Diskussionsthread zu Burkhard Heims einheitlichen Feldtheorie

[Cordess]

Als Diskussionsmöglichkeit zu Burkhard Heims einheitlichen Feldtheorie mache ich mal diesen Thread auf.


Als relativ gut verständlicher Einstiegsartikel zu dieser Theorie sollte diese Artikel (englisch) genügen:

http://www.americanantigravity.com/documents/AuerbachJSE.pdf

Und ich habe jetzt auch gleich mal selber eine Frage zu dieser Theorie:

Auf Seite 2 steht da unter dem Abschnitt "Maximum and Minimum Distance. The Metron" folgendes

The existence of a field mass, mentioned in Section 1, leads to an modification of Newton’ law of gravitation.
Newton’ law is simple and specifies the force between two masses in terms of the distance seperating them. As is well known, the force is inversely proportional to the square of the distance.
Due to the existence of field mass the gravitational force in Heim’ theory is the solution of a so-called “transcendental“ equation, i.e. an algebraic equation having no simple solution. Nevertheless, approximate
analytical solutions, i.e. formulas, can be found for various ranges of the distance between two masses. Purely
numerical answers on a computer can, of course, be obtained for all distances.
As is to be expected, Heim’ law is virtually indistinguishable from Newton’ law out to distances of many light years (1 light year = 5.91 trillion (1012) miles). Thereafter, the force begins to weaken more rapidely than
Newton’ law and goes to zero at an approximate distance of 150 million light years. At still greater distances it becomes weakly repulsive. Finally, at a very great maximum distance it goes to zero and stays zero. This distance is significant for the size of the universe, because at distances exceeding it the force becomes
unphysical. Hence, greater distances cannot exist. The greatest possible distance in 3 dimensions is the the
diameter of the universe, which will be denoted by the letter D.

Ich habe hier jetzt eine Frage zum Verständis obiger Behauptung.
Und zwar, warum sollte das Universum eine endliche Größe haben,
wenn die Kraft zwischen 2 Objekten, wie oben beschrieben, nach einer sehr großen Distanz gegen 0 geht?
Wenn man einem der Objekte eine zusätzliche Kraft hinzufügt (z.b. mit einem Raketenantrieb), dann müßte das Universum ja weiterwachsen, demnach ist es nicht endlich.
Es gibt da ja keine Mauer, bei dem die Objekte abprallen.
Warum sollte das Universum also endlich sein?

[McWire]

Ein viel wichtiger Grund warum das Universum endlich sein sollte, ist die Tatsache, das zwischen Urknall und heute eine endliche Zeit (ca 14 Mrd Jahre) vergangen ist und das Universum mit einer endlichen Geschwindigkeit expandiert.
Damit das Universum nach endlicher Zeit unendlich groß ist, müsste es mit unendlicher Geschwindigkeit expandieren, was zumindestens für den uns sichtbaren Teil widerlegt wurde

Wenn ich den Auszug richtig verstanden habe (was bei meinen englischkenntnissen durchaus nicht so sein muss ), dann sinkt nach dieser Feldtheorie die Kraft der Gravitation mit der Entfenrung schneller ab als nach dem klassischen newtonschen Mechanik und ist bei ungefährt 150 Mio Lj Entfernung gleich 0. Geht man wesentlich weiter darüber hinaus, verhält sich die Gravitationskraft nach dieser Feldtheorie als wäre sie nicht existent. (der Artikel bezeichnet es einfach als "unphysikalische", was wohl meint, dass man ab einer bestimmten Entfernung keine Vorhersage über die Kraft mehr machen kann) Aus diesem Grund sagt diese Theorie eine bestimmte endliche Größe für das Universum vorraus, die dem maximalen Wirkradius der Gravitatiion der enthaltenen Materie entspricht.

[Bynaus]

das zwischen Urknall und heute eine endliche Zeit (ca 14 Mrd Jahre) vergangen ist und das Universum mit einer endlichen Geschwindigkeit expandiert

Du machst hier die Zusatzannahme, dass das Universum beim Urknall endlich gross war. Das ist aber nicht gesagt. Es kann auch unendlich dicht UND unendlich gross gewesen sein. Lediglich der sichtbare Bereich des Universums war unendlich klein, denn er ist endlich gross.

Zur Frage: das hängt halt von der Gleichung für die Gravitation ab. Möglicherweise nimmt die Gravitation für Distanzen grösser als D (=Durchmesser des Universums) nicht-physikalische Werte an, wird z.B. imaginär (im mathematischen Sinn), ähnlich wie die Gleichungen der Relativitätstheorie imaginär für Überlichtgeschwindigkeiten werden. Wohl in Analogie dazu leiten die Autoren des Artikels aus dem unphysikalischen Distanzwert eine Obergrenze für die Grösse des Universums ab. Ob das zulässig ist, ist genauso fraglich wie der Rest der Heimtheorie. Eine experimentelle Bestätigung steht ja immer noch aus (mit Ausnahme der Vorhersagen der Teilchenmassen, die aber umstritten sind).

[McWire]

Du machst hier die Zusatzannahme, dass das Universum beim Urknall endlich gross war. Das ist aber nicht gesagt. Es kann auch unendlich dicht UND unendlich gross gewesen sein. Lediglich der sichtbare Bereich des Universums war unendlich klein, denn er ist endlich gross.

Zur Frage: das hängt halt von der Gleichung für die Gravitation ab. Möglicherweise nimmt die Gravitation für Distanzen grösser als D (=Durchmesser des Universums) nicht-physikalische Werte an, wird z.B. imaginär (im mathematischen Sinn), ähnlich wie die Gleichungen der Relativitätstheorie imaginär für Überlichtgeschwindigkeiten werden. Wohl in Analogie dazu leiten die Autoren des Artikels aus dem unphysikalischen Distanzwert eine Obergrenze für die Grösse des Universums ab. Ob das zulässig ist, ist genauso fraglich wie der Rest der Heimtheorie. Eine experimentelle Bestätigung steht ja immer noch aus (mit Ausnahme der Vorhersagen der Teilchenmassen, die aber umstritten sind).

Ja richtig, ich nehme an das zum Zeitpunkt des Urknall, falls man das überhaupt sagen kann, das Universum die Größe 0 hatte bzw besser gesagt Planck-Volumen groß war.
So oder so ist in jedem Fall das Raum-Zeit-Kontinuum endlich groß, da es ja erst mit dem Urknall entstanden sind soll... ob das Universum ausserhalb des Raum-Zeit-Kontinuum noch eine Eigenschaft hat, können wir eh nicht beweisen.
Aber die Zeit und der Raum haben nach heutiger Vorstellung erst mit dem Urknall begonnen und sind demnach auch heute nur endlich groß, da es eien endliche Expansionsrate gibt.

[Bynaus]

Ja richtig, ich nehme an das zum Zeitpunkt des Urknall, falls man das überhaupt sagen kann, das Universum die Größe 0 hatte bzw besser gesagt Planck-Volumen groß war.

Wenn das zutreffen würde, wäre es jetzt natürlich endlich gross.

So oder so ist in jedem Fall das Raum-Zeit-Kontinuum endlich groß, da es ja erst mit dem Urknall entstanden sind soll...

Ja, es ist erst dann entstanden, aber das heisst doch nicht, dass es nur endlich gross sein kann. Du darfst dir den Urknall wirklich nicht als Punkt im 3D-Raum vorstellen, sondern als Zustand sehr hoher Dichte. Eine sehr hilfreiche Illustration dazu ist bei "An Atlas of the Universe" zu finden:

[McWire]

Wenn das zutreffen würde, wäre es jetzt natürlich endlich gross.



Ja, es ist erst dann entstanden, aber das heisst doch nicht, dass es nur endlich gross sein kann. Du darfst dir den Urknall wirklich nicht als Punkt im 3D-Raum vorstellen, sondern als Zustand sehr hoher Dichte. Eine sehr hilfreiche Illustration dazu ist bei "An Atlas of the Universe" zu finden:

Ich finde aber, das es ein Widerspruch ist, wenn man als Ausgangszustand ein unendlich großes unendlich dichtes Kontinuum hat.
Wenn es am Anfang eine extrem hohe Dichte gehabt haben soll, kann es nicht gleichzeitig unendlich groß gewesen sein, denn wo soll es bitteschön hinexpandieren, wenn es schon unendlich groß ist?

Unendlich plus einem Zahlenwert oder Unendlich ergibt wieder Unendlich, da die Unendlichkeit ja schon alle Zustände enthält und somit effektiv es nicht mehr vergrößert werden kann.
(Vergleichbar mit dme Lösen der Gleichung x = x + 3, die einzige Lösung dieser Gleichung erhält man, wenn man für x unendlich einsetzt)

[Bynaus]

Wenn es am Anfang eine extrem hohe Dichte gehabt haben soll, kann es nicht gleichzeitig unendlich groß gewesen sein, denn wo soll es bitteschön hinexpandieren, wenn es schon unendlich groß ist?

Warum muss es in irgend etwas "hineinexpandieren"? Es gibt keinen Raum ausserhalb des Raumes, also auch nichts, wo er hinein expandieren kann. Im Moment, in dem der Raum entsteht, ist er (in diesem Fall - ist ja nicht gesagt, dass es tatsächlich so ist) unendlich gross, und er dehnt sich weiter aus.

Unendlich plus einem Zahlenwert oder Unendlich ergibt wieder Unendlich, da die Unendlichkeit ja schon alle Zustände enthält und somit effektiv es nicht mehr vergrößert werden kann.

Das stimmt nicht. Nimm das berühmte Hotel mit den unendlich vielen Zimmern, und alle sind besetzt. Kommt nun ein neuer Hotelgast und wünscht ein Zimmer, sagt man ihm denn: "sorry, wir haben unendlich viele Zimmer und unendlich viele Gäste, wir sind voll"? Nein. Der Gast im Zimmer 1 geht einfach in Zimmer 2, der von Zimmer 2 in Zimmer 3, etc. Der neue Gast kann in Zimmer 1 einziehen.

[McWire]

Mir ist auch klar es es außerhalb des Raumes keinen Raum gibt. Trotzdem nimmt das Raum-Zeit-Kontinuum ja irgendeine Form von Platz ein.
Was dieser Platz ist wissen wir nicht und können wir auch nicht herausfinden.

Das mit der Unendlichkeit (siehe mein Gleichungsbeispiel) ist so eine Sache... natürlich kann man in einem unendlich großen Raum mit unendlich Inhalt trotzdem noch was hinzufügen, da er ja unendlich groß ist.
Das war eher jetzt nur eine Anspielung darauf, dass man ja auch nur endlich viele Zustände innerhalb des Universums hat und die Unendlichkeit ja alle diese Zustände abdeckt. Es spricht aber nix dagegen unendlich viele Kopien ein und desselben Zustandes zu haben.

Jedoch kann ein unendlich großes Raum-Zeit-Kontinuum zu keinem Zeitpunkt unendlich dicht sein, da es ja ansonsten unendlich viel Inhalt (Materie, Strahlung, Vakuumfluktuationen) haben müsste und somit wieder kollabieren sollte.

Wäre der Inhalt endlich, aber die Raum-Zeit unendlich, wäre die Materiedichte gegen 0 und somit würde es ewig expandieren, selbst wenn es die Grenzemasse erreichen würde, da die Gravitation auf einen endlichen Raumbereich beschränkt wäre.

[DragoMuseveni]

Das stimmt nicht. Nimm das berühmte Hotel mit den unendlich vielen Zimmern, und alle sind besetzt. Kommt nun ein neuer Hotelgast und wünscht ein Zimmer, sagt man ihm denn: "sorry, wir haben unendlich viele Zimmer und unendlich viele Gäste, wir sind voll"? Nein. Der Gast im Zimmer 1 geht einfach in Zimmer 2, der von Zimmer 2 in Zimmer 3, etc. Der neue Gast kann in Zimmer 1 einziehen.

Das Hotel heist Hilbert Hotel.

Effektiv zeigt sich das ja den nur als abnahme, bzw. zunahme der Dichte, aber in Wirklichkeit verändert sich dann die Raumgeometrie, wenn Ich das richtig verstanden habe...Richtig?

[Bynaus]

Trotzdem nimmt das Raum-Zeit-Kontinuum ja irgendeine Form von Platz ein.

In deiner Vorstellung, ja. Welchen Raum nimmt aber z.B. der virtuelle Raum in einem Online-RPG ein? Keinen und doch einen für den Chip? Kann er instantan unendlich gross sein? Diese Fragen müsste man alle mit Ja beantworten. Ich will damit nicht sagen, dass das Universum ein riesiges RPG ist, sondern bloss sagen, dass wir nicht einfach unsere aus dem Alltag bekannten Regeln nehmen können (wie etwa, "ein Ding nimmt Platz ein, auch wenn es der leere Raum ist") und auf so etwas "universelles" wie das Universum übertragen können.

Es spricht aber nix dagegen unendlich viele Kopien ein und desselben Zustandes zu haben.

Genau, das führt ja dann auch zu den Doppelgängern in einigen 10 hoch 10 hoch 10 (oder so in der Art) Lichtjahren Entfernung.

Jedoch kann ein unendlich großes Raum-Zeit-Kontinuum zu keinem Zeitpunkt unendlich dicht sein, da es ja ansonsten unendlich viel Inhalt (Materie, Strahlung, Vakuumfluktuationen) haben müsste und somit wieder kollabieren sollte.

Das stimmt natürlich, allerdings muss ich mir diese kleine Ungenauigkeit selber anlasten. Das Universum war zu keinem Zeitpunkt unendlich dicht (wie ich oben fälschlicherweise geschrieben hatte). Eine Planck-Zeit nach dem Urknall war einfach eine sehr, sehr grosse Menge Energie auf jedes Planck-Volumen konzentriert. Sehr viel, aber natürlich nicht unendlich viel.

Wäre der Inhalt endlich, aber die Raum-Zeit unendlich, wäre die Materiedichte gegen 0 und somit würde es ewig expandieren, selbst wenn es die Grenzemasse erreichen würde, da die Gravitation auf einen endlichen Raumbereich beschränkt wäre.

Die Energie / Materie pro Volumeneinheit ist endlich, aber insgesamt enthält ein solches, unendliches Universum natürlich auch unendlich viel Energie / Materie. So wie es zur Zeit aussieht (beschleunigte Expansion) wird das Universum ohnehin auf ewig expandieren.

Effektiv zeigt sich das ja den nur als abnahme, bzw. zunahme, der Dichte, aber in Wirklichkeit verändert sich dann die Raumgeometrie, wenn Ich das richtig verstanden habe...Richtig?

Ja.

[McWire]

In deiner Vorstellung, ja. Welchen Raum nimmt aber z.B. der virtuelle Raum in einem Online-RPG ein? Keinen und doch einen für den Chip? Kann er instantan unendlich gross sein? Diese Fragen müsste man alle mit Ja beantworten. Ich will damit nicht sagen, dass das Universum ein riesiges RPG ist, sondern bloss sagen, dass wir nicht einfach unsere aus dem Alltag bekannten Regeln nehmen können (wie etwa, "ein Ding nimmt Platz ein, auch wenn es der leere Raum ist") und auf so etwas "universelles" wie das Universum übertragen können.

Das virtuelle Raum eines Online-RPG kann auch nicht unendlich groß sein, da dies unendlich viele Informationen erfordert, die man nicht in einem endlich großen Speicherblock und sei es das Gehirn eines Menschen speichern könnte.

Das ist übrigends ein Punkt den wir in dieser Diskussion auch nocht nicht bedacht haben, dass ein Universum zu einem bestimmten statischen Zeitpunkt eigentlich nur eine endliche Anzahl von Informationen beinhalten kann, wenn es zeitlich statisch nur endlich viele Zustände einnehmen kann.

Darum ist die Behauptung das es unendlich viele Alternativrealitäten in einem Multiversum gibt im Grund falsch, da man aus einer endlichen Anzahl von Materie und somit Zustände nur eine endliche Anzahl von möglichen Quantenkombinationen erzeugen kann, die wiederrum die Grundlage für nur endlich viele parallel existierende Realitäten sein kann.

Ich bin jedenfalls ein Befürworter eines endlichen Universums, da nur wenig größer als die Informationsausbreitungsgrenze ist.

[DragoMuseveni]

Das ist übrigends ein Punkt den wir in dieser Diskussion auch nocht nicht bedacht haben, dass ein Universum zu einem bestimmten statischen Zeitpunkt eigentlich nur eine endliche Anzahl von Informationen beinhalten kann, wenn es zeitlich statisch nur endlich viele Zustände einnehmen kann.

Warum kann es das nicht?
Selbst wenn man von einer endlichen Anzahl möglicher zustände in einen Hubbel-Volumen ausgeht, kann das Universum noch unendlich viele Informationen enthalten.
Grund: 2 Hubbel-Volumen würden dann zwar den selben Inhalt haben, aber andere Koordinaten in Raum(wenn wir uns mal ein, z.b. von der unserer Erde ausegehendes, Koordinatensystem das sich durch den ganzen universalraum zieht, vorstellen).

Natürlich unter der Annahme, dass es auch unendlich viel Matiere gibt.

Darum ist die Behauptung das es unendlich viele Alternativrealitäten in einem Multiversum gibt im Grund falsch, da man aus einer endlichen Anzahl von Materie und somit Zustände nur eine endliche Anzahl von möglichen Quantenkombinationen erzeugen kann, die wiederrum die Grundlage für nur endlich viele parallel existierende Realitäten sein kann.

Ich bin jedenfalls ein Befürworter eines endlichen Universums, da nur wenig größer als die Informationsausbreitungsgrenze ist.

Wenn wir von unsereren Teil des Kosmos ausgehen und verallgemeinern, denn ist die Idee naheliegen, dass er andernorts noch mehr Materie gibt.

Obwohl das natürlich keine begründeung ist...

[Bynaus]

Das virtuelle Raum eines Online-RPG kann auch nicht unendlich groß sein, da dies unendlich viele Informationen erfordert, die man nicht in einem endlich großen Speicherblock und sei es das Gehirn eines Menschen speichern könnte.

Bist du sicher? So lange es nur endlich viele Spieler darin hat, kann der Raum tatsächlich unendlich gross sein, es muss ja nur eine endliche Anzahl Ansichten simuliert werden...

da man aus einer endlichen Anzahl von Materie

Niemand sagt, die Anzahl der Materie sei endlich. Endlich ist nur deren Dichte. Das Hilbert Hotel hat unendlich viele Gäste, aber das heisst nicht, dass jedes Zimmer bis zum Bersten gefüllt ist.

Ich bin jedenfalls ein Befürworter eines endlichen Universums, da nur wenig größer als die Informationsausbreitungsgrenze ist.

Du meinst das sichtbare Universum mit seinen 46 Mrd LJ Radius? Da spricht einiges dagegen.

Erstens, der Raum ist geometrisch flach: im Rahmen der Messungenauigkeit ist das Universum offenbar keine Hyperkugel, sondern eine "Ebene" (wie in der Animation oben). Die Fehler der gemessenen Krümmung (+-0, aber wir reden jetzt vom Extremfall "+") wären gerade noch mit einer Hyperkugel von etwa 160 Mrd LJ Radius verträglich, aber vermutlich ist die Krümmung sehr viel kleiner und der Radius damit sehr viel grösser, vielleicht - wie erwähnt - sogar unendlich gross. Wenn das Universum tatsächlich nur wenig grösser als das sichtbare Universum wäre, würde aus dieser Beobachtung der flachen Geometrie also resultieren, dass es sich in Wirklichkeit um eine Expansion im 3D-Raum handelt (ausgehend von einem Punkt) und wir uns exakt im Zentrum der Expansion befinden - wie wahrscheinlich ist denn das?

Zweitens spricht gegen ein solches Universum, dass die Hintergrundstrahlung des Universums viel zu homogen ist, als dass sie einfach aus einer gleichmässigen Expansion mit heutiger Geschwindigkeit erklären könnte. Deshalb wurde die Inflation eingeführt: eine Phase, in der sich das Universum (während einem winzigen Bruchteil einer Sekunde) überlichtschnell ausdehnte. Der Teil des Universums, den wir heute als sichtbares Universum kennen, blähte sich damals von fast nichts auf den Durchmesser einer Grapefruit (Pampelmuse) auf. So, wie wenn man einen winzigen Teil eines "inhomogenen" Bildes aus Punkten enorm aufblähen würde (so dass man nur einen winzigen Teil eines einzigen Punktes sehen würde), sich ein homogener Hintergrund ergeben würde, so führte die Inflation zum homogenen Strahlungshintergrund des Universums. Das deutet nun ebenfalls darauf hin, dass da insgesamt sehr viel mehr sein muss, als bloss "unser" Universum (nämlich ein "inhomogenes Bild", von dem ein enorm aufgeblähter Bruchteil unsere Hintergrundstrahlung bildet).

Aus diesen Gründen hängen wohl die meisten Kosmologen dem Bild eines Universums an, das sehr viel grösser ist als das sichtbare Universum, möglicherweise sogar unendlich gross. Es spricht auf jeden Fall nichts dagegen.

[McWire]

Nagut, bei dem "realen" Unversum geb ich mich erstmal der Argumente geschlagen.
d.h. also was wir wahrnehmen ist nur eine Kausalkugel innerhalb des expandierend Universums mit einem derzeiten Radius von 14 Mrd Lj (vermutliches Alter des Universums * Lichtgeschwindigkeit = für unseren Standort gültige Informationsausbreitungsgrenze).
Aber es gibt dann also uendlich viele solcher "Kausalkugeln"?
("Kausalkugel" daher, da aufgrund der Endlichkeit der Informationsausbreitungsgeschwindigkeit der Rest des Universums vom Mittelpunktsbeobachter kausal abgetrennt ist, da er zu einem festen Zeitpunkt keine Information davon erhält und auch keine Information dahin senden kann.)
d.h. nichtmal die Gravitation und damit die Raumkrümmung von Objekten ausserhalb dieses Erfahrungshorizontes hat uns bisher erreicht

Nach unendlicher langer Zeit müsste allerdings die unendlichen Mengen an Materie untereinander in Kontakt stehen.

Aber beim Online-RPG habt ihr ja vergessen, dass es um den virtuellen Raum geht, nicht nur um seinen Inhalt und dieser wenn er unseren physikalischen Regeln gehorchen soll, der Quantenmechanik unterliegt und somit eine sehr große Anzahl von Informationen enthält.
Die Größe dieses Raumes ist also begrenzt durch die Speicherkapazität des Mediums wo er gespeichert ist.

[Bynaus]

d.h. also was wir wahrnehmen ist nur eine Kausalkugel innerhalb des expandierend Universums mit einem derzeiten Radius von 14 Mrd Lj

Wie erwähnt, sie ist grösser (rund 46 Mrd LJ) weil sich das Universum ausdehnt, bzw. kleiner, je nach dem, was man unter "Grösse" versteht.

Aber es gibt dann also uendlich viele solcher "Kausalkugeln"?

Ja.

Nach unendlicher langer Zeit müsste allerdings die unendlichen Mengen an Materie untereinander in Kontakt stehen.

Aber nur nach unendlicher Zeit. Also: Nie. Zudem macht die beschleunigte Expansion die Kausalkugeln immer kleiner und die Distanz zwischen ihnen grösser.

Die Größe dieses Raumes ist also begrenzt durch die Speicherkapazität des Mediums wo er gespeichert ist.

Das begrenzt aber nur die Anzahl "Sichten" die möglich sind. Der Raum darin kann trotzdem unendlich gross sein, solange er keine Information enthält, die simuliert werden muss. Sagen wir, unendlicher, weisser Raum.