Die Invasion der Boltzmann-Gehirne

Was klingt wie der Titel eines Trash-Films, basiert in Wirklichkeit auf einer ernsthaften Fragestellung, die viele Kosmologen und Quantenphysiker umtreibt. Ist das Universum nämlich unendlich gross, und wird es beliebig alt, wird es vorwiegend von einer ganz exotischen Art Intelligenz beobachtet: den Boltzmann-Gehirnen.

Boltzmann-Gehirne: Copyright Perimeter Institute
Boltzmann-Gehirne: Copyright Perimeter Institute
Was ist ein Boltzmann-Gehirn? Quantenfluktuationen können mitunter die seltsamsten Dinge geschehen lassen. Man muss nicht einmal so weit gehen: schon bei der thermischen Bewegung von Atomen können unheimliche Dinge passieren. So wäre es zwar ausserordentlich unwahrscheinlich, aber doch nicht ausgeschlossen, dass die Kaffeetasse auf dem Tisch einen spontanen Sprung nach oben macht, weil sich alle Atome, aus der sie besteht, für einen einzigen Moment zufällig in die gleiche Richtung bewegen. Es ist rein physikalisch nicht ausgeschlossen, dass dies passiert, und wenn man genügend viele Kaffeetassen beobachtet, wird man früher oder später (so in einigen Zigilliarden Jahren…) auch eine sehen, die einen solchen Sprung macht. Auch in der Quantenwelt gibt es diese extrem seltsamen, unseren alltäglichen Beobachtungen wiedersprechenden Phänomene, die zwar extrem unwahrscheinlich sind, bei einem genug grossen (sagen wir: unendlich grossen) Universum aber immer wieder mal hier oder dort (einige Zigilliarden Lichtjahre voneinander getrennt) auftreten können. So ist es z.B. extrem unwahrscheinlich, aber nicht ganz ausgeschlossen, dass ein Mensch durch eine Quantenfluktuation aus seinem üblichen Alltag gerissen und spontan auf den Mars getunnelt wird. Natürlich fürchten wir uns nicht vor solchen Phänomenen, weil sie so extrem unwahrscheinlich sind, dass sie wir sie wohl nie erleben werden – aber, und das ist der Punkt, physikalisch gesehen sind sie nicht ausgeschlossen.

Was hat es nun mit den Boltzmann-Gehirnen auf sich? Quantenfluktuationen können auch Materie entstehen (oder verschwinden) lassen. So ist es zwar unwahrscheinlich, aber nicht ganz ausgeschlossen, dass sich irgend ein makroskopisches Objekt spontan aus dem Nichts bildet. Je grösser, je komplexer das Objekt, desto seltener bildet es sich. Aber in einem wirklich unendlich grossen Universum ist eben irgendwann, irgendwo alles möglich. So zum Beispiel ein Gehirn, das mit unserem menschlichen Gehirn vergleichbar ist. Oder ein ganzer Mensch. Oder ein Mensch, der von einer Blase aus atembaren Sauerstoff-Stickstoff-Gas umgeben ist. Oder gleich von einer ganzen Hotelanlage inklusive Swimming-Pool und Gartenrestaurant. Ein solches Gehirn, bzw. ein Mensch, bzw. ein beliebiger, aber spontan gebildeter Beobachter nennt man ein Boltzmann-Gehirn.

Ja aber, kommt jetzt vielleicht ein Einwand, ist denn das nicht so extrem unwahrscheinlich, dass es überhaupt nie passiert? Darauf gibt es zwei Antworten. In einem räumlich unendlichen Universum ist das definitiv nicht der Fall: eine extrem, ja beliebig kleine Zahl, multipliziert mit unendlich, gibt immer noch unendlich. Das heisst, im unendlichen Universum gibt es auch unendlich viele Boltzmann-Gehirne mit sie umgebenden Hotelanlagen inklusive Swimming-Pool und Gartenrestaurant, und in einer unendlich grossen Untermenge davon steht an der Bar bereits ein Martini mit Olive bereit. In einem Universum, das räumlich begrenzt, aber zeitlich unendlich weit in die Zukunft reicht, ist es im Prinzip das gleiche, bloss dass alle Boltzmann-Gehirne ausschliesslich in der fernen Zukunft existieren (je nach dem, wie gross das endliche Universum ist, kann es auch eine endliche Anzahl von ihnen in der Gegenwart geben).

In der Gegenwart nämlich wird die Population der Beobachter (egal ob das Universum endlich oder unendlich gross ist) mit Sicherheit von im entferntesten Sinn menschenählichen Gehirnen dominiert (damit meine ich: egal wie ausserirdisch fremd sie sein mögen, sie haben sich letztlich durch Mutation und Selektion auf einem Planeten gebildet, nicht durch spontane Entstehung aus dem Nichts). Da es offenbar möglich ist, dass sich Beobachter auf „normalem Weg“ bilden (so wie wir), kann man davon ausgehen, dass diese Art von Entstehung sehr, sehr viel häufiger ist als die Entstehung eines Boltzmann-Gehirns (etwa so, wie es sehr, sehr viel wahrscheinlicher und damit auch häufiger ist, dass ein Tropfen auf einem Stein einfach aufgrund der Schwerkraft nach unten fliesst, statt dass er sich spontan in einem Quanteneffekt durch den Stein hindurchtunnelt). Doch das Universum mag nicht überall (oder für alle Zeiten) so lebensfreundlich bleiben, wie es heute ist. Nach allem was wir heute wissen (oder anders gesagt, es deutet heute alles darauf hin, dass es so ist), hatte unser heute beschleunigt expandierendes Universum zwar einen zeitlichen Anfang, aber kein absehbares zeitliches Ende. In einigen hundert Milliarden Jahren wird der Wasserstoff der Galaxien vollständig aufgebraucht sein, und es werden keine neuen Sterne mehr entstehen. Irgendwann werden erst die kurzlebigen, dann auch die langlebigen Sterne erlöschen, und am Ende wird die Materie unserer Galaxis zu einem gigantischen Schwarzen Loch zusammenstürzen, das durch unglaubliche Entfernungen vom nächsten gigantischen Schwarzen Loch getrennt ist. In noch unglaublicheren Zeiträumen werden diese Schwarzen Löcher dann wider verdampfen, bis das Universum wirklich komplett leer ist und nur noch von der immer stärker „verdünnten“ Hintergrundstrahlung dominiert wird (die Verdünnung geschieht über die dann vermutlich immer noch anhaltende Expansion des Universums). Diese unglaublich leere, ferne, lebensfeindliche Wüste aus fast Nichts ist der natürliche Lebensraum der Boltzmann-Gehirne: hier haben sie eine Ewigkeit Zeit, um aus dem Nichts aufzutauchen und sich über die unglaubliche Leere um sie herum zu wundern (da zu ihrer Entstehung immer eine gewisse Konzentration von Strahlung nötig ist, brauchen sie, mit zunehmender Expansion des Universums und dem konstanten Schwächerwerden der Hintergrundstrahlung, immer länger um spontan zu entstehen. Aber wen interessiert das, wenn man eine Ewigkeit Zeit hat?). Gemessen an den unendlich langen Zeiträumen, in denen unendlich viele Boltzmann-Gehirne Zeit haben, im Gartenrestaurant ihrer Hotelanlage, mit Blick über den Swimmingpool und die Leere dahinter, an ihrem Martini (mit Olive) zu sippen und sich Gedanken über ihre Lage zu machen, ist unsere eigene, heutige Existenz unglaublich einzigartig.

Wir Menschen sind keine Boltzmann-Gehirne, soviel ist klar. Nun gibt es – einmal mehr – zwei Möglichkeiten. Entweder gehören wir zu einer extrem seltenen Form von Beobachtern im Universum, sind also etwas extrem Besonderes angesichts der sehr viel häufigeren Boltzmann-Gehirne in der fernen Zukunft. Oder aber, das Universum ist derart beschaffen, dass Boltzmann-Gehirne niemals in so überwältigender Zahl entstehen können. Nehmen wir an, wir seien typische Beobachter des Universums, dann kann das Universum nicht beliebig alt werden: irgendetwas in den Naturgestzen unseres Universums muss – unter der Annahme, wir Menschen als nicht-Boltzmann-Gehirne seien typische Beobachter – die Invasion der Boltzmann-Gehirne verhindern. Oft reicht es schon, wenn sich gewisse Naturkonstanten über sehr grosse Zeiträume verändern: je nach dem ist es dann möglich, das Universum irgendwie zu „beenden“, bevor all die Martini-sippenden Boltzmann-Gehirne aus dem Nichts ploppen.

Arxiv-Preprint zum Thema

50 Kommentare

  1. @2. unbekannter Gast von oben
    Ob ununterscheidbare Objekte in jeder Gegenwart, Vergangenheit und Zukunft identisch sind, wie Leibniz geschrieben hat, werden wir nie überprüfen können.
    Jedoch glaube ich, dass das Ich nicht nur von der Konfiguration des Gehirns, sondern vor allem von den Beziehungen zu der Umwelt und zu anderen Menschen entsteht.
    Die Frage, wie überhaupt das Konzept der Identität in die Welt kam, lässt mich immer wieder in vollkommenen Erstaunen zurück.

  2. @ Mo3biuS

    deine Boltzmänchen Gehirne wärst dann auch du und jeder andere auf der Welt zudem würden sie entstehen und sterben recht schnell und in einem dermassen kalten Universum gibt es keine strukturen mehr nur maximale Entropie diese Boltzmann Gehirne sind nur Spontane Quanteneffekte die auf unendlich lange Zeit entstehen sagen wir mal in einer Billiarden Jahre entsteht vielleicht ein Mensch spontan (ein Boltzmann gehirn) der stirbt und in der nächsten Billiarden jahre entsteht ein neues. Zudem muss genug Wasser Nahrung und sonstwas mitentstehen oder eine Konfiguration die dem Gehirn oder dem Menschen erlaubt lange zu bestehen auch werden irgendwann mal tausend auf einmal entstehen oder millionen aber dafür müssen Planeten entstehen etc. Man kann nicht vom beherschen des Universums sprechen rein theoretisch würde auch unser Sonnensystem im Jahre 2010 nach Christus irgendwann entstehen und wir würden uns denken wir wären allein im Universum weil nichts anderes zu sehen ist. Boltzamnn gehirne sind nur spontan entstanden bewusste Wesen die auf unendlich lange Zeit irgendwann einmal entstehen aus den quantengesetzen herraus. Die Zeiträume müssen dir mal klar werden. wir sprechen von Quintilliarden Jahren. Das beherschen eines Universums verliert jede Bedeutung. Was machst du wenn du plötzlich spontan auf einem Felsen in einer Luftblase sitzend entstehts und in 100 Trillionen Jahren vielleicht nochjemand ? wie kannst du da das Universum beherschen diese Boltzmann gehirne sind nicht allmächtig was er sagen will mit seinem bericht auf unendlich lange Zeit werden die unwahrscheinlichsten Sachen passieren da es für jedes Ereigniss eine gewisse Wahrscheinlichkeit gibt mag sie noch so klein sein wird in einem Universum das sich unendlich ausdehnt irgendwann alles passieren und der Big Freeze ist mit hoher wahrscheinlichkeit das was passieren wird messsungen sagen das eindeutig wenn sich ni9cht plötzlich irgendwass verändert vergeht unsere welt im Eis da die Anziehungskräfte der dunklen materie und Materie nicht ausreichen um das Universum zusammenzuziehen.

  3. Hi hoffe du liest das ich wenn das nämlich der Wahrheit entspricht dann hat das extreme Konsequenzen die wir alle in einigen Jahrzehnten spüren werden undzwar am eigenen Leib und das unausweichlich.

    Also im Falle das auf unendlich lange zeit gesehen durch Quantenfluktuation spontan Elemtarteilchen entstehen können und unser Universum sich unendlich ausdehnen wird dann liegt vor uns ein ziemlich extreme Erfahrung.

    Irgendwann wird nämlich jede Person einfach so in ein Billiarden Jahre altes Universum ploppen auch exakt die Konfiguration an Atomen die gerade Ich oder Du oder alle hier sind. Das heisst genau wir werden direkt nach unserem Tod mit exakt den Erinnerungen oder mit älteren Erinnerungen in einem Toten Universum auferstehen es werden exakt wir sein da wir von nichts zu unterscheiden sind. Und nicht nur wir sondern das wird auch in vielen Konfigurationen passieren DU mit deinen jetzigen Gedanken und einem Autobus in dem John F Kennedy sitzt mit seinen Erinnerungen aus 1962. Meistens werden wir sofort draufgehen denn es wird keine Luft keine Wärmequelle kein Martini entstehen da dafür die wahrscheinlichkeit kleiner ist. Wir werden also mehre millionen mal sterben bevor wir nackt in einer Raumkapsel mit Beyonce Knowles und Angelina Jolie aufwachen.

    Also wenn das stimmt werden wir das alle nach unserem Tod merken. Sogar mit Erinnerungen direkt aus dieser Zeit das heisst du Ich alle die das Lesen werden in der exakten Konfiguration die sie in der Nanosekunde waren nachdem sie das letze Wort dieses Kommentars gelesen haben erwachen evtl werden bis dahin 10^10000000 Jahre vergangen sein. Aber da wir kein Zeitempfinden haben wenn wir tot sind wird uns das so vorkommen wie sofort. Da alle Konfigurationen in denen wir ohne Lebenserhaltungssysteme daherkommen unbedeuten sind für unsere Reflektion da wir keine Zeit zum nachdenken hatten werden also nur die Momente zählen die wir lebend verbracht haben auch wird es variationen unseres ICHs geben wobei evtl nur diejenigen zählen die uns definieren ausser das Bewusstsein ist nicht so exakt an die Erfahrungen und Erinnerungen gebunden.

    Es wäre bizarr aber das wäre soweit ich alles richtig verstanden habe eine Folge von unserer Physik wenn das richtig ist. Je nachdem wie die finale Physik aussieht wird unser Tot sehr extreme Konsequenzen haben.

    Unser Universum ist entstanden also gab es eine gewisse Wahrscheinlichkeit dafür unser Ich ist definiert. Wie ist egal solange es definiert ist. Unser Universum ist aus einer spontanten Fluktuation von nichts entstanden evtl gab es auch andere Gründe. Egal wie die Gründe für das entstehen unseres Universum war. Auf unendlich lange Zeit gesehen ob unser Universum nun da ist oder nicht wird es wieder ein Universum geben in dem die Definition unseres Ichs existiert somit werden wir nach dem Tod wahrscheinich wieder aufferstehen in einem anderen Universum das unserem aber so ähnlichsein muss das wir daraus hervorkommen werden. Somit werden wir auf unendlich lange Zeit unendlich Variationen unseres eigenen Ichs leben. Wobei uns das nix ausmacht weil wir uns ja an nichts erinnern können auf unendlich lange zeit ist das die beste Lösung kein Himmel kann unterhaltsam genug für unendlich sein. Wir würden jegliche Leben führen und wir würden sie auch spüren das ist man dann selbst nicht jemand anders der genauso aussieht. In einem leben am ende als Junkie im anderen König der Welt. Es gab den Urknall nicht umsonst vielleicht gab es keinen Auslöser aber es war ein Ereigniss das eine betimme Wahrscheinlichkeit hat selbst nach Ende unseres Universums kann man sagen das es irgendwann einmal wieder Knallen wird. Und wenn das stimmt was da oben steht wird auch Spontan immer wieder mal ein Urknall aus entstehen. Und das mit den Boltzmann gehirnen wäre krass wobei ich mir vorstellen kann das ein filigranes Gehirn eine niedrigere Wahrscheinlichkeit zur entstehung hat als eine Urknallsingularität. Wenn nicht wird nachdem Tod der krasseste Trip unseres Lebens warten wenn wir bis aufs letzte Quark dort spontan wiederentstehen.

  4. Tut mir leid! Aber Ihre Annahmen kann ich nicht vollständig nachvollziehen.

    \“Wir Menschen sind keine Boltzmann-Gehirne, soviel ist klar\“

    Woher möchten Sie denn zunächst wissen, dass Sie selbst kein Boltzmann-Gehirn sind. Durch die spontane Zusammenkuunft von Atomen, die beispielsweise dem neuronalen Netz eines Gehirns ähneln, dass bestimme Erfahrungen gesammelt hat, kann Ihnen auch eine Vergangenheit suggeriert werden. Die Wahrscheinlichkeit einer zufällig aus dem Nichts erscheinenden Zivilisation mit Erfahrungen über ihre Vergangenheit ist zwar höhst unwahrscheinlich, aber im unendlichen Universum nicht ausgeschlossen.

    Außerdem gehen Sie vom \“Big-Freeze\“ aus… noch ist nicht eindeutig geklärt, ob unser universum tatsächlich so endet.

    Des Weiteren müssen Sie mir erklären, warum, welche Logik verhindern würde, dass das Universum schlussendlich nicht von Boltzmännchen beherrscht werden würde.

    Ich würde mich über Ihre Antwort freuen.

    LG mo3biuS

  5. Unbekannter Gast schreibt: \“Könnten wir und unser Universum nicht ebenfalls ein Boltzmann Gehirn im großen Multiversum sein?\“

    Frechheit sowas! Ich bin das einzige Boltzmann-Gerhirn. Ich dulde keine weiteren Boltzmann-Gerhirne neben mir. Vergleiche Boltzibel, Psalm 9.99 \“du sollst keine anderen Boltzmann-Gehirne neben mir haben\“..
    Wo kämen wir da hin, wenn jeder von sich behaupten würde, er selber oder sogar das ganze Universum wäre ein Boltzmann-Gehirn. Ts ts, also so öppis!

  6. Interessanter aber lustiger Beitrag 🙂

    Vllt. hat das schon jemand, aber ich wollte gerne mal hinzufügen:

    Könnten wir und unser Universum nicht ebenfalls ein Boltzmann Gehirn im großen Multiversum sein? 😉

  7. Also auf eine unendlich lange Zeit gesehen wird irgendwann mal etwas völlig unwahrscheinliches passieren. Sehr interessant. Die Konsequenzen der Unendlichkeit sind wirklich extrem.

    Ok das würde nämlich einiges Erklären. Den das würde nämlich auch heissen das auf einen unendlich langen Zeitraum spontan ein Planet entsteht. (warum kein Planet wenn ein Restaurant mit martini plus Mensch möglich ist ?) Und würde das dann auch heissen das ganze Boltzmann Galaxien entstehen würden ?

    oder auch ein Universum das so gross ist wie alles was wir beobachten können. Wer weiss vielleicht expandiert das Universum ja wirklich schon immer und manchmal würde dann Spontan eine Trillion Galaxien entstehen so wie die unsere oder es würde ja reichen wenn auch schon genug materie entsteht. Das sich neue Galaxie Haufen bilden können. Und das ganze würden wir dann Urknall nennen die Hintergrundstrahlung wäre dann nur rest Strahlung aus der Spontanentstehung der Materie.

    Was genau würde das eigentlich ändern in der betrachtungsweise des Universums ? Der Unterschied wäre das der Raum bereits vorher da wäre. Und das hinundwieder Menschenartige lebewesen entstehen oder hunde oder katzen oder wale die dann im weltall ersticken.

    Eigentlich ziemlich krass. was ist eigentlich wahrscheinlicher das sich 10^100 Atome plötzlich spontan auf einem winzigen fleck bilden oder das ein difizieles System wie ein Wal sich spontan bildet ? Das würde heissen das bevor ein neuer Urknall stattfindet erstmal einige Wale im leeren Raum verenden müssen.

    Wenn das Universum sich unendlich lang ausdehnt wäre ein neuer Urknall eine zwingende Folge ? Evtl gibt es dann doch kein Multiversum sondern es werden einfach alle möglichen Universen nacheinander abgespielt.

  8. Wo kann ich mir ein solches Bolzmann Gehirn kaufen???

    Bei IKEA zum Beispiel findet man ja alles. Da ist es wahrscheinlich gar nicht so aussergewöhnlich dass sich im Regal 4H eines Gebildet hat und zu einem günstigen Preis zur Verfügung steht.

  9. Ja, du hast sicherlich recht – was ich damit ausdrücken wollte, ist folgendes: Boltzmann-Gehirne entstehen spontan überhaupt nur unter ganz seltenen Bedingungen, setzt man unsere Massstäbe von Raum und Zeit zu Grunde. Gehirne können aber auch \“einfach so\“ entstehen, auf der Basis einer langen evolutionären Entwicklung. Der Zufall, der nötig wäre, um eine in sich stimmige \“Simulation\“ der Welt aufrecht zu erhalten (uns also eine evolutionäre Entwicklung vorzugaukeln, obwohl gar keine stattgefunden hat), ist so gewaltig, dass wir ihn vernachlässigen können. Das typische Boltzmann-Gehirn existiert in einer sehr beschränkten Welt (je beschränkter sie ist, und je weniger wahrscheinlich es ist, dass sich eine solche Welt von selbst entwickelt hat, desto wahrscheinlicher ist es, dass ein Boltzmann-Gehirn diese Welt beobachtet, denn es gibt sehr viel mehr Boltzmann-Gehirne mit \“simplen\“ Umgebungen im Vergleich zu \“komplexen\“), was wir von unserer nicht behaupten können. Unsere Welt ist äusserst komplex, bietet uns ein in sich stimmiges Bild unserer Entstehung.

  10. Zitat:\“Wir Menschen sind keine Boltzmann-Gehirne, soviel ist klar.\“

    Ich finde, das ist überhaupt nicht klar. Wir könnten Boltzmann-Gehirne sein und uns dessen überhaupt nicht bewusst sein. Unser ganzes Sonnensystem, die Galaxis, ja das sichtbare Universum könnte ein Boltzmann-Universum sein. Die Wahrscheinlichkeit wäre extremst klein, aber nicht gleich Null. Vielleicht bin auch nur ich allein ein Boltzmann-Gehirn und meine ganze Wahrnehmung der Welt und Menschen inkl. dieses Blogs wäre nur eine Halluzination meines spontan entstandenen Gehirns, das sich in einer Sauerstoffblase befindet. Da ich meine eigene Existenz nur subjektiv wahrnehme aber nicht beweisen kann, was \“hinter den Dingen inkl. mir selber\“ steckt, muss ich jede Option als möglich (wenn auch sehr unwahrscheinlich) betrachten.

  11. Das \“borgen\“ von Energie aus dem Quantenvakuum ist umso wahrscheinlicher, je kürzer der Prozess dauert – länger andauernde Fluktuationen sind unwahrscheinlicher. Aber in einem unendlichen Universum muss man sich natürlich nicht um wahrscheinlichkeiten kümmern…
    Was den Rest deines Kommentars angeht: Richtig, genauso ist es. Es dürfte für jede Boltzmann-Gehirn unzählige \“fast-Gehirne\“ geben, und die Abstände zwischen den einzelnen Ereignissen wären natürlich gewaltig.

  12. Ich dachte immer, dass Quantenfluktuationen nie ein \“reales\“ Objekt wie ein Gehirn, ein Grandhotel oder sonst etwas hervorbringen könnten, weil sie aus Teilchen/Antiteilchen-Paaren bestehen, die sich gleich nach ihrer Entstehung, bei der sie sich ihre Energie aus dem Vaakuum \“geborgt\“ haben, wieder vernichten müssen. Oder unterliegt die Teilchenvernichtung auch wieder der Unschärferelation?
    Was ich schon für wahrscheinlicher halte, ist die Entstehung eines Gehirns oder einer einfachen Lebensform aus Materie, die schon vorhanden ist und ein paar gehäuften Vaakuumfluktioationen.
    Und wenn es wirklich Boltzmann-Gehirne geben sollte, dann erinnert mich das an die Geschichte mit den Affen an der Schreibmaschine, die irgendwann alle Werke von Shakespeare schreiben sollen, nur dass ein Gehirn wohl noch unglaublich viel komplizierter als ein Text ist. Auf jedes Boltzmann-Gehirn kämen also fast unendlich viele \“gescheiterte\“ Hirne, so dass sie wohl nie eine große Rolle spielen würden.
    Und eine Kontaktaufnahme zwischen zwei solchen Gehirnen wäre wohl auch schwierig, wenn man bedenkt, welche ungeheuren Abstände in Zeit und Raum wohl zum nächsten Organismus herrschen.

    mfg

  13. Also unser Gehirn braucht gewisse Zeit um Information wahrzunehmen und zu verarbeiten (auf Erfahrungswdrte zu ztgreifen). Wir reimen sich die Welt zusammen. Auf dein Beispiel mit der Tasse einzugehen: wir sehen die Tasse auf dem Tisch, dann auf dem Boden. Erst spezial Kammera zeigt mehr. Trozdem kennem wir hir gut überleben. Du hattest Zeit davor um diesds Ereigniss jetzt zu verstehen. Wenn etwas nur kurz erscheint, davor und danach ist alles andere unverändert, wird es dein Gehirn ignorieren, wenn es überhaupt wahrnehmen konnte. Weil es so unglaublich ist und gegen deine Erfahrung. Es ist ein Schutzmechanismus. Es ist aber wahrscheinlicher das bei der grösse des Universums (hinter dem für uns beobachtbaren wdgen Lichtgeschwindlichkeit oder im anderen Multiversum – je nach Theorie – solche Sachen normal sind und häufiger vorkommen. Weil wenn irgendwas möglich ist wird es auch passieren. Die Naturgesetze dürfen nicht im Makro so verletzt werden. Quantenfluktationen (auftauchen von Materie aus den Nichts) dauern nur sehr kurz und interferieren mit übrgen Realität nicht. Je mehr Teilschen beteiligt sind um so köplizierter wird es, das sie sowas \’mache\‘. Aber wenn es mal pasibren solltd ist es wie eine Kettenreaktion und es wird zu \’Normalität\‘ d.h. es wird \’Realität\‘. Abernicht hier bei uns sondern sehe oben (je nach Theorie…). Die Autos also springen \’unerlaubt\‘ von 200 auf 500 km/St wirklich aber nicht bei uns.

  14. Zu dem Beispiel mit dem Auto dessen Motor für 200kmh ausgelegt und eine Wahrscheinlichkeit besitzen soll 500kmh zu schaffen.

    Das ist Unsinn, wenn ein Motor in einem Auto eine gewisse Anzahl an PS hat und diese Kraft auf eine gewisse Masse wirkt, und die Werte so gewählt sind, dass 200kmh die maximal erreichbare Geschwindigkeit ist, dann ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Auto 500kmh schafft null. Da kann man auch unendlich Autos anschauen null mal unendlich bleibt null. Das einzige was passieren kann ist, dass durch Quantenfluktuationen der Motor oder die Masse oder was auch immer so verändert wird, dass der Wagen plötzlich 500kmh schafft. Da die Wahrscheinlichkeit für solch eine Veränderung nicht null beträgt, wird man bei einer grossen Anzahl von beobachteten Autos in einer grossen Zeitspanne solch einen Fall beobachte.

    mfg

  15. Ich spekuliere ja nicht – ich übertrage nur. Die Boltzmann-Gehirne sind nicht meine Idee (das kommt hoffentlich im Artikel hervor), sondern werden innerhalb der Physik diskutiert.

    Ich weiss nicht, ob das mit den 3 Sekunden so stimmt. Ich denke, es ist offensichtlich, dass es auch deutlich kürzere Ereignisse \“gibt\“. Eine Tasse, die zu Boden fällt und zersplittert, tut das zB in deutlich weniger als drei Sekunden, und ich kann es wahrnehmen. Hast du eine Quelle für die Behauptung, so dass man den Kontext, in dem sie gemacht wurde, nachvollziehen kann?

  16. Bitte ohne genaue Kenntnisse von Quantenphysik nicht spekulieren. Quantenfluktuationen sind isolierte Ereignisse und dauern nur Bruchteile von Sekunden. Je mehr Teilchen beteiligt sind um so umwahrscheinlich sind sie. Man kann diese Ereignise nicht beobachten nur wenn sie mit \’realen\‘ teilchen ragieren (d.h. Spuren hinterlassen) auf sie schleiessen. Ausserden jede Beobachtung stört diesen schon unstabielen System. Nebenbei bemerkt Zeit so wie wir Menschen es verstehen gibt es in Quantenwelt nicht, d.h. wenn es dieses Phenomen gibt wird es \’überal und jederzeit\‘ geschehen, wenn die Premisse \’Unendlichkeit\‘ gilt, weil sie dem System von Anfang an innewohnt (muss). Und nebenbei Bemerkung aus der Neurologie: \’menschlicher\‘ Boltzmann wird sich in der kurzen Zeit seiner Existenz nicht mal bewusst, da alles was weniger als 3 Sekunden dauert existiert nicht.

  17. \“Ich merke gerade im Angesicht der Unendlichkeit ist alles möglich.\“

    Genau das ist der Punkt. 🙂 Könnte das Universum so entstanden sein? Wer weiss – klingt auf jeden Fall nicht unplausibel. Allerdings gibt es dann wohl noch unzählige andere Universen, und es stellt sich die Frage, woher der \“Rahmen\“ kommt, in dem das Universum entstehen konnte.

  18. Nun, so ein Programm kann man in wenigen Zeilen Programmcode realisieren (bin selbst Programmierer). Ich habe nur nicht unendlich viel Zeit 😉 Aus der Software-Entwicklung kennt man sog. \“Magic Numbers\“, mit denen man z.B. Datenströme oder Dateienden markiert. Diese sind so gross (oder lang) gewählt, dass dieser Schlüssel zufällig nicht auftreten kann – wobei auch hier eine geringe Wahrscheinlichkeit dafür besteht. Klar, wenn man unendliche Zeit wartet, könnte der Fall eintreten, dass diese Magic Numbers zufällig in einer Datei auftreten. Ich merke gerade im Angesicht der Unendlichkeit ist alles möglich. Könnte unser Universum so entstanden sein? Am Anfang war das Nichts, und das Universum hat sich in eine Existenz gestürzt, weil es möglich ist, wegen seiner Unendlichkeit. Das würde die berühmte Frage \“Warum ist nicht Nichts\“ beantworten. Wäre interessant zu wissen wie wahrscheinlich es ist: das etwas ist oder das es nichts gibt. Aber das beißt sich mit dem anthropischen Prinzip. Uns gibt es, und deshalb muss das Universum auch so sein wie es ist, damit es uns hervorbringt.

  19. Nun, das Auto könnte ja immer noch durch einen aussergewöhnlich starken, lokalen Windstoss beschleunigt werden… 🙂 Richtig ist jedoch, selbst in einem unendlich grossen Universum wird nirgends etwas passieren, was den Naturgesetzen widerspricht. Die Wahrscheinlichkeit, dass irgendwo ein Auto auf 1.5-fache Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, ist Null, weil das nicht mit den Naturgesetzen verträglich ist. Und Null mal Unendlich gibt eben immer noch Null.

    Sobald die Wahrscheinlichkeit aber ein beliebig kleines bisschen grösser als Null ist, wird das Ereiginis in einem unendlich grossen Universum unendlich mal auftreten.

    Quantenfluktuationen, die Objekte hervorbringen, sind von den Naturgesetzen nicht verboten – die Wahrscheinlichkeit ist winzig, unglaublich-unvorstellbar-ungeheurlich-winzig 😉 sozusagen, aber wenn das Universum unendlich gross ist (oder unendlich lange existiert) wird es von unendlich vielen Boltzmann-Gehirnen bevölkert.

    Und doch, auch Zufälle können etwas komplexes hervorbringen: Wenn du dir zum Beispiel ein Programm schreibst, das zufällig Buchstaben um Buchstaben ausspuckt, und du dir diese Buchstabenkette anzeigen lässt, dann wird es irgendwann passieren, dass dein Name in dieser Zeichenkette auftaucht. Wenn du noch länger wartest (seeeeeeeeeeehr viel länger), dann taucht auch dein Nachname auf, deine Adresse, etc. Wenn du wirklich unendlich lang warten würdest, wird ein bekanntes Buch, unsere Postings hier, ja die ganze Weltliteratur auftauchen (natürlich immer zwischen einer grossen Menge \“Müll\“ und \“nicht-ganz-korrekten\“ Texten bzw Auszügen davon).

  20. Danke für diesen sehr interessanten Artikel. Aber man kann sich doch auf solche Wahrscheinlichkeitsrechnungen nicht verlassen. Z.B. nehmen wir ein Auto das maximal 200 km/h Geschwindigkeit schafft. Es gibt bestimmt eine (zugegeben sehr geringe) Wahrscheinlichkeit dass das Auto auch mal 500 km/h schafft. Aber wir \“wissen\“ der Motor ist gar nicht in der Lage solche Geschwindigkeiten zu erreichen. Es wird nie eintreten, egal wie wahrscheinlich oder unwahrscheinlich es ist. Und ist es nicht realistisch, dass solche unwahrscheinlichen Objekte, wie die genannten Boltzmann-Gehirne, zufällig entstehen können. Unendlichkeit hin oder her. Es ist doch realistischer anzunehmen, dass aus zufälligen Quantenfluktuationen nie etwas komplexes entstehen kann. Diese Zufälle verteilen sich doch gleichmäßig auf den unendlichen Raum?!? Ich bin Laie – vielleicht hab ich einen Denkfehler…aber Zufall erzeugt doch immer Unordnung und selten Ordnung. Grüße

  21. \“Unbekannter Gast\“: Du hast die Wissenschaft falsch verstanden. Bewiesen wird in der Wissenschaft nichts. Es werden am laufenden Band Theorien aufgestellt und widerlegt, was einst als bewiesen galt, wird verbessert, ersetzt, neu formuliert.
    Genauso behauptet der Autor des Artikels, dass wir garantiert keine Boltzmann Gehirne seien, aber das ist falsch, ganz im Gegenteil: Die Wahrscheinlichkeit, als Menschen auf einem Planeten zu entstehen ist unendlich mal kleiner als diejenige, dass wir alle bzw nur ein einziger von uns ein Boltzmann Gehirn ist und sich seine Umgebung eigentlich nur unterbewusst vorstellt.

  22. Hallo Gregor,
    Ich bin daran, eine neue Seite, basierend auf dem CMS Drupal, zu erstellen, bloss dauert das halt einfach eine Zeit – ich habe heute leider nicht mehr so viel Zeit wie während meines Studiums… 🙂 Drupal hat Newsfeeds, und eine integrierte Forenfunktion. Also: stay tuned! 🙂

  23. Hi Bynaus.
    Lese die Seite auch sehr gerne und sehe ab und zu nach neuen Artikeln vorbei. Wäre es nicht vllt mal sinnvoll einen NewsFeed oder ähnliches anzubieten?

    Auch find ich die Diskussionen in der Kommentarfunktion immer sehr interessant mit zu lesen. Was hältst du davon vllt ein kleines Forum auf zu machen?

  24. Hallo Chris, tut mir wirklich Leid, dass es so lange dauert. In letzter Zeit hatte ich persönlich sehr viel anderes im Kopf, aber jetzt wirds besser und ich habe schon eine Reihe neuer Ideen und Artikelrümpfe… Noch ein bisschen Geduld. Sorry nochmals.

  25. Byanus,

    wann beglueckst du uns den mal wieder mit einem neuen Artikel?
    Ich schaue taeglich vorbei, werde jedoch regelmaessig enttaeuscht 🙁

    gruss chris

  26. @Der Sachse:
    1. Die Definition des Univserums als die Summe all dessen, was existiert (inklusive Prozesse), ist mit der Einführung eines begrifflichen Konstruckts wie \“Multiversum\“ auch (vorsichtig formuliert) tendenziell inkonsistent (zumal (\“was existiert\“) etwas schwammig, da so U. auf \“existent\“ zurückgeführt wird). Ein Ausserhalb des Raumes (also der Raumzeit) wäre aber schon unsinnig, aber eventuell gibt es eine Art \“Raum\“ in den die Universen \“eingebettet\“ sind? Dazu wäre ein eigener Artikel denkbar…
    2. Du hast wohl recht. Aber soweit ich es verstanden habe, verschwinden die B. eben nicht! Aber die Ähnlichkeit wollte ich nur erwähnen und es ist schön, das der Gedanke nicht ganz abwegig ist.

    @Interessierter: Deine Fragen werden weitgehend durch den Artikel beantwortet.
    Eine konkrette Beobachtung gibt es mW _nicht_ es ist nur so, dass bestimmte Annahmen die Entstehung dieser \“Bolzmann-Gehirne\“ wahrscheinlich machen (oder wahrscheinlich machen sollen). Und das Beispiel mit der Tasse hatte damit (den B.s) nichts zu tun, ausser, dass Beide Ereignisse unwahrscheinlich, aber nicht ausgeschlossen sind. 😉
    Zu deiner letzten Frage: Ich würde spontan sagen, keine von beiden vermeidlichen Alternativen trifft zu. 😀 Hier treffen sich nur Leute, die an einen bestimmten Thema (das Viele vielleicht einfach als \“langweilig\“ abtun) interessiert sind und sich aus unterschiedlichen Quellen darüber informieren, besonders hier im Kommentarstrang muss nicht alles 100% stimmen; Hier wird auch speckuliert, hier werden Ideen ausgetauscht usw.. :-}

  27. Also ich muss gleich mal dazusagen daß ich noch nie in meinem Leben etwas über \“Boltzmann-Gehirne gehört habe… das hier ist heute meine Premiere. Wie kommt man eigentlich zu so einem Schluss daß es so etwas geben könnte ? \“I want to believe\“ … aber hat irgendjemand so etwas schon mal beobachten können ? gibts dafür wissenschaftliche Experimente die das belegen können ? Ich bin wirklich der letzte der Sachen die er noch nie gesehen oder gehört hat anzweifelt… aber selbst wenn diese Kaffeetasse jetzt vor mit hochhüpfen täte weil alle Atome in dieselbe Richtung fliessen, würden mir spontan sicher erstmal 5 andere Gründe in den Sinn kommen für das Ereignis wie ein Boltzmanngehirn… für mich macht das alles wenig Sinn und ich würde eine Erklärung eher in einer überlappenden Dimension suchen wenn etwas aus dem Nichts floppt…
    Entweder bin ich hier in einem Forum gelandet mit lauter Genies deren IQ über 200 liegt… oder im Forum der Irrenanstalt… ich werd drübernachdenken 😉 *grins*

  28. sry, hab was vergessen:
    deshalb ist die Staedy-State-Theorie in meinen Augen trotzdem obsolet
    d.h. Die Quantenfluktuation ist für die Stady-Stateler keine Stütze.

  29. @D.: Die Idee kam mir auch

    Es gibt bei dem ganzen Boltzmann-Gehirn-Thema nur eine Haken: Ein Boltzmanngehirn oder die Materie/Energie im Steady State, die ja von der Steady-State-Theorie gefordert wird, verschwinden gleich nach ihrer Entstehung

  30. @Unbekannter Gast:
    KURZFASSUNG
    Frage: Quantenfluktuation für Entstehung des Lebens verantwortlich?
    möglich: ja
    notwendig: nein
    wahrscheinlich: nein
    wahrscheonlich anhand vom anthropischen Prinzip: keine Ahnung (ich denke aber: nein)

  31. @Christian:
    Das Universum ist definiert als summe alldessen was ist und passiert
    im vakuum ist (abgesehen von virtuellen teilchen) nichts, es passiert aber was: Wechselwirkungen werden durch das Vakuum/Feld übertragen.
    Außerhalb des Universums gibt es keine Wechelwirkung mit seinem innerem, sonst müsste man diese bereiche mit zum universum zählen.
    \“Außerhalb des Universums\“ ist sowieso ein irreführender Begriff: das universum hat keinen Rand, es ist entweder unendlich groß oder wölbt sich schlüssig in sich selbst (siehe \“Konsequenzen der Unendlichkeit\“ auf dieser Seite), sei es als eine nahezu-Hyperkugel/-Hyperdonout-alá-Homer-Simpson/-Hyper-was-auch-immer.
    Bei der Projezierung von Dimensionen (Raum, Hyperraum, Quasidimensionen, Zeit, imaginäre Zeit, Mikrodimensionen,…) in ein Schema sind sie
    ENTWEDER
    real, d.h. IM UNIVERSUM
    ODER
    eine Veranschaulichung/ein mathematisches Verständnis
    d. h. die Dimension z.B. der Amplitude der Raumzeitkrümmung ist keine reale, sondern nur eine abstrakte \“Dimension\“
    in diese \“Richtung\“ hin ist das universum af eine Gekrümmte FLÄCHE projetziert unendlich dünn (eben eine Fläche, es lässt sich nicht verlassen)
    außerhalb dieses Schemas ist NICHTS, noch nichtmal Vakuum.
    Bei solchen Schemen verwechselt man das Dargestellte mit einer zusätzlichen Dimension.
    Deshalb hört man manchmal von \“Außerhalb des Universums\“
    das ist wie \“nördlich des Nordpols\“

  32. wieder ein super artikel… irgendwie erscheint mir hierbei eine paralelle zum urknall – könnte doch auch eine quantenfluktuation gewesen sein? eine quantenfluktuation in einem erkalteten, uns umgebenden universum?

    lg, mong

  33. Wobei: Es kann doch auch sein, dass ganze Planetensysteme und sogar Galaxien auf diesen Weg entstehen, oder?
    Eine Sonne, z.b. ist kein so komplexes Konstruckt wie das Gehirn; Das Problem wäre nur die Größe. Aber eine vergleichsweise kleine Sonne und/oder schon ein Planet würde ja reichen, wieder Objekte in Bewegung zu bringen, wenn sie nah genug sind.
    Demnach heisst diese Idee doch, dass das Universum nie eines \“Wärmetodes\“ sterben /kann/. Bloß dass wir zufällig noch in einer Epoche leben, in der wir \“normale Verhältnise\“ vorfinden?

    Klingt komisch, klingt überraschend: Würde dies Verständnis von Astronomie nicht generell diese Einteilung der Zeitachse umwerfen? Mal ohne Hintergrund, und so auch ohne Gewicht, speckuliert: Wir könnten bereits >ewige< Zeiten *nach* der Epoche der \"nicht boltzmann\'schen Systeme\" existieren? Die Hintergrundstrahlung kann demnach... Die Idee hat mich nämlich, nach nochmaligen Lesen, an etwas erinnern von dem ich vor einiger Zeit mal las, die \"Steady-State-Theorie\". Wurde ähnlich beschrieben.

  34. Ich halte die These für die spontane Entstehung eines B.Gehirns für genauso wahrscheinlich, wie die Wahrscheinlichkeit dass unser ganzer Kosmos plötzlich in einem \“Plop\“ verschwindet.
    Ob Unendlichkeit hin oder her, es gibt irgendwelche unbekannten Eigenschaften, die so unwahrscheinliche Dinge doch gleich ins Unmögliche schieben, weil die Mechanismen nicht verstanden wurden.
    Ähnlich wie die Lichtgeschwindigkeit eine schon fast magische Barriere ist.

    Um es als \“Sinnbild\“ zu verdeutlichen:
    Stellt man sich eine Kugel vor, die auf einem Teller rollt, so wird man einwenden können: Erhalte die Kugel nur den rechten Stups, springe sie vom Tellerand.
    Es könnte aber auch einfach von \“Oben/Sonstwo\“ noch eine Kugel auf den Teller fallen.
    In Wahrheit handelt es sich bei dem Teller aber nicht um einen Teller sondern um eine Geschlossene Kugel, die wir von innen betrachten, würde die Kugel tatsächlich \“geschubst\“ zerbräche die ganze Welt/Teller, umgekehrt, kann auch keine Kugel auf den Teller fallen von \“Oben/Sonstwo\“, da es kein Teller sondern eine geschlossene Kugel ist.
    In der Betrachtungsweise liegt der Schlüssel, die Quantenphysik mit ihren \“spukhaften\“ Effekten ist da auch nicht anders, der Mensch überblickt sie nur nicht oder leitet aus bisher nicht empirisch erforschbaren Bereichen allerlei unwahrscheinlich Wahrscheinliches ab…einen besseren Überblick schiefe da erst eine vereinheitlichte Theorie oder solche Späße.

  35. könnte nicht die entstehung von leben in ihren anfängen als einzeller ein solch seltener boltzmann-zufall sein? oder handelt es sich um rein logische chemische prozesse, die einzeller entstehen lassen?

  36. Hmm…
    Es gab aber einmal eine Berechnung/Vorhersage, dass in einen Zeitraum von über ca. 10^100 Jahren keine SL mehr existieren werden und dass dann auch die Teilchen soweit auseinandertreiben werden, dass es bald keine Wechselwirkung zwischen ihnen geben wird.

    In einen unendlichen Universum vielleicht nicht…

  37. Warum eigentlich gerade ein Gehirn?
    Sollten es nicht eher Geschöpfe des Raumes sein, also Boltzmann optisch-denkende-Raumschiffe oder Boltzmann Fred-Hoylesche Schwarze Wolken?
    Deren spontanes Entstehen wäre ähnlich unwahrscheinlich, aber ihr weiteres Überleben ungleich wahrscheinlicher, da sie weniger komplizierte Randbedingungen brauchen.
    Mir persönlich gefällt der Gedanke, dass, aufgrund der geringeren Komplexität, vor dem ersten Boltzmann-Gehirn erst millionenfach mein Hodensack in den intergalaktischen Raum ploppen wird, und zwar womöglich besser frisiert als das Original.

  38. Wenn man davon ausgehen kann, dass das Universum so wie wir es kennen auch existiert, dann wären wir eher keine BGs. Wenn das Universum so nicht existiert und nicht mal unser Körper vorhanden ist, sondern unser Körper (ab hier macht es schon keinen Sinn mehr von \“wir\“ zu reden) nur eine Vorstellung des BGs ist und wenn nicht mal das Boltzmann-Gehirn so aussieht, wie wir Gehirne kennen sondern \“nur\“ Bewusstsein mit spontan entstandenen Erinnerungen ist, ist auch dein ganzes Wissen nicht reel vorhanden, sondern nur, um mal ein Beispiel zu nennen, im Plasma eines Sterns (damit die Anzahl der BGs oder sagen wir lieber Boltzmann-Gehirn-Seelen sich dramatisch steigert), für den Bruchteil einer Sekunde entstanden.

  39. Zeit, mal einige Fragen zu beantworten…

    @D. Nun, wie gesagt, es sind zufällige Fluktuationen: dafür braucht es zwar einen Strahlungshintergrund. Doch es spielt keine Rolle, wieviel Zeit irgendwann zwischen zwei Boltzmann-Gehirn-Erscheinungen vergeht: obwohl sich das Universum weiter ausdehnt, nimmt die totale Strahlungsmenge nicht ab. In einem bestimmten Raumbereich werden Boltzmann-Gehirne dann zwar seltener auftreten, aber universumsweit gesehen nimmt ihre Anzahl nicht ab. Und wenn das Universum nun unendlich lange expandiert, dann gibt es eben unendlich viele Boltzmann-Gehirne, die noch entstehen können.

    @Leon: kommt ein bisschen drauf an, was du meinst. Sternentstehung wird schon in wenigen 100 Mrd Jahren zum Erliegen kommen. Aber bis die ganze Galaxis in einem Schwarzen Loch verschwunden ist, wird es noch deutlich länger dauern.

    @Herbert: Daran musste ich auf jeden Fall denken, als ich den Text geschrieben habe… 😉

    @Bozano: Im Prinzip, ja. Bloss, je grösser das mich umgebende Universum, und ganz speziell, je grösser der Bereich um mich herum, der zu meinem eigenen Überleben nicht zwingend notwendig ist, desto unwahrscheinlicher ist es, dass wir selbst Boltzmann-Gehirne sind. Ein Gehirn mitten im Nichts, nur von einer atembaren Atmosphäre umgeben, müsste in der Tat vermuten, dass es ein Boltzmann-Gehirn ist. Wir, mit einem gigantischen Universum rund herum, das in keiner Weise zu unserem Fortbestand beiträgt, müssen hingegen fast zwingend davon ausgehen, dass wir keine Boltzmann-Gehirne sind. Aber wer weiss: vielleicht geht ja der Urknall auf eine ebensolche Quantenfluktuation im Nichts zurück. Cheers! 😉

  40. Falls BGs überhaupt möglich sind, dann kannst du auch nicht behaupten, du wärst kein BG. Auch deine ganzen Erinnerungen könnten spontan entstanden sein.

    Solche Gedanken können beunruhigend sein, unabhängig davon, ob wir BGs sind oder nicht, denn ändern kann man es ohnehin nicht. Also lieber einen Martini mit Olive oder einen Tee noch genießen, da wir, auch wenn wir keine BGs sind, uns spontan in Strahlung auflösen können.

  41. Ist das jetzt eine Hommage an Douglas Adams?
    Ich hoffe, dass auch er nochmal aus dem Nichts ploppt, bevor das drosse grüne Taschentuch kommt.

  42. Ich hatte grade die Inspiration für einen Scifi-Film, kann ich den Titel dieses Beitrages dafür verwenden? 😉

    Wobei…Wenn das Universum unendlich alt wird, denn wird auch eine Zeit kommen in der sich die Strahlen nicht mehr so verdichten werden das \“Boltzmann-Gehirne\“ entstehen können. Oder wieso sollte diese Bedingun immer erfällt sein?
    Wenn ich das richtig sehe, denn sind die Bol.Gehirne immernoch deutlich in der Minderheit…Oder wo liegt er Fehler?

    Ausserdem: Kann es nicht auf B.s geben, die keine Sinnesorgane haben und in ihrer kurzen Zeit nur denken? Kann es auch welche geben, die quasi \“Erinnerungen\“ von anderen haben?

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