Gravitonen und Dunkle Energie

Von der Genetik bis zur Quantenphysik, von der Atomkraft bis zur Künstlichen Intelligenz. Das weite Feld der modernen Naturwissenschaften und ihrer faszinierenden Entdeckungen und Anwendungen.
Ipsissimus
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Fr 15. Nov 2013, 15:08 - Beitrag #1

Gravitonen und Dunkle Energie

Bei Gravitonen (die aber wohlgemerkt nachwievor nur hypothetisch sind) dürfte es genauso sein, Teilchen=Antiteilchen.
hierzu wollte ich doch nochmal nachfragen, das wurmt mich seit damals^^ ist diese Einschätzung ein educated guess deinerseits, oder des Mainstreams, oder ergibt sich das notwendig aus dem Standardmodell? Denn eigentlich wissen wir ja nichts Konkretes über Gravitonen. Ich verstehe jedenfalls noch nicht wirklich, warum Dunkle Energie, wenn sie denn schon masseabstoßend wirkt, also das genaue Gegenteil von Gravitation macht, nicht als Antigravitation bezeichnet werden sollte, selbst wenn meine laienhafte Erklärung ("moduliert Raumzeit so, dass sich Massen voneinander weg bewegen") so nicht haltbar sein sollte.

Traitor
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So 24. Nov 2013, 14:34 - Beitrag #2

Ich habe das mal aus "Dunkle Galaxien" abgetrennt, da es vom dortigen Thema merklich wegführt. (Gravitation an sich vs. Dunkle Materie, Fundamentalphysik vs. beobachtende Astronomie.)

Wie du sagst, wissen wir eigentlich nichts über Gravitonen, also kann es da nur mehr oder weniger gebildetes Raten geben. Wir können lediglich dort ziemlich sichere Vorhersagen machen, wo Eigenschaften des Gravitons notwendig sind, um im klassischen Grenzfall die ART zu reproduzieren, oder im nongravitativen das Standardmodell. "Ergibt sich notwendig" ist selbst dafür noch eine etwas zu starke Formulierung, da ja immer auch die Möglichkeit mitschwingt, dass wir etwas ganz fundamentales übersehen und unsere Erfolgsmodelle nicht natürliche Grenzfälle, sondern nur zufällige Annäherungen einer ganz anderen Theorie sind... aber allerhöchstwahrscheinlich sollte eine Quantengravitation sowohl SM als auch ART auf natürliche Weise erweitern, und Voraussagen über Gravitonen also relativ sicher sein.
Dazu gehören dann insbesondere die Voraussagen, dass Gravitonen masselos sein (damit die Gravitation beliebige Reichweite hat) und Spin 2 haben sollen (um die Gleichungen der ART reproduzieren zu können). Ladungslos sowieso, da es keinen Grund gibt, an Elektromagnetismus oder Starke/Schwache Kernkraft zu koppeln. Für die Frage nach dem Antiteilchen ist dann ausschlaggebend, welche Quantenzahlen sich zwischen Anti- und "normaler" Variante unterscheiden können. Graviton: Masse nicht, Ladung nicht. Die Feinheit mit Majorana oder Dirac, wie bei Neutrinos, entfällt, weil es kein Fermion, sondern ein Boson (ganzzahliger Spin) ist. Damit bleibt halt nichts mehr, was Graviton und Anti-Graviton unterscheiden könnte, es ist sein eigenes Anti-Teilchen, wie bei Photonen.
Alternativen dazu dürften nur deutlich kompliziertere Modelle sein, die z.B. kein elementares Graviton vorsehen, sondern irgendwie eine Zusammenwirkung der anderen Kräfte.

Dunkle Energie kann man schon deshalb nicht als "Antigravitation" auffassen, weil sie bei anderem Vorzeichen auch keine "Gravitation" an sich wäre. "Gravitation" ist eine Kraft (bzw. Raumzeitkrümmung, die im Alltagsgrenzfall wie eine Kraft aussieht), "Dunkle Energie" ist eine Quelle dafür. (Zumindest in der Interpretation, dass sich hinter ihr tatsächlich eine physikalische "Substanz" verbirgt - Vakuumenergie, Quintessenz, wai, und sie nicht nur ein ad-hoc-Korrekturterm für nicht verstandene Post-ART-Effekte ist.)
Aber auch "Dunkle Energie bewirkt Antigravitation" kann man so nicht sagen. Denn sie wirkt eben nicht "massenabstoßend". Auch hier betrachte man wieder das intuitiv klarere umgekehrte Vorzeichen: es sind zwei völlig verschiedene Fälle, ob sich a) zwei Objekte (beispielsweise Sterne) entsprechend ihrer Massen gegenseitig anziehen und dabei in einer (der Einfachheit halber) bis auf ihre kleinen Störungen konstanten Hintergrundraumzeit einander per physikalischer Bewegung annähern; oder b) die Hintergrundraumzeit aufgrund zu hoher Gesamtenergiedichte kollabiert und sich dabei die Abstände zwischen zwei Objekten verkürzen - egal, ob diese schwer genug oder nah genug aneinander sind, um sich selbst merklich anzuziehen.
Genauso bewirkt die Dunkle Energie eine Expansion der Hintergrundraumzeit, keine Abstoßung einzelner Objekte untereinander; eine Entfernungsänderung, aber keine Bewegung.

Ipsissimus
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Mo 2. Dez 2013, 18:07 - Beitrag #3

Gibt es Erklärungen für Gravitation, die nicht mit Gravitonen arbeiten?

Ist die Aussage, dass Gravitation eine unbegrenzte Reichweite hat, ein Axiom oder ergibt sie sich aus anderen Eigenschaften von ART und/oder SM? Müsste für eine massenabhängige Grenzreichweite die ART unzumutbar modifiziert werden?

Könnte es Arten von Gravitonen mit unterschiedlichen Eigenschaften geben?

Es erscheint mir problematisch, Gravitonen in das üblichen Bosonen/Fermionen-Schema einzugliedern. Haben wir es hier vielleicht mit einer eigenen Teilchenklasse zu tun?

Teilchen/Antiteilchen zerstrahlen bei Kontakt miteinander zu Gammastrahlung. Warum sollten sie das tun, wenn die "Anti"-Eigenschaft im Prinzip nur aus entgegengesetzen Werten für Spin usw. besteht? Ein linksherum und ein rechtsherum rotierender Fußball gleicher Masse zerstören sich bei Kontakt auch nicht gegenseitig. Und viele andere Teilchen, die keine Antiteilchen sind, zerstrahlen bei Kontakt genauso, wie es Antiteilchen tun.

Man kann dunkle Energie derzeit wohl vor allem deshalb nicht als Antigravitation auffassen, weil wir im Prinzip nur Vermutungen darüber haben, was dunkle Energie ist. Wenn sie wirklich identisch mit der Raumausdehnung ist, sind derartige Erwägungen vielleicht hinfällig.

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Mi 4. Dez 2013, 23:07 - Beitrag #4

Zitat von Ipsissimus:Gibt es Erklärungen für Gravitation, die nicht mit Gravitonen arbeiten?
Ja, insbesondere die ART. ;) Gravitonen ergeben sich halt erst aus einer Quantisierung. Prinzipiell denkbar wäre aber durchaus, dass eine Quantengravitation nicht nur schwierig, sondern ganz unmöglich oder gar nicht nötig ist. Eine solche rein klassische Erweiterung der ART wäre aber eher viel seltsamer als eine QG und müsste insbesondere mir nicht vorstellbare Mechanismen anwenden, um mit der restlichen Q-Welt zusammenzupassen.
Zitat von Ipsissimus:Ist die Aussage, dass Gravitation eine unbegrenzte Reichweite hat, ein Axiom oder ergibt sie sich aus anderen Eigenschaften von ART und/oder SM?
Weder noch, sondern eine Beobachtungstatsache (im üblichen Sinne von "innerhalb der Messgenauigkeit und des zugänglichen Überprüfungsrahmens"), die Modelle erklären müssen.
Zitat von Ipsissimus: Müsste für eine massenabhängige Grenzreichweite die ART unzumutbar modifiziert werden?
"Unzumutbar" dafür, sie noch ART nennen zu können, ja; "unzumutbar" dafür, mathematisch noch damit umgehen zu können, nein. Vom Gravitonenbild her spricht man bei solchen Erweiterungen von "massive gravity", also massenbehaftete Überträgerteilchen = begrenzte Reichweite (wie bei den Kernkräften), das lässt sich aber auch schon rein klassisch durch eine Modifikation der Feldgleichungen erreichen.
Zitat von Ipsissimus:Könnte es Arten von Gravitonen mit unterschiedlichen Eigenschaften geben?
Gute Frage. Ich würde mal vermuten, dass prinzipiell ja. Klassische Erweiterungen der ART mit zusätzlichen Polarisationsgraden könnten sich in einer QG in verschiedene Gravitonenspezies übersetzen. Andererseits ist das Spin-2-Argument eigentlich recht zwingend, und wenn man nicht gleichzeitig Masse ungleich 0 annimmt, sind dann halt wiederum eigentlich keine Eigenschaften mehr übrig, anhand derer man Spezies unterscheiden könnte.
Zitat von Ipsissimus:Es erscheint mir problematisch, Gravitonen in das üblichen Bosonen/Fermionen-Schema einzugliedern. Haben wir es hier vielleicht mit einer eigenen Teilchenklasse zu tun?
Inwiefern problematisch? (Abgesehen von "insofern, als dass es bisher nicht klappt". :D)
Zitat von Ipsissimus:Teilchen/Antiteilchen zerstrahlen bei Kontakt miteinander zu Gammastrahlung. Warum sollten sie das tun, wenn die "Anti"-Eigenschaft im Prinzip nur aus entgegengesetzen Werten für Spin usw. besteht? Ein linksherum und ein rechtsherum rotierender Fußball gleicher Masse zerstören sich bei Kontakt auch nicht gegenseitig.
Grundregel der Teilchenphysik: frage nicht, warum etwas passiert, sondern, warum es nicht passieren sollte. ;) Jede Wechselwirkung hat bestimmte Erhaltungssätze und erlaubt dann prinzipiell alle N-Teilchen-Interaktionen, die diese erfüllen. Zum Beispiel muss in der QED Energie-, Impuls- und elektrische Ladungserhaltung gelten, und Elektron+Positron->2Photonen erfüllt die.
(Will man genau sein, kann man noch unterscheiden, wie streng bzw. wie kleinteilig diese Erhaltungen gelten müssen - in QED-Feynman-Diagrammen hat z.B. die Ladungserhaltung an jedem Vertex zu gelten, Energie und Impuls nur über ein- und auslaufende Teilchen insgesamt summiert.)
Zitat von Ipsissimus:Und viele andere Teilchen, die keine Antiteilchen sind, zerstrahlen bei Kontakt genauso, wie es Antiteilchen tun.
Beispiel? Ich vermute, du siehst "genauso" nicht eng genug.
Zitat von Ipsissimus:Man kann dunkle Energie derzeit wohl vor allem deshalb nicht als Antigravitation auffassen, weil wir im Prinzip nur Vermutungen darüber haben, was dunkle Energie ist. Wenn sie wirklich identisch mit der Raumausdehnung ist, sind derartige Erwägungen vielleicht hinfällig.
"Dunkle Energie als Gravitation" ist aber eben nichtmal eine valide Option unter diesen Vermutungen. Das passt schon konzeptuell überhaupt nicht zum Beobachtungsphänomen "Dunkle Energie". Der Begriff mag mehr implizieren, aber an sich ist "Dunkle Energie" nicht mehr als ein Synonym zu "physikalischer Grund für die beobachtete beschleunigte Expansion".

Ipsissimus
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Do 5. Dez 2013, 13:44 - Beitrag #5

Prinzipiell denkbar wäre aber durchaus, dass eine Quantengravitation nicht nur schwierig, sondern ganz unmöglich oder gar nicht nötig ist.
ist derzeit wohl noch gar nicht absehbar, aber ich halte es durchaus für denkbar, das die ART insgesamt weichen muss, sobald das Umschlagen stochastischer Zusammenhänge auf Quantenebene zu quasideterministischen Zusammenhängen auf Makroebene verstanden ist. Die ART wäre dann nur noch eine außerhalb bestimmter Extremsituationen hochgenaue Annäherung an eine grundlegend anders geartete Wirklichkeit. Ist natürlich reine Spekulation.

Weder noch, sondern eine Beobachtungstatsache
hmm, es war mir nicht klar, dass wir unbegrenzt weit beobachten können^^

"Unzumutbar" dafür, sie noch ART nennen zu können, ja
Wir haben doch die Planck-Grenze. Und wir wissen, dass die Stärke von Gravitation mit dem Quadrat der Entfernung abnimmt. Sobald die verbliebene Stärke unter der Planckgrenze liegt, ist es doch somit im Grunde falsch oder zumindest irreführend oder wenigstens überflüssig, noch von gravitativer Wirkung einer bestimmten Quelle zu sprechen, oder übersehe ich da was? Diese unendliche Reichweite scheint mir irgendwie nicht gequantelt gedacht zu sein.


Andererseits ist das Spin-2-Argument eigentlich recht zwingend
nur dann, wenn die ART in der gegenwärtigen Form sich im Konflikt mit der Quantentheorie durchsetzt. Wenn sich die ART nur als Annäherung entpuppen sollte, während die tatsächlichen Verhältnisse ganz anders geartet sind, entfällt das Argument möglicherweise. Und dass beide Theorien nicht gleichzeitig in unveränderter Form richtig sein können, ist ja eine der großen Herausforderungen der heutigen Physik. Was wäre übrigens mit dem Impuls als Unterscheidungskriterium?


Inwiefern problematisch? (Abgesehen von "insofern, als dass es bisher nicht klappt". :D)
Nur ein Bauchgefühl^^ Gravitonen haben für mich etwas "Geisterhaftes", das ich bei Bosonen bei weitem nicht in dem Maße empfinde, vielleicht mit Ausnahme des Higgs^^ vielleicht kann man ja aus Higgs und Gravitonen eine neue eigene Klasse schmieden^^ außerdem klappt es bisher eben nicht^^


ja, das genauso war zu eng gefasst^^ übersetze es mit so, dass die Unterschiede einem unbedarften Laien nur schwierig oder gar nicht zu vermitteln sind^^

aber auch deine Grundregel der Teilchenphysik erklärt mir noch nicht wirklich, warum Teilchen und Antiteilchen sich in dieser spezifischen Weise zerlegen ... huch, das war ja wieder falsch gefragt^^


physikalischer Grund für die beobachtete beschleunigte Expansion
kann natürlich sein^^ oder es ist der Wurm im Fleisch, der letztlich die derzeit favorisierten Kosmologie-Varianten pulversierieren wird, weil alles ganz anders ist^^ andererseits, wenn es so ist, scheint zumindest die ART dafür zu sprechen, dass es in irgendeiner Weise doch mit Gravitation zu tun hat, oder sind dir andere Kräfte/Möglichkeiten bekannt, wie natürliche Phänomene großräumig auf die Raumzeit einwirken können? Dunkle Energie als weitere Grundkraft?

Traitor
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Sa 7. Dez 2013, 13:08 - Beitrag #6

Zitat von Ipsissimus:aber ich halte es durchaus für denkbar, das die ART insgesamt weichen muss, sobald das Umschlagen stochastischer Zusammenhänge auf Quantenebene zu quasideterministischen Zusammenhängen auf Makroebene verstanden ist. Die ART wäre dann nur noch eine außerhalb bestimmter Extremsituationen hochgenaue Annäherung an eine grundlegend anders geartete Wirklichkeit. Ist natürlich reine Spekulation.
Dass sie nur eine Annäherung sein kann, ist ja die nahezu unumstrittene Mehrheitsmeinung. (Von "komplett weichen" kann da aber keine Rede sein, ebensowenig wie Newton, Maxwell oder QM weichen mussten, nachdem es vollständigere Theorien gab.) Meine Antwort bezog sich auf die deutlich exotischere Idee, dass sie (oder eine rein klassische Erweiterung) doch alles sein könnte, was es gibt, oder zumindest alles, was uns zugänglich ist. Halte ich aber wie gesagt nicht viel von.
Zitat von Ipsissimus:hmm, es war mir nicht klar, dass wir unbegrenzt weit beobachten können^^
Können wir natürlich nicht - eine so langsam einsetzende Modifikation des 1/r²-Verhaltens, dass man sie erst auf größeren Skalen als dem beobachtbaren Universum merken würde, kann man wohl nicht ausschließen. Wenn überhaupt, deuten Indizien aber eher auf das Gegenteil hin (stärkere Wirkung auf großen Entfernungen / bei schwachen Feldstärken --> MOND als DM-Alternative), am konsistentesten auf Skaleninvarianz.
Zitat von Ipsissimus: Wir haben doch die Planck-Grenze. Und wir wissen, dass die Stärke von Gravitation mit dem Quadrat der Entfernung abnimmt. Sobald die verbliebene Stärke unter der Planckgrenze liegt, ist es doch somit im Grunde falsch oder zumindest irreführend oder wenigstens überflüssig, noch von gravitativer Wirkung einer bestimmten Quelle zu sprechen, oder übersehe ich da was? Diese unendliche Reichweite scheint mir irgendwie nicht gequantelt gedacht zu sein.
Die Planck-Skala ist mehr ein grober Orientungspunkt als ein wirkliches Wissen, dass genau bei diesen Werten irgendetwas spezifisches passieren sollte. Und sie funktioniert genau andersherum: neue (vermutlich QG-)Effekte vermutet man bei hohen Energien (im Falle der Gravitation: ~Feldstärken), also bei kleinen Abständen. Im Grenzfall schwacher Felder gilt ziemlich sicher die normale ART oder eine klassische Erweiterung (MOND etc.).

Zitat von Ipsissimus:Andererseits ist das Spin-2-Argument eigentlich recht zwingend
nur dann, wenn die ART in der gegenwärtigen Form sich im Konflikt mit der Quantentheorie durchsetzt. Wenn sich die ART nur als Annäherung entpuppen sollte, während die tatsächlichen Verhältnisse ganz anders geartet sind, entfällt das Argument möglicherweise. Und dass beide Theorien nicht gleichzeitig in unveränderter Form richtig sein können, ist ja eine der großen Herausforderungen der heutigen Physik.
Das Argument ist gerade, dass eine Quantengravitation Gravitonen mit Spin2 enthalten muss, um im klassischen Grenzfall die Gleichungen der ART zu reproduzieren. Die ART selbst, als allgültig und nicht als Grenzfall (Annäherung) betrachtet, sagt ja gar nichts über irgendwelche -onen oder gar deren Spin aus.

Zitat von Ipsissimus:Was wäre übrigens mit dem Impuls als Unterscheidungskriterium?
Untauglich, da eine raumzeitliche Zustandsbeschreibung, keine inhärente Eigenschaft, eines Teilchens. Ein schnelles Elektron ist ja auch keine andere Teilchenspezies als ein langsames Elektron. Man beachte auch die Bezugssystemabhängigkeit.

Zitat von Ipsissimus:Inwiefern problematisch? (Abgesehen von "insofern, als dass es bisher nicht klappt". :D)
Nur ein Bauchgefühl^^ Gravitonen haben für mich etwas "Geisterhaftes", das ich bei Bosonen bei weitem nicht in dem Maße empfinde, vielleicht mit Ausnahme des Higgs^^ vielleicht kann man ja aus Higgs und Gravitonen eine neue eigene Klasse schmieden^^ außerdem klappt es bisher eben nicht^^
Sollte tatsächlich eine halbwegs naive Quantengravitation gefunden werden, wären Gravitonen auch keinen Deut "geisterhafter" als Photonen. Beides masselose Überträgerteilchen von Wechselwirkungen, die uns im Alltag als "Kräfte" erscheinen.
Was genau sind denn für dich die charakterisierenden Eigenschaften von "Bosonen"? Die Definition fragt an sich nur nach der Ganzzahligkeit des Spins. (In diesem Sinne sind auch manche zusammengesetzte Teilchen bis hin zu Atomkernen Bosonen.) Wichtigste abgeleitete Eigenschaft ist, dass sie keinem Ausschlussprinzip unterliegen, sich also mehrere (elementare) Bosonen am gleichen Ort im gleichen Zustand befinden können. (Einschränkung "elementare", weil man beim Versuch, zwei bosonische Atomkerne ineinanderzuschieben, natürlich in den Bereich kommt, in dem man ihre Konstituenten betrachten muss, die sich dann fermionisch ausschließen bzw. vorher schon elektrisch abstoßen oder per Kernkraft umwandeln.)
Die Einteilung "Bosonen=Kraftteilchen, Fermionen=Materieteilchen" ist auch nur abgeleitet, laut Supersymmetrie kann es ja auch die jeweiligen Umkehrungen geben. Da diese Einteilung im Niedrigenergiebereich aber nunmal gilt, sind die uns vertrauten Bosonen in gewissem Sinne selbst schon "geisterhafter" als die Fermionen - man begegnet ihnen sehr viel öfter als virtuelle Austauschteilchen.
Kurve zurück wie Gravitonen: genau wie es aber auch reelle Photonen (frei propagierenes Licht) gibt, könnte es auch reelle Gravitonen (Quantenbeschreibung frei propagierender Gravitationswellen) geben. Und auch Photonen haben ja ein gutes Maß an "Geisterhaftigkeit", siehe "Selbstinterferenz" und solche Späße...

Zitat von Ipsissimus:aber auch deine Grundregel der Teilchenphysik erklärt mir noch nicht wirklich, warum Teilchen und Antiteilchen sich in dieser spezifischen Weise zerlegen ... huch, das war ja wieder falsch gefragt^^
Gleiche Frage wie zum "andere genauso": was ist für dich die besondere Eigenschaft der Annihilation? Dass 2 Photonen (genauer: >=2) herauskommen? Impulserhaltung. Dass 2 Photonen herauskommen? Reine Wahrscheinlichkeits- und Energiefrage, könnten auch 2 Neutrinos sein, oder bei Annihilation schwerer oder energiereicher Teilchen schwerere Produkte, bis hin zu den komplizierten Jets in Teilchenbeschleunigern.

Zitat von Ipsissimus:andererseits, wenn es so ist, scheint zumindest die ART dafür zu sprechen, dass es in irgendeiner Weise doch mit Gravitation zu tun hat, oder sind dir andere Kräfte/Möglichkeiten bekannt, wie natürliche Phänomene großräumig auf die Raumzeit einwirken können? Dunkle Energie als weitere Grundkraft?
Habe ich je behauptet, dass sie nichts mit Gravitation zu tun hat...? Nichts mit Antigravitation. Aber DE ist entweder eine Modifikation der Gravitation selbst oder eine "ganz normale", in der Raumzeit vorhandene Quelle für sie, die nur eben nicht "ganz normal" ist, sondern expandierend statt kontrahierend wirkt. Aber eben als verteilte Substanz expandierend auf die ganze Raumzeit, nicht als zwei Objekte abstoßend zwischeneinander.

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Mo 9. Dez 2013, 11:52 - Beitrag #7

Können wir natürlich nicht - eine so langsam einsetzende Modifikation des 1/r²-Verhaltens, dass man sie erst auf größeren Skalen als dem beobachtbaren Universum merken würde, kann man wohl nicht ausschließen

hmmm ... r² geht gegen unendlich, 1/r² geht also gegen null. Es sollte sich also ausrechnen lassen, wann die Annäherung an null so groß ist, dass 1/r² unterhalb der Planckgrenze liegt. Ich kann mir nicht vorstellen, dass dafür das Universum nicht ausreichen sollte. Natürlich spielt beim universellen Gravitationsfeld die Überlagerung aller Gravitationsquellen eine Rolle, so dass wir im Prinzip außer in großer Nähe zu einer Quelle keine Abschwächung beobachten können. Trotzdem sollte sich die Abschwächung einer einzelnen Quelle damit berechnen lassen. Es "passiert" ja auch unterhalb der Planckgrenze nichts, außer dass die Rückverfolgbarkeit von Kausalbezügen durch die Heisenbergsche Unschärferelation unmöglich gemacht wird, und es damit unentscheidbar wird, ob der Überzeugung, dass "trotzdem" "irgendwie" ein kausaler Effekt aus diesem Skalenbereich in größeren Skalenbereichen wirksam wird, irgendein realer Gehalt zukommt.

Das Argument ist gerade, dass eine Quantengravitation Gravitonen mit Spin2 enthalten muss, um im klassischen Grenzfall die Gleichungen der ART zu reproduzieren
ja, natürlich^^ und das Gegenargument besagt, dass wir dann, wenn die ART sich als Annäherung - also als falsch - erweisen sollte, nicht mehr sicher sagen können, ob Gravitonen - oder zumindest: ob alle Gravitonen - tatsächlich Spin 2 haben müssen^^

das mit den Bosonen muss ich noch mal durchdenken

was ist für dich die besondere Eigenschaft der Annihilation
es war mir jedenfalls nicht klar, dass bei einer Annihilation auch andere Teilchen als Photonen entstehen können. Damit ist dieser Frage die Grundlage entzogen^^


hmm, wenn DE doch etwas mit Gravitation zu tun hat, sollte sie indirekt auch was mit Antigravitation zu tun haben, es sei denn, es gäbe definitiv gar keine Antigravitation.

die nur eben nicht "ganz normal" ist, sondern expandierend statt kontrahierend wirkt.
okay, auf Objekte wenden wir das nicht an, das habe ich verstanden, wenn auch nicht so genau, warum nicht^^ wir wenden es nur auf die Raumzeit selbst an. Bis jetzt kannte ich Raumzeit-expandierende Effekte nur vom Urknall selbst. Ist DE eine Materiequelle in Art eines zeitverzögerten Urknalls? Denn "Ausweitung der Raumzeit" heißt bisher für mich, dass Materie/Energie wohin gebracht wird, wo bisher keine war. landen wir bei einem modifizierten steady state Universum?

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So 19. Jan 2014, 17:30 - Beitrag #8

@1/r²: Mit Planck hat das nichts zu tun, sondern ist das genau andere Ender der Skala - große Abstände, niedrige Energien. Und man kann zwar auf astronomischen Distanzen keine Gravitationskräfte im Newtonschen Sinne so genau vermessen, dass man wirklich 1/r² mit spannender Genauigkeit überprüfen könnte, aber newtonsches 1/r² ist ja auch nur eine Annäherung der allgemeineren ART-Formeln, die für das Universum als ganzes schon recht gut überprüft ist.

Das Argument ist gerade, dass eine Quantengravitation Gravitonen mit Spin2 enthalten muss, um im klassischen Grenzfall die Gleichungen der ART zu reproduzieren
ja, natürlich^^ und das Gegenargument besagt, dass wir dann, wenn die ART sich als Annäherung - also als falsch - erweisen sollte, nicht mehr sicher sagen können, ob Gravitonen - oder zumindest: ob alle Gravitonen - tatsächlich Spin 2 haben müssen^^
"Die ART ist nur der klassische Grenzfall einer Quantengravitation" ist eine völlig andere, viel schwächere Aussage als "Die ART ist im klassischen Regime nur eine Annäherung einer korrekteren Gravitationstheorie". Ersteres muss wohl so sein, für letzteres gibt es keinerlei stichhaltige Anzeichen, weder experimentell noch theoretisch. Also keinen Grund, das Gegenargument zu zücken.

hmm, wenn DE doch etwas mit Gravitation zu tun hat, sollte sie indirekt auch was mit Antigravitation zu tun haben, es sei denn, es gäbe definitiv gar keine Antigravitation.
"Gibt es definitiv nicht" gibt es definitiv nicht, da sind wir uns ja einig. ;) Im gleichen Satzbau könntest du aber auch sagen, dass normale Materie dann etwas mit Antigravitation zu tun haben müsste. Aber beide nur über den formellen Umweg von "wäre das Gegenteil des Phänomens, mit dem sie tatsächlich erkennbarerweise etwas zu tun haben"...

okay, auf Objekte wenden wir das nicht an, das habe ich verstanden, wenn auch nicht so genau, warum nicht^^ wir wenden es nur auf die Raumzeit selbst an.
Auch "die normale Gravitation", sprich der gravitative Effekt aus normaler (oder Dunkler) Materie oder Strahlung bestehender Objekte, wirkt ja nur in newtonscher Näherung wie eine Kraft zwischen Körpern. In der allgemeineren ART-Formulierung wechselwirkt jedes Objekt einzeln mit der Raumzeit und B fühlt halt nur die von A (und C-Z) veränderte Raumzeit, und umgekehrt. DE nun wechselwirkt auch mit der Raumzeit, aber auf etwas andere Weise, und dafür gibt es dann eben keine newtonsche "Kraft"-Analogie mehr.

Bis jetzt kannte ich Raumzeit-expandierende Effekte nur vom Urknall selbst. Ist DE eine Materiequelle in Art eines zeitverzögerten Urknalls? Denn "Ausweitung der Raumzeit" heißt bisher für mich, dass Materie/Energie wohin gebracht wird, wo bisher keine war. landen wir bei einem modifizierten steady state Universum?
Beim ersten Satz dieses Zitats wollte ich dir schon "das wäre dann eher steady state" an den Kopf werfen, aber ich sehe, so weit hast du schon selbst gedacht. ;) Im klassischen "steady state" wird ja normale Materie und Strahlung erzeugt. Wenn man es nicht so wörtlich meint, sehe ich tatsächlich keinen Grund, der definitiv verbieten würde, das mit DE expandierende Universum als eine Art "generalized steady state" zu bezeichnen. Jenachdem, wie physikalisch sich die DE interpretieren lässt, mag es unterschiedlich wohlangemessen sein, ihre konstante Dichte als "Nachproduktion" von etwas physikalischem zu interpretieren, wie es der Begriff aufgrund seiner Historie nahelegt. Aber das kann man derzeit nicht abschätzen.
PS: Und die Auswirkungen sind natürlich so fundamental verschieden vom klassischen "steady state", dass die Benennung mehr Verwirrung als Nutzen stiften würde.

Ipsissimus
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Mi 22. Jan 2014, 16:51 - Beitrag #9

Mit Planck hat das nichts zu tun, sondern ist das genau andere Ender der Skala - große Abstände, niedrige Energien.
Sagte ich das nicht so ähnlich? Wenn r der Abstand vom Zentrum der Gravitationsquelle ist, geht 1/r² mit steigendem r gegen null. Es lässt sich also ausrechnen, in welcher Entfernung die Stärke der Gravitation einer spezifischen Quelle unterhalb "ein Planck" gerät, übersetze "ein Planck" als jene von der Heisenbergschen Unschärferelation vorgegebene Grenze, deren Größe das Produkt aus Impuls- und Orts-Fehler eines Teilchens nicht unterschreiten kann. Sobald diese Grenze unterschritten ist, sollte meiner unbedarften Meinung nach der gravitative Einfluss einer Quelle eigentlich keine Rolle mehr spielen.

Ersteres muss wohl so sein, für letzteres gibt es keinerlei stichhaltige Anzeichen, weder experimentell noch theoretisch. Also keinen Grund, das Gegenargument zu zücken.
das Gegenargument muss m.E. deswegen gezückt werden, weil wir wissen, dass ART und Quantentheorie in den derzeit gültigen Fassungen nicht beide gleichzeitig korrekt sein können. Und du selbst hast irgendwo mal gesagt, dass die Ansichten des physikalischen Mainstreams dahin gehen, dass die Quantentheorie korrekt ist. Also ist die ART demzufolge revisionsbedürftig, egal ob wir das vornehm als "klassischen Grenzfall" oder grob als "Annäherung" charakterisieren^^

dass normale Materie dann etwas mit Antigravitation zu tun haben müsste
warum nicht, sobald sich nachweisen lässt, dass normale Materie abstoßend wirken kann^^ vielleicht ist DE ja auch nur eine bislang verborgene Eigenschaft normaler Materie^^

DE nun wechselwirkt auch mit der Raumzeit, aber auf etwas andere Weise, und dafür gibt es dann eben keine newtonsche "Kraft"-Analogie mehr.
aber warum sollten wir dann nicht einfach das Gefühl von Antigravitation haben? Wenn Gravitation als solche nicht existiert, sondern im Prinzip "nur" eine andersgeartete Metrik ist, warum sollte das bei DE anders sein?

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So 27. Apr 2014, 12:47 - Beitrag #10

Es lässt sich also ausrechnen, in welcher Entfernung die Stärke der Gravitation einer spezifischen Quelle unterhalb "ein Planck" gerät, übersetze "ein Planck" als jene von der Heisenbergschen Unschärferelation vorgegebene Grenze, deren Größe das Produkt aus Impuls- und Orts-Fehler eines Teilchens nicht unterschreiten kann. Sobald diese Grenze unterschritten ist, sollte meiner unbedarften Meinung nach der gravitative Einfluss einer Quelle eigentlich keine Rolle mehr spielen.
Die Planckskala wird für Koordinaten und Zustandsgrößen - Länge, Zeit, Masse, Energie - benutzt, nicht für dynamische Hilfsrechengrößen wie Kräfte. Wenn ein Probeteilchen sehr weit weg von der nächsten gravitierenden Masse ist, dann ist der Gravitationsbeitrag zu seiner Energie einfach sehr gering, und seine Gesamtenergie einfach ungefähr gleich seiner Ruhemasse. Da muss man nichts quantisiertes rechnen.

das Gegenargument muss m.E. deswegen gezückt werden, weil wir wissen, dass ART und Quantentheorie in den derzeit gültigen Fassungen nicht beide gleichzeitig korrekt sein können.
Nein. ART und Quantentheorie können beide innerhalb ihres Geltungsbereiches korrekt sein. Wir wissen nur, dass diese Geltungsbereiche nicht komplett überlappen und den Gesamtbereich zugänglicher Messungen abdecken können.
Und du selbst hast irgendwo mal gesagt, dass die Ansichten des physikalischen Mainstreams dahin gehen, dass die Quantentheorie korrekt ist. Also ist die ART demzufolge revisionsbedürftig, egal ob wir das vornehm als "klassischen Grenzfall" oder grob als "Annäherung" charakterisieren^^
"Die Quantentheorie" ist nur insofern vermutlich "korrekter" als die ART, dass wir vermuten, dass eine vereinheitlichte Theorie ähnlicher zur bereits vorhandenen QT als zur ART sein dürfte, insbesondere quantisiert. Trotzdem sind beide erkenntnistheoretisch gesehen gleich korrekt innerhalb ihres Geltungsbereiches, und beide werden nur Grenzfälle der Vereinheitlichung sein, die bisherige QT als "gravitationsfreier Grenzfall" und die ART als "kontinuierlicher Grenzfall". Und da beide innerhalb ihrer Geltungsbereiche so außerordentlich erfolgreich sind, ist sehr wahrscheinlich, dass die Vereinheitlichung zu keiner von beiden nennenswerte Korrekturen innerhalb dieser Grenzfälle machen wird.

warum nicht, sobald sich nachweisen lässt, dass normale Materie abstoßend wirken kann^^ vielleicht ist DE ja auch nur eine bislang verborgene Eigenschaft normaler Materie^^
Dir schwebt also vor, dass unter bestimmten Umständen Materie plötzlich von anziehend auf abstoßend wechseln würde? Oder dass die Gravitationswirkung normaler Materie auf kurzen Skalen anziehend, auf langen Skalen abstoßen wirkt? Ersteres klingt sehr nebulös, letzteres wäre eine Art hyperextreme Form von MOND (nicht nur geschwächte, sondern eben umgekehrte Wirkung bei großen Abständen) und genauso testbar wie diese, mit derzeitigen LSS- und Expansionsdaten ziemlich sicher schon ausgeschlossen.
aber warum sollten wir dann nicht einfach das Gefühl von Antigravitation haben?
Wann sollten wir das Gefühl haben? Wenn die DE so stark wäre, dass sie auf menschlicher Skala fühlbar würde? Dann würden wir zerrissen, anstatt vom Erdboden abgestoßen. Menschen sind nicht selbstgravitierend (schwer/dicht genug, um sich allein durch ihre interne Anziehungskraft zusammenzuhalten). "Als solche nicht existiert" ist wieder das, was ich letztens "Existenz-Fetisch" genannt habe - nur, weil man ein Phänomen in einer anderen Sprache beschreiben kann, hört es nicht auf, zu existieren.
Wenn Gravitation als solche nicht existiert, sondern im Prinzip "nur" eine andersgeartete Metrik ist, warum sollte das bei DE anders sein?
Ist ja nicht anders. DE ist eine mögliche Quelle in den Feldgleichungen der ART, aus denen man die Metrik erhält, genauso wie DM und BM.


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