Eine wohldefinierte Quantenwahrscheinlichkeit am Anfang des Universums?

@JohnRennie ist richtig.

Wann immer man auf ein Paradox stößt, muss man sich die Annahmen ansehen, die es erzeugen. Normalerweise gibt es eine Verwechslung von zwei Frameworks, die jeweils in ihrer eigenen Region gültig sind, aber die Mischung erzeugt ein Paradoxon. Ein Paradoxon kann auch die Notwendigkeit eines neuen Frameworks signalisieren, wie es bei der UV-Katastrophe der Fall war, die von der klassischen Schwarzkörperstrahlung vorhergesagt wurde und die mit der Einführung des quantenmechanischen Frameworks gelöst wurde.

Bereits im Titel der Frage ist die Verwechslung zweier unterschiedlicher Rahmen offensichtlich:

Eine wohldefinierte Quantenwahrscheinlichkeit am Anfang des Universums?

Der Anfang des Universums hat nur in klassischen Modellen der Allgemeinen Relativitätstheorie eine Bedeutung.

Die Quantenwahrscheinlichkeit hat in quantisierten Systemen eine Bedeutung.

Im Moment gibt es keine Theory of Everything (TOE), die sowohl die Schwerkraft quantisiert als auch physikalisch sinnvoll ist, indem sie das Standardmodell der Teilchenphysik einbezieht . Die Notwendigkeit einer Quantisierung der Schwerkraft zur Einbettung des SM ergibt sich, weil der SM alles, was wir über die physische Welt auf der Ebene des Labors wissen, einschließt.

Man kann das Paradoxon mit der Hand winken und "lösen", indem man sagt: Wenn die Schwerkraft quantisiert ist, stellt das Heisenbergsche Unschärfeprinzip, HUP, sicher, dass es selbst bei t = 0 keinen eindeutigen Wert gibt, und selbst dann wird es eine quantenmechanische Wahrscheinlichkeitsverteilung geben time für den Zustand von Energie und Zeit und den Zustand von Impuls und Raum. Wenn wir keinen EVG haben, ist nichts in dieser Art von Argumentation streng.

Zum Beispiel gibt es im klassischen elektromagnetischen Problem eines Elektrons um ein Proton eine Singularität, das Potential wird bei Radius=0 unendlich. Wenn wir mit dem HUP winken, könnten wir sagen, dass es keine Singularität gibt, weil das Elektron irgendwo innerhalb des HUP sein kann, anstatt auf der Singularität. Die eigentliche Lösung des quantenmechanischen Problems ist jedoch viel interessanter: Es gibt Energieniveaus, auf denen das Elektron gefangen werden kann und dort unendlich bleiben kann.

Wenn wir also den TOE festnageln (und Stringtheoretiker bemühen sich sehr), könnte der Grund, warum es keine Singularität gibt, viel interessanter sein als nur das HUP-Argument.

Bearbeiten , nachdem die Community die Frage erneut aufgeworfen hat

Beim erneuten Lesen Ihrer Frage sehe ich eine grundlegendere Verwirrung zwischen Experiment und Theorie.

Am Anfang des Universums, als der erste Quantenkollaps stattfand, enthielt der Probenraum jedoch nur ein Ereignis selbst, Sie können die Wahrscheinlichkeit dieses Ereignisses nicht vorhersagen.

Dies kann als eine experimentelle Messung/Ereignis angesehen werden, ja, obwohl die theoretische Wellenfunktion, die ihre Wahrscheinlichkeit vorhersagt, ziemlich komplex sein kann. Unser Universum ist ein experimenteller Punkt, der addiert werden muss, um eine experimentelle Wahrscheinlichkeitsverteilung zu erstellen.

Erst nach Milliarden von Jahren ist ein solcher Zusammenbruch viele Male passiert, wir haben einen großen Stichprobenraum, also eine wohldefinierte Wahrscheinlichkeit.

Die Wahrscheinlichkeitsfunktion ist mathematisch wohldefiniert. Es ist eine theoretische Verteilung.

Wenn das Experiment durchgeführt werden könnte, wäre es eine experimentelle Bestätigung der von der Theorie vorhergesagten Wahrscheinlichkeitsfunktion. Wir stecken fest mit unserem einzigartigen Universum als einem Punkt, der einem unmöglichen Experiment hinzugefügt werden muss. Mathematische Theorien können Wahrscheinlichkeitsverteilungen ohne Rückgriff auf Experimente vorhersagen. In diesem speziellen Fall kann das quantenmechanische Experiment nicht viele Male durchgeführt werden, um eine Bestätigung der spezifischen Wahrscheinlichkeitsfunktion der Theorie zu erhalten. ABER die Theorie sagt andere Beobachtungen voraus, die sie bestätigen, zum Beispiel die Verteilung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds und kürzlich die BICEP2-Ergebnisse (wenn sie mit weiteren Analysen und Beobachtungen aus anderen Experimenten übereinstimmen). Damit betrachten wir die Theorie als bisher validiert.

Denken Sie daran, dass eine Theorie niemals durch Experimente/Beobachtungen bewiesen wird, sie wird validiert, wenn sie mit dem Experiment übereinstimmt. Wenn es auch nur bei einem Experiment/Beobachtung widerspricht, ist es falsifiziert und muss zurück ans Reißbrett geschickt werden. Im Moment wird die Inflationshypothese validiert.