Fundstück: Doomsday-Berechnung für das Ende des Universums

jonas

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Raphael Bousso, theoretischer Physiker an der University of California, hat ein mathematisch-statistisches Modell entwickelt, das das Ende des Universums vorhersagt, und zwar innerhalb der nächsten 5 milliarden Jahre.

Im Artikel auf arxiv.org bedankt sich Bousso in den Acknowledgements besonders für die hilfreiche Diskussion mit Adam Brown und Alan Guth.

In einigen Presseberichten wird das durchaus geteilte Echo auf diese neue Variante eines Doomsday-Arguments dargestellt: science.orf.at zitiert Alan Guth:
science.orf.at schrieb:
Alan Guth, einer der führenden Theoretiker zur Physik des expandierenden Universums, sieht die Sache ebenfalls recht wohlwollend: Der Ansatz sei zwar "radikal", sagt er, aber zweifelsohne lösungsorientiert. Ob der Stapel an Prämissen, den Bousso in sein Modell gesteckt hat, auch vor weiteren Prüfungen wird bestehen können, ist gleichwohl noch völlig offen. Bousso jedenfalls glaubt an sie.

und:

Ken Olum von der Tufts University in Medford, Massachusetts, sagte etwa gegenüber dem Magazin "New Scientist": "Ein Ende der Zeit wäre eine eigenartige Situation - aber zumindest löst der Ansatz das vorhandene Paradox."

news.yahoo.com zitiert Charles Lineweaver, der eine eher ablehnende Tendenz ausdrückt:
yahoo-news schrieb:
Nach Ansicht des Astrophysikers Charles Lineweaver vom Mount-Stromlo-Observatorium der „Australian National University“ sind Boussos Schlussfolgerungen allerdings schlicht falsch. „Boussos mittlere Lebensdauer eines Universums stellt nur deshalb eine Frist dar, da das nun mal passiert, wenn man einen Grenzpunkt einführt, um zu einer vernünftigen Wahrscheinlichkeit zu gelangen“, so der Wissenschaftler gegenüber dem Fernsehsender „ABC Television“. „Es handelt sich um eine statistische Methode, die vermutlich zu ernst genommen wurde“.

Dagegen verteidigt sich Bousso mit dem Argument:
yahoo-news schrieb:
"Diese Grenzwerte werden bereits seit vielen Jahren von vielen führenden Physikern verwendet“, so Bousso. „Wir haben nur darauf hingewiesen, dass diese Methode nicht folgenlos ist.“ Der Zeit einen Grenzpunkt zu setzen, sei unvermeidbar physikalisch und verlange dementsprechend eine physikalische Rechtfertigung. „Man kann das nicht einfach als einen bloßen mathematischen Trick abtun“, so Bousso.

Ich finde, daß die Argumente von Bousso eine sowohl interessante als auch etwas beunruhigende Vorstellung über unsere Zukunft zeichnen.
 

TomTom333

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@ Jonas:

Warum beunruhigt dich das?

1. in ca. 5 Mrd. Jahren
und
2. dann geht es eben mit einem Big Bang wieder von vorne Los. Und wenn die Zeit sich wiederholt...... .schreiben wir in 18 Mrd. (die 5 von Punkt 1 und 13 die unser Universum alt ist) Jahren hier wieder.

Also alles halb so schlimm.
Tom
 

Bynaus

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Möglicherweise verstehe ich das Paper nicht, aber soweit ich das beurteilen kann, ist das kompletter Humbug. Bloss weil man einen bestimmten Raumzeitbereich einführt, den man betrachtet, um endliche Wahrscheinlichkeiten angeben zu können, heisst das doch noch lange nicht, dass dieser eine physikalische Realität hat. Das ist etwa so, wie wenn man behaupten würde, dass wegen einer Statistik, die Malaria-Opfer im 20. Jahrhundert betrachtet, am Ende des 20. Jahrhundert die "Zeit endet". JA, es gibt Beobachter, die am Rand einer solchen Raumzeit-Region leben, aber das ist ein Artefakt des Auswahlverfahrens dieser Raumzeit-Region (man kann gar nicht anders), keine physikalische "Barriere".
 

jonas

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Natürlich ist diese Berechnung in gewisser Weise Humbug, aber sie hat wie das Doomsday-Argument eine handfeste mathematisch-statistische Grundlage. Auch das DA hat keinerlei biologisch-evolutionäre Elemente, wird aber ebenfalls leidenschaftlich diskutiert.

Die Frage, die sich auch das Paper ganz am Anfang stellt, ist: zwingen uns elementare Überlegungen zur Wahrscheinlichkeit zur Suche nach noch unbekannten physikalischen Ereignissen und Gesetzmäßigkeiten? Oder ist es einfach so, daß wir statistische Gesetzmäßigkeiten überbewerten, falsch oder gar nicht verstehen, oder daß wir in diesem Fall die Mathematik über die Physik herrschen lassen wollen statt dieser nur zu dienen.

Das paper hat schon irgendwie Sprengstoff *g* :)
 

Bynaus

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Natürlich ist diese Berechnung in gewisser Weise Humbug, aber sie hat wie das Doomsday-Argument eine handfeste mathematisch-statistische Grundlage. Auch das DA hat keinerlei biologisch-evolutionäre Elemente, wird aber ebenfalls leidenschaftlich diskutiert.

Ich sehe diesen Zusammenhang eigentlich nicht. Das DA sagt lediglich: Der typische Mensch wird zu einer Zeit leben, wo ungefähr die Hälfte aller Menschen, die jemals existieren werden, bereits geboren wurden. Verknüpft man das mit der Bevölkerungsentwicklung der letzten Jahrhunderte und der Annahme, wir heute lebenden Menschen seien typisch, rückt die Geburt des letzten Menschen (etwas schreierisch als "Doomsday" bezeichnet) nahe an die Gegenwart heran. Hier wird mit tatsächlichen Zahlen operiert, um unter einer plausiblen Annahme eine Aussage über die Position eines Beobachters relativ zum Rest der Menschheit zu konstruieren.

Die andere Arbeit aber operiert mit einer abstrakten mathematischen Grenze in Raum und Zeit, die nur eingeführt wurde, um Unendlichkeiten zu vermeiden, und schreibt dieser dann eine physikalische Wirklichkeit zu. Das kann ich nur als Humbug bezeichnen. So als ob man befürchten müsse, am Ende des 20. oder 21. Jahrhundert würde die Zeit aufhören, bloss weil man Jahrhunderte eingeführt hat... (oder, wenn wir schon dabei sind, 2012, weil dann der Maya-Kalender "endet")

EDIT: Das einzige, was am Paper interessant ist, ist dass seine angebliche Konsequenz (noch ~5 Mrd Jahre bis zum Ende der Zeit) das Paradox löst, dass die Menschheit relativ früh in der Geschichte der Milchstrasse auftritt (diese wird voraussichtlich noch viele Jahrmilliarden (vielleicht 100, 200...) lebensfreundliche Sterne und Planeten produzieren - warum also existieren wir heute, nur wenige Jahrmilliarden nachdem die ersten lebensfreundlichen Sterne und Planeten überhaupt möglich sind, und nicht, sagen wir, ~50-100 Mrd Jahre in der Zukunft? Nur Zufall? Oder gibt es irgend ein Ereignis in der Zukunft, das die Entwicklung künftiger Zivilisationen unterdrückt?).
 
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Puma

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Man kann auch darüber spekulieren, ob in dem nächsten Jahr in der Provinz Sechuan in China beim Bauern Chang ein Sack Reis umfällt. Auch darüber kann man mathematische-statistische Wahrscheinlichkeiten heranziehen und garantiert ein ganzes Paper damit füllen! :D:D:D
Aber Scherz beiseite: Bestimmt nicht schon die Mathematik die Physik ? Ich denke da nur an Schwarze Löcher und Dunkel Materie. Beides ergibt sich aus mathematischen Berechnungen und gesehen hat sie noch niemand. Und trotzdem werden sie schon als gegeben wenn nicht schon als wahr hingenommen !

Gruß
 

jonas

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Hi Bynaus:
Du schreibst wie selbstverständlich:
Der typische Mensch wird zu einer Zeit leben, wo ungefähr die Hälfte aller Menschen, die jemals existieren werden ...
und postulierst damit eine Endlichkeit der Existenz der Menschheit. Wir beide haben aber schon in vielen anderen threads Szenarien diskutiert, in denen diese als selbstverständlich angenommene Endlichkeit der Existenz gar nicht mehr so selbstverständlich aussieht. Und nur unter der Annahme der Endlichkeit macht das DA Sinn.

Für das Universum wird im Gegensatz dazu die Unendlichkeit seiner Existenz als selbstverständlich angesehen. Jetzt kommt aber einer daher und sagt: Diese Annahme macht Probleme. Und wenn man eine Endlichkeit postuliert, die jetzt anders aussieht als z.B. big crunch oder vollständige Entropie, eine Endlichkeit also, die unter der Annahme der ewig weitergehenden Expansion des Universums postuliert wird, dann kommt man fast zwangsläufig zu den Ergebnissen von Bousso.
 
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Bynaus

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und postulierst damit eine Endlichkeit der Existenz der Menschheit.

Stimmt nicht. Genaugenommen postuliere ich nur eine Endlichkeit der Geburten (bzw, allgemeiner, der Entstehung von weiteren Beobachtern). Ich kann mir ehrlich gesagt kein Universum vorstellen, in dem die Anzahl geborener Menschen nicht endlich ist. Und selbst dann: praktisch alle Geburten würden dann in der fernen Zukunft stattfinden, und unsere Position hier am Anfang dieser Zeit wäre himmelsschreiend unwahrscheinlich. Und von himmelsschreiend unwahrscheinlichen Zukunftsszenarien halte ich nicht so viel.

Für das Universum wird im Gegensatz dazu die Unendlichkeit seiner Existenz als selbstverständlich angesehen. Jetzt kommt aber einer daher und sagt: Diese Annahme macht Probleme.

Es gibt ja Big Crunsh, Big Rip, etc., die Annahme der Unendlichkeit der Existenz des Universums ist also nicht selbstverständlich. Es gibt ja auch das Problem der Boltzmann-Gehirne, das uns sagt, dass die Expansion des Universums nicht bis in alle Zeiten weitergehen kann, weil sonst diese die Population der Beobachter dominieren.

Aber so wie ich das verstanden habe, braucht man diese "End of Time"-Grenze gar nicht als reale Grenze anzusehen. Wenn man davon ausgeht, es gibt sowas, dann ja, natürlich, dann wird es Beobachter geben, die in den "End of Time" laufen, dann ist die Wahrscheinlichkeit, dass es solche Beobachter gibt, grösser als Null. Aber warum sollte man überhaupt von einem "End of Time" ausgehen? Ich kann auch sagen, wenn ich davon ausgehe, dass ein riesiges grünes Kaninchen auf die Erde kommt und alle Menschen frisst, die es sieht, dann wird die Wahrscheinlichkeit, dass jemand von dem Kaninchen gefressen wird, grösser als Null. Aber das heisst nicht, dass irgend jemand befürchten müsste, von einem grossen grünen Kaninchen gefressen zu werden, selbst wenn wir nicht ausschliessen können, dass es grosse grüne Kaninchen gibt.
 

Alex74

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Vorweg: meine Meinung zum DA ist, daß dies zwar richtig ist, aber nicht überbewertet werden sollte.
Die Menschheit hätte demnach mit einer 95%igen Wahrscheinlichkeit keine Jahrhunderte umspannende Zukunft mehr, aber ich spiele z.B. gerne das PC-Spiel "Civilization 4" und man bekommt die Siegwahrscheinlichkeit vor einem Kampf angezeigt...und da kann man sich regelmäßig über verlorene 95+ Wahrscheinlichkeiten "freuen"...

Naja, nun zu dem Universums-DA:
Eine Sache halte ich für Gewiß: daß unser Universum nicht unendlich lange existieren kann - und auch kein wie immer geartetes Universum dies könnte.
Ich schreibe demnächst mal was darüber, können wir dann noch ausgiebig diskutieren. ;)

Trotzdem halte ich es für unsinnig, hier das DA-Argument anzusetzen, denn es gibt einen großen Unterschied: die Menge aller je geborenen Menschen läßt sich abschätzen und damit auch die Position eines beliebigen, aktuell lebenden Beobachters; wir haben eine Bevölkerungskurve, haben viele Vergleichsmenschen um uns herum und können das mit allen diskutieren.

Das ist beim Universum völlig unmöglich: wir wissen viel zu wenig darüber, wann wo und wie oft Leben entsteht, daß das DA-Argument selber benutzen könnte. Wir haben nichteinmal eine Vergleichsmenge;

"Anzahl aller bislang existierenden Zivilisationen im Universum: 1. Vielleicht noch zwei bis zweiundvierzigmilliarden mehr.
Die Wahrscheinlichkeit ist 95%, daß diese Zivilisation eine der mittleren 95% aller Zivilisationen ist. Schätzen sie ab, wie alt das Universum maximal wird."

Und selbst wenn wir dies sehr gut einschätzen könnten wäre es lediglich eine Aussage über die Eigenschaft des Universums, Beobachter hervorzubringen, aber nicht eine Aussage darüber, wie lange es an sich existiert.
Selbst das Menschheits-DA sagt ja überhaupt nichts über den Tod des letzten Menschen aus (Und, diese Spitze sei erlaubt: auch nichts darüber wann die Erde aufhört zu existieren).

Vielleicht werden aktuell gerade die allermeisten Zivilisationen geboren und diese Kurve flacht dann stark ab um bis in 200 Milliarden Jahren auf einem konstant sehr niedrigen Niveau zu bleiben - wenn Rote Zwerge auch mit einer niedrigen Wahrscheinlichkeit Zivilisationen hervorbringen können.
Solche Aussagen kann keiner aktuell bestätigen oder verneinen - selbst wenn man es könnte hätte dies auch rein gar nichts mit dem Existenzende des Universum zu tun.

Daher taugt das DA aufs Universum übertragen rein gar nichts.

Gruß Alex
 

Bynaus

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Daher taugt das DA aufs Universum übertragen rein gar nichts.

Kurze Frage, Alex: Hast du das Paper gelesen oder überflogen? Es geht darin nicht darum, das klassische DA auf das Universum anzuwenden, auch wenn die Thread-Überschrift das suggeriert.

PS:

...und da kann man sich regelmäßig über verlorene 95+ Wahrscheinlichkeiten "freuen"...

Ja, etwa jedes 20ste Mal. :D
 

ratatosk

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Die maximale Lebensdauer des Menschen wurde ja auch schon statistisch berechnet. Viele fassen das als Endzeitszenario auf.
Gemeint war aber eigentlich nur die "aktuelle Menschenart", will heissen, daß die Wahrscheinlichkeit für einen genetischen Fortschritt näherrückt (6 statt 5 Finger oder so...).
 

Alex74

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Typischer Fehler von mir....mich nur auf den Artikel zu beziehen :rolleyes:
Soweit ich das sehe ändert das aber wenig an der generellen Argumentation, über die Natur des Vakuums und der Inflation ist viel zu wenig bekannt um irgendwelche Aussagen darüber treffen zu können ob so etwas überhaupt dem Universum ein Ende bereiten könnte.

Ja, etwa jedes 20ste Mal. :D
Das ist es ja was ich sagen wollte; "jeder zwanzigste" hört sich viel wahrscheinlicher an als das die Nichtwahrscheinlichkeit zu 95%. Man nimmt es nicht so einfah wahr, daß 99% fünf mal wahrscheinlicher ist als 95%. Setzt man aber - wie im DA-Argument - auf eine 99%-Sicherheit, wird die Aussage schwammiger.
 

Bynaus

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ratatosk schrieb:
Gemeint war aber eigentlich nur die "aktuelle Menschenart", will heissen, daß die Wahrscheinlichkeit für einen genetischen Fortschritt näherrückt (6 statt 5 Finger oder so...).

Gar nicht. Das DA spezifiziert die Referenzklasse generell nicht. Ich sollte das DA auf die "aktuelle Menschenart", oder aber jeden anderen Beobachter anwenden können. Das gilt z.B. für künstliche Intelligenzen. In einem Szenario, in dem künstliche Intelligenzen die Mehrheit aller Beobachter stellen, nehmen wir heute lebenden Menschen eine unwahrscheinliche Position ein (als "nicht-künstliche Intelligenzen"). Sofern man nichts über die Zukunft weiss, müsste man dieses Szenario also als unwahrscheinlich verwerfen. Das DA macht also nur eine Aussage über Beobachter, nicht über deren Genom.

Zudem, die "Wahrscheinlichkeit für einen genetischen Schritt" kann nicht grösser werden oder näher rücken. Zufällige Ereignisse (wie genetische Mutationen) geschehen eben zufällig. Weiter sind die Menschen nicht mehr wirklich den Mechanismen der Evolution (insbesondere der Selektion) ausgesetzt.

Alex74 schrieb:
Soweit ich das sehe ändert das aber wenig an der generellen Argumentation, über die Natur des Vakuums und der Inflation ist viel zu wenig bekannt um irgendwelche Aussagen darüber treffen zu können ob so etwas überhaupt dem Universum ein Ende bereiten könnte.

So wie ich das verstanden habe, geht es nicht darum, wie die Expansion dem Universum "direkt" ein Ende bereiten könnte. Dh, das Argument wäre zulässig, egal nach welchen Mechanismen das Universum expandiert - solange es das bloss tut. Aber ich glaube nicht, dass es zulässig ist. Ich gehe aber auch davon aus, dass ich das Argument selbst noch nicht wirklich so ganz verstanden habe.

Setzt man aber - wie im DA-Argument - auf eine 99%-Sicherheit, wird die Aussage schwammiger

Ja, etwa fünf mal schwammiger. ;)
 
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Alex74

Registriertes Mitglied
Setzt man aber - wie im DA-Argument - auf eine 99%-Sicherheit, wird die Aussage schwammiger
Ja, etwa fünf mal schwammiger.
Aus dem klassischen DA-Argument kann man sich das herausziehen, was für einen selbst "wahrscheinlich genug" heißt. Für die einen reichen schon 90% (was mir nicht genügen würde), für die meisten wohl 95% (weswegen mit dieser Zahl da meist vorgerechnet wird), für mich persönlich würden erst etwa 99,9% genügen.

Ich gebe aber zu daß ich in dem Paper die eigentliche Argumentation auch nicht ganz verstehe, Fakt ist aber daß er Dinge vorraussetzt die a) unbeobachtet (Eigenschaften des Universums hängen von seiner Größe ab), b) unüberprüfbar (die Zeit endet irgendwann) und c) eigentlich völlig unmotivierte, reine Spekulation sind (a und b stünden auch noch irgendwie im Zusammenhang) und er sich auf Dinge stützt die wiederum zwar beobachtbar aber vollkommen unverstanden sind (Zeit, Expansion). Daraus statistische Vorhersagen ableiten zu wollen...hust...also wenn jemand das Hauptargument verstanden hat soll er es mal hierher übersetzen. Ich wäre dankbar...mein Englisch ist zwar gut aber solche Sachen im Englischen zu lesen und zu verstehen habe ich zugegebenermaßen scon immer gehaßt...

Achja, @Bynaus:
Das klassische DA-Argument arbeitet ja der Anschaulichkeit halber meist mit 95%.
Mir fiel vor einer Weile auf, daß, wenn es bislang etwa 30 Milliarden Menschen gegeben hat, bereits nach mir - 1974 - nun 3 Milliarden hinzugekommen sind.
Ich zähle also schonmal gewiß nicht zu den letzten 10%.

Ich zerbreche mir nun gerade den Kopf darüber, welche Konsequenzen diese Information für das DA hat (keine, oder?).
 

Bynaus

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also wenn jemand das Hauptargument verstanden hat soll er es mal hierher übersetzen. Ich wäre dankbar...

Geht mir genauso. Ich habe einfach das Gefühl, ich habe irgendwo den entscheidenden Satz verpasst...

Mir fiel vor einer Weile auf, daß, wenn es bislang etwa 30 Milliarden Menschen gegeben hat, bereits nach mir - 1974 - nun 3 Milliarden hinzugekommen sind.
Ich zähle also schonmal gewiß nicht zu den letzten 10%.

Ich glaube, man geht eher von 50 Mrd Menschen bisher aus, spielt aber keine grosse Rolle. Du gehörst also sicher nicht zu den letzten 6%, soviel ist klar. Für das DA hilft das nicht besonders, die Erwartung der Anzahl Geburten ist seit 1974 - quasi in Reflektion der Fähigkeit der Menschheit, um weitere 3 Mrd Menschen zu wachsen ohne dabei auszusterben - einfach etwas gestiegen (wie sie das ständig tut, so lange, bis das untere Limit die Anzahl tatsächlich noch kommender Menschen überschreitet und man damit definitionsgemäss in den "extremen" Bereich der letzten Menschen wandert).
 
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973

Gast
In dem Artikel werden triviale Betrachtungen zur RW-Metrik und zum Horizont und zur kovarianten Distanz gemacht, danach wird das momentane Weltalter genommen und 'ausgerechnet' daß in den naechsten ca. 40% davon die Zeit aufhoert. Dieselbe Logik angewendet auf geringere Weltalter, duerfte es die Welt ueberhaupt nicht geben (bei derselben Abschaetzung beim Weltalter von 13s haette die Zeit in den naechsten 5s aufgehoert). Diese Resultate sind nicht besonders ernst zu nehmen.
 
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