Gravitationsexperiment

[Lorenzy]

Zitat von richy

HiSo wie ich es verstehe wollte das Experiment ueber die Abweichung des Gravitationsgesetztes pruefen ob diese zusaetzlichen Dmensionen auch physikalisch meßbar sind.
Anscheinend existieren sie nicht. Wenn ich schreibe F=m*a+k und das Experiment zeigt k gibt es nicht. Wie kann ich k im mathematischen Modell dann noch beibehalten?

Seit wann kann ein Experiment beweisen, dass es etwas nicht gibt? Und was spricht gegen eine Beibehaltung im mathematischen Modell? Solange ein Modell messbare Vorhersagen erlaubt, hat es seinen Zweck erfüllt.

Es gibt aber nicht nur diese VWI sondern auch verschiedene Viele Welten Theorien, darunter auch die Heim Theorie.

Ich kenne die Heimtheorie nur sporadisch. Dennoch würde ich mal sagen, dass es sich dabei um eine physikalische Theorie handelt, ähnlich wie die Stringtheorie und nicht um eine Interpretation. Auch wenn mir das ganze Drumherum, mit dem sich die Heimtheorie auseinandersetzt (z.B. Geist und Bewusstsein) nicht ganz geheuer rüberkommt.

[Querkopf]

Kann es sein, dass Physiker auch keinen großen Unterschied machen, bei dem, was so aussieht, "als ob" da Masse/Massenerhöhung wäre und dem, was Masse ist?

Was ist denn Masse und was sieht nur so aus wie Masse? Ein und dieselbe Masse hat zwei Gesichter: Trägheit und Schwere (hat der Herr A.E. aus B. postuliert).
Daher: Jeder Mechanismus, der einem Teilchen diese Eigenschaften gibt, gibt ihm Masse.

Nun gibt es aber auch Quasiteilchen wie z.B. Elektronen in Festkörpern, denen man eine Effektive Masse zuordnet, die sie von freien Elektronen unterscheidet, da ihre Bewegungsfähigkeit durch andere Ladungsträger eingeschränkt wird (hat aber auch da etwas mit Krümmung zu tun). Das wäre vielleicht eine „als ob“ Masseänderung.

Ansonsten entsteht Masse eben durch den Higgseffekt (also durch spezielle spontane Symmetriebrechungen) und dabei spielt es prinzipiell keine Rolle ob Eichbosonen des Standardmodells beteiligt sind oder Topologische Anregungen in irgendwelchen Spinsystemen. Eine Masse per se, die die einzig echte Masse ist gibt es nicht.

IST Masse wirklich, oder scheint sie nur zu sein, als Auswirkung von (Feld-)Wechselwirkungen?
Letzteres scheint mir mehr Spielraum zu lassen

Letzteres, wobei der Spielraum für das Standardmodell begrenzt ist und an der Entdeckung des Higgsteilchens wohl auch kaum einer zweifelt (eben weil das ein altbekannter Mechanismus ist). Die Aussage ist im Grunde genommen: Wir leben in einem kosmischen Supraleiter!

[richy]

@Lorenzy
Unter wissenschaftlicher Vorgehensweise verstehe ich das Zusammenspiel zwischen mathematischem Modell und Experiment.
Ausgehend vom Modell treffe ich Vorhersagen, die ich eperimentell ueberpruefe. Eine Vorhersage der Stringtheorie ist : Fuer kleine Abstaende weicht das Gravitationsgesetz von der 1/r^2 Proportionalitaet ab.
Das Experiment zeigt (bisher) : Die Vorhersage ist nicht zutreffend.

Du kannst nicht einfach ein mathematisches Modell modifizieren damit es mit einem anderen Modell besser zusammenpasst.Ausgenommen die Modifikation wird experimentell bestaetigt.

Der Fehler ist auch schon Einstein unterlaufen.

In Einsteins Gleichungen zur Beschreibung des Kosmos taucht eine Konstante auf, mit der sich das Universum ausbremsen lässt: Lambda. Denn Einstein glaubte an eine statische, unveränderliche Welt. Als sich dies mit Hubbles Entdeckung als Irrtum herausstellte, schien die kosmologische Konstante Lambda störend, eine Sackgasse der Physik. Einstein strich sie aus seinen Gleichungen.

Solange ein Modell messbare Vorhersagen erlaubt, hat es seinen Zweck erfüllt.

Dem stimme ich zu.
Und wurde die Vorhersage der Stringtheorie erfuellt ?

Und im Widerspruch dazu stehen doch deine Aussagen :

Seit wann kann ein Experiment beweisen, dass es etwas nicht gibt ? Und was spricht gegen eine Beibehaltung im mathematischen Modell?

Das hier vorgestellte Experiment spricht gegen das mathematische Modell der Stringtheorien, die eine zusaetzliche raeumliche Dimension annehmen.
Jetzt nehme ich nicht gleich an : Diese Stringtheorien sind alle voellig falsch. Aber dieses Experiment ging wohl sprichwoertlich in die Hose :
http://science.orf.at/science/news/68625

[Uli]

Zitat von Querkopf

...
Ansonsten entsteht Masse eben durch den Higgseffekt (also durch spezielle spontane Symmetriebrechungen) und dabei spielt es prinzipiell keine Rolle ob Eichbosonen des Standardmodells beteiligt sind oder Topologische Anregungen in irgendwelchen Spinsystemen. Eine Masse per se, die die einzig echte Masse ist gibt es nicht.
...

Eine andere Möglichkeit, Massen zu verändern, sind effektive Feldtheorien. Dies sind Theorien, die eine - möglicherweise noch unbekannte - fundamentalere Theorie vereinfacht darstellen: vereinfacht in dem Sinne, dass gewisse Klassen von Wechselwirkungen als Umdefinierungen (Renormierungen) einiger Parameter der Theorie (z.B. Massen) berücksichtigt werden.

Ein Beispiel sind die Unterschiede zwischen den Quark-Current und Quark-Constituent-Massen, die für die leichten Quarks ja beträchtlich sind.

So nutzt man zur Beschreibung der Physik von Hadronen im Niedrig-Energie-Bereich (wo keine QCD-Störungstheorie möglich ist) meist die Constituent-Massen der Quarks - im Gegensatz zu den Current-Massen der QCD.

Ich denke - falls das Higgs nicht gefunden wird - könnte das Standardmodell seinen (recht) fundamentalen Charakter verlieren und als niederenergetischer Grenzfall ("effektive Theorie") einer fundamentaleren Theorie angesehen werden. Mir scheint, so eine Interpretation würde aber dann Zweifel auf die elektroschwache Störungstheorie in höheren Ordnungen werfen, in der virtuelle Higgs-Bosonen nun einmal signifikante Beiträge liefern.

Gruss, Uli

[Lorenzy]

Zitat von richy

Eine Vorhersage der Stringtheorie ist : Fuer kleine Abstaende weicht das Gravitationsgesetz von der 1/r^2 Proportionalitaet ab.
Das Experiment zeigt (bisher) : Die Vorhersage ist nicht zutreffend.

Welche von den ca.10^200 möglichen Stringtheorien sagen dies voraus? Ich kann jedenfalls nicht viel dazu sagen. Ich kenne mich mit Stringtheorien nicht aus. Und du auch nicht. Für Leute wie uns gilt, erstmal ein paar Jährchen zu büffeln, bis wir überhaupt wissen worüber wir hier reden.

Aber dieses Experiment ging wohl sprichwoertlich in die Hose :
http://science.orf.at/science/news/68625

Sehe ich nicht so. Dadurch können nun wohl viele der Stringtheorien aus denen eine solche Vorhersage hervorgeht, vorerst ausgeschlossenen werden. Ist doch schön.

[richy]

Welche von den ca.10^200 möglichen Stringtheorien sagen dies voraus?

Warum ist Newtons Gesetz proportional 1/r^2 ?
Weil der Raum dreidimensional ist und die Ober/Huellenflaeche einer Kugel damit proportional r^2.
Einfachster Fall :
Ich nehme einfach noch eine Raumdimension hinzu.
Das Gravitatiopnsgesetz waere in dem Fall proportioal 1/r^3.
Wobei dies im Detail wohl etwas komplizierter ist :
http://de.wikipedia.org/wiki/Poincar%C3%A9-Vermutung

Es wird doch in dem Link angegeben, dass der Sinn des Versuches war eventuelle Abweichungen zu messen.

Extra-Dimensionen in der Mikrowelt?
Mehr als 300 Jahre nachdem Newton seine Theorie der Gravitation vorgestellt hat, ist man immer noch nicht sicher, ob sie im Mikrokosmos wirklich gilt. Gemäß so genannter String-Theorien könnten im Bereich kleinster Abmessungen bislang unbekannte Raumdimensionen und Naturkräfte ihr Dasein fristen. Amerikanische Physiker haben diese Vorhersage der Theoretiker nun experimentell überprüft. Das Ergebnis: Unbekannte Kräfte wurden nicht gemessen, die Ikone Newton bleibt unversehrt ...

Und diese weitere Quelle hatte ich im Thread hier schon angegeben:
http://www.wissenschaft-online.de/as...lexdt_e06.html

Es ist also zu erwarten, dass bei Erreichen der kritischen Längenskala Abweichungen vom Newtonsche Gravitationsgesetz auftreten. Die Newtonsche Kraftgesetz besagt, dass die Schwerkraft mit dem Abstandsquadrat abnimmt. Es ist ein r-2-Abstandsgesetz. Rechnerisch kann man zeigen, dass in Modellen mit kompaktifizierten Extradimensionen ein Gravitationskraftgesetz folgt, das bei kleinen Abständen mit höherer Potenz (z.B. r-4) abfällt. Die genaue Form der Abweichungen hängt davon ab, wie viele Extradimensionen tatsächlich vorhanden sind und auf welcher Längenskala sie kompaktiziert sind.

Vielleicht kennt sich der Autor auch nicht mit Stringtheorien aus.
Ich kratze da auch nur an der Oberflaeche, also muss ich mich auf Quellen verlassen.

Warum kompaktizieren die Stringtheorien ueberhaupt ihre Dimensionen ?
Auch wenn diese Theorien kompliziert sind. Ueber diese Frage muss man nicht lange nachdenken oder ?

Lisa Randall nimmt an dass die Graviationsquellen gar nicht in unserem Universum sind. Damit passt angeblich alles recht gut. Ok auch eine Moeglichkeit.
http://www.youtube.com/watch?v=FBFhF...eature=related
http://de.wikipedia.org/wiki/Lisa_Randall
http://www.spektrum.de/artikel/856698&_z=798888

Die Stringtheorie macht seit dreißig Jahren Vorhersagen, die sich experimentell nicht prüfen lassen. Welchen Wert hat sie?
Das ist eine gute Frage und einer der Gründe, warum ich nicht an der Stringtheorie arbeite.

Sehe ich nicht so. Dadurch können nun wohl viele der Stringtheorien aus denen eine solche Vorhersage hervorgeht, vorerst ausgeschlossenen werden.

Genau das wird garantiert nicht passieren :-)
Die Stringtheorien sind doch schon in einem Stadium dass sie einfach wahr sein muessen.
Alles andere waere eine wissenschaftliche Blamage.

[Lorenzy]

Zitat von richy

Warum kompaktizieren die Stringtheorien ueberhaupt ihre Dimensionen ?

Keine Ahnung. Vielleicht aus Spass.

Auch wenn diese Theorien kompliziert sind. Ueber diese Frage muss man nicht lange nachdenken oder?

Wenn deren Komplexität unseren Horizont übersteigt, warum sollten wir dann lange darüber nachdenken?

Genau das wird garantiert nicht passieren :-)
Die Stringtheorien sind doch schon in einem Stadium, dass sie einfach wahr sein muessen.
Alles andere waere eine wissenschaftliche Blamage.

Wenn du das sagst, muss es ja so sein.

[rafiti]

Zitat von richy

Genau das wird garantiert nicht passieren :-)
Die Stringtheorien sind doch schon in einem Stadium dass sie einfach wahr sein muessen.
Alles andere waere eine wissenschaftliche Blamage.

Sie wird schon irgendso eine Fantasie-Story beschreiben. Natürlich wird die Story vom String schon korrekt sein, die Frage wird sein, was dieser Schmarrn eigentlich darstellen soll.

gruss
rafiti

[richy]

Keine Ahnung. Vielleicht aus Spass.

Meine Antwort waere : Um sie zu verstecken.Auch vor dem Newtonschen Gravitationsgesetz
Aber wer weiss.Vielleicht gibt es solche aufgerollten Dimensionen.
Koennte man dies nicht mit einem Versuch klaeren ? :-)

Wenn du das sagst, muss es ja so sein.

Ich kann mir nur folgendes nicht vorstellen :
Eine Pressekonferenz in der z.B. Hawkings bekannt gibt :
Sehr geehrte Damen und Herren. Ich muss ihnen leider mitteilen: Wir haben uns geirrt.

@rafiti
Ist doch einfach :
http://de.wikipedia.org/wiki/M-Theorie
http://de.wikipedia.org/wiki/D-Brane
BTW

Eine Ausnahme stellt das Graviton (Austauschteilchen, welches die Gravitation vermittelt) dar. Dieses besteht aus einem ringförmigen String und ist daher nicht an eine Brane gebunden. Dies würde erklären, warum die Gravitation im Verhältnis zu den anderen Grundkräften der Physik so schwach ist, da sich ihre Kraft auf mehrere Dimensionen verteilt, bedeutet aber auch Abweichungen vom derzeitigen Gravitationsgesetz.

[quick]

Hallo Uli,

auch wenn ich weit davon entfernt bin, diese Theorien wirklich zu verstehen...

Zitat von Uli

Eine andere Möglichkeit, Massen zu verändern, sind effektive Feldtheorien. Dies sind Theorien, die eine - möglicherweise noch unbekannte - fundamentalere Theorie vereinfacht darstellen: vereinfacht in dem Sinne, dass gewisse Klassen von Wechselwirkungen als Umdefinierungen (Renormierungen) einiger Parameter der Theorie (z.B. Massen) berücksichtigt werden.

Ich finde diesen Ansatz natürlich wunderbar, bestätigt er mich doch anscheinend bei meiner Behauptung, dass der (Photonen-)Energie selbst keine Masse zugeordnet werden darf. Die Massenerhöhung bleibt also "einer gewissen Klasse von Wechselwirkungen" vorbehalten, und diese Klasse muß etwas besonderes sein, meine ich.
Aus der Verringerung der Wechselwirkung eines angeregten Elektrons mit dem Atomkern würde ich deshalb nicht gerade auf eine Erhöhung der Masse des Ganzen schließen.
Irgendwie logischer erscheint mir z.B. die Annahme, dass ein Atomkern leichter wird (wegen den gestörten Wechselwirkungen), wenn man ihn nur mit genügend Energie vollpumpt und damit auch anregt.
Die spannende Frage bleibt, welche Klasse von Wechselwirkungen schafft es, zusätzlich zur Eigenschaft Trägheit, ein entsprechendes Gravitationsfeld aufzubauen.

mfg
quick