Diskussion:Vakuumenergie/Archiv

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Endlose Diskussion

Wurde die Vakuumenenergie tatsaechlich zuerst von Stephen Hawking postuliert???

--Christoph Demmer 07:53, 23. Nov 2004 (CET)

Hallo zusammen, ich bin gerade zufaellig auf diese Seite gestossen. Ich muss aber gestehen, dass sich mir als Physiker leider die Haare straeuben. Die Seite enthaelt viel populaerwissenschaftliche Foklore, ist aber leider inhaltlich praktisch komplett falsch. Daher wuerde ich es vorziehen, diese Seite zu entfernen! C.Appel 16:39, 26. Apr 2005 (CEST)

C.Appel würde hilfreicher sein, wenn er eine Aussage hinterliesse, was eigentlich seiner Meinung nach komplett praktisch falsch ist. So bleibt statt ein paar halbrichtiger Sätze, aus denen man immerhin eine Vorstellung über den Begriff gewinnt, ein ganz falscher nutzloser Satz stehen. Dann bin auch eher für löschen. Nopherox 21:44, 5. Jun 2005 (CEST)

Sorry, ich habe leider wenig Zeit, und ich bin immer noch der Meinung, lieber kein Artikel als ein voellig falscher Artikel. Okay, ich werde die falschen Punkte weiter unten ansprechen.

Leider hat Hr. Appel z.B. in einem Punkt unrecht (wenn nicht gar in fast allen): Der Casimir-Effekt wird tatsächlich als experimenteller Beweis für Vakuumenergie und Vakuumfluktuationen betrachtet, das gleiche gilt für die Lambverschiebung. Auch die Hawking-Strahlung ist in diesem Zusammenhang postuliert worden und das Hawkingsche Gedankenexperiment ist auch richtig beschrieben. Und so weiter und so weiter - ich spare mir vorerst weitere Kommentare über seine offenkundige Unwissenheit, sollte eigentlich schon

Oh, werden wir jetzt polemisch? Wie dem auch sei, echten Physikern ist sofort klar, wer hier versteht, was er sagt. Auch der Hinweis "Bitte Falscheit anhand von Quellen belegen, da der Autor und ich zahlenmaessig mehr sind als du" ist interessant... Ist das hier ueberall so? Dann waere Wikipedia leider nicht ernstzunehmen, bzw. es waere von ihrer Benutzung abzuraten.

Physik-Studenten im ersten Semester nicht mehr passieren. Er hat auch nicht ein einziges

[ ] Du weisst, was Physik-Studenten im ersten Semester machen?

konkretes Beispiel für "praktisch komplett falsch" angegeben. Dass Physik nicht nur aus Mathematik besteht, sondern auch aus vielen scheinbar oder absichtlich "folkloristischen" rein verbalen Modellen, ist nicht neu und oft sogar Vorraussetzung für das mathematische Modell. Wenn er die mathematischen Details vermisst, soll er sie bitte hinzufügen, hier werden jedoch nicht nur fachphysikalische Doktorarbeiten gesammelt, sondern auch eine für einen breiten Leserkreis verständliche Enzyklopädie erstellt. Populärwissenschaft ist hier daher ebenfalls erwünscht, zumal diese ja zumeist gerade von Physik- und Mathematik-Professoren und -Doktoren wie Hawking, Weinberg, Einstein oder Feynmann generiert wurde bzw. wird. Physik nur als Formelwissenschaft und Teilgebiet der Mathematik zu betrachten, ist ein typischer Anfängerfehler. 149.225.56.162 04:36, 6. Jun 2005 (CEST)

So, dann kommentieren wir die falschen Punkte mal:

- "Es wird mitunter vermutetet, dass die Vakuumenergie zur Energiegewinnung genutzt werden kann - was dann als Freie Energie bezeichnet wird." Voellige Esoterik. Diese Aussage hat nichts mit Physik zu tun. Beleg: Saemtliche Physikfachliteratur, da dieses dort nicht vorkommt. Ergänzung: In der Physik gibt es den Begriff der "Freien Energie", und zwar im Rahmen der Thermodynamik. Der Begriff ist aber klar definiert und hat mit Vakuumenergie, QFT oder gar Energiegewinnung aus Vakuumenergie nichts zu tun.

- "Die Quantenfeldtheorie betrachtet ein Vakuum nicht als völlig leer." Falsch. Der Vakuumzustand ist per definitionem der Zustand ohne Teilchen. In diesem Sinne ist er voellig leer.

so einen Zustand gibt es dann aber gar nicht.

Das mag sein, aber darum ging es nicht.

- "... die Heisenbergsche Unschärferelation die Bildung von Virtuellen Teilchen und Feldern." Falsch. Es werden keine virtuellen Teilchen und Felder gebildet. Es gibt keine Heisenbergsche Unschaerferelation fuer Energie und Zeit.

sehr eng interpretiert, finde ich

? Da gibt es nichts zu interpretieren. Die Heisenbergsche Unschaerferelation ist eine relative klare mathematische Aussage ueber zwei Operatoren. Es zeigt sich, dass bei nichtkommutierenden Operatorpaaren (wie z.B. Ort und Impuls) es eine nichtverschwindende "Unschaerfe" gibt. Da es aber keinen "Zeitoperator" gibt (und geben kann), gibt es keine Heisenbergsche Unschaerferelation fuer Energie und Zeit. Das ist (unter Physikern zumindest) voellig unumstritten. Der Vollstaendigkeit halber und um die Verwirrung komplett zu machen, moechte ich noch erwaehnen, dass man unter bestimmten Bedingungen durchaus eine bestimmte Relation zwischen Energie und Zeit herleiten kann, die aber von voellig anderer Natur als die Heisenbergsche Unschaerferelation ist.

- "Die Vakuumenergie kann also Teilchen "aus dem Nichts" entstehen lassen, doch ist die schnell erfolgende Annihilation, von aus ihr spontan entstehenden Teilchen und Antiteilchen, und die somit erfolgte Rückführung in den Grundzustand durch die Unschärfe des Systems keine Verletzung des Energieerhaltungssatzes." Falsch. Es entstehen keine Teilchen spontan aus dem Nichts. Zur Unschaerferelation siehe oben.

wie formuliert man denn sonst die Paarbildung?

Bei dem Begriff "Paarbildung" ohne weiteren Kontext denke ich an den Prozess, bei dem aus einem Photon ein Elektron-Positron-Paar entsteht. Wie gesagt, das Paar entsteht aus dem Photon, _nicht_ aus dem Nichts.

- "schließen wir daraus, dass nichts absolut in Ruhe sein kann und somit auch nie Energie von = 0 hat. Eine minimale Unschärfe von ~0 ist immer vorhanden, doch diese reicht als Vakuumenergie, der Theorie nach aus, um virtuelle Teilchen entstehen zu lassen." Falsch. Z.B. das Vakuum hat per definition und Lorentzinvarianz die Energie 0, und zwar ohne irgendeine Unschaerfe.

Das ist alles Standard-Lehrbuch-Quantenfeldtheorie. Daher werde ich dies sicher nicht im Detail hier vorrechnen. Ich nenne bei Bedarf gerne ein paar Werke. C.Appel 14:36, 6. Jun 2005 (CEST)

Bitte keinen Edit-War starten ... Ich stimme zu, dass der Satz mit der Energiegewinnung aus dem Vakuum Unsinn ist. Mit Freier Energie bezeichnet man ganz was anderes. Wir können aber noch eine philosophische Diskussion starten, ob man etwas durch Abwesenheit beweisen kann. ;-) Die Negierung der Energie-Zeit-Unschärfe und die Definition des Vakuums als Abwesenheit von Teilchen finde ich aber sehr fundamentalistisch. Wie erklärt man denn Phänomene wie virtuelle Teilchen und Lambshift? Nopherox 18:16, 6. Jun 2005 (CEST)

Ein Edit-War ist auch nicht in meinem Interesse. Ich moechte lediglich vermeiden, dass voellig falsche Dinge als Physik verkauft werden. Und meine Meinung ist sicher nicht fundamentalistisch, sondern gibt (zumindest meiner Meinung nach) einfach den Mainstream bzw. die Lehrbuchphysik wieder. Virtuelle Teilchen wiederum sind keine Phaenomene, die erklaert werden muessen, sondern lediglich ein Bild in der Quantenfeldtheorie, um sich einzelne Terme der Stoerungsrechnung von Wechselwirkungsprozessen anschaulich zu machen. Da ist eigentlich wenig geheimnisvolles dran, aber populaerwissenschaftliche Werke versehen virtuelle Teilchen leider oft mit einem solchen Nimbus und dichten noch etwas Folklore hinzu. Aergerlicherweise. Lambshift ist im Rahmen der QED gut verstanden, und benoetigt ganz sicher keine (nicht-existente) Heisenbergsche Unschaerferelation fuer Energie und Zeit oder existierende virtuelle Teilchen. C.Appel 19:29, 6. Jun 2005 (CEST)

Ich habe den Artikel erstmal auf Überarbeiten gesetzt, weil selbst, wenn man die obige Diskussion nicht hätte, wäre er nicht gerade ein Vorzeigeartikel: ohne Struktur, mit Doppelungen, irrelevanter Inhalt usw.
Ansonsten möchte ich noch bemerken, dass ich die Wikipedia nicht für ein Nachschlagewerk für Spezialisten, z.B. Physiker, halte, sondern eher für den Allgemeinwissen Suchenden. Deswegen denke ich, dass man einen Kompromiss finden sollte zwischen der Exaktheit des mathematischen oder quantenmechanischen Formalismus und der Anschaulichkeit. Der schon erwähnte Feynman hätte das sicher gekonnt. Auch wenn es physikalischer Murks ist, sollte man hier auch die esoterische Vereinnahmung des Begriffs und irgendwelche Implikationen erwähnen und neutral kommentieren.
Übrigens glaube ich schon, auch wenn die QED das nicht braucht, dass man einen Zeitoperator aus dem Ortsoperator und seiner Ableitung bilden und damit eine Unschärferelation mit dem Hamilton bilden kann. Aber zu dieser Thematik gibt es hier Autoren, die näher an dem Thema sind als ich. Nopherox 17:56, 8. Jun 2005 (CEST)

Danke, dass Du den Artikel auf Ueberarbeiten gesetzt hast. Mir ist voellig klar, dass die Wikipedia kein Nachschlagewerk fuer Spezialisten sein soll. Deswegen sollte die Wikipedia aber keine Darstellungen enthalten, die inhaltlich schlicht falsch sind. Zum Thema Zeitoperator: Man kann zeigen, dass es einen solchen nicht geben kann, wenn der Hamiltonian (nach unten) beschraenkt ist. Letzteres wiederum fordert man aus physikalischen Gruenden: Waere der Hamiltonian unbeschraenkt, gaebe es kein stabiles Vakuum, und man koennte dem System beliebig viel Energie entziehen. C.Appel 18:47, 8. Jun 2005 (CEST)

Vorsicht, verrate nicht zuviel. Vielleicht ist das ja die im Artikel geforderte "Freie Energie" ;-) Nopherox 15:50, 10. Jun 2005 (CEST)

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1. In der allgemeinen Unschärferelation sind A und B Messgrößen, die eindeutig einem hermiteschen Operator zugeordnet werden können ("A und B sind zwei Messgrößen (Observablen) ...", Allgemeine Unschärferelation im Wikipedia-Eintrag Unschärferelation).

In der allgemeinen Unschärferelation sind A und B hermitesche Operatoren. Wir versuchen in der Regel, diesen Operatoren Messgrößen zuzuordnen, damit wir der mathematischen Formulierung einen Sinn geben können.

Unschaerferelationen gelten nicht nur fuer Observablen wie Ort und Impuls, sondern auch zwischen Feldern und deren Zeitableitungen. Vielleicht sollte man die Vakuumenergie anhand dieser Unschaerfe erklaeren: Der Vakuumzustand ist kein Eigenzustand der Feldoperatoren, die Felder haben im Vakuum also einen unbestimmten Wert. Ist der Erwartungswert eines Feldes im Vakuum 0, so sind die Fluktuationen etwa eines skalaren Feldes = <0|phi^2|0>!=0. Da auch die Energie eine quadratische Funktion der Felder ist(+ evtl. hoehere Potenzen), folgt daraus eine nichtverschwindende Vakuumenergie.

Gk63 16:18, 6. Sep 2006 (CEST)

2. Zweifellos kann die Zeit als eine indirekte Observable betrachtet werden,

Beweis durch Behauptung? Kann ich auch: Zweifellos kann die Zeit nicht als Observable betrachtet werden. Wie ich übrigens oben dargelegt habe. Ansonsten hast Du möglicherweise eine andere Definition von Observable als ich. Für mich ist eine Observable ein hermitescher Operator. Und für Dich?

es soll aber aus mathematischen Gründen unmöglich sein, ihr einen hermiteschen Operator zuzuordnen ... und aus diesem Grund sperrt sich C.Appel gegen die 2. Formulierung der Heisenbergschen Unschärferelation (http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html > Quantum Physics > Uncertainty Principle).

Die Darstellung auf genannter Seite ist mindestens grob irreführend. Da auf der Seite allerdings keine Definitionen angegeben sind (wie sind hier \delta E, \delta t definiert?), kann man aber nur schlecht argumentieren. Weiter: Was genau soll die "2. Formulierung der Heisenbergschen Unschärferelation" sein? Ich kenne nur "Heisenbergsche Unschärferelation". Manchmal noch "Allgemeine Heisenbergsche Unschärferelation", wenn man betonen will, dass man die allgemeine Form mit beliebigen hermiteschen Operatoren meint, und sich nicht auf ein spezielles Operatorenpaar (wie z.B. Ort und Impuls) bezieht.

Was ich nicht verstehe ist allerdings die Bestimmtheit, mit der C.Appel seinen Standpunkt gegen alle Welt vertritt.

Na, jetzt wird's aber völlig abstrus. Was ist denn bitte der Standpunkt aller Welt? Wer widerspricht mir denn, ausser Dir?

Zwar ist es üblich, die Planck-Einheiten als die fundamentalen und G, c & h als die abgeleiteten Naturkonstanten zu interpretieren; in diesem Zusammenhang sollte es aber möglich sein, einen umgekehrten Ansatz zu verfolgen. Dann nämlich wäre nicht die Zeit, sondern die Lichtgeschwindigkeit die fundamentale Naturkonstante ... und der Zeit könnte vielleicht ein hermitescher Operator zugeordnet werden. --Mnhr 19:29, 12. Sep 2005 (CEST)

??? Die Zeit ist sowieso keine Naturkonstante. Und der Zeit (jedenfalls, wenn man unter Zeit das versteht, was auch alle anderen sonst so verstehen... ;-)) kann man eben keinen hermiteschen Operator zuordnen. Die grobe Argumentationskette habe ich oben dargestellt, die Details kann man in Fachbüchern nachlesen. C.Appel 11:05, 13. Sep 2005 (CEST)

___________

Zunächst einmal möchte ich mich für deine Antworten bedanken. Wirklich klar ist mir die Sache allerdings immer noch nicht; und zu meiner Verteidigung:

Das Wort "Zeit" bezog sich im letzten Satz auf die "Planck-Einheiten" und somit auf die "Planck-Zeit"; und die Aussage des Satzes ist dem 2. Absatz des Wikipedia-Eintrags Planck-Einheiten entnommen; darin heißt es, dass die Planck-Einheiten für Länge, Zeit und Masse üblicherweise als fundamentale Naturkonstanten interpretiert werden. Ist das nun richtig?

Ok, dass Du mit Zeit die Planck-Zeit meintest, war mir nicht klar. Da die Planck-Einheiten sich aus den fundamentalen Naturkonstanten c, \hbar u. G zusammensetzen, kann man von einem Satz Variablen in den anderen umrechnen. Insofern sind wohl beide Sätze prinzipiell äquivalent. Dennoch werden meiner Einschätzung nach c, \hbar u. G als die fundamentalen Konstanten bezeichnet, aber vermutlich kann man sich darüber streiten. Im übrigen ist (derzeit) nicht klar, ob die Planck-Einheiten wirklich eine besondere Bedeutung haben.

In der Loop-Quantengravitation (LQG) kommt ihnen jedenfalls eine zentrale Bedeutung zu; und mit diesem Ansatz könnte unser Problem vielleicht gelöst werden: Du sagst ja mit Recht, dass die Schwerkraft im Rahmen der QFT nicht berücksichtigt wird; andererseits soll das Vakuum bei symmetrischer Raumzeit nur eine verschwindend geringe Energie enthalten. Die Relation von Raumzeitkrümmung und Vakuumenergie kann mit der QFT aber überhaupt nicht erfasst werden; und da bietet sich als Alternative die LQG (http://www.mpe.mpg.de/~amueller/lexdt_l.html#lqg). --Mnhr 00:31, 16. Sep 2005 (CEST)

Ja. Allerdings sind LQG, (Super)-Stringtheorie, und was es da sonst noch gibt, derzeit völlig spekulativ. Experimentelle Hinweise, die diese Theorie bestätigen oder verwerfen gibt es derzeit nicht. C.Appel 21:09, 16. Sep 2005 (CEST)

Apropro "Na, jetzt wird's aber völlig abstrus. Was ist denn bitte der Standpunkt aller Welt? Wer widerspricht mir denn, ausser Dir?"

Ich will dir gar nicht widersprechen, ich will nur verstehen. Allerdings ist es so, dass in Wikipedia immer wieder Bezug genommen wird auf Sendungen der Reihe "Alpha Centauri" (http://www.br-online.de/br-alpha/alpha-centauri/alpha-centauri-harald-lesch-videothek-ID1207836664586.xml) ... und darin wird die Heisenbergsche Unschärferelation mehrfach im Sinne der 2. Formulierung präsentiert (die erste soll sich auf Δx und Δp, die zweite auf ΔE und Δt beziehen). Sollte Prof. Harald Lesch dabei immer wieder irren?

Wenn er es so darstellt, ganz klar Ja, er irrt sich. Wobei ich mir sicher bin, dass Prof. Lesch die genauen Zusammenhänge kennt. Vermutlich ist er der Meinung, dass seine Darstellung für eine populärwissenschaftlich Sendung in Ordnung ist. Ich sehe das zwar nicht so, denn genau durch solche Sendungen wird das Gerücht, es gäbe eine Heisenbergsche Unschärferelation für Energie und Zeit, immer weiter am Leben gehalten.

Und dann Prof. Stefan Schael vom I. Physikalischen Institut des RWTH Aachen. In seiner Vorlesung zu den AMS-Experimenten (http://accms04.physik.rwth-aachen.de/%7Eams/) gibt er für Baryonische Materie Ωb, Kalte Dunkle Materie ΩCDM und Vakuumenergie ΩΛ folgenden Zahlen: Ωtotal = Ωb + ΩCDM + ΩΛ = (5±1)% + (31±7)% + (65±5)% = (99±3)% (http://accms04.physik.rwth-aachen.de/~raupach/www_2002_ss_tp1/tp1_ss2002_14/Page.html). Sollte auch dies falsch sein?

Nein (bzw. nicht unbedingt ;-)). Hier hat man einen anderen Rahmen: Kosmologie, und diese hat die Allgemeine Relativitätstheorie als Hintergrund. In dieser besitzt die Raumzeit im allgemeinen (sprich bei Anwesenheit von Masse) keine so hohe Symmetrie wie die Raumzeit der Speziellen Relativitätstheorie. Daher gilt hier mein Argument von irgendwo weiter oben nicht, dass aus Symmetriegründen das Vakuum verschwindende Energie haben muss. Leider wissen wir über Quantentheorie in gekrümmten Raumzeiten nicht besonders viel.

--Mnhr 14:41, 13. Sep 2005 (CEST)

Übrigens: In der englischen Wikipedia findet sich folgender Eintrag:

Common observables which obey the uncertainty principle

The previous mathematical results suggest how to find uncertainty relations between physical observables. Specifically, locate pairs of observables A and B whose commutator has certain analytic properties.

• The most common one is ...
• The uncertainty relation between two orthogonal components ...
• The following uncertainty relation between energy and time is often presented in physics textbooks, although its interpretation requires more care because there is no operator representing time: ...

Na bitte, das ist doch genau, was ich sage. :-)

(http://en.wikipedia.org/wiki/Uncertainty_principle)

"its interpretation requires more care because there is no operator representing time" heißt aber nicht, dass die Relation falsch ist, oder ?

Jein. Es gibt eine Relation (um konkret zu sein, eine Ungleichung) zwischen Energie und Zeit. Diese ist aber von anderer Natur als die Heisenbergsche Unschärferelation. Das ist unter Fachleuten wohlbekannt (und ich hatte es weiter oben auf dieser Seite auch schon einmal erwähnt). Die genaue Form der Relation hängt von der Definition der Zeitvariablen ab, die man in der Relation verwendet.

--Mnhr 19:32, 13. Sep 2005 (CEST)

Hier ein Zitat, welches dieses mehr an "care" erläutert:

...

Im Bild der Einteilchenwellenmechanik entspricht dies für freie Teilchen der Gruppengeschwindigkeit der Welle. Die so definierte Geschwindigkeit bezeichnen wir mit v, und dann liest sich die Unschärferelation: Δt ⋅ ΔE ≥ ħ / 2.

Dabei ist Δt = Δx/|v|

Im Einteilchenwellenbild ist das gerade die Zeit, die der Schwerpunkt der Welle (Gruppengeschwindigkeit!) benötigt, um die Ortsunschärfe zu durchlaufen, und die Ortsunschärfe gibt ja ein Maß dafür an, mit welcher Genauigkeit für eine Ortsmessung ich zu rechnen habe. Definieren wir also die Zeit über die Geschwindigkeit freier Teilchen in einem Inertialsystem gelangen wir mit (14) zwangsläufig zu der obigen Energie-Zeit-Unschärferelation. Sie ist aber eine Folgerung aus der Ortsunschärferelation aufgrund der Tatsache, daß die Zeit lediglich ein Parameter, der die Kausalfolge von Ereignissen bezeichnet, und keine Observable per se ist. Sie läßt sich daher immer nur indirekt über observable Größen bestimmen, in unserem Fall durch die Abmessung von zurückgelegten Wegstrecken eines freien Teilchens im Inertialsystem.

(http://theory.gsi.de/~vanhees/faq/uncertainty/node4.html)

Das ist eine ordentliche Darstellung. Sie präzisiert und leitet die von mir erwähnte Relation zwischen Energie und Zeit her. Und auch hier wird betont, dass die Zeit eben keine Observable (im Sinn der Quantentheorie, im Gegensatz zu Ort oder Impuls bspw.) ist. Und es ist nochmal zu betonen: Diese Relation wurde unter bestimmten Annahmen/Randbedingungen hergeleitet, die eben die allgemeine Heisenbergsche Unschärferelation nicht benötigt. In populärwissenschaftlichen Darstellungen ist man hier (leider) oft etwas ungenau, und stellt nicht klar heraus, dass die Energie-Zeit-Unschärfe einen etwas anderen Hintergrund hat als eben die Heisenbergsche Unschärferelation (z.B. zwischen Ort und Impuls). Ich hoffe, dass damit die Zusammenhänge etwas klarer werden! C.Appel 10:38, 14. Sep 2005 (CEST)

--Mnhr 20:59, 13. Sep 2005 (CEST)

Ok, wir können also festhalten:

1. Es gibt eine Energie-Zeit-Unschärferelation Δt ⋅ ΔE ≥ ħ / 2; dabei kann die Zeit nach Hendrik van Hees über die Geschwindigkeit freier Teilchen in einem Inertialsystem definiert werden, d.h. Δt = Δx / |v|.

Ja. Aber um genau zu sein, sollte es im zweiten Teil des Satzes Zeitunschärfe lauten, und nicht Zeit.

2. Bei gekrümmter Raumzeit existiert eine erhebliche Vakuumenergie ΩΛ (Stefan Schael); in hinreichend kleinen Gebieten wäre die Raumzeit dagegen symmetrisch, so dass die Vakuumenergie verschwindend kleine Werte annehmen müßte.

Ob die Vakuumenergie erheblich ist, bzw. wie gross die Vakuumenergie in gekrümmten Räumen ist, weiss kein Mensch. Dieses Thema ist derzeit noch nicht so richtig gut verstanden. Ich habe gerade mal auf den von Dir angegebenen Link geschaut: Prof. Schael markiert die Aussagen zur Vakuumenergie dazu passend deutlich mit einem Fragezeichen. Zur zweiten Aussage: In hinreichend kleinen Gebieten ist die Raumzeit _näherungsweise_ symmetrisch. Ob man jetzt daraus schliessen kann, dass die Vakuumenergie in kleinen Gebieten klein sein muss, ist mir im Moment nicht klar. Ich glaube, eher nicht. C.Appel 01:49, 15. Sep 2005 (CEST)

Das Fragezeichen sehe ich allerdings nur bei der Angabe Ωtotal = Ωb + ΩCDM + ΩΛ = 1 ? (Folie 08) und es bezieht sich n.m.E. darauf, dass auf den Folien 10 u. 11 auch Fälle mit Ωtotal ≠ 1 behandelt werden; und bei der Aussage, dass ΩΛ immerhin 65±5 % von Ωtotal ausmacht, steht kein Fragezeichen! Im Übrigen habe ich mich auf deinen Satz bezogen: "In der Allgemeinen Relativitätstheorie besitzt die Raumzeit bei Anwesenheit von Masse keine so hohe Symmetrie wie die Raumzeit der Speziellen Relativitätstheorie. Daher gilt hier mein Argument von irgendwo weiter oben nicht, dass aus Symmetriegründen das Vakuum verschwindende Energie haben muss." Die Asymmetrie entsteht doch ausschließlich durch die Krümmung der Raumzeit, oder? --Mnhr 13:50, 15. Sep 2005 (CEST)

Ja, die Asymmetrie entsteht durch die Krümmung. Eine flache Raumzeit, also eine ohne Gravitation, besitzt die volle Poincaré-Invarianz (= Lorentz-Invarianz + Translationsinvarianz). Allerdings wäre ein solcher Raum auch leer... Gekrümmte Räume können auch noch eine Symmetrie aufweisen.

Ich finde gerade in en:Quantum_field_theory_in_curved_spacetime: "A general prediction of the theory is the creation of particles by gravitational fields." ... Warum erwähnst du das nicht; die Sätze stammen doch von Physikern, die sich mit der Materie ausführlichst befasst haben, oder? --Mnhr 14:03, 17. Sep 2005 (CEST)

Quantenfeldtheorie auf gekrümmter Raumzeit ist wie LQG oder Stringtheorie völlig spekulativ. Meines Wissens steht sie auch mathematisch auf deutlich wackligeren Beinen als "gewöhnliche" Quantenfeldtheorie. Welche Theorie Gravitation+Quanteneffekte korrekt beschreibt, ist derzeit offen. Damit haben die gerade genannten Theorien einen deutlich anderen Status als beispielsweise das Standardmodell oder die Allgemeine Relativitätstheorie. Insofern mag die von Dir zitierte Aussage korrekt sein. Ob sie irgendetwas mit der Realität zu tun hat, weiss (derzeit) allerdings kein Mensch.

Ist das richtig? --Mnhr 22:10, 14. Sep 2005 (CEST)

Insgesamt scheint es doch so zu sein, dass die für die Bildung ruhemasseloser Bosonenpaare erforderliche Energie nicht dem Nichts, sondern dem Gravitationsfeld entnommen wird, und zwar insbesondere an den Stellen, an denen schon in kleinen Volumina große Feldstärkeänderungen auftreten. Könnte man sich vielleicht auf diese Formulierung einigen? Das Argument, dass die Quantengravitation bisher nicht bewiesen werden konnte, kann ich übrigens nicht gelten lassen; nach Karl Popper müssen solche Theorien nämlich nicht verifiziert, sondern falsifiziert werden. --Mnhr 09:16, 18. Sep 2005 (CEST)

Das ist völlig klar. Entsprechend habe ich nirgends gesagt, dass Quantengravitation bisher nicht bewiesen ist. Quantengravitation ist meines Wissens ohnehin kein klar definierter Begriff. Es gibt verschiedene Ansätze, um Gravitation+Quanteneffekte zu beschreiben, bspw. die populäre Stringtheorie. Das "Problem" ist nun, das die derzeit beobachtbaren gravitativen Phänomene alle mit der Allgemeinen Relativitätstheorie beschrieben werden können. Es gibt leider bisher keine experimentellen Hinweise darauf, welche der Theorien für eine Quantengravitation in die richtige Richtung geht. Hawking-Strahlung bspw. hat noch niemand in der Natur gesehen. C.Appel 14:36, 19. Sep 2005 (CEST)

Ich denke eigentlich weniger an kosmologische Phänomene; in und in der unmittelbaren Umgebung von Atomkernen müßte es doch ebenfalls zu einer Krümmung der Raumzeit kommen; könnte dies nicht die Bildung von Gluonenpaaren ermöglichen --- evtl. in so großer Zahl, dass die "mass gap" wenigstens zum Teil (z.B. zu 65±5 %) geschlossen wird ? --Mnhr 22:42, 19. Sep 2005 (CEST)

Randbedingungen des Vakuums

Für mich als Laien wäre es erstmal hilfreich, wenn die Randbedingungen dieses Vakuums (in dem angeblich irgendwas entstehen soll/kann) geklärt wären. So stellen sich mir erstmal die Fragen:

Dass Teilchen spontan aus dem Vakuum entstehen, ist lediglich populärwissenschaftliche Folklore, die aber leider auch auf manchen Wikipedia-Seiten zu finden ist.

Das stimmt nicht - es entstehen IMMER teilchen(teilchen+antiteilchen), die jedoch praktisch im selben moment wieder zusammen fallen

a) Befindet sich dieses Vakuum innerhalb eines (äußeren) Schwerefeldes?

Nein. Im Rahmen der üblichen Quantenfeldtheorie (QFT), also konkret z.B. Quantenelektrodynamik (QED) oder Standardmodell, wird die Gravitation nicht berücksichtigt.

b) Befindet sich in diesem Vakuum Licht, Wärme oder andere el.-mag. Felder?

Nein. Im Rahmen der QED setzen sich Licht, Wärme oder andere elektromagnetische Felder aus Photonen zusammen. Das Vakuum der QFT ist aber der Zustand ohne Teilchen, also auch ohne Photonen.

Wie in http://de.wikipedia.org/wiki/Vakuum schon einleitend geschrieben wurde, ist der Begriff "Vakuum" mehrdeutig. Und: http://de.wikipedia.org/wiki/Vakuum#Vakuum_im_Weltraum

Und solange mir die Randbedingungen nicht klar sind, muss ich dazu neigen, diese Theorien zur Vakuumenergie usw. der http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Weissagungstechniken oder Esoterik hinzuzufügen. :(

Ich kann mir zwar hier eine Glaskugel vorstellen, aus der die Luft herausgepumpt wurde - gehe aber davon aus, dass in ihrem Inneren andere Zustände herrschen als weit ausserhalb unseres Universums.

Angeblich sollen sich also innerhalb dieses Vakuums (virtuelle?) Teilchen-Antiteilchen-Paare o.ä. bilden können. -> im Weiteren zu a)

Dies geben nur Leute an, die QFT nicht kennen bzw. nicht verstanden haben. Kein Physiker (zumindest keiner, der sich mit der Materie befasst hat) behauptet dies. Siehe auch meine Anmerkung weiter oben.

Innerhalb eines äußeren (nennenswerten) Schwerefeldes wäre ihr Abstand beschreibbar.

Wären ohne ein äußeres Schwerefeld Angaben zu ihrem Abstand nicht machbar? Oder:

Um wieviel Prozent ist ihr jeweils eigenes Schwerefeld kräftiger als das äußere?

Wie auch schon weiter oben gesagt: Schwerkraft wird im Rahmen der QFT nicht berücksichtigt, spielt also keine Rolle. Daher machen diese Fragen in diesem Kontext nicht so viel Sinn. C.Appel 14:48, 20. Jul 2005 (CEST)

Hilfe

Also ich muß gestehen ich konnte der verwirrenden Diskussion (wer sagt nu eigentlich was?) nicht wirklich folgen, daher einige Erklärungen zur 'Energie des Vakuums'. Wärme und Photonen als elektromagnetische Felder zu bezeichnen... naja ich versuche mal in meinen Worten ohne QFT und GUT aber hoffentlich trotzdem mit viel GRIPS das zu erklären was mit Brain 1.0 verstanden werden kann:

- Vakuum Ein sehr vielseitiger Begriff. Am besten übersetzt man ihn in seiner allgemeinen Bedeutung und dem allgemeinen Gebrauch mit: 'sehr geringem Druck'. In der hier angesprochenen Problematik bedeutet er jedoch etwas anderes, nämlich die völlige Abwesenheit von Teilchen der Standard Teilchen Theorie. Das ist also wirklich sehr wenig, aber wir nehmen das einfach mal so einen völlig leeren Raum. Auf der Erde und im uns bekannten Universum existiert kein solcher Raum auf großem Maßstab, das ist aber genau der Punkt. Die Quantenmechanik spielt sich (zunächst mal) in einem extrem kleinen Gebiet ab, in einem Gebiet welches weit kleiner als die Moleküle und Atome ist.

- Vakuumenergie Die Heisenbergsche Unschärferelation sagt aus, daß je genauer ich den Ort eines Teilchens kenne, desto größer kann sein Impuls sein. Ich kann niemals Impuls und Ort gleichzeitig 100%ig messen (Impuls grob ~ Geschwindigkeit).

Um pedantisch zu sein: Das sagt die Heisenbergsche Unschärferelation _nicht_, und es stimmt so auch nicht. Messen kann ich Ort und Impuls an einem Teilchen schon. Bei wiederholten Messungen an gleichartig präparierten Teilchen stellt sich aber heraus, dass, wenn z.B. der Ort "bestimmt" ist, der Impuls "unscharf" ist. Quantitave Aussagen zu "bestimmt" und "unscharf" macht dann die Unschärferelation.

Die Schlussfolgerung ist: Enge ich den möglichen Raum derartig ein, daß ich in den Wirkungsbereich der Unschärferelation komme, so darf das Volumen, ein enormes Energiepotential besitzen.

Könntest Du das bitte erläutern? Was ist der "Wirkungsbereich der Unschärferelation"? Wieso folgt, dass das Volumen ein "enormes" Energiepotential besitzt? Und was genau meinst Du mit Energie-"Potential"? Ich bin gespannt.

Die Aussage über die von einem der Herrn über mir, "Kein Physiker (zumindest keiner, der sich mit der Materie befasst hat) behauptet dies." läßt mich leider sehr an dem Abschluss zweifeln...

Und Du kannst das natürlich beurteilen? ;-)

aber Stephen Hawking (seine Theorien basieren z.T. darauf...) und Forscher des DESY sind natürlich weder Physiker, noch haben sie sich mit so etwas wie der Quantenmechanik befasst... für diejenigen die immer einen Link brauchen: http://xfelinfo.desy.de/de/vakuum-definition/1/ ;-)

Auch wenn's eine Seite des DESY ist, so ist die Aussage dort ("... So steckt das Universum voller Teilchen. Ständig bilden sich Teilchen-Antiteilchen-Paare, ...") leider falsch. :-( Vielleicht stammt's von einem PR-Mitarbeiter?!? (Ja, sowas haben die auch.)

Ansonsten: Frage doch Stephen Hawking bzw. Fachleute am DESY. Ich bin mir sicher, dass sie mir zustimmen werden.

Es ist in der Tat so, daß die Quantenmechanik ein solches Verhalten geradezu postuliert und Effekte wie der bekanntere Casimir Effekt (Casimir-Effekt) diese experimentell unterstützen.

Der Casimir-Effekt ist theoretisch nicht gut verstanden.

Wie passiert dieses für uns ziemlich seltsame anmutende 'Schauspiel'? Man kann sich nun vorstellen, daß aufgrund der oben erwähnte Unschärferelation Fluktuationen des elektromagnetischen Feldpotentials im Raum auftreten, je kleiner das betrachtete Gebiet ist, desto größer darf diese Fluktuation sein. Ein Potential ist grob gesprochen die Fähigkeit Arbeit zu verrichten, das ist also etwas ähnliches wie 'Energie' (sagen wir mal Physiker mögen lieber 'Potential' ;-)). Was wir also auf diesen kleinen Skalen haben ist eine Fluktuation des Feldes oder des 'Raumes'. Fluktuationen die auf kleinen Skalen sogar dem Energiegehalt eines Teilchenpaares entsprechen können tatsächlich als Teilchenpaar betrachtet werden, denn es gibt keinen physikalischen Unterschied mehr (übrigens auch eine Aussage der Quantenphysik). Energie und Masse (etc.) sind äquivalent und verschmelzen hier. Wichtig ist, daß bei jeder Paarbildung immer ein Teilchen und sein energetisch gleichwertiges Anti-Teilchen entsteht, das bedeutet, es wird nicht wirklich etwas 'erzeugt' sondern lediglich (anschaulich gesprochen) ein 'Wellenberg' und ein 'Wellental' erzeugt, ohne das Nullpotential zu verändern. Die anschließende Vernichtung der beiden Teilchen geht einher mit dem Rückgang der Fluktuation, die somit keine globale Verletzung der Energieerhaltung war, sondern eine 'Störung', eine Fluktuation des Raumes. Daher werden diese 'Teilchen' als virtuelle Teilchen bezeichnet, man kann sie nicht direkt betrachten (oder nutzen!).

Netter Absatz, der die populärwissenschaftliche Folklore gut wiedergibt. Leider ist es nicht das, was die Quantenfeldtheorie sagt. :-( C.Appel 10:32, 7. Sep 2006 (CEST)

Der Einwand das sei falsch und ja nur eine Vorstellungshilfe ist etwas gewagt, denn auf den Skalen auf denen wir uns hier bewegen gibt es keinerlei Unterschied mehr, ist letztlich ALLEs eine Vorstellungshilfe, denn auch Teilchen sind keine Bälle die durch den Raum fliegen... (auch wenn jetzt die Gehirnwindung die für "Standard-Modell der Teilchenphysik" zuständig ist anfängt zu jammern ;-P )

Relaunch

Der Artikel ist unstrukturiert und enthält deutliche sprachliche und fachliche "Unschärfen". Die Diskussion ist dreimal länger als der Artikel. Dinge wie z.B. "Schwarze Löchern" oder "dass" und "daß" gleichzeitig verleiten nicht unbedingt zum Weiterlesen, denn dieselbe Schludrigkeit findet sich analog in der fachlichen Beschreibung wieder. Idealerweise ein Physiker sollte den Artikel komplett neu aufsetzen und dabei die guten inhaltlichen Ansätze des alten aufgreifen und gegebenenfalls richtig (dar)stellen. --DuMonde 03:50, 23. Mär 2006 (CET)

kleine Frage: im artikel steht, dass sich im vakuum ständig teilchen-antiteilchen paare bilden, die sich dann sofort wieder vernichten.

Das steht da, ist aber im Rahmen "gewöhnlicher" Quantenfeldtheorie (QFT) falsch; siehe auch meine übrigen Beiträge in der Diskussion. Mit "gewöhnlicher" QFT meine ich QFT in flacher Raum-Zeit, also unter Vernachlässigung von Gravitation. Wie man vernünftig QFT mit Berücksichtigung von Gravitation betreibt, weiß derzeit noch niemand.

angenommen, der eine teilchen partner wird vone einem schwarzen loch eingesogen-> folglich ist eine vernichtung von antiteilchen und teilchen nicht mehr möglich-> verletzung des energie-erhaltungs satzes. ist dies so richtig? sorry wennd das nicht stimmen sollte, bin im bereich physik noch ein ziemlicher anfänger.

Dazu bräuchte man Gravitation. Wie man diese im Rahmen der QFT korrekt/sinnvoll berücksichtigt, weiß, wie oben erwähnt, derzeit niemand. Von Hawking gibt es zwar dazu ein Modell, das aber nicht wirklich Theoriecharakter besitzt, also beispielsweise das Standardmodell ersetzen will/kann. Was also auf Teilchenebene tatsächlich in der Umgebung Schwarzer Löcher passiert, ist derzeit nicht klar. Aber unabhängig davon gilt bei Berücksichtigung von Gravitation im Allgemeinen ohnehin keine Energieerhaltung mehr. C.Appel 12:44, 1. Mai 2006 (CEST)

Fragen

Entschuldigung, falls das nicht erlaubt ist aber ich habe da mal zwei Fragen:

1. Zum Casimir-Effekt der Quantenmechanik

Wikipedia - Casimir-Effekt: "Der Casimir-Effekt besagt, dass im Vakuum auf zwei parallele Platten eine Kraft wirkt, die beide zusammendrückt. Diese Kraft beruht auf der Tatsache, dass das Vakuum ein Raum voller virtueller Teilchen ist (Vakuumfluktuation), die zwischen den Platten anderen Bedingungen unterliegen als im übrigen Raum."

Ich verstehe nicht wozu diese Theorie gut ist. Ich meine die Quantentheorie bezieht ja die Gravitation nicht mit ein. Wie kann man da eine Theorie suchen, die diese "Anziehungskraft" der beiden "Platten" beschreibt? Das wäre ja eigentlich die Gravitation, oder soll das etwa schon eine Beschreibung der Quantengravitation sein?

2. Zur Unterscheidung zwischen Vakuum- und Nullpunktsenergie

Wikipedia - Nullpunktenergie: "Die Nullpunktsenergie eines Systems ist die am absoluten Temperaturnullpunkt noch auftretende Bewegung der einzelnen Teilchen und somit gleichzeitig der niedrigste Energieeigenwert, den ein quantenmechanisches System einnehmen kann.

Sie ist eine Konsequenz der Heisenbergschen Unschärferelation, welche besagt, dass der Impuls und der Ort eines Teilchens nicht gleichzeitig beliebig genau messbar sein können. Obwohl es also die naive Vorstellung ist, dass mit immer weiterer Abkühlung alle Bewegungen „einfrieren“, bleibt dennoch eine quantenphysikalische Restbewegung, welche die Nullpunktsenergie ausmacht."

Wiso muss das absolute Vakuum Energie enthalten? Die Heisenbergsche Unschärferelation tritt ja nur bei beobachtbaren Objekten auf, wie dem winzigen "Pendel" in Hawkings Gedankenexperiment. Im vollkommenen Vakuum kann man die Vakuumenergie folglich nicht nachweisen, da das Nichts ja keine Unschärfe aufweist. Also kann die Vakuumenergie doch auch das Selbe wie die Nullpunktenergie sein. Sie erklärt die Pendelbewegung doch genauso, oder?! - Tenji -

zu 1.) Eine Theorie ist dazu gut einen Vorgang der beobachtet wurde zu beschreiben. Die Gravitation tritt zusätzlich zum Casimir Effekt auf und ist eben wahrscheinlich nicht die Ursache dafür, sondern die Ursache ist die Fluktuation des Raumes. zu 2.) Das Vakuum 'muss' gar nichts - es tut es nur anscheinend. Die Unschärfe betrifft nicht nur Teilchen, sie äußert sich nur auch in Teilchen und ist an diesen am besten zu erklären. Nimmt man aber einen Ausschnitt eines 'leeren' Raumes, so gilt für diesen eingegrenzten Bereich genau das gleiche. Die Nullpunktsenergie ist ähnlich der Vakuumenergie, sie ist aber NICHT dasselbe, da sie beide unter verschiedenen Vorraussetzungen gelten: Bei der einen geht es um Teilchen, bei der anderen nicht. Äpfel und Birnen sind auch beide OBst, aber trotzdem sind sie nicht dasselbe. Gruß, BigBang 00:46, 9. Okt 2006 (CEST)

(1) Ich meinte mit "Ich verstehe nicht wozu diese Theorie gut ist.", dass ich nicht vestehe, wieso die Tatsache der Bewegung dieser Platten aufeinender zu eine Beobachtung ist, welche die Theorie der Vakuumfluktautionen stützt, wenn es doch ebenso die Gravitation sein kann, da sie nicht mit einbezogen wird!

(2) Aber da sowohl Vakuum- als auch Nullpunktenergie auf die Unschärferelation zurückgehen, ist es doch praktisch die selbe Energie - das minimale Energieniveau, welches das System einnehmen kann -, die sich zum einen als Vakuumfluktautionen und zum anderen als Teilchenbewegungen äußert!? - Tenji - 21:19, 23. Okt. 2006 (CEST)

Pseudowissenschaft

Ich bitte Sie das mit der Pseudowissenschaft zu entfernen. Sogar wir vom Max Planck Institut (Quantenoptik) beschäftigen uns mittlerweile damit, ob es möglich wäre das Quantenvakuum als Energiequelle zu nutzen. Wir bezeichnen das jedoch anders, eben aus dem Grund weil wir durch den Begriff "Energie aus dem Quantenvakuum" bei vielen "arroganten" Wissenschaftlern extreme Zweifel auslösen, was letztlich dazu führt das uns durch deren Kritik die Forschungsgelder gekürzt werden. Also bitte ich dem Lektor dieser Seite sich besser zu informieren, und keine falsche Informationen zu verbreiten. Die Theoreme der "Vakuumenergie" haben ihren Status "Pseudowissenschaft" schon längst hinter sich gelassen!!! Nun befasst sich auch die empirische Wissenschaft damit! Also Lieber Lektor, geben Sie bitte dem Fortschritt eine Chance!! Danke!! (nicht signierter Beitrag von 62.158.90.106 (Diskussion) )

Dann wäre es sinnvoll, entsprechend gut belegte Informationen in diesen Artikel einzupflegen oder Freie Energie (Pseudowissenschaft) entsprechend zu überarbeiten. Unbegründete Löschungen helfen jedenfalls niemandem weiter. --Zinnmann d 02:41, 18. Nov. 2006 (CET)

Wir geben dem Fortschritt eine Chance, sobald er Veröffentlichungen in Fachzeitschriften aufweisen kann. --Pjacobi 12:15, 18. Nov. 2006 (CET)

Max Planck Institut für Quantenoptik? Und die beschädtigen sich damit. Soso. *lach* --87.160.191.55 16:20, 1. Dez. 2006 (CET)

Ich glaub da kennt sich jemand reichlich wenig mit nicht linearer Optik aus. Sorry, aber nur weil du Optik liest, und das Quanten überliest, heißt dass nicht, dass du das jetzt als lächerlich darstellen musst.... -.-

Gesamtenergie des Universums ist gleich Null

Wenn die Gesamtenergie des Universums Null ist, sollte die Vakuumenergie darin enthalten sein. Masse ohne Vakuumenergie wäre demnach nicht möglich. Masse erscheint uns immer dann als Masse wenn im Austausch mit Vakuumenergie entsprechende Resultate beobachtet werden. Masse kann vielleicht auch als Welle beobachtet werden. Dazu ist nur eine geänderte Versuchsanordnung erforderlich. Problematisch ist, es gibt keinen Ort wo Vakuumenergie nicht vorhanden ist.

Nach Definition ist Vakuum materiefreier Raum, also auch strahlungsfrei. Solch ein Vakuum kann keinerlei Energie enthalten. Das ist dann nur esoterisches Geschwätz einiger Idioten. Selbst der verehrte Hawking gehört dazu, wenn er mit seinem klitzekleinen Pendel im Vakuum etwas beweisen will. Damit ist das Vakuum kein materiefreier Raum mehr udn sein lächerlicher Beweis ist nur für das klitzekleine Pendel gültig aber nich gültig fürs Vakuum. Auch das Geschwätz mit Heisenbergscher Unschärfe ist hier sinnlos, weil nichts drin ist, dessen Impuls oder Ort bestimmbar sein könnten. Leer ist leer. Dummes Geschwätz ist auch Gesamtenergie des Universums sei 0. Dafür wäre negative Energie nötig und das gibt es nicht. Energie äußert sich immer in Geschwindigkeit und das Quadrat davon ist nur positiv. Wäre die Energie 0, würde das Bewegungslosigkeit und damit Zeitstillstand bedeuten. Vakuumenergie ist daher, weil materiefrei und strahlungsfrei genau 0. Jede andere Behauptung ist pure Esoterik.

Vielleicht könnten die nicht unterschreibenden IPs die physikalische Diskussion hier sein lassen, Wikipedia will keine eigene Theoriefindung betreiben. Übrigens: Zum Unterschreiben beim Bearbeiten einfach --~~~~ hinter den Beitrag setzen oder alternativ mit dem Signatur-Icon ( ) an der Oberseite des Eingabefeldes die vier Tilden einfügen. --Holman 23:30, 9. Mai 2007 (CEST)

Energieparadoxon

Hier verpufft sehr viel geistige Energie im Vakuum einzelner Diskussionpunkte, die viel sinnvoller zur Verbesserung des Artikels genutzt werden könnte. Noch ein paar Anmerkungen: Die vorherigen Ausführungen zur Gesamtenergie des Universums etc. sind völlig verfehlt und verfechten nur alte Vorstellungen der klassischen Physik. Tatsächlich wird eine Gesamtenergie von Null ernsthaft diskutiert, um mit Hilfe der von Einstein eingeführten kosmologischen Konstante die damit zusammenhängenden Probleme der Expansion des Universums zu lösen. Aufgrund der Unschärferelation muss das Vakuum sogar Energie enthalten, die sich im Auftreten virtueller Teilchen äußert, welche die Energieniveaus reeller Teilchen beeinflussen. Auch die negative Energie ist ein seriöses Thema der modernen Physik, das übrigens eine experimentelle Bestätigung im Casimir-Effekt gefunden hat und in Fachzeitschriften zu einigen Veröffentlichungen geführt hat. Im Inneren einer „Casimir-Kavität“ herrscht eine negative Energiedichte.--Pjotr morgen 13:00, 10. Mai 2007 (CEST)

Sorry, das ist falsch:

Erstens: Das Vakuum muss keine Energie enthalten; dies wird auch nicht durch die Unschärferelation impliziert. Tatsächlich ist in Theorien, die keinen Bezug zur Gravitation haben, die Energie des Grundzustands beliebig (man kann immer eine Konstante zum Hamiltonian hinzuaddieren). In speziell-relativistischen Theorien fordert die Lorentz-Symmetrie dann tatsächlich eine Energie Null des Grundzustands. Ausnahmen sind Zustände, in denen die Symmetrie spontan gebrochen ist. Dies hat dann aber auch wieder nichts mit der Unschärferelation oder irgendwelchen Fluktuationen zu tun.

Zweitens: Selbst wenn der Grundzustand der Theorie aus irgendwelchen Gründen eine Energie ungleich Null besitzen würde, hat das noch nichts mit dem Auftreten virtueller Teilchen zu tun. Virtuelle Teilchen sind, wie der Name schon sagt, eben virtuell. Sie sind ein reines Artefakt der Störungsrechnung. In speziell-relativistischen Theorien gilt (unabhängig vom tatsächlichen Wert der Energie) immer noch Energieerhaltung. Da können also keine Teilchen(-Paare) erzeugt und wieder vernichtet werden. Das steht nicht im Widerspruch dazu, dass quantenmechanische Observablen eine nichtverschwindende Fluktuation besitzen können. C.Appel 10:08, 11. Jun. 2007 (CEST)

Lamb-Shift und Casimir-Effekt

Die letzte Änderung von Pjotr morgen möchte ich doch kommentieren. Er schreibt in der Änderungsbeschreibung: "Jaffes Standpunkt ist nicht allgemein anerkannt, Aussagen zum Lambshift waren unhaltbar (es handelt sich um ein experimentell nachgewiesenes Phänomen, nicht um ein theoretisches) bzw. nicht belegt)". Nun, für Pjotr morgen's Standpunkt auf der Seite, "Als allgemein anerkannter experimenteller Beweis für die Vakuumenergie und der dadurch bedingten Vakuumfluktuationen werden bisher der Casimir-Effekt, die Lambverschiebung und die spontane Emission von Atomen angesehen." gilt meiner Meinung nach dasselbe. Das ist IMHO nicht allgemein anerkannt; es steht leider nur in vielen populärwissenschaftlichen Darstellungen so. Die Meinung von Jaffe wird durchaus von einigen Fachleuten geteilt. Insofern würde ich das mindestens als Streitfall ansehen. Zur Lamb-Shift: Die Aussage von Pjotr morgen verstehe ich nicht: Natürlich ist die Lamb-Shift ein experimentell nachgewiesenes Phänomen; das hat doch niemand bestritten. Die Frage ist doch, wie lässt sich die Lamb-Shift erklären? Hier fand ich die letzte Darstellung von 217.232.49.219 sehr gut; diese war meiner Meinung nach völlig korrekt und auch sauber formuliert. Was genau soll denn daran "unhaltbar" sein? Die aktuelle Darstellung (siehe Zitat) ist IMHO unhaltbar. Vergleich z.B. Weinberg, The Quantum Theory of Fields, Vol 1. C.Appel 10:08, 11. Jun. 2007 (CEST)

Meta: Die Diskussion ist jetzt leider verstreut, siehe auch Portal:Physik/Qualitätssicherung#Vakuumenergie. --Pjacobi 10:24, 11. Jun. 2007 (CEST)

Da der Lambshift nicht allgemein als Indiz oder sogar Beweis der Vakuumenergie angesehen wird, schlage ich vor, dies einfach aus dem entsprechenden Abschnitt zu streichen. In der jetzigen Fassung wird kaum etwas zur Erklärung einer Vakuumenergie gesagt, sondern mehr zum Lambshift.--Pjotr morgen 11:51, 13. Jun. 2007 (CEST)

Ich denke, es schadet nicht, dieses "Gegenbeispiel" zur Abgrenzung des Begriffs drinzulassen. In der Löschdiskussion war ja jemand zitiert worden, der diese beiden Begriff unbekümmert durcheinander warf. -- 217.232.47.71 20:19, 14. Jun. 2007 (CEST)

Absurd

Wenn das: >>um den Faktor 10¹²⁰ abweichen<< stimmt oder es ist ein Fehler, dann ist doch eine Seite ja keine ernsthafte Theorie. Das erscheint mir so lächerlich absurd, und wenn es doch richtig ist muss man das viel genauer erklären. --91.35.158.106 20:29, 12. Okt. 2007 (CEST)

Der Wert ist korrekt, diese Abweichung scheint bei Überschlagsrechnungen herauszukommen. Trotzdem heißt das nicht zwangsläufig, daß die Theorie nicht ernsthaft ist - es beweist vorerst nur, daß unser Verständnis dieser Vorgänge noch in den Kinderschuhen steckt und so wie es sich im Moment darstellt nicht zusammenpasst. Und ja, Du hast recht, es stellt ein sehr großes Problem (mit 120 Nullen...) dar, an dem viele Astronomen und Physiker arbeiten. Es ist oft so, daß sich am Anfang der Erforschung eines Gebietes scheinbar Zusammenhänge bilden, die absurd sind - davon lebt die wissenschaftliche Erkenntnis: vom Auflösen solcher scheinbaren Widersprüche. Gruß, BigBang 09:00, 15. Okt. 2007 (CEST)

Und wo kommt dieser unvorstellbare Unterschied von 10¹²⁰ her? Gibt es dafür eine Quelle, ich meine ein Journal und nicht den Namen Wheeler? Die würde dem Artikel ganz gut tun, denn die Zahl ist so aberwitzig groß, dass sie unglaubwürdig erscheint. Ein Unterschied von einer Größenordnung ist schon reichlich daneben, aber 120 Größenordnungen? Und wenn ich dann mal ganz naiv (aber aus dem Kontekt heraus folgerichtig) die Zahl 10^-9 J/m³ mit den 10¹²⁰ multipliziere, dann komme ich auf eine theoretische Vakuumenergie von 10¹¹¹ J/m³? Das könnte dann den Wheelerschen 10⁹⁴ g/cm³ entsprechen. Das sollte aber oben in den Absatz mit den 10¹²⁰ rein und gleich von Masse in Energie umgerechnet werden. --Kuebi 09:57, 4. Feb. 2008 (CET)

Jeder quantenmechanische Oszillator liefert eine Nullpunktsenergie von ${\frac {1}{2}}\hbar \omega$. Davon hat jeder Raumwürfel unendlich viele, also ist die Vakuumenergie unendlich. Halt! Wir können wohl bei der Planck-Energie die Summation abschneiden, da wir sowieso nicht verstehen, was danach passiert. Dann wären wir irgendwo bei 10¹¹³ J/m³. Mit anderen Worten: Wir haben das Problem bisher nicht verstanden. Wir wissen weder, was die Dunkle Energie ist, noch wie die Vakuumenergie tatsächlich zu behandeln ist. Wir wissen nur, das die naive Betrachtung um einen unglaublichen Faktor danebenliegt. --Pjacobi 21:50, 4. Feb. 2008 (CET)

Auch wenns gelöscht wird: Ich glaub ich krieg die Tür ich zu

Ich hab grad mal die ganze Diskussion überflogen und kann nur den Kopf schütteln. Eine unqualifizierte Aussage nach der anderen. Nicht, dass ich auf allen Feldern des Themas DIE Ahnung hätte, aber doch bei weitem genug, um zu erkennen, dass es hier den Physikern schon lange nicht mehr um das Thema geht, sondern darum "pseudowissenschaftliche" Erkenntnisse der etwa letzten 40 Jahre nicht zu akzeptieren. Daher wird öfters aus einer aktuellen wissenschaftlichen Vermutung/Postulat/Erkenntis/etc. ein absolutes Faktum gemacht (man zähle die Wörter definitiv/absolut usw.) oder aber es werden Standpunkte vertreten die vor einigen Jahrzehnten aktuell waren. Ein Beispiel: Es wird die virtuelle Teilchen-Antiteilchen Entstehung und derer sofortiger Zusammenfall einfach mal aberkannt. Eine Konsequenz wäre, dass unsere allgemein anerkannte Urknalltheorie nicht mehr haltbar wäre, da die für uns sichtbare Materie aus der ungleichmäßigen Verteilung von Teilchen und Antiteilchen während des ersten Momentes unseres Universums resultiert, da die Teilchen auf Grund noch nicht geklärter Umstände nicht wieder ineinander fallen konnten, d.h. die Natur der Unregelmäßigkeit ist (noch) nicht bekannt. Wer mir widersprechen möchte, dem sei doch an das popularwissenschaftliche Buch "Die ersten 3 Minuten" von Steven Weinberg ans Herz gelegt, das auch, sagen wir, ein paar Formeln bietet (oder einiges anderes an Fachliteratur die sich mit diesem Thema beschäftigt). Verzeiht mir den Sarkasmus: Stimmt ja, ich vergaß, den Urknall gabs ja auch nich und die Erde is ne Scheibe. Wie mit diesem Artikel zu verfahren ist, kann ich euch auch nicht sagen, aber doch so viel: Misstraut jedem der diese Absolutbegriffe gebraucht und die jeweils andere Meinung abstempelt, dabei geht es meist nur darum eine bestimmte Meinung durchzusetzen, unabhängig vom Inhalt. Es gibt auch das Gedankenspiel indem es darum geht, dass Newton nur solange Recht hat, solange wie der Apfel den ich loslasse auch nach unten fällt, doch es spricht nichts dagegen, dass er beim nächsten mal nach oben "fällt". Dabei geht es darum, dass alle Formeln, die die Physik uns beschert hat nur Abbildungen der Realität sind und nur solange richtig sind, wie sie auch den Beobachtungen entsprechen und nicht umgekehrt. Eine Möglichkeit die ich mir vorstellen könnte wäre eine Mehrdeutigkeitsseite für diesen Begriff einzuführen und einerseits den Kritikern und andererseits den Befürwortern eine eigene Seite einzuräumen. Damit wäre es möglich auf der einen Seite zu beweisen warum es das nicht geben kann und auf der anderen warum es das gibt, ohne Missverständnisse wegen widersprüchlichen Argumenten der beiden Gruppen innerhalb eines Artkiels hervorzurufen. In diesem Sinne: Und sie dreht sich doch! (Ich weiß, dass man sagt man habe ihm die Worte in den Mund gelegt;-)) --217.230.231.254 05:37, 20. Okt. 2007 (CEST)

Der Begriff "definitiv" kommt oben und im Artikel gar nicht vor. Der Begriff "absolut" kommt im Kontext "absolute Ruhe", "absoluter Temperaturnullpunkt" und "absolutes Vakuum" vor. Ich verstehe nicht, worauf du dich beziehst, kannst du das etwas präziser ausdrücken? -- Ben-Oni 15:57, 20. Okt. 2007 (CEST)

Dieser Artikel stellt ein Paradebeispiel für die extreme Krise der heutigen Physik dar. Allgemeinverständliche Erklärungen zum Thema, die durch viele populärwissenschaftliche Artikel belegt sind, werden von den Spezialisten in Kenntnis neuester Theorien abgelehnt, obwohl für diese experimentelle Beweise fehlen. Für den unbedarften Leser bringt der Artikel dann eher wenig, wenn gleich zu Anfang erklärt wird, dass die gängige Interpretation bekannter Phänomene "falsch sei". Nun könnte es aber sein, dass große Bereiche der Physik einem grundsätzlichen Fehler unterliegen und eine Neuordnung physikalischer Prinzipien notwendig wird.--Pjotr morgen 03:13, 24. Nov. 2007 (CET)

Der Spiegel-Artikel, der zeigt, wie Science Fiction auf heißer Luft (nicht einmal die Inflationsphase selbst ist durch Beobachtung gestützt, es gibt da nur Plausibiltätsargumente und Untersuchungen einiger Modelle, über deren Realität damit nichts gesagt ist) aufgebaut wird, zeigt damit tatsächlich ein Problem heutiger Physik auf, in der Bilder (wie die Vakuumenergie) teilweise zu wörtlich genommen werden. -- Ben-Oni 12:34, 24. Nov. 2007 (CET)

Das Argument, es handele sich um Science Fiction, ist sinnlos, weil die Autoren ihre Hypothese in seriösen Fachzeitschriften veröffentlicht haben. Auch die Vorstellung, die von den Physikern benützten "bildlichen Vorstellungen" seien nur ungenau, weshalb man es dem Laien nicht wirklich nahebringen kann, ist eher dürftig. Inwiefern ist denn die Vakuumenergie ein "Bild" und was ist die Realität hinter diesem Bild? Offenbar ist der Hauptpunkt hier nicht klar geworden: Stört die Messung physikalischer Größen das gesamte System nicht nur auf quantenmechanischer sondern auch auf makroskopischer Ebene? Eine Trennlinie zwischen den genannten Bereichen kann sowieso nicht gezogen werden.--Pjotr morgen 21:55, 24. Nov. 2007 (CET)

Anscheinend hast du mich nicht verstanden:

• Bilder lassen sich sehr einfach und anschaulich Laien vermitteln, erzeugen bei diesen aber leider oft falsche Vorstellungen. Mir fällt da das Beispiel eines mir zu gut bekannten Trolls ein, der die Masse-Energie-Äquivalenz überinterpretiert und behauptet, die allgemeine Relativitätstheorie sei unsinnig (wobei er noch zusätzlich einen Faktor 2 ignoriert). Das sehe ich als Problem zwischen Physik und Öffentlichkeit.
• Zum Fachartikels kann ich nichts sagen, weil ich ihn nicht gelesen habe. Nach dem, was ich dem Spiegel-Artikel entnehme, ist die These der Autoren auf einem von vielen (ich habe in letzter Zeit ~10 solcher Modelle gelesen) Inflationsmodelle und einer nicht unumstrittenen Interpretation eines Quanteneffektes aufgebaut. Egal wie seriös das veröffentlicht wurde, nehme ich mir daher die Freiheit, keinen Gedanken an ein bevorstehendes Ende des Universums zu verschwenden (die globale Erwärmung erscheint mir als realere Bedrohung).
• Der Spiegel-Artikel überzeugt mich aber einmal mehr davon, dass es ein Übel der modernen Physik ist, dass theoretische Modelle auch ohne experimentelle Basis viel zu schnell an die Öffentlichkeit getragen werden. Der Artikel hat höchstens den Effekt, die Physik zu diskreditieren und esoterische Weltbilder zu befördern. Das ist für mich die "extreme Krise der heutigen Physik", aber ich höre jetzt besser auf, bevor ich anfange über Ursachen zu philosophieren...

Sorry für den langen Post, ich wollte nur erneute Missverständnisse vermeiden. Zum Schluss sei noch bemerkt, dass ich diesem Artikel nicht entnehmen kann, die Vorstellung der Vakuumenergie sei "falsch". Ich verstehe daher die ganze Aufregung nicht ganz. -- Ben-Oni 02:19, 25. Nov. 2007 (CET)

Nun gut, Aufregung welcher Art auch immer hilft hier nicht weiter. Der SPIEGEL-Artikel hat natürlich primär nichts mit der Vakuumenergie zu tun. Ich stimme völlig damit überein, dass die experimentelle Basis oder Bestätigung physikalischer Theorien heutzutage leicht übergangen wird. Somit sehe ich das Grundproblem der modernen Physik darin, dass eine Unmasse neuer Theorien auf den Markt gebracht wird und dann jeder nach Belieben sich etwas herausgreifen kann, dass als „Wahrheit“ verkauft wird: siehe das eine kleine Paper von Jaffe, das nun als Aufhänger des ganzen Artikels dient und den Ehrenplatz des ersten Zitats einnimmt. Angesichts der Geschichte zur Erforschung der Vakuumenergie ist das eine Absurdität ohnegleichen. Zudem besteht eine gewisser Ehrgeiz der theoretischen Physiker darin, möglichst viel der etablierten Theorien zu unterminieren. Die Vermittlung der Physik an sich ist sicher problematisch, doch beginnt dies ja schon im Schulunterricht, wo man z.B. das Bohrsche Atommodell bevorzugt, weil dies so schön anschaulich ist.--Pjotr morgen 17:12, 25. Nov. 2007 (CET)

Ich verstehe nicht, warum dich das Jaffe-Paper so stört:

• Warum empfindest du den Platz des ersten Zitats als Ehre?
• Das Paper von Jaffe ist in den zwei Jahren 22 mal zitiert worden, wobei die zitierenden Autoren sein Ergebnis (dass der Casimir-Effekt durch die Wechselwirkung erklärt wird und ohne Wechselwirkung nicht auftreten würde) alle nicht mit einem Wort anzweifeln.
• Jaffe hat kein bisschen "etablierte Theorie unterminiert". Er hat nur darauf aufmerksam gemacht, dass der Casimir-Effekt (wie der Lamb-Shift) ein Effekt wechselwirkender QFT ist.

Ein Problem ist eine gewisse Unschärfe in der Verwendung des Begriffs Vakuumenergie: Manchmal wird er gleichbedeutend mit virtuellen Teilchen verwendet, meist bezieht er sich jedoch nur auf freie (nicht wechselwirkende) QFT. -- Ben-Oni 09:23, 27. Nov. 2007 (CET)

Nach scheinbar langem Überlegen: Es stört mich, dass Jaffe keinen experimentellen Beweis für seine Theorie liefert. Es stört mich, dass seine Theorie nicht darauf abzielt, einen experimentellen Beweis liefern zu können. Es stört mich, dass seine Theorie keine Vorhersage macht, die experimentell überprüft werden könnte. Aufgrund dieser Tatsachen entzieht sich Jaffe mit diesem Paper allen Kriterien, die für die Naturwissenschaften - auch die Physik - gelten.--Pjotr morgen 01:47, 22. Jan. 2008 (CET)

Es sind zwei Theorien, die zur Zeit nicht experimentiell differenziert werden können. Die Lehrmeinung bildet dann sich dann oft danach, welche theorie ökonomischer oder gar schöner ist. Nach Lakatos u.a. (wenn ich das richtig verstanden habe, unsere Philosophen geben mir ja immer eins über die Rübe, für meine Halbbildung bezüglich Wissenschaftstheorie) entscheidet auf längere Sicht, welche Theorie das fruchtbarere Forschungsprogramm.

Jaffes Sicht steht z.B. auch in Milonni P. W., The Quantum Vacuum: An Introduction to Quantum Electrodynamics (Academic Press, San Diego) 1994. Der schöne Review-Artikel zum Casimir-Effekt hep-th/0503100 bezeichnet den Ansatz und sein Vorgehen als "well known" und nennt es "clear", dass er ohne das Konzept der Vakuumenergie auskommt. Aber die Autoren ziehen für sich das Fazit:

Therefore we believe that it is well-grounded to treat the experimentally observed Casimir forces as the direct manifestation of the zero point energy of the relevant vacuum fields because the use of this term enables one to accomplish the theoretical analysis of the Casimir effect in the most simple and clear way.

--Pjacobi 12:44, 24. Jan. 2008 (CET)

WAS ist Vakuumenergie?

Hallo Leute,

ich habe an dem Artikel nichts auszusetzen, nur bin ich überrascht von einem Wunder: “Die Vakuumenergie ist die Energie des „leeren Raumes“ bei vollständiger Abwesenheit von Feldern und Teilchen des Standardmodells der Elementarteilchenphysik.“ Für Physiker existiert anscheinend ein feldfreies Vakuum als Aufnahmebehälter für Felder und Teilchen, man kann sich also die Gestirne aus dem Universum einfach wegdenken und es bleibt eine große oder auch unendliche “Kiste“ übrig, einfach toll! Und dies, obwohl alle Beobachtungen darauf hindeuten, daß auch zwischen den Galaxien gravitierende Wechselwirkungen stattfinden.

Wenn man solche Phantasie besitzt, dann läßt sich auch gegen einen Urknall und ein hüllenloses endliches beschleunigt expandierendes Universum nichts mehr einwenden, auch wenn hier sowohl die Empirie als auch die Evidenz mit Füßen getreten werden.

Hat sich eigentlich schon mal jemand unter den Fachleuten gefragt, was die Aufgabe des Vakuums sein könnte, welche Funktion es im Universum ausübt? Ich habe hier als Außenseiter mal ein paar Gedanken geordnet und zu Papier gebracht, ohne Anspruch auf Wissenschaftlichkeit, aber mit erstaunlichen Ergebnissen: http://uwebus.de/ , vielleicht hat ja der Eine oder Andere mal Lust, etwas “Verrücktes“ zu lesen?

Uwebus, 21.04.2008

Tesla

Mich würde es gerne interessieren in welchen Zusammenhang, Nicola Tesla mit der Nullpunkt- bzw. Vakuumenergie steht. Da er der erste war, welcher diese Form von Energie tatsächlich nutzte, müsste die Entdeckung doch Ihm zugesprochen werden. Es wäre nett, wenn Leute mit fundiertem Wissen dem nachgehen, damit die Nachwelt darüber nachlesen kann.

Mfg Fernandos

Das gehört wohl eher zu den Mythen, die sich um Tesla ranken. Aus Nikola Tesla :

"Bis heute ist Teslas Spätwerk ein beliebtes Thema von Spekulationen und Verschwörungstheorien."

Gk63 17:27, 5. Jan. 2009 (CET)

Überschrift hinzugefügt, damit der Archivbot das rafft. -- Ben-Oni 17:07, 6. Jan. 2009 (CET)

Autoarchivierung absurd

die Autoarchivierung mit einem Beitrag ist absurd, weil logischerweise die Gründe für den Baustein fehlen - warum steht es auf Überarbeiten??? Sonst bitte Baustein raus. Cholo Aleman 07:03, 9. Apr. 2009 (CEST)

PS: eine wilde und lange alte Diskussion ist keine Begründung dafür Cholo Aleman 07:05, 9. Apr. 2009 (CEST)

Ich habe den Baustein rausgenommen. Wer Bedenken hat, setzt bitte ein begründetes {{QS-Physik}} ein, das geht auch nicht verloren (vermehrt schlimmstenfall unseren Vorrat an unerledigten QS-Fällen). --Pjacobi 10:04, 9. Apr. 2009 (CEST)

Ah, danke! - wenigstens ein vernünftiger hier. Cholo Aleman 20:33, 9. Apr. 2009 (CEST)

Ooooooch, der Baustein war doch fast schon immer drin. Ohne erkenne ich den Artikel ja kaum. Ne, im Ernst, der transzendierte fast den Begriff "veraltet". -- Ben-Oni 20:46, 9. Apr. 2009 (CEST)

Ähem, lesen schadet doch nie (ich bin ja nur über den Baustein und die Autoarchivierung hergekommen) - der Text ist schon so kurios, dass man es vielleicht doch in die QS setzen sollte, Zitat etwa:

"Die Stärke der Vakuumenergie stellt in diesem Kontext eines der größten Probleme der modernen Physik dar, da die experimentell gefundenen und theoretisch vorhergesagten Werte für die Vakuumenergie als dunkle Energie etwa um den Faktor 10 hoch 120 abweichen. Der beobachtete Wert für die Energiedichte des Vakuums ist mit 10-9 J/m3 deutlich niedriger als in den theoretischen Berechnungen." - man glaubt kaum, dass diese Sätze den gleichen Sachverhalt beschreiben, wenn eine Differenz von 120 Größenordnungen als "deutlich niedriger" bezeichnet werden. Weiter: die Einleitung und der erste Absatz sind unklar: ist die Existenz der V. Konsens oder nicht? Es gibt angeblich "Indizien", aber die sind - laut Text - beide nicht gut. Die englische WP erwähnt "Virtuelle Partikel". Die Dunkle Energie ist doppelt erwähnt. - das muss man klarer formulieren, etwa: "nach der und der Theorie gibt es eine Vakuumenergie..." oder so - Grüße von einem Nicht-Physiker Cholo Aleman 17:17, 10. Apr. 2009 (CEST)

Fragt mal bei Diskussion:Homöopathie an, ob jemand hier Hand anlegen kann. Da treiben sich immer Physiker mit sehr viel freier Zeit rum. --Gamma γ 20:59, 10. Apr. 2009 (CEST)

Je mehr Physiker hier diese Frage diskutieren würden, umso blutiger würde der Krieg. Die Vakuumenergie ist, wie die Vakuumfluktuationen und die virtuellen Teilchen nicht observabel. Dieser Fakt wird eigentlich von niemandem angezweifelt. Nun gibt es aber zwei Fraktionen, von denen die eine sagt "was nicht observabel ist, ist prinzipiell der experimentellen Überprüfbarkeit unzugänglich und daher maximal als heuristik gut" und die andere "diese Konzepte sind experimentell gut abgesichert" obwohl sie anerkennen, dass alle experimentellen Befunde auch ohne Rückgriff auf diese Effekte erklärt werden können. Es gibt zu beiden Standpunkten einiges an Literatur (und die letztere Fraktion verstehe ich einfach nicht). -- Ben-Oni 00:38, 11. Apr. 2009 (CEST)

Nur rein formal: meiner Ansicht nach könnte der Artikel eher Vakuumfluktuationen heißen, da er überwiegend davon handelt. Der entsprechende Artikel Vakuumfluktuation bringt hingegen nichts, was nicht auch hier angesprochen wurde. Vakuumenergie ist ja eher ein anderes Wort für das Problem der kosmologischen Konstante.--Claude J 17:23, 14. Apr. 2009 (CEST)

Und Quantenvakuum gibt es zwar nicht mehr als eigenständigen Artikel, aber dort Casimirt es auch. --Pjacobi 17:34, 14. Apr. 2009 (CEST)

Wär auch kein so schlechter Titel.--Claude J 18:12, 14. Apr. 2009 (CEST)

ähem, also welcher Titel auch immer: wenn ich recht sehe, ist es ein umstrittenes Konzept, das manche Physiker annehmen, manche nicht. Dass es den WP-Physikern nicht möglich ist, das klar darzustellen, wundert mich schon. So wie es jetzt ist, sollte man es wirklich wieder auf Überarbeiten stellen - sonst nimmt das noch jemand für bare Münze. Ich dachte immer, die virtuellen Teilchen, die aus dem Nichts entstehen, seien etabliert (wenn ich jetzt im richtigen Kapitel bin ;) ) - ein anderes Lemma wäre sicher besser, bei "...energie" denkt man an einen angebaren Betrag, der ja wiederum höchst rätselhaft und umstritten zu sein scheint (10 hoch 9)... Cholo Aleman 17:30, 25. Apr. 2009 (CEST) (oder eben QS-Physik - siehe oben) Cholo Aleman 17:31, 25. Apr. 2009 (CEST)

Angabe zum beobachteten Wert der Energiedichte des Vakuums - Quelle?

Woher stammt eigentlich die Angabe für den beobachteten Wert? Zitat "Der beobachtete Wert für die Energiedichte des Vakuums ist mit 10^-9 J/m³ deutlich niedriger als in den theoretischen Berechnungen." -- 141.2.22.211 15:56, 23. Apr. 2009 (CEST)

In Quelle 13 (Caroll, 2001) steht nämlich ein anderer Wert: 2 x 10^-10 erg/cm³. Das müssten dann so grob 2 x 10^-11 J/m³ sein. -- 141.2.22.211 12:47, 24. Apr. 2009 (CEST)

Und auf dieser Seite [1] (unter den Weblinks zu finden) ist die Rede von "Man geht heute von einem tatsächlichen Wert von etwa 100 Trilliardstel Wattsekunden pro Kubikmillimeter Raumvolumen aus." Das wäre dann irgendwas im Bereich von 10^-10 J/m³ oder so.

Langes Posten, kurzer Sinn: Ich will ja hier nicht den Erbsenzähler spielen, aber vielleicht könnte man in dem Artikel (a) erwähnen, dass es verschiedene, auf Beobachtungen beruhende Schätzungen des Betrags der Vakuumenergie gibt und diese (b) ordentlich referenzieren, statt einfach irgendwelche Zahlen in den Raum zu werfen. -- 85.216.95.209 16:04, 25. Apr. 2009 (CEST)

Tja, interessantes Thema (wegen Bezügen zu Pseudowissenschaften und so). Wenn diese Angaben stimmen, dann nimmt das allen Leuten, die Vakuumenergiemaschinen im Internet propagieren, gewaltig den Wind aus den Segeln. Deshalb sollte man das schon ordentlich mit Quellenangaben versehen. Ich werde die Änderung mal vornehmen und hoffe, dass dann noch mal jemand mit Fachkompetenz drüberschaut. -- Crypto-ffm 12:33, 27. Apr. 2009 (CEST)

Erledigt. Wieso derselbe Sachverhalt im Artikel einmal unter "Abgrenzung" und dann noch einmal unter "Details" auftaucht, erschließt sich mir allerdings nicht. Das könnte man einfacher machen. -- Crypto-ffm 16:24, 27. Apr. 2009 (CEST)

Einheit falsch im Abschnitt Details?

Ich bin kein Physiker, aber im Abschnitt "Details" heißt es: "... eine Energiedichte des Vakuums von 10^94 g/cm3"

Es müssten doch wohl "J/cm³" sein, oder? (nicht signierter Beitrag von 195.135.189.239 (Diskussion) 18:19, 12. Jan. 2011 (CET))

Die Hochenergiephaysiker arbeiten gewohnheitsmäßig mit Einheiten, in denen c und h quer den Wert 1 haben und dimensionslos sind. Das geht (die Zeit misst man dann in cm und das bedeutet die Zeit, die das Licht im Vakuum braucht um einen cm zurückzulegen), ist aber natürlich zunächst verwirrend. E = m * c² wird dann zu E = m, d.h. die Energie hat dieselbe Einheit wie Massen. Daher misst man Energien in diesen speziellen Einheiten tatsächlich in Gramm. --Baiogrammaticus 20:13, 17. Jan. 2011 (CET)

Vakuumenergiedichte-Berechnung

Es ist durchaus möglich, durch eine einfache Rechnung zu einem übereinstimmenden Ergebis von gemessenen und berechneten Werten der Vakuumenergiedichte zu gelangen, ohne zusätzliche Annahmen (ganz im Sinne Occams), allein resultierend aus einem Zusammenhng zwischen den bekannten fundamentalen Konstanten c, G und h mit 4,86E-27 kg pro Kubikmeter als Ergebnis, ein Zusammenhang zwischen obigen Konstanten, der bisher - soweit mir bekannt - noch nicht berücksichtigt wurde. --Wandererfb 16:27, 28. Jul. 2011 (CEST)

Na die Rechnung will ich sehen. Ich tippe auf einen Rechenfehler, denn die Planck-Dichte, also die einzige Dichte die aus diesen Konstanten (na gut, $\hbar$ statt h) berechnet werden kann, ist 5,15500 · 10⁹⁶ kg/m³. -- Ben-Oni 02:08, 30. Jul. 2011 (CEST)

wo darf ich die Rechnung hinstellen/...schicken, wenn es um reine Rechenfehler geht, bin ich Hinweisen gegenüber aufgeschlossen. Wäre ausnahmsweise ein separater Artikel statthaft? Man könnte ihn ja im Notfall wieder löschen. Allerdings bräuchte ich dafür etwas Zeit, da mir die Routine bei der Handhabung der Wiki-Werkzeuge fehlt. --Wandererfb 11:07, 1. Aug. 2011 (CEST)

eigentlich kannst du sie gerne hier einstellen, entspricht: Wikipedia:Diskussionsseiten (...Vorschläge zur Artikelverbesserung unterbreiten und lösungsorientierte Kommentare hinsichtlich des Lemmas abgeben) bzw. zum basteln auf deiner Spielwiese. mfg --gp 11:21, 1. Aug. 2011 (CEST)

Service: Wie das mit dem Darstellen von Formeln geht, wird unter Hilfe:TeX erklärt. --xGCU NervousEnergy ∀± • 11:31, 1. Aug. 2011 (CEST)

Danke, bis demnächst --Wandererfb 18:40, 3. Aug. 2011 (CEST)

Berechnung der Vakuumenergiedichte; kosmologische Konstante

Im Zusammenhang mit der Energiedichteberechnung des Vakuums wird oft auf ein Dilemma von 120 Grössenordnungen Unterschied zwischen theoretisch berechneten und gemessenen Werten hingewiesen. In anderen Quellen wird dbzgl. auch von einem Skalenproblem gesprochen. Eine derart gewaltige Differenz legt die Vermutung nahe, dass es sich evtl. um ein fundamentaleres Problem handeln könnte. Wäre es also denkbar, dass das Dilemmas nicht durch dass Vakuum verursacht ist, sondern durch die für seine Dichteberechnung verwendeten fundamentalen Konstanten?

Wie oben in der Diskussion schon bemerkt, lässt sich mit den bekannten Grössen nur eine Planckmasse bestimmen. Es ist jedoch möglich, eine weitere, eben so fundamentale Masseneinheit mit eben jener ausschlaggebenden Differenz von 123 Grössenordnungen aus den bekannten Naturkonstanten zu errechnen. Letzlich wirft die Rechnung die Frage auf, ob h und G wirklich noch so fundamental sind oder nur Maxima und Minima von Wirkungen und Gravitationsvariablen? (zu dieser Ketzerei evtl. später mehr). Das Bemerkenswerte besteht eben darin, dass diese weiteren Grössen schon in den bekannten Naturkonstanten enthalten sind und insofern keine zusätzlichen Annahmen bzw. Voraussetzungen erfordern (Es ist bereits alles vorhanden,- eine Lösung ganz im Sinne Occams, und dazu noch eine die aufgeht-hoffe ich).

Der Kürze wegen beschränkt sich die Darstellung auf die Abfolge der Rechnung ohne nähere Begründung der einzelnen Schritte.

1. Abweichende Berechnung der Energie eines Quants des elektromagnetischen Feldes.

Zur Berechnung der Energie von Quanten des elektromagnetischen Feldes (im weiteren als EM-Quanten bezeichnet) wird eine Grösse mit der Dimension einer Beschleunigung ${{\text{a}}_{\text{Q}}}$ einbezogen.

$E={{a}_{Q}}\cdot \left({\frac {h}{c}}\right){\text{ mit }}{{\text{a}}_{Q}}={\frac {c}{T}}={\frac {\lambda }{{T}^{2}}}{\text{ }}\left[{\frac {m}{{s}^{2}}}\right]$

$\lambda -{\text{Wellenl }}\!\!{\ddot {\mathrm {a} }}\!\!{\text{ nge eines Quants des elektromagnetischen Feldes}}$

$T-zugeh{\ddot {o}}rige{\text{ }}Schwingungsdauer$

Eine Substitution mit ${\text{E=m}}{{\text{c}}^{2}}$

erlaubt die Gleichsetzung beider Energiegleichungen:

$m\cdot {{c}^{2}}={{a}_{Q}}\cdot {\frac {h}{c}}{\text{ bzw}}{\text{. }}m={{a}_{Q}}\cdot {\frac {h}{{c}^{3}}}$ (Gl. 1)

2. Einbeziehung der Gravitation

Mit Gl.1 kann nun einer Beschleunigung ${{\text{a}}_{\text{Q}}}$ direkt eine Masse zugeordnet werden. Bei Verwendung der in der Gravitationskonstante gem. ihrer Definition enthaltenen Beschleunigung von 6,67259 10E-11 ${\text{m/s }}\!\!{}^{\text{2}}\!\!{\text{ }}$,

${\text{mit h = 6}}{\text{,62510E-34 kgm }}\!\!{}^{\text{2}}\!\!{\text{ /s}}$ (Plancksches Wirkungsquantum) und

${\text{c = 299792000 m/s}}$ (Lichtgeschwindigkeit) erhält man einen Wert von

${\text{1}}{\text{,6406 10E-69 kg}}$.

Über die Beschleunigung ${{\text{a}}_{\text{Q}}}$ wird nunmehr eine Beziehung zur Gravitation hergestellt. Dazu ist Gl. 1 nach ${{\text{a}}_{\text{Q}}}$ aufzulösen:

${{a}_{Q}}=m\cdot {\frac {{c}^{3}}{h}}$

Die Gleichung für die Fallbeschleunigung bietet hier die Möglichkeit, sowohl eine gravitative Beschleunigung als auch die Gravitationskonstante in die Betrachtung einzubeziehen:

$a={{G}_{N}}\cdot {\frac {M}{{R}^{2}}}$

Die Substitution bzw. Gleichsetzung über die Beschleunigungen a und ${{a}_{Q}}$ ergibt

$m\cdot {\frac {{c}^{3}}{{h}_{Pl}}}={{G}_{N}}\cdot {\frac {M}{{R}^{2}}}$ mit ${{h}_{Pl}}$ = Plancksches Wirkungsquantum und ${{G}_{N}}$ = Newtonsche Gravitationskonstante. (Gl. 2)

Gl. 2 ist nach ${{\text{G}}_{\text{N}}}$ aufzulösen.

${{G}_{N}}=m\cdot {\frac {{c}^{3}}{{h}_{Pl}}}\cdot {\frac {{R}^{2}}{M}}{\text{ }}\left[{\frac {kg{{m}^{2}}}{s}}\cdot {\frac {s}{kg{{m}^{2}}}}\cdot {\frac {{m}^{3}}{kg{{s}^{2}}}}\right]$

Die Betrachtung der Dimensionen gestattet nunmehr die Formulierung eines Verhältnisses aus zwei Wirkungen und eines Faktors mit der Dimension einer Gravitationsvariablen. (Zwischenfrage: Bisher lässt sich G nur durch Messungen bestimmen und nicht durch eine theoretische Herleitung. Wäre also G möglicherweise als Verhältnis von elektromagnetischer und gravitativer Wirkung zu erklären?)

${{G}_{N}}={\frac {{h}_{B}}{{h}_{Pl}}}\cdot {{G}_{B}}$ mit ${{G}_{B}}$ und ${{h}_{B}}$ als neue Gravitations- und Wirkungskonstanten. (Gl.3)

3. Berechnung von ${{\text{G}}_{B}}$ und ${{h}_{B}}$

Für die oben errechnete Masse von 1,6406 10E-69 kg sind die zuordenbare Wellenlänge und die Schwingungsdauer zu bestimmen:

$\lambda =1,347\cdot {{10}^{27}}m$

$T=4,5\cdot {{10}^{18}}s$

Diese Werte sind gem. der Dimension der Gravitationskonstante zu verrechnen:

${{G}_{B}}={\frac {{\lambda }^{3}}{M\cdot {{T}^{2}}}}$

${{G}_{B}}\approx {\frac {{(1,347\cdot {{10}^{27}}m)}^{3}}{1,6406\cdot {{10}^{-69}}kg\cdot {{(4,5\cdot {{10}^{18}}s)}^{2}}}}\approx 7,3566\cdot {{10}^{112}}{\frac {m{}^{\text{3}}}{kg\cdot s{}^{\text{2}}}}$

und ergeben mit ${{\text{G}}_{B}}$ eine neue Gravitationskonstante (hier bereits ein Unterschied von 1E123 zu ${{\text{G}}_{N}}$).

Gl. 3 ermöglicht nunmehr auch die Bestimmung eines weiteren Wirkungsquantums.

Dazu ist ${{G}_{N}}={\frac {{h}_{B}}{{h}_{Pl}}}\cdot {{G}_{B}}$ aufzulösen nach ${{h}_{B}}={\frac {{G}_{N}}{{G}_{B}}}\cdot {{h}_{Pl}}$ und ergibt

${{h}_{B}}\approx {\frac {6,67\cdot {{10}^{-11}}}{7,3566\cdot {{10}^{112}}}}\cdot 6,625\cdot {{10}^{-34}}\approx 6,01\cdot {{10}^{-157}}{\frac {kgm{}^{\text{2}}}{s}}$ (auch hier ein Unterschied von 1E123 zu ${{\text{h}}_{Pl}}$).

Mit diesen neuen Werten für ${{\text{h}}_{B}}$ und ${{\text{G}}_{B}}$ ist wiederum eine weitere Elementarlänge und -masse zu berechnen.

${{l}_{B}}={\sqrt {\frac {{{\hbar }_{B}}\cdot {{G}_{B}}}{c{}^{\text{3}}}}}={\sqrt {\frac {9,56\cdot {{10}^{-158}}\cdot 7,3566\cdot {{10}^{112}}}{2,694\cdot {{10}^{25}}}}}=1,6156\cdot {{10}^{-35}}m={{l}_{Pl}}$ Es ergibt sich wieder die Plancklänge, aber eine andere Elementarmasse:

${{m}_{B}}={\sqrt {\frac {{{\hbar }_{B}}\cdot c}{{G}_{B}}}}={\sqrt {\frac {9,56\cdot {{10}^{-158}}\cdot 2,9979\cdot {{10}^{8}}}{7,3566\cdot {{10}^{112}}}}}=1,9738\cdot {{10}^{-131}}kg$

Nun die eigentliche Dichteberechnung:

${{\rho }_{vac}}={\frac {{m}_{B}}{l_{B}^{3}}}={\frac {1,9738\cdot {{10}^{-131}}}{{(1,6156\cdot {{10}^{-35}})}^{3}}}=4,86\cdot {{10}^{-27}}{\frac {kg}{m{}^{\text{3}}}}$.

Die minimale Abweichung bewegt sich m.E. im zulässigen Bereich. Dies könnte - sofern die Rechnung stimmt - bedeuten, dass die Vakuumenergiedichte und damit die kosmologische Konstante zwar winzig ist und positiv aber nicht Null und dass die für die Berechnung erforderlichen Konstanten am unteren Ende des elektromagnetischen Spektrums zu finden sind. --Wandererfb 14:23, 6. Aug. 2011 (CEST)

Die Gravitationskonstante ist keine Beschleunigung und hat nicht die Einheit m/s² sondern m³/(kg s²). Ich vermute, dass daher schon die weitere Rechnung nicht stimmen kann. -- Ben-Oni 19:58, 19. Aug. 2011 (CEST)

An keiner Stelle wurde die Gravitationskonstante zur Beschleunigung erklärt. Die Rechnung stimmt.--Wandererfb 18:38, 22. Aug. 2011 (CEST)

Was meinst du dann mit "in der Gravitationskonstante gem. ihrer Definition enthaltenen Beschleunigung von 6,67259 10E-11 ${\text{m/s }}\!\!{}^{\text{2}}\!\!{\text{ }}$"? -- Ben-Oni 22:23, 22. Aug. 2011 (CEST)

Gem. der hier in der Wiki angegebenen Gleichung für die Gravitationskonstante ist diese eine Kraft F. Eine Kraft kann wiederum formuliert werden als Masse x Beschleunigung. Dies ist für F auf der linken Seite zu substituieren und nach der Beschleunigung aufzulösen. Da es bei G um die Kraft geht, die 2 Körper von jeweils einem Kilogramm Masse in einem Abstand von einem Meter aufeinander ausüben, ergibt sich letzlich die genannte Beschleunigung --Wandererfb 18:33, 23. Aug. 2011 (CEST)

• "die Gravitationskonstante ist [...] eine Kraft" Das ist falsch. Das steht auch nirgends.
• "Da es bei G um die Kraft geht, die 2 Körper von jeweils einem Kilogramm Masse in einem Abstand von einem Meter aufeinander ausüben" Was du also tust ist, einen Meter, ein Newton und ein Kilogramm an geeigneter Stelle als "Konstanten" in die Rechnung einfließen zu lassen und so dein Ergebnis zu produzieren.

-- Ben-Oni 20:12, 23. Aug. 2011 (CEST)

G multipliziert mit...(siehe Wiki-Gleichung) kann als Kraft ausgedrückt werden .... Meine Formulierung war unvollständig. Für die Masse und Abstand habe ich die Werte gem. Def. 1m und 1kg eingesetzt, das ist richtig. Ich sehe da nichts Anstößiges oder gar Verbotenes. Es führt zum stimmigen Resultat. Es gibt weitere Indizien, die diese Rechnung als nicht völlig abwegig erscheinen lassen. Gibt es inzwischen einfachere Erklärungen für das Dilemma der 1E123 Größenordnungen Unterschied?--Wandererfb 19:10, 24. Aug. 2011 (CEST)

Größenordnung

"Der beobachtete Wert für die Energiedichte des Vakuums ist damit etwa um den Faktor 10^120 niedriger als in den theoretischen Berechnungen."

1. [tatsächlich 10^120? Das erscheint mir doch arg groß... (im archiv gefunden --Zygentoma 23:34, 29. Dez. 2011 (CET))]
2. worauf beziehen sich die theoretischen Berechnungen? Auf welcher Theorie bauen sie auf?

--Zygentoma 23:07, 29. Dez. 2011 (CET)