quantumfluctuaties en de Big Bang

[Verwijderd]

Ik heb net in een boek gelezen dat de Big Bang kan beschouwd worden als een fluctuatie in het quantumvacuum.
Dat wil zeggen dat er energie kan geleend worden uit het niets.
Dit wordt toegestaan door de onzekerheidsrelaties van Heisenberg omdat het hier gaat om periodes die veel korter zijn dan de Planck-tijd.
Ook moet er gezegd worden dat het 'niets' hier een heel ander 'niets' is dan wat we er meestal onder verstaan.
Het quantumvacuum bestaat namelijk uit ruimte-tijd wat een zekere structuur en curvatuur heeft en dus gehoorzaamd aan de regels van de quantumfysica.

Iets wat mij wel onduidelijk blijft is dat het idee van een quantumfluctuatie impliceert dat de Big Bang ontstaan moet zijn in een ruimte-tijd dimensie terwijl ik altijd had vernomen dat de ruimte-tijd dimensies pas enkele miniscule fracties van een seconde na de oerknal waren gevormd of beter waren opengeplooid.

Zie ik hier iets over het hoofd, of zit ik er totaal naast?

[FCA]

Ik denk dat je wat dingen door elkaar haalt.
Ten eerste is die theorie uiterst speculatief.
Ten tweede is het niet het quantumvacuum waarin het heelal zou zijn ontstaan, maar een n-dimensionale "superruimte". Quantumvacuum zoals jij het beschrijft is gewoon een vacuum zoals we dat in dit heelal kennen, met alle rare quantummechanische processen (virtuele deeltjes, negatieve druk e.d.) van dien.
En wat er tijdens de oerknal is gebeurd (specifieker: hoe ruimte tijd zo is geworden als het nu is) is volkomen onduidelijk. Er zijn nu een aantal heersende hypotheses, namelijk dat het er altijd al was, dat er eerst een oneindig-dimensionale superruimte was, dat er eerst een 11-dimensionale ruimte was, of dat er eerst een 5-dimensionale ruimte was. En er kunnen verscheidene processen zijn geweest waardoor vanuit deze begintoestanden ons uiteindelijke 4-dimensionale heelal is ontstaan.

[Verwijderd]

Bedankt voor deze verduidelijking, maar wijs je er nu op dat de Big Bang dan een fluctuatie was in een n-dimensionale superruimte of dat het helemaal geen fluctuatie was?
Je duidt daar op enkele mogelijke processen, welke zijn dan andere mogelijkheden buiten een quantumfluctuatie?

[FCA]

Een botsing tussen een afsplitsing van een "schaduw" universum en ons universum is een van de mogelijkheden. Verder zou het heelal een totale energie van nul kunnen hebben, waardoor het spontaan zou kunnen ontstaan, of dat het heelal oneindig lang bestaat, maar zichzelf telkens vernieuwd vlak nadat het een inflationaire fase betreedt, door het vervallen van het Higgs-veld.

[Verwijderd]

heel erg interessant hoor, maar dit lijkt toch mijn petje te boven te gaan momenteel
Zijn dit logische gevolgtrekkingen uit bestaande theoriën? of is dit pure speculatie?
Was er ook niet zo'n theorie, de vele werelden theorie dacht ik, die het onstaan van ons heelal kon verklaren dmv paralelle universa en onderlinge verbindingen in de vorm van wormgaten?

[Freee!!]

Verwijderd schreef op 22 December 2002 @ 21:03:
heel erg interessant hoor, maar dit lijkt toch mijn petje te boven te gaan momenteel
Zijn dit logische gevolgtrekkingen uit bestaande theoriën? of is dit pure speculatie?
Was er ook niet zo'n theorie, de vele werelden theorie dacht ik, die het onstaan van ons heelal kon verklaren dmv paralelle universa en onderlinge verbindingen in de vorm van wormgaten?

Misschien een idee om het boek te vermelden dat je gelezen hebt (openingspost)

Als het niet 'A Brief History of Time' van Stephen Hawking is, stel ik voor dat je dat eens leest, zou zeer verhelderend kunnen werken.

[Verwijderd]

Het boek waarin ik heb gelezen over die quantumfluctuaties noemt 'De Kosmos' en is van de serie 'Reis door het Heelal' van 'Time Life' boeken.
Het zijn heel leuke boeken. Ze gaan misschien niet zo heel diep in op de materie, maar ze zijn heel duidelijk en overzichtelijk.

[DroogKloot]

Nou zit ik met een prangende vraag:

Entropie vermeerdert met het verstrijken van de tijd. Er moet in het verleden dus een moment geweest zijn waarop de entropie nul benaderde. Daaruit volgt (tenzij ik iets over het hoofd zie) dat die wet *voor* dat punt niet kon bestaan, omdat het heelal in dat geval niet-toenemende entropie zou bezitten. Hoe is -ie dan uberhaupt ontstaan? Bottom line: waar komt de onderliggende orde vandaan?

[ Voor 4% gewijzigd door DroogKloot op 24-12-2002 00:46 ]

[Verwijderd]

Droogkloot: Allereerst vraag ik me af of negatieve entropie uberhaupt mogelijk is.

Verder gaat je argument alleen op in een situatie waarin de tijd geen beginpunt heeft, dwz oneindig is. Als tijd een beginpunt heeft, gaat je argument niet op, dan kan de vertikale offset voldoende groot zijn om ervoor te zorgen dat de entropie bij het begin der tijden al positief was.

En bovendien kan er in een situatie waarin de tijd geen beginpunt heeft ook sprake zijn van een (positieve) limiet waarde voor de entropie wanneer t nadert naar min oneindig. De entropie stijgt dan altijd, maar nadert de nul nooit.

[FCA]

Niet helemaal waar CP.
Entropie kan niet negatief worden, dat is waar, want entropie is de logaritme van het aantal mogelijke toestanden. Dat wil dus zeggen, Als er 1 mogelijke toestand, is de entropie 0. Naarmate het aantal mogelijke toestanden waarin het systeem zich kan bevinden toeneemt, neemt de entropie toe. Een puntvormig heelal met oneindige dichtheid e.d. heeft dus entropie 0, aangezien er daarvoor maar 1 toestand geldt. De wet van entropie toename is bovendien een statistische wet. Op korte tijdsschaal, en voor hele kleine systemen kan de entropie best afnemen, dit is echter uiterst onwaarschijnlijk. De theorieen die ik boven beschreef beginnen of bij entropie 0 of resetten het universum daar naartoe, door een of ander exotisch proces dat alle deeltjes in het universum vernietigt. Merk trouwens op dat het klassieke oscillerende heelalmodel (big bang->expansie->inkrimping->big crunch->big bang->expansie->etc...) dit niet doet. De entropie neemt met elke stap toe, en dus kan het dus niet oneindig lang bestaan (althans, niet in vormen waarin leven kan ontstaan).