Leser Feedback

Liebe Leserinnen und Leser,

es ist sehr schwierig für uns einzuschätzen, wo für Sie noch Fragen offen geblieben sind, Themen schwer verständlich waren oder andere Wünsche unerfüllt blieben. Deshalb wären wir Ihnen sehr dankbar für Rückmeldungen. Bei allgemeinen Fragen senden Sie mir bitte ein Email, denn ohne Ihre Emailadresse kann ich nicht direkt antworten.

 

Anregungen / Fehlerbericht

Anregungen / Fehlerbericht

 

 

 

Erratum / Feedback zur 2. Auflage:

Seite 55 unten: Die rationalen Zahlen müssen durch die reellen Zahlen ersetzt werden.

Vielen Dank für den Hinweis! Der Dialog wurde geändert in "... Ebenso gibt es unendlich viele Zahlen mit Nachkommastellen. Nimmt man auch noch solche hinzu, die sich nicht als Brüche darstellen lassen, so erhält man wiederum unendlich viele, allerdings mehr als es ganze Zahlen gibt."

Seite 56, Abb. 2.7: Im rechten Bild entsteht der Eindruck, Wellen könnten durch die leitenden Platten hindurch gehen.

Vielen Dank für den Hinweis! Ich werde die Wellen außerhalb der leitenden Platten farblich absetzen um dem falschen Eindruck entgegenzuwirken.

Seite 230: Aminosäuren sind Molekülketten aus 10 bis 30 Atomen... sollte heißen:

Aminosäuren sind organische Verbindungen aus 10 bis 30 Atomen mit mindestens einer Amino- (NH2) und Carboxylgruppe (COOH).

Seite 330                                                                                                            

Folgendes ist mir selber aufgefallen in Zeile 4: Es sind nicht nur weniger als drei Millisekunden, sondern sogar weniger als eine Millisekunde (ca. 0,3 ms)  

Seite 122: Bildunterschrift 3.10: Dass sich Teilchen in Medien schneller bewegen können als das Licht bedarf einer zusätzlichen Erklärung.

... werden geladene Teilchen produziert (Elektronen oder Myonen), die sich im Wasser schneller ausbreiten als das Licht. Dies steht nicht im Widerspruch zur maximal erreichbaren Geschwindigkeit im Universum, der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (3 * 10^8 m/s), weil sich das Licht im Wasser lediglich mit 2,25 *10^8 m/s) ausbreitet und somit unterhalb des absoluten Tempolimits überholt werden kann.

Seite 153ff: In den Seitentiteln muss es "zu den" heissen anstelle von "zu denn".

Seite 193: In der Bildunterschrift steht Haumea, es sollte aber Eris heissen.

Seite 195: Pluto war nach aktuellem Stand vermutlich kein Neptunmond, sondern stammt aus dem Kuipergürtel.

Seite 127, Absatz 4: Das erste "Wissenschaft" soll "Wirtschaft" heissen.

 

 

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Ich lese gerade Ihr Buch und bin davon vollkommen fasziniert. Vielen Dank dafür auch an Herrn Dr. Lesch. Ich muss gestehen, dass ich nicht alles verstehe und auch mehrere Seiten doppelt lesen muss. Zur Zeit bin ich bei Seite 100. Zur Entstehung des Urknalls drängt sich mir eine Frage auf. Wenn eine Quantenfluktuation und ein anschließender Phasenübergang für den Beginn des Urknalls ausreichen, ist es dann auch möglich, dass sich dieses Ereignis schon heute in unserem Kosmos wiederholen könnte? Denn Nichts gibt es ja überall im All!

Vorab danke für Ihr Lob. Ich kann Sie beruhigen, die Lektüre wird nach dem Kapitel Urknall einfacher. Chronologisch wollten wir dieses Kapitel an den Anfang stellen - ich hoffe, dass sich durch diese hohe Einstiegshürde niemand abschrecken lasst. Aber konkret zu Ihrer Frage: Für die Erzeugung einer beliebig komplizierten Quantenfluktuation benötigt man beliebig viel Zeit (Siehe Infinite-Monkey-Theorem). In einem realen Universum wird dies zum limitierenden Faktor. Zusätzlich entspricht selbst ein ideales Vakuum in einem Universum voller Kräfte, Felder (Higgsfeld) und anderen Eigenschaften nicht dem "Nichts" des Urknalls.

Wenn sich die Protonen im CERN Beschleuniger der Lichtgeschwindigkeit annaehern, muessten sich die Prozesse im Inneren des Protons aus unserer Sicht immer langsamer abspielen, bis sie beim Erreichen von c zum Stillstand kämen. Ausserdem müsste das Proton schrumpfen und seine Masse gegen unendlich streben. Was passiert mit der Raumzeit im Augenblick der Kollision der Protonen? Ich bin auf die sog. Nichtkommunikative Geometrie gestossen, die mir bei naeherer Betrachtung noch viel Platz fuer die Dunkle Materie u. Energie und vielleicht noch fuer die Stringtheorie moeglich erscheinen laesst.

Die Protonen unterliegen durchaus den beschriebenen Effekten (Zeitdilatation und Längenkontraktion) der Speziellen RT, allerdings können sie c nicht erreichen, weil sie über Ruhemasse verfügen. Gerade auf den Massenzuwachs haben wir es ja abgesehen, der erhöht letztendlich die Kollisionsenergie. Die Geschwindigkeiten erhöhen sich nur marginal im Beschleuniger - die Protonen haben schon beim Eintreten fast Lichtgeschwindigkeit, aber die geringe Beschleunigung - weil hochrelativistisch - bringt einen hohen Massenzuwachs und damit hohe Kollisionsenergie. Die Kollision selbst vollzieht sich allerdings im ruhenden Schwerpunktsbezugssystem im Detektor. Leider sind dabei bislang keine Auffälligkeiten der Raumzeit beobachtet worden. Genau danach suchen wir ja intensivst, weil sich durch geeignete Abweichungen Rückschlüsse auf Zusatzdimensionen etc. ergeben könnten. In Ihrer abschließenden Frage beziehen Sie sich vermutlich auf Nichtkommutative Geometrie. Wenn Sie daraus die von Ihnen angesprochenen Rückschlüsse ableiten können, sollten Sie das publizieren - alle genannten Gebiete sind noch Gegenstand aktueller Forschung - vielleicht können Sie etwas dazu beitragen.

Ich habe ein Verständnisproblem mit dem Begriff 'Ruhemasse'. In einer Sendung mit Prof. Lesch führten Sie aus, dass Elementarteilchen im Grunde völlig masselos wären. Erst durch Bewegung der Teilchen erhalten die meisten Elementarteilchen Masse durch den Widerstand, den ihnen das Higgs-Feld in Verbindung mit dem Higgs-Boson entgegensetzt. (gekürzter Text).

In Ihrer Frage stecken zwei Missverständnisse, die mir häufig begegnen: 1.) Die Elementarteilchen erhalten das was wir als Ruhemasse interpretieren durch eine Wechselwirkung mit dem Higgsfeld. DieseWechselwirkung ist unabhängig davon, ob sich die Teilchen im Feld mit konstanter Geschwindigkeit bewegen oder ruhen. 2.) Die Elementarteilchen werden im Higgsfeld nicht abgebremst. Die Wechselwirkung hemmt die Beschleunigung und NICHT die Geschwindigkeit der Teilchen. Die gehemmte Beschleunigung lässt sie träg erscheinen und das interpretieren wir als Masse.

Warum hat das Higgs-Boson selber eine Masse? Wenn das Higgs-Boson vielen Elementarteilchen Masse verleihen bzw. ihnen einen Widerstand entgegensetzen, der sich als Masse manifestiert, wer verleiht dann dem Higgs-Boson selber die Masse?

Leider wird das Higgsboson gerne als Ursache für das Phänomen Masse dargestellt. Ursächlich ist allein das Higgfeld und dessen Wechselwirkung. Jedem skalaren Feld ist theoretisch ein Boson zugeordnet und das galt es am LHC zu finden um das Higgsfeld nachzuweisen. Das Higgsboson ist nicht Vermittler dieser Wechselwirkung und die Higgsmasse entsteht durch Selbstwechselwirkung mit dem Feld. Einen ausführlichen Vortrag zum Thema Higgfeld finden Sie <hier>.

Warum behalten Galaxien bei der Expansion des Universums Ihre Größe bei, warum entsteht nicht auch innerhalb der Galaxien neuer Raum?

Die Expansion scheint dort zu wirken, wo ansonsten kaum Kräfte Einfluss nehmen - zwischen den Galaxien, wo wir dem kräftefreien Vakuum am nächsten kommen. Falls Kräfte vorhanden sind, dominieren und verhindern sie anscheinend die Expansion. Bereits die gravitativ gebundenen Planetenbahnen in unserem Sonnensystem sind stabil und erst Recht die elektromagnetisch gebundenen Gliedmaßen Ihres Körpers. Auch bei Letzterem könnt man sich ja ansonsten die Frage stellen, warum zwischen den Atomen nicht neuer Raum entsteht. Für ein grundlegendes Verständnis müssen wir wohl erst noch verstehen, was Dunkle Energie ist und wie sie funktioniert.

ch habe ihre Veröffentlichung über den Vakuum Higgsfelderwartungswert gelesen. Ich hab durchaus einiges verstanden, nur der eigentliche Kern der Erkenntnis hat sich mir nicht recht erschließen wollen, dieses Delta V zu V! Bedeutet das, daß das VakuumHiggs zeitlich schwankt um den Wert 1,3 x 10 hoch minus 4, vibriert sozusagen. Können sie mir dieses Ergebnis etwas erläutern.

Das Paper zeigt, dass der Higgsvakuumerwartungswert (v) seit den ersten Minuten nach dem Urknall (Primordiale Nukleosynthese) seinen Wert maximal um den oben angegebenen Wert geändert hat. Das ist insbesondere wichtig, weil v nicht nur die Massen der Elementarteilchen, sondern bis auf eine Normierungskonstante auch die Hutkrempe des Mexican Hats festlegt. Mit anderen Worten: Wie weit die Hutkrempe vom Mittelpunkt entfernt ist. Ansonsten hätte man ja durchaus davon ausgehen können, dass der Mexican Hat sich seitdem in seiner Form (temperaturabhängig) verändert hätte. Ich hoffe, das beantwortet Ihre Frage. Für einen direkten Kontakt fehlt mir leider Ihre Emailadresse.

Könnte es sein, daß es die Zeit als solche gar nicht gibt, daß lediglich Prozesse ablaufen, i.d.R. sind das Schwingungen? Mit unseren Uhren messen wir lediglich die Dauer von Abläufen, aber nicht eine universelle Zeit, die es ja seit Einstein`s AR sowieso nicht gibt. Stimmt diese Sichtweise?

Ja, unsere makroskopische Vorstellung des Phänomens "Zeit" ist thermodynamisch geprägt. Wir erleben eine Taktrate, nach der Prozesse sich entwickeln. Dabei nimmt die Entropie zu, wodurch der Rückweg versperrt wird. Auf den Seiten 69 bis 72 haben wir uns ausführlich diesem Problem gewidmet.

Kann es sein, daß das skalare Higgsfeld nur ganz bestimmte Existenzebenen für die Materie (Energieverdichtungen!) zulässt. So gehört eine Ebene den Neutrinos, eine andere den Elektronen und eine weitere den Quarks. Es sind ja eigentlich nur dies Teilchensorten, die stabil sind. Alle anderen Teilchen kennt man ja nur aus Zerfallsketten. Und alles andere, das eben nicht mit diesem Feld wechselwirkt, ist dann mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs.

Nach derzeitiger Vorstellung wechselwirkt das Higgsfeld mit Elementarteilchen (ET), wodurch sie in ihrer Beschleunigung beeinträchtigt werden. Je größer die Wechselwirkung, bzw. je größer die Kopplungskonstante, um so träger erscheint ein ET. In einem Messprozess interpretieren wir dies als mehr oder weniger "Masse". Ob ein ET stabil über diese Masse verfügt oder nur bis zu seinem Zerfall, spielt dabei keine Rolle. Warum es in unserem Universum eine Geschwindigkeitsbegrenzung für ruhemasselose ET gibt (in Form der Lichtgeschwindigkeit), das wissen wir nicht.

Wenn ein Elektron und ein Positron anhillieren, wie können dabei augenblicklich zwei Gamma-Photonen entstehen und diese dann sofort, ohne Beschleuinigung mit c davon eilen. Ohne Beschleunigung, das kommt einem sehr seltsam vor, weil es der Alltagserfahrung wiederspricht. Aber das scheint nur deshalb so zu sein, weil c eine Eigenschaft des Raumes ist und da der Raum vom Higgs erfüllt ist, könnte doch c auch eine Eigenschaft des Higgs sein. Nach dem Motto: Alles, was sich nicht materialisieren lässt, hat mit c unterwegs zu sein?

Wenn ein Elektron und ein Positron anhillieren, wie können dabei augenblicklich zwei Gamma-Photonen entstehen und diese dann sofort, ohne Beschleuinigung mit c davon eilen. Ohne Beschleunigung, das kommt einem sehr seltsam vor, weil es der Alltagserfahrung wiederspricht. Aber das scheint nur deshalb so zu sein, weil c eine Eigenschaft des Raumes ist und da der Raum vom Higgs erfüllt ist, könnte doch c auch eine Eigenschaft des Higgs sein. Nach dem Motto: Alles, was sich nicht materialisieren lässt, hat mit c unterwegs zu sein? Wir wissen leider (noch) nicht, was Licht wirklich ist. Wählt man das Teilchenbild - in Form eines Photons mit Ruhemasse null - so stellt die damit verbundene unendlich schnelle Beschleunigung unser Anschauungsvermögen vor arge Probleme. Das Bild einer elektromagnetischen Welle ist an dieser Stelle hilfreicher, letztendlich ist jedoch auch dieses Modell falsch.
Wir wissen lediglich, dass sich Licht stets (im Vakuum) mit identischer Geschwindigkeit bewegt, die wir c nennen, dass es einerseits interferiert und andererseits einen Impuls übertragen kann und dass es dabei seine Energie quantisiert überträgt in der Form Planckkonstante mal Frequenz. Bei manchen Phänomenen ein somit das Teilchenbild und anderswo ein Wellebild hilfreich bei der Beschreibung des Lichts. Eines Tages wirden wir beide Modelle durch ein Besseres ersetzen, das hoffentlich unsere Anschauung weniger strapazieren wird.

zum Leben: Ist für die Entstehung von Leben ein geeignetes Gemisch von Molekülen wirklich notwendig, d. h. muss Leben zwingend materiell gebunden sein?

Definition "Leben" als selbstorganisierenden, selbstreproduzierenden, dissipativen Nichtgleichgewichtssystems ist natürlich durch uns als Beobachter geprägt, weil uns andere Lebensformen bislang nicht begegnet sind. Die Gefahr, als Wissenschaftler zum Opfer seiner eigenen begrenzten Fantasie zu werden, spielt natürlich immer mit. Ob wir also den Rahmen zu eng abstecken, kann ich nicht beantworten. Das Phänomen "Leben" in eine starre Definition packen zu wollen ist sicher ambitioniert. Auf Seite 257 klingt das ja bereits an: "Bildet am Ende unser gesamter Planet einen Organismus?"

zu S. 233: Was ist denn, wenn unendlich viele Wirbelstürme kommen? Sind dann passende dabei?

Ha, bei unendlich vielen sind natürlich passende dabei, solange die Wahrscheinlichkeit für das was wir "passend" nennen nicht null ist. Genau genommen sind dann sogar unendlich viele passende dabei - aber so hat sich der liebe Hoyle das sicher nicht gedacht.

Diese Frage wurde mir in letzter Zeit häufig gestellt - insbesondere zum Video 'Urknall-Hypothese - Stand 2015' auf unserem YouTubeKanal. Deshalb werde ich ein ausführliches Video zu den Themen Lichtermüdung, Steady-State-Kosmologie und anderen alternativen Modellen erstellen. Bitte haben Sie noch ein wenig Geduld.Man liest gelegentlich von einer Krise des Standardmodells, weil sich die sogenannten Superpartner der Elementarteilchen am LHC nicht nachweisen lassen, macht es dann noch Sinn einen noch größeren Collider zu fordern, der kaum finanzierbar sein dürfte oder muss die Physik sich dann nach einer ganz neuen Theorie umsehen?

Hier liegt ein Mißverständnis vor: Das Standardmodell benötigt keine supersymmetrischen Teilchen um die drei fundamentalen Wechselwirkungen erfolgreich zu beschreiben. Die Supersymmetrie wäre lediglich eine Erweiterung des Standardmodells. Das Schicksal des Standardmodells ist nicht an ihren Nachweis gebunden.

Ein Verständnisfrage zur Dunklen Materie. Es heißt immer, sie würde einzig und allein der Gravitation unterliegen und sonst keiner anderen Naturkraft. Wenn sich die schnellen Umlaufgeschwindigkeiten der Sterne in den Außenbezirken der Galaxien tatsächlich nur durch das Vorhandensein von Dunkler Materie (außer die MOND-Theorie wäre auch eine Erklärung) erklären läßt, die sich um den Halo der Galaxis sammelt, dann verstehe ich nicht, warum die Dunkle Materie nicht schon längst gravitativ kollabiert ist.

Wie Sie aus der Graphik 5.11 im Buch ersehen, gibt es auf großen Skalen eine Verklumpungstendenz der DM. Der genaue Vorgang ist uns nicht bekannt. Bei der Verklumpung sichtbarer Materie spielen Kühlungsprozesse eine wesentliche Rolle - verbunden mit Photonen durch Stoßanregung, Bremsstrahlung, Vibration, Rotation usw... Derartige Photonen, die Energie abführen können, fehlen uns bei der DM.

Sie erklären den Zeitbegriff und warum es 'vor' dem Urknall keine Zeit gab im fluktuierendem Quantenvakuum. Aber selbst dort entstehen und vergehen virtuelle Teilchen. Das ist doch auch ein 'Mikroprozess'. Dann könnte man sich doch auch dort eine Art 'Mikrozeit' denken, oder?

Grundsätzlich ja - natürlich finden auch die Fluktuationen der Planckwelt auf einer Zeitskala statt. Das entscheidende ist jedoch, dass diese Quantenfluktuationen die Entropie nicht erhöhen und somit reversible Prozesse darstellen. Erst mit der Erhöhung der Entropie beginnt die Zeit im Universum zu "ticken"...

 

 

Was ist neu in der 2. Auflage 2014?

Neues, kompakteres Layout. Durch den neuen Satzspiegel konnte ein Drittel erweiterter Umfang platzsparend auf 408 Seiten realisiert werden.  

Das gesamte Leserfeedback wurde umgesetzt. Sämtliche offenen Fragen sind in zusätzlichen Dialogen beantwortet. Schwierige Passagen durch zusätzliche Erklärungen entschärft. Neue Themenwünsche und aktuelle Forschungsergebnisse der Jahre 2013 und 2014 aufgenommen.  

Neue, hinzugefügte Themen:

1.)    Vorwort
2.)    Suche nach der Weltformel
3.)    Eichsymmetrien
4.)    Skalarfelder
5.)    Supersymmetrie
6.)    Sachse-Wolfe-Effekt
7.)    Meteoriteneinschlag in Tscheljabinsk
8.)    Alternative Lebensräume im Sonnensystem
9.)    Marsrover Curiosity
10.) Bicep und ein möglicher Nachweis der Kosmischen Inflation
11.) Hyperfeinstrukturübergang
12.) Alice (A Large Ion Collider Experiment)
13.) Wasser im Erdinnern
14.) Weltraumschrott und Möglichkeiten der Beseitigung

Wesentlich ausgebaute Themen:

15.) Rosetta-Mission
16.) Large Hadron Collider (LHC)
17.) Nachweis des Higgs-Teilchens
18.) Mikroskopische Schwarze Löcher
19.) Stringtheorie
20.) Quantenschleifentheorie
21.) Exoplaneten
22.) Galaxien
23.) Extremophile Lebensformen
24.) Entstehung des Mondes
25.) Katastrophen/ Massenaussterben
26.) Die Nizza-Simulation
27.) Was bringt uns das Ganze?

Korrigiert und erweitert:

28.)  Im gesamten Dokument wurden die aktuellen Daten und Forschungsergebnisse der Jahre 2013 und 2014 eingearbeitet.
29.) Viele aktualisierte und neue Abbildungen