Stabile Einstein-Rosen-Brücke

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Peter_S

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Hallo Ich,

Die ist in der Singularität.

In hier (Seite 39, Abb, 3) siehst du in der linken Grafik eine nicht-singuläre ERB, ohne physikalische Singularität.
Um diese nicht-singuläre ERB geht es in diesem Thema.
Für eine solche möchte ich Stabilität erreichen.

Bei der rechten Grafik hat sich die instabile ERB singulär eingeschnürt, mit zwei Singularitäten.
Da ist "das Kind aber bereits in den Brunnen gefallen". Genau das möchte ich verhindern.
 

Peter_S

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Hallo,

habt ihr noch Interesse an der Fortführung und Vertiefung dieses Themas oder besteht kein Interesse mehr?

Ich hätte da sicher noch einige weitere interessante Aspekt …

Lasst es mich bitte wissen.
Danke!
 

ralfkannenberg

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habt ihr noch Interesse an der Fortführung und Vertiefung dieses Themas oder besteht kein Interesse mehr?
Hallo Peter,

die Situation ist derzeit die, dass Du zwar die vorgebrachten Einwände aufnimmst, aber nicht wirklich in Deine Ideen einfliessen lässt, sondern diese Einwände lediglich als Anlass nimmst, dieselben Ideen von Dir in einem geringfügig anderen Gewand erneut zu präsentieren.

Und ob daran wirklich Interesse besteht, weiss ich nicht.


Ich hätte da sicher noch einige weitere interessante Aspekt …
Bevor Du diese präsentierst wäre es zielführender, erst einmal die noch offenen Baustellen zu schliessen, d.h. dass Du die vorgebrachten Einwände tatsächlich in Deine zugehörigen Ideen einfliessen lässt. Einen solchen Schritt bzw. solche Schritte von Dir vermisse ich bislang.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Ich

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Ich möchte noch einmal auf das Stichwort Geometrodynamics hinweisen. John Wheeler hat die Idee, dass Elementarteilchen durch geeignet gekrümmte Raumzeit - z.B. ERB - erzeugt werden, bereits vor über 50 Jahren aufgebracht. Ähnlich lange ist es her, dass man erkannt hat, dass das nicht funktioniert. Ich denke, es wäre hilfreich, wenn du dich da einliest. Ich selbst weiß keine Details davon.
 

TomS

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Es gibt dazu wesentlich jüngere Entwicklungen im Umfeld der LQG, die sicher weiter fortgeschritten waren, um die es jedoch auch still geworden ist

https://arxiv.org/abs/0804.0037
Particle Identifications from Symmetries of Braided Ribbon Network Invariants
Sundance Bilson-Thompson, Jonathan Hackett, Lou Kauffman, Lee Smolin
(Submitted on 1 Apr 2008)
We develop the idea that the particles of the standard model may arise from excitations of quantum geometry. A previously proposed topological model of preons is developed so that it incorporates an unbounded number of generations. A condition is also found on quantum gravity dynamics necessary for the interactions of the standard model to emerge.
 

Peter_S

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Hallo Ralf,

erst einmal danke für deine Antwort.

Bevor Du diese präsentierst wäre es zielführender, erst einmal die noch offenen Baustellen zu schliessen, d.h. dass Du die vorgebrachten Einwände tatsächlich in Deine zugehörigen Ideen einfliessen lässt. Einen solchen Schritt bzw. solche Schritte von Dir vermisse ich bislang.

Zum Zeitpunkt deines Beitrags war meines Erachtens nur ein strittiger Punkt offen, korrigiere mich bitte, wenn ich etwas übersehen haben sollte:
Das stimmt nicht. Wenn Du zwei Vakuum-Lösungen (Raumzeiten) zu einer gemeinsamen Raumzeit kombinierst, ergibt sich logischerweise eine neue Vakuumlösung. 0 + 0 = 0.

Mit der Aussage vom TomS sollte diese Thematik aber geklärt sein:
Man kann aber nie zwei Felder auf zwei verschiedenen Mannigfaltigkeit addieren. D.h.
$$ X|_{(M_1,[g]_1)} + X^\prime|_{(M_2, [g]_2)} = \text{???} $$
ist sinnlos.

Ohne diese Aussage von TomS wäre meine Hypothese im Rahmen der ART nicht mehr haltbar gewesen (z.B. hätten die Energie-Impuls-Tensoren bei „einfachem Aufsummieren“ in meinem resultierenden Gesamt-System überall gleich NULL sein müssen).

Mit dieser Aussage von TomS kann man aber nicht mehr von vorne herein im Rahmen der Art ausschließen, dass in meinem hypothetischen Modells aufgrund der Nichtlinearität neue qualitative Eigenschaften auftreten könnten, wie:
Lokal abweichende Energie-Impuls-Tensoren (die sich gegenseitig kompensieren) und positive Raum-Zeit-Krümmung. All das sind neue Eigenschaften, die in den beiden ursprünglichen ERBs nicht vorkamen. Das System ist deutlich komplexer geworden.
Dies wäre zumindest hypothetisch im Rahmen der ART denkbar … (ob dies am Ende wirklich der Realität entspricht, steht auf einem anderen Blatt).
Ich denke, dass dies ein völlig neuer Ansatz innerhalb der ART ist.

Eine resultierende Mannigfaltigkeit könnte aufgrund der Nichtlinearität eine deutlich komplexere Struktur besitzen, als die ursprünglichen Mannigfaltigkeiten.

(Die späteren Beiträge werde ich in Kürze beantworten)
 
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Peter_S

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Ich möchte noch einmal auf das Stichwort Geometrodynamics hinweisen. John Wheeler hat die Idee, dass Elementarteilchen durch geeignet gekrümmte Raumzeit - z.B. ERB - erzeugt werden, bereits vor über 50 Jahren aufgebracht. Ähnlich lange ist es her, dass man erkannt hat, dass das nicht funktioniert. Ich denke, es wäre hilfreich, wenn du dich da einliest. Ich selbst weiß keine Details davon.

Es gibt dazu wesentlich jüngere Entwicklungen im Umfeld der LQG, die sicher weiter fortgeschritten waren, um die es jedoch auch still geworden ist

https://arxiv.org/abs/0804.0037
Particle Identifications from Symmetries of Braided Ribbon Network Invariants


Danke für eure beiden berechtigten Einwände.
Meines Erachtens nach wurden in beiden Arbeiten andere Ansätze gewählt als bei mir.
Und diese Ansätze sind gescheitert, da:


Die komplexen Wechselwirkungen zwischen den Elementarteilchen können nicht mit Hilfe von Einstein-Rosen-Brücken beschrieben werden, wenn man vernachlässigt, dass:

Eine resultierende Mannigfaltigkeit könnte aufgrund der Nichtlinearität eine deutlich komplexere Struktur besitzen, als die ursprünglichen Mannigfaltigkeiten.

Nach meinem Ansatz zeigen sich jedoch interessante Analogien zwischen ERBs und den Quarks:
Sowohl bei den Quarks im Zweier-Verbund im Meson (kurzlebig, labil) als auch im Dreier-Verbund im Baryon (langlebig, stabil), siehe auch Confinement ...
 
Zuletzt bearbeitet:

ralfkannenberg

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Danke für eure beiden berechtigten Einwände.
Meines Erachtens nach wurden in beiden Arbeiten andere Ansätze gewählt als bei mir.
Und diese Ansätze sind gescheitert, da:


Die komplexen Wechselwirkungen zwischen den Elementarteilchen können nicht mit Hilfe von Einstein-Rosen-Brücken beschrieben werden, wenn man vernachlässigt, dass:
(...)
Hallo Peter,

das ist so nicht wirklich zielführend. Schon einige Male wurdest Du gebeten, Dich noch etwas weiter einzulesen, Dir wurde geantwortet, dass Deine Zusammenfassung nicht dem Inhalt des Autors entsprach u.s.w.

Irgendwie bist Du weiterhin daran, zu präsentieren, statt zu diskutieren. Letzteres bedeutet, auf die konkreten Einwände näher einzugehen und in Deine Argumentation zu integrieren statt sie beiseite zu schieben und dann weiter zu präsentieren.

Mein konkreter Ratschlag in dieser Situation wäre, dass Du mehr Fragen stellst. Hast Du das mit diesen Mannigfaltigkeien und diesen Additionen wirklich verstanden ? Kannst Du das noch einmal kurz mit Deinen eigenen Worten zusammenfassen, evtl. auch die Stellen benennen, an denen Du Dir noch nicht ganz sicher bist, wie die Argumentation verläuft ?

Du bist ein sehr höflicher und angenehmer Diskussionspartner und es wäre schade, wenn diese Erörterungen auf die persönliche Ebene abgleiten würden, nur weil da noch offene und unklare Punkte in der Argumentationsführung bestehen.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Peter_S

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Hallo Ralf,

danke für dein Feedback.
Du hast Recht, ich werde eine Zusammenfassung des Bisherigen geben und bei Unklarheiten oder Widersprüchen kann nachgefragt werden:
Meine Hypothese hat sich dank eurer Hinweise und Kritiken ja im Laufe der Diskussion entwickelt, anfängliche Fehler und Unklarheiten meinerseits habe ich versucht zu korrigieren.
Rückblickend fasse ich nochmal meine Herangehensweise zusammen:
TomS Einwand gegen Ende der Diskussion ist dabei von großer Bedeutung gewesen:
Was man eigentlich braucht wäre so etwas wie
$$ (M_1, [g]_1, [T]_1) \oplus (M_2, [g]_2, [T]_2) = \text{???} $$
Aufgrund der Nichtlinearität funktioniert das aber nicht.

Demzufolge gibt es keine geschlossene mathematische Lösung zur Ermittlung einer resultierenden Mannigfaltigkeit

(a) aufgrund der Nichtlinearität der Gleichungen und aufgrund der Tatsache, dass Komponenten (z.B. Energie-Impuls-Tensoren) immer nur im Kontext ihrer Mannigfaltigkeit betrachtet werden dürfen.


Ich hatte, quasi parallel dazu, einen alternativen Weg eingeschlagen.
Ich habe versucht ohne geschlossene mathematische Lösung näherungsweise eine Lösung zu finden.
Dazu habe ich quasi in einer „Simulation“ in drei iterativen Schritten versucht, eine resultierende Mannigfaltigkeit zu erzielen.

1) Im ersten iterativen Schritt habe ich in erster Näherung die Eigenschaften des Raumes „simpel aufsummiert“, siehe meine erste Grafik. Dies ist natürlich im Rahmen der ART nicht korrekt, da (a) missachtet wurde.
Um aufsummieren zu können braucht man außerdem einen Referenz-Raum. Ich habe als Referenz-Raum den flachen Raum des Vakuums genommen, entspricht in der ersten Grafik der gestrichelten schwarzen Linie.
Daraus entstand eine resultierende gekrümmte Fläche, ein resultierender Raum.
Dieser Raum beschrieb näherungsweise die Krümmungseigenschaften des Raumes - und nur diese – (a) wurde komplett nicht berücksichtigt.

2) Im zweiten iterativen Schritt in zweiter Näherung wurde mir klar, dass ich aufgrund der Nichtlinearität die Rückkopplung des Raumes auf die Energie-Impuls-Tensoren/Energiedichten nicht vernachlässigen durfte.
Daher habe ich die resultierende Fläche auf besondere Krümmungseigenschaften untersucht.
Als erstes ist mir dabei die negativ gekrümmte Sattelfläche zwischen den beiden ERBs aufgefallen, dass brachte mich aber auch nicht weiter.
Interessant wurde es, als mir klar wurde, dass in den beiden Flanken der Sattelfläche positive Krümmung entstanden ist. Dies war eine neue Qualität, im Vergleich zu den beiden ursprünglichen ERBs. Deshalb habe ich hier den Ansatz gewagt, eine Energiedichte ungleich NULL zu vermuten:
Es lag dabei nahe, positive Krümmung, analog zur positiven Krümmung der konventionellen Materie, mit positiver Energiedichte zu verbinden.
Nun ergab sich aber ein neues Problem:
In einem NULL-Energie-System kann schlecht positive Energiedichte aus den Nichts entstehen. Daher kam ich zum dritten iterativen Schritt in dritter Näherung:


3) Es musste eine Möglichkeit geben, aus dem Inneren des System heraus Energie zu entnehmen ohne die Gesamt-Bilanz des Gesamt-Systems von NULL zu verletzen. Physikalisch ist mir dies nicht klar, aber mathematisch stellt das kein Problem dar:
In unmittelbarer Nachbarschaft der Flanken (das wäre in der Sattelfläche) wird Energie „entliehen“.
Dabei wird genau soviel Energie „entliehen“, wie im positiv gekrümmten Raum entstanden ist. Dies wäre eine Kompensation aller Energiedichten über das Gesamtsystem und die Gesamt-Energiebilanz wäre nach wie vor NULL.

Mit dieser dritten Näherung hatte ich ein System erhalten, dass näherungsweise einer resultierenden Mannigfaltigkeit entspricht. Raum-Krümmungen und Energie-Impuls-Tensoren sollten im Gleichgewicht sein (entsprechend Grafik 2 und 3).
Und die negative Energiedichte der Sattelfläche in unmittelbarer Nähe der ERB könnte die gesuchte Stabilität erzeugen, nach der ich gesucht habe.
 

ralfkannenberg

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Demzufolge gibt es keine geschlossene mathematische Lösung zur Ermittlung einer resultierenden Mannigfaltigkeit
Ich hatte, quasi parallel dazu, einen alternativen Weg eingeschlagen.
Ich habe versucht ohne geschlossene mathematische Lösung näherungsweise eine Lösung zu finden.
Dazu habe ich quasi in einer „Simulation“ in drei iterativen Schritten versucht, eine resultierende Mannigfaltigkeit zu erzielen.
Hallo Peter,

ich bin momentan nicht ganz sicher, ob wir wirklich vom selben sprechen. Ehe wir also aneinander vorbeireden möchte ich vermeiden, dass Missverständnisse erst aufkommen können. Könntest Du deswegen bitte ganz kurz mit eigenen Worten (also kein Copy/Paste aus der Wikipedia) darstellen, was (1) eine Mannigfaltigkeit ist und (2) dieses "+" mit dem Kreis drumherum bedeutet ?


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Bernhard

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Was man eigentlich braucht wäre so etwas wie

$$ (M_1, [g]_1, [T]_1) \oplus (M_2, [g]_2, [T]_2) = \text{???} $$

Aufgrund der Nichtlinearität funktioniert das aber nicht.
Dazu hätte ich noch drei Bemerkungen:
a) Tensorfelder sind in der riemannschen Geometrie Multilinearformen auf dem Tangentialbündel. Man kann diese Dinger deshalb zumindest formal, d.h. lokal auch addieren. Was das dann physikalisch bedeutet kann davon unabhängig untersucht werden
b) Um zu klären, was eine Addition zweier EIT physikalisch bedeutet kann über die Definition des EIT untersucht werden. Ich kenne mich damit aber nicht wirklich gut aus und müsste dazu erst mal noch weiter die bekannten Lehrbücher studieren.
c) Die Rückreaktion auf die Geometrie könnte/sollte sich AFAIK aus b) zusammen mit den einsteinschen Feldgleichungen ergeben.

EDIT: d) Toms Ansatz ist sehr allgemein. Um das Thema nicht "ausufern" zu lassen, scheint mir der |R^4 ein guter Ausgangspunkt zu sein, denn wir interessieren uns hier doch nicht für die Wechselwirkung von Wurmlöchern mit einer kosmologischen Hintergrundmetrik? In diesen |R^4 kann man Weltlinien von N Singularitäten setzen, deren genaue Form offen bleiben kann. Damit hätte man zumindest die Mannigfaltigkeit und damit auch den Diskussionsrahmen grob und in hoffentlich guter Näherung festgelegt. Diese Mannigfaltigkeit hat dann ihr zugehöriges Tangentialbündel, auf dem sich dann Tensoren (Metrik, EIT) untersuchen lassen.
 
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TomS

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Hallo Bernhard,

zu a) siehe bitte #77

Dort habe ich geschrieben, dass du natürlich zwei Vektorfelder auf ein und der selben Mannigfaltigkeit addieren kannst. Wenn du jedoch zwei verschiedene Mannigfaltigkeiten, d.h. zwei verschiedene Lösungen der Einstein-Gleichungen - mit zwei verschiedene Metriken g, zwei verschiedenen Einstein-Tensoren G und zwei verschiedenen Energie-Impuls-Tensoren T - hast, dann kannst du das nicht addieren.

Das wäre jedoch gerade der Fall für zwei Mannigfaltigkeiten mit jeweils einem Wurmloch, aus denen du eine einzige Mannigfaltigkeit mit zwei Wurmlöchern basteln möchtes. Dies funktioniert nicht mittels Addition sondern immer nur mittels expliziter Konstruktion einer neuen Lösung.
 

Bernhard

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Dort habe ich geschrieben, dass du natürlich zwei Vektorfelder auf ein und der selben Mannigfaltigkeit addieren kannst. Wenn du jedoch zwei verschiedene Mannigfaltigkeiten, d.h. zwei verschiedene Lösungen der Einstein-Gleichungen - mit zwei verschiedene Metriken g, zwei verschiedenen Einstein-Tensoren G und zwei verschiedenen Energie-Impuls-Tensoren T - hast, dann kannst du das nicht addieren.

Das wäre jedoch gerade der Fall für zwei Mannigfaltigkeiten mit jeweils einem Wurmloch, aus denen du eine einzige Mannigfaltigkeit mit zwei Wurmlöchern basteln möchtes. Dies funktioniert nicht mittels Addition sondern immer nur mittels expliziter Konstruktion einer neuen Lösung.
Wenn man die in #94 beschriebene Näherung verwendet, bekommt man Lösungen der einsteinschen Feldgleichungen, und mehr würde ich bei diesem Thema auch nicht einfordern. Oder siehst Du das anders?
 

Bernhard

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Hallo Ralf,

Könntest Du deswegen bitte ganz kurz mit eigenen Worten (also kein Copy/Paste aus der Wikipedia) darstellen, was (1) eine Mannigfaltigkeit ist und (2) dieses "+" mit dem Kreis drumherum bedeutet ?
ich finde diese Aufforderung wenig hilfreich. Um exakt zu erklären, was eine Mannigfaltigkeit ist, muss man mathematische Definitionen aufschreiben und mit dem "+" ist Peter auch ziemlich sicher überfordert.

Ich fände es zielführender, wenn er hier seine Kenntnisse der Mathematik preisgeben würde und vor allem erklären könnte, ob er die Kraft, Zeit und Motivation mitbringt diese Kenntnisse zu erweitern. Ohne diese Bereitschaft kommt Peter hier meiner Meinung nach unmöglich weiter voran.
 

TomS

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Wenn man die in #94 beschriebene Näherung verwendet, bekommt man Lösungen der einsteinschen Feldgleichungen, und mehr würde ich bei diesem Thema auch nicht einfordern. Oder siehst Du das anders?
Wenn wir nicht-triviale Mannigfaltigkeiten untersuchen, dann ist der Minkowskiraum als Näherung wohl eher ungeeignet, oder?

Nehmen wir als einfachstes Beispiel eines Wurmlochs die Kruskal-Vervollständigung der Schwarzschild-Geometrie. Dann hätten wir als Lösung mit zwei Wurmlöchern die „Summe zweier Schwarzschild-Geometrien“ ???
 
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Bernhard

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Wenn wir nicht-triviale Mannigfaltigkeiten untersuchen, dann ist der Minkowskiraum als Näherung wohl eher ungeeignet, oder?
Ich betrachte den |R^4 nur als differenzierbare Mannigfaltigkeit und lasse die Metrik vorerst offen. Damit habe ich noch keinen Minkowski-Raum. Ich betrachte die Mannigfaltigkeit also voerst nur als Menge. Aus dieser Menge kann ich prinzipiell auch Weltlinien entfernen und erhalte damit erneut differenzierbare Mannigfaltigkeiten.

EDIT: Weiter kann man damit prinzipiell auch Anfangswertprobleme definieren (s. Literatur, 3+1-Zerlegung). Dann bestimmen die einsteinschen Feldgleichungen (EF) die Form der Weltlinien. Übersehen habe ich dabei, dass einzelne Massepunkte hier auch einen inneren Drehimpuls tragen können. Anstelle einer Weltlinie würde ich dann eine zylindrische Fläche erwarten.
 
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TomS

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Ohne Metrik hast du zunächst keine Einsteinschen Feldgleichung mehr, keine Wurmlöcher, nichts dergleichen. Erst im 1st-order Palatini-Formalismus - der dem 2nd-order Riemann-Formalismus äquivalent ist - hast du dann wieder welche. Addieren kannst du damit aber wieder nichts.

Zwei verschiedene Mannigfaltigkeit bleiben zwei verschiedene Mannigfaltigkeit.

Ich weiß immer noch nicht, worauf du eigtl. hinauswillst. Wir reden doch von Wurmlöchern, d.h. Kruskal-Metrik oder komplizierter, richtig?
 
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