Das Ei das sich selbst gelegt hat

@perttivalkonen

Erst mal Danke für Deinen Post. Ich werde mir das gründlich durcharbeiten und mich im Laufe des Abends noch mal dazu äußern.

perttivalkonen schrieb:Bei meiner Gegendarstellung darfst Du gerne davon ausgehen, daß ich mir das ebenso wie Du selbst zusammengereimt habe.

Aha. Gut zu wissen. Also keine Fachliteratur, wo man explizit zu diesem Thema etwas nachlesen könnte. Gut, dann werde ich mich umsehen, ob es da etwas gibt. Es wäre zumindest merkwürdig, wenn man die Big Bounce-Hypothese in der Wissenschaftsgemeinschaft kommuniziert, ohne dass es da eine begründete Gegenargumentation gäbe, die ebenso kommuniziert würde. Mal sehen, ob ich da etwas finde.

perttivalkonen schrieb:Und entkräften darfst Du das dann ebenso wie ich bei Dir selber mit inhaltllichen Gründen.

Selbstredend. Aber dazu muss ich noch etwas recherchieren, um mich mit dem Thema näher vertraut zu machen.

perttivalkonen schrieb:Erlaubst Du Dir selbst gegenüber mehr als anderen?

Nein, ich vertrete nur den Ansatz, dass derjenige, der eine Behauptung vorbringt, diese auch belegen muss. Mein Part bei dieser Angelegenheit war die des Zweiflers, der nachfragt und dabei seinen Kenntnisstand und seine Vorstellungen einbringt, um die Fragen zu konkretisieren. Das Risiko, dabei den einen oder anderen Bock zu schießen, nehme ich in Kauf. Wie sich nun zeigt, ist die Begründung für Deine Behauptung allein auf Deinem eigenen Mist gewachsen - unter Anwendung von physkalischem Schulwissen freilich, aber eben doch nicht mit einschlägigen Fachartikeln untersetzt, was Deine Argumentation noch zusätzlich validiert hätte.

Nun gut, das muss ich erst mal so hinnehmen und sehen, was ich daraus machen kann.

Bis später also ...

JacobMonod schrieb:Nein, ich vertrete nur den Ansatz, dass derjenige, der eine Behauptung vorbringt, diese auch belegen muss.

Wie gesagt, aber Dir selbst ersparst Du diesen Anspruch. Denn:

JacobMonod schrieb:Mein Part bei dieser Angelegenheit war die des Zweiflers, der nachfragt und dabei seinen Kenntnisstand und seine Vorstellungen einbringt, um die Fragen zu konkretisieren.

Sobald Du dabei aber Thesen aufstellst, stehen die dann ja wohl ebenfalls unter Deiner Belegpflicht. Na und daß die Entropiezunahme halt zu einer Gleichverteilung der Materie führt, war dann Dein erstes Dasistso Beitrag von JacobMonod (Seite 7) Kamen im Verlauf der sich daraus ergebenden Diskussion zwischen uns zu weiteren solcher Thesen.

JacobMonod schrieb:Wie sich nun zeigt, ist die Begründung für Deine Behauptung allein auf Deinem eigenen Mist gewachsen

Hab ich das gesagt?

Schau genauer hin. ich hab kritisiert, daß Du Belege forderst, aber selber keine bringst. Und zwar nicht, weil Du sie halt nur noch nicht gegeben hast, sondern weil das auf Deinem Mist gewachsen ist und daher gar nicht belegt werden kann. Deswegen schrieb ich, daß Du durchaus gerne so tun darfst, als sei dasselbe bei mir der Fall. Mich ärgert so eine Doppelmoral, da hört bei mir die Freundlichkeit auf. Du willst Quellen? Such sie doch selber. So, in diesem Sinne war das gemeint. Lies es nochmals.

@perttivalkonen

Ich habe bei meiner Recherche diesen Artikel von Martin Bojowald gefunden, in dem das Big Bounce-Modell entworfen wird:

https://arxiv.org/pdf/gr-qc/0601085.pdf

Ich werde mir diese Arbeit in den nächsten Tagen durcharbeiten, die wesentlichen Details zusammentragen und das als Basis für eine Diskussion nutzen, bei der Deine Einwände auf Stichhaltigkeit abgeglichen werden können. Da diese Diskussion hier den Rahmen sprengen würde und zudem etwas weiter weg vom eigentlichen Thema führt, schlage ich vor, dass ich dazu im Wissenschaftsbereich einen neuen Thread eröffne, sobald ich mich in das Thema eingelesen und die diskutablen Punkte herausgefiltert habe.

Ich denke, dass ich das noch bis spätestens Mitte Januar hinbekomme, da der Stoff für mich als Außenstehenden doch recht anspruchsvoll ist und ich mich mit den Argumentationen zunächst vertraut machen muss. Ich werde aber auf jeden Fall darauf zurückkommen und Dich dann anschreiben.

Ein weiterer Fund meiner Recherche:

https://arxiv.org/pdf/1206.2382.pdf

Aus dem Abstract geht hervor, dass hier eine Lösung für das "Anisotropie-Problem" gefunden wurde. Ich werde diese Arbeit in mein Selbststudium mit einbeziehen.

Bleib ruhig hier. Denn ein ewig bouncewndes Universum wäre genau die Antwort auf das Ei, das sich selbst gelegt hat. An einer eigenständigen Diskussion von Bojowalds Schleifen-Quantengravitation und Kosmologie bin ich eh nicht interessiert. Wenn Du irgendwelche Sachen hast, trag sie hier vor. Aber mach daraus nicht ne völlig andere Diskussion.

Hier ist schon mal ein interessanter Vortrag von Robert Brandenberger mit interessanten Schlussfolgerungen am Ende:

http://cosmo17.in2p3.fr/talks/plenary/Brandenberger_COSMO17.pdf

Auf Seite 45 wird darauf verwiesen, dass das Anisotropie-Problem kein Problem für eine ekpyrotische Kosmologie darstellt.

Auf Seite 88 wird in der Zusammenfassung ebenfalls daruf hingewiesen. Es scheint also Lösungsmöglichkeiten zu geben, dass die Inhomogenitäten in der Nähe des Bounces ausgeglichen werden, so dass erneut ein homogener Zustand entsteht, aus dem heraus sich ein neues Universum entwickelt.

Auch dieser Artikel bietet eine Lösungsmöglichkeit für das Anisotropie-Problem an:

https://arxiv.org/pdf/0909.5611.pdf

Dieser Artikel ist auch ganz interessant:

https://arxiv.org/pdf/1803.01961.pdf

Auch diese Artikel werde ich in Ruhe durcharbeiten und dann ggf. dazu hier etwas posten.

Nächstes Jahr natürlich. In diesem Jahr schaffe ich das nicht mehr ...

JacobMonod schrieb:Auf Seite 45 wird darauf verwiesen, dass das Anisotropie-Problem kein Problem für eine ekpyrotische Kosmologie darstellt.

Aha.

"Problem: Die Energiedichte in Anisotropien steigt schneller als die Energiedichte in Materie und Strahlung in der Kontraktionsphase.
Hinweis: Dies ist kein Problem für die Ekpyrotische Kosmologie."

Kannst Du mal eben die Formeln auflösen und in Worte fassen?

JacobMonod schrieb:Auf Seite 88 wird in der Zusammenfassung ebenfalls daruf hingewiesen.

"Einfache Bouncing-Kosmologien, die unter Verwendung der effektiven Feldtheorie beschrieben werden, leiden an einem Anisotropieproblem mit Ausnahme von Modellen mit einer Ekpyrotischen Kontraktionsphase."

Ja, steht da. Fehlt nur noch der Aufweis.

Auf der anderen Seite denk ich mal, daß wenn Du Dich hierauf berufst, Du da nur den Teufel mit Beelzebub austreibst. Denn da werden zum einen die Strings für benötigt, für die es freilich nie schlechter als derzeit aussieht. Und dann benötigen wir auch noch das Braneversum. Warum sich die Materie auf drei Raumdimensionen beschränken muß, das dann aber zusammenhängend, also auf Branen statt frei im mehrdimensionalen Raum verteilt, ist ja schon mal fraglich. Besonders toll aber, daß sich dann auch die Gravitation daran hält und nicht einfach in den mehrdimensionalen Raum hineinwirkt. Letzteres wird ja von Stringfans damit erklärt, daß die räumlichen Zusatzdimensionen, die für die Strings benötigt werden, schlicht mikroskopisch klein zusammen"gerollt" (kollabiert) sind. Dumm nur, daß in dem Falle der Platz für ein ganzes Braneversum fehlt. Besitzt dieses Braneversum nun aber mehr als nur drei normal ausgebreitete Raumdimensionen, kqann sich die Gravitation auch wieder über diese ausbreiten - und die distanzabhängige gravitative Wirkung dürfte nicht quadratisch zu bzw. abnehmen, sondern kubisch oder noch höher exponentiell, je nach Dimensionszahl der Raumdimensionen des Braneversums.

Ich denke, Du handelst Dir hier nur mehr Probleme ein, als Du damit zu kösen hoffst. Eben. Teufel mit Beelzebub ausgetrieben. Verschlimmbessert.

Such Dir lieber ne andere Lösung für das Anisotropieproblem. Wo nicht, dann erklär wenigstens, wie das denn nun da gelöst wird. Nur die Behauptung dort bringts nicht.

JacobMonod schrieb:Auch dieser Artikel bietet eine Lösungsmöglichkeit für das Anisotropie-Problem an:

Yepp. Der zeigt schon mal, wie falsch Du gelegen hast, bzw. bestätigt meinen Einwand:

"Während der Kontraktion wächst jedoch im Allgemeinen die Anisotropie des Universums"

Sie schreiben dann weiter:

"Um einen glatten und isotropen Sprung zu erhalten, muss die Quelle für die Kontraktion eine supersteife Zustandsgleichung mit P / ρ = w> 1 haben. In diesem Paper schlagen wir einen neuen Mechanismus vor"

Na und ob der sich bewährt, bleibt dann erst mal abzuwarten. Oder vielleicht gibt es ja schon was, is ja immerhin schon neun Jahre alt. Weißt Du da was?

JacobMonod schrieb:Dieser Artikel ist auch ganz interessant:

Yepp. Der erklärt, wieso bei der Kontraktion die Anisotropie nicht erwartungsgemäß drastisch zunimmt, sondern wieso es bei einem Oberwert der Anisotropiezunahme bleibt, sodaß aus dem Crunch ein Bounce werden kann. Wieso sich die so erreichten minimalen Anisotropiezunahmen sich von Bounce zu Bounce dann nicht trotzdem hochaddieren, wird da soweit ich sehe nicht gesagt.

perttivalkonen schrieb:Ja, steht da. Fehlt nur noch der Aufweis.

Der wird im angegebenen Artikel hergeleitet, den ich noch durcharbeiten muss. Dauert aber noch ein wenig.

perttivalkonen schrieb:Denn da werden zum einen die Strings für benötigt, für die es freilich nie schlechter als derzeit aussieht. Und dann benötigen wir auch noch das Braneversum.

Das wird sich herausstellen, wenn ich den dazugehörigen Artikel durchgearbeitet habe. Die ekpyrotische Phase erfolgt erst gegen Ende des Kollapses, so dass man nicht auf ein Braneversum zurückgreifen muss (so zumindest mein Verständnis nach einem ersten Überfliegen) und leitet die komprimierte Raumzeit durch die Bounce-Phase. Inwieweit da Strings mit involviert sind, muss ich erst noch herausfinden. Wie gesagt, das dauert noch ein wenig.

perttivalkonen schrieb:Ich denke, Du handelst Dir hier nur mehr Probleme ein, als Du damit zu lösen hoffst.

Das wird sich herausstellen, wenn ich damit durch bin. Kann aber noch etwas dauern, da ich mit der zugehörigen Mathematik noch nicht vertraut bin und zunächst darum bemüht bin, qualitativ zu verstehen, was da quantitativ berechnet wird. Mit populärwissenschaftlichen Ausarbeitungen komme ich da nicht weit, so hilfreich sie für ein erstes Verständnis der behandelten Sachverhalte auch sind.

perttivalkonen schrieb:Wo nicht, dann erklär wenigstens, wie das denn nun da gelöst wird.

Ja eben, aber das ist nicht von jetzt auf gleich zu bewältigen. Dazu benötige ich Zeit und Muße und Sekundärquellen, die ich recherchieren muss, um hier zu einem sicheren Verständnis zu gelangen.

perttivalkonen schrieb:Na und ob der sich bewährt, bleibt dann erst mal abzuwarten.

Deshalb ist es wichtig, sich hierzu ein tieferes Verständnis zu erarbeiten, um ggf. eine qualifizierte Kritik hervorzubringen, welche fundierter begründet ist als Schulwissen auf dem Niveau der gymnasialen Oberstufe. Weiterhin ist wichtig, Quellen zu finden, wo bereits fundierte Kritik vorgebracht worden ist. Auch das benötigt Zeit und ein tieferes Verständnis der Sachverhalte, um die Kritik auch sachlich verstehen und einordnen zu können.

perttivalkonen schrieb:Wieso sich die so erreichten minimalen Anisotropiezunahmen sich von Bounce zu Bounce dann nicht trotzdem hochaddieren, wird da soweit ich sehe nicht gesagt.

Das wäre dann eine Frage, die sich anschließt, denn wenn die Anisotropie bei der Kontraktion nicht drastisch zunimmt und somit ein Bounce entstehen kann, dann kann das bedeuten, dass sich ein Bounce trotz auflaufender Anisotropie unbegrenzt oft wiederholen kann, weil der Schwellenwert, der einen weiteren Bounce verhindern würde, stets unterschritten bleibt. Das würde dann bedeuten, dass die auflaufende Anisotropie für die folgenden Bounces irrelevant ist.

Aber auch das muss ich erst noch im Detail durcharbeiten und verstehen, bevor ich dazu qualifiziertere Anmerkungen machen kann. Es bleibt also spannend in den nächsten Wochen ... :)

Nachtrag:

Die zitierte Arbeit auf Seite 45 des Brandenberger-Vortrags ist diese hier:

https://arxiv.org/pdf/1301.4703.pdf

Da haben wir dann fast nur noch mathematische Terme und Gleichungen ... :D

JacobMonod schrieb:Die ekpyrotische Phase erfolgt erst gegen Ende des Kollapses, so dass man nicht auf ein Braneversum zurückgreifen muss

Die Branen sind Bestandteil des Braneversums. Das hört doch nicht mal eben auf zu existieren, während die einzelnen Branen sich zwischen zwei Kollapsen befinden.

JacobMonod schrieb:Inwieweit da Strings mit involviert sind, muss ich erst noch herausfinden.

Die müssen nicht mal direkt involviert sein, sie stecken da aber drin. Und lassen sich nicht weglassen dabei.

JacobMonod schrieb:dann kann das bedeuten, dass sich ein Bounce trotz auflaufender Anisotropie unbegrenzt oft wiederholen kann

Genau das kann es nicht bedeuten. Denn der Bounce fällt schlechter aus, je höher die Anisortopie, bzw. irgendwann ebbt sich das gänzlich aus. Auch da bleibts beim Kaninchen ausm Hut, wie alles wieder entgegen der Thermodynamik auf "echt wieder Null" gestellt wird. Daran krankt doch noch jede Behauptung, dieses Problem lösen zu können.

JacobMonod schrieb:weil der Schwellenwert, der einen weiteren Bounce verhindern würde, stets unterschritten bleibt

Der dort beschriebene Mechanismus eröffnet nur eine Obergrenze, unterhalb derer die Anisotropie nur zunehmen kann. Aber nicht im Sinne, welche Obergrenze von Anisotropie nicht überschritten werden könne. Deswegen mein Hinweis auf die Aufsummierung von Bounce zu Bounce.

Da wird also nur beschrieben, daß die Entropiezunahme während der Kontraktionsphase nicht zu schnell erfolgt. Ne langsamere Entropiezunahme benötigt zwar mehr Bounces, kommt aber doch zum selben Ergebnis.

perttivalkonen schrieb:Die Branen sind Bestandteil des Braneversums.

Wie gesagt, ich werde mich um ein Verständnis darum bemühen, was hier mit "ekpyrotischer Kontraktion" gemeint ist. Von Branen ist in den betreffenden Artikeln jedenfalls nicht die Rede, so dass ich mich hier erst mal kundig machen muss.

perttivalkonen schrieb:sie stecken da aber drin.

Auch das muss ich erst noch herausfinden, wenn ich mich durch die Artikel durcharbeite. Wir werden sehen ...

perttivalkonen schrieb:Genau das kann es nicht bedeuten.

Auch das wird sich noch herausstellen, wenn ich mit meinem Selbststudium fertig bin.

perttivalkonen schrieb:Denn der Bounce fällt schlechter aus, je höher die Anisortopie, bzw. irgendwann ebbt sich das gänzlich aus.

Das ist Deine Behauptung, die auf dem Prüfstand steht. Wir werden herausfinden, ob sie zutreffend ist oder nicht. Ich bin da ganz offen ...

perttivalkonen schrieb:Der dort beschriebene Mechanismus eröffnet nur eine Obergrenze, unterhalb derer die Anisotropie nur zunehmen kann. Aber nicht im Sinne, welche Obergrenze von Anisotropie nicht überschritten werden könne.

Das kann ich den Artikeln nicht so entnehmen. Ich werde sehen, wie das mit der Obergrenze gemeint ist, ob eine Aufsummation erfolgt und ob diese Obergrenze überschritten werden kann oder nicht. Aber dazu muss ich mir erst ein qualifiziertes Verständnis erarbeiten, um hier sachlich fundiert argumentieren zu können.

perttivalkonen schrieb:Da wird also nur beschrieben, daß die Entropiezunahme während der Kontraktionsphase nicht zu schnell erfolgt.

Zunächst wird beschrieben, dass eine bestimmte Schwelle nicht überschritten wird. Von Aufsummationen ist hier nicht die Rede, so dass zumindest die Möglichkeit besteht, dass diese dauerhaft unterbleibt - egal welches Ausmaß sich zum Ende der Kontraktion hin im Vorläuferuniversum angehäuft hat. Mit jedem Bounce wird das Anisotropie-Level unter den Schwellenwert gedrückt und die nachfolgende Inflation nivelliert den Rest, der es durch den Bounce geschafft hat.

Das würde dann bedeuten, dass die Aufsummierung gar nicht grenzenlos stattfinden kann, sondern stets immer wieder neu nur ein begrenztes Anisotropie-Level hervorbringen kann, welches dann wieder in der Kontraktionsphase unter den Schwellenwert gedrückt bleibt. Aber auch diese Vermutung muss ich mir erst noch sachlich fundiert erarbeiten, bevor ich mich dazu detaillierter und vor allen Dingen begründeter äußern kann. Jetzt ist das noch verfrüht.

perttivalkonen schrieb:Ne langsamere Entropiezunahme benötigt zwar mehr Bounces, kommt aber doch zum selben Ergebnis.

Wir werden sehen. Neues Jahr, neues Verständnis - so oder so ... :)

JacobMonod schrieb: Mit jedem Bounce wird das Anisotropie-Level unter den Schwellenwert gedrückt

Da wird keine Anisotropie rückgängig gemacht, sondern ihr Anwachsen ausgebremst. Stell doch nicht ständig neue Thesen auf, wenn Du auf meine Entgegnung dann stets nur den selben Sermon abläßt "wernwa sehn, wenn ich mich durchgelesen hab". Dann kannste Deine Thesen aufstellen, aber jetzt bist Du doch überhaupt nicht qualifiziert dafür, wie Du selbst eingestehst. Was soll also der Scheiß, ständig neue Thesen und auf meine Darlegungen Widerspruch ohne Scheckabdeckung.

Daß da nicht von Aufsumierung die Rede ist, liegt schlicht daran, daß nur ein eiinzelner Kontraktionsprozeß betrachtet wird. Nichts anderes heißt das. Ist ja grad mein Vorhalt, daß sie das außen vor lassen.

JacobMonod schrieb:und die nachfolgende Inflation nivelliert den Rest

Wenn ich sowas schon lese. In einem ansonsten total statischen Universum, bei dem ansonsten keine Prozesse ablaufen, die Entropie erhöhen, in einem solchen Universum kann eine Expansion, egal ob inflationär oder nicht, Anisotropien zwar glätten, aber nicht abbauen. Im Falle einer Kontraktion kämen die Anisotropien praktisch wieder exakt in der Vorform wieder zum Vorschein.

Da das Universum aber durchaus nicht starr ist , wird die Anisotropie nur zugenommen haben. Jetzt aber, bei der Kontraktion, da nimmt sie weiterhin zu, jedoch nicht schnell, sondern unterhalb eines Oberwertes. Nicht: Sie wird unter nen Oberwert zurückgedrängt. Das wäre Negentropie, und die wird in dem Artikel nicht beschrieben. Sondern nur eine limitierte Entropiezunahme.

perttivalkonen schrieb:Stell doch nicht ständig neue Thesen auf

Ich stelle keine Thesen auf - schon gar nicht neue - sondern bringe Vermutungen an, wie man den Sachverhalt bezüglich Grenzwert und Schwellenwertunterschreitung interpretieren kann. Falls sich die Sachverhalte so darstellen, dass diese Vermutungen zumindest nicht völlig unmöglich sind, kann ich dazu übergehen, daraus eine These zu formulieren. Für das Thema ist es insofern relevant, dass ein Big-Bounce-Modell mit unbegrenzter Oszillation (eventuell) zumindest theoretisch möglich ist, obwohl sich Inhomogenitäten zwischen Big Bang und Big Crunch einstellen. Ob es wirklich möglich ist, werde ich noch herausfinden. Ich arbeite daran ...

perttivalkonen schrieb:Daß da nicht von Aufsumierung die Rede ist, liegt schlicht daran, daß nur ein eiinzelner Kontraktionsprozeß betrachtet wird.

Dann wird es interessant sein, zu untersuchen, ob man von einem einzelnen Kontraktionsprozess auf eine Vielzahl derselben schließen kann - und wenn ja, worauf man dann schließen kann.

perttivalkonen schrieb:Im Falle einer Kontraktion kämen die Anisotropien praktisch wieder exakt in der Vorform wieder zum Vorschein.

Auch diese Behauptung steht dann mit auf dem Prüfstand. Wir werden sehen, was daraus wird.

perttivalkonen schrieb:Nicht: Sie wird unter nen Oberwert zurückgedrängt.

Ich werde mir die betreffenden Stellen in den Artikeln gründlich durcharbeiten und zu einem vertieften Verständnis gelangen, wie das mit der Obergrenze bzw. dem Schwellenwert gemeint ist, von dem die Rede ist. Wir haben einerseits einen Oberwert für die auflaufende Anisotropie und andererseits einen Schwellenwert, der nicht überschritten werden darf, um einen Bounce hinzubekommen. Es wird interessant sein, herauszufinden, wie beides in der Abfolge zueinander passt.

perttivalkonen schrieb:Was soll also der Scheiß, ständig neue Thesen und auf meine Darlegungen Widerspruch ohne Scheckabdeckung.

Weder ständig neue Thesen noch Widerspruch. Wie gesagt, ich bin da völlig offen für das, was am Ende bei der Prüfung Deiner Einwände herauskommt. Und dazu benötige ich noch etwas Zeit.

JacobMonod schrieb:sondern bringe Vermutungen an

Gelegentlich auch das. Zuweilen isses aber der reine Indikativ. Aussagen. Isso. Thesen. Soll ichs Dir zitieren? Nochmal?

Und wird das jetzt ne Metadiskussion? Setz Dich besser auf Deinen Hosenboden und lies, bis Du genug hast, um Meinen Darlegungen zu widersprechen bzw. um Thesen aufzustellen. Und bis dahin leb damit, daß ich Dir widerspreche.

Selbst Deine Vermutungen kannste Dir doch klemmen, eben weil Du dazu doch gar nicht sagen kannst. Dennoch stellst Du hier Deine Vermutungen ein. Und zwar nicht einfach so, als "ich vermute mal irgendwas", sondern deutlich als Einwand gegen meine Darlegungen. Wenn Du sie aber als Gegenargument vorbringst, dann fundiers auch, und zwar sofort, denn Du mußtest ja auch sofort diese Vermutungen als Einwand vorbringen. Und nicht erst später, wenn Du Dich belesen hast.

Du machst hier einen auf Kindergarten. Schon mal vorab widersprechen, aber nicht wissen, ob da was dran sein kann, was Du daggegenhältst.

JacobMonod schrieb:Dann wird es interessant sein, zu untersuchen, ob man von einem einzelnen Kontraktionsprozess auf eine Vielzahl derselben schließen kann - und wenn ja, worauf man dann schließen kann.

Weia!!! Na selbstverständlich kannst Du die Zunahme von Anisotropie, die in einem Universum zwischen Bang und Crunch zusammengekommen ist, von Bounce zu Bounce zusammenaddieren. Außer, Du triffst auch noch Aussagen über "zwischen Crunch und Bang", wo diese vormalige Anisotropiezunahme wieder beseitigt wird. Was freilich der Hammer wäre.

Ansonsten kannst Du allenfalls hoffen, daß es zwischen Bang und Crunch nicht zu einer Anisotropiezunahme kommt. Daß alsop zwischenzeitliche Anisotropiezunahme auch wieder beseitigt wird. Aber sobald es am Ende eine Differenz zum Anfang gibt, dann summiert die sich mit jedem Bounce.

Das ist nicht "interessant zu untersuchen, ob", das ist so.

perttivalkonen schrieb:Selbst Deine Vermutungen kannste Dir doch klemmen, eben weil Du dazu doch gar nicht sagen kannst.

Doch, ich kann sagen, wie es nach meinem derzeitigen Verständnis sein könnte. Ob sich das dann als zutreffend herausstellt, wird sich finden. Einstweilen vermute ich eben. Das ist legitim.

perttivalkonen schrieb:deutlich als Einwand gegen meine Darlegungen

Meine letzten Vermutungen waren Vermutungen und keine Einwände. Ein Einwand wäre, wenn ich schreiben würde, dass etwas nicht sein könne, weil ... Aber so etwas hatte ich nicht geschrieben. Die Einwände kommen schon noch, nur Geduld ...

perttivalkonen schrieb:Schon mal vorab widersprechen, aber nicht wissen, ob da was dran sein kann, was Du daggegenhältst.

Ich denke, hier unterliegst Du einer Fehlwahrnehmung. Meine Vermutungen betrafen die Möglichkeit eines unbegrenzten Oszillierens. Ob Deine Einwände dagegen stichhaltig sind oder nicht, habe ich bewusst offen gelassen, da ich mir hierzu noch ein tieferes Verständnis des kosmologischen Modells erarbeiten muss. Das hatte ich auch so hingeschrieben.

perttivalkonen schrieb:Aber sobald es am Ende eine Differenz zum Anfang gibt, dann summiert die sich mit jedem Bounce.

Wie gesagt, das werden wir noch herausfinden. Im Moment kann ich dazu noch nichts sagen.

perttivalkonen schrieb:das ist so.

Dann wird sich herausstellen, ob es tatsächlich so ist.

Nachdem ich mich ein wenig in die Problematik eingelesen habe, möchte ich auf die vorgebrachten Einwände eingehen. Ich beziehe mich in meiner Argumentation auf das Paper von Bozza und Bruni mit dem Titel "Eine Lösung für das Anisotropie-Problem in Bouncing-Kosmologien" aus dem Jahr 2009:

https://arxiv.org/pdf/0909.5611.pdf

Zunächst ist festzustellen, dass es im Zuge der fortschreitenden Kontraktion eines Universums tatsächlich zu einer Zunahme der Anisotropie kommt, welche in eine BKL-Oszillation mündet und einen erneuten Bounce sehr unwahrscheinlich bis unmöglich macht. Die BKL-Oszillation ist hier ausgeführt:

Wikipedia: BKL singularity

Um dieses Problem zu umgehen, schlagen Bozza und Bruni vor, dass sich unter den Bedingungen extremer Drücke und Temperaturen die Materie so verhält, dass sie nicht mehr mit einer linearen Zustandsgleichung beschrieben werden kann, sondern mit einer Zustandsgleichung, die einen nichtlinearen Term aufweist. Um die Effekte der nichtlinearen Zustandsgleichung zu demonstrieren, führen Bozza und Bruni den einfachsten Fall eines quadratischen Terms aus. Dabei ergibt sich, dass im Zustand des nichtlinearen Verhaltens Anisotropien gedämpft werden.

Diese Dämpfung wird im Abschnitt 3. detaillierter beschrieben. Die Gleichung 3.1 gibt das Anwachsen der Anisotropie im Verlauf der Kontraktion an. Der rechte Term rho(c)/rho(M) kommt als Suppressionsfaktor zum Tragen, sobald das Verhalten vom linearen in den nichtlinearen Zustand wechselt. Wie die Autoren ausführen, hängt das Ausmaß der Suppression davon ab, wie lang die beiden Phasen (lineare Phase und nichtlineare Phase) andauern, also an welcher Stelle im Ablauf der Übergang von einer Phase in die andere erfolgt.

Hierbei ist noch zu erwähnen, dass rho(c) den Übergangszustand darstellt und rho(M) den Bounce-Zustand. Liegt rho(c) sehr nahe bei rho(M), verschwindet die Anisotropie-Suppression. Liegt rho(c) jedoch nahe bei rho(i) - also dem Zustand des Einsetzens der Kontraktion - dann wird die Anisotropie-Suppression sehr groß. Je nach Anfangs-Anisotropie wird also eine mehr oder weniger lange nichtlineare Phase benötigt, um die auflaufenden Anisotropien abzubauen.

In der Folge wird ein konkretes Beispiel durchgerechnet, bei dem sich unter der Annahme, dass rho(M) exakt der Planck-Dichte entspricht und rho(c) bei einer Energiedichte von 1 TeV liegt, eine Reduktion der Anisotropie um 34 Größenordnungen erfolgt. Ohne nichtlineare Phase würde sich eine Anisotropiezunahme um 63 Größenordnungen ergeben. Aufschlussreich ist hierbei, dass der komplette Abbau der Anisotropie auf zwei Wegen erreicht werden kann.

Zum einen wird die Anisotropie durch höhere Temperaturen abgebaut - Bozza und Bruni geben hier den Wert von 250.000 TeV an - und zum anderen wird die Anisotropie durch einen niedrigeren rho(i)-Wert abgebaut, wenn man beim Temperaturlevel von 1 TeV bleibt. Daraus folgt, dass a) Anisotropien im Verlauf der Kontraktion abgebaut und ausgeglichen werden können, sobald die Initialwerte (rho(i)) und die Temperaturwerte im Zustand rho(c) hinreichend aufeinander abgeglichen sind und b) dass diese Anisotropien nach erfolgtem Bounce nicht wieder erneut auftreten, wenn der Phasenübergang von der nichtlinearen Phase in die lineare Phase auf einem höheren Temperaturniveau erfolgt als in der Prä-Bounce-Phase von der linearen in die nichtlineare.

Bozza und Bruni führen dazu in der Zusammenfassung wie folgt aus:

"Wenn es ein Post-Bounce nichtlineares Regime gibt, dann ist es ausreichend, wenn der Übergang in das Standard-lineare Regime bei einer höheren Temperatur erfolgt als der Prä-Bounce-Übergang. Auf diesem Weg würde der Post-Bounce vor der Rückkehr von Anisotropien geschützt sein."

Man kann also zusammenfassend feststellen, dass es a) ein Anisotropie-Problem gibt, aber b) es Möglichkeiten gibt, dieses Problem zu umgehen, so dass c) ein ewig bouncendes Universum möglich ist.

Weitere Quellen als Referenz:

https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.74.023524

https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.74.023523

Na super.

JacobMonod schrieb:Zum einen wird die Anisotropie durch höhere Temperaturen abgebaut - Bozza und Bruni geben hier den Wert von 250.000 TeV an - und zum anderen wird die Anisotropie durch einen niedrigeren rho(i)-Wert abgebaut, wenn man beim Temperaturlevel von 1 TeV bleibt.

Jepp, das nenne ich mal frei gewähltes Rumspielen mit den Parametern:

Unter der Annahme, dass das die Kontraktion dominierende Fluid reine Strahlung ist, beträgt mit alpha = 1/3 das Anisotropiewachstum vom Anfangszustand bis zum Bounce [Formel].

In diesem Aufbau wird die anfängliche Scherung in Bezug auf die dominante Energiedichte der Komponente im Verlauf der Präbounce-Phase um 34 Größenordnungen unterdrückt. Zum Vergleich: wenn wir keinen Übergang zu einem quadratischen Regime annehmen, wächst die Anisotropie bei einer strahlungsdominierten Kontraktion von rho gamma,0 nach rho P um 63 Größenordnungen.

Mit den Werten, die gerade für dieses Beispiel verwendet wurden, können wir leicht berechnen, dass die Unterdrückung das Wachstum perfekt ausgleichen würde, wenn wir Tc = 2,5 × 10^5 TeV wählen. Das Gleiche würde passieren, wenn wir Tc = 1 TeV beibehalten und die anfängliche Energiedichte auf rho i = 3 × 10^-67 rho gamma,0 setzen.

Nach dem Motto "Wenn wir mal die Existenz von Einhörnern als gegeben setzen, ist bewiesen, daß die Regenbögen aus Einhorn-Poop bestehen können". Wenns denn mal so simpel wäre!

Aber es kommt noch schlimmer.

Denn mathematisch wurde der Beweis schon längst erbracht, daß Entropiezunahme umkehrbar ist: der Wiederkehrsatz von Henri Poincaré (1890). Rewin statistisch kann jeder einmal eingenommene Zustand auch erneut wieder eingenommen werden. Völlig richtig, und deswegen ist der Wiederkehrsatz auch ein Beweis. Dumm nur, daß die Physik sich bis heute an dem Problem die Zähne ausbeißt, daß mathematisch jeder Prozeß umkehrbar sein kann, in der Realität hingegen nicht. Die Freiheitsgrade, die es in einem thermodynamischen Gleichgewicht weiterhin gibt, können sich eben nicht real so "hochschaukeln", wie sie es mathematisch können müßten. Die Gibbssche Phasenregel immerhin beschreibt es

dass im thermodynamischen Gleichgewicht nicht beliebig viele Phasen gleichzeitig nebeneinander vorliegen können.

Anders gesagt, je größer die Entropie, desto geringer die mikroskopischen Freiheitsgrade. der Entropie zuwiderlaufende Prozesse können stets nur lokal auftreten und nicht die Gesamtentropie umkehren; und je weniger Unterschiede existieren, desto kleiner werden auch die lokalen Negentropie-Möglichkeiten.

Auf dem Papier funktioniert Poincaré - in der Realität nicht.

Aber wenn wir mal die Parameter beliebig verschieben, dann... Ja klar, auf dem Papier!

Nochmal zurück. Um zu zeigen, wie groß das "freie Spielen mit den Parametern" ist, hab ich im Artikel von Bozza und Bruni mal alle Sätze mit "if" rauskopiert und durch den Übersetzer gejagt. Hab auch die Kapitel mit angegeben.

1. Einleitung

Dieses typische Ergebnis der allgemeinen Relativitätstheorie [11] kann nur vermieden werden, wenn die Energiedichte der Materiequelle schneller wächst als die Anisotropie. Für ein kontrahierendes Universum geschieht dies, wenn sich die Quelle als supersteife Materie verhält, d. H. Wenn das Verhältnis P / ρ = w des Drucks und die Energiedichte größer als Eins sind.

2. Ein Spielzeugmodell für Flüssigkeiten mit nichtlinearem EoS

Der genaue Wert von a? kann aus den Anfangsbedingungen des Universums bestimmt werden. Insbesondere wenn das Universum mit einem Skalenfaktor ai und der Energiedichte ρi beginnt, a? ist gegeben durch [Formel]. (2.8)

3. Unterdrückung der Anisotropie

Wenn wir also einen anisotropen Ansatz für den Abprall vermeiden wollen, müssen wir den Schubterm viel kleiner als den Materieterm zu Beginn des Abpralls setzen.

Wenn wir es sehr nahe an die Bounce-Skala ρM schieben, verschwindet die Unterdrückung der Anisotropie und nur das Wachstum aufgrund der linearen Phase bleibt erhalten. Wenn wir stattdessen ρc sehr nahe an ρi drücken, nehmen wir z. Wenn der gesamte Pre-Bounce von einem rein quadratischen EoS dominiert wird, schrumpft der Wachstumsfaktor auf eins und der Unterdrückungsfaktor wird enorm.

Wenn das Universum bereits ziemlich isotrop ist, brauchen wir keine sehr lange quadratische Phase, um die Scherung, die während der linearen Phase mit niedriger Energie erzeugt wird, auszuwaschen. Dann können wir ρc ziemlich nahe an ρM haben. Auf der anderen Seite brauchen wir, wenn das Universum in einem sehr anisotropen Zustand beginnt, eine längere quadratische Phase, um sicherzustellen, dass das Universum nicht in ein Mixmaster-Regime eintritt.

Wenn man annimmt, dass Krümmung und Energiedichte zu Beginn der Kontraktionsphase vergleichbar sind, wird das Ebenheitsproblem nur gelöst, wenn die Kontraktion mit ρi <ρ0 beginnt, wobei ρ0 die gegenwärtige Energiedichte ist.

Wenn wir zum Vergleich keinen Übergang zu einem quadratischen Regime annehmen, wächst die Anisotropie bei einer strahlungsdominierten Kontraktion von ρ um 63 Größenordnungen
0 bis ρP.
Mit den Werten, die gerade für dieses Beispiel verwendet wurden, können wir leicht berechnen, dass die Unterdrückung das Wachstum perfekt ausgleichen würde, wenn wir Tc = 2,5 × 10 ^ 5 TeV wählen. Das gleiche würde passieren, wenn wir Tc = 1 TeV beibehalten und die anfängliche Energiedichte auf ρi = 3 × 10 ^ -67 ρ setzen
0.

Die Kontrolle der Anisotropien ist unerlässlich, wenn durch staubartige Kontraktion ein funktionsfähiges Grundspektrum von Störungen erzeugt werden soll.

4. Schlussfolgerung

Es kann beanstandet werden, dass, wenn der quadratische Term in der EoS auch in der Quelle enthalten ist, die die Expansion nach dem Absprung steuert, er umgekehrt wirken würde, indem er die Anisotropien vorübergehend verstärkt. Im Allgemeinen erwartet man jedoch nicht, dass die dominante Quelle vor und nach dem Abprall gleich ist. wenn es dann einen nichtlinearen Nach-Bounce-Bereich gibt, ist es ausreichend, dass der Übergang zum linearen Standardbereich bei einer höheren Temperatur als der Vor-Bounce-Übergang erfolgt. Auf diese Weise würde der Nachhub vor der Rückkehr von Anisotropien geschützt werden.

Elf von siebzehn Vorkommen des "if" finden sich im Kernkapitel der Anisotropie-Unterdrückung.

Nun ist ja nicht jedes "if" zu beanstanden. "Wenn A, dann folgert B", ist ja völlig in Ordnung. Doch sind die allermeisten Belege hier in der Form "wenn A, dann muß schon B, damit C". Also ein "Spielen mit dem Parameter B". Und zuweilen auch nur ein "Hoffen auf ein günstiges A", was auch das "völlig in Ordnung" ein wenig relativiert.

(Die Sonderzeichen etc. hab ich jetzt nicht korrigiert, die Satzaussage ist auch so erkennbar.)

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Grundsätzlich frage ich mich, wie die überhaupt eine Entropieabnahme ernsthaft für die Kontraktionsphase annehmen, wie sie die gegen die Thermodynamik rechtfertigen. Wie gesagt, durch mathematisches Rumspielen ist sie zwar berechenbar, aber es braucht schon ne Erklärung dafür, daß dies dann auch realiter so sein kann. Das vermisse ich in dem Artikel. Nicht mal als Thema taucht das auf, soweit ich sehen kann. Die Buchstabenfolge "thermo" kommt auch nur ein einziges Mal vor, im vorletzten Satz (abgesehen von den "Acknowledgments) des Artikels. in

Furthermore

JacobMonod schrieb:Man kann also zusammenfassend feststellen, dass es a) ein Anisotropie-Problem gibt, aber b) es Möglichkeiten gibt, dieses Problem zu umgehen, so dass c) ein ewig bouncendes Universum möglich ist.

Und wie Du sehen kannst, haben die das nicht ansatzweise aufgezeigt, da sie sich dem eigentlichen Problem überhaupt nicht gestellt haben, nämlich a) dem Realitätsanspruch ihrer Prämissen und b) der thermodynamischen Frage vs. mathematischer Berechenbarkeit.

perttivalkonen schrieb:Und wie Du sehen kannst, haben die das nicht ansatzweise aufgezeigt, da sie sich dem eigentlichen Problem überhaupt nicht gestellt haben, nämlich a) dem Realitätsanspruch ihrer Prämissen und b) der thermodynamischen Frage vs. mathematischer Berechenbarkeit.

Bozza und Bruni haben ein Modell entworfen, das beschreibt, wie sich die Anisotropien verhalten, wenn die Materie eine nichtlineare Phase durchläuft. Gemäß diesem Modell (das mit den einfachsten Parametern durchgerechnet wurde) ergeben sich Dämpfungen bis hin zum Ausgleich von Anisotropien und darüber hinaus eine Vermeidung der Wiederkehr von Anisotropien nach dem Bounce. Das betrifft Deine Einwände bezüglich des Totlaufens eines oszillierenden Universums infolge der sich addierenden Anisotropien.

Aufgezeigt haben Bozza und Bruni, dass es einen Ausweg aus dem Anisotropie-Problem gibt, wenn sich die Materie unter entsprechenden Druck- und Temperaturverhältnissen gemäß einer nichtlinearen Phase verhält, wobei die Nichtlinearität nicht notwendigerweise einem quadratischen Term entsprechen muss, sondern einem anderen, der mit einem anderen Exponenten belegt ist. Die Entscheidung, ob sich die Materie tatsächlich so verhält wie beschrieben oder nicht, ergibt sich über empirische Tests, die ich nicht machen kann.

Wenn es so wäre, wie Du beschrieben hattest - also weder die Prämissen geprüft noch die thermodynamische Frage angegangen - dann müsste sich das in der Fachliteratur niedergeschlagen haben. Ich konnte diesbezüglich nichts finden. Im Gegenteil: Der Artikel wird nach wie vor in einschlägigen Publikationen zitiert, ohne dass er verrissen wird:

https://www.groundai.com/project/fine-tuning-challenges-for-the-matter-bounce-scenario/

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=12&ved=2ahUKEwjDk4H1ss_fAhURZVAKHSNOADc4ChAWMAF6BAgIEAI&url=http%3A%2F%2Fwww.mdpi.com%2F2218-1997%2F3%2F1%2F1%2Fpdf&usg=AOvVaw2S4fJBX0GQPR1WYMMC6K1N

Folglich muss ich davon ausgehen, dass dies eine mögliche Option darstellt, die Deine Einwände bezüglich auflaufender Anisotropien gegenstandslos werden lassen. Und selbst wenn es nur eine vage Möglichkeit ist, so ist es doch eine Möglichkeit, die die aufgeworfene Frage zur Möglichkeit eines ewig bouncenden Universums zumindest offen lässt.

@JacobMonod
Was Du da schreibst, beantwortet nicht ansatzweise meine Kritik, die Du da am Anfang zitiert hast.

@perttivalkonen

Ich kann meine Replik auch als Frage formulieren:

Wenn Deine Einwände stichhaltig wären - warum tauchen sie dann in der einschlägigen Fachliteratur nicht auf?