Hat Verlindes Theorie in letzter Zeit bedeutende Fortschritte gemacht?

In den Jahren 2010-2011 begann Verlindes Theorie zur Erklärung der Gravitation als aus der Thermodynamik hervorgehend in der Physik-Community bekannt zu werden.

Es fehlte (und scheint es immer noch) an Beweisen und es gab starken Widerstand .

Kürzlich ist ein neuer Artikel erschienen, und einige experimentelle Ergebnisse sollen vielversprechend sein . Ich habe versucht, Verlindes neuesten Artikel zu lesen, aber ich fürchte, ich habe nicht den nötigen Hintergrund und die nötige Distanz zu seinen Argumenten.

Welche signifikanten Verbesserungen wurden seit 2011 in der Theorie gemacht? Sind die experimentellen Messungen wirklich aussagekräftig? Machen sie Verlindes Theorie wirklich tragfähiger als die anderer?

Soweit ich das beurteilen kann, geht Verlinde einfach auf sein Argument ein (ohne wesentliche Modifikation) und skizziert, wie seine Theorie eine modifizierte Schwerkraft auf einigen Skalen vorhersagt. Dies kann mit Daten verglichen werden, und mindestens ein Artikel von Experimentatoren scheint zu sagen, dass es ziemlich gut passt. Ich finde das nicht sehr überraschend, da ich feststelle, dass die Zusammenarbeit der Experimentatoren Personen umfasst, die an derselben Universität wie Verlinde (und Utrecht, Groningen) arbeiten, sodass es ziemlich wahrscheinlich ist, dass Verline diese Personen bereits vor der Veröffentlichung seiner Arbeit konsultiert hat.
Natürlich sind die Daten auch mit Dunkler Materie kompatibel, aber das ist der ganze Sinn von Verlindes Theorie: Eine hoffentlich experimentell „brauchbare“ Alternative zur traditionellen Erklärung der Dunklen Materie zu geben.
Ich bin mir nicht sicher, ob diese Frage wirklich für unsere Website geeignet ist, da sie uns anscheinend im Wesentlichen auffordert, das neue Papier von Verlinde zu überprüfen.

Antworten (2)

Ich bin kein Experte für Verlindes Theorie. Aber das habe ich gefunden. Die kürzlich veröffentlichte Veröffentlichung „First test of Verlinde’s theory of Emergent Gravity using Weak Gravitational Lensing Measurements“ einer Gruppe von Astronomen um den Hauptautor MM Brouwer von der Universität Leiden vergleicht astronomische Gravitationslinsenbeobachtungen an 33.613 Galaxien explizit mit Verlindes erweitertem Modell der Emergent Gravity ( 2016). Es sagt aus:

In diesem Artikel testen wir die Vorhersagen einer anderen Hypothese bezüglich des Ursprungs der überschüssigen Gravitationskraft: das Verlinde (2016)-Modell der Emergent Gravity (EG). Im Allgemeinen bezieht sich EG auf die Idee, dass Raumzeit und Schwerkraft makroskopische Begriffe sind, die aus einer zugrunde liegenden mikroskopischen Beschreibung entstehen, in der diese Begriffe keine Bedeutung haben. Frühere Arbeiten zur Entstehung der Gravitation haben gezeigt, dass ein Flächengesetz für die Gravitationsentropie wesentlich ist, um Einsteins Gravitationsgesetze abzuleiten (Jacobson 1995; Padmanabhan 2010; Verlinde 2011; Faulkner et al. 2014; Jacobson 2016). Aber aufgrund der Anwesenheit positiver dunkler Energie in unserem Universum argumentiert Verlinde (2016), dass es zusätzlich zum Flächengesetz einen Beitrag des Volumengesetzes zur Entropie gibt. Es wird angenommen, dass dieses neue Volumengesetz zu Modifikationen der entstehenden Gravitationsgesetze auf Skalen führt, die durch die „Hubble-Beschleunigungsskala“ a0 = cH0 festgelegt sind, wobei c die Lichtgeschwindigkeit und H0 die Hubble-Konstante ist. Insbesondere behauptet Verlinde (2016), dass die Gravitationskraft, die im EG-Rahmen entsteht, die von GR auf galaktischen und größeren Skalen übersteigt.

Dieses Zitat gibt eine kurze Beschreibung der Änderung von Verlindes EG-Theorie von 2016 in Bezug auf seine Arbeit von 2011. Laut diesem Papier erklärt Verlindes erweiterte Theorie die offensichtlichen Effekte der Dunklen Materie aus ihren Grundprinzipien ohne die Annahme von Dunkler Materie oder zusätzlichen freien Parametern.

Verlindes Artikel aus dem Jahr 2011 wurde 153 Mal in Peer-Review-Artikeln zitiert. Für verlässliche wissenschaftliche Kritik würde ich die von Experten begutachtete wissenschaftliche Literatur betrachten, nicht den erwähnten Blog, der unwissenschaftlich voller Feindseligkeit und blutiger Sprache ist. Erik Verlinde ist ein international anerkannter und angesehener Professor für Theoretische Physik an der Universität Amsterdam in den Niederlanden, der vor seiner Theorie über Emergent Gravity viel zitierte (H-Index 33) bedeutende Beiträge zur theoretischen Physik geleistet hat.

Die astronomische Arbeit von MM Brouwer et al. ist eine erste Beobachtungsbestätigung des erweiterten Emergent Gravity-Modells von Verlinde. Wahrscheinlich werden noch viele weitere nötig sein. Seine Theorie ist natürlich noch nicht allgemein akzeptiert. Man darf gespannt sein, wie das Urteil der seriösen Wissenschaftsgemeinde ausfallen wird.

Ich habe kürzlich das neuere Papier von Verlinde kommentiert , also werde ich darauf verweisen. Die jüngsten astronomischen Beweise sind an dieser Stelle vorläufig. Ich denke, das Problem ist, dass die entstehende Gravitation (EG) eine andere Quantenvakuumstruktur hat als die klassische Standardgravitation. Das Ergebnis ähnelt dann Schwingers Beobachtung über die Entstehung geladener Paare von Elektronen und Positronen. Ich denke, es gibt dann ein Instanton, das mit dem Tunneln von EG zum Standardvakuum verbunden ist, das Einstein GR entspricht. Dies sollte meiner Meinung nach Elementarteilchen oder verschränkte Elementarteilchen erzeugen.

Wenn ich Verlindes Aufsatz lese, denke ich, dass er damit etwas auf der Spur ist. Ich bin mir nur nicht sicher, ob dies bedeutet, dass die Raumzeit in eine Art MOND-ähnliche Schwerkraft umgewandelt wird. dass wir in gewisser Weise mit dieser ganzen Dichotomie zwischen Teilchen und EG mit einem anderen Vakuum einfach dumm sein könnten. Wenn die Massenlücke zwischen dem EG-Vakuum und dem Einstein-Vakuum plus DM-Partikeln sehr klein oder null ist, dann sind die beiden tatsächlich äquivalent. Die Welt gemäß dieser modifizierten Gravitation zu sehen, wo die EG auf der Verschränkungs-Entropie-Physik der Kosmologie beruht, und DM, das als ein tunnelndes Instanton vom EG-Vakuum zur Einstein-Raumzeit erzeugt wird, kann einfach völlig dasselbe sein.

Wir beginnen mit der Energie

E   =   1 2 N k T ,
zum N Einheiten N   =   EIN / L p 2 des Bereichs auf dem holografischen Bildschirm. Die Masse des holographischen Bildschirms ist M und so E   =   M c 2 Die Temperatur einer Masse, die mit einer Beschleunigung über dem Bildschirm gehalten wird a ist
T   =   a 2 π k c .
Wir berechnen nun die Beschleunigung danach als
a   =   L p 2 c 3 r 2   =   G M r 2 ,
das ist die Erdbeschleunigung.

Das erkennen wir an der Energie E   =   T S das

Δ S   =   1 T Δ E
und von Δ E   =   F Δ r dass wir das Beschleunigungsgesetz wiederfinden. Dieser Ansatz alternativ zur Berücksichtigung der Entropieänderung der Testmasse,
Δ S   =   k Δ x λ c ,
zum λ c   =   / m c die Compton-Wellenlänge einer Testmasse oder eines Masseteilchens m und Δ x ein kleiner Abstand zwischen dem holografischen Bildschirm oder Ereignishorizont und der Testmasse. Wir haben auch die Bekenstein-Entropie eines Schwarzen Lochs
S   =   k EIN 4 L p ,
zum L p   =   G / c 3 . Die Entropieänderung wird ähnlich berechnet. Die Ergebnisse sind die gleichen, aber die Idee des holografischen Bildschirms wird stärker genutzt.

Der Einwand, dass die Gravitation keine Entropie beinhaltet, ist eine Verwechslung mit dem Zitieren des Newtonschen Potentials und der Newtonschen Kraft F   =   v zum v   =   G M m / r 2 als konservative Kraft mit dem Konzept, einen holografischen Bildschirm zu entwickeln. Dieser Einwand ist weitgehend gedämpft worden, und diejenigen, die klar denken, kennen diesen Unterschied.

Die Entropiekraft steht im Einklang mit der Idee, dass die Raumzeit aus Verschränkungen aufgebaut ist. Entropie S   =   k n p n   l Ö g   p n mit p n   =   ρ n n und die Verwendung von relativer Entropie und Entropieänderungen entspricht dem Konzept der Raumzeit, die aus Verschränkungen aufgebaut ist.

Was ist die "Quantenvakuumstruktur" in der "klassischen Standardgravitation" (klassisches und "Quantenvakuum" sind irgendwie ausschließend)? Auf welche Beobachtung von Schwinger beziehst du dich? Was ist dieser Ausdruck für Energie „auf einem holografischen Bildschirm“? Die Antwort verwendet viel Jargon, aber ich sehe nicht, dass sie den Jargon tatsächlich auf sinnvolle Weise verbindet. Vor allem, wie ist dies eine Antwort auf „Welche bedeutenden Verbesserungen wurden seit 2011 in der Theorie gemacht? Sind die experimentellen Messungen wirklich signifikant? Machen sie Verlindes Theorie wirklich praktikabler als die anderer?“ ?
Ich mache keinen großen Pitch für Verlinde, aber ich stehe dem aufgeschlossen gegenüber. Das Vakuum ist eine CFT, die AdS oder einer ähnlichen Theorie mit dS entspricht. Ich hatte nur begrenzt Zeit, dies zu schreiben. Schwingers Beobachtung, auf die ich mich beziehe, ist die Paarbildung von ee^+ in einem großen E-Feld. Die Energie des holografischen Bildschirms ist die Masse eines Schwarzen Lochs.
Vielen Dank für diese Mühe. Allerdings ging es bei der Frage nicht darum, die Theorie zu erklären, sondern darum, die Veränderungen ab 2011 und die Auswirkungen experimenteller Ergebnisse zu erklären.
Ich habe das Papier arxiv.org/abs/1612.03034 noch nicht gelesen . Tatsächlich knabbere ich immer noch an Verlindes Papier. Astronomische Abhandlungen sind für mich eher schwer zu lesen, da ich mit diesen Techniken nicht so vertraut bin. Mein ehrlicher Rat ist, die Augen und den Geist offen zu halten und zu sehen, wie sich das entwickelt. Vielleicht ist hier was dabei. Was Sie im Auge behalten sollten, sind Follow-up-Statistiken zu schwachen Linsen, die zusätzliche Unterstützung bieten.