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Theorien jenseits der Standardphysik Sie haben Ihre eigene physikalische Theorie entwickelt? Oder Sie kritisieren bestehende Standardtheorien? Dann sind Sie hier richtig.

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  #1  
Alt 27.11.18, 20:59
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physicus physicus ist offline
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Standard Einstein und die Quantenphysik

Hallo zusammen,

die meisten von euch werden schon ahnen, was ich meine: die Unvereinbarkeit von der Relativitätstheorie mit der Quantenphysik.

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Einstein: der Zug in meinem Gedankenexperiment kann so dünn werden, wie ich das will (er muss nur schnell genug an mir vorbeifahren)

Quantenphysik: Moment - bei der Planck-Länge (ca. 10 hoch −35 m) ist doch die Physik zu Ende.
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Beide zusammen können also nicht gleichzeitig im Sinne der Physik Recht haben, sonst wird die Theorie der Physik in sich widersprüchlich.

An einer Lösung dieses bisher noch ungelösten Problems wird gearbeitet (https://de.wikipedia.org/wiki/Quante...tengravitation).

Dieser Faden soll Interessierten Raum geben für Diskussionen bezüglich dieser Thematik.
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Schönen Gruß, Chris
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  #2  
Alt 27.11.18, 21:09
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TomS TomS ist offline
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Standard AW: Einstein und die Quantenphysik

Die Quantenmechanik und die Gravitation gemäß der ART sind sicher unvereinbar. Einfaches Beispiel: ein Spin-0 Teilchen zerfällt in zwei Spin-1 Teilchen. Zustand vor und nach dem Zerfall sind isotrop. Nach der Messung eines der beiden Teilchen ist dessen Ort jedoch bekannt, d.h. der Zustand ist nicht mehr isotrop. Dieser stochastische Kollaps (oder Alternativen in anderen Interpretationen ) ist unvereinbar mit der glatten, deterministischen Zeitentwicklung der Raumzeit in der ART.


Eine Quantisierung der Gravitation ist jedoch mathematisch möglich - diverse fortgeschrittene Ansätze sind bekannt - allerdings noch allesamt work-in-Progress.

Deswegen ja, "beide zusammen können nicht gleichzeitig Recht haben, sonst wird die Theorie der Physik in sich widersprüchlich", und deswegen ist die Physik längst über dieses inzwischen nur noch scheinbare Dilemma hinaus.
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«while I subscribe to the "Many Worlds" theory which posits the existence of an infinite number of Toms in an infinite number of universes, I assure you that in none of them am I dancing»
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  #3  
Alt 27.11.18, 22:51
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Standard AW: Einstein und die Quantenphysik

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Deswegen ja, "beide zusammen können nicht gleichzeitig Recht haben, sonst wird die Theorie der Physik in sich widersprüchlich", und deswegen ist die Physik längst über dieses inzwischen nur noch scheinbare Dilemma hinaus.
Allerdings, der formale Widerspruch der Lorentzkontraktion zur Planck-Länge bleibt immer noch bestehen, nicht wahr?

Und wenn wir jetzt einmal Theorie-Design betreiben:

Wenn wir eine "neue", oder "modifizierte", SRT schaffen könnten, eine SRT_2, die die Lorentzkontraktion nicht braucht, sondern stattdessen die Galilei-Transformation, so wie in der klassischen Physik, verwendet, und trotz alledem ohne die Lorentzkontraktion noch in allen Vorhersagen und Beobachtungen bezüglich aller Experimente bezüglich der "alten" SRT auf der Erde funktioniert (experimentellen Bestätigungen der "alten" SRT also nicht widerspricht), und innerhalb der man ansonsten widerspruchsfrei rechnen kann:

Dann wäre diese neue SRT_2 mit der Quantentheorie an dem von mir beschriebenen Punkt verträglich, nicht wahr?

Und wir könnten statt der alten SRT die neue SRT_2 in die Physik übernehmen, oder?
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Schönen Gruß, Chris

Geändert von physicus (27.11.18 um 22:54 Uhr)
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  #4  
Alt 28.11.18, 05:59
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TomS TomS ist offline
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Standard AW: Einstein und die Quantenphysik

Zitat:
Zitat von physicus Beitrag anzeigen
Allerdings, der formale Widerspruch der Lorentzkontraktion zur Planck-Länge bleibt immer noch bestehen, nicht wahr?
Wenn man sich die Raumzeit naiv vorstellt - wie körnigen Sand oder wie einen Kristall - dann ja. Aber so naiv sind die Theorien der Quantengravitation nicht konstruiert.

Zitat:
Zitat von physicus Beitrag anzeigen
Wenn wir eine "neue", oder "modifizierte", SRT schaffen könnten ...
Eine Quantisierung der Gravitation ist genau das.

Zitat:
Zitat von physicus Beitrag anzeigen
... stattdessen die Galilei-Transformation, so wie in der klassischen Physik
Das widerspräche offensichtlich allen unseren etablierten Theorien und experimentellen Erkenntnissen. Die Lorentzinvarianz ist zig-fach bestätigt, die Galileiinvarianz widerlegt.

Zitat:
Zitat von physicus Beitrag anzeigen
... trotz alledem ohne die Lorentzkontraktion noch in allen Vorhersagen und Beobachtungen bezüglich aller Experimente bezüglich der "alten" SRT auf der Erde funktioniert ...
Ein bisschen schwanger geht nicht.
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  #5  
Alt 28.11.18, 08:13
Hawkwind Hawkwind ist offline
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Standard AW: Einstein und die Quantenphysik

Zitat:
Zitat von physicus Beitrag anzeigen
Allerdings, der formale Widerspruch der Lorentzkontraktion zur Planck-Länge bleibt immer noch bestehen, nicht wahr?

Und wenn wir jetzt einmal Theorie-Design betreiben:

Wenn wir eine "neue", oder "modifizierte", SRT schaffen könnten, eine SRT_2, die die Lorentzkontraktion nicht braucht, ...
Wäre schlecht. Wie erklärt man denn dann z.B. die beobachtete Lorentz-Kontraktion relativistisch schneller schwerer Ionen?

https://www.spektrum.de/lexikon/astr...ontraktion/276



Zitat:
Die Lorentz-Kontraktion wurde auch experimentell nachgewiesen. So werden in Teilchenbeschleunigern im Ruhesystem kugelförmig erscheinende schwere Ionen, die aus vielen Nukleonen bestehen, in Bewegungsrichtung gestaucht (siehe Abbildung oben rechts: Gegenüberstellung von mitbewegten und statischen Beobachtersystemen). Die lorentz-kontrahierten, schweren Ionen haben deshalb im Laborsystem eine abgeflachte Gestalt und ähneln eher einem Pfannkuchen als einer Kugel. Es ist sehr beeindruckend, dass Einstein diesen Sachverhalt bereits in seinem Wunderjahr 1905 im legendären Papier Zur Elektrodynamik bewegter Körper berechnete! Freilich war dort nicht die Rede von lorentz-kontrahierten Atomkernen, doch führte er die Rechnung explizit vor (§4), wie eine Kugel zu einem Rotationsellipsoid via Lorentz-Boost deformiert wird.
BTW, die SRT ist zu einem sehr hohen Grade experimentell "abgesichert"; nicht nur die Quantenelektrodynamik mit ihren unglaublich präzisen Vorhersagen basiert auf der Speziellen Relativität.
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  #6  
Alt 28.11.18, 11:24
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physicus physicus ist offline
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Standard AW: Einstein und die Quantenphysik

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Wenn man sich die Raumzeit naiv vorstellt - wie körnigen Sand oder wie einen Kristall - dann ja. Aber so naiv sind die Theorien der Quantengravitation nicht konstruiert.
Nein... es geht hier (noch) nicht um Raumzeit, noch sonst ein physikalisches Konstrukt; sondern um eine physikalische Größe, die Länge. Die SRT generiert eine eindeutige Aussage bezüglich der Länge: sie kann aufgrund der Lorentzkontraktion nämlich beliebig klein werden.
Die Quantenphysik generiert ebenfalls eine Aussage über die Länge: sie ist gequantelt, d.h. u.a.: es gibt eine kleinst mögliche Länge. Das Prinzip der Quantelung ist ja überhaupt die geistige Grundlage der ganzen Quantenphysik.
Vgl. dazu auch physikalische Basiseinheiten, Länge.
Zitat:
Eine Quantisierung der Gravitation ist genau das.
Nein; Gravitation ist eine der vier Grundkräfte der Physik. Sie hängt von der Entfernung zweier Körper zueinander ab.
In der klassischen Physik hing die Gravitation, vor der Einführung der ART, direkt von der Länge ab (und der Masse der beteiligten Körper; vgl. https://de.wikipedia.org/wiki/Gravit...schen_Mechanik.)
Seit der Einführung der ART wird die Gravitation nicht mehr wie ein Kraft im Sinne der klassischen Physik behandelt; sie hängt, und nun kommt das, was Du gesagt hast, von der Struktur der Raumzeit ab, die Einstein im Zuge der SRT in die Physik eingeführt hat, und auf die die ART weiter aufbaut.
Vgl. dazu auch https://de.wikipedia.org/wiki/Gravit...C3%A4tstheorie, https://de.wikipedia.org/wiki/Raumzeit.
Zitat:
Das widerspräche offensichtlich allen unseren etablierten Theorien und experimentellen Erkenntnissen
Wenn wir die Lorentzkontraktion aus der geltenden Physik entfernen, und dafür die Galileitransformation wieder einführen, können wir Einsteins SRT in der Physik in ihrer jetzigen Form natürlich nicht mehr beibehalten; das beschrieb ich ja auch etwas weiter oben. Wir bräuchten eine SRT_2. Und diese SRT_2 muss natürlich auf Verträglichkeit gegenüber den experimentellen Bestätigungen der SRT überprüft werden; auch das schrieb ich ja schon.
Zitat:
Die Lorentzinvarianz ist zig-fach bestätigt, die Galileiinvarianz widerlegt.
Die Lorentzkontraktion konnte bis heute nicht durch ein Experiment erster Ordnung bestätigt werden; solange ist und bleibt sie formell eine Hypothese. An Versuchen zum Nachweis dazu hat es bestimmt nicht gemangelt, denn in der Physik wird normalerweise gründlich gearbeitet. Zu den Schwerionen komme ich später.
Alles, was man weiss, ist, dass die SRT ohne die Lorentzkontraktion nicht funktioniert. Und Achtung bei der Denkweise: die Galileitransformation wurde noch nie durch ein Experiment erster Ordnung widerlegt. Richtig ist vielmehr, dass Einstein sie aus der geltenden Physik entfernen musste, weil ansonsten die SRT nicht funktioniert.

Das war übrigens der kritischste Eingriff Einsteins in die bis dato geltende Physik überhaupt, nach meiner Meinung. Denn das ist bzw. war die einzige Stelle, an der sein neuer physikalischer Theorieteil, nämlich die SRT, im direkten rechnerischen Widerspruch zur klassischen und bis dato geltenden Physik stand. Evtl. können wir darüber auch später einmal sprechen.
Zitat:
Ein bisschen schwanger geht nicht
Wie, und ob, eine SRT_2 funktionieren kann, und welche Dinge man von der "alten" SRT übernehmen könnte (es sagt ja niemand, dass diese nicht zu großen Teilen sowieso möglicherweise richtig liegt), das wäre eben zu untersuchen; um im Sinne einer ToE, so wie ich eingangs schrieb, in der Physik ein Stück weiter zu kommen.
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Schönen Gruß, Chris

Geändert von physicus (28.11.18 um 11:28 Uhr)
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  #7  
Alt 28.11.18, 12:02
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Standard AW: Einstein und die Quantenphysik

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Das Thema in das richtige Unterverzeichnis verschoben.
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Gruß, Johann
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Eine korrekt gestellte Frage beinhaltet zu 2/3 die Antwort.
------------------------------------------------------------

E0 = mc²
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  #8  
Alt 28.11.18, 12:15
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TomS TomS ist offline
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Standard AW: Einstein und die Quantenphysik

Zunächst mal reden wir über Gravitation, und damit über die ART, nicht die SRT. Als nächstes lassen wir dann die Lorentztransformation beiseite, diese ist nämlich im Rahmen der ART für ausgedehnte Objekte i.A. völlig irrelevant bzw. nicht anwendbar und erhält einen völlig neuen Status.

Zitat:
Zitat von physicus Beitrag anzeigen
sondern um eine physikalische Größe, die Länge.
Dass die Länge eine sinnvolle physikalische Größe ist müsstest du erst noch begründen. Dazu gehört eine operationale Definition, d.h. eine Messung. Länge ist dann das, was so gemessen wird.

Wenn man das vernünftig durchführt, landet man bei der invarianten Ruhgelänge und muss sich um die Lorentzkontraktion nicht mehr kümmern; diese meint nämlich eine andere Definition von Länge, die eben nicht der Ruhelänge entspricht.

Zitat:
Zitat von physicus Beitrag anzeigen
Die SRT generiert eine eindeutige Aussage bezüglich der Länge: sie kann aufgrund der Lorentzkontraktion nämlich beliebig klein werden.
Genau das ist der Fehlschluss. Was da beliebig klein wird ist eine durch die Lorentztransformation mathematisch definierte, jedoch damit noch keineswegs direkt messbare Größe.

Andererseits kann aber im Rahmen der SRT auch die Ruhelänge beliebig klein werden; niemand hindert uns daran, im Rahmen der SRT immer kleinere Objekte zu konstruieren.

Zitat:
Zitat von physicus Beitrag anzeigen
Die Quantenphysik generiert ebenfalls eine Aussage über die Länge: sie ist gequantelt
Falsch!

Eine derartige Aussage existiert im Rahmen der Quantenmechanik oder Quantenfeldtheorie schlichtweg nicht.

Und im Rahmen der Quantengravitation höchstens in nicht-trivialer Weise und nicht zwingend für eine physikalisch messbare Größe; dies ist schlichtweg eine offene Frage.

Zitat:
Zitat von physicus Beitrag anzeigen
Das Prinzip der Quantelung ist ja überhaupt die geistige Grundlage der ganzen Quantenphysik.
Falsch.

Das mag dir so vorkommen, ist jedoch nicht der Fall. Im Rahmen der Quantenphysik treten sehr häufig nicht quantisierte Größen (Ort / Länge, Impuls, Energie, …) auf. Diskrete Größen liegen lediglich für bestimmte Systeme vor, nicht jedoch allgemein. Und wenn, dann sind dies Ergebnisse der Lösungen der Gleichungen, keineswegs der Input in die Gleichung oder irgendein Grundprinzip.


Zitat:
Zitat von physicus Beitrag anzeigen
Vgl. dazu auch …
Da steht nichts dergleichen

Zitat:
Zitat von physicus Beitrag anzeigen
Zitat:
Wenn wir eine "neue", oder "modifizierte", SRT schaffen könnten ...
Zitat:
Eine Quantisierung der Gravitation ist genau das.
Nein;
Doch!

Alles Weitere was du zur Gravitation sagst ist zunächst richtig, hat aber eben nichts mit Quantengravitation zu tun.

Lies dir mal das hier durch

https://en.wikipedia.org/wiki/Quantu...idate_theories

und befasse dich näher mit zumindest einer dieser Theorien und der zugrundeliegenden Raumzeitstruktur.

Der Rest zu Lorentzkontraktion und Experimenten erster Ordnung und SRT_2 ist sinnlos. Wenn du möchtest, dann konstruiere eine SRT_2, wobei du bitte den geometrischen Rahmen zur Formulierung der relativistischen Quantenfeldtheorie und des experimentell bestätigten Standardmodells der Elementarteilchenphysik inkl. Dirac-Gleichung, Lorentz-Kovarianz der Streuamplituden, Wigner-Klassifikation der Elementarteilchen gem. Lorentz- bzw. Poincare-Symmetrie etc. ebenfalls neu ableitest. Sobald das erfolgreich erledigt ist, können wir wieder über die SRT_2 reden – vorher bitte nicht.
__________________
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Geändert von TomS (28.11.18 um 12:22 Uhr)
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  #9  
Alt 28.11.18, 12:27
Ich Ich ist offline
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Standard AW: Einstein und die Quantenphysik

physicus,

dies ist eine Verwarnung für wiederholtes Posten von alternativen Fakten und Theorien im regulären Forum. Im Wiederholungsfall kann eine Schreibsperre verhängt werden.

-Ich-
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  #10  
Alt 28.11.18, 12:31
Benutzerbild von physicus
physicus physicus ist offline
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Standard AW: Einstein und die Quantenphysik

Zitat:
Zitat von Ich Beitrag anzeigen
dies ist eine Verwarnung für wiederholtes Posten von alternativen Fakten und Theorien im regulären Forum. Im Wiederholungsfall kann eine Schreibsperre verhängt werden.
Habe verstanden. Zur Erklärung: ich hatte mir ehrlich gesagt nicht im Traum vorgestellt, dass die Diskussion innerhalb dieses Fadens so schnell eine Wende in Richtung Theoriefindung/eigene Theorien nehmen würde.
Ich dachte, dieser Faden hier würde ganz anders verlaufen, und fand ihn daher im Bereich "Gültige Theorien" ursprünglich gut aufgehoben.
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Schönen Gruß, Chris
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