Relativitätstheorie und Quantenphysik

[DUCKFACE]

Hallo!

Allgemein bekannt ist, dass die allgemeine Relativitätstheorie bisher nicht mit der Quantentheorie kompatibel ist. Die Gravitation lässt sich bislang nicht quantisieren. Es treten zu viele mathematische Unendlichkeiten in den Berechnungen auf, sodass eine Fusion dieser fundamentalen Theorien der Physik derzeit nicht realisiert werden kann. Es war bereits ein enormer Erfolg, im Rahmen der relativistischen Quantenfeldtheorie die Quantenphysik mit der speziellen Relativitätstheorie zu vereinen.

Die Quantentheorie und die allgemeine Relativitätstheorie sind unvereinbar, wenn es z. B. um die physikalische Beschreibung kleinster, aber massereicher und dichter Teilchen geht. Hier stoßen wir in den Sektor des Mikrokosmos vor und behandeln trotzdem große Massen, mit denen sich die allgemeine Relativitätstheorie befasst. Immense Raumzeit-Modifikationen treten in Erscheinung. Ein solcher Punkt war z. B. der Urknall - eine extrem dichte und komprimierte Akkumulation von Energie auf engstem Raume.

Eventuell stellt die allgemeine Relativitätstheorie einen Spezialfall dar, der eben nicht für alle Bereiche des Universums Gültigkeit besitzt. Sie muss vermutlich als unvollständig betrachtet werden. Mir ist bisher keine plausible Lösung jener Problematik bekannt.

Viele Grüße

DUCKFACE

 

[Joey]

Allgemein bekannt ist, dass die allgemeine Relativitätstheorie bisher nicht mit der Quantentheorie kompatibel ist. Die Gravitation lässt sich bislang nicht quantisieren. Es treten zu viele mathematische Unendlichkeiten in den Berechnungen auf, sodass eine Fusion dieser fundamentalen Theorien der Physik derzeit nicht realisiert werden kann. Es war bereits ein enormer Erfolg, im Rahmen der relativistischen Quantenfeldtheorie die Quantenphysik mit der speziellen Relativitätstheorie zu vereinen.

Die Quantentheorie und die allgemeine Relativitätstheorie sind unvereinbar, wenn es z. B. um die physikalische Beschreibung kleinster, aber massereicher und dichter Teilchen geht. Hier stoßen wir in den Sektor des Mikrokosmos vor und behandeln trotzdem große Massen, mit denen sich die allgemeine Relativitätstheorie befasst. Immense Raumzeit-Modifikationen treten in Erscheinung. Ein solcher Punkt war z. B. der Urknall - eine extrem dichte und komprimierte Akkumulation von Energie auf engstem Raume.

Eventuell stellt die allgemeine Relativitätstheorie einen Spezialfall dar, der eben nicht für alle Bereiche des Universums Gültigkeit besitzt. Sie muss vermutlich als unvollständig betrachtet werden. Mir ist bisher keine plausible Lösung jener Problematik bekannt.

Nicht nur vermutlich, sondern ganz bestimmt.

Lösungsvorschläge gibt es einige... mal sehen, ob eine davon sich als richtig erweist, oder ob die Lösung ganz woanders steckt.

 

[DUCKFACE]

Nicht nur vermutlich, sondern ganz bestimmt.

Den zu beobachtenden Expansionseffekt des Universums kann die allgemeine Relativitätstheorie meines Wissens auch nicht zufriedenstellend erklären.

Lösungsvorschläge gibt es einige...

Die Stringtheorie kommt mir gerade als Lösungsvorschlag in den Sinn. Hierzu bemerke ich immer, dass man zunächst einmal die Oberflächenstrukturen der Quarks und Leptonen analysieren müsste, um zu ermitteln, ob die Stringtheorie eine akzeptable Basis hat. Erweisen sich die Quarks und Leptonen nämlich als nicht weiter reduzierbare Gebilde, wird es schwierig, selbige letztlich auf Strings zurückzuführen.

 

[Joey]

Den zu beobachtenden Expansionseffekt des Universums kann die allgemeine Relativitätstheorie meines Wissens auch nicht zufriedenstellend erklären.

Dass das Universum expandiert, fällt zwanglos aus der ART heraus, was Einstein ja zuerst dazu verleitete, die kosmologische Konstante einzuführen, die das verhindern sollte. Dass sie jetzt allerdings doch benötigt wird, um die beschleunigte Expansion zu beschreiben, vermag die ART tatsächlich nicht zu erklären. Da kommt dann die sog. "dunkle Energie" ins Spiel, wo wir immernoch keine Ahnung haben, was es ist.

Die Stringtheorie kommt mir gerade als Lösungsvorschlag in den Sinn. Hierzu bemerke ich immer, dass man zunächst einmal die Oberflächenstrukturen der Quarks und Leptonen analysieren müsste, um zu ermitteln, ob die Stringtheorie eine akzeptable Basis hat. Erweisen sich die Quarks und Leptonen nämlich als nicht weiter reduzierbare Gebilde, wird es schwierig, selbige letztlich auf Strings zurückzuführen.

Da stellst Du Dir zuviel "bildlich" vor - das ist meistens hilfreich und dient dem Verständnis, kann ihm aber auch im Wege stehen. Quarks und Leptonen kann man auch auf Strings zurückführen, wenn sie keine Oberflächenstrukturen haben.

 

[DUCKFACE]

Quarks und Leptonen kann man auch auf Strings zurückführen, wenn sie keine Oberflächenstrukturen haben.

Ja, SO war es auch nicht gemeint, sondern: Quarks und Leptonen sollten eine "Teilbarkeit" bzw. weitere "Reduzierbarkeit" aufweisen. Denn wie sollten sie sonst aus den spezifischen Schwingungungszuständen der Strings hervorgehen, wenn sie "punktförmig" sind?

 

[Joey]

Ja, SO war es auch nicht gemeint, sondern: Quarks und Leptonen sollten eine "Teilbarkeit" bzw. weitere "Reduzierbarkeit" aufweisen. Denn wie sollten sie sonst aus den spezifischen Schwingungungszuständen der Strings hervorgehen, wenn sie "punktförmig" sind?

Zum einen ist "Punktförmig" im Rahmen der Quantentheorien ein problematischer Begirff. Und erst Recht in den String-Theorien wird der Begriff sehr weit aufgeweicht.

Desweiteren: Wieso soltlen sie dann teilbar sein? Du kannst Dir das ein wenig analog zu den Schwingungsmoden es em-Feldes vorstellen, in die Du auch nur eine ganze Anzahl an Photonen hineinlegen kannst. So erlauben die Strings auch nur diskrete Schingungszustände, von denen einige eben nicht weiter zerfallen.

 

[DUCKFACE]

Desweiteren: Wieso soltlen sie dann teilbar sein?

So herum: Punktförmig sind die Teilchen nach meiner Definition dann, wenn sie nicht weiter teilbar und auch nicht anderweitig reduzierbar sind. Ein Atom kann man zerlegen, Protonen und Neutronen ebenfalls. Elektronen, die zu den Leptonen gehören, lassen sich nicht weiter "teilen", soweit mir bekannt ist. Wie solche punktförmigen Elementarteilchen aus Strings "bestehen" können, ist mir gänzlich unklar.

 

[Joey]

So herum: Punktförmig sind die Teilchen nach meiner Definition dann, wenn sie nicht weiter teilbar und auch nicht anderweitig reduzierbar sind. Ein Atom kann man zerlegen, Protonen und Neutronen ebenfalls. Elektronen, die zu den Leptonen gehören, lassen sich nicht weiter "teilen", soweit mir bekannt ist. Wie solche punktförmigen Elementarteilchen aus Strings "bestehen" können, ist mir gänzlich unklar.

Die Teilchen sind ja nicht (nur) die Strings, sondern deren Schwingungszustände.

Wie stellst Du Dir eine Teilbarkeit vor? Halbe Strings? Bildlich könnte man sich das so vorstellen - ob es wirklich so realistisch ist, steht auf einem anderen Blatt.

 

[DUCKFACE]

Wie stellst Du Dir eine Teilbarkeit vor? Halbe Strings? Bildlich könnte man sich das so vorstellen - ob es wirklich so realistisch ist, steht auf einem anderen Blatt.

Nicht die Strings müssten teilbar sein, sondern die Quarks und Leptonen müsste man "zerlegen" können, so, wie man auch Atome in kleinere Bausteine (subatomare Teilchen) zerlegen kann, aus denen sie bestehen. Anders kann ich mir nicht vorstellen, wie die speziellen Schwingungen von Strings Quarks und Leptonen realisieren sollen.

 

[Cosmoparticle]

Die Stringtheorie besagt nicht, dass die Elementarteilchen weiter teilbar wären und aus Strings "bestehen" würden, sondern sie will alle Teilchen vereinheitlichen, indem sie sagt, alle Teilchen wären "Strings" mit verschiedenen Schwingungsmustern und Ausformung. Die Schwingung des Strings gibt dem Elementarteilchen dann die Eigenschaften von Masse, Elektromagnetizität etc., aber von Grund auf wären alle Teilchen Strings.

Meine Meinung dazu ist, dass es weniger das Materielle am String ist, was die Elementarteilchen unterscheidet, sondern die Besetzung von Raum innerhalb des Kosmos. Wenn ein String viel Raum einnimmt auf der mikrokosmischen Ebene, dann hat es "schwerere" Eigenschaften.

Ein Graviton dagegen hinterlässt meiner Vermutung nach makroskopisch eine große Lücke zwischen zum Beispiel Planeten und schwingt an den Enden der Lücke, also an den beiden mesokosmischen Objekten (Planeten) auf mikrokosmischer Ebene an den Enden der Lücken gleichzeitig.

Das ist meine Theorie.