THEMA: Urknall - Heisenberg‘sches Sigularitäts-Paradoxon?

Ich möchte mal wieder mit einer Frage starten:
Wir nehmen aktuell doch an, dass zu einem Zeitpunkt vor dem Urknall keine Zeit existiert (oder diese zumindest still steht) und das gesamte Universum auf eine räumliche Singularität reduziert ist, richtig?
Wenn man Heisenbergs Unschärferelation auf dieses Szenario anwendet (vielleicht habe ich es noch nicht richtig verstanden) dann ist das nicht möglich denn Zeit UND Ort für „ALLES“ wären dann scharf definiert.

Wenn auch da schon Heisenbers Unschärferelation gegolten hätte würde das doch eher bedeuten, dass falls wirklich „ALLES“ in einer räumliche Sigularität „existierte“ alle Zeit „gleichzeitig“ hätte vergehen müssen oder aber wenn die Zeit für „ALLES“ was existiert still steht dieses „ALLES“ maximal verteilt sein müsste. Oder liege ich da falsch?

Im Grunde glaubt doch heute kein Mensch mehr an eine echte physikalische Singulariät zu Beginn des Urknalls. Ich möchte denjenigen sehen, der diese Ansicht noch ernsthaft verteidigt.

Kurt schrieb: Naja, ev. sollte man sich fragen warum es bisher so viele getan haben..

Die ART besagt das. Aber dass die ART nicht der Weisheit letzter Schluss sein kann, dürfte inzwischen auch klar sein.

Wie auch immer (ob jetzt reale oder nur annähernde Lokalität oder Quasisingularität)...
Je näher ich dem Urknall komme desto mehr Zeit vergeht lokal - das wäre dann doch die Aussage...

Lokal vergeht die Zeit immer gleich schnell. Nur für den "aussenstehenden" Beobachter nicht.

Hast Du eigentlich gelesen was ich geschrieben habe?

Hörte sich irgendwie unsinnig an, was Du geschrieben hast.

Nun - dann verstehe ich jetzt zumindest Deinen Kommentar.
Kann vielleicht jemand anders nachvollziehen was ich gemeint habe?

HardyG schrieb: Wenn auch da schon Heisenbers Unschärferelation gegolten hätte würde das doch eher bedeuten, dass falls wirklich „ALLES“ in einer räumliche Sigularität „existierte“ alle Zeit „gleichzeitig“ hätte vergehen müssen oder aber wenn die Zeit für „ALLES“ was existiert still steht dieses „ALLES“ maximal verteilt sein müsste. Oder liege ich da falsch?

Ich weiß nicht genau, was du meinst, wenn du sagst "alle Zeit hätte gleichzeitig vergehen müssen". Aber so n paar Anmerkungen:
1. Die Heisenbergsche Unschärferelation gilt nur, wenn einer nachmisst. Messen können soweit ich weiß nur Teilchen mit Ruhemasse, aber die waren Rar im frühen Strahlungsuniversum. Eine Begrenzung des Raumes ist (meineswissens) keine Messung.
2. Wenn sie im Urknall gölte, dann gäbe es immernoch kein Problem, wenn zusammen mit dem genau bestimmten Ort ein völlig unbestimmter Impuls aktiv wird. Soweit ich die Expansion des Universums verstanden habe, entfernen sich Objekte zum Teil mit Überlichtgeschwindigkeit voneinander (wenn sie heute weit genug von einander entfernt sind). Und sie taten das im Prinzip auch schon damals - weil sich an dieser Geschwindigkeit nicht viel geändert hat. Also unbestimmter als mit Überlichtgeschwindigkeit fortfliegen kenn ich nicht.

LeseSalamander schrieb: Soweit ich die Expansion des Universums verstanden habe, entfernen sich Objekte zum Teil mit Überlichtgeschwindigkeit voneinander (wenn sie heute weit genug von einander entfernt sind).

Diese Objekte werden vom Raum, der zwischen ihnen in Summe überlichtschnell expandiert, mitgenommen. Die Objekte selbst bewegen sich nicht durch den Raum. Von daher alles gut in Bezug auf die SRT. Denk an zwei Punkte auf der Haut eines aufblasenden Luftballons. Die Punkte bewegen sich auch nicht auf der Gummihaut.

Die Zeit-Orts-Unschärfe ist KEINE Messprinzip bedingte sondern eine Systembedingte Eigenschaft - daher muss ich auch nicht messen damit diese vorliegt.

Ich versuche es noch einmal anders zu beschreiben. Meine Formulierung, dass „alle Zeit gleichzeitig“ vergeht zeigt nicht klar, was ich meinte.
Wenn ich KURZ VOR DEM URKNALL unser Universum betrachte (es vergeht noch keine Zeit, es breitet sich noch nichts aus - weder über- noch unter-lichtschnell).
Sämtliche Energie ist an einem sehr kleinen Ort lokalisiert, egal ob das jetzt eine Singularität, ein Volumen vom Ausmass einer Plank-Länge oder etwas vergleichbar kleines ist, dann hat JEGLICHE Energie in diesem Universum eine extrem geringe Ortsunschärfe (bei einer angenommenen Singularität) wäre JEGLICHE Energie örtlich vollsändig definiert).
Damit muss in diesem Zustand im gesamte Universum gleichzeitig die maximale Zeitunschärfe vorliegen. Anders ausgedrückt: Es liegt aus dem gesamten Zeitspektrum KEINE spezielle Zeit bzw. JEGLICHE Zeit gleichzeitig vor da es keine Möglichkeit der Unterscheidung / Abgrenzung geben kann.
Diese Vorstellung unterscheidet sich meine ich schon von der allgemein verbreiteten Vorstellung, dass die Zeit dort still stand was einen abgrenzbaren, definierten Zeitpunkt impliziert zu dem die Zeit nicht fortschreitet.

Ich hoffe ich konnte meinen Gedankengang etwas besser verdeutlichen als oben - sorry.
Ist die Vorstellung unlogisch?

Zum Eröffnungspost #28491:
Eine Erklärung, warum es "vor" dem Urknall keine Zeit im üblichen Sinne gab, ist im fluktuierendem Quantenvakuum zu sehen. Aber selbst dort ist davon auszugehen, dass virtuelle "Teilchen" oder besser eigentlich "Prozesschen" entstehen und vergehen. Diese Mikroprozesse haben ihre Mikrozeit, da diese Fluktuationen der Planckwelt auf einer Zeitskala stattfinden. Das Entscheidende ist jedoch, dass diese Quantenfluktuationen die Entropie nicht erhöhen und somit reversible Prozesse darstellen. Erst mit der Erhöhung der Entropie beginnt die Zeit in einem Universum, das aus diesem Quantenvakuum heraus ploppt, zu "ticken".
In diesem grenzenlosen, ewigen Reich des fluktuierenden Quantenvakuums sollte auch durchaus die Heisenbergsche Unschärferelation gelten.
Meine Spekulation: Aus diesem "Reich" gehen unaufhörlich ständig und ewig neue Universen mit allen nur denkbaren Naturgesetzen und -konstanten hervor. In manchen sind die Bedingungen zufällig auch so, dass darin nach einer gewisse Zeit und Abfolge physikalischer, chemischer, biologischer und anschließend daran auch kybernetischer Prozesse (also Evolution im weitesten Sinne, also nicht nur biologisch gedacht) Entitäten entstehen wie ich, die diese Zeilen schreiben und andere, die sie lesen können.
Das ist der Grund, warum ich vermute, dass wir alleine schon aus diesem Grunde in einem Multiversum leben. Die Simulationshypothese bringt zwar wieder einen völlig neuen und ganz anders gearteten Aspekt ins Spiel, wenn es um Überlegungen zum Multiversum geht, aber das wäre wieder ein ganz andere Geschichte.....und noch spekulativer.....und befremdender.

Andererseits, wer sagt eigentlich, dass das All endlich ist. Es kann jetzt bereits unendlich groß sein. Ist das All aber jetzt bereits unendlich groß und nicht nur offen hin zu einer unendlichen Expansion, dann war es das auch schon im Urknall. Jeder "Punkt" dieses dann damals schon unendlich großen Anfangszustandes hätte sich seitdem ausgedehnt. Etwas unendlich Großes kann sich ausdehnen oder schrumpfen wie es mag, es bleibt immer unendlich groß.
Anders ausgedrückt: Die sog. Urknallsingularität (konkret meine ich damit eigentlich den Zustand t > 0 aber < 10^-43Sek) war schon unendlich groß (event. aus einem kollabierten unendlichen Vorgängerall) und jeder Punkt dieser Unendlichkeit expandiert nun wieder seit ca. 13,8 Milliarden Jahren.

HardyG schrieb:

Kann vielleicht jemand anders nachvollziehen was ich gemeint habe?

Ich auch nicht. Würde mich da auch eher MichaelD in #28502 anschließen.

HardyG schrieb: Die Zeit-Orts-Unschärfe ist KEINE Messprinzip bedingte sondern eine Systembedingte Eigenschaft - daher muss ich auch nicht messen damit diese vorliegt.

Dem würde ich sogar zustimmen, aber es hilft dir nix. Wenn du nicht misst, hast du weder Information über den Ort, noch über den Impuls. Ergo hast du auch keine Probleme mit der Unschärferelation.

Oh doch, die habe ich sehr wohl.
Jegliche Energie befindet sich an exakt einem Punkt, der „Singularität“.
Das ist doch genau der Punkt!

Vielleicht nochmal anders:
Für jedes Teilchen im Universum gibt es zu einer spezifischen Zeit eine gewisse, wenn auch minimal geringe Wahrscheinlichkeit überall im Universum zu sein. Richtig?
Wenn ich alle Teilchen und allen Raum an einem Punkt lokalisiere (selbst wenn wir nicht von einer Sigularität sondern von einem endlichen aber im Vergleich zum aktuellen Universum in seiner Ausdehnung verschwindend geringen Raum ausgehen) so sinkt damit die Ortsunschärfe des gesamten Universums gegen 0. Die Zeitunschärfe muss daher gegen unendlich konvergieren. Richtig?
Das bedeutet doch, ich weiss (ziemlich) exakt, wo sich jedes Teilchen des Universums aufhält aber es könnte irgendwann sein...

Das sagt sich so leicht. Aber das müsstest du mathematisch begründen können. Semanthik reicht dafür beim besten Willen nicht aus.

HardyG schrieb: ...so sinkt damit die Ortsunschärfe des gesamten Universums gegen 0. Die Zeitunschärfe muss daher gegen unendlich konvergieren. Richtig?

Falsch. Der Impuls ist dann maximal unbestimmt. Ausserdem gilt das Ganze für eine flache Metrik. Die ist beim Urknall mit Sicherheit nicht gegeben. Du benötigst eine brauchbare Theorie der Quantengravitation.

Ich kann durchaus verstehen, dass eine mathematische Fromulierung der Aussage diese stützen würde und (zumindest für den geübten) nachvollziehbarer und vor allem falsifizierbarer machen würde. Tut mir leid, dass ich damit nicht dienen kann. Leider steht mir im wesentlichen nur die natürliche Sprache zur Verfügung - mein Informatikstudium ist schon ein wenig her - und diese macht die Aussage zwar vielleicht schwieriger falsifizierbar aber doch anschaulicher finde ich. An der Kausalität an sich würde sich im Kern nichts ändern.

Ein wenig schade finde ich, dass (neben all den Informationen über die man hier im Forum wirklich super seinen Horizont erweitern kann) es leider oft am Ende darauf hinaus läuft, dass die mathematische Formulierung als Totschlagargument und nicht als Hilfsmittel zum Erkenntnisgewinn eingesetzt wird. Die Mathematik ist ein unglaublich kraftvolles Instrument das enorm hilfreich sein kann aber falsch angewendet eben leider auch enorm hinderlich (als ob es ohne Mathematik keine nachvollziehbare Logik gäbe). Ich möchte wirklich niemandem zu nahe treten denn ihr leistet hier wirklich Grossartiges. Und oft verstehe ich auch, dass man die eine oder andere Fantasie mit Mathematik einbremsen muss. Aber wie man mit dem Werkzeug Mathematik umgeht und wo man es einsetzt und wo es für ein Verständnis nicht zwingend ist sollte man denke ich sorgfältig abwägen.

@HardyG
Es hat hier schon viele solcher reinen "Logiker" gegeben. Am Ende stehen die aber ohne Mathematik auf verlorenem Posten. Ohne Mathe besteht immer die Gefahr, dass am Ende alles nur zerlabert wird. Ich bleibe dabei: wenn Du wirklich mitreden willst, dann bolz Mathe. Ich tue es auch. Ich weiss natürlich, dass dieses Forum auch ein Laber-Forum ist. Insofern, mal sehen, wieviel Ausdauer Du mitbringst...

Michael D. schrieb:

HardyG schrieb: ...so sinkt damit die Ortsunschärfe des gesamten Universums gegen 0. Die Zeitunschärfe muss daher gegen unendlich konvergieren. Richtig?

Falsch. Der Impuls ist dann maximal unbestimmt. Ausserdem gilt das Ganze für eine flache Metrik. Die ist beim Urknall mit Sicherheit nicht gegeben. Du benötigst eine brauchbare Theorie der Quantengravitation.

Natürlich, wenn der Ort maximal Scharf ist dann der Impuls maximal unscharf (was in der Zeitunschärfe begründet ist). Ohne Zeitunschärfe - also ein Zeitfenster welches ich betrachte - kann ich natülich keinen Impuls ermitteln.

HardyG schrieb: Natürlich, wenn der Ort maximal Scharf ist dann der Impuls maximal unscharf (was in der Zeitunschärfe begründet ist).

Falsch, die Zeit hat eine Unschärfe mit der Energie, nicht mit dem Ort.

Da hast Du natürlich völlig recht - muss ich wohl nochmal durchdenken

HardyG schrieb: Vielleicht nochmal anders:
Für jedes Teilchen im Universum gibt es zu einer spezifischen Zeit eine gewisse, wenn auch minimal geringe Wahrscheinlichkeit überall im Universum zu sein. Richtig?
Wenn ich alle Teilchen und allen Raum an einem Punkt lokalisiere (selbst wenn wir nicht von einer Sigularität sondern von einem endlichen aber im Vergleich zum aktuellen Universum in seiner Ausdehnung verschwindend geringen Raum ausgehen) so sinkt damit die Ortsunschärfe des gesamten Universums gegen 0. Die Zeitunschärfe muss daher gegen unendlich konvergieren. Richtig?
Das bedeutet doch, ich weiss (ziemlich) exakt, wo sich jedes Teilchen des Universums aufhält aber es könnte irgendwann sein...

1. Die klassische Unschärfe betrifft Ort und Impuls. Der Zeit steht - aus den 4er-Vektoren der SRT eingängig - folgerichtig die Energie entgegen. Kennst du die Energie eines Systems genau, lässt sich über die Zeit keine Aussage treffen. Das ist aber überhaupt nicht mehr trivial - man kann es noch nichtmal analog herleiten. Weil in der Quantenmechanik die Zeit anders behandelt wird als der Ort. Es ist was anderes - das eine ein Operator, das andere eine Zahl. Mit Zahlen funktionieren Vertauschungsrelationen nicht.
2. Yukterez geht - wenn ich das richtig behalten habe - von einem unendlich großem Universum aus. Wenn wir das tun, können wir das Universum mit einem beliebigen Skalenfaktor - als Laie auch inklusive 0 - multiplizieren, und erhalten trotzdem ein ... unendlich großes Universum. Ergo macht die Unschärferelation keinen Ärger.
3. Sollte das Universum endlich groß sein, dann macht dein Ansatz immerhin in sich Sinn. Mit der Einschränkung, dass damals nur Strahlung unterwegs war, und ich nicht weiß, ob die zu Meßprozessen überhaupt in der Lage ist. Aber selbst wenn wir den Widerspruch dann zur Kenntnis nehmen können wir überhaupt nicht beurteilen, ob es Unsinn ist, dass das Universum endlich groß ist, oder ob die Unschärferelation nicht gegolten hat. Genau dazu bräuchtest du Mathematik und müsstest die Herleitungen überprüfen.
Auf der Semantischen Ebene kannst du nur das eine oder das andere Vorraussetzen und damit das andere oder das eine ausschließen.

Verstehe - danke LeseSalamander.