Ist unsere Universumsphysik die einzige Physik?

„Was mich wirklich interessiert, ist, ob Gott die Welt anders hätte erschaffen können; mit anderen Worten, ob das Erfordernis der logischen Einfachheit einen Freiheitsspielraum zulässt.“ Dies ist ein Zitat von Einstein, und es hat mich fasziniert. Ist unser Universum der einzige Weg, wie es hätte geschehen können? Sind die Kräfte der Natur die einzig möglichen. Können diese Fragen unabhängig von ihren Antworten überhaupt beantwortet werden?

Iirc gegen Ende der Folge vor 6 Jahren Das Universum - Staffel 4 Folge 6 - 10 Wege, die Erde zu zerstören jemand sagt, dass es in einem anderen Universum andere Gesetze der Physik gibt und somit möglicherweise weitere 10 Wege, die Erde zu zerstören.

Antworten (3)

Ich werde versuchen, sowohl die Frage des OP als auch einige, die im Kommentarbereich erscheinen, zu beantworten.

Ein besserer Weg, um über die Frage nach verschiedenen möglichen Universen mit unterschiedlichen Fundamentalkonstanten oder Konstanten, die sich mit der Zeit ändern, nachzudenken, ist der Einfluss, den diese Effekte auf die zeitliche Entwicklung dieser Universen haben würden, und insbesondere, ob sie die Bildung von Fundamentalteilchen unterstützen würden. Atome, Moleküle, Galaxien, Sterne, Sonnensysteme und Planeten – und damit das Leben, wie wir es kennen.

Das ist wichtig, denn wenn zum Beispiel Sterne zu kurze Lebenszeiten hätten, um lange genug zu leuchten, um der Evolution eine Chance zu geben, dann wären wir nicht hier, um irgendwelche Beobachtungen zu machen.

Mit Computern können wir vorhersagen, welche Folgen ein Urknall für die Entwicklung eines Universums hätte, wenn beispielsweise die elektromagnetische Kraft im Verhältnis zur Schwerkraft etwas stärker oder schwächer wäre und so weiter. Die Ergebnisse zeigen, dass selbst sehr kleine Veränderungen wie diese ein Universum ohne uns darin schaffen würden – was bedeutet, dass unsere Existenz davon abhängt, dass alle Konstanten der Physik innerhalb sehr eng spezifizierter Bereiche liegen. Wie ist das passiert? Dies ist als das anthropische Problem bekannt , für das es derzeit keine akzeptierte Antwort gibt.

Sind unterschiedliche Grundkräfte möglich? Sind unterschiedliche Formulierungen der Schwerkraft mit unterschiedlichen Kraft-Weg-Beziehungen möglich? Wenn wir uns die Schwerkraft ansehen, können wir die Auswirkungen von Abweichungen vom sogenannten Abstandsquadratgesetz modellieren, indem wir eine unterschiedliche Anzahl physikalischer Dimensionen postulieren und dann sehen, ob sich Sonnensysteme bilden könnten. Wir wissen nur aus der Mathematik, dass vier Dimensionen des Weltraums eine Form der Schwerkraft ergeben würden, in der es keine stabilen Umlaufbahnen im Weltraum zwischen Gravitationsmassen geben würde – was bedeutet, dass Galaxienhaufen, Galaxien und Sonnensysteme fehlen würden.

VSL-Modelle werden hauptsächlich deshalb nicht als „Mainstream“ betrachtet, weil sie keine Energie sparen.

Ihre Antwort eröffnet in der Tat den Umfang der Frage des OP. Es scheint, als müsste man zwei gegensätzliche Prinzipien gegeneinander aufwiegen: „Wenn das Universum viel anders wäre, als es ist, dann gäbe es den Menschen nicht.“ (Anthropisches Prinzip). - „Es gibt kein ausgezeichnetes Universum, insbesondere das Universum, in dem Menschen leben, ist nicht ausgezeichnet.“ (Kopernikus-Prinzip)
@JoWehler Wofür steht "OP"?
@kein Name des Astronauten: OP = Eröffnungspost :-)

Mir scheint, dass in diesem Zitat ein Stück fehlt, das Einstein entweder nicht aufgenommen hat (oder von dem angenommen wurde, dass es gesprochen wird) oder seitdem verloren gegangen ist.

„Was mich wirklich interessiert, ist, ob Gott die Welt anders hätte erschaffen können; mit anderen Worten, ob das Erfordernis der logischen Einfachheit einen Freiheitsspielraum zulässt.“ ..... Ist unser Universum der einzige Weg, wie es hätte geschehen können? Sind die Kräfte der Natur die einzig möglichen.

Ein Freiheitsspielraum wozu ? Die einzige Möglichkeit, ein Universum mit welchen Eigenschaften und Ergebnissen zu erstellen ? Die einzig möglichen wenn man was als Ergebnis will ? Diese sind völlig unspezifiziert . Was fehlt ist "... wozu"? Mit welchen Einschränkungen und Anforderungen an das Ergebnis?

Sie könnten annehmen, dass das "offensichtlich" ist, aber für mich ist es unglaublich schwach definiert oder überhaupt nicht definiert. Folgen wir dem also ein wenig.

Was ist die eigentliche Frage.....?

Beginnen wir mit ein wenig Anthropomorphisierung und gehen von einem zielstrebigen Schöpfer aus, der dabei ist, ein Universum zu errichten. Wir möchten fragen, ob sie es anders hätten machen können, oder ob die Art und Weise, wie das Universum ist, * die eine Art und Weise erfordert , wie es anscheinend getan wurde.

Aber was zählt als gleich oder anders? Wenn das Universum so wäre, wie wir es sehen, aber Katzen sich nicht entwickelt hätten, würde das als dasselbe gelten? Was wäre, wenn die Erde oder unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße, nicht existiert hätten, aber Leben auf der Grundlage erdähnlicher Chemie stattdessen auf anderen Planeten existiert hätte?

Wir würden dann wahrscheinlich sagen, dass es für diese Zwecke das gleiche Universum ist. Immerhin gleiche physikalische Gesetze, gleiches Leben für alle praktischen Zwecke, Menschen oder Humanoide, die diese Fragen stellen ...

Nehmen wir nun an, das Leben, das herausschaut, basiert auf Silizium oder etwas Nichtirdischem. Sie würden immer noch hinausschauen und immer noch die gleiche Frage stellen. Sie würden in ihrem Weltbild von Silizium ausgehen, so wie wir von Kohlenstoff ausgehen. Aber wirklich, gleiches Ergebnis.

Jetzt lass uns radikal werden. Angenommen, die gesamte Struktur des Universums wäre anders. Schwerkraft, andere fundamentale Kräfte, existieren nicht, etwas anderes existiert, aber uns völlig fremd, keine Sterne, keine Planeten, keine Elemente, wie wir sie kennen, sondern eine ganz andere Physik. Und in diesem unvorstellbaren Universum, für das einige Wesen aus fundamentalen Strukturen bestehen, für die wir keine Worte haben, fragt ein Freund: „Ist dies die einzige Möglichkeit, wie Gott es hätte erschaffen können“?

Wäre das in gewissem Sinne „dasselbe Universum“?

..... Was darauf hindeutet .....

Das ist das anthropomorphe Prinzip. Bei der Frage, warum das Universum so ist, wie es ist, und wie unwahrscheinlich das erscheint, und ob ein fiktiver Gott eine Wahl hatte, nehmen wir so viel in der Frage selbst an.

Wenn wir anders wären (oder die Erde oder das gesamte Universum grundlegend anders), aber es gäbe immer noch eine Wesenheit, die fragen könnte: „Hätte es anders gemacht werden können“ , dann könnten wir diese Wesenheit sein. Wir könnten im Moment diejenigen in dieser Position sein. Wir könnten diejenigen in diesem alternativen, spekulativ grundlegend veränderten Universum sein, und wir hätten keine Möglichkeit, es zu wissen.

Die Frage läuft also darauf hinaus, genauer zu sein.

Eine Antwort

Wenn es bedeutet, "hätte genau dieses Universum anders gemacht werden können" - nein, per Definition. Um genau dieses Universum zu sein, bräuchte man alles, wie wir es sehen.

Wenn es bedeutet "könnte ein Universum mit einer Entität, die in der Lage ist zu fragen, warum es auf andere Weise existiert", dann wahrscheinlich. Aber wir haben keine Details.

Das Universum, das wir kennen, ist nicht das einzig mögliche Universum.

Ändert man die Werte der fundamentalen Konstanten der Physik innerhalb gewisser Grenzen, erhält man unterschiedliche Universen. Typische Naturkonstanten sind

die Lichtgeschwindigkeit, die Feinstrukturkonstante, der Wert der Elektronenmasse, die Kopplungskonstanten für die verschiedenen Kräftearten.

In unseren gegenwärtigen Theorien spielen diese Konstanten die Rolle von Parametern. Sie lassen sich nicht aus der Theorie ableiten, sondern müssen durch Beobachtung und Messung ermittelt werden. Es ist immer eine Herausforderung, die Anzahl freier Parameter in einer physikalischen Theorie zu reduzieren.

Eine schwache Analogie: Die Entfernungen unserer Planeten ergeben sich nicht aus Newtons Theorie, sondern müssen gemessen werden. Es erscheint plausibel, dass die Planeten in anderen Sonnensystemen unterschiedliche Entfernungen von ihren Zentralsternen haben.

Ich verstehe, ist es überhaupt möglich, dass sich diese Spezifikationen ändern?
@nonametheastronaut: Ja, zB in Theorien zur variablen Lichtgeschwindigkeit en.wikipedia.org/wiki/Variable_speed_of_light
Danke schön. schätze es.
@CriglCragl Die Referenz, die Sie zitieren, endet mit dem Satz: "VSL-Kosmologien bleiben außerhalb der Mainstream-Physik." - Welche Phänomene können nur durch VSL-Kosmologien erklärt werden, aber nicht durch Theorien, die auf der konstanten Lichtgeschwindigkeit basieren?
Aber dieser Kommentar, dass VSL außerhalb des Mainstreams liegt, bezieht sich auf unser Universum. Das OP fragt, ob unseres das einzig mögliche Universum ist (oder zumindest, ob unsere Gesetze der Physik die einzige derartige Kombination sind, die zu einem bewohnbaren Universum führen könnte).
Obwohl Einstein starb, bevor das vollständige Standardmodell entdeckt wurde, kannte er diese Art von Fundamentalkonstanten und fragte sich vermutlich, ob die Quantengravitation diese Konstanten festlegt, was immer noch unbekannt ist.
„Welche Phänomene können nur durch VSL-Kosmologien erklärt werden, aber nicht durch Theorien, die auf der konstanten Lichtgeschwindigkeit basieren?“ Das bleibt messtechnisch zu ermitteln, ist der Punkt. VSL-Theorien stimmen mit dem überein, was wir wissen.
@CriglCragl Wie können VLS-Theorien mit dem übereinstimmen, was wir wissen, wenn sie einer der Grundannahmen der Speziellen Relativitätstheorie widersprechen?
@JoWehler: 'Annahme'. Du hast es selbst gesagt. Das grundlegende Problem bei GR ist, dass nichts unendlich schnell reisen kann. Denken Sie jedoch daran, dass die Entfernung in SI-Einheiten durch Licht definiert wird , sodass das Aufheben von Auswirkungen auf Änderungen der Lichtgeschwindigkeit ziemlich subtil ist. Bis wir beantworten können , warum sich Licht mit einer bestimmten Geschwindigkeit fortbewegt, haben wir nur Annahmen (nun, es leitet sich von der magnetischen Permeabilität und elektrischen Permittivität des Vakuums über die Maxwell-Gleichungen ab, also warum diese Zahlen wirklich so sind, wie sie sind - wir müssen mehr wissen über die Struktur der Raumzeit, dh Quantengravitation).
@CriglCragl Der Begriff „Annahme“ in Bezug auf SR ist das Analogon des Begriffs „Axiom“ in einer mathematischen Theorie. Ich sehe keinen Grund, diesen Begriff abzuwerten. - Eine Annahme von SR ist die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit c. Aber es ist eine andere Tatsache, dass c eine Grenzgeschwindigkeit ist. Das ergibt sich aus der Theorie. – Ich verstehe den Sinn von „unendlich schnell reisen“ nicht, meinst du die Möglichkeit beliebig hoher Geschwindigkeiten? 1/2
@CriglCragl Das Konzept der Raumzeit und die untergeordnete Rolle ihrer Aufteilung in Raum und Zeit zu klären, ist eine großartige Leistung. Innerhalb von SR und GR sind die Raumzeit und die Konstanz von c konsistente Konzepte. Ich würde diese Konsistenz nicht zerstören, indem ich die Konstanz von c mit offenen Fragen aus der Quantengravitation verwechsele. Das ist ein anderes Problem, für das auch VSL keine Lösung anbietet. 2/2
@JoWehler: Viele Physiker mögen auch keine VSL-Theorien. Du scheinst zu sagen, du magst sie nicht. Gut was auch immer. Aber sie sind praktikabel, und Leute, die viel mehr Physik wissen als wir beide, forschen aktiv daran, z. B. newscientist.com/article/… Was Sie tun oder nicht tun würden, ist völlig unerheblich. Mein Punkt war, dass dies eine Frage der Messung ist . Und das steht.
@CriglCragl: Roma locuta causa finita :-)