Ist die Physik immer gleich?

Moin!
Das schöne an der Physik ist ja, dass sie immer gleich ist. Überall im Universum gilt dieselbe Physik und auch zu allen vergangenen und zukünftigen Zeiten solange es unser Weltall gibt und gab.
Okay.
Aber stimmt das auch? Ist die Physik tatsächlich immer konstant, von Urknall an?
Ich meine natürlich nicht die Physik als Wissenschaft. Die ist ja menschengeschaffen und ändert sich laufend. Auch die von uns beschrieben Gesetze können sich mal ändern - die vorangegangenen waren halt einfach nicht genau genug.

Ich meine die Physik an sich. Kann die sich ändern? Oder ist die definitiv fix und ändert sich niemals?

VG,
J~

Gab es tatsächlich „den einen“ Urknall?
Wie kann es einen Zeitpunkt geben, wenn Zeit noch gar nicht existiert?
Oder war es nur eine Folge einer Art „Überdrübersuperultrahypernova“ ?

Und sich Materie verdichtet bis die Verhältnisse im Raum einen kritischen Punkt erreichen, bis es diese Klumpen zerreißt, wie auch bei einfacheren, kleineren Systemen?

Was war davor, was kommt danach?
Gibt’s noch etwas Größeres?
Oder Kleineres?

Endet Alles im Anti - Knall?

Und würden wir es verstehen können?

fraktale 42; K.

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Wie kann es einen Zeitpunkt geben, wenn Zeit noch gar nicht existiert?

Die Zeit und „alles“ entstand offensichtlich zu diesem Zeitpunkt :slight_smile:

Was war davor, was kommt danach?

Fangen wir doch mal einfach an und betrachten nur die Zeit vom Urknall bis heute :slight_smile:

42

VG,
Slartibartfaß

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Aaarghll! :exploding_head:
Aber wie kommt ein Auslöser, eine Unsymmetrie in eine harmonische Singularität?

vy 73, Marvin

Das ist der Punkt.

Offensichtlich ist das menschliche Hirn nicht so geschaffen, dass es das verstehen kann.
Z.B. auch die einfache Frage: wie kann aus dem absolutem Nichts etwas entstehen? Was war vor dem Urknall? Und wenn dann ein neues Konstrukt von uns erfunden wird, die einfache Frage wieder: was war davor?

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Servus,

Das hängt davon ab, ob man ihre Axiome - materialistisch - als gegeben oder - idealistisch - als gedacht annimmt. Der materialistische Ansatz ist der Wahrscheinlichere, aber der idealistische der Schönere.

Schöne Grüße

MM

Ein Axiom ist doch trotzdem menschengemacht. Das meine ich nicht.
Ich meine, ob sich die Physik an sich ändern kann. Angenommen es gäbe eine Naturkonstante. Wir können die nur endlich genau bestimmen, aber darum geht es mir nicht (wir sagen zB sie wäre 0,99, aber in Wirklichkeit ist sie 1). Die Frage ist: kann sie heute 1 , aber früher mal 0.8 gewesen sein?

VG
J~

hi,

Stell dir vor, es gäbe eine Änderung und man könnte sie auch messen.
Weiter angenommen, man entwickelt Thesen und daraufhin formuliert man ein Naturgesetz (oder passt eines an), welches die Änderung erklärt.

Ist die Änderung dann noch eine?

grüße
lipi

ich verstehe nicht, was du mir sagen willst. Es geht mir nicht darum, ob die Änderung jemand, ein Mensch oder sonst wer bemerkt.

VG
J~

Wenn man mal die ersten Sekundenbruchteile nach dem Urknall ignoriert, bliebt die Physik unverändert. Wie sollte sie sich auf natürlichem Wege auch ändern?

Schönes Gedankenexperiment zu dem Thema:
Daniel F. Galouye: Der unendliche Mann - Phantastik-Couch.de

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Das Hirn ist einfach ein komplexer A/D - Wandler, sonst würden wir ständig gegen Bäume laufen.
Vielleicht noch etwas verbesserungswürdig …

Wie sollte sie sich auf natürlichem Wege auch ändern?

Genau das ist ja meine Frage. Es könnte z.B. einen Entwicklungsprozess geben, der die Physik verändert. Oder, kann es den eben prinzipiell eben NICHT geben.

Schönes Gedankenexperiment zu dem Thema:
[Daniel F. Galouye: Der unendliche Mann - Phantastik-Couch.de ]

Klingt nach: amerikanische Behörden versuchen die Natur zu beherrschen. Könnte unter Trump geschrieben worden sein :wink:

VG
J~

Hallo,
die Physik, wie wir sie kennen, ist konstant.
Das heißt aber nicht, dass sich daran mit neuen Erkenntnissen nichts ändern könnte.
Der Urknall ist unsere bisher beste Erklärung für das, was wir im Weltall beobachten.
Es kann aber durchaus sein, dass es doch ganz anders war.
Mit neuen Beobachtungsgeräten im Weltall ergeben sich immer neuere Erkenntnisse. Eines Tages findet man vielleicht den Kerl, der seine Späße mit uns treibt (Scherzle, ich bin Atheist).

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Man müsste ja quasi alle Teilchen im Universum darüber informieren, dass es neue Regeln gibt. Dafür gibt es keine Kraft oder ähnliches. Die Teilchen haben ihre Eigenschaften und behalten sie auch und können allenfalls ein anderes Teilchen werden.

Das Buch stammt aus den frühen 80ern, wenn ich mich nicht irre. Primär geht’s darum, dass der Typ ausflippt und dadurch die Naturgesetze verändert - u.a. die Verteilung von Wahrscheinlichkeiten und die Lichtgeschwindigkeit. Tatsächlich lesenswert.

Gruß
C.

Hi,

damit schränkst du die Möglichkeiten in unzulässiger Weise ein. Ich fragte ja, ob die Physik in Zeit und RAUM immer gleich wäre. Die Veränderung könnte eine endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit haben. Dann könnte man alle Teilchen im Universum darüber informieren ohne, dass dies gleichzeitig geschehen müsste. Denke zB an die Gravitationswellen. Die ändern zwar nicht die Physik an sich, aber man konnte erst vor kurzem (2015) nachweisen, dass es die tatsächlich gibt. Und sie breiten sich im ganzen Universum mit endlicher Geschwindigkeit aus.

Das Buch stammt aus den frühen 80ern, wenn ich mich nicht irre. Primär geht’s darum, dass der Typ ausflippt und dadurch die Naturgesetze verändert - u.a. die Verteilung von Wahrscheinlichkeiten und die Lichtgeschwindigkeit. Tatsächlich lesenswert.

Vielleicht mal eine Idee. Danke für den Tipp :slight_smile:

VG
J~

Hi!

Wir beschreiben die Welt physikalisch, indem wir die Natur beobachten, Thesen dazu aufzustellen, und diese dann mit der Natur zu vergleichen. Funktioniert das, dann sind die Thesen wohl korrekt.

Das wirklich interessante ist, dass auch Dinge, die der normale Mensch, der in Physik immer ne 5 hatte, sofort einsieht, bei genauer Betrachtung doch etwas anders sind.

Da wären Dinge wie Weg, Zeit, Masse und so weiter. Völlig klar das alles, und dann kam das mit der Relativitätstheorie. Plötzlich waren diese Dinge gar nicht mehr so konstant, wie man bis dahin dachte, und um zwei Geschwindigkeiten zu addieren, benötigt man nun eine komplizierte Formel.

Es zeigt sich aber, dass unser Alltagsverständnis weiterhin absolut brauchbar ist, die Unterschiede sind praktisch nicht messbar, und erst bei sehr hohen Geschwindigkeiten funktionieren die alten Gesetzmäßigkeiten nicht mehr. Letztlich gibt es da einen fließenden Übergang.

Im Grunde ist speziell die Masse in der Relativität eben keine Konstante mehr, das fällt eben nur nicht auf - solange man keine hohen Geschwindigkeiten untersucht.

In dem Sinn kann es Regionen im Universum geben, in denen unsere Naturgesetze so nicht mehr gelten, eben weil wir diverse Aspekte nicht bedacht bzw beobachtet haben.

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Das kommt darauf an, was mit „Physik an sich“ gemeint sein soll. Die Gesamtheit wissenschaftlicher Methoden, mit der „Natur“ (d.h. Strukturen des Universums und der Materie in allen beobachtbaren raumzeitlichen Größenordnungen) beobachtet wird, hat selbstverstödlich eine Geschichte. Mit der Entwicklung der Relativitätstheorien einerseits, der Quantenmechanik und Quantenfeldtheorien hat sich selbstverständlich die theoretische „Physik an sich“ geändert. Damit ist verbunden, daß immer mehr Eigenschaften und Entitäten der Materie und des Universums beobachtbar wurden und mit den entwickelten Theorien erklärbar wurden.

Die meisten Theorien haben allerdings einen (meist wohldefinierten) Gültigkeitsbereich, definiert jeweils durch räumliche, zeitliche oder energetische Größenordnungen. Aber es gibt auch „Prinzipien“, denen universelle Gältigkeit zugeschrieben werden können. So ist z.B. das → „Hamiltonsche Prinzip“ Grundlage aller Bewegungsgleichungen, sowohl derer der Newtonschen Mechanik, der Elektrodynamik, der allgemeinrelativistischen Feldgleichungen, sowie der Quantenfeldtheorien. Auch andere Prinzipien sind universal gültig, z.B. das Pauli-Prinzip oder die Unbestimmtheitrelation oder das Quark-Confinement usw… Sie sind zwar - historisch betrachtet - „entdeckt“ worden, aber ihre Gültigkeit ist Voraussetzung für die Möglichkeit von Beobachtung. Denn Beobachtungstechniken und theoretische Voraussetzungen sind wechselweise voneinander abhängig.

Daß das Universum selbst eine Geschichte hat, ist nicht die Voraussetzung von Physik, sondern umgekehrt das Resultat von (mit Hilfe vorhandener physikalischer Theorien möglichen) Beobachtung und deren Interpretationen (mit Hilfe vorhandener physikalischer Theorien).

Und daß diese Geschichte einen „zeitlichen Anfang“ (zugleich mit einem räumlich punktuellen mit anschließender Expansion) hat ist eben eine Interpretation von Beobachungs-Deutungen (die Ende der 1940er von Fred Hoyle mit polemisch-ironischer Intention „Big Bang“ genannt wurden). Es liegt in dem Ausdruck „Anfang“ aber zugleich ein mythisches Missverständnis, das wegen seiner ungeheueren populärwissenschaftlichen Verbreitung zu physikalisch sinnlosen Fragen geführt hat (und immer wieder führt), wie z.B. „Was war vor dem Urknall“ oder „Was ist außerhalb des Universums“.:

Denn der zeitlich retrospektive (!) (und theoretisch rekonstruierte) Verlauf der Beobachtungsdeutungen bezieht sich ausschließlich auf die immanente Zeit des Universums. Der Zeitparameter in der Robertson-Walker-Metrik bedeutet so etwas wie die innerhalb eines jeweils früheren Zustands maximale Zeitspanne innerhalb der Entwicklungsphase. Es gibt in keiner der zahllreichen Urknalltheorien soetwas wie eine dem Universum externe Uhr! Bei der bis vor einiger Zeit noch vorausgesetzten retrospektiven räumlichen Reduktion des Raums bis auf einen Punkt (nzwischen als falsch erwiesen) gehen die internen Zeitspannen eben gegen Null. Nichts anderes ist da mit „Anfang“ gemeint. Von einer universums-externen Zeit ist in den kosmologischen Theorien überhaupt nicht die Rede. Ebensowenig wie von einem externen Raum, in dem das Universum „eingebettet“ ist (weshalb die Frage, was außerhalb sei, physikalisch unsinnig ist: Es gibt kein „außerhalb“)… Abgesehen davon ist inziwischen auch deutlich geworden, daß das Universum (im Gegensatz zu dem beobachtbaren Teiluniversum), als räumlich unbegrenzt anzusehen ist.

Und noch zu der Hauptfrage:

Das sogenannte „kosmologische Prinzip“ besagt, daß das beoabachtbare Universum zumindest in Größenordnungen von einigen Mia Lichtjahren sowohl homogen (strukturell gleichförmig) ist, als auch isotrop (in jeder Richtung betrachtet gleichförmig). Das ist sozusagen die Bedingung, unter der Beobachtungen stattfinden können. Damit ist dann ebenfalls die Hyposthese verbunden, daß auch die Physik, also die physikalischen Gesetze in ihrer Gesamtheit, überall dieselbe ist. Das heißt, wenn man diese Voraussetzung nicht machen würde, wäre ja jede Beoachtung sinnlos, denn man könnte sie ja nicht interpretieren.

Ew ist also nicht die Frage, ob die Physik überall dieselbe ist - und immer dieselbe war - sondern es muss vorausgesetzt werden, daß es so ist - und war. Daß etwas beobachtet wird, was aktuell nicht erklärbar ist (wie z.B. daß die Bewegungen großräumiger Strukturen mit der newtonischen bzw. der allgemeinrelativistischen Gravitationstheorie nicht erklärbar sind), bedeutet daher lediglich, daß man irgendwelche Eigenschaften der Materie noch nicht vollständig verstanden hat. Daß man also weiter genauer beobachten muß und ggf. das theoreitische Gerüst der Teil-Theorien variieren muß. Nicht aber, daß die Physik in toto „dort“ nicht gültig ist. Daß man eventuell (falls nicht bisher unbekannte Elementarteilchen gefunden werden, die das Phönomen bewirken) an den Gravitationstheorien ein wenig „schrauben“ muß, ist ja derweil aktuelles Forschungsprogramm der bestehenden theoretischen Pjysik.

Daß die Newtonsche Mechanik und die klassiche Elektrodynamik sich in großen Räumen und in subatomaren Räumen als nicht anwendbar erwiesen hatte, bedeutete ja auch nicht, daß sie „falsch“ waren, sondern nur, daß ihr Güligkeitsbereich nicht in allen Größenordungen (räumliche Ausdehnung, Geschwindigkeit, Energiebereich usw.) unbeschränkt ist.

Gruß
Metapher

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Addendum

Daß die physikalischen Theorien in toto an Grenzen ihrer Gültigkeit stoßen, und zwar als Folge ihrer eigenen immanenten Logik, das erweist sich an mehreren Themen:

So hat - schon seit langer Zeit bekannt - die retrospektive Beschreibung der „embryonalen“ Zustände des Universums der diversen Urknalltheorien eine prinzipielle Grenze in der sog. „Planck-Ära“. Jenseits der raumzeitlichen Größemordnung 10-33 cm .und 10-43 s sind die physikalischen Begriffe „Raum“ und „Zeit“ nicht mehr anwendbar. An dieser Grenze ist Schluss mit der physikalsichen Expansionstheorie. Bis heute jedenfalls.

Oder z.B. die allgemeinrelativistischen Theorien der „Schwarzen Löcher“ haben einen üblen Problempunkt: Der Materie-Kollaps innerhalb des Ereignishorizontes muß theoretisch zu einer Singularität führen, in der dann ja auch alle Trajektorien materieller Körper, die hineinfallen, enden: Bei statischen Schwarzen Löchern ist das ein (mathematischer!) Punkt, bei anderen ein punktdünner Ring. D.h. die Raumkrümmung muss dort unendlich groß sein. Aber mathematische (und daher erst recht physikalische) Unendlichkeiten sind in der theoretischen Physik verboten. Das bedeutet, daß die ART, die ja das Schwarze Loch als solches „erklärt“, führt zu einem Ergebinis, an dem die Theorie selbt ungültig ist.

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Moin und danke für deine sehr ausführliche Antwort!

Es ist schon spät, drum nur ein paar kurze Sätze.

Eben. Drum schrieb ich ja ausdrücklich, dass ich nicht die WISSENSCHAFT der Physik meinte, sondern die Physik an sich - was im Deutschen ja leider beides denselben Namen hat.

Die Physik an sich ist einfach da. Es ist egal, ob jemand, ein Lebewesen ihren Einfluss erfährt, diesen spürt, benennt, erforscht, … Das ist der Physik an sich völlig gleichgültig. Sie folgt Regeln und Gesetzen unabhängig davon ob es jemanden gibt der versucht diese Regeln und Gesetze zu erforschen oder diese in der eigenen Sprach auszudrücken und nieder zu schreiben.
In unserer Sonne werden irgendwelche Dinge (die Menschen nennen sie Protonen) in andere Dinge umgewandelt (die Menschen nennen sie Heliumatomkerne) unter Freisetzung von irgendwas (die Menschen nennen es Strahlung). Aber das würde auch geschehen, wenn wir es nicht beschrieben hätten.
DAS meinte ich mit Physik an sich und ich frage mich, ob die sich räumlich und/zeitlich ändern kann.

Und du hast zumindest ein paar Punkte genannt wo das so ist. Natürlich „vor“ dem Urkanall. Im Urknall ist Zeit und Raum erst entstanden, also auch die Physik. Und selbst davon an bis die "Planck-Ära“ vorbei war, galt sie wohl auch nicht? Und in schwarzen Löchern gilt sie evtl auch nicht. Und zwar eben nicht deswegen nicht, weil wir Menschen es nicht beschreiben können. Sondern weil sie dort ihr Ende findet. Zumindest verstehe ich dich so.

Die meisten Theorien haben allerdings einen (meist wohldefinierten) Gültigkeitsbereich, definiert jeweils durch räumliche, zeitliche oder energetische Größenordnungen.

Ja, weil wir Menschen eben den Kern der Sache nicht abschließend beschreiben können. Was NICHT heißt, dass es keinen gibt. Und darum ging es mir. Kann sich der Kern der Sache verändern? Kann die Masse (oder nennen wir es mal Ruhemasse) eines Teilchens morgen anders sein als heute oder hier anders als dort?

Daß das Universum selbst eine Geschichte hat, ist nicht die Voraussetzung von Physik, sondern umgekehrt das Resultat von … Beobachtung und deren Interpretationen

Und du willst sagen, die Geschichte des Universums ist die Folge der Taten von Menschen? Ich würde ja eher denken, es gäbe sie so oder so :slight_smile:

VG und gute Nacht
J~

Aber sie ist überall bzw. unter gleichen Bedingungen und auch über die Zeit hinweg in gleichem Maße keine Konstante.