Entwicklung von Modellen

Hallo!

Angeregt durch eine Diskussion mit deconstruct würde ich gerne folgende Frage in den Raum stellen:

Nehmen wir mal ein paar Fortschritte aus der Geschichte der Wissenschaft her, z. B.

  • geozentrisches Weltbild → heliozentrisches Weltbild

  • galileische Kinematik, newtonsche Dynamik → spezielle Relativitätstheorie

  • Newtonsches Gravitationsgesetz → allgemeine Relativitätstheorie

  • Punktmechanik → Quantenmechanik

  • Bohrsches Atommodell → Orbitalmodell

  • Wellentheorie des Lichts → Quantenelektrodynamik

Es fallen einem bestimmt weitere Beispiele ein.

Seid Ihr der Meinung, dass in den genannten Beispielen eine bestehende Theorie durch etwas grundlegend Neues ersetzt wurde, oder dass die alte Theorie als integraler Bestandteil in eine neue, umfassendere Theorie aufgenommen wurde?

Ich meine damit nicht die Vorhersagen. Klar: Wenn eine Theorie richtige Vorhersagen macht, dann werden diese Vorhersagen nicht dadurch falsch, dass man die Theorie verwirft (entweder die Vorhersagen waren vorher schon falsch oder sie waren richtig und bleiben es danach weiterhin). Mir geht es um die Grundgedanken eines Modells.

Ich bin gespannt auf Eure Antworten. Noch mehr interessieren mich aber die dazugehörigen Begründungen.

Michael

Hi,

Erweiterung von Modellen
Hallo,

Seid Ihr der Meinung, dass in den genannten Beispielen eine
bestehende Theorie durch etwas grundlegend Neues ersetzt
wurde, oder dass die alte Theorie als integraler Bestandteil
in eine neue, umfassendere Theorie aufgenommen wurde?

wie schon geschrieben wurde, muß man unterscheiden zwischen
Weltbildern (politisch, religiös) und
naturwissenschaftlichen Modellen und Theorien.

Bei letzteren ist es wohl eher selten, dass neue
Erkenntnisse eine alte Theorie komplett verdrängen.
Meist ist es doch eine Ergänzung oder Erweiterung.

Modelle haben ja immer definierte Randbedingungen
und wenn dieser verändert oder erweitert werden,
wird das alte Modell mit den engeren Randbedingungen
ja nicht falsch.
Lese auch auch (Artikel: „Eher philosophische Frage“
/t/technische-frage–3/3453195/5
Gruß Uwi

Hallo!

geozentrisches Weltbild → heliozentrisches Weltbild

Naja, wie ich schon sagte, das geozentrische Weltbild würde
ich nicht als naturwissenschaftliche Theorie bezeichnen, weil
man damals noch gar keine Naturwissenschaft im heutigen Sinne
betrieben hat. Das geozentrische Weltbild war ja ein Weltbild
dass aus der Naturphilosophie stammte und neben den realen
Beobachtungen auch die religiösen und philosophischen
Bedingungen berücksichtigte. Von daher halte ich das schon mal
für kein geeignetes Beispiel.

Nur damit wir uns missverstehen: Ich meine mit „geozentrisches Weltbild“ nicht die sklavisch-wörtliche Übernahme des Schöpfungsberichts aus der Bibel, sondern ein Modell, das im wesentlichen auf Ptolemäus zurückgeht. Es erfüllt alle Kriterien für ein naturwissenschaftliches Modell, denn es versucht einen empirischen Sachverhalt zu „abstrahieren“ (Deine Wortwahl). Es macht Vorhersagen, die überprüfbar sind.

Seien wir doch mal ehrlich: Wenn man den Nachthimmel mit bloßen Augen beobachtet, gibt es nicht sehr viel, was gegen dieses Modell spricht. Und es hatte eine mathematische Präzision, die von Kopernikus nicht übertroffen wurde (wohl aber von Kepler).

Deswegen halte ich dieses Modell für ein vortreffliches Beispiel für diese Diskussion!

Von daher ist eine alte Theorie IMO dann ein Bestandteil einer
neuen Theorie, wenn ihre Vorhersagen in ihrem
Gültigkeitsbereich übereinstimmen. Denn da wir ohnehin nicht
sagen können, dass die Abstraktion einer Theorie der
Wirklichkeit entspricht, ist es IMO auch nicht richtig, wenn
man eine Theorie für „nicht enthalten“ erklärt, weil sie eine
andere Abstraktion gewählt hat.

Das ist ein interessanter Punkt.

Aber überprüfen wir mal, ob er in den genannten Fällen auch gilt. Beispiel Atommodelle:

Das Bohrsche Atommodell sagt für Wasserstoff die richtigen Energien voraus unter der Annahme, dass sich die Elektronen auf Kreisbahnen bewegen, deren Umfang ein ganzzahliges Vielfaches der de-Broglie-Wellenlänge ist. Das Orbitalmodell kommt quantitativ zu derselben Aussage, jedoch mit qualitativ vollkommen anderen Mitteln: Hier werden die Energien als Eigenwerte des Hamilton-Operators berechnet und die zugehörigen Wellenfunktionen sind alles andere als Kreisbahnen um den Kern!

Demnach ist das Bohrsche Atommodell für mich kein Teil des Orbitalmodells. Im Gegenteil: Die beiden widersprechen einander.

Wenn wir dein Beispiel Newton vs Einstein nehmen:
Natürlich haben Einsteins Theorien ein völlig anderes
Verständnis von Raum und Zeit gebracht, schon alleine deshalb,
weil in beiden Theorien das völlig anders abstrahiert wurde.
Dies wirkt sich aber erst aus, wenn man sehr hohe
Relativgeschwindigkeiten oder große Massen ins Spiel bringt.
In unserer Alltagswelt - dem Gültigkeitsbereich der
Newtonschen Mechanik - spielt dies aber keine Rolle, und es
ist völlig OK das ganze mit Newtons Mechanik zu beschreiben.

Klar, quantitativ hast Du natürlich recht. Aber dass das funktioniert, liegt nur an dem „Glücksfall“, dass die Lichtgeschwindigkeit so hoch ist. Wäre die Lichtgeschwindigkeit nur 100 m/s, dann wäre die Newtonsche Physik schon für sehr alltägliche Dinge nicht mehr zu gebrauchen. Deswegen bin ich schon der Ansicht, dass Einstein etwas qualitativ völlig anderes an die Stelle der klassischen Physik gestellt hat.

Newton ist also meiner Meinung nach nicht Teil der Einsteinschen Physik, sondern er ist für bestimmte Voraussetzungen eine sehr gute Näherung an die Einsteinsche Physik. (In der speziellen RT kann man sogar konkret angeben, dass Newton die 2. Taylor-Näherung von Einstein ist - flapsig ausgedrückt)

Allerdings gilt bei der SRT noch am ehesten die Annahme, dass die alte Theorie in der neuen enthalten ist, weil sich eigentlich an der Definition der Begriffe nichts geändert hat. Sie wurde nur strenger angewendet und stillschweigende überflüssige Annahmen (Äther, …) wurden gestrichen.

Aber schon bei der ART wurde ein völlig neues Konzept eingeführt, wie in den anderen genannten Beispielen auch.

Oder spielt das letztlich gar keine Rolle, weil wir die
„Wirklichkeit“ ohnehin nicht erkennen können und uns ohnehin
mit Modellen und Abstraktionen zufrieden geben müssen, die die
Realität nur beschreiben und modellieren? Und muss man dann
nicht den älteren Modellen zugestehen, dass sie Abstraktionen
machten, die nicht mit denen einer neuen Theorie in jeder
Weise kompatibel sind?

Sicher. Aber diese Großzügigkeit macht sie noch nicht zu Teilen er neueren Theorien.

Ich will mal ein Beispiel geben, wo eine alte Theorie tatsächlich Teil einer neuen Theorie wurde. Darwin wusste eigentlich noch nicht, was er meinte, als er über Vererbung sprach. Die Genetik musste erst noch durch Mendel und die jüngeren Molekulargenetiker hinzugefügt werden; die Ökologen erforschten die Wechselbeziehungen zwischen den Lebewesen eines Ökosystems; die Populationsbiologen stellten das ganze auf eine fundierte mathematisch-statistische Basis und so wurde schließlich aus der Darwinschen Evolutionstheorie die weitaus umfassendere synthetische Evolutionstheorie, aber Darwins Ideen wurden nicht durch neue Konzepte ersetzt, sondern untermauert, ergänzt, erweitert und präzisiert.

Das kann ich bei den von mir genannten Beispielen nicht erkennen.

Erstaunen tut uns eine neue Theorie IMO deshalb dann oft so
stark, weil sie eine völlig andere Abstraktion macht und man
sich zunächst gar nicht vorstellen konnte, wie man das gleiche
Problem oder Phänomen auch durch eine völlig andere
Abstraktion beschreiben konnte, und das sogar besser und mit
einem größeren Gültigkeitsbereich.

Vielleicht haben wir auch nur deswegen verschiedene Ansichten, weil wir etwas anderes unter dem Begriff „beinhalten“ verstehen. Für mich ist eine Theorie A in einer Theorie B nur dann enthalten, wenn jeder Gedanke der Theorie A auch ein Gedanke der Theorie B ist (bzw. ihm in B nicht ausdrücklich widersprochen wird). Für Dich ist die Theorie A in der Theorie B enthalten, wenn (innerhalb ihres Gültigkeitsbereichs) Theorie A zu denselben quantitativen Aussagen kommt wie Theorie B.

Das ist kein Widerspruch im Inhalt, sondern nur in der Begriffsdefinition. Habe ich recht?

Gruß, Michael

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Hallo,

Demnach ist das Bohrsche Atommodell für mich kein Teil des
Orbitalmodells. Im Gegenteil: Die beiden widersprechen
einander.

Wenn du die Abstraktionen miteinander vergleichst, die beide machen, dann hast du recht. Nur wie gesagt, das ist für mich kein Widerspruch zwischen den Modellen.

Klar, quantitativ hast Du natürlich recht. Aber dass das
funktioniert, liegt nur an dem „Glücksfall“, dass die
Lichtgeschwindigkeit so hoch ist. Wäre die
Lichtgeschwindigkeit nur 100 m/s, dann wäre die Newtonsche
Physik schon für sehr alltägliche Dinge nicht mehr zu
gebrauchen.

Wäre dem so, dann wäre die Newtonsche Mechanik nie so akzeptiert worden. Dann hätte man damals schon gemerkt, dass sie eklatante Schwächen hat und dass sie wohl nicht der Weisheit letzter Schluss wäre.

Deswegen bin ich schon der Ansicht, dass Einstein
etwas qualitativ völlig anderes an die Stelle der klassischen
Physik gestellt hat.

Sicher hat er das. Aber deshalb sind Newtons Gesetze doch in ihrem Gültigkeitsbereich nicht falsch geworden.

Sicher. Aber diese Großzügigkeit macht sie noch nicht zu
Teilen er neueren Theorien.

Natürlich nicht in dem Sinne den du meinst, nämlich dass dafür auch die Abstraktionen der Modelle übereinstimmen müssten.

Vielleicht haben wir auch nur deswegen verschiedene Ansichten,
weil wir etwas anderes unter dem Begriff „beinhalten“
verstehen. Für mich ist eine Theorie A in einer Theorie B nur
dann enthalten, wenn jeder Gedanke der Theorie A auch ein
Gedanke der Theorie B ist (bzw. ihm in B nicht ausdrücklich
widersprochen wird).

Natürlich ist nicht jeder Gedanke z.B. von Newton in der SRT enthalten. Aber sie widersprechen sich auch nicht, wenn man sich klar macht, dass z.B. der Begriff Raum bei Newton nicht das gleiche meint wie Raum bei Einstein. Beides sind andere Abstraktionen für eine bestimmte Eigenschaft der realen Welt. Deshalb kann man IMO auch nicht sagen, dass sich die beiden widersprechen. Ich finde dieses Wort schlicht zu hart gewählt, denn widersprechen würden sich ja auch zwei Theorien, die völlig unterschiedliche Vorhersagen machen. Aber in ihren Gültigkeitsbereichen stimmen die beiden Theorien in ihren Vorhersagen ja überein. Das macht für mich schon einen eklatanten Unterschied.

Für Dich ist die Theorie A in der Theorie
B enthalten, wenn (innerhalb ihres Gültigkeitsbereichs)
Theorie A zu denselben quantitativen Aussagen kommt wie
Theorie B.

Richtig.

Das ist kein Widerspruch im Inhalt, sondern nur in der
Begriffsdefinition. Habe ich recht?

Auch richtig. Ansonsten wären wir ja ständig in Sackgassen und Krisen in der Naturwissenschaft, weil ja ständig neue Theorien eingeführt werden, die mehr oder weniger stark auch in den Abstraktionen und Darstellungen abweichen. Wenn dem aber so ist, dann verstehe ich nicht, wieso das mit der Dunklen Energie dann ein Problem ist, wenn es hier mal zu einem neuen Modell kommt, das einen ganz anderen Erklärungsansatz hat.

vg,
d.

Wenn dem aber so
ist, dann verstehe ich nicht, wieso das mit der Dunklen
Energie dann ein Problem ist, wenn es hier mal zu einem neuen
Modell kommt, das einen ganz anderen Erklärungsansatz hat.

Die Dunkle Energie ist aber kein neuer Erklärungsansatz. Sie fügt zu dem alten Ansatz nur etwas hinzu, um ihn zu retten, wo wir vielleicht einen ganz neuen Ansatz bräuchten.

Eigentlich hatte das geozentrische Weltbild ausgedient, als man die „Schleifenbahn“ des Mars erkannte. Um das althergebrachte Modell zu retten, wurden die Epizyklen eingeführt, weil die Menschen damals nicht kapierten (oder kapieren wollten), dass das heliozentrische Weltbild dafür eine ausgezeichnete und simple Lösung bietet.

Beim Bohrschen Atommodell wurde ähnlich verfahren - mit nur geringem Erfolg.

Einstein führte ursprünglich die „Kosmische Konstante“ in seine Gleichungen ein, um seine althergebrachte Vorstellung von einem statischen Universum zu retten. Das war unnötig, wie er selbst erkannte.

usw.

Ich habe ja nichts gegen die Dunkle Energie. Wenn sie notwendig ist, um die bestehende Theorie mit der Beobachtung in Einklang zu bringen, dann soll man sie ruhig in die Theorie einbauen. Ich habe halt den Verdacht, das sie nur die Zahlenwerte korrigiert ohne uns ein tieferes Verständnis von der Natur zu geben. Dafür wären neue Konzepte erforderlich.

Aber vielleicht irre ich mich ja auch und die Dunkle Energie hat tatsächlich eine reale Existenz.

Michael

1 Like

Moin,

Ich habe ja nichts gegen die Dunkle Energie. Wenn sie
notwendig ist, um die bestehende Theorie mit der Beobachtung
in Einklang zu bringen, dann soll man sie ruhig in die Theorie
einbauen. Ich habe halt den Verdacht, das sie nur die
Zahlenwerte korrigiert ohne uns ein tieferes Verständnis von
der Natur zu geben.

Naja, das ist (in meinen Augen) das Wesen der Modelle. Man versucht das, was man sieht, durch Beschreibung der Phaenomene und letzten Endes durch Gleichungen zu fassen um ggf. Vorhersagen zu treffen. Ein Modell erklaert aber nicht (idR.), warum etwas so ist, wie es ist und gibt einem auch nicht zwangslaeufig ein Verstaendnis fuer dahinterliegende physikalische Phaenomene.

Nimm als Beispiel irgendwas nicht so hochgestochenes, sondern bekanntes, sagen wir Mal die Waermeleitung, die ja modellhaft durch die Waermeleitungsgleichung beruhend auf dem Fourier-Gesetz beschrieben wird. Damit kann man wunderbar rechnen, sie „erklaert“ uns aber nicht die Physik des Waermetransports. Dass verschiedene Werkstoffe die Waerme verschieden leiten, mitunter mit unterschiedlichen Mechanismen, gibt dieses Modell nicht her und wir muessen uns irgendwelche Materialparameter ueberlegen (Waerme- oder Temperaturleitfaehigkeit z.B.), um das in den Griff zu bekommen. Mehr noch, wir Mathematiker wissen :wink:, dass da was nicht ganz koscher ist, denn die analytische Loesung des Waermeleitproblems verhaelt sich ziemlich unphysikalisch. Macht aber nix, fuer unsere Anwendungen reicht’s.

Gruss
Paul

Hallo!

Naja, das ist (in meinen Augen) das Wesen der Modelle. Man
versucht das, was man sieht, durch Beschreibung der Phaenomene
und letzten Endes durch Gleichungen zu fassen um ggf.
Vorhersagen zu treffen. Ein Modell erklaert aber nicht (idR.),
warum etwas so ist, wie es ist und gibt einem auch nicht
zwangslaeufig ein Verstaendnis fuer dahinterliegende
physikalische Phaenomene.

Ich finde, dass sich ein gutes Modell gerade dadurch auszeichnet, dass es dieses Verständnis liefert. (Ich weiß genügend über Erkenntnistheorie, um zu wissen, dass Naturwissenschaften nur beschreiben aber nicht erklären. Ich meine mit „Verständnis“ nicht die Erklärung eines Urgrunds, sondern die Erkenntnis von grundlegenderen Prinzipien).

Nimm als Beispiel irgendwas nicht so hochgestochenes, sondern
bekanntes, sagen wir Mal die Waermeleitung, die ja modellhaft
durch die Waermeleitungsgleichung beruhend auf dem
Fourier-Gesetz beschrieben wird…

Aber das ist doch überhaupt nicht zu vergleichen. Da gibt es ein Modell, das mathematisch hinreichend begründet ist und das irgendwie plausibel wirkt und außerdem funktioniert es in der Natur.

Bei der Dunklen Energie läuft das ja ungefähr so: „Wir haben verstanden, wie sich das Universum entwickelt, und zwar … Urknall … Expansion … Abbremsung durch Gravitation … usw. Leider verhält sich das Universum so, als ob sein Materie- und Energiegehalt 20mal größer ist, als wir beobachten. Wir definieren also Dunkle Materie und Dunkle Energie und haben das Problem gelöst.“

Dadurch ist gar nichts gelöst! Wir haben keinen experimentellen Nachweis für die Existenz von Dunkler Energie. Zu behaupten, dass es sie gibt, ist ein mathematischer Kunstgriff - mehr nicht. Aber vielleicht haben sich die Kosmologen diese Arbeitsweise ja von der Finanzwelt abgeschaut, wo die Zahlen auch nichts mit der empirischen Realität zu tun haben :wink:

Nochmal zur Klarstellung: Ich halte es zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht für falsch, dass man die Existenz der Dunklen Energie postuliert. Solange wir kein besseres Modell haben, ist es der notwendige Eingriff um das bestehende Modell zu retten. Und vielleicht finden wir ja eines Tages heraus, was Dunkle Energie tatsächlich ist. Aber ich glaube nicht dass es so ist. Ich glaube, dass es irgendwann Modelle geben wird, die ohne diese Dunkle Energie auskommen werden.

Michael

Hallo,

Die Dunkle Energie ist aber kein neuer Erklärungsansatz. Sie
fügt zu dem alten Ansatz nur etwas hinzu, um ihn zu retten, wo
wir vielleicht einen ganz neuen Ansatz bräuchten.

Vielleicht, dafür gibt es ja auch noch so Sachen wie die String-Theorien. Das ist ja ein ganz anderer Ansatz.

Eigentlich hatte das geozentrische Weltbild ausgedient, als
man die „Schleifenbahn“ des Mars erkannte. Um das
althergebrachte Modell zu retten, wurden die Epizyklen
eingeführt, weil die Menschen damals nicht kapierten (oder
kapieren wollten), dass das heliozentrische Weltbild dafür
eine ausgezeichnete und simple Lösung bietet.

Ich halte das immer noch für ein schlechtes Beispiel, weil das „Retten“ und lange Festhalten am geozentrischen Weltbildes v.a. religiöse und weltanschauliche Gründe hatte, und keine empirisch-wissenschaftlichen.

Beim Bohrschen Atommodell wurde ähnlich verfahren - mit nur geringem Erfolg.

Das Bohrsche Atommodell wurde schon kurz nach Entdeckung der Unschärferelation vom Orbitalmodell abgelöst, und die Anpassung wurde auch von Bohr selbst sofort mitgetragen. Hier wurde doch nicht zwanghaft an irgendeiner Theorie festgehalten, sondern die Entwicklung ging doch zügig voran. Die Atommodelle sind doch ein klassisches Beispiel für die Weiterentwicklung einer Theorie:

1803 meinte Dalton, dass die Materie aus kleinsten Teilchen aufgebaut ist und dass es für jedes Element eine Atomart gibt. Thomson erweiterte das 1903 dadurch, dass das Atominnere aus positiven und negativen Teilchen aufgebaut ist. 1911 ergänzte das Rutherford dadurch, dass die positiven Teilchen im Kern sind und fast die ganze Masse beinhalten und die Elektronen außen sind. Bohr erweiterte das 1913 u.a. dadurch, dass sich die Elektronen auf bestimmten diskreten Energieleveln bewegen und jeweils durch Energieauf- bzw -abnahme von einem Level zum nächsten springen können. Nach der Entdeckung der Unschärferelation 1925 hat man dann kurz danach das Orbitalmodell eingeführt, in denen die Orbitale nun nur noch Aufenthaltswahrscheinlichkeiten für die Elektronen definierten und keine festen Bahnen.

Wenn das keine Entwicklung ist, bei der ein Modell auf dem vorhergehenden aufbaut und dieses jeweils weiterentwickelt, was dann? Natürlich hat jedes Modell irgendwo falsche Annahmen über bestimmte Dinge gemacht, aber insgesamt hat jedes zu einem besseren Verständnis geführt und uns der Wahrheit näher gebracht. Und jede Vorstellung des vorhergehenden Atommodells findet sich in Grundzügen auch in dem jeweils nachfolgenden Atommodell.

Einstein führte ursprünglich die „Kosmische Konstante“ in
seine Gleichungen ein, um seine althergebrachte Vorstellung
von einem statischen Universum zu retten. Das war unnötig, wie
er selbst erkannte.

Nun, die kosmische Konstante Einsteins wurde ja nie ein integraler Bestandteil einer zentralen wissenschaftlichen Theorie. Das ist ja ein mehr als hinkender Vergleich mit der dunklen Materie.

Ich habe ja nichts gegen die Dunkle Energie. Wenn sie
notwendig ist, um die bestehende Theorie mit der Beobachtung
in Einklang zu bringen, dann soll man sie ruhig in die Theorie
einbauen. Ich habe halt den Verdacht, das sie nur die
Zahlenwerte korrigiert ohne uns ein tieferes Verständnis von
der Natur zu geben. Dafür wären neue Konzepte erforderlich.

Natürlich korrigiert sie momentan nur die Zahlenwerte, weil wir nicht wissen, was die Dunkle Energie ist. Aber wie kommst du zu dem Schluss, dass es etwas sein wird, dass sich nicht in die bestehenden Theorien einbauen lässt? Ich kann dafür schlicht keinerlei Grund erkennen und verstehe daher die Aufregung nicht. Es gibt ja *immer* irgendwas am Rande unseres Erkenntnishorizonts, was sich nicht so ganz erklären lässt. Aber deshalb werfen wir doch nie das bisherige Wissen komplett über Bord, noch kommt es jedesmal zu so großen Umbrüchen, wie bei der Quantentheorie.

vg,
d.

Hallo,

Wir definieren also Dunkle Materie und Dunkle
Energie und haben das Problem gelöst."

Das behauptet doch kein Mensch. Beides sind doch nur Platzhalter für eine Erklärung, die wir noch finden müssen! Wie sich das letztlich in die bestehenden Theorien einfügt, weißt doch weder du noch ich.

Dadurch ist gar nichts gelöst! Wir haben keinen
experimentellen Nachweis für die Existenz von Dunkler Energie.

Wir haben auch keinen experimentellen Nachweis für die Existenz Schwarzer Löcher, für die Expansion des Weltraums, usw… wir können diese Dinge doch nur über Beobachtungen indirekt feststellen. Insofern kannst du ja immer alles anzweifeln. Deshalb schrieb ich ja vorher, dass eine Theorie nicht gleichzusetzen mit der Wirklichkeit ist. Weil wir haben keine Möglichkeit, die Wirklichkeit genau zu erkennen. Manchmal sehen wir, dass eine bestimmte Vorstellung offenbar mehr der Wirklichkeit entspricht als eine andere, aber auch die neue Vorstellung muss nicht der Wirklichkeit entsprechen. Es kann ja auch immer komplett anders sein und du könntest z.B. in einer Matrix leben. Dann wäre alles was du anfassen kannst, und das sich durch die von dir ausgedachten physikalischen Modelle beschreiben lässt, gar nicht real existent, sondern nur eine Interpretation einer Maschinensprache. Und dann stellt sich die Frage, woraus der Computer, auf dem die Matrix läuft, aufgebaut ist, usw usf :wink:

Zu behaupten, dass es sie gibt, ist ein mathematischer
Kunstgriff - mehr nicht. Aber vielleicht haben sich die
Kosmologen diese Arbeitsweise ja von der Finanzwelt
abgeschaut, wo die Zahlen auch nichts mit der empirischen
Realität zu tun haben :wink:

Jetzt wird es lächerlich… die Dunkle Energie hat ja was mit der empirischen Realität zu tun, weil wir beobachten ja die beschleunigte Expansion und irgendwas muss dafür ja wohl verantwortlich sein.

Aber ich glaube nicht dass es so ist. Ich glaube, dass es irgendwann
Modelle geben wird, die ohne diese Dunkle Energie auskommen werden.

Die haben aber auch irgendeinen Mechanismus, der diese Beobachtung der beschleunigten Expansion verursacht. Und das, was dies verursacht, ist die „Dunkle Energie“ in dem neuen Modell, nur dass sie dann natürlich nicht mehr „dunkel“ ist, sondern XYZ-Effekt oder XYZ-Feld oder XYZ-Energie heißt.

vg,
d.

Hi.

Aber schon bei der ART wurde ein völlig neues Konzept
eingeführt,

Nur eine neue Interpretation.

Hierzu G. Gamow:

Alles zusammenfasst können wir sagen, dass die ART die geometrische Interpretation Newtons Gravitation ist.
Wir sagen jetzt nicht, dass das Licht und die gradlinig sich bewegende Materielle Objekte von der auf sie wirkenden gravitativen Kraft abgelenkt werden sondern dass ihr Bewegungen aufgrund in dem von den vorhandenen gravitativen Massen gekrümmten Raum die geradeste (geodetiesche) Linien erfolgen.

Gruß.

Balázs

Hallo!

Eigentlich hatte das geozentrische Weltbild ausgedient, als
man die „Schleifenbahn“ des Mars erkannte. Um das
althergebrachte Modell zu retten, wurden die Epizyklen
eingeführt, weil die Menschen damals nicht kapierten (oder
kapieren wollten), dass das heliozentrische Weltbild dafür
eine ausgezeichnete und simple Lösung bietet.

Ich halte das immer noch für ein schlechtes Beispiel, weil das
„Retten“ und lange Festhalten am geozentrischen Weltbildes
v.a. religiöse und weltanschauliche Gründe hatte, und keine
empirisch-wissenschaftlichen.

Man muss da zweierlei trennen:

  1. Es gab empirische Daten, die dagegen sprachen, dass sich Planeten auf einfachen Kreisbahnen um die Erde bewegen (Stichwort: Schleifenbahn des Mars). Um diese Daten mit dem geozentrischen Modell in Einklang zu bringen, wurden die Epizyklen erfunden. Dies geschah laut Wikipedia im 3. Jhd. v. Chr. Man kann der Kirche viel vorwerfen, aber an dieser Idee ist sie bestimmt nicht schuld. Das ist aber die „Rettungstat“, über die ich geschrieben habe.
  2. Nach der kopernikanischen Wende wurde von Seiten der Kirche krampfhaft an dem überholten Weltbild festegehalten. Darüber schreibst Du - aber das ist überhaupt nicht mein Thema.

Beim Bohrschen Atommodell wurde ähnlich verfahren - mit nur geringem Erfolg.

Das Bohrsche Atommodell wurde schon kurz nach Entdeckung der
Unschärferelation vom Orbitalmodell abgelöst, und die
Anpassung wurde auch von Bohr selbst sofort mitgetragen. Hier
wurde doch nicht zwanghaft an irgendeiner Theorie
festgehalten, …

Das habe ich auch nicht behauptet!

sondern die Entwicklung ging doch zügig voran.
Die Atommodelle sind doch ein klassisches Beispiel für die
Weiterentwicklung einer Theorie:

1803 meinte Dalton, dass die Materie aus kleinsten Teilchen
aufgebaut ist und dass es für jedes Element eine Atomart gibt.
Thomson erweiterte das 1903 dadurch, dass das Atominnere aus
positiven und negativen Teilchen aufgebaut ist. 1911 ergänzte
das Rutherford dadurch, dass die positiven Teilchen im Kern
sind und fast die ganze Masse beinhalten und die Elektronen
außen sind. Bohr erweiterte das 1913 u.a. dadurch, dass sich
die Elektronen auf bestimmten diskreten Energieleveln bewegen
und jeweils durch Energieauf- bzw -abnahme von einem Level zum
nächsten springen können. Nach der Entdeckung der
Unschärferelation 1925 hat man dann kurz danach das
Orbitalmodell eingeführt, in denen die Orbitale nun nur noch
Aufenthaltswahrscheinlichkeiten für die Elektronen definierten
und keine festen Bahnen.

Wenn das keine Entwicklung ist, bei der ein Modell auf dem
vorhergehenden aufbaut und dieses jeweils weiterentwickelt,
was dann?

Kannst Du mir konkret darlegen, wie man vom Bohrschen Atommodell ausgehend zum Orbitalmodell gelangt? Das ist eine rhetorische Frage, denn das kann nicht gelingen.

Historisch ging es so, dass man statt der Bohr-Sommerfeld-Theorie die Schrödinger-Gleichung auf das Coulomb-Potenzial angewendet hat. Erst danach stellte sich heraus, dass nach dem Schrödinger-Formalismus die gleichen Energiewerte berechnet werden wie bei Bohr. Es kann gar nicht die Rede davon sein, dass das eine aus dem anderen entstanden ist.

Natürlich hat jedes Modell irgendwo falsche Annahmen
über bestimmte Dinge gemacht, aber insgesamt hat jedes zu
einem besseren Verständnis geführt und uns der Wahrheit näher
gebracht.

Selbstverständlich. Mir geht es nur um folgendes: Es handelt sich nach meiner Überzeugung nicht um einen kontinuierlichen Prozess.

Und jede Vorstellung des vorhergehenden Atommodells
findet sich in Grundzügen auch in dem jeweils nachfolgenden
Atommodell.

Nein, das stimmt nicht. Keine Vorstellung des Bohrschen Atommodells findet Einzug in das moderne Orbitalmodell.

Ich habe ja nichts gegen die Dunkle Energie. Wenn sie
notwendig ist, um die bestehende Theorie mit der Beobachtung
in Einklang zu bringen, dann soll man sie ruhig in die Theorie
einbauen. Ich habe halt den Verdacht, das sie nur die
Zahlenwerte korrigiert ohne uns ein tieferes Verständnis von
der Natur zu geben. Dafür wären neue Konzepte erforderlich.

Natürlich korrigiert sie momentan nur die Zahlenwerte, weil
wir nicht wissen, was die Dunkle Energie ist. Aber wie kommst
du zu dem Schluss, dass es etwas sein wird, dass sich nicht in
die bestehenden Theorien einbauen lässt?

Das ist nur eine Vermutung oder nur ein Gefühl (und ich habe das mehrmals eingeräumt).

Brainstorm64 hat da so eine Vermutung eingebracht. Wenn man bereit ist, die Homogenität des Universums als Grundbedingung aufzugeben, könnte man die beschleunigte Expansion des beobachtbaren Universum einfach dadurch erklären, dass wir zufällig in einem materiearmen Teil des Universums leben. Diese Erklärung fände ich deshalb sympathischer, weil sie ein unbewiesenes Postulat (Homogenität) stürzt und nicht die Existenz von etwas fordert, was prinzipiell nicht beobachtbar ist.

Michael

Hallo,

Man muss da zweierlei trennen:

  1. Es gab empirische Daten, die dagegen sprachen, dass sich
    Planeten auf einfachen Kreisbahnen um die Erde bewegen
    (Stichwort: Schleifenbahn des Mars). Um diese Daten mit dem
    geozentrischen Modell in Einklang zu bringen, wurden die
    Epizyklen erfunden. Dies geschah laut Wikipedia im 3. Jhd. v.
    Chr. Man kann der Kirche viel vorwerfen, aber an dieser Idee
    ist sie bestimmt nicht schuld. Das ist aber die „Rettungstat“,
    über die ich geschrieben habe.

Wie kommst du darauf, dass ich das irgendeiner Kirche vorwerfe? Auch die alten Griechen hatten ein von religiös-mythologischen Dingen geprägtes Weltbild, das man logischerweise erhalten wollte.

  1. Nach der kopernikanischen Wende wurde von Seiten der Kirche
    krampfhaft an dem überholten Weltbild festegehalten. Darüber
    schreibst Du - aber das ist überhaupt nicht mein Thema.

Nö, darüber habe ich kein Wort verloren. Da musst du mich gründlich missverstanden haben.

Kannst Du mir konkret darlegen, wie man vom Bohrschen
Atommodell ausgehend zum Orbitalmodell gelangt?
Das ist eine rhetorische Frage, denn das kann nicht gelingen.

Wieso?

Und jede Vorstellung des vorhergehenden Atommodells
findet sich in Grundzügen auch in dem jeweils nachfolgenden
Atommodell.

Nein, das stimmt nicht. Keine Vorstellung des Bohrschen
Atommodells findet Einzug in das moderne Orbitalmodell.

Bitte? Auch im Orbitalmodell ist der Atomkern im Zentrum. Auch im Orbitalmodell besteht das Atom aus Elektronen und Protonen (Neutronen kannte Bohr zum damaligen Zeitpunkt ja noch nicht). Auch im Orbitalmodell gibt es verschiedene Energielevel, auf denen sich ein Elektron aufhalten kann. Auch beim Orbitalmodell sind es die äußeren Elektronen, die für chemische Bindungen relevant sind.

Wenn das nicht alles Vorstellungen des Bohrschen Atommodells sind, die sich ziemlich ähnlich oder fast identisch auch im Orbitalmodell wiederfinden, dann weiß ich aber auch nicht…

Nnatürlich haben die Modelle auch in weiten Bereichen eklatante Unterschiede und dass das bohrsche Atommodell nicht sonderlich gut war, wusste man auch längst vor der Aufstellung des Orbitalmodells.

Brainstorm64 hat da so eine Vermutung eingebracht. Wenn man
bereit ist, die Homogenität des Universums als Grundbedingung
aufzugeben, könnte man die beschleunigte Expansion des
beobachtbaren Universum einfach dadurch erklären, dass wir
zufällig in einem materiearmen Teil des Universums leben.

Und uns somit exakt in der Mitte eines absolut kugelförmigen Bereichs befinden, in der die weit entfernten Galaxien genau gleichmäßig nach außen gezogen werden? Wie wahrscheinlich ist denn das bitte?

Diese Erklärung fände ich deshalb sympathischer, weil sie ein
unbewiesenes Postulat (Homogenität) stürzt und nicht die
Existenz von etwas fordert, was prinzipiell nicht beobachtbar
ist.

Und es durch ein anderes, IMO viel unwahrscheinlicheres und genauso unbeobachtetes Postulat ersetzt, nämlich dass wir in der Mitte einer perfekt kugelförmigen, extrem besonderen Stelle im Universum sitzen? Das ist für mich nicht sympathischer, sondern absolut unwahrscheinlich.

Außerdem ist die Homogenität des Universums ja nicht ein „unbewiesenes Postulat“, sondern z.B. durch die Homogenität in der Hintergrundstrahlung (die ja einen viel größeren Teil des Universum abdeckt, als den, den wir sehen können) eine gut begründete Annahme.

vg,
d.

Hallo!

Wir definieren also Dunkle Materie und Dunkle
Energie und haben das Problem gelöst."

Das behauptet doch kein Mensch. Beides sind doch nur
Platzhalter für eine Erklärung, die wir noch finden müssen!
Wie sich das letztlich in die bestehenden Theorien einfügt,
weißt doch weder du noch ich.

Na immerhin ist die Dunkle Energie eine Form von Energie. Die Erklärung könnte aber auch darin bestehen, dass eine der Grundannahmen des Standardmodells falsch ist (Stichwort: Homogenität) oder dass das komplette Modell ersetzt werden muss.

Dadurch ist gar nichts gelöst! Wir haben keinen
experimentellen Nachweis für die Existenz von Dunkler Energie.

Wir haben auch keinen experimentellen Nachweis für die
Existenz Schwarzer Löcher, für die Expansion des Weltraums,
usw… wir können diese Dinge doch nur über Beobachtungen
indirekt feststellen.

Schwarze Löcher und die Expansion wurden aus der ART deduziert, bevor man Beobachtungsdaten dazu hatte. Seither haben die Beobachtungen diese Deduktionen gestützt, was ein Beleg für die Aussagekraft der ART ist.

Die Dunkle Energie wurde aber nicht deduziert und sie wurde auch nicht direkt beobachtet, sondern sie wurde künstlich an die Theorie drangeschraubt, um sie wieder mit den neueren Daten verträglich zu machen.

Insofern kannst du ja immer alles anzweifeln.

Das tue ich doch gar nicht. Ich sage ja nur, dass die Dunkle Energie in meinen Augen Flickschusterei ist. Ich sage aber auch, dass wir im Moment nichts besseres haben als Flickschusterei. Und ich sage, dass ich vermute, dass es ein eleganteres Modell geben wird.

Zu behaupten, dass es sie gibt, ist ein mathematischer
Kunstgriff - mehr nicht. Aber vielleicht haben sich die
Kosmologen diese Arbeitsweise ja von der Finanzwelt
abgeschaut, wo die Zahlen auch nichts mit der empirischen
Realität zu tun haben :wink:

Jetzt wird es lächerlich… die Dunkle Energie hat ja was mit
der empirischen Realität zu tun, weil wir beobachten ja die
beschleunigte Expansion und irgendwas muss dafür ja wohl
verantwortlich sein.

Zunächst mal beobachten wir keine beschleunigte Expansion (wir beobachten nicht mal eine Expansion), sondern wir haben Beobachtungsdaten, die mit dem Modell einer beschleunigten Expansion verträglich sind. Es muss nichts geben, was die Expansion beschleunigt. Es könnte auch sein, dass wir eine andere Erklärung finden, die mit diesen Daten verträglich ist.

Nehmen wir mal das Beispiel Schwarzer Strahler. Das Modell von Rayleigh-Jeans war plausibel, krankte aber an der UV-Katastrophe. Das Problem wurde von Planck gelöst, indem er nicht eine Konstante oder ähnliches in die bestehende Formel einfügte, sondern indem er ein neues Prinzip in die Physik einführte: Die Quantenhypothese.

Die haben aber auch irgendeinen Mechanismus, der diese
Beobachtung der beschleunigten Expansion verursacht.

Damit beschränkst Du mögliche Lösungen des Problems darauf, dass sich das Universum tatsächlich beschleunigt ausdehnt.

Vielleicht kommt irgendwann ein genialer Physiker auf die Welt, der feststellt, dass das Universum sich gar nicht ausdehnt, sondern dass es nur so aussieht als ob. Vielleicht entdeckt er auch, dass es falsch ist, von Masse und Energie zu sprechen, und dass die korrekte Beschreibung der Welt ganz anders aussehen muss. Vielleicht findet er, dass Zeit eine Illusion ist. Wer weiß?

Damit werden die quantitativen Aussagen unserer heutigen Physik natürlich nicht falsch.

Wie gesagt: Ich will ja nur sagen, dass die Erkenntnis in der Physik ein eher diskontinuierlicher Prozess ist, und dass einige Fortschritte nicht nur die Erweiterung oder Verfeinerung bestehender Modelle waren, sondern grundlegend Neues brachten. Ich glaube, dass das auch in Zukunft so sein wird, und ich habe den Verdacht, dass die Dunkle Energie ein Anhaltspunkt dafür sein könnte.

Mehr will ich gar nicht sagen.

Michael

Hallo!

Kannst Du mir konkret darlegen, wie man vom Bohrschen
Atommodell ausgehend zum Orbitalmodell gelangt?
Das ist eine rhetorische Frage, denn das kann nicht gelingen.

Wieso?

Na dann viel Spaß!

Und jede Vorstellung des vorhergehenden Atommodells
findet sich in Grundzügen auch in dem jeweils nachfolgenden
Atommodell.

Nein, das stimmt nicht. Keine Vorstellung des Bohrschen
Atommodells findet Einzug in das moderne Orbitalmodell.

Bitte? Auch im Orbitalmodell ist der Atomkern im Zentrum.

Diese Aussage stammt nicht aus dem Bohrschen Atommodell, sondern aus dem Rutherfordschen.

Auch
im Orbitalmodell besteht das Atom aus Elektronen und Protonen
(Neutronen kannte Bohr zum damaligen Zeitpunkt ja noch nicht).

Auch diese Aussage geht nicht auf Bohr zurück.

Auch im Orbitalmodell gibt es verschiedene Energielevel, auf
denen sich ein Elektron aufhalten kann.

Naja, dass die Energieniveaus quantisiert sind, sieht man ja am diskreten Spektrum eines Atoms. Das ist also (beinahe) ein empirischer Befund. Dieser wird aber in den beiden Modellen völlig anders begründet. Bei Bohr muss der Bahnumfang ein ganzzahliges Vielfaches der de-Broglie-Wellenlänge sein oder - was gleichbedeutend ist - der Drehimpuls muss ein ganzzahliges Vielfaches von ℏ sein. Bei Schrödinger geht es um die reellen Eigenwert des Hamilton-Operators.

Auch beim
Orbitalmodell sind es die äußeren Elektronen, die für
chemische Bindungen relevant sind.

Es ging um die Atommodelle. Die Modelle der chemischen Bindung sind dann noch einmal etwas völlig anderes.

Wenn das nicht alles Vorstellungen des Bohrschen Atommodells
sind, die sich ziemlich ähnlich oder fast identisch auch im
Orbitalmodell wiederfinden, dann weiß ich aber auch nicht…

Schau Dir mal an, wie die Bohrschen Postulate lauten (http://de.wikipedia.org/wiki/Bohrsche_Postulate#Bohr…). Lediglich vom zweiten Postulat kann man mit viel gutem Willen behaupten, dass es vom Orbitalmodell übernommen wurde. Von den anderen nicht.

Außerdem ist die Homogenität des Universums ja nicht ein
„unbewiesenes Postulat“, sondern z.B. durch die Homogenität in
der Hintergrundstrahlung (die ja einen viel größeren Teil des
Universum abdeckt, als den, den wir sehen können) eine gut
begründete Annahme.

Die Homogenität ist ein unbewiesenes Postulat. Was man beobachten kann, ist die Isotropie. Homogenität und Isotropie sind aber nicht dasselbe.

Michael

Hallo,

Auch im Orbitalmodell ist der Atomkern im Zentrum.

Diese Aussage stammt nicht aus dem Bohrschen Atommodell,
sondern aus dem Rutherfordschen.

Aus Satz 2 des Bohrschen Atommodells:
„The electrons of an atom revolve around the nucleus in orbits.“

Das kommt also sehr wohl auch im Bohrschen Atommodell vor. Dass es auch im Rutherfordschen so ist, ist ja gerade deswegen, weil das Bohrsche Modell das Rutherforsche Modell erweitert hat:

„Since the Bohr model is a quantum-physics–based modification of the
Rutherford model, many sources combine the two, referring to the
Rutherford–Bohr model.“

http://en.wikipedia.org/wiki/Bohr_model

Das ist es ja gerade, was ich meinte, dass die Modelle irgendwie aufeinander aufbauen, weil jedes einige wesentliche Punkte des anderen Modells übernommen hat.

Naja, dass die Energieniveaus quantisiert sind, sieht man ja
am diskreten Spektrum eines Atoms. Das ist also (beinahe) ein
empirischer Befund.

Ja und? In keinem anderen Atommodell davor wurde das so gesagt. Also hat das Bohrsche Atommodell eine Beobachtung beschrieben, die die Modelle zuvor nicht beschrieben haben. Das ist es doch genau, was ein neues Modell machen soll.

Dieser wird aber in den beiden Modellen völlig anders begründet.

Ja sicher, sonst wären die Modelle ja identisch und das Orbitalmodell wäre völlig überflüssig. Nichtsdestotrotz finden sich sehr viele Grundideen aus dem Bohrschen (und seinen diversen Vorgängermodellen) im Orbitalmodell wieder. Und genau das habe ich gesagt und deshalb ist es IMO auch völlig korrekt, wenn man sagt, dass die Atommodelle aufeinander aufbauen.

Ich glaube auch nicht, dass wir hier auf einen grünen Zweig kommen, weil du wie gesagt eine völlig andere Ansicht davon hast, was es bedeutet, dass Modelle aufeinander aufbauen oder ein Modell in einem anderen beinhaltet ist. Für mich spielen hier in erster Linie nur die quantitativen Aussagen eine Rolle. Denn fast alle Modelle haben doch meist qualitativ andere Abstraktionen, als ihre Vorgängermodelle. So gesehen wären wir wie gesagt ja fast immer in einer mehr oder weniger ausgeprägten Sackgasse. Das kann man ja auch so sehen, aber dann verstehe ich nicht, wieso das bei der Dunklen Materie nun plötzlich etwas außergewöhnliches sein soll.

Die Homogenität ist ein unbewiesenes Postulat. Was man
beobachten kann, ist die Isotropie. Homogenität und Isotropie
sind aber nicht dasselbe.

Das ist mir schon klar, aber die Isotropie der Hintergrundstrahlung ist ja genau das Indiz für die Homogenität des Kosmos, und zwar weit über den beobachtbaren Bereich hinaus.

Außerdem hast du mir nicht begründet, warum deine alternative Annahme von der besonderen Lage des beobachtbaren Teils des Universums in irgendeiner Weise plausibler ist, durch bessere Indizien gestützt wird oder aus sonstigen Gründen vorzuziehen sei. Ich habe dir sogar eine Reihe von Argumenten gesagt, wieso ich sie für viel unplausibler halte.

vg,
d.

Hallo,

Die Dunkle Energie wurde aber nicht deduziert und sie wurde
auch nicht direkt beobachtet, sondern sie wurde künstlich an
die Theorie drangeschraubt, um sie wieder mit den neueren
Daten verträglich zu machen.

Aber das ist doch ein völlig normales Vorgehen. Als man das Neutron entdeckt hat, hat man es eben in das Orbitalmodell integriert. Das Neutron wurde dabei auch nirgends vorhergesagt sondern einfach „drangeschraubt“ um das Modell mit den Daten verträglich zu machen. So what? Wieso hätte man jetzt da ein völlig neues Modell erfinden müssen, nur weil man eine neue Beobachtung gemacht hat, die im bisherigen Modell noch nicht berücksichtigt war?

Ich sage ja nur, dass die Dunkle
Energie in meinen Augen Flickschusterei ist.

Und ich sehe das immer noch ziemlich unbegründet.

Und ich sage, dass ich
vermute, dass es ein eleganteres Modell geben wird.

Was ist denn an einer kosmologischen Konstante bitte unelegant?

Zunächst mal beobachten wir keine beschleunigte Expansion (wir
beobachten nicht mal eine Expansion), sondern wir haben
Beobachtungsdaten, die mit dem Modell einer beschleunigten
Expansion verträglich sind.

Also das halte ich jetzt wirklich an den Haaren herbeigezogen.
Aus Experimenten *wissen* wir doch, dass, wenn sich etwas entfernt, sich die Spektrallinien verschieben. Wenn wir also ein sich entfernendes Auto, Raumsonde, Asteroid oder sonstwas messen, können wir daraus exakt schließen, wie schnell es sich auf uns zu oder wegbewegt. Wenn du einen Asteroiden betrachtest, und misst dass sich aufgrund der Verschiebung der Spektrallinien das Ding mit x km/s auf uns zu bewegt, dann hast du doch beobachtet, dass es sich auf uns zu bewegt. Was muss denn sonst noch passieren, dass du das als „beobachtet“ akzeptierst? Muss er dir erst auf den Kopf fallen? Und wenn das bei einem Asteroiden gilt, aus welchem Grund sollte das bei Galaxien plötzlich nicht mehr gelten?

Und das ist ja nicht die einzige Beobachtung der Expansion. Das steht ja auch in völliger Übereinstimmung mit anderen Beobachtungen, die wir sehen müssen (und auch sehen) wenn das Universum expandiert. Wir *sehen* dass die Galaxien früher enger zusammenstanden. Wir *sehen* die Zeitdilatations-Effekte bei Supernovae von sich schnell entfernenden Galaxien. Wie plausibel ist es, dass dies alles ganz zufällig so zusammenpasst?

Die haben aber auch irgendeinen Mechanismus, der diese
Beobachtung der beschleunigten Expansion verursacht.

Damit beschränkst Du mögliche Lösungen des Problems darauf,
dass sich das Universum tatsächlich beschleunigt ausdehnt.

Nö, weil es auch in einer neuen Theorie irgendwas geben wird, was diese Beobachtung erklärt, und selbst wenn es das nur als „Scheineffekt“ erklärt. Die Modelle sollen doch die gleiche Welt erklären und damit müssen sie auch die gleichen Beobachtungen erklären - selbst wenn sie das auf völlig unterschiedliche Art machen.

Vielleicht kommt irgendwann ein genialer Physiker auf die
Welt, der feststellt, dass das Universum sich gar nicht
ausdehnt, sondern dass es nur so aussieht als ob.

Das ist doch ein Totschlagargument. Das kannst du immer und bei jeder Theorie sagen, dass alles „nur so aussieht“ als ob das so sei und in „Wirklichkeit“ ganz anders ist.

Damit werden die quantitativen Aussagen unserer heutigen
Physik natürlich nicht falsch.

Eben. Und dadurch werden die Abstraktionen auch nicht falsch, weil Masse und Zeit in unseren Modellen eine gute Abstraktion sind, sonst wären unsere Modelle nicht so gut in den Vorhersagen und Beschreibungen der Realität. Wenn jemand ein Modell aufstellt, dass ohne diese Abstraktionen auskommt, dann ist das schön. Aber irgendwo in seinem Modell wird sich auch irgendwas finden, was eine Entsprechung für die bisherigen Konzepte der Masse und Energie ist.

vg,
d.

Hallo!

Die Dunkle Energie wurde aber nicht deduziert und sie wurde
auch nicht direkt beobachtet, sondern sie wurde künstlich an
die Theorie drangeschraubt, um sie wieder mit den neueren
Daten verträglich zu machen.

Aber das ist doch ein völlig normales Vorgehen. Als man das
Neutron entdeckt hat, hat man es eben in das Orbitalmodell
integriert. Das Neutron wurde dabei auch nirgends vorhergesagt
sondern einfach „drangeschraubt“ um das Modell mit den Daten
verträglich zu machen.

Nein. Die Masse des Protons war bekannt, die Masse der Kerne ebenfalls. Ein Heliumkern hat die vierfache Masse eines Protons, aber nur die doppelte Ladung. Dies erklärte man zunächst durch die falsche Annahme, dass sich der Kern aus vier Protonen und zwei Elektronen zusammensetzt. Durch die Entdeckung des Neutrons fand man eine andere Erklärung und das vorherige Modell wurde verworfen.

Dies ist also ein weiteres Beispiel dafür, dass Modelle häufig verworfen und durch andere Modelle ersetzt werden, und nicht einfach nur weiterentwickelt und verfeinert.

So what? Wieso hätte man jetzt da ein
völlig neues Modell erfinden müssen, nur weil man eine neue
Beobachtung gemacht hat, die im bisherigen Modell noch nicht
berücksichtigt war?

Man hat ein neues Modell entwerfen müssen und man hat ein bestehendes Modell in die Tonne treten müssen.

Und ich sage, dass ich
vermute, dass es ein eleganteres Modell geben wird.

Was ist denn an einer kosmologischen Konstante bitte
unelegant?

Sie verlangt, dass 70% der Energie des Universums für uns überhaupt nicht fassbar sind.

Zunächst mal beobachten wir keine beschleunigte Expansion (wir
beobachten nicht mal eine Expansion), sondern wir haben
Beobachtungsdaten, die mit dem Modell einer beschleunigten
Expansion verträglich sind.

Also das halte ich jetzt wirklich an den Haaren herbeigezogen.
Aus Experimenten *wissen* wir doch, dass, wenn sich etwas
entfernt, sich die Spektrallinien verschieben. Wenn wir also
ein sich entfernendes Auto, Raumsonde, Asteroid oder sonstwas
messen, können wir daraus exakt schließen, wie schnell es sich
auf uns zu oder wegbewegt.

Huch! Ich bin etwas überrascht, dass Du das nicht wusstest, aber die Rotverschiebung hat mit dem Doppler-Effekt nichts zu tun. Das weiß man aber nicht erst seit gestern. Sie wird über die Expansion des Raums erklärt.

Und wenn
das bei einem Asteroiden gilt, aus welchem Grund sollte das
bei Galaxien plötzlich nicht mehr gelten?

Weil die Formel des Doppler-Effekts nur in unserer Nähe die richtigen Ergebnisse liefert. Die Entfernung zwischen sehr fernen Glaxien und uns wächst schneller als mit Lichtgeschwindigkeit. Überlichtgeschwindigkeiten sind seit Einstein verboten. Beim Dopplereffekt würden sie dazu führen, dass die empfangene Frequenz imaginär werden würde (das ist physikalischer Unsinn).

Wie
plausibel ist es, dass dies alles ganz zufällig so
zusammenpasst?

Ich behaupte ja gar nicht, dass das Urknallmodell falsch ist. Ich sage nur, dass es denkbar ist, dass an die Stelle unserer gegenwärtigen Modelle andere Modelle treten werden, die wir uns im Moment noch nicht vorstellen können. Wir wissen schlicht nicht, welche Annahme sich als falsch herausstellen wird. In der Prä-Einstein-Ära konnte sich niemand vorstellen, dass Zeit unterschiedlich schnell vergehen kann.

Nö, weil es auch in einer neuen Theorie irgendwas geben wird,
was diese Beobachtung erklärt, und selbst wenn es das nur als
„Scheineffekt“ erklärt.

Das ist es ja, was ich meine: Ich vermute, dass sich die Dunkle Energie eines Tages als Scheineffekt von etwas völlig anderem herausstellen wird.

Vielleicht kommt irgendwann ein genialer Physiker auf die
Welt, der feststellt, dass das Universum sich gar nicht
ausdehnt, sondern dass es nur so aussieht als ob.

Das ist doch ein Totschlagargument. Das kannst du immer und
bei jeder Theorie sagen, dass alles „nur so aussieht“ als ob
das so sei und in „Wirklichkeit“ ganz anders ist.

Stimmt, das kann man bei jeder Theorie sagen. Warum soll das also plötzlich bei der Dunklen Energie nicht gelten?

Gruß, Michael

PS: Ich werde später (wenn ich dazu komme) unsere Gedanken mal ein wenig sortieren, denn ich habe den Eindruck, dass wir uns verzetteln.

Hi Michael.

PS: Ich werde später (wenn ich dazu komme) unsere Gedanken mal
ein wenig sortieren, denn ich habe den Eindruck, dass wir uns
verzetteln.

Ach ja, wenn du schon dabei bist:smile:

Balazs

Sortierte Gedanken
Hallo!

Um mal ein bisschen Ordnung in diese ganze Diskussion zu bringen:

Wissenschaftlicher Fortschritt geschieht dadurch, dass sich die Modelle verbessern. Verbesserungen werden dann nötig, wenn die empirische Datenlage nicht mehr mit dem gegenwärtigen Modell verträglich ist. Dann müssen die Modelle den neuen Daten angepasst werden.

Prinzipiell gibt es drei verschiedene Möglichkeiten, wie ein bestehendes Modell verbessert werden kann.

1) Das bestehende Modell wird präzisiert bzw. verfeinert.

Beispiel: Kepler machte aus den Kreisbahnen von Kopernikus Ellipsenbahnen. Die Grundidee (Sonne in der Mitte, die Planeten bewegen sich um die Sonne) blieb erhalten.

2) Zu dem bestehenden Modell werden neue Details hinzugefügt, die im ursprünglichen Modell zwar noch nicht auftauchen, aber ihm auch nicht direkt widersprechen.

Beispiel: Im Rutherfordmodell bewegen sich die Elektronen auf irgendwelchen Bahnen um den Kern in der Mitte. Bei Bohr sind es Kreisbahnen mit diskretem Bahnradius.

3) Das bestehende Modell wird gestrichen und durch ein neues Modell ersetzt. Falls das alte Modell quantitative Aussagen machte, die empirisch bestätigt sind, so muss das neue Modell zu denselben Aussagen gelangen, wenn auch mit anderen Mitteln.

Beispiel: Die Newtonsche Physik sieht die Gravitation als Fernwirkung. Einstein setzte anstelle dessen die Raumkrümmung. Das sind zwei grundverschiedene Modelle. In ihren Vorhersagen für das Sonnensystem stimmen sie weitgehend überein, wobei die Einsteinsche Theorie zu Ergebnissen mit (im Falle des Merkurs nachweislich) höheren Genauigkeit als die Newtonsche Theorie.

Im Falle der Dunklen Energie wurde eine „Verbesserung“ unseres kosmologischen Modells nötig, weil es so scheint, als würde die Expansion des Universums beschleunigt ablaufen. Alle bisherigen Modelle gingen jedoch von einer mehr oder weniger stark verlangsamten Expansion aus.

Die erste Methode schied aus: Es war nicht nur nötig, eine präzisere Vorhersage zu treffen, sondern es musste eine andere Vorhersage aus dem Modell abgeleitet werden. Die dritte Methode schied einfach deswegen aus, weil wir keine bessere Theorie haben, die an die Stelle unseres heutigen Modells treten könnte.

Es bleibt nur die zweite Methode übrig.

Die Zukunft wird zeigen, ob es sinnvoll war, die Dunkle Energie zu postulieren, oder ob man die Beobachtungen nicht vielleicht auch dadurch erklären hätte können, dass man ein vollkommen neues Modell schafft.

Nach meiner Überzeugung läuft Fortschritt manchmal kontinuierlich und manchmal sprunghaft. Ich glaube, dass wir mit der Dunklen Energie einen Punkt erreicht haben, wo wieder mal ein „Sprung“ nötig wäre.

Michael