bei einer langsameren Abkühlung bzw Expansion die hohe Homogenität durch unvermeidliche Fluktuationen leidet. Ich kann das zwar nicht beurteilen, aber es scheint eben doch so gravierend zu sein, dass es ein echtes Problem ist. Auch wenn die Zeit nur sehr kurz ist, ist sie für Fluktuationen anscheinend doch sehr lang.

Schau Dir die Planckkurve der CMBR an und vergleiche dies mit den Fluktuationen. Diese sollten wohl ähnlich verteilt sein, denke ich.

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