Dimensionale Physik
Alles besteht aus Raumzeit
Alles besteht aus Raumzeit
Wir haben im Teil 2 schon einiges über die DP erfahren. Leider reicht dies noch nicht für die gesamte Physik aus. Teil 1 war eine kleine Einführung und Teil 2 deckt eigentlich nur die SRT und ART ab. Wir haben trotzdem schon einiges über die QM mit dem dimensionalen Übergang gehört. Das ist hier unvermeidbar. In der Lehrbuchphysik stehen sich die ART und die QM eher feindlich gesinnt gegenüber. Ein Grundproblem, warum die DP entwickelt wurde. In der DP sind die Grenzen fließend. Eine 100% scharfe Abgrenzung ist gar nicht möglich. In Kapitel 6 für die Kosmologie wurde hoffentlich klar, dass wir z.B. eine Evolution des Universums ohne eine QM nicht verstehen können. In der DP ist die QM über die Struktur der Raumzeit aufgebaut.
Der Tiefgang für die QM hat noch gefehlt. Das wollen wir jetzt nachholen. Wir versuchen weiterhin das Niveau der Mathematik auf einen niedrigen Level zu halten. Das wird an einigen Stellen schwieriger als für die ART. Versuchen werden wir es trotzdem. Wir werden bei den Erklärungen sehr oft nicht die Quantenfeldtheorie (QFT), sondern die gute alte Quantenmechanik (QM) verwenden. Die niederdimensionalen Raumzeitkonfigurationen entsprechen den Feldern der QFT. Daher ist diese mathematische Modellierung für den Ansatz aus der DP fast exakt. Die Mathematik für die QFT ist für ein breites Publikum zu schwierig. Viele Dinge sind in der QM einfacher zu erklären und die Mathematik weniger komplex.
Wir starten in diesem Kapitel mit einer kleinen Wiederholung von Themen aus Teil 2, welche für die QM wichtig sind und wir immer im Hinterkopf haben sollte, wenn man hier weiterliest. Der letzte Abschnitt von diesem Kapitel ist der Aufbau und Inhalt von Teil 3.
Hier wollen wir die für die QM wichtige Punkte in Erinnerung bringen, welche schon in Teil 2 besprochen wurden. Diese Punkte hängen alle an dem niederdimensionalen Übergang von 3D auf 2D. Wie in der QM-Theorie üblich sind dies fast nur Verbote:
So kompliziert die QM in der Mathematik auch sein mag, diese 5 Punkte reichen aus, um alles herzuleiten. 4 Punkte komme aus der dimensionalen Grenze und der letzte Punkt bestimmt, dass es diese Grenze geben muss.
Wir nehmen aus der Wiederholung 3 Punkte raus und schauen uns an was diese explizit für eine Auswirkung in der QM haben.
Wenn wir die Essenz aus diesen Punkten als Schlagwörter aufschreiben, kommt heraus:
Wir haben in diesen 3 Punkten fast schon die gesamten „seltsamen“ oder mindestens nicht intuitiven Eigenschaften der QM beschrieben. Der dimensionale Übergang ist für fast alle Eigenschaften der QM verantwortlich. Aber nur fast, z.B. die Heisenbergsche Unschärferelation ist bereits in der Definition der Raumzeitdichte enthalten.
Dann werden wir neue Raumzeitkonfigurationen kennen lernen. Wir haben bisher, wenn wir von einer 3D Raumzeit heraus gesprochen haben, nur die möglichen Abbildungen auf 1D und 2D. Das ist für den gesamten Teilchen-Zoo des Standardmodells etwas wenig. Wir werden 1D und 2D Raumzeiten zu neunen Raumzeitkonfigurationen verbinden. Daraus ergeben sich dann die Felder für alle Elementarteilchen, Fermionen und Bosonen. Insbesondere werden solche komischen Dinge passieren wie 3D ≠ 3D. Wenn wir aus 3 orthogonal stehenden 2D Raumzeiten über mindestens ein Schwarzes Loch eine neue Raumzeitkonfiguration bauen, beinhaltet diese alle 3 Raumdimensionen, diese hat aber kein 3D Raumzeitvolumen. Das entspricht explizit nicht unserer Raumzeit. Das Volumen ist dann immer noch null. Daraus werden sich die 3 Familien oder Generationen der Fermionen zwingend ergeben.
Ein weiterer Punkt, den wir hier eine andere Bedeutung geben ist die Information. In der DP wird die Information immer an einer Raumzeitkonfiguration gebunden sein. Das hat enorme Auswirkungen auf den Vorgang einer Messung. Wir werden erkennen, dass der „Kollaps der Wellenfunktion“ nicht an der Messung, sondern an der Erzeugung der Information in 3D gebunden ist. Wir werden, wie es üblich ist, den Doppelspalt besprechen. Um das Ergebnis des Experiments verstehen zu können, muss der Begriff der Information besser definiert sein. Dann ist es kein Problem mehr, dass sich ein Interferenzmuster nur dann ergibt, wenn die Weg-Information am Doppelspalt nicht vorhanden ist. Auch wenn, die Information nachträglich gelöscht wird. Es gibt in der DP keine Kausalität rückwärts in der Zeit. Die Information ist da oder nicht. Ein Zeitpunkt oder ein Zeitverlauf spielt über die dimensionale Grenze hinweg keine Rolle.
Wir wollen mit der Aufzählung hier aufhören. Was wir aber erkennen können ist, dass wir gerade so weitermachen, wie wir aufgehört haben. Altbekannte Begriffe, wie zum Beispiel die Information, müssen wieder von Grund auf hinterfragt werden. Die gut bekannte Mathematik zur QFT (hier aber fast immer QM), wird eine physikalische Bedeutung erhalten. Dies aber auf den neuen Grundelementen aus der DP. Damit muss auch dieser Teil 3 in der gegebenen Reihenfolge durchgelesen werden. Wir verwenden sonst einen altbekannten Begriff, wie die Information und Ihr habt die „neue Bedeutung“ nicht mitbekommen.
Damit wir die QM innerhalb der DP verstehen, werden wir erstmal einige Grundkonzepte der QM klären. Dies sind die ersten fünf Kapitel Superposition, Unschärfe, Verschränkung, Wahrscheinlichkeit und Quantisierung. Das ist von mir eine sehr subjektive Auswahl. Mache behaupten, dass aus einem einzigen Punkt, wie zum Beispiel der Superposition bereits alles hergeleitet werden kann. Ich glaube, dass wir nach den fünf Kapiteln einen einfachen und verständlichen Aufbau der QM haben. Es gibt solche Aussprüche in der Form von: „Wer glaubt die QM verstanden zu haben, hat Sie nicht verstanden“. Wir wollen den Beweis antreten, dass die QM auch logisch verstanden werden kann. Wir können diese Punkte nicht als eine Art von Axiomen für die QM verwenden. Wir haben nur die ART mit der Raumzeitdichte und den dimensionalen Übergang. Hier kommt kein einziges neues Element dazu. Daher ist es für uns wichtig, dass wir das Grundkonzept zur QM aus diesen Punkten heraus bereits verstehen. Der Rest ist dann nur eine Vertiefung der Ideen oder die passende mathematische Beschreibung.
Danach werden wir uns die Mathematik anschauen müssen. Keine Panik, das wird verständlich bleiben. Wir werden Fragen klären wie:
Dann schauen wir uns mit dem Doppelspaltexperiment die Messung genauer an. Wir werden sehen, da gibt es nichts Unerklärliches wie einen Kollaps der Wellenfunktion oder ähnliches. Die vorher besprochenen Konzepte können hier gut gezeigt werden. Insbesondere kann der Ausgang des Experimentes logisch nur verstanden werden, wenn die Sichtweise der DP auf den Begriff Information bekannt ist.
Bevor wir uns den Teilchen-Zoo anschauen können, müssen wir das Thema Felder anschauen. Das sind bei uns die Raumzeitkonfigurationen. Erst wenn wir dafür eine Beschreibung haben können wir den Aufbau der Elementarteilchen verstehen. Daher kommt nach den Felder gleich das Standardmodell. Die Wechselwirkungen zwischen den Teilchen werden im letzten Kapitel beschrieben. Das Standardmodell mit den Wechselwirkungen werden nochmal zwei größere Kapitel ergeben, aber dann ist es geschafft. Ich wünsche euch weiterhin viel Spaß und neue Erkenntnis beim Lesen der DP.