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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
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Übermittler der Gravitation: Gravitonen aber wie ?
Hallo zusammen.
Ich schnappte auf Youtube eine interessante Frage auf. Ausgangslage ist die Hypothese, dass auch Gravitation durch Bosonen übertragen wird, in diesem Fall die Gravitonen. Da die Wirkung der Gravitation sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen soll, sollten also auch die Gravitonen nicht schneller als Licht unterwegs sein. Die Frag dazu war eine Art Fangfrage: Wenn sich Gravitonen auch nur mit maximal c fortbewegen, wieso übt dann ein schwarzes Loch überhaupt Gravitation auf die Umgebung aus ? ... ich muss gestehen, die Logik dahinter finde ich stichhaltig. Diese Gravitonen sollten dem schwarzen Loch dann auch nicht entkommen können. AUSSER, schwarze Löcher sind um ein vielfaches schwerer, als wir kalkulieren, weil nur die Gravitonen entkommen können, die gerade mal so am Ereignishorizont vorhanden sind. Hat jemand sich darüber schon mal Gedanken gemacht ? |
#2
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Wir haben ja noch keine Quantentheorie der Gravitation und es ist unklar, ob sie denn Gravitonen enthalten wird. Aber es könnte ja sein, dass es gewisse Ähnlichkeiten zur Quantenelektrodynamik geben wird, es also auch Bosonen gibt, welche die Wechselwirkung vermitteln - insofern schon eine berechtigte Frage.
Es ist nun auch so, dass elektrisch geladene schwarze Löcher von elektrostatischen Feldern umgeben sind. Photonen "entkommen" also auch, vorausgesetzt sie sind virtuell. Die Eigenschaften virtueller Teilchen sind eben weit phantastischer als die der gewöhnlichen reellen Teilchen. So wird es auch für hypothetische virtuelle Gravitonen sein. Im besonderen können virtuelle Teilchen auch "raumartig" sein, d.h. Raumzeitpunkte miteinander "verbinden", die lichtschnelle Teilchen nicht schaffen. Und das, ohne die Kausalität zu verletzen. Um das wirklich einigermaßen zu begreifen, muss man sich mit relativistischen Quantenfeldtheorien auskennen. Das ist ein sehr fortgeschrittenes Thema und ich hab da leider nur ein bisschen Wischiwaschi-Wissen. TomS könnte da mit Sicherheit mehr zu sagen. |
#3
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AW: Übermittler der Gravitation: Gravitonen aber wie ?
Die Frage ist im Rahmen der Quantengravitation schwer zu beantworten. Zum Einen ist die mathematische Formulierung noch unklar. Zum Anderen zeichnet sich jedoch ab, dass Gravitonen bei der Formulierung der Theorie eine untergeordnete Rolle spielen, insbs. da diese nicht die Geometrie der Raumzeit ändern; das Gravitationsfeld eines Sterns oder schwarzen Lochs ist jedoch eine Raumzeit mit starker Krümmung, die nicht durch den Austausch kleiner Störungen = Gravitatonen beschrieben werden kann; letztere stellen evtl. Quantenkorrekturen dar, liefern jedoch nicht den wesentlichen Beitrag.
Im Rahmen der Quantenelektromechanik stellt sich jedoch eine ähnliche Frage. Hier ist die Antwort sehr einfach: man kann die Theorie mathematisch exakt so formulieren, dass sie sowohl dynamische Photonfelder als auch ein statisches 1/r Potential enthält. Die Photonen sind dann lediglich kleine Störungen, die zu diesem Coulombpotential hinzukommen. In der QED verwendet man diese Formulierung u.a. bei der Berechnung der Lamb-Shift. In der QCD sind die Gleichungen deutlich komplexer, auch hier verwendet man jedoch eine ähnliche Formulierung, um z.B. die Bindung von Quarks in Hadronen zu beschreiben. Die Frage resultiert m.E. aus dem Denkfehler, diese Austauschteilchen wären alleine für die jeweilige Wechselwirkung verantwortlich, und sie würden sich auf der Raumzeit ausbreiten. Ersteres ist nicht richtig, das wissen wir aus der QED und der QCD. Letzteres ist nach der Meinung vieler Physiker ebenfalls falsch; es handelt sich hier um das Problem der sogenannten Hintergrundabhängigkeit. Die Quantengravitation muss jedoch hintergrundunabhängig formuliert werden, und damit verschwinden diese Fragestellungen; es handelt sich um ein Scheinproblem, das einer falschen Idee entspringt.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. Ge?ndert von TomS (05.11.16 um 07:13 Uhr) |
#4
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AW: Übermittler der Gravitation: Gravitonen aber wie ?
Dann würde die Stringtheorie als hintergrundabhängige Theorie aber ausscheiden, oder?
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#5
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AW: Übermittler der Gravitation: Gravitonen aber wie ?
Zitat:
David Gross, einer herausragenden Physiker des zwanzigsten Jahrhunderts, Nobelpreisträger und einer der Pioniere der Stringtheorie in den achtziger Jahren hat den Eröffnungsvortrag zur Konferenz Strings 2009 gehalten. Aus den Folien: Zitat:
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. Ge?ndert von TomS (13.11.16 um 09:58 Uhr) |
#6
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AW: Übermittler der Gravitation: Gravitonen aber wie ?
Kannst du bitte auf die SFT näher eingehen? Die kenne ich nicht. Loops kenne ich nur von der LQG.
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#7
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AW: Übermittler der Gravitation: Gravitonen aber wie ?
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
#8
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AW: Übermittler der Gravitation: Gravitonen aber wie ?
Zu diesem Thema habe ich nachstehende leichte Bettlektüre gefunden:
https://edoc.ub.uni-muenchen.de/1609..._Korbinian.pdf |
#9
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AW: Übermittler der Gravitation: Gravitonen aber wie ?
Ob es nun Gravitonen gibt oder nicht, das Gravitationsfeld eines Schwarzen Loches kann man sich als fossiles Feld vorstellen. Es existierte ja während des Gravitationskollapses bereits vor der Ausbildung des Ereignishorizonts und blieb dann erhalten.
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Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus |
#10
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AW: Übermittler der Gravitation: Gravitonen aber wie ?
Zitat:
Gravitonen kommen nach meinem Verständnis erst bei Änderungen im Gravitationsfeld ins Spiel. Und diese Änderungen kommen bei einem SL immer von aussen. Z.B. durch einfallende Materie. |
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