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What Happens at the Event Horizon? | Space Time | PBS Digital Studios - YouTube
Channel: PBS Space Time
[2]
Diese Folge wird von The Great Courses Plus unterstützt.
[6]
Am Ereignishorizont
eines Schwarzen Lochs
[8]
verhalten sich Raum und Zeit grundlegend anders.
[11]
Selbst professionelle
Physiker sind sich nicht darüber einig,
[13]
was wir dort zu erwarten haben.
[16]
Aber es gibt ein leistungsfähiges
Werkzeug in der Physik
[18]
das uns ein intuitives Verständnis für die wahre Natur
[20]
des Ereignishorizonts geben kann.
[22]
Es wird Zeit, dass ihr es kennen lernt .
[29]
Schwarze Löcher, Objekte
mit derart hoher Dichte,
[31]
dass es einen Bereich gibt, den Ereignishorizont,
[34]
in der die Fluchtgeschwindigkeit so groß wird
[36]
wie die Lichtgeschwindigkeit.
[38]
Nichts was unter den Ereignishorizont fällt
[39]
kann je entkommen und ist für immer aus dem Universum verschwunden,
[43]
während wir Objekte, die den Ereignishorizont passieren, dort verharren sehen
[47]
weil die Zeit am Horizont still steht.
[50]
Und alles was hinter dem Ereignishorizont passiert,
[52]
bleibt uns verborgen.
[55]
Das ist die offizielle, entschärfte Version für die Öffentlichkeit.
[59]
Sie ist nicht total verkehrt, aber die Realität
[62]
ist natürlich ein ganzes Stück komplizierter und interessanter.
[67]
Selbst wenn man die
Hawking-Strahlung,
[70]
Rotation und das Wachstum Schwarzer Löcher ignoriert, ist das einfachste schwarze Loch
[75]
aus Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie
[78]
--pure Gravitation, statisch und unverändert--
[82]
immer noch ein raffiniertes und doch oft
missverstandenes Gebilde.
[84]
Aber wir können ein nachhaltiges und intuitives Verständnis
[88]
für dieses Gebilde entwickeln.
[90]
Heute möchte ich euch das gleiche Werkzeug vorstellen,
[92]
das auch die Physiker benutzen.
[94]
Es ist ein Werkzeug, mit dem es ein leichtes ist
[95]
die häufigsten Fragen zu Schwarzen Löchern zu beantworten.
[98]
Zum Beispiel, sind Objekte die durch den Ereignishorizont fallen
[102]
aus der Sicht des äußeren Universums
[105]
wirklich physisch dort eingefroren?
[108]
Würde man in dem Moment,
[111]
in dem man den Ereignishorizont passiert,
[114]
die ganze Zukunft des Universums in Zeittraffer sehen?
[116]
Und sieht man überhaupt noch etwas,
[119]
sobald man im Inneren des Schwarzen Lochs ist?
[121]
Das Werkzeug, das diese Fragen beantworten wird
[123]
nennt man Penrose-Diagramm. Manchmal auch
[126]
Carter-Penrose-Diagramm.
[128]
Es ist eine besondere Art von
Raum-Zeit-Diagramm, die dafür entwickelt wurde,
[132]
die Natur von Ereignishorizonten zu erklären.
[135]
Aber zuerst ein kurzer Auffrischungskurs
zu einfachen Raum-Zeit-Diagrammen.
[139]
Indem wir die Zeit gegen nur eine Raumdimension auftragen,
[143]
können wir die Grenzen unseres Zugriffs auf das Universum betrachten,
[145]
die sich aus der absoluten Höchstgeschwindigkeit ergeben,
[148]
der Lichtgeschwindigkeit.
[150]
Wenn man die Raum- und Zeiteinheiten richtig wählt,
[152]
wird die Lichtgeschwindigkeit zu
einer diagonalen Linie
[155]
im Raum-Zeit-Diagramm.
[157]
Die Fläche, die von den sogenannten lichtartigen Pfaden umschlossen wird
[161]
definiert alle zukünftigen Ereignisse
oder Raumzeit-Positionen
[164]
die wir aufgrund der kosmischen Geschwindigkeitsbegrenzung
[169]
überhaupt erreichen oder beeinflussen können.
[171]
Das ist unser Zukunfts-Lichtkegel.
[174]
Unser Vergangenheits-Lichtkegel
beschreibt den Bereich
[176]
der Vergangenheit des Universums, der die Möglichkeit hat uns zu beeinflussen.
[181]
Legen wir mal ein Schwarzes Loch auf unser Raum-Zeit-Diagramm.
[184]
Es befindet sich bei x = 0
auf der Raumachse,
[187]
aber existiert zu allen Zeitpunkten auf dem Graph.
[190]
Es hat einen Punkt von unendlicher
Dichte, die Singularität,
[193]
und ein bischen weiter weg einen Ereignishorizont.
[196]
Die Masse des Schwarzen Lochs
dehnt Raum und Zeit
[199]
so dass Lichtstrahlen in der Nähe des Ereignishorizonts
[201]
sich scheinbar nur im Schneckentempo fortbewegen
[203]
bis sie in flache Raumzeit entkommen.
[206]
Sie verfolgen keine 45-Grad-Pfade mehr.
[209]
Lassen Sie uns jetzt einen Affen in das schwarze Loch werfen.
[212]
Je näher er dem Ereignishorizont kommt,
[214]
desto mehr beugt sich sein Zukunfts-Lichtkegel in Richtung des Schwarzen Lochs
[218]
und immer weniger seiner möglichen Flugbahnen
[220]
führen davon weg.
[222]
Unter dem Ereignishorizont führen
alle möglichen Flugbahnen
[225]
in Richtung der Singularität.
[228]
Das Problem mit dem normalen Raum-Zeit-Diagramm ist,
[230]
dass der Weg des Lichts und
die Form der Lichtkegel
[234]
sich mit der Krümmung der Raumzeit verändern.
[237]
Dadurch ist es schwierig zu erkennen,
[239]
welche Teile der Vergangenheit und Zukunft des Universums
[241]
der Affe beobachten oder erreichen kann.
[244]
Und damit kommen wir zum Penrose-Diagramm.
[248]
Es sieht so aus.
[250]
Es ist eine Transformation des normalen
Raum-Zeit-Diagramms
[253]
das dadurch zwei mächtige Eigenschaften erhält.
[255]
Es quetscht die Gitterlinien zusammen, oder komprimiert sie,
[257]
so dass unendlich viel Raumzeit auf den Graph passt --
[263]
sehr nützlich für Schwarze Löcher.
[265]
Außerdem krümmt es die Linien konstanter Zeit
[267]
und konstanten Ortes durch etwas, das wir als "konforme Transformation" bezeichnen,
[271]
so dass Licht sich immer im 45°-Winkel bewegt.
[274]
Dadurch haben Lichtkegel immer die gleiche Ausrichtung,
[277]
überall.
[279]
Super praktisch um Affenflugbahnen zu verstehen.
[282]
Dies ist das Penrose-Diagramm für flache Raumzeit
[286]
ohne Schwarze Löcher.
[288]
Genau wie bei einem normalen
Raum-Zeit-Diagramm
[290]
markieren die blauen, ungefähr senkrechten Linien feste Orte in einer Raumdimension
[294]
und die roten, ungefähr horizontalen Linien
[298]
sind feste Zeitpunkte.
[301]
Wenn man sich dem Rand des Diagramms nähert,
[303]
laufen die Linien immer enger zusammen, und umschließen damit
[306]
mehr und mehr Raumzeit.
[307]
An den Kanten liegen die Linien so dicht beieinander,
[310]
dass jeder winzige Abstand auf dem Graphen
[312]
immense Entfernungen und/oder Zeiträume darstellt.
[316]
Die Linien laufen außerdem an den Ecken zusammen,
[320]
so dass Licht sich überall auf dem Diagramm
[323]
im 45°-Winkel bewegt.
[324]
Ein Lichtstrahl, der aus sehr sehr großer Entfernung startet
[327]
und auf uns zu fliegt läuft am Rand des Diagramms entlang
[330]
und kreuzt enorm viele
Zeit- und Raumlinien,
[335]
bis er uns in unserer sehr fernen Zukunft erreicht.
[337]
OK.
[338]
Lassen Sie uns jetzt ein Schwarzes Loch in diese Raumzeit setzen.
[342]
Schön in sicherer Entfernung ganz weit links.
[344]
Und weil wir nur eine Raumdimension haben
[347]
führt uns jede Bewegung nach links
[349]
näher an das Schwarze Loch.
[351]
Sein Ereignishorizont wird
[354]
zur Endstation in dieser Richtung.
[356]
Der kosmische Zukunfts-Horizont auf dem Penrose-Diagramm
[359]
wird durch den Sturz in ein Schwarzes Loch ersetzt.
[363]
Die komprimierten Gitterlinien dort
[365]
stellen jetzt die gedehnte Raumzeit
[368]
in der Nähe des Ereignishorizonts dar.
[370]
Ein völlig neues Penrose-Gebiet
beschreibt das Innere
[374]
des Schwarzen Lochs.
[376]
Seltsamerweise sind die Linien konstanter Position und konstanter Zeit dort
[380]
vertauscht.
[381]
Raum fließt mit mehr als Lichtgeschwindigkeit nach innen,
[385]
in Richtung der zentralen Singularität.
[388]
Er wird unidirektional und fließt unaufhaltsam nach unten,
[393]
genau wie die Zeit im äußeren Universum
[396]
unaufhaltsam nach vorne geflossen ist.
[398]
Alle Pfade führen zu der
unausweichlichen Singularität.
[401]
Unterhalb des Horizonts stellt Ihr Zukunfts-Lichtkegel
[404]
immer noch alle möglichen Pfade dar, die Sie nehmen könnten.
[408]
Alle davon führen zur Singularität.
[412]
Die einzige Möglichkeit, wieder zurück in das äußere Universum zu entkommen
[415]
wäre Ihren Lichtkegel zu verbreitern
[417]
indem Sie sich schneller als das Licht bewegen.
[420]
Also haben Sie Pech gehabt.
[421]
Jetzt, wo wir das Penrose-Diagramm abgehakt haben
[423]
können wir es verwenden, um mal ordentlich Physik mit Schwarzen Löchern und Affen zu machen.
[428]
Unser raumfahrender Rabauke beginnt seine Reise
[430]
und sendet regelmäßig ein Lichtsignal,
[432]
das wir aus sicherer Entfernung beobachten.
[434]
Wenn er dem Schwarzen Loch näher kommt, müssen diese Lichtstrahlen
[437]
immer weiter durch immer stärker gekrümmte Raumzeit fliegen
[439]
und dadurch steigt auch der Zeitabstand
[442]
zwischen den Signalen, die wir empfangen.
[445]
Der Fortschritt des Affen scheint sich
[447]
nahe des Ereignishorizonts bis zum Stillstand zu verlangsamen
[450]
und das letzte Signal vom Moment der Durchquerung
[454]
erreicht uns nie.
[455]
Es versucht mit Lichtgeschwindigkeit
[458]
aus einer Lichtgeschwindigkeits-Kaskade von Raumzeit zu entkommen.
[461]
Mit diesem Bild können wir damit anfangen,
[462]
einige sehr ernste Fragen zu beantworten.
[465]
Erstens, was würde passieren,
wenn der Affe daran dächte
[468]
im letzten Moment vor dem Erreichen des Ereignishorizonts
[471]
seinen Jetpack zu zünden?
[473]
Nun, er könnte noch entkommen.
[475]
Sein Zukunfts-Lichtkegel enthält immer noch einen winzigen Splitter
[478]
des äußeren Universums.
[480]
Hoffen wir, dass es ein guter Jetpack ist, denn er muss
[482]
einem sehr langen Weg nach außen folgen, und das mit fast Lichtgeschwindigkeit.
[487]
Für ihn wird aber dennoch deutlich weniger Zeit vergangen sein
[490]
als für uns, wenn er in unserer fernen Zukunft
[493]
wieder flache Raumzeit erreicht.
[495]
Ohne Jetpack ist der Affe vermutlich
[498]
zu einem anmutigen Rückwärtsköpper
[502]
durch den Ereignishorizont verdammt, und sieht
[504]
im letzten Augenblick die gesamte Zukunft
[505]
des Universums über sich ablaufen.
[508]
Naja, nicht wirklich.
[510]
Das sieht er überhaupt nicht.
[512]
Das letzte, was der Affe vom äußeren Universum sieht,
[515]
ist durch seinen Vergangenheits-Lichtkegel bestimmt
[518]
der alles Licht umfasst das ihn noch einholt
[522]
und dieses Licht kann nur diesen diagonalen Linien folgen,
[525]
weil es sich mit der gleichen gestreckten Raumzeit abfinden muss
[528]
wie der Affe.
[530]
Es gibt also keine "Zukunft des Universums"-Spoilershow.
[534]
Wenn er jedoch über dem Ereignishorizont schweben könnte,
[536]
dann würde er das Universum im Zeittraffer sehen
[540]
wobei diese Aussicht in einen kleinen Kreis direkt über ihm
[543]
zusammengequetscht wäre.
[544]
Wenn wir den bewegungslosen Affen am Ereignishorizont beobachten
[547]
bekommen wir uns nach einer Weile doch ein paar Gewissensbisse.
[551]
Könnten wir uns umentscheiden und uns auf eine waghalsige Affenrettungsmission
[554]
begeben?
[555]
Leider nicht.
[557]
Selbst wenn wir mit Lichtgeschwindigkeit reisen
[559]
können wir den Affen nach einer gewissen Zeit nicht mehr einholen.
[564]
Wir würden ihn über dem Horizont schweben sehen
[566]
während wir auf ihn zufliegen, aber es wird immer so aussehen
[569]
als wäre er uns noch ein kleines bischen voraus,
[571]
egal wie nah wir uns an den Horizont heranwagen.
[575]
Denken Sie daran, dass der Affe nicht wirklich
[577]
unendlich lang über dem Horizont schwebt.
[580]
Es sieht für uns nur so aus, denn solange wir uns
[583]
außerhalb des Ereignishorizonts befinden, können wir
[586]
den Zeitpunkt, zu dem der Affe den Horizont durchdringt
[589]
nicht beobachten.
[590]
Um die Durchquerung zu sehen,
[592]
müssten wir selbst den Ereignishorizont überqueren.
[596]
Sobald wir uns im Schwarzen Loch befinden, könnten wir vielleicht
[598]
den Affen unter uns sehen.
[600]
Die gesamte Raumzeit im Schwarzen Loch
[602]
fließt schneller als mit Lichtgeschwindigkeit in die Richtung
[605]
der Singularität.
[606]
Die beiden benachbarten
radialen Schichten
[608]
bewegen sich relativ zueinander nicht mit Überlichtgeschwindigkeit.
[612]
Das bedeutet, dass das Signal des Affen uns noch erreichen kann,
[616]
wobei es richtiger wäre zu sagen,
[618]
dass wir das nach außen gesendete Signal des Affen einholen.
[621]
Aber sogar dieses "nach außen" gerichtete Licht bewegt sich
[624]
in Wirklichkeit nach unten, und ist dazu verdammt die Singularität zu treffen,
[628]
genau wie der Affe und unsere unsere Rettungsmission.
[631]
Das alles beschreibt ein
nicht rotierendes, elektrisch neutrales Schwarzes Loch,
[635]
ein statisches Schwarzes Loch.
[638]
Sogar dieser einfache Fall ist um einiges komplizierter
[641]
als ich ihn erklärt habe.
[643]
Zum Beispiel habe ich Ihnen nur die Hälfte des Penrose-Diagramms gezeigt.
[647]
Die vollständige mathematische Lösung
[649]
für ein statisches Schwarzes Loch besitzt zwei zusätzliche Bereiche.
[654]
Einer davon entspricht einem Paralleluniversum
[657]
auf der anderen Seite eines unpassierbaren Wurmlochs
[661]
die Einstein-Rosen-Brücke.
[664]
Und hier unten haben wir etwas, das wir ein weißes Loch nennen.
[667]
Dies sind seltsame
mathematische Gebilde
[669]
und existieren wahrscheinlich gar nicht, aber wir werden sicher noch
[671]
auf sie zurück kommen.
[673]
Wir werden auch darauf zurück kommen, was passiert,
[675]
wenn wir dem schwarzen Loch Rotation geben
[677]
oder etwas elektrische Ladung hinzuzufügen.
[679]
Dann entfaltet sich unser Penrose-Diagramm nach außen
[682]
und kann unendlich viele parallele Raumzeit-Bereiche enthalten.
[686]
Wir danken The Great Courses Plus für die Förderung dieser Folge.
[689]
The Great Courses Plus ist ein digitaler Bildungsdienst
[693]
bei dem Sie eine ganzen Reihe von Themen von Ivy League-Professoren
[695]
und anderen Lehrkräften aus der ganzen Welt lernen können.
[699]
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[702]
Zugriff auf eine Bibliothek verschiedener
Video-Vorlesungen über Wissenschaft,
[705]
Mathematik, Geschichte, Literatur, oder
auch, wie man kocht, Schach spielt
[709]
oder Fotograf wird.
[710]
Jeden Monat werden neue Themen, Vorträge
[712]
und Professoren hinzugefügt.
[714]
Für einen hervorragenden Überblick
über im Grunde die ganze Physik
[718]
hat mir Richard Wolfsons Kurs
"Physik und das Universum"
[721]
sehr gut gefallen.
[722]
Sie führt sogar durch
die Anfänge von Einsteins
[725]
allgemeiner Relativitätstheorie.
[726]
Mit The Great Courses Plus können Sie
[728]
so viele verschiedene Vorträge ansehen wie sie wollen, immer und von überall,
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ohne Tests und Prüfungen.
[734]
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entweder indem Sie auf den Link in der Beschreibung klicken, oder auf
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[742]
Hallo Leute.
[743]
Ein paar schnelle Danksagungen.
[745]
Zunächst einmal ein riesiges Dankeschön an unseren ersten Patreon-Unterstützer
[749]
auf der Urknall-Stufe.
[751]
Antonio Park, Du bist großartig und ich freue mich schon
[754]
auf unsere Treffen.
[755]
Deine Unterstützung wird viel erreichen, wie auch
[759]
die Unterstützung auf allen anderen Stufen.
[761]
Also vielen Dank nochmal an alle, die auf Patreon gespendet haben.
[765]
Und eine kurze Ankündigung für
ein paar Ereignisse
[767]
die ich nächstes Frühjahr besuchen werde.
[768]
Erstens, South by Southwest,
10. bis 19. März in Austin, Texas.
[774]
Vor ein paar Monaten habe ich Euch gebeten,
[776]
bei der Abstimmung über die Panels bei South By Southwest
[778]
für mich, die Astrophysikerin Katie Mack,
[783]
und für Joe Hanson von "It's OK to be Smart"
[785]
bei einem Panel namens "Wir sind alle Wissenschaftler" abzustimmen.
[790]
Nun, dank Euch sind wir jetzt eingeplant.
[792]
Wir werden über den Wert von kritischem und wissenschaftlichem Denken sprechen,
[795]
über Bedrohungen für diese Fähigkeiten,
[799]
warum sie für jedermann wichtig
[801]
und zugänglich sein sollten,
[804]
und was wir dafür tun können.
[807]
Für diejenigen von Euch, die darüber nachdenken Physik an einer Graduate School zu nehmen,
[809]
werde ich über professionelles Physikstudium reden,
[812]
am Student Research Day der Stadtuniversität New York,
[816]
7. April, am CUNY Graduate Center
[819]
in New York City.
[821]
Weitere Details dazu später, aber ich setze schon mal
[822]
einen Link in die Beschreibung. Sie können gerne Kontakt mit mir aufnehmen
[825]
wenn Sie interessiert sind.
[827]
OK.
[827]
Kommen wir zu den Kommentaren zur Folge von letzter Woche,
[829]
wo es um die De-Broglie-Bohm-Theorie der Führungswelle ging.
[832]
Wow.
[833]
Ich habe noch nie erlebt, dass die YouTube-Kommentare
[837]
einer Fragerunde nach einem professionellen Physikseminar
[840]
so ähnlich sehen.
[842]
Viele von euch haben gefragt, darum ich das EmDrive im Zusammenhang
[846]
mit der Führungswellentheorie nicht erwähnt habe.
[849]
Die Antwort ist einfach,
es gab nichts nützliches
[851]
über diese Verbindung zu sagen.
[854]
In der aktuellen Veröffentlichung
von Eagle Works Labs
[857]
präsentieren Herald White und Mitarbeiter
einige Ergebnisse
[860]
über den Schub, den ihr EmDrive erzeugt
[863]
und beschreiben dann, wie die Führungswellentheorie
[866]
die Ergebnisse erklären könnte, die der Impulserhaltung
[868]
zu widersprechen scheinen.
[870]
Ich könnte in einer kommenden Folge dazu ins Detail gehen,
[873]
aber für die Erklärung der
Führungswellentheorie
[876]
Ist dieses Paper nicht relevant.
[878]
Die Verbindung ist extrem spekulativ
[882]
und ich habe mich ehrlich gesagt gefragt,
ob die Führungswellentheorie
[885]
vielleicht auch deshalb gewählt wurde,
weil das Internet
[888]
aktuell in sie verliebt ist.
[890]
DinosaurFromFuture fragt,
[892]
wie die Führungswellentheorie
verschiedene Teilchenbahnen vorhersagen kann
[896]
wenn die Teilchen alle von genau der gleichen
[900]
Ausgangsposition starten.
[902]
Nun, die einfache Antwort ist,
dass die Teilchen eben nicht
[905]
von genau der gleichen Position starten.
[907]
Wir können ihre Anfangsposition
einfach nicht genau kennen.
[911]
Die Führungswellentheorie besagt schon,
dass ein Teilchen das von der Welle getragen wird
[915]
zu jedem Zeitpunkt eine bestimmte Position hat,
[919]
und dass diese Position
seine zukünftige Flugbahn bestimmt.
[922]
Wenn man also die exakte Position
[924]
und auch die Wellenfunktion kennt,
kann man auch die Position in der Zukunft
[927]
perfekt vorhersagen.
[930]
Man kann jedoch die Position eines Teilchens
nicht perfekt messen,
[932]
ohne diese ein wenig zu verändern,
[935]
und die Änderung selbst ist wiederum nicht perfekt vorhersehbar.
[938]
In Folge weiß man nie genau
wo sich ein Teilchen befindet.
[942]
Aus dieser Unsicherheit
ergibt sich die Vielfalt
[945]
der möglichen zukünftigen Flugbahnen,
[948]
einschließlich der Bahnen durch den einen oder anderen Spalt.
[951]
Allgemeiner erlaubt dies der Führungswellentheorie
[954]
mit der Heisenbergschen Unschärferelation zusammenzupassen.
[957]
In der Kopenhagener Deutung
[960]
beschreibt die Unschärferelation
[961]
die inhärente Zufälligkeit
der Quantenwelt.
[965]
Die De Broglie-Bohm-Führungswellentheorie besagt,
[967]
dass diese Unsicherheit lediglich
[969]
unser ungenaues Wissen wiederspiegelt
[972]
und dass das Universum selbst
genau weiß
[975]
wo sich all diese Teilchen befinden.
[976]
Vacuum Diagrams weist
korrekterweise darauf hin,
[978]
dass man, um die zukünftige Bahn
eines Teilchens zu kennen,
[982]
nur die Position benötigt,
nicht die Geschwindigkeit wie ich behauptet hatte.
[986]
Die Geschwindigkeitsinformation
steckt in der Führungswelle.
[989]
Danke für die Korrektur
und ebenso Danke
[992]
für den Hinweis auf diese extrem
interessante Papers, die
[994]
gewisse Schwächen
der Führungswellen-Interpretation aufzeigen.
[998]
Ich werde sie
und noch ein paar weitere,
[1000]
die andere Ansichten vertreten,
in der Beschreibung dieses Videos verlinken,
[1004]
und auch in der Folge über die Führungswellen.
[1007]
In der Tat gab es einige wirklich
hitzige und faszinierende Diskussionen
[1009]
über das Für und Wider der Führungswellen-Interpretation,
[1014]
zum Teil von Leuten die einiges mehr
[1015]
davon verstehen als ich,
zum Beispiel Vacuum Diagrams.
[1019]
Etwas, das ich davon mitgenommen habe ist,
dass die bohmsche Mechanik
[1022]
sehr wahrscheinlich nicht die ganze Wahrheit ist,
[1026]
auch wenn man die Probleme mit der Relativität
ignoriert.
[1029]
Das bedeutet aber nicht,
dass sie nicht nützlich ist.
[1033]
Ich werde darauf zurückkommen, warum.
[1035]
Aber zuerst: Ich wurde in einer freundlichen E-Mail
vom Physiker
[1038]
und Wissenschaftsautor Adam Becker
darauf hingewiesen, dass es nicht ganz korrekt war
[1041]
als ich sagte, dass DeBroglie, der Begründer der Führungswellentheorie,
[1045]
auch nach Bohm's Arbeit von der Ansicht von Niels Bohr und seinen Kopenhagener Mitstreitern
[1049]
überzeugt blieb.
[1051]
Es ist akkurater zu sagen, dass De Broglie
von den Einwänden
[1054]
überzeugt blieb, die gegen seine Idee
vorgebracht wurden,
[1057]
auch nachdem einige von ihnen
in der Bohmschen Mechanik behandelt wurden.
[1062]
Ich zitiere De Broglie
aus seinem Buch von 1956:
[1065]
"Er (Bohm) geht davon aus, dass
die ψ-Welle
[1068]
physikalisch existiert, sogar die ψ-Welle
[1071]
im Konfigurationsraum.
[1074]
Ich habe bereits dargelegt, warum mir
eine solche Hypothese
[1077]
absolut unhaltbar erschien."
[1081]
Tatsächlich war De Broglie nie
ein großer Anhänger
[1084]
seiner eigenen simplistischen Idee,
dass Teilchen
[1086]
von einer Welle getragen werden.
[1088]
Diese Formulierung war
eine vereinfachte Version
[1091]
von einer geplanten, viel aufwändigeren
Doppellösungs-Theorie
[1095]
in der das sogenannte Teilchen
in Wirklichkeit eine Materiewelle wäre,
[1099]
die wiederum in der ψ-Welle eingebettet sei,
die durch die Wellenfunktion
[1102]
beschrieben wird, und von dieser getragen würde.
[1105]
Er war nicht in der Lage, die
nötige Mathematik
[1107]
rechtzeitig für die schicksalsträchtige
Solvay-Konferenz auszuarbeiten
[1109]
und ersann daher die einfachere Beschreibung
[1111]
für ein punktförmiges Teilchen.
[1114]
De Broglie hat seine vollständige
Doppellösungstheorie nie fertiggestellt,
[1117]
hat aber sein ganzes Leben lang
[1119]
immer wieder daran gearbeitet,
und wurde
[1121]
durch Bohm's Veröffentlichung dazu inspiriert,
weiter daran zu arbeiten,
[1123]
obgleich ihm die Bohmsche Mechanik nicht gefiel.
[1127]
Tatsache ist, dass wir nicht wissen,
ob die Wirklichkeit,
[1130]
die die seltsamen Ergebnisse von
Quantenexperimenten hervorbringt,
[1132]
wirklich deterministisch ist,
[1135]
so wie wir Determinismus verstehen.
[1137]
Aber die De Broglie-Bohm-Führungswellentheorie
[1139]
ist ein gutes Beispiel dafür, wie
eine deterministische Theorie
[1142]
zumindest ansatzweise die Ergebnisse
von Quantenexperimenten
[1145]
vorhersagen kann.
[1147]
Ich persönlich bin unentschlossen,
ob nun die Copenhagen-Interpretation,
[1150]
die Viele-Welten-Interpretation,
[1152]
die Führungswellentheorie
oder die anderen Interpretationen der Quantenmechanik
[1155]
eher der Wahrheit entsprechen.
[1157]
Ich mag die Idee einer
deterministische Theorie,
[1160]
aber das Universum hat
oft genug gezeigt,
[1163]
dass ihm unsere Lieblingstheorien
völlig wurscht sind.
[1167]
Andererseits erscheint es
durch Experimente ergründbar,
[1169]
selbst für solche Fragen,
bei denen wir
[1173]
früher dachten,
sie sein unüberprüfbar.
[1176]
Wir werden es rauszufinden,
und bis dahin
[1178]
ist es OK wenn einem die eine Theorie
besser gefällt als die andere,
[1181]
aber der Glaube sollte
Beweise abwarten.
[1189]
[MUSIK SPIELT]
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