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THEMA: Dekohärenz und das Ende des Universums

Dekohärenz und das Ende des Universums 10 Jul 2016 19:03 #7117

Udo, bezüglich Deiner Aussage zur Energie hast Du mal wieder falsch trompetet. Bist halt ein richtiger Physikkünstler.....

Leicht beieinander wohnen die Gedanken. Doch hart im Raume stoßen sich die Sachen. Schiller, Wallenstein

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Dekohärenz und das Ende des Universums 11 Jul 2016 00:39 #7118

Denobio schrieb: Alle Energie, die auf der Erde umgesetzt wird, stammt von der Sonne. Ausser Kernenergie. ...

Gilt das auch für Energie die aus geothermischen Kraftwerken stammt?

assume good faith

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Dekohärenz und das Ende des Universums 11 Jul 2016 09:58 #7119

Du hast recht. Wenn ich "mehr als 99% sage...." bin ich wahrscheinlich auf der sicheren Seite.

Man sieht wieder, dass "All-Aussagen" logisch problematisch, wenn nicht gar logisch falsch sind.

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Dekohärenz und das Ende des Universums 11 Jul 2016 16:39 #7123

Hallo Udo,
im Zuge einer De-Eskalierung will ich gerne versuchen, Dich in den einfachen Grundlagen der Physik etwas sattelfester zu machen.
Lassen wir einmal dahingestellt, inwieweit radioaktive Zerfallsprozesse zum Erhalt des schmelzflüssigen Erdkerns beitragen. Immerhin ist der auch sehr gut wärmeisoliert, so dass er Ewigkeiten heiß bleiben kann.

Aber zur Energieerhaltung möchte ich doch gerne ein paar erbauliche Worte verlieren.

Du schriebst z.B.:

"Auch die Behauptung, dass "alle Energie in Wärme endet" .......... na ja, ist auch falsch, denn Energie kann nur umgewandelt werden, nicht enden.
Ich dachte, Denobio hätte mal an einer Universität unterrichtet ............. vielleicht in "Kunst"?"

Warum hast du nur ein so gutes Talent, dich zu blamieren?
Ich hol mal ein bißchen aus: Vor allem bei Technikern, ich erinnere mich da an einen bestimmten Labormitarbeiter, ist eine pointierte Sprache beliebt. Sie sprechen vom elektrischen Strom gerne neckisch als "Edelenergie". Warum? Weil elektrischer Strom die praktische Eigenschaft hat, dass man ihn die unterschiedlichsten Arbeiten verrichten lassen kann. Das sind jedes Mal Energieumwandlungen. Und nun kommt es: Physiker sagen zu recht, dass am Ende der Umwandlungskette alles in Wärme endet (in den aller-aller-meisten Fällen). Wärme ist ja auch eine Energieform und am Ende ist meistens die anfängliche Energie in Wärme umgewandelt.

Ein Beispiel: Deine Lautsprecherverstärker: In der Elektronik wird schon ein großer Teil der aufgenommenen Energie (gemessen in kWh, also Leistung*Zeit)
in Wärme umgewandelt, denn die Elektronik wird ja heiß und muss gekühlt werden. Der Strom, den die Verstärker generieren,treibt die Lautsprechermembrane. Schon in der Tauchspule der Lautsprecher wird ein kleiner Teil der Verstärkerleistung in ohmsche Wärme umgewandelt. Der größere Teil geht in die Bewegung der Membrane. In der Membrane entsteht mechanische Reibung, also Wärme. Der größere Teil verursacht Schalldruck. Es werden also Luftmoleküle beschleunigt. Auf dem Weg durch den Raum verliert die Schallwelle durch Reibung mit Luftmolekülen Energie. Trifft die Welle auf Hindernisse wird ein Teil der Energie weggedämpft. Es entsteht dadurch Wärme. Selbst der geringe Teil der Energie, der dein Trommelfell trifft, wird im Trommelfell durch Reibungsprozesse in Wärme umgewandelt. Selbst der winzige Teil der Energie, der in dein Gehirn weitergeleitet wird und das grandiose Hörerlebnis auslöst, endet in deinem Gehirn schließlich als Wärme.

Anderes Beispiel. Wenn für eine elektrisches Gerät ein Wirkungsgrad angegeben ist, dann kann man daran ablesen, wieviel Energie des Gerätes bei seinem Betrieb sofort in Wärme umgesetzt wird. (Der Rest verrichtet die angestrebte Wirkung (Arbeit))

Dies ist das vorherrschende Prinzip; irgendwelche andere Ausnahme-Konstellationen kann man immer konstruieren.

Wenn ein elektrischer Motor einen Aufzug in den 10. Stock hebt, dann wurde ein Teil der hineingesteckten elektrischen Energie (Aufgabe der technischen Lösung ist, dass dies ein möglichst großer Teil ist) in potentielle Energie umgewandelt. Wenn der Wirkungsgrad des gesamten Aufzugsystems 60% ist, dann landen eben 60% in der potentiellen Energie des Aufzugs und 40 % entstanden währen der Aufzugsfahrt an Wärme. Bleibt der Aufzug immer oben, so bleibt die Potentielle Energie erhalten. Aber, stelle dir vor, ist der Aufzug wieder unten angekommen, so ist alles, was bei der Fahrt nach oben hineingesteckt wurde, wieder in Wärme umgewandelt. Keine kinetische Energie übrig, keine potentielle Energie übrig. Ergebnis: alle hineingesteckten KiloWattStunden verheizt. Ein klein wenig anders ist es, wenn der Motor bei der Herunterfahrt als Generator betrieben werden kann, also etwas Energie ins Netz zurückgespeist wird, dann ist die Energiebilanz ein klein wenig positiver.

Also der Satz "alles endet in Wärme.." ist ein physikalisch sehr richtiger Satz... und man kann ihn auch auf das ganz, ganz Große anwenden.

Also bei Unklarheiten: "Fragen sie Ihren Physiker und Kosmologen." Und, so möchte ich sagen, seien sie vorsichtig mit apodiktischen Feststellung, was physikalisch falsch sei.

Grüße
Denobio

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Dekohärenz und das Ende des Universums 11 Jul 2016 16:56 #7124

Angemerkt sei noch, dass man aus der Energieform "Wärme" auch wieder die Edelernergie "elektrischer Strom" machen kann. Wir haben schließlich Kraftwerke. Mit welchem Wirkungsgrad dies geschehen kann , darüber kann man sich bei Herrn Carnot und seinem Kreisprozess informieren.

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Dekohärenz und das Ende des Universums 11 Jul 2016 19:22 #7129

Denobio schrieb: Ein Beispiel: Deine Lautsprecherverstärker: In der Elektronik wird schon ein großer Teil der aufgenommenen Energie (gemessen in kWh, also Leistung*Zeit)
in Wärme umgewandelt, denn die Elektronik wird ja heiß und muss gekühlt werden. Der Strom, den die Verstärker generieren,treibt die Lautsprechermembrane. Schon in der Tauchspule der Lautsprecher wird ein kleiner Teil der Verstärkerleistung in ohmsche Wärme umgewandelt. Der größere Teil geht in die Bewegung der Membrane. In der Membrane entsteht mechanische Reibung, also Wärme. Der größere Teil verursacht Schalldruck. Es werden also Luftmoleküle beschleunigt. Auf dem Weg durch den Raum verliert die Schallwelle durch Reibung mit Luftmolekülen Energie. Trifft die Welle auf Hindernisse wird ein Teil der Energie weggedämpft. Es entsteht dadurch Wärme. Selbst der geringe Teil der Energie, der dein Trommelfell trifft, wird im Trommelfell durch Reibungsprozesse in Wärme umgewandelt. Selbst der winzige Teil der Energie, der in dein Gehirn weitergeleitet wird und das grandiose Hörerlebnis auslöst, endet in deinem Gehirn schließlich als Wärme.

Anderes Beispiel. Wenn für eine elektrisches Gerät ein Wirkungsgrad angegeben ist, dann kann man daran ablesen, wieviel Energie des Gerätes bei seinem Betrieb sofort in Wärme umgesetzt wird. (Der Rest verrichtet die angestrebte Wirkung (Arbeit))

Dies ist das vorherrschende Prinzip; irgendwelche andere Ausnahme-Konstellationen kann man immer konstruieren.

Wenn ein elektrischer Motor einen Aufzug in den 10. Stock hebt, dann wurde ein Teil der hineingesteckten elektrischen Energie (Aufgabe der technischen Lösung ist, dass dies ein möglichst großer Teil ist) in potentielle Energie umgewandelt. Wenn der Wirkungsgrad des gesamten Aufzugsystems 60% ist, dann landen eben 60% in der potentiellen Energie des Aufzugs und 40 % entstanden währen der Aufzugsfahrt an Wärme. Bleibt der Aufzug immer oben, so bleibt die Potentielle Energie erhalten. Aber, stelle dir vor, ist der Aufzug wieder unten angekommen, so ist alles, was bei der Fahrt nach oben hineingesteckt wurde, wieder in Wärme umgewandelt. Keine kinetische Energie übrig, keine potentielle Energie übrig. Ergebnis: alle hineingesteckten KiloWattStunden verheizt. Ein klein wenig anders ist es, wenn der Motor bei der Herunterfahrt als Generator betrieben werden kann, also etwas Energie ins Netz zurückgespeist wird, dann ist die Energiebilanz ein klein wenig positiver.


Grüße
Denobio


Ohh, danke für diese durchaus erbaulichen Erklärungen, das wusste ich ich ja alles noch gar nicht, DARUM wird eine Herdplatte heiß, weil ein elektrischer Strom durchfließt ........... ist ja äußerst interessant.

Vielen, vielen lieben Dank für diese erhellenden Erklärungen.

Das muss einem Unstudierten ja mal gesagt werden, sonst bleiben wir ewig dumm.

Also der Satz "alles endet in Wärme.." ist ein physikalisch sehr richtiger Satz... und man kann ihn auch auf das ganz, ganz Große anwenden.



Dann wird das Weltall also immer heißer und heißer und heißer ...... weil ja schließlich alles in Wärme endet, auch auf das ganz, ganz Große angewendet?


Wie lange dauert es dann, bis das Weltall den Wärmetod stirbt?


Diese simple Frage wirst du als ja ach so kluger Studierter ja umgehend beantworten können.


Grüße
Udo

Das Verzichtbare ist nutzlos. J.F. Hingeklammert

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Dekohärenz und das Ende des Universums 11 Jul 2016 19:37 #7130

Wieso ist es so schwer, einfach nur über Naturwissenschaften zu diskutieren, ohne sich fortgesetzt persönlich anzugreifen?

Ich erwarte auf diese Frage keine Antwort, sondern würde mich nur freuen, wenn man die Diskussion wieder ohne persönliche Angriffe versachlichen könnte.

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Dekohärenz und das Ende des Universums 11 Jul 2016 19:51 #7131

Nein Udo, auch wenn die meiste Energie in Wärme endet, wird das Weltall nicht immer heisser. Da gibt es keinen Widerspruch, aber darauf musst du jetzt selbst kommen.
Einen kleinen Dank hätte ich schon erwartet.
Beste Grüsse Denobio

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Dekohärenz und das Ende des Universums 11 Jul 2016 19:55 #7132

Was haltet ihr vom 2. Hauptsatz der Thermodynamik? Der beschäftigt sich mit der Entropie. Die Entropie ist ein Maß für die Ordnung oder auch Unordnung. Generell nimmt diese letztere auf langen Zeitskalen immer zu. In dieser Aussage steckt die ganze Wahrheit. Auf astronomisch kurzen Zeitskalen lässt die Natur Ausnahmen zu. Liefert beispielsweise ein Stern an einen Planeten Fusionsenergie, so können auf diesem Planeten sehr komplexe, sehr geordnete Strukturen entstehen, z.B. Leben. Da aber Sterne und damit auch deren Planeten kein unendlich langes Leben haben, gehen auch diese höher geordneten Strukturen in ungeordnete Strukturen über.
Deshalb ist es richtig, wenn man für kurze Zeiträume von Wärme als die unedelste Form der Energie spricht, in der alle anderen Energieformen irgendwann enden.
Auf lange Sicht jedoch wird diese Energieform selbst so verdünnt wenn man von der Teilchendichte spricht oder wellenlängengedehnt, wenn man von elektromagnetischer Strahlung spricht, dass das Universum am Ende immer kälter wird. Das ist eine Folge der Ausdehnung der Raumzeit.
Man sieht, dass man die Zusammenhänge differenziert betrachten muss.
Also bitte keine sprachlichen Speere aufeinander abfeuern, sondern sachlich bleiben. Das gilt für alle, ob studiert oder nicht studiert.
Grüße
Thomas

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Dekohärenz und das Ende des Universums 11 Jul 2016 21:45 #7133

Auszug aus spektrum.de

Die Wärmeenergie von Materie besteht aus der Bewegungsenergie ihrer Atome und Moleküle. In einem einatomigen (idealen) Gas beispielsweise ist dies die translatorische kinetische Energie der Atome, in einem zweiatomigen Gas kommt hierzu noch die Rotationsenergie der Drehfreiheitsgrade des Hantelmoleküls. In einem festen Kristall ist es die Vibrationsenergie der Atome um ihre Gleichgewichtslagen im Gitter, also die Schwingungsenergie der Gitterschwingungen (Phononen). In einem Kunststoff, bestehend aus vernetzten Polymer-Molekülen, muß auch noch die Energie der zwischen den Vernetzungspunkten schwingenden Molekülketten berücksichtigt werden. Thermische Energie kann aber noch in weiteren mikroskopischen Freiheitsgraden von Materie gespeichert sein, so z.B. in elektronisch angeregten Zuständen der Atome oder auch in magnetisch angeregten Zuständen.


Wie auch immer: Wärme ist Bewegung.
Durch die Ausdehnung des Universums verdünnt sich die Energieform, also die Bewegung. So nimmt man das zumindest an. Was ich so mitbekommen habe, dehnt sich jedoch nur der Raum zwischen den Galaxien aus. Die Galaxien selber nicht. Innerhalb von Galaxien verdünnt sich deshalb nichts, folglich auch nicht die Bewegung. Und der sich ausdehnende Raum zwischen den Galaxien enthält nichts, was sich verdünnen könnte. Eventuell Vakuumfluktuation, die verdünnt sich aber auch nicht bei der Ausdehnung. Also, die Aussage, dass das Universum durch die Ausdehnung immer kälter (bewegungsloser) wird, kann nicht der Weisheit letzter Schluss sein.

Nachdem ich kein Physiker bin, stelle ich nun die Frage: Was ist aus der Sicht eines Physikers falsch an dem, was ich hier geschrieben habe? Keine Scheue, ich bin es gewohnt, dass man meine Beiträge in der Luft zerreißt. Da habe ich 20 Jahre lang Erfahrung damit. :) Dadurch wird man gezwungen, seinen eigenen Standpunkt neu aufzurollen und aus anderen Perspektiven zu beleuchten. Diskussionspartner, die einem seine Beiträge in der Luft zerreißen sind übrigens die einzigen, die einem weiter bringen.

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Dekohärenz und das Ende des Universums 11 Jul 2016 22:19 #7134

Was verdünnt sich und was nicht.
Wenn man annimmt, dass die Raumzeit einer Expansion unterliegt, dann tut sie das an jedem Ort im Universum. Unabhängig davon, ob man sich in einem Atomkern, auf einem Planeten oder in einer Galaxie befindet.
Es gibt in der Natur 4 Urkräfte: die starke Kernkraft, die schwache Kraft, die elektromagnetische und die Schwerkraft.
Diese Kräfte überlagern die Ausdehnung der Raumzeit. Das heißt, dass Systeme, die von diesen Kräften dominiert werden, der Ausdehnung der Raumzeit etwas entgegensetzen. Diese Systeme lassen es quasi nicht zu, dass ihnen die Ausdehnung etwas anhaben kann. Sie sind im Vergleich der Ausdehnungsprate um viele Größenordnungen überlegen. Deshalb sagt man auch, eine Galaxie sei gravitativ gebunden. Ganz einfach, weil die Raumzeitkrümmung der vorhandenen Massen viel stärker wirkt als die Ausdehnung der Raumzeit selbst.
Auf großen Skalen dominiert aber die Ausdehnung der Raumzeit. Und da wird die Materie ausgedünnt und die Wellenlängen gedehnt. Beispiel Hintergrundstrahlung. Diese hatte früher eine kürzere Wellenlänge, was einer höheren Energie entsprach. Heute messen wir eine Wellenlänge, die einer Temperatur von nur noch 2,7 Kelvin entspricht.
Die Energie, die dabei verloren ging, steckt jetzt in der Raumzeit. Wenn wir den Vorgang umdrehen, dann verkürzen sich die Wellenlängen wieder und die Energie wird aus der Kontraktion wieder gewonnen.
Solange aber die Expansion dominiert, nimmt die Energiedichte ab, es wird also kälter und nicht wärmer.
Grüße
Thomas

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Dekohärenz und das Ende des Universums 11 Jul 2016 23:04 #7136

Thomas schrieb:

Auf großen Skalen dominiert aber die Ausdehnung der Raumzeit.

Was muss ich mir unter "großen Skalen" vorstellen? Was kann man da so alles zuordnen?

Beispiel Hintergrundstrahlung. Diese hatte früher eine kürzere Wellenlänge,

Weiß man das oder ergibt sich das rein mathematisch?

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Dekohärenz und das Ende des Universums 12 Jul 2016 00:53 #7139

Große Skalen heißt Hubble konstante und ein Vielfaches davon. Findet man Näheres in den Tutorials!
Hintergrundstrahlung, ja, weiß man. Bitte in den Tutorials nachlesen. Man kann das wirklich alles finden, wenn man sich die Mühe macht!
Grüße
Thomas

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Dekohärenz und das Ende des Universums 12 Jul 2016 11:33 #7143

Thomas schrieb: Was verdünnt sich und was nicht.
Wenn man annimmt, dass die Raumzeit einer Expansion unterliegt, dann tut sie das an jedem Ort im Universum. Unabhängig davon, ob man sich in einem Atomkern, auf einem Planeten oder in einer Galaxie befindet.
Es gibt in der Natur 4 Urkräfte: die starke Kernkraft, die schwache Kraft, die elektromagnetische und die Schwerkraft.
Diese Kräfte überlagern die Ausdehnung der Raumzeit. Das heißt, dass Systeme, die von diesen Kräften dominiert werden, der Ausdehnung der Raumzeit etwas entgegensetzen. Diese Systeme lassen es quasi nicht zu, dass ihnen die Ausdehnung etwas anhaben kann. Sie sind im Vergleich der Ausdehnungsprate um viele Größenordnungen überlegen. Deshalb sagt man auch, eine Galaxie sei gravitativ gebunden. Ganz einfach, weil die Raumzeitkrümmung der vorhandenen Massen viel stärker wirkt als die Ausdehnung der Raumzeit selbst.
Auf großen Skalen dominiert aber die Ausdehnung der Raumzeit. Und da wird die Materie ausgedünnt und die Wellenlängen gedehnt.
Grüße
Thomas


Hallo Com-ty
Wikipedia sagt:
"Die Inflation wird zeitlich in der GUT-Ära angesiedelt. Während dieser sogenannten Inflation dehnte sich das Universum innerhalb von 10−35 bis 10−32 Sekunden um einen Faktor zwischen 1030 und 1050 aus. Diese überlichtschnelle Ausdehnung des Universums steht nicht im Widerspruch zur Relativitätstheorie, da diese nur eine überlichtschnelle Bewegung im Raum, nicht jedoch eine überlichtschnelle Ausdehnung des Raumes selbst verbietet. Der Bereich, der dem heute beobachtbaren Universum entspricht, hätte dabei der Theorie zufolge von einem Durchmesser, der den eines Protons weit unterschreitet, auf etwa 10 cm expandieren müssen."

Wie ist das gemeint mit der Ausdehnung mit Überlichtgeschwindigkeit? Das soll ja nur bis zu einer gösse von 10cm gehen? Danach müsste sich das Universum mit max. Lichtgeschwindigkeit ausgedehnt haben. Wenn diese Regel, dass überlichtschnelle Ausdehnung nur bis 10cm möglich ist, nicht korrekt ist, dann hätte sich das Universum innerhalb des Bruchteils einer Sekunde gleich auf die jetzige Grösse ausdehnen können. Wenn die ÜL-schnelle Ausdehnung bis auf die Grösse von 10cm nicht stimmt und auch die Ausdehnung in Sekundenbruchteilen auf die jetzige Grösse des Universums nicht stimmt, weil die Relativitätstheorie die ÜLschnelle Ausdehnung des Raumes nicht verbietet, dann möchte ich gerne wissen was denn die Geschwindigkeit bestimmt, mit der sich das Universum ausdehnt?

"Das Wissen von heute ist nur der Übergang vom Wissen von gestern zum Wissen von morgen"-
"Wer nur auf alten Formeln herum kaut wird nie auf neue Ideen kommen."

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Dekohärenz und das Ende des Universums 12 Jul 2016 15:41 #7148

StFan
die Regeln von denen du sprichst gibt es nicht.

Es gibt die klassische Urknalltheorie. Danach dehnt sich das Universum, beginnend mit dem Urknall, gemäß der im Universum enthaltenen gesamten Energiedichte aus. Am Anfang (bis t= 50.000 Jahre) bremste vor allen die gravitative Wirkung der Strahlung die Ausdehnungsgeschwindigkeit. Dann fing die Materiedichte an zu dominieren. Die gravitative Wirkung der Materie bremste die Ausdehnung viele Miliarden Jahre lang. In der letzten Phase (seit einigen Milliarden Jahren) spricht man wieder von einer beschleunigten Expansion, die von der sogenannten Dunklen Energie angetrieben wird.
Das kann ich jetzt nicht alles erklären. Wenn du dich weiter informieren willst, musst du unter folgenden Stichworten nachlesen: Hubble Expansion, Friedmann Weltmodelle, Lemaitre

Die klassische Urknalltheorie enthält einige im Rahmen dieser Theorie nicht erklärbare Problem.

Die Inflationstheorie, obgleich noch spekulativ, behebt diese Probleme.

Die Theorie beschreibt eine exponentielle Ausdehnungsphase, die der klassischen Urknallausdehnung einfach vorgeschaltet ist.
Ganz vereinfacht kann man sich vorstellen, dass das Universum einen Phasenübergang durchgemacht hat, so wie unterkühltes Wasser plötzlich blitzartig in Eis übergeht.
Für die Inflationsphase ist ein Feld mit sehr obskuren Eigenschaften wesentlich: das sogenannte Higgsfeld. Das Feld hat die Form eines Sombrero-Huts, wenn man die Energiedichte in Abhängigkeit der Feldstärke darstellt..
Aufgrund dieser Form konnte das Universum für sehr kurze Zeit auf hoher Energiedichte verbringen (falsches Vakuum). Danach fiel die Energiedichte wieder auf den Vakuumwert ab. Im Zustand des falschen Vakuums herrschte ein negativer Druck, der das Universum exponentiell auseinander trieb. Wenn man diese Phase z.B. als "Phasenübergang" betrachtet, ist das Argument, dass sich nichts schneller als das Licht bewegen kann, ausgehebelt.

Um für diese Dinge ein physikalische Gefühl zu bekommen, liest man am besten ein populärwissenschaftliches Buch wie das von Gaßner/Lesch oder man arbeitet sich über Lehrbücher tiefer in die Sache ein. Dafür braucht man allerdings gewisse physikalische Grundlagen.
Wenn man googelt, sind die Dinge oft so komprimiert dargestellt, dass viele neue Fragen auftreten. Größere physikalische Zusammenhänge stecken oft in einem Wort, das einem gar nicht besonders auffällt.

Beste Grüße
Denobio

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Dekohärenz und das Ende des Universums 12 Jul 2016 21:15 #7154

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Hallo Denobio,

Die klassische Urknalltheorie enthält einige im Rahmen dieser Theorie nicht erklärbare Problem.

Die Inflationstheorie, obgleich noch spekulativ, behebt diese Probleme.


Natürlich behebt die Inflationstheorie diese Probleme, weil sie genau so konstruiert wurde, dass sie das tut..
Dieses "Konstruierte" ist zugleich ihr größter Schwachpunkt. Sie folgt halt nicht aus wirklich fundamentalen physikalischen Prinzipien.
Und experimentell überprüfbar ist sie bis heute auch nicht. Die vermeintliche Bestätigung durch BICEP2 erwies sich als Flop.

Im Prinzip lassen sich Probleme, die die experimentell unzugängliche Anfangszeit des Universums betreffen, immer beheben, indem irgendjemand mit willkürlichen Annahmen eine "Inflationstheorie" erfindet. Aber ist das noch Wissenschaft?

Beim heutigen Stand der Wissenschaft kann man von nicht viel mehr ausgehen, als dass das Universum eine Geschichte hat und dass diese Geschichte einen Anfang hat.

Desto näher man diesem Anfang kommt, desto mehr kommt es darauf an, wie sich Quantentheorie und Allgemeine Relativitätstheorie zu einer Fundamentaltheorie vereinigen lassen.

Und solange dieses Problem nicht gelöst ist, macht alles Spekulieren über die Anfangszeit des Universums schlichtweg keinen Sinn.

Man sollte darum nicht allzuviel Zeit damit verschwenden, darüber nachzudenken, wie sich eine inflationäre Expansion des Universums verstehen lässt.

Wahrscheinlich überhaupt nicht.

Gruß, Lulu

Wer mit hinreichendem Denkvermögen analysieren könnte, unter welchen Bedingungen die Erfahrung überhaupt möglich ist, der müsste zeigen können, dass aus den Bedingungen bereits alle allgemeinen Gesetze der Physik folgen. Die so herleitbare Physik wäre gerade die vermutete einheitliche Physik. (Carl Friedrich von Weizsäcker, 1967)
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Wer mit hinreichendem Denkvermögen analysieren könnte, unter welchen Bedingungen die Erfahrung überhaupt möglich ist, der müsste zeigen können, dass aus den Bedingungen bereits alle allgemeinen Gesetze der Physik folgen. Die so herleitbare Physik wäre gerade die vermutete einheitliche Physik. (Carl Friedrich von Weizsäcker, 1967)
Letzte Änderung: von Lulu. Begründung: Fehler (Notfallmeldung) an den Administrator

Dekohärenz und das Ende des Universums 12 Jul 2016 22:58 #7157

Hallo Lulu,
Warum ist die Inflation eine vernünftige Annahme? Weil wir in alle Richtungen, in die wir blicken, ein homogenes und isotropes Universum sehen. Über Lichtgeschwindigkeit können diese Raumgebiete keinen Informationsaustausch erlangt haben. Deshalb sollte es eine Zeit gegeben haben, in der die Dinge im Austausch standen und für gleiche Verhältnisse gesorgt haben. Danach gab es dann die Inflationsphase und auf diese Weise sind die gleichen Verhältnisse in alle Raumgebiete transportiert worden. Die Inflation würde also erklären, warum unser Universum in alle Richtungen, in die wir blicken, überall homogen und isotrop erscheint.
Die Inflation ist also ein Erkärungsmodell, dass das, was wir beobachten, plausibel erscheinen lässt. Nichts mehr, aber auch nichts weniger.
Grüße
Thomas

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Dekohärenz und das Ende des Universums 13 Jul 2016 07:58 #7159

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Hallo Thomas,

Genau das

Weil wir in alle Richtungen, in die wir blicken, ein homogenes und isotropes Universum sehen. Über Lichtgeschwindigkeit können diese Raumgebiete keinen Informationsaustausch erlangt haben. Deshalb sollte es eine Zeit gegeben haben, in der die Dinge im Austausch standen und für gleiche Verhältnisse gesorgt haben. Danach gab es dann die Inflationsphase und auf diese Weise sind die gleichen Verhältnisse in alle Raumgebiete transportiert worden. Die Inflation würde also erklären, warum unser Universum in alle Richtungen, in die wir blicken, überall homogen und isotrop erscheint.

habe ich damit

Natürlich behebt die Inflationstheorie diese Probleme, weil sie genau so konstruiert wurde, dass sie das tut.

gemeint.

Ob das nun eine vernünftige Annahme ist, daüber kann man wegen

a)

Dieses "Konstruierte" ist zugleich ihr größter Schwachpunkt. Sie folgt halt nicht aus wirklich fundamentalen physikalischen Prinzipien.


und

b)

Und experimentell überprüfbar ist sie bis heute auch nicht. Die vermeintliche Bestätigung durch BICEP2 erwies sich als Flop.


durchaus geteilter Meinung sein. Ich denke eher nicht, dass sie das ist.

Wer mit hinreichendem Denkvermögen analysieren könnte, unter welchen Bedingungen die Erfahrung überhaupt möglich ist, der müsste zeigen können, dass aus den Bedingungen bereits alle allgemeinen Gesetze der Physik folgen. Die so herleitbare Physik wäre gerade die vermutete einheitliche Physik. (Carl Friedrich von Weizsäcker, 1967)

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Wer mit hinreichendem Denkvermögen analysieren könnte, unter welchen Bedingungen die Erfahrung überhaupt möglich ist, der müsste zeigen können, dass aus den Bedingungen bereits alle allgemeinen Gesetze der Physik folgen. Die so herleitbare Physik wäre gerade die vermutete einheitliche Physik. (Carl Friedrich von Weizsäcker, 1967)

Dekohärenz und das Ende des Universums 13 Jul 2016 08:22 #7161

Hallo Thomas und Lulu,
ich denke meistens abends bevor ich einschlafe über Physik nach und gestern habe ich mir vorgenommen heute früh so ähnlich zu schreiben , wie es Thomas schon getan hat.
Die klassische Urknalltheorie erklärt vieles sehr gut. Man denke nur "an die ersten drei Minuten" und die Entstehung der ersten Elemente....
Das Horizontproblem ist schwerwiegend.... wir haben ja die wunderbar gleichmässige Hintergrundstrahlung. Dass alle Raumgebiete einmal mit einander in Wechselwirkung standen, erscheint mir eine zwingende Annahme, wenn man die Urknalltheorie retten will.
Da gibt es wahrscheinlich sehr wenige, wenn nicht nur eine Annahme, die das möglich macht. Eben die Inflation.

Eine glänzende Hypothese! Mehr nicht? Wahrscheinlich nicht. Aber die einzig Überzeugende zum jetzigen Augenblick.

Was ich noch anfügen möchte: Ich habe eine persönliche Aversion gegen den negativen Druck, der bei der Inflation und der Dunklen Energie auftritt ( aufgrund konstanter Energiedichre bei gleichzeitiger Raumausdehnung). Wahrscheinlich ist dies meinen grossen Wissenslücken in der theoretischen Physik geschuldet.
Beste Grüsse Denobio

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Dekohärenz und das Ende des Universums 13 Jul 2016 11:12 #7164

Denobio schrieb: . . .Die klassische Urknalltheorie erklärt vieles sehr gut. Man denke nur "an die ersten drei Minuten" und die Entstehung der ersten Elemente....
Das Horizontproblem ist schwerwiegend.... wir haben ja die wunderbar gleichmässige Hintergrundstrahlung. Dass alle Raumgebiete einmal mit einander in Wechselwirkung standen, erscheint mir eine zwingende Annahme, wenn man die Urknalltheorie retten will.
Da gibt es wahrscheinlich sehr wenige, wenn nicht nur eine Annahme, die das möglich macht. Eben die Inflation. . .
Beste Grüsse Denobio


Die klassische UT erlaubt eine Ausdehnung des Raumes mit ÜL-Geschwindigkeit. So gesehen kann jeder sich die Grösse des Universums vorstellen wie er will...und er hat Recht. (Wenn es konkrete Informationen dazu gibt, die beschreiben mit welcher Geschwindigkeit sich der Raum ausdehnt oder welche Faktoren verantwortlich sind für die Geschwindigkeit der Ausdehnung bitte ich um die dementsprechenden Links, Danke)
Allerdings, auch wenn der Raum sich an keine Geschwindigkeitsbegrenzung hält, die Materie darf sich nur mit max. Lichtgeschwindigkeit fortbewegen.
3 Min. nach dem Urknall konnte sich die Materie max. 3 Min. von dem Punkt aus entfernt haben an dem die Singularität ursprünglich war. In diesem Volumen(Raum), mit dem Durchmesser von 6 Lichtminuten, befand sich die gesamte Materie des Universums, die Atome beginnen sich zu bilden und spätestens mit der Entstehung der Atome setzt auch die Gravitation ein.
Da die gesamte Materie des Universums zu diesem Zeitpunkt in diesem "knappen" Raum komprimiert war muss die Dichte der Materie um ein vielfaches grösser gewesen sein als sie z.B. in den heute bekannten Schwarzen Löchern zu finden ist.
Die Relativitätstheorie verbietet eine ül-schnelle Ausdehnung der Materie. Freie intergalaktische Räume gab es damals nicht also ist es auch nicht möglich, dass die Materie vom Raum mitgerissen wurde. Die Alternative wäre, dass sich die Materie, noch in Form von Energie, im Bruchteil einer Sekunde...
( Wikipedia/Urknall/Planck-Ära:Die Planck-Ära bezeichnet den Zeitraum nach dem Urknall bis zur kleinsten physikalisch sinnvollen Zeitangabe, der Planck-Zeit mit etwa 10−43 Sekunden. Die Temperatur zu diesem Zeitpunkt entspricht der Planck-Temperatur, etwa 1032 Kelvin. Bis zu diesem Zeitpunkt gab es nach Meinung der Wissenschaftler nur eine fundamentale Kraft, die Urkraft. Bis heute gibt es keine allgemein akzeptierte Theorie für die Planck-Ära. Als mögliche Kandidaten gelten die M-Theorie und die Schleifenquantengravitation.[1][2])
...zusammen mit dem Raum sogar auf die heutige Grösse ausgedehnt haben können. Allerdings hätten wir dann heute nicht das Universum das wir haben, denn die Materie hätte sich nie zu den grossen uns bekannten Himmelskörpern zusammen finden können.

"Das Wissen von heute ist nur der Übergang vom Wissen von gestern zum Wissen von morgen"-
"Wer nur auf alten Formeln herum kaut wird nie auf neue Ideen kommen."

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Dekohärenz und das Ende des Universums 13 Jul 2016 12:28 #7165

@StFan

Ja, es gibt "konkrete Informationen" mit welcher Geschwindigkeit sich das Universum ausdehnt. Diese Informationen versteht man aber erst aus einem Zusammenhang heraus.
Dieser Zusammenhang wurde in diesem Forum schon x-mal besprochen.

Vorschlag. Arbeite die Wissensbox dieser Website durch, oder lade dir das Script einer Grundvorlesung über Kosmologie herunter.
Wikipedia-Wissen hilft in der Regel wenig.

In der Kosmologie "kommt Physik fast aller Disziplinen zusammen". Deswegen ist eine bestimmte Kompetenz nicht ohne gewisse Mühen zu erlangen.

Leicht beieinander wohnen die Gedanken. Doch hart im Raume stoßen sich die Sachen. Schiller, Wallenstein

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Dekohärenz und das Ende des Universums 13 Jul 2016 12:40 #7167

Ich weiss, dass es viel zu lesen gibt in der Wissensbox, das war nicht meine Frage.
Ich hätte es mir gerne von jemandem erklären lassen, mit wieviel ÜLGeschwindigkeit der Raum sich ausdehnt oder welche Faktoren diese Geschwindigkeiten bestimmen.
Kannst du mir das bitte erklären, es würde andere sicher auch interessieren...

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Dekohärenz und das Ende des Universums 13 Jul 2016 12:54 #7169

Nach dem Hubblegesetz hängt die Ausdehnungsgeschwindigkeit eines von uns entfernten Raumpunktes von der Entfernung dieses Punktes von uns ab.

Danach wächst die Ausdehnungsgeschwindigkeit linear mit der Entfernung.

Wenn also die Ausdehnungsgeschwindigkeit mit der Entfernung wächst, kann man sich vorstellen, dass man mit wachsender Entfernung von uns einen Ort findet, an dem sich der Raum (gegenüber uns ) gerade mit Lichtgeschwindigkeit ausdehnt.

Für einen Beobachter, der sich z.B. auf halber Strecke zwischen uns und dem besagten Punkt befindet, dehnt sich der Raum am selben, nicht so ganz fernen Punkt natürlich langsamer aus, da dieser Punkt für diesen Beobachter ja viel weniger weit entfernt ist als von uns.

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Dekohärenz und das Ende des Universums 13 Jul 2016 14:27 #7170

Das Hubblegesetz lautet

v = Ho * d mit der Fluchtgeschwindigkit (oder besser Expansionsgeschwindigkeit) v und der Entfernung d und der Hubble-Konstanten Ho

Ho hat heute, also in unsrer Epoche, die Größe von ca. 70 km/s pro Mergaparsec.
1Megaparsec ist ein Weg von 3,26 Mio Lichtjahren.
Also nimmt die Expansionsgeschwindigkeit pro 1 Mio Lichtjahre um ca. 21,4 km/sec zu. Eigentlich gar nicht soviel? Oder?

Bei welcher Distanz haben wir dann Lichtgeschwindigkeit erreicht? Wir setzen in der obigen Gleichung v = c und können ausrechnen,
dass diese (Lichtgeschwindigkeit) bei der (mitbewegten) Distanz von d = c/Ho= 300.000 km/sec / 21,2 km/sec * 1 Mio LJ = ungefähr 14 Milliarden LJ erreicht ist.

Diese Entfernung nennt man auch Hubble-Radius.

Ist das so für dich ok, StFan ?

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Dekohärenz und das Ende des Universums 13 Jul 2016 16:14 #7171

Ich finde es sehr interessant auf eigene Beiträge zur antworten, da ich gern Spamme und jeder wo damit nicht einverstanden ist gilt als: urknall-weltall-leben.de/urknall-weltall...0-forumsproblem#7122 Sehr Interessante Vorgehensweise.

Zum Thema es wird von einer Hubble-Konstante gesprochen die jedoch sehr vom Betrachter abhängig ist. Also ist es doch mit einer großen Relativität verbunden, was jetzt? das eine oder das andere? Ist es Relativ oder doch in jeder Hinsicht Konstant?

Ja ich kann alles, sogar definieren was ich nicht kann.

Man muss noch Chaos in sich haben, um einen tanzenden Stern gebären zu können.
**Der Friedrich**

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Dekohärenz und das Ende des Universums 13 Jul 2016 16:22 #7172

Nein, die Hubble-Konstante ist nicht vom Betrachter abhängig.
Nein, die Hubble-Konstante hat mit Relativität nichts zu tun.
Ja, Chris, da musst du was falsch verstanden haben.

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Dekohärenz und das Ende des Universums 13 Jul 2016 16:40 #7173

www.spacetelescope.org/static/archives/r...papers/heic1611a.pdf
......ok? oder? was jetzt?.... Ich hab was falsch verstanden? Dann bezeichne ich diese 2.4% halt als Dogma-Änderung.

Gruß Chris

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Dekohärenz und das Ende des Universums 13 Jul 2016 17:07 #7174

Chris,
jetzt verstehe ich, was du meinst. Das war bei deinem vorigen Beitrag beim besten Willen nicht herauszulesen.

Die Arbeit sagt, dass man die Hubblekonstante mit einer Genauigkeit von 2,4 % bestimmt hat und man hat damit, im Vergleich zu vorherigen Arbeiten, die Genauigkeit verbessert. Jede Messung ist mit Meßfehlern behaftet. Du kennst ja die Fehlerbalken, die bei manchen Messkurven mit angegeben sind.

Einen noch größeren Unterschied hat der in der Arbeit angegebene und somit neu bestimmte Wert im Vergleich zu dem, was man mit Plank gemessen hat.
Da sucht man noch nach sogenannten systematischen Fehlern oder anderen physikalischen Einflüssen, die man noch nicht so kennt.
Aber es bleibt, Hubble wird in unsrer Epoche (also plus minus ein paar Millionen Jahre) als Konstante angesehen, die wir aus den bisherigen Experimenten mit einer gewissen Genauigkeit kennen und die Konstante hat nichts "Relatives" an sich, außer dass sie in früheren Zeiten einen anderen Wert hatte.

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Dekohärenz und das Ende des Universums 13 Jul 2016 20:20 #7176

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Hallo Denobio,


Denobio schrieb:
Die klassische Urknalltheorie erklärt vieles sehr gut. Man denke nur "an die ersten drei Minuten" und die Entstehung der ersten Elemente....
Das Horizontproblem ist schwerwiegend.... wir haben ja die wunderbar gleichmässige Hintergrundstrahlung. Dass alle Raumgebiete einmal mit einander in Wechselwirkung standen, erscheint mir eine zwingende Annahme, wenn man die Urknalltheorie retten will.
Da gibt es wahrscheinlich sehr wenige, wenn nicht nur eine Annahme, die das möglich macht. Eben die Inflation.

Eine glänzende Hypothese! Mehr nicht? Wahrscheinlich nicht. Aber die einzig Überzeugende zum jetzigen Augenblick.


Ein "game changer" ist laut Definition ( Merriam-Webster ) :a newly introduced element or factor that changes an existing situation or activity in a significant way.
Eine Theorie der Quantengravitation, wenn es sie denn irgendwann endlich gibt, wird für die Kosmologie mit Sicherheit zum game changer werden.
Gerade was die Anfangszeit des Universums angeht, halte ich eine solche Theorie für eine unabdingbare Voraussetzung, um überhaupt sinnvoll nachdenken zu können.

Was sich von der Urknalltheorie dann noch wird retten lassen? Keine Ahnung.
Ich will gar keine Theorien retten. Ich will die Natur verstehen.

Und was die Inflationstheorie angeht: Es gibt Theorien, da liegt das Verständnisproblem nicht auf Seiten derer, die sie nicht verstehen können, sondern vielmehr auf Seiten derer, die glauben, sie tatsächlich verstanden zu haben.

Gruß,
Lulu

Wer mit hinreichendem Denkvermögen analysieren könnte, unter welchen Bedingungen die Erfahrung überhaupt möglich ist, der müsste zeigen können, dass aus den Bedingungen bereits alle allgemeinen Gesetze der Physik folgen. Die so herleitbare Physik wäre gerade die vermutete einheitliche Physik. (Carl Friedrich von Weizsäcker, 1967)

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Dekohärenz und das Ende des Universums 13 Jul 2016 20:30 #7177

Auch eine Theorie der Quantengravitation hätte das Problem, dass sie unter den Bedingungen der ersten Millisekunden oder noch früher experimentell nicht überprüfbar wäre. Daher warne ich hier vor zu hohen Erwartungen.

Nicht extra gekennzeichnete Beiträge sind normale private Beiträge. Sie sollten genauso diskutiert und kritisiert werden wie alle anderen Beiträge auch.

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