Die Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantentheorie

Arrakai schrieb:Es entsteht permanent neuer Raum.

Das ist schon ziemlich verrückt, wenn man drüber nachdenkt.
Es widerspricht komplett unserer Alltagserfahrung.
"Raum", was ist das?

Mir scheint es manchmal so, als wenn das Universum so eine eingebaute Sicherung gegen Kompletterkenntnis besitzt.
Je mehr wir versuchen, hineinzuforschen, desto diffuser und schwieriger wird es, e.g. Unschärferelation, Punktförmigkeit von Teilchen, Kräfte (Teilchenbeschleuniger), Zeitdilatation am SL ...

stefan33 schrieb:"Raum", was ist das?

Dto. Materie und Energie ... wenn man sich das genau ansieht, ist da eigentlich fast nicht Greifbares. Wobei das natürlich in die philosophische Betrachtungsweise geht und keine naturwissenschaftliche ist. Aber nach dem, was ich so erfahren habe, ist es, laienhaft formuliert, schon auf Teilchenebene so leer, dass man sich fragen muss, wie dabei Massen mit ihren Effekten zustande kommen sollen und/oder unser Weltbild komplett verschroben ist. Aber okay, wir messen ja Effekte von Energie. Es muss ja etwas Greifbares dabei zustande kommen ... Den Vortrag, der das alles drastisch vor Augen führt, habe ich leider gerade nicht mehr präsent. Ist eh nur ein unqualifizierter Einwurf von der Seitenlinie. ;)

Nemon schrieb:schon auf Teilchenebene so leer, dass man sich fragen muss, wie dabei Massen mit ihren Effekten zustande kommen sollen und/oder unser Weltbild komplett verschroben ist.

Nun volumentechnisch gesehen besteht eine Eisenkugel aus 99,9% "Nichts". All die Masse kommt von den 0,1% Teilchen innerhalb dieses Nichts :D

JoschiX schrieb:All die Masse kommt von den 0,1% Teilchen innerhalb dieses Nichts

Na ja, und wenn man sich die genau ansieht, lösen sie sich auch quasi in Luft auf :shrug: ;)

Wie schon Grönemeyer sang: "Massen haben's schwer, nehmen es leicht"

@Peter0167:

In Raumarealen mit erheblich ausgedünnter Masse/Energiedichte haben wir einen in Relation zu unserem Messort eine sehr geringe Raumzeitkrümmung mit beschleunigter Raum/Zeitdehnung. Analog zur Situation des Urknalls vor 13,82 milliarden Jahren. Darau kann gefolgert werden, dass es in einem unendlichen Raum zu kaskadiert wellenartigen Raum/Zeitdehnungsbeschleunigungen allein dadurch kommen kann, dass wir in diesen Bereichen eine kaum vorhandene Raumzeitkrümmung haben.

Gemeint ist hiermit, dass sich abgesehen von Galaxien und Masse(bspw. Kugelsternhaufengalaxien)/Energieclustern(bspw. Energieentladungen von expl. Supernovae) , die durch ihre komplexe aber regionale begrenzte Gravitationswirkung auch nur eine regional begrenzte RZ-Krümmung mit rel. verlangsamtem Raum/Zeitvektor bewirken, die sie umgebenden massearmen Zwischenräume durch die dort herrschenden geringen Raumzeitkrümmungen einen beschleunigten Raum/Zeittensor aufweisen.

Diese Raum/Zeitdehnung ist entsprechend der ART beschleunigt. Zeitverlauf und Raumvolumen werden gedehnt. Dies erfolgt immer lokal bezogen auf die jeweilige Masse/Energieverteilung im betrachteten Raumsektor.
Addiert man diese unterschiedlichen Raum/Zeit-tensoren (Vektoren) dann bekommt man bei einer "Entfernungsbetrachtung" über eine
Betrachtungsstrecke von 13,4 Milliarden LJ ja eine aus diesen unterschiedlichen Sektoren zusammengesetzte "Gesamtbetrachtung" .

Damit ist auch ein Hubbleparameter- je nach 3D-Blickrichtung über unterschiedliche Raumsektoren gepeilt- unterschiedlich groß, da die Beschleunigung "durch" die unterschiedlich summierten Gravitationscluster und die jeweils Masse(freien)armen Betrachtungsrichtungen nie dieselbe Gesamtlaufzeit der Entfernungs/Beschleunigungsmessung erbringt.

Für viele, die sich mit der Stringtheorie beschäftigen, ist eine spezielle Dualität ausgesprochen interessant. Sie legt nahe, dass der Raum selbst emergent ist. Die Idee entstand 1997, als Juan Maldacena vom Institute for Advanced Study in Princeton eine gut verstandene Quantentheorie namens konforme Feldtheorie (CFT) mit einer ungewöhnlichen Art von Raumzeit verknüpfte, dem Anti-de-Sitter-Raum, kurz AdS-Raum. Auf den ersten Blick scheinen die beiden Modelle grundverschieden zu sein. Die CFT enthält keinerlei Schwerkraft, während im AdS-Raum die Relativitätstheorie gilt. Dennoch können beide Welten auf eine gemeinsame Weise beschrieben werden. Die Entdeckung der »AdS/CFT-Korrespondenz« verband eine Quantentheorie mit einem hypothetischen Universum mit Gravitation.

Quelle: https://www.spektrum.de/news/quantengravitation-woraus-besteht-die-raumzeit/2007706

Nehmen wir nun hierzu die Vorstellung einer dualen Wechselwirkung zwischen einem Anti-de-Sitter Raum (dunkle Energie) und unserem de Sitter Raum (unser beobachtbares) Universum an, dann ergibt sich in der makroskopischen Betrachtung der Raumzeit (nach ART) eine RZ-Krümmung unter Masse/Energiedichte und auf der anderen Seite der "Raum-Zeitmembran" im anti-de-Sitter "Quantenraum" eine Antikrümmung des RZ-Tensors. Die im de-Sitter Raum auftauchenden und wieder verschwindenden "Quanten-Teilchen" stellen die Grenzschicht beider Räume zueinander dar.
Summa summarum: je geringer die massebdingte RZ-Krümmung global auf das Raumvolumen (Universum) auswirkt, je mehr dehnt sich der Raum dazwischen aus > Hubble-Parameter wird größer (Beschleunigung).

Als Theoremüberprüfung böte sich eine vergleichende Hubbleparameterpeilung in verschiedenen 3D-Richtungen an, die explizit die Hintergrundanomalien fokussiert. Aufgrund unterschiedlicher Massedichtesektoren könnte hier ein Vergleich der Fluchtgeschwindigkeit
in Relation zur Massegesamtverteilung in der Peil/Messrichtung gemäß:

Das Verhältnis des Hubble-Parameters zum heutigen Wert wird als Expansionsfaktor angegeben und kann auch anhand der jeweiligen Gesamtdichte ρ ( t ) {\displaystyle \rho (t)} berechnet werden. Dieser Zusammenhang ist die Friedmann-Gleichung in allgemeiner Form:

verglichen werden. Inhomogene Laufzeiten würden dann auf eine geringere RZ-Krümmung wegen geringerer Masseansammlung in der Meßrichtung hinweisen.

Quelle: Wikipedia: Hubble-Konstante

JoWe schrieb:einen beschleunigten Raum/Zeittensor aufweisen.

Was soll ein beschleunigter Tensor sein? Und welchen meinst du überhaupt mit „Raum/Zeittensor“?

JoWe schrieb:Addiert man diese unterschiedlichen Raum/Zeit-tensoren (Vektoren)

Tensoren sind keine Vektoren sondern, nun ja, Tensoren.

JoWe schrieb:Damit ist auch ein Hubbleparameter- je nach 3D-Blickrichtung über unterschiedliche Raumsektoren gepeilt- unterschiedlich groß, da die Beschleunigung "durch" die unterschiedlich summierten Gravitationscluster und die jeweils Masse(freien)armen Betrachtungsrichtungen nie dieselbe Gesamtlaufzeit der Entfernungs/Beschleunigungsmessung erbringt.

Wenn Astronomen messen, dann rechnen sie die störenden Effekte natürlich schon jetzt bestmöglich raus.

JoWe schrieb:Nehmen wir nun hierzu die Vorstellung einer dualen Wechselwirkung zwischen einem Anti-de-Sitter Raum (dunkle Energie) und unserem de Sitter Raum (unser beobachtbares) Universum an

Ein materiefreies, durch dunkle Energie dominiertes Universum ist de Sitter und nicht anti-de Sitter. Und wie kommst du auf die Idee, dass es zwei „Räume“ gäbe (was soll das überhaupt sein, ein Raum?) und dass diese wechselwirken?

JoWe schrieb:dann ergibt sich in der makroskopischen Betrachtung der Raumzeit (nach ART) eine RZ-Krümmung unter Masse/Energiedichte und auf der anderen Seite der "Raum-Zeitmembran" im anti-de-Sitter "Quantenraum" eine Antikrümmung des RZ-Tensors

Makroskopisch betrachtet beobachten wir annähernd FLRW. Sollte es eine Krümmung geben, dann wäre das makroskopisch gesehen auch keine Raumzeitkrümmung, sondern eine Raumkrümmung. Die Raumzeitkrümmung ist ein lokales Phänomen. Und "ein anti-de-Sitter Quantenraum" ergibt keinerlei Sinn, genauso wenig eine "Raum-Zeitmembran", was sollte das auch sein?

@Arrakai : Bin nach 5 Tagen Dienstreise zurück.

Dateianhang: ART und QT.docx (15 KB)

Nehmen wir das Inflationsmodell mit seinem Inflatorfeld, dann sprechen wir bis zur Bildung von gravitativ wirkenden Masseclustern von einem klassischen de-Sitter-Raum (nach der SRT 3D ohne Zeitemergenz). *
Mit Ausbildung von massetragenden Gravitationselementen (Planetenbildung/Galaxienbildung) verändert sich der bisherige de-Sitter-Raum zu einem AdS-Raum. Hier ist von einer Emergenz der Zeit in Verlaufsrichtung Entropiezunahme auszugehen. Die entscheidende Interpretation ist aber doch: ist

1. dieser AdS-Raum jeweils begrenzt auf den Einflußbereich der jeweiligen Gravitationselemente, oder muß

2. der gesamt Raum (Universum) jetzt als AdS-Raum gewertet werden?

Wenn 1. zutrifft, haben wir einen zusammengesetzten Raum mit ineinander übergehenden dS und AdS Arealen unterschiedlicher "Zeitzonen" und Raumausdehnungen.
Wenn 2. zutrifft, ist der gesamte Raum ein homogener AdS-Raum mit Zeitlinearität.

Nach der dBB-Theorie und der Wheeler-de-Witt Gleichung, formuliert in Bezug auf den Ansatz zur Loop-Quantengravitation wird auf eine quantisierte Raum- Zeit hin orientiert. Der Hamilton-Operator beschreibt die dynamischen Eigenschaften des Systems. Nach neuerer
Interpretation kann dabei sogar der Hubble-Parameter ohne DE auskommen.

* Anmerkung: die neuesten Messergebnisse des JWT zeigen aber in einem Abstand von 13.4 Milliarden LJ erstaunlicherweise Galaxien und Massecluster mit > 100 Milliarden Sternen! Wie können die (incl. supermassereiche schwarze Löcher ) in den nur 800 Mio-Jahren seit Inflationsbeginn vor 13.8 Milliarden Jahren dort schon entstanden sein???

JoWe schrieb:Dateianhang: ART und QT.docx (15 KB)

Was soll das für eine Grafik in dem Dokument sein? Hast du das selbst erstellt? Es ergibt jedenfalls wenig Sinn. Vektoren befinden sich ncht "auf Tensorfeldern", Vektoren sind einfach Tensoren erster Stufe. Was denkst du, ist ein Tensorfeld?

JoWe schrieb:Nehmen wir das Inflationsmodell mit seinem Inflatorfeld, dann sprechen wir bis zur Bildung von gravitativ wirkenden Masseclustern von einem klassischen de-Sitter-Raum (nach der SRT 3D ohne Zeitemergenz).

Was soll "Zeitemergenz" sein?

Der de-Sitter-Raum ist eine maximal symmetrische Vakuumlösung der SRT. D.h. er ist komplett frei von baryonischer und dunkler Materie, es existiert lediglich dunkle Energie in Form einer positiven kosmologischen Konstante. Das entspricht einer FLRW-Metrik mit k = 1. Mit einem fast-FLRW Modell kann das Universum gut beschrieben werden, wenn man es auf großen Skalen als isotrop und homogen annimmt.

JoWe schrieb:Mit Ausbildung von massetragenden Gravitationselementen (Planetenbildung/Galaxienbildung) verändert sich der bisherige de-Sitter-Raum zu einem AdS-Raum.

Ein Anti-de-Sitter-Raum ist ein unendlich großer, hyperbolisch gekrümmter Raum, der überall exakt gleich aussieht. Er bildet überhaupt nichts ab, was es in unserer Realität gibt.

JoWe schrieb:Wenn 1. zutrifft, haben wir einen zusammengesetzten Raum mit ineinander übergehenden dS und AdS Arealen unterschiedlicher "Zeitzonen" und Raumausdehnungen.

Der AdS-Raum kann nicht begrenzt sein, da er hyperbolisch gekrümmt ist. Alleine, dass de Sitter endlich und anti de Sitter unendlich ist, sollte zeigen, dass das eine nicht in das andere übergehen kann bzw. dass beides nicht nebeneinader existieren kann. Mal ganz abgesehen von den anderen kuriosen Eigenschaften, die ein anti-de-Sitter-Raum hat.

JoWe schrieb:Wenn 2. zutrifft, ist der gesamte Raum ein homogener AdS-Raum mit Zeitlinearität.

Trifft auch nicht zu, von daher erübrigt sich die Schlussfolgerung. Wie gesagt, anti-de Sitter ist in der Natur nicht realisiert.

JoWe schrieb:Nach der dBB-Theorie und der Wheeler-de-Witt Gleichung, formuliert in Bezug auf den Ansatz zur Loop-Quantengravitation wird auf eine quantisierte Raum- Zeit hin orientiert. Der Hamilton-Operator beschreibt die dynamischen Eigenschaften des Systems. Nach neuerer
Interpretation kann dabei sogar der Hubble-Parameter ohne DE auskommen.

Ergibt für mich keinen Sinn, das müsstest du wohl etwas detaillierter ausführen, wenn du darüber diskutieren möchtest.

@Arrakai:
anbei nun den vollständigen Anhang:

Original anzeigen (0,2 MB)

Es soll eine Entfernungsmessung in eine definierte Raumpeilung dargestellt werden, die über 3 massearme(freie) interstellare Meßstrecken und 4 zwischengelagerte Massecluster mit unterschiedlich einwirkender RZ-Krümmung verlaufen. Es ergibt sich bei definierter V (p) max < 300.000 km/sec. jeweils durch die interstellare Fluchtgeschwindigkeiten der Raumausdehnung (zur Peripherie des Betrachtungshorizontes jeweils zunehmend) und durch die massebedingten, dazu unterschiedlichen Raum/Zeitkrümmungen eine summierte Rotverschiebung. Als Messfehler-Bias werden aber die zusammengesetzten Laufzeiten im Rahmen einer Gesamtverschiebung der Wellenlänge gewertet.
z.B.

Hat sich z.B. die Wellenlänge des Lichtes auf dem Weg von der aussendenden Galaxie zur Erde durch die Ausdehnung des Raumes verdoppelt, so ist λ b e o b a c h t e t = 2 ⋅ λ 0 . Die Rotverschiebung beträgt also z = 2 ⋅ λ 0 λ 0 − 1 = 1 .

Quelle: https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&q=rotverschiebung

Haben wir dazwischen aber mehrfache Massecluster mit unterschiedlicher RZ-Krümmung (z.B. Messung über Gravitationslinsen) müssten bei der Gesamtbetrachtung diese unterschiedlichen Laufzeiten der V(p) zu unserer Relativzeit doch wohl beachtet werden, oder irre ich mich da?

Zu AdS/dS und dBB-Theorie und der Wheeler-de-Witt Gleichung möchte ich folgenden Artikel zum Thema beifügen:

de Sitter Relativity: a New Road to Quantum Gravity?
R. Aldrovandi and J. G. Pereira
Instituto de F´ısica Te´orica, Universidade Estadual Paulista
Rua Pamplona 145, 01405-900 S˜ao Paulo, Brazil
Abstract The Poincar´e group generalizes the Galilei group for high–velocity kinematics. The de
Sitter group is assumed to go one step further, generalizing Poincar´e as the group governing high–
energy kinematics. In other words, ordinary special relativity is here replaced by de Sitter relativity.
In this theory, the cosmological constant  is no longer a free parameter, and can be determined
in terms of other quantities. When applied to the whole universe, it is able to predict the value of
 and to explain the cosmic coincidence. When applied to the propagation of ultra–high energy
photons, it gives a good estimate of the time delay observed in extragalactic gamma–ray flares. It
can, for this reason, be considered a new paradigm to approach the quantum gravity problem.

und in Bezug zur Frage der Dimensionalität das Randall-Sundrum-Modell 2 aus Wikipädia:

JoWe schrieb:Haben wir dazwischen aber mehrfache Massecluster mit unterschiedlicher RZ-Krümmung (z.B. Messung über Gravitationslinsen) müssten bei der Gesamtbetrachtung diese unterschiedlichen Laufzeiten der V(p) zu unserer Relativzeit doch wohl beachtet werden, oder irre ich mich da?

Mal deinen Anhang außer Acht gelassen. Die Antwort auf deine Frage ist: Nein, das muss man nicht beachten. Jedes Gravitationspotential, in das das Licht eintaucht, muss es ja auch wieder verlassen. Die beiden Effekte heben sich auf. Herausrechnen muss man vor allem das, was in unmittelbarer Nähe von uns liegt (das Gravitionspotential der Milchstraße wird das Licht nicht mehr verlassen können, bevor wir seine Eigenschaften messen).

JoWe schrieb:Zu AdS/dS und dBB-Theorie und der Wheeler-de-Witt Gleichung möchte ich folgenden Artikel zum Thema beifügen:

In dem Abschnitt steht nicht viel drin. Allerdings hat die de Sitter Relativity nach meinem Verständnis (kurze Recherche) überhaupt nichts mit einem anti-de Sitter-Raum zu tun, oder? Und was die De-Broglie-Bohm-Theorie mit der Raumzeit zu tun haben soll, erschließt sich mir nicht. Mit Quantengravitation hat die jedenfalls nichts zu tun.

JoWe schrieb:und in Bezug zur Frage der Dimensionalität das Randall-Sundrum-Modell 2 aus Wikipädia:

Von Branenkosmologie halte ich nicht viel. Man hat weder in der kosmischen Hintergrundstrahlung noch am LHC Belege gefunden (zumindest konnte man einige Alternativen damit sicher ausschließen).

Die Mathematik verstehe ich allerings überwiegend nicht, die Stringtheorien sind diesbezüglich einfach zu komplex für Normalsterbliche wie mich. Allerdings hat sich die Stringtheorie in ihrerer aktuellen Form eh ziemlich totgelaufen. Das sieht mittlerweile sogar Prof. Susskind so, hatte ich in irgendeinem Beitrag vor kurzem schon mal geschrieben.

We live in the wrong kind of world to be described by string theory. No physicist has ever won a big prize for string theory. I can tell you with absolute certainty that it is not the real world that we live in. So we need to start over.

Quelle: https://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/?p=14200

@Arrakai: zunächst Danke für Deine Antworten.

Arrakai schrieb:Mal deinen Anhang außer Acht gelassen. Die Antwort auf deine Frage ist: Nein, das muss man nicht beachten. Jedes Gravitationspotential, in das das Licht eintaucht, muss es ja auch wieder verlassen. Die beiden Effekte heben sich auf. Herausrechnen muss man vor allem das, was in unmittelbarer Nähe von uns liegt (das Gravitionspotential der Milchstraße wird das Licht nicht mehr verlassen können, bevor wir seine Eigenschaften messen).

Dennoch würde ich gerne nachhaken mit der Frage , ob unterschiedliche Fluchtgeschwindigkeiten bedingt durch die jeweiligen Raumausdehnungen, die ja, je weiter wir in die Peripherie von Entfernungsmesungen gelangen, um so ausgeprägter sind: Die Raumausdehnung und damit auch die Fluchtgeschwindigkeit als Hubble-Konstante nmmt dort im Vergleich zu weniger weit entfernten
ja zu.
Wenn das so richtig ist, haben wir es doch entlang der gepeilten Messtrecke mit einer insgesamt gemittelten Fluchtgeschwindigkeit als
Mass der Raumausdehnung als Abstandsveränderung zu tun. Wobei wir innerhalb dieser Messung die einzelnen Fluchtgeschwindigkeiten aber nicht jeweils einzeln betrachten/messen können.
Bei Inhomogenitäten im Hintergrund des Universums mit unterschiedlich verteilten Massenkonzentrationen und freien Räumen hingegen müssten sich durch hierdurch bedingte Unterschiede der Fluchtgeschwindigkeiten logischerweise auch unterschiedliche Werte für die Hubblekonstante ergeben, wie ja auch gemessen wurde :

Das Hubble-Problem

Wenn man Entfernung und Geschwindigkeit von Galaxien bestimmt, werden Informationen genutzt, die aus dem späten Universum stammen. Bei der Messung der Hintergrundstrahlung liegen hingegen Daten aus dem frühen Universum vor. Und hier kommt die schlechte Nachricht: Im ersten Fall erhält man einen Wert für die Hubble-Konstante, der bei zirka 73 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec liegt; im zweiten Fall ergibt der Wert ungefähr 67 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec. Ein kleiner Unterschied, könnte man meinen. Tatsächlich sind die Messungen aber sehr genau – und zwar so sehr, dass sich die Diskrepanz nicht allein durch Ungenauigkeiten erklären lässt. Die Daten aus dem späten Universum liefern konsistent niedrigere Werte für H0 als die aus dem frühen Universum.

Quelle: https://www.spektrum.de/kolumne/hubble-konstante-wenn-der-kosmos-die-kosmologie-trollt/2200951