Kosmologie und Grenzfragen
Diskussionsforum
Hier werden Beiträge, die mir in email Form zugehen, veröffentlicht.
Es darf prinzipiell alles diskutiert werden - für die einzelnen Seiten sind sowieso die Schreiber und nicht ich verantwortlich.
Die Seiten decken sich daher keineswegs mit der Meinung von MM-Physik oder speziell mit meiner Meinung (P.Krahmer). Von astrologischen oder gar gewerbsmäßig- esoterischen Zuschriften bitte ich Abstand zu nehmen, da ich diese nicht veröffentliche. Dieses Forum wurde durch die Diskussionsteilnehmer nach einem Referat "Das anthropische Prinzip" in der Volkssternwarte - Stadt Hof angeregt.
Physik-Forum bei WWW.SCHULPHYSIK.DE
Da kann jeder gleich selbst kommentieren. Längere Beiträge gebe ich aber gerne nach wie vor auf diese Seite:

Thema 1: Omega-Punkt Theorie
Tiplers Omega-Punkt Theorie in der Kritik
Ein Brief aus Indien zu Tipler - von Albrecht Wolf 15. Okt. 1997
Ein Brief aus Österreich zu Tipler - von René Alexander Krywult 18. Jan. 2000
Ich sehe Tipler auch immer kritischer, aber Bestseller war nun mal Tiplers Buch und dieses Form glänzt mit nur zwei kritischen Beiträgen in mehr als zwei Jahren. Wir Menschen scheinen sehr eigenartig zu denken und zu handeln.
P.Krahmer

Thema 2: 4d Problem
Warum ist unser Universum (Raum-Zeit-Gefüge) 4dimensional. Dazu bitte sie Site von Vladimir Trifonov aufrufen
4d Problem - Monocosmos

Thema 3: Masse der virtuellen Teilchen
In der AG-Astrophysik der Olbers-Gesellschaft Bremen ist eine Frage entstanden, die vielleicht auch
einen größeren Kreis von Hobby-Astronomen interessieren könnte.
Liefert die Masse der virtuellen Teilchen, die im Quantenvakuum laufend kurzzeitig erzeugt werden,
einen Beitrag zur "dunklen Materie" ? Gibt es hierbei einen Zusammenhang mit der kosmologischen Konstanten ?
Wer kennt Literaturhinweise ( oder vielleicht sogar die Antwort ) ?
Mit freundlichen Grüßen
Hans-Joachim Scholz
Olbers-Gesellschaft Bremen, AG-Astrophysik
email direkt an hans-jscholz@primus-online.de oder krahmer@t-online.de für dieses Forum

Diskussionsforum Kosmologie: Masse der virtuellen Teilchen und dunkle Materie
Date: Fri, 8 Oct 1999
From: kobel <kobel.at.home@uni-bonn.de>
Organization: uni bonn

Lieber Herr Scholz, Herr Krahmer
Dies wird tatsaechlich oft missverstanden: Auch fuer die Produktion virtueller Teilchen gilt der Energieerhaltungssatz. Die teilchen werden nur virtuell genannt, weil sie in einem ungemessenen Zwischenzustand vorkommen, und daher z.B. ihre Masse auch beliebig weit von ihrer Ruhmasse ("on-shell Masse") entfernt sein kann. Wenn also reelle Teilchen virtuelle Teilchen abstrahlen, verlieren sie dabei genau den Energiebetrag, den das virtuelle Teilchen traegt. Die Gesamtmasse des Universums nach E=m*c^2 bleibt dabei unveraendert. Gleiches gilt fuer Vakuum Fluktuationen. Hier verliert das Vakuum kurzzeitig die in Form der virtuellen Teilchen abgestrahlte Energie. Leider ist dies also kein Beitrag zur dunklen Materie.
Viele gruesse
Michael Kobel
Prof. Michael Kobel
kobel.at.home@uni-bonn.de
Tel 02244/912732
Fax 02244/912730

Gravitationswirkung virtueller Teilchen
Date: Sat, 9 Oct 1999
From: "Hans-Joachim Scholz" <hans-jscholz@debitel.net>
Lieber Herr Prof. Kobel, lieber Herr Krahmer
vielen Dank für Ihre Antwort zum Problem, ob virtuelle Teilchen Gravitationswirkung haben. Sie haben mich überzeugt, dass die Masse eines Elektrons, das ein virtuelles Photon emittiert und anschliessend wieder absorbiert, um genau die (unbestimmte) Masse des ausgesandten virtuellen Photons abnimmt, so daß sich die Gravitationswirkung insgesamt nicht ändert. Dies folgt aus der Erhaltung des 4-Impulses am Vertex eines Feynman-Graphen, z.B. eines Selbstenergie-Graphen. Insbesondere bleibt dabei die 0-te Komponente des 4-Impulses, also die Energie, erhalten. Diese Energie entspricht der Masse, die Gravitation erzeugt.
Könnten Sie mir bitte einen Literaturhinweis geben, wo das gleiche Problem für die Entstehung eines virtuellen Elektron-Positron Paares geschildert ist ?
Wie beschreibt man denn (analog zum Selbstenergiegraphen) die "einlaufende Linie" des Vakuums mit dem Grundzustand |0> ?
Setzt sich die T00-Komponente des Energie-Impuls-Tensors auf der rechten Seite der Einsteinschen Gleichungen aus drei Anteilen zusammen: einen positiven für das Elektron (m), einen positiven für das Positron (m) und einen negativen ( -2m ) für das Vakuum ?
Oder ist es so, wie es mancherorts zu lesen ist, dass das Teilchen eine positive Masse und das
- physikalisch vorwärts in der Zeit laufende - Antiteilchen ein negative Masse besitzt? ( wohl nicht ).
Das häufige Missverständnis, von dem Sie sprechen, kommt wohl daher, dass in vielen populären Darstellungen der Vorgang der Bildung virtueller Teilchen wie folgt beschrieben wird:
Nach der Heisenbergschen Unschärferelation dt dE >= h soll es kurzzeitig erlaubt sein, den klassischen Energiesatz zu "verletzen", wobei die virtuellen Teilchen aus dem Nichts heraus einen "Heisenbergkredit" erhalten,
den sie aber gleich wieder zurückzahlen müssen. Nach Ihrer Darstellung, die mir besser gefällt, bleibt aber der Energiesatz auch bei der Bildung virtueller Teilchen erhalten: Das Vakuum gibt Energie an die virtuellen Teilchen ab. Würde es dann, einzeln betrachtet, "Antigravitation" erzeugen, die die Gravitation der virtuellen Teilchen mit ihren beiden positiven Massen wieder aufhebt ?
Viele Grüße
Hans-Joachim Scholz

Inertialsysteme - Jürgen fragt alle Physiker
Datum: Thu, 14 Sep 2000 00:19:15 EDT
Von: XSch302025@aol.com
An: krahmer@physiker.com

Mich würde mal die Stellungnahme eines Physikers zu folgendem Gedankengang interessieren:
Angenommen man betrachtet von einem Inertialsystem aus die Bewegung eines Photons im Vakuum. Dann ließe sich ja ein lichtschnelles weiteres Inertialsystem konstruieren, in dessen Ursprung das Photon ruht. Natürlich pflanzt sich Licht in jedem Bezugssystem mit Lichtgeschwindigkeit fort, von uns aus betrachtet, die wir jetzt mal im "ruhenden" Inertialsystem uns befinden, kommt es aber im lichtschnell bewegten Bezugssystem zu einer maximalen Zeitdilatation, daß heißt die Zeit
steht in diesem System für uns still, vergeht keine Zeit (natürlich wieder nur für uns), findet auch bei noch so großer Geschwindigkeit keine Bewegung statt. Also ist schon mal der Ansatz gerechtfertigt, den Ursprung des lichtschnellen
Koordinatensystems "in" das Photon zu legen. In seiner Eigenzeit bewegt sich das Photon dann natürlich wieder mit Lichtgeschwindigkeit. Bleibt für uns die Zeit des Photons stehen, müsste dieses dann im Umkehrschluss jeden einzelnen
Zeitpunkt des Ruhsystems doch als gleichzeitig erfahren. Es gäbe somit keinen Unterschied von Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft im Ruhsystem vom lichtschnellen System aus betrachtet. Gleichzeitig kommt es zu einer maximalen Lorentzkontraktion in Bewegungsrichtung, für das Photon erscheint die Länge in Bewegungsrichtung als zu Null, zu einem Punkt kontrahiert. Was für uns dann die Gerade wäre, entlang der sich das Photon in der Zeit des Ruhsystems bewegt, ist für das Photon eine einzige Koordinate zu einem bestimmten Zeitpunkt in seiner Eigenzeit. Das spricht ebenfalls für die
Gleichzeitigkeit: Ist das Photon an eben diesem Punkt, ist es ja an jedem Punkt dieser Gerade ( die natürlich nur im Ruhsystem eine Gerade ist ) , da es sich ja bei Punkt im lichtschnellen System und Gerade im Ruhsystem bloß um bezugssystemabhängigen Betrachtungen ein und der selben Sache handelt.
Um es nochmals zusammen zufassen:
Das Photon erfährt Ereignisse, die im Ruhsystem hintereinander passieren, als gleichzeitig.
Jetzt betrachtet man ein quantenphysikalisches Objekt, beispielsweise ein Elektron.
Der Ort sei zu einem bestimmten Zeitpunkt bekannt, der Impuls entsprechend nicht.
Wenn ich mich nicht irre, lassen sich dann für die Koordinaten des Elektrons nach einer gewissen Zeit nur Wahrscheinlichkeitsangaben machen. Das heißt, das die "Zukunft" des Elektrons nicht streng determiniert ist, sie lässt sich
allenfalls anhand der Gammafunktion statistisch erfassen. Die "Vergangenheit" des Elektrons sei aber angeblich eindeutig fixiert. Da die Quantentheorie als universelle Theorie doch anzunehmender Weise in allen Inertialsystemen gültig ist, könnte
man die selbe Situation des Elektrons auch von der Warte des lichtschnellen Systems aus beschreiben. Betrachtet man jetzt einen bestimmten Zeitpunkt in der Eigenzeit des Photons und versucht dann das Verhalten des Elektrons als quantenphysikalisches Objekt zu beschreiben, tut sich doch ein Problem auf:
Vom lichtschnellen System aus betrachtet gibt es keinen Unterschied von Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft in der "Geschichte" des Elektrons. Die gesamte Trajektorie des Elektrons erscheint hier als etwas "Gegebenes", als instantan vorliegendes Objekt in der Eigenzeit des Photons. Für diese Gesamtheit sei jetzt meinetwegen wieder jeder Bahnpunkt als Ortskoordinate bekannt. Da es sich aber nach wie vor um ein quantenphysikalisches Objekt handelt, frage ich mich, wie man denn eine statistische Aussage über einen "zukünftigen"(in der Eigenzeit des P.) Aufenthaltsort des Elektrons oder des Gebildes, als das sich das Elektron dem Photon darstellt, interpretieren kann. Wäre man konsequent, so müsste doch das
"Verhalten" der gesamten Elektronentrajektorie einer Indeterminiertheit innerhalb der Photoneneigenzeit unterliegen. Damit - und das klingt eigentlich schon fast zu unglaublich - unterläge die gesamte Geschichte des Elektrons, und
damit prinzipiell jeden Teilchens, des ganzen Universums ständigen Veränderungen in der gesamten "Zeitlinie". Habe ich möglicherweise einfach eine falsche Grundannahme vorausgesetzt, irgendwas falsch interpretiert, falsche Schlüsse
gezogen. Ich würde mich sehr über eine Stellungnahme freuen.
Jürgen

Antworten und Beiträge via meine email