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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

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  #1  
Alt 27.09.14, 12:51
fossilium fossilium ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 01.04.2009
Ort: Bonn
Beiträge: 230
Standard Raumschwingungen

Hi zusammen,

Ich hab auch eine Idee, die ich gerne mal besprechen würde.

Nach der Allgem. Rel.Theorie wechselwirkt der Raum mit der Masse. Bildlich kann man sich das so vorstellen, dass er sich krümmt, so wie eine zweidimensionale Fläche im Dreidimensionalen eine Krümmung haben kann. Die Bewegung einer Masse in einem Graitationsfeld ist dann nichts anderes als eine Bewegung längs der Goedäten dieser Krümmungen. Mir ist klar, dass das nur eine Veranschlichung ist und die richtige Beschreibung nur im mathematischen Formalismus liegt.

Da die Wirkung von Raum und Massen wechselseitig ist, müsste die Bewegung von Massen bewegte Dellen in der Raumzeit erzeugen, insbesondere müssten schwingende Massen so etwas wie Wellen in der Raumzeit hervorrufen. So auch Atome, die in einem Atomgitter hin und herschwingen. Diese Wellen dürfen unmessbar klein sein, aber da es bisher keine Gründe für eine Quantelung der Raumzeit gibt, sollten diese prinzipiell vorhanden sein, es sei denn ihre Ausdehnung wäre unterhalb der Planklänge. Kann man das ausrechnen ?

Wo Wellen sind, gibt es Interferenz (bei kohärenten Wellen) und Resonanz. Sind resonanzfähige gravitative Systeme denkbar ? Die müssten evtl. sehr gross sein – aber denkbar ? Schwingende Atomgitter müssten kohärente gravitative Wellen sehr hoher Frequenz abstrahlen. Wegen der Höhe der Frequenz könnten die zugehörigen Gravitationswellen (Raumvibrationen) vielleicht doch messbar sein, mit Licht, dass mit diesen Vibrationen wechselwirkt.

Oder gibt es wirklich keine Chance, den Krümmungen des Raumes durch solche Effekte auf die Spur zu kommen ?

Eure Meinung würde mich interessieren.
Grüsse Fossilium
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  #2  
Alt 28.09.14, 08:34
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.944
Standard AW: Raumschwingungen

Zitat:
Zitat von fossilium Beitrag anzeigen
, insbesondere müssten schwingende Massen so etwas wie Wellen in der Raumzeit hervorrufen.
Man nennt sie Gravitationswellen, schau hier .
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #3  
Alt 28.09.14, 10:00
fossilium fossilium ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 01.04.2009
Ort: Bonn
Beiträge: 230
Standard AW: Raumschwingungen

Hi Timm,

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Man nennt sie Gravitationswellen, schau hier .
Oh, Danke für den Verweis nach Wikipedia.

Kann ich alles nachvollziehen.

Ein bremsendes Auto oder ein wärmebewegtes Atom müsste auch Raumzeitschwingungen verursachen. In welcher Grössenordnung liegt da die Ausbeulung der Raumzeit ? Unterhalb oder Oberhalb der Plank-Länge ?
Vielleicht beult sie sich garnicht, weil die Verformung eine bei hohen Frequenzen "träge" wird, die Raumzeit also nicht elastisch genug ist. Gibt die ART bzgl. der "Elastizität" der Raumzeit Hinweise ? Und steht diese sog. Elastizitätverringerung in Zusammenhang mit der Begrenzung von Ausbreitungsgeschwindigkeiten, also der Lichtgeschwindigkeit ?

Ich gebe zu ist alles nur Phantasie. Aber ohne Phantasie kommt man zu gar nichts.

Grüsse Fossilium
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  #4  
Alt 28.09.14, 10:59
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.944
Standard AW: Raumschwingungen

Hallo Fossilium,

beschleunigte Massen strahlen Gravitationswellen ab, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Das Problem ist die Meßbarkeit, beim Erdumlauf um die Sonne sind es 200 W. Bei einem Binärpulsar ist man da schon bei ganz andere Größenordungen, prinzipiell detektierbar.

Ich glaube nicht, daß man von einer Elastizität der Raumzeit sprechen kann. Beim Durchgang einer Gravitationswelle ändert sich die die Gravitation periodisch. Gravitation äußert sich u.a. dadurch, daß freie Testpartikel relativ zueinander beschleunigen. Im expandierenden Universum beschleunigen sie voneinander weg (Galaxienflucht), beim Durchgang einer Gravitationswelle periodisch voneinander weg und aufeinander zu. Dazu findest Du im Internet reichlich Animationen.

Gruß, Timm
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  #5  
Alt 28.09.14, 16:51
Philipp Wehrli Philipp Wehrli ist offline
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Registriert seit: 04.07.2009
Ort: Winterthur
Beiträge: 255
Standard AW: Raumschwingungen

Zitat:
Zitat von fossilium Beitrag anzeigen

Ein bremsendes Auto oder ein wärmebewegtes Atom müsste auch Raumzeitschwingungen verursachen. In welcher Grössenordnung liegt da die Ausbeulung der Raumzeit ? Unterhalb oder Oberhalb der Plank-Länge ?
Die Planck Länge ist hier nicht das Problem, im Gegenteil. Die Energie der Gravitationswelle wäre so schwach, dass die Wellenlänge extrem lang wäre. Gravitationswellen sind indirekt nachgewiesen worden bei Verlangsamung der Umdrehung von Doppelsternen (wenn ich mich recht erinnere, gab es dafür mal einen Nobelpreis). Der direkte Nachweis steht noch aus. Es gibt aber verschiedene Versuche, Gravitationswellen zu messen. Dazu müssen aber sehr grosse Massen sehr rasch beschleunigt werden, wie das etwa bei einem Sternkollaps oder bei einer Supernova passiert.
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  #6  
Alt 29.09.14, 22:57
fossilium fossilium ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 01.04.2009
Ort: Bonn
Beiträge: 230
Standard AW: Raumschwingungen

Hallo Philipp,

"Die Energie der Gravitationswelle wäre so schwach, dass die Wellenlänge extrem lang wäre."

Ok, das kann ich nachvollziehen. Es geht mir aber um die Frage, was kann man über ganz geringe Raumzeitschwankungen aussagen, sozusagen über das Extreme im Kleinen ?

Wenn man die Gravitation als klassisches Feld beschreibt, bei dem die Feldstärke ab Gravitationszentrum mit dem Quadrat des Abstandes abnimmt, dann kommt man bei grossen Entfernungen zu sehr kleinen Feldstärken. Muss man nun davon ausgehen, dass selbst bei kleinster Feldstärke noch eine Kraftwirkung vorhanden ist ? Gibt es keine untere Grenze ? Würde selbst eine Kraftwirkung, die dem Planckschen Wirkungsquantum entspricht, noch unterschritten (da das Gravitationsfeld nicht quantisiert beschreibbar ist) ? Ist die Abnahme bis beliebiger Annäherung an Null stetig ?

Das ist keine triviale Frage. Falls es nämlich einen Abstand gibt, ab dem keine Kraftwirkung mehr auftritt, hätte das Kraftfeld eine endliche Reichweite. Wie auch andere klassische Felder, die quantisiert werden können, und bei denen in Bereichen, in denen die Anregungen kleinere Energie haben als die kleinstmögliche Energieportion, keine Feldwirkung mehr vorhanden ist. Diese hätten ja dann auch eine endliche Reichweite.

Grüsse Fossilum
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  #7  
Alt 30.09.14, 23:31
fossilium fossilium ist offline
Profi-Benutzer
 
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Ort: Bonn
Beiträge: 230
Standard AW: Raumschwingungen

Hallo zusammen !
vielleicht rafft sich mal Einer von Euch zu einer Antwort auf.
Grüsse
Fossilium
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  #8  
Alt 01.10.14, 08:49
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.944
Standard AW: Raumschwingungen

Mit Deiner Frage verläßt Du die klassische Theorie, die ART. Zur Quantengravitation gibt es einige Ansätze, aber keine etablierte Theorie.
Vermutlich setzt die Planck-Skala eine untere Grenze im Sinn Deiner Frage.
__________________
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  #9  
Alt 01.10.14, 09:06
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
Beiträge: 1.932
Standard AW: Raumschwingungen

Zitat:
Zitat von fossilium Beitrag anzeigen
Würde selbst eine Kraftwirkung, die dem Planckschen Wirkungsquantum entspricht
Definiere, was du damit meinst. Mir geht es vor allem um die Einheiten. So, wie es dasteht, kann ich das keiner physikalischen Beziehung zuordnen.
Zitat:
Zitat von fossilium Beitrag anzeigen
Wie auch andere klassische Felder, die quantisiert werden können, und bei denen in Bereichen, in denen die Anregungen kleinere Energie haben als die kleinstmögliche Energieportion, keine Feldwirkung mehr vorhanden ist.
Das EM-Feld ist hervorragend quantisierbar und hat nach heutiger Erkenntnis unendliche Reichweite. Ich denke, du hast da falsche Vorstellungen.
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  #10  
Alt 02.10.14, 00:03
fossilium fossilium ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 01.04.2009
Ort: Bonn
Beiträge: 230
Standard AW: Raumschwingungen

Zitat:
Zitat von Ich Beitrag anzeigen
Definiere, was du damit meinst. Mir geht es vor allem um die Einheiten. So, wie es dasteht, kann ich das keiner physikalischen Beziehung zuordnen.
Kann zum Beispiel in beliebiger Entfernung von einem gravitativen Zentrum vom Gravitationsfeld ein Drehimpuls auf eine andere Masse übertragen werden, und wenn ja, kann dieser übertragene Drehimpuls beliebig klein sein ?

Oder auch:

Zitat:
Zitat von Ich Beitrag anzeigen
Das EM-Feld ist hervorragend quantisierbar und hat nach heutiger Erkenntnis unendliche Reichweite. Ich denke, du hast da falsche Vorstellungen.
Kann zum Beispiel in b e l i e b i g er Entfernung von einem magentischen Pol das von diesem Pol ausgehende Magnetfeld den Spin eine Elektrons umklappen ?

Grüsse Fossilium
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