Präsentation
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Die Zeit – diskret und gequantelt? Referat im Zuge der Lehrveranstaltung Quantenphysik für Nichtphysiker 01.11.2009 1 © W.W.Jellek Erklärung vorab • Die später geäußerten Vorstellung zu einer absoluten, gequantelten Zeit sind meine Eigenen und haben (derzeit) keine wissenschaftliche Basis. Ich habe sie in dieser Form vor ca. 15 Jahren geschaffen. • Zum einfacheren Verständnis habe ich sie deshalb mit einer anderen Hintergrundfarbe belegt: – Blau: anerkannte physikalische Lehrmeinung – Orange: Meine Eigenen Thesen • Die Thesen sind selbstverständlich nicht ausgereift, sondern müssen als Draft verstanden werden. Geschätzte zwei Monate Gesamtaufwand können keine investierten Millionen Mannjahre einer Quantenphysik ersetzen. – ABER: meine Thesen sind genau so richtig oder falsch wie die Quantenphysik (für die Philosophen hier im Saal ☺ ) 01.11.2009 2 © W.W.Jellek Kritik an der Quantenphysik • Die Quantenphysik bietet nur (nicht allein im zeitlichen Aspekt) ein WIE? aber kein befriedigendes WARUM?(*) an. • Wenn alles eine Wahrscheinlichkeit > 0, kann alles irgendwann eintreten und eine derartige Theorie hat - so eigentlich unwiderlegbar - widerspricht streng genommen dem heutigen Wissenschaftsbegriff. Sie gleicht vielmehr einem Orakel das weissagt, wenn es morgen nicht regnet und nicht bewölkt ist, wird die Sonne scheinen. • Ich möchte mich einerseits Einstein anschließen der formuliert hat: „Gott würfelt nicht“. • Andererseits mein tiefes Unbehagen über die Existenz der Welle als letztgültiges kleinstes Gut zum Ausdruck bringen. Wellen sind in meinen Augen nichts anderes als Manifestationen von Masseverhalten (im Sinne von viele) von Teilchen. (*) nur durch Verständnis sind neue Erkenntnisse möglich. 01.11.2009 3 © W.W.Jellek Der Weg zur Zeit/Phänomene I • 4 Grundkräfte der Physik – Schwache Kernkraft – Starke Kernkraft – Elektromagnetismus – Masse 01.11.2009 4 Quantenfeldtheorie: Darstellung mit Quarks Relativitätstheorie, Gravitation © W.W.Jellek Der Weg zur Zeit/Phänomene I Lit[1]: Vereinheitlichende Theorien 01.11.2009 5 © W.W.Jellek Der Weg zur Zeit/Phänomene I • Vereinheitlichende Theorien – (Super) Stringtheorie (ist bis heute nicht nachweisbar) LIT[3] – Branetheorie LIT[4] – Schleifenquantentheorie (quantisiert auch die Zeit) LIT[5] • Plancksche Länge, Planksche Zeit 01.11.2009 6 © W.W.Jellek Der Weg zur Zeit/Phänomene II • Tunneleffekt LIT[5] Dieser Effekt ist mit der Schrödingergleichung erklärbar und hängt mit den verwendeten Wahrscheinlichkeitsmodellen zusammen. Mit einer sehr kleinen Wahrscheinlichkeit kann die Tunnelung über sehr kurze Distanzen funktionieren. Nichtsdestotrotz ist das keine anschauliche Erklärung. 01.11.2009 7 © W.W.Jellek Der Weg zur Zeit/Phänomene III • Quantenverschränkung LIT[6] – Sofortige Wirkung über „beliebige“ Entfernungen von verschränkten Teilchen (meist Photonen aber auch einfache Atome) – Quantenzustände können – „sofort“ – übertragen werden (z.B.: Spins). • Erläuterung: das sofort kann aber nicht unmittelbar genutzt werden, da die verschränkten Teilchen zuvor mit Lichtgeschwindigkeit auseinander geschickt werden. 01.11.2009 8 © W.W.Jellek Zeit im Blickpunkt der Quantenphysik „Die Zeit ist etwas ziemlich Widerspenstiges“ … „Die Quantenkorrelationen, die wir untersuchen, sind völlig unabhängig davon in welcher Entfernung ich die Experimente mache und in welcher relativen zeitlichen Anordnung. Hier sind offenbar Raum und Zeit irrelevant. Da "wissen" zwei Prozesse voneinander innerhalb einer Zeit, in der gar kein raumzeitliches Signal übertragen werden kann.“ (Anton Zeilinger, FAZ 1.6.2003) „Zeit ist das, was man von der Uhr abliest.“ (Albert Einstein) „Ich glaube, dass unserem gegenwärtigen Bild der physikalischen Realität, vor allem hinsichtlich des Wesens der Zeit, ein gewaltiger Umsturz bevorsteht, er wird vielleicht sogar noch größer sein, als die Umwälzung, die bereits durch Relativitätstheorie und Quantenmechanik ausgelöst worden ist.“ (Roger Penrose) 01.11.2009 9 © W.W.Jellek Zeitdefinition klassisch • Ursprung in Tag und Nacht und nach Sonnenstand auch Jahreszeiten. • Einteilung des Tages in kleinere Einheiten, schließlich auch Sekunde. • Erst die Notwendigkeit die Zeit genau zu messen hat zur heutigen Definition (Quarzschwingungen, Atomuhren) geführt 01.11.2009 10 © W.W.Jellek Probleme der Zeitdefinition • (heutige) Uhren können immer nur relative Zeiten messen – sie lassen die Möglichkeiten von absoluter Zeit nicht zu – Folge: (heutige) Physik baut auf relativer Zeit auf und muss mit dieser Beschränkung zurechtkommen • Anders formuliert: absolute Zeit lässt sich nicht mit (heutigen) Uhren messen 01.11.2009 11 © W.W.Jellek Zeit, Urquant, Figurform Definition • Die kleinste Zeiteinheit (Zeitquant) ist die Definition für ein Maß an standardisierter Veränderungen, innerhalb dessen nur eine ausgewählte Figur für die beteiligten Urquanten möglich ist. • Das kleinste Teilchen im Universum ist ein Urquant, alle anderen Teilchen besteht nur aus dem Wechselwirken von Urquanten (und Nicht Urquanten) in Figurformen • Figurformen sind universell gültige Formtransformationen (Regelwerk) für Urquanten, die alle bestehenden Kräfte/Eigenschaften des Universums erzeugen. 01.11.2009 12 © W.W.Jellek These 1: Die Zeit ist gequantelt • Die Zeit ist diskret und gequantelt und universell gültig • Unteilbarkeitsprinzip: Zwischen zwei Zeitpunkten A und B die im heutigen Sinn näherungsweise in Sekunden angegeben werden können (Planksche Zeit?) existiert keine Zeit und demnach auch kein Universum. – Ähnlich einem Film existiert das Universum nur in ‚Slides‘ • Ausschließlichkeitsprinzip: In einem Zeitquant ist für die beteiligten Urquanten nur eine Veränderung (Figurformen) = Veränderungspotenzial möglich. Die Veränderung kann nicht in einen Teil Bewegung und einen Teil Erzeugung von Eigenschaften fließen, sondern muss ausschließlich auf eine Figurform beschränkt sein (*). – – Erläuterung: Alle Eigenschaften (Masse, Bewegung, etc. werden durch Formfiguren erzeugt) (*) Es sei denn die Figurform selbst beeinflusst mehrere Eigenschaften. • Universalprinzip: In Summe gesehen gelten ganz bestimmte Regeln für die Überführung von Slide A zu Slide B (Figurformen) für jeden einzelnen Urquant, sofern er sich in einer Figur befindet. 01.11.2009 13 © W.W.Jellek These 2: Alle Urquanten treffen sich in einem Punkt(1) • • • • Relatives Berührungsprinzip: Das Universum ist derart gestaltet, dass sich alle Urquanten in einem Punkt treffen bzw. berühren. Sollten nicht alle Urquanten mit allen Wechsel wirken müssen, so genügt eine geringere Berührungsmenge. n-Dimensonalitätsprinzip: Das Universum weist „schlimmstenfalls“ n Dimensionen auf, wenn es m Urquanten hat, wobei n = log2(m), nur dadurch ist die Berührung aller Urquanten gegeben. Minimalitätsprinzip: Sollten nicht alle Urquanten mit allen Wechsel wirken, so genügt eine geringere Berührungsmenge. m ist auf Fall jene Menge an Urquanten, die gleichzeitig Wechsel wirken können und in einer Figurform gleichzeitig vorkommen können, wenn die Dimensionalität n = log2(m) ist. Projektionsprinzip: Die von uns erlebte 3 dimensionale Räumlichkeit des Universums ist lediglich eine Projektion aus einem n Dimensionalen Universum. (1) Diese These wird in diesem Vortrag nicht weiter behandelt, da der Schwerpunkt auf der Zeit liegt. 01.11.2009 14 © W.W.Jellek Zeitquant, Figurformen: Wie könnte man sich das vorstellen? Figur 1 zum Zeitpunkt A Zeitpunkt A 1 Zeitquant Figurform 01.11.2009 Zeitpunkt B Figur 1 zum Zeitpunkt B 15 © W.W.Jellek Ausschließlichkeitsprinzip I 5€ Laden F1:5€ F2:5€ F3:5€ Wenn man mit 5€ (Veränderungspotenzial) in einen 5€ Laden (mögliche Figurformen) geht kann man nur genau ein (aus beliebig vielen) Produkt mit 5€ kaufen. 01.11.2009 16 © W.W.Jellek Ausschließlichkeitsprinzip II • Gilt für Körper, dass die enthaltenen Urquanten sich in einem Zeitquant entweder mit Lichtgeschwindigkeit bewegen können oder Masse erzeugen. Je schneller sich ein Körper bewegt, desto weniger Zeitquanten sind übrig um andere Eigenschaften zu erzeugen und mit anderen Körpern zu interagieren, deshalb eine scheinbare Verzögerung der klassisch definierten Zeit. • Da auch Photonen Eigenschaften haben müssen Sie ebenfalls Wechselwirken um diese zu Erzeugen und Ihre Bewegung dafür unterbrechen. Deshalb müsste die wahre „Lichtgeschwindigkeit“ im Sinne einer Grenzgeschwindigkeit höher sein. • Teilchen die sich mit Grenzgeschwindigkeit bewegen müssten für uns unsichtbar sein, weil sie keine Eigenschaften (Figurformen eingehen) erzeugen können, da Sie Ihre komplettes Veränderungspotenzial in die Fortbewegung investieren. 01.11.2009 17 © W.W.Jellek Überlagernde Figurformen • Im Universum gibt es eine endliche Anzahl an Figurformen and denen eine endliche Anzahl von Urquanten (und selbstverständlich Nicht-Urquanten) beteiligt sind. • Diese Formfiguren erzeugen Eigenschaften. • Teilchen höherer Ordnung bestehen aus Urquanten und einer zyklischen Abfolge von Figurformen über die Zeit – Z.B.: wenn die Figurformen durchnummeriert wären könnte eine Kette – -1-1-2-3-1-1-2-3-… bestehen, jeweils im Übergang von einem Zeitquant zum nächsten • Bei gleichzeitiger Anwesenheit von mehreren Figurformen in unmittelbarer Nachbarschaft kann es vorkommen, dass sich ein Urquant in eine Nachbarfigur gesellt – – – Kette1: 1-1-2-3-1-1-2-3-1-1 Kette2: 2-3-4-5-6-2-3-4-5-6 Kette3: 4-1-1-1-1-1-4-1-1-1 2 3 4 01.11.2009 Wird ersetzt durch 2,3,4 in n-dimensionaler 1 Nachbarschaft dient quasi 7 als Schlüssel. 1 18 © W.W.Jellek Erklärungen • Tunneleffekt: das durchtunnelnde Teilchen befindet sich zu keinem Zeitpunkt wirklich im durchtunnelnden Bereich. • Verschränkung: in Zusammenhang mit These2 erklärt; zum Zeitquant der „Auslösung“ wird eine Figurform „Verschränkung“ abgearbeitet. Nachdem die wahre Anordnung im n Dimensionalen Raum nicht der erlebten Wirkung (Abbildung in 3D) • Urknall: Zum Zeitpunkt vor dem Urknall war das n dimensionale Universum vollgepackt mit Urquanten, nachdem keine Lücke (NichtUrquanten) vorhanden waren gab es keine Möglichkeit zur Veränderung und keine Zeit. Durch das herausbrechen von endlich vielen Urquanten durch eine extrouniversales Ereignis stand bestand die Möglichkeit zu Veränderung. • Schrödingers Katze: hinfällig (weil sich die Frage in der Form nicht mehr stellt) 01.11.2009 19 © W.W.Jellek Vorhersagen • • • • • • Grenzgeschwindigkeit ist größer als die Lichtgeschwindigkeit, da Photonen zumindest einen Zeitquant brauchen um die Eigenschaft Wellenlänge zu erzeugen. Das Wellenverhalten von Teilchen tritt deshalb auf, weil es sich um eine zyklische Abfolge von Figurformen handelt (die einen Welleneffekt erzeugen), der Urquant ist und bleibt Urquant (=Teilchen). Manche physikalische Phänomene treten nur dann auf wenn die Zyklen von zwei (oder mehr) Beteiligten der Figurformen Abfolge zu einem bestimmten Zeitquant die gleiche/ähnliche oder korrespondierende Eigenschaft erzeugen. (z.B. Tunneleffekt) Massefluktration: Die (theoretisch) messbare Gesamtmasse des Universums müsste von Zeitquant zu Zeitquant schwanken, da die Masseeigenschaft nur in gewissen Abständen/Zyklen erzeugt wird (z.B bei bewegten Objekten). Ähnlich wie bei der Umstellung der Planetenberechnungen von einer erdzentristischen Einstellung zu einer solarzentristischen, wird auch eine Änderung der Zeitdefinition zu einfacheren Modellen führen. Es muss sich mathematisch beweisen lassen, dass ein Universum, das aus kontinuierlicher Zeit besteht nicht existieren kann. 01.11.2009 20 © W.W.Jellek Literatur • WIKIPEDIA – – – – – – LIT[1]: http://de.wikipedia.org/wiki/Grundkräfte_der_Physik LIT[2]: http://de.wikipedia.org/wiki/Stringtheorie LIT[3]: http://de.wikipedia.org/wiki/D-Brane LIT[4]: http://de.wikipedia.org/wiki/Schleifenquantengravitation LIT[5]: http://de.wikipedia.org/wiki/Tunneleffekt LIT[6]: http://de.wikipedia.org/wiki/Quantenverschränkung • Alle anderen Ideen und Konzepte (orange) stammen ausschließlich von mir • Handouts und Foliensatz – auf meiner Homepage: www.unet.univie.ac.at/~a8555552/ 01.11.2009 21 © W.W.Jellek
