Die Stringtheorie - Willkommen in der 11. Dimension!

[MaTrixx]

Also ein Stranglet ist nicht dasselbe wie ein schwarzes Loch? Und was heißt, dass ein schwarzes Loch kaputt gehen kann? Wo geht denn dann diese extrem verdichtete Energie (was auch immer das sein soll) hin?

Katarina

Das kann man ganz einfach mal nachgehen. Einfach ein schwarzes Loch nachbasteln.

http://www.tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de/graum/bastel.html




L.G.
____
Ma

 

[Joey]

Also ein Stranglet ist nicht dasselbe wie ein schwarzes Loch?

Nein, ist es nicht.

Und was heißt, dass ein schwarzes Loch kaputt gehen kann? Wo geht denn dann diese extrem verdichtete Energie (was auch immer das sein soll) hin?

Stichwort Hawking-Strahlung. Schwarze Löcher zerstrahlen langsam wieder. Je massenärmer sie sind, desto schneller zerstrahlen sie wieder.

Und werden dann durch einen Teilchenbeschleuniger nur Strangequarks geschossen?

Nein, das werden nicht. Die können bei diesen Zusammenprall-Reaktionen der Teilchen, die in den Beschleunigern rumgeschossen werden, entstehen. Man darf sich das auch nicht als Bruchstücke der Teilchen vorstellen; diese Reaktionen laufen ein wenig anders ab.

Und warum? Und wo bekommt man die her? Und wenn die normalerweise zerfallen, wohin zerfallen die denn?

Die Teilchen, die rumgeschossen werden, nimmt man aus der normalen Materie, die wir kennen. Protonen werden aus Wasserstoffgas gewonnen; Elektronen werden aus einem glühenden Draht "rausgeholt".

Instabile Teilchen zerfallen in andere leichtere Teilchen und in Energie. Das ist wie schon gesagt kein normaler Zerfall, wie man sich das klassisch vorstellen. Stell Dir das mehr vor, ein Teilchen sich in zwei leichtere "verwandelt", die schnell auseinander fliegen.

Und unter welchen Bedingungen würden die sich zu Stranglets zusammenballen? Rein theoretisch?

Unter extremsten Druck- und Dichteverhältnissen.

Viele Grüße
Joey

 

[Sundance]

Nun zum BBC. Da ging es um die TNB glaub. In USA wollten sie oder machten sie weiss gar nicht, ein Versuch durchführen, wo einigen Wissenschaftler der Meinung waren es könnte dabei so viel Energie frei werden das sich ein Schwarzesloch bildet. Was natürlich für die Erde und die hier Wohnen suboptimal wäre
Im BBC wurde aber auch gesagt das dieses das unwahrscheinlichste Szenario der ganzen Doku war...

Es ging dabei wohl um kleine schwarze Löcher. Nach den Berechnungen ist die Gefahr wohl sehr gering, allerdings nicht gleich Null.
Eine Parallele dazu: vor den ersten Tests von Wasserstoffbomben wurde diskutiert, ob damit nicht der Stickstoff der Athmosphäre zur Fusion gebracht werden könnte, so dass die gesamte Erdatmosphäre in einer thermonuklearen Explosion zerstört würde. Man hat die Wahrscheinlichkeit dafür als sehr klein berechnet, aber eben auch nicht Null, und die Tests im Interesse des Fortschritts trotzdem gestartet. No Risk no Fun. Falls so etwas mal schiefgeht, waren wir halt ein Fehler der Evolution.

 

[Katarina]

Hi Joey,

könnte man es untechnisch so formulieren, dass in diesen Teilchenbeschleunigern Mini-Mini-Elementarteile aufeinandergeschossen werden, um zu sehen, ob und wie daraus noch kleinere Miniteiteile entstehen? Einfach, um noch mehr Aufschluss über das Wesen von Materie zu gewinnen? Wobei dann eine bestimmte Sorte von Miniteil (Strangequarks) nach einigen Theorien die Eigenschaft hat, dass es sich unter bestimmten Dichte- und Druckbedingungen nicht etwas weiter teilt/verwandelt, sondern - im Gegenteil - sich zusammenballt (Stranglet) und dass dieses Zusammengeballte die Eigenschaft hat, alles anzuziehen und in Strangletqualität umwandelt?
Wieso hast du dann jetzt in diesem Zusammenhang die schwarzen Löcher erwähnt? Weil das ähnlich funktioniert? Ich meine, weil auch diese alles anziehen und "verschwinden lassen"?
Was ist eigentlich Antimaterie?

Katarina

 

[Joey]

könnte man es untechnisch so formulieren, dass in diesen Teilchenbeschleunigern Mini-Mini-Elementarteile aufeinandergeschossen werden, um zu sehen, ob und wie daraus noch kleinere Miniteiteile entstehen? Einfach, um noch mehr Aufschluss über das Wesen von Materie zu gewinnen? Wobei dann eine bestimmte Sorte von Miniteil (Strangequarks) nach einigen Theorien die Eigenschaft hat, dass es sich unter bestimmten Dichte- und Druckbedingungen nicht etwas weiter teilt/verwandelt, sondern - im Gegenteil - sich zusammenballt (Stranglet) und dass dieses Zusammengeballte die Eigenschaft hat, alles anzuziehen und in Strangletqualität umwandelt?

Ja, vereinfacht und untechnisch kann man das so sagen.

Wieso hast du dann jetzt in diesem Zusammenhang die schwarzen Löcher erwähnt? Weil das ähnlich funktioniert? Ich meine, weil auch diese alles anziehen und "verschwinden lassen"?

Die schwarzen Löcher habe ich nicht als erster erwähnt. Ich schrieb nur etwas dazu. Man verwechselt sie leicht damit.

Was ist eigentlich Antimaterie?

Zu jedem Teilchen, welches wir kennen, existiert ein sog. Antiteilchen. Die Materie, wie wir sie kennen ist aufgebaut aus Quarks (die sich zu sog. Protonen und Neutronen zusammenballen) und Elektronen. Wenn man die elektronen durch Antielektronen (auch Positronen genannt) ersetzen und die Quarks durch die entsprechenden Antiquarks, hätte man Antimaterie.

Materie und Antimaterie haben die Eigenschaft, dass sie sich gegenseitig vernichten... wenn größere Mengen in Berührung kämen, käme es zu einer sehr starken Explosion (ein halbes Gramm Materie und ein halbes gramm Antimaterie zusamen hätten eine Sprengkraft einer Atombombe in etwa).

In Teilchenbeschleunigern werden einzelne Teilchen und Antiteilchen zusammengeschossen. Die Folgen davon sind harnmlos.

Viele Grüße
Joey

 

[Katarina]

Zu jedem Teilchen, welches wir kennen, existiert ein sog. Antiteilchen. Die Materie, wie wir sie kennen ist aufgebaut aus Quarks (die sich zu sog. Protonen und Neutronen zusammenballen) und Elektronen. Wenn man die elektronen durch Antielektronen (auch Positronen genannt) ersetzen und die Quarks durch die entsprechenden Antiquarks, hätte man Antimaterie.

Materie und Antimaterie haben die Eigenschaft, dass sie sich gegenseitig vernichten... wenn größere Mengen in Berührung kämen, käme es zu einer sehr starken Explosion (ein halbes Gramm Materie und ein halbes gramm Antimaterie zusamen hätten eine Sprengkraft einer Atombombe in etwa).

Ist denn Antimaterie materiell?

Katarina

 

[LeBaron]

Das sind alles Reaktionen, die seit Millionen von Jahren schon in der Erdatmosphäre und im gesammten Universumm viel Energiereicher stattfinden, ohne dass diese verherenden Folgen eingetreten sind.

Die Energiedichte bei diesen Reaktionen könnte nur so groß werden, dass winzig kleine schwarze Löcher entstehen.

Na, mal sehen. Der Schwarzschildradius eines Protons liegt
bei 10^-54m. Das ist nochmal um fast zwanzig Grössenordnungen
kleiner als die Planck-Länge. Da versagt gängige Physik voll und
ganz. Bin ja mal gespannt, ob diese Physik der Wackelstrings
richtig vorhersagt, dass es noch einen Mini-SL Zerfallskanal gibt.
Ich wette dagegen! Hälst du mit?

Ein schwarzes Loch ist zwar ein schwarzes Loch, aber wenn es insgesammt nur eine Masse von wenigen Nanogramm hat, bleibt es ohne Folgen und wird nicht zum allesfressenden Monster, sondern zerfällt vorher.

Ein SL mit Protonenmasse kann ich irgendwie nicht ernstnehmen.
Selbst wenn es stabil sein könnte. Es wäre überhaupt nicht messbar. Es
wäre...nichts! Wüsste nicht, wie es vom hungernden zum fressenden SL
mutieren könnte, das putzige Nichts.

Mit den Strangelets sieht es ähnlich aus. Es gibt die Hypothese, dass sie die normale Materie umformen könnten, so dass sie wachsen. Geschähe das schnell genug, Würde die Erde vollkommen mit umgeformt werden, und es würde ein stabiler Zustand entstehen.

Oh. Interessant. Aber wie sollte das vonstatten gehen? Hast du eine Quelle
dazu, bitte?

Überhaupt, diese Panik vor SLs. Wenn die Sonne sich jetzt - zack! - in ein
SL verwandeln würde, so würde die Erde weiter um die Sonne kreisen wie
bisher. Die Anziehung ändert sich ja nicht. Kein Problem. Es wäre nur leider
verdammt kalt und dunkel hier!

MOMENT! DOCH PANIK!

Im Zentrum unserer Milchstrasse lauert ein Monstrum! Ein supermassives
Schwarzes Loch von 4 Millionen Sonnenmassen! Das wird uns alle auffressen!

Viele Grüsse

Le Baron

 

[Joey]

Moin Kollege,

Na, mal sehen. Der Schwarzschildradius eines Protons liegt bei 10^-54m. Das ist nochmal um fast zwanzig Grössenordnungen kleiner als die Planck-Länge. Da versagt gängige Physik voll und ganz. Bin ja mal gespannt, ob diese Physik der Wackelstrings richtig vorhersagt, dass es noch einen Mini-SL Zerfallskanal gibt. Ich wette dagegen! Hälst du mit?

Meine Aussagen bezüglich möglicher schwarzen Löchern in der Atmosphäre (von denen ich nie behauptet habe, dass sie gefährlich wären) beziehen sich auf Fachartikel wie z.B. diesen hier:

hep-ph/0511159 (auf dem Preprintserver http://de.arxiv.org/)

Ein SL mit Protonenmasse kann ich irgendwie nicht ernstnehmen.

Ich auch nicht. Bedenke aber, dass die kosmische Strahlung Energien erreicht, die um Größenordnungen höher als die Protonenmasse ist. Und, falls es Dir noch nicht aufgefallen ist, ich mache keine Panik; ich argumentiere die ganze Zeit, dass nichts passieren kann, weil es sonst schon längst passiert wäre... und das nicht von menschenhand, sondern automatisch.

Selbst wenn es stabil sein könnte. Es wäre überhaupt nicht messbar. Es wäre...nichts! Wüsste nicht, wie es vom hungernden zum fressenden SL mutieren könnte, das putzige Nichts.

Yup, das habe ich sinngemäß glaube ich auch schon geschrieben weiter oben.

Oh. Interessant. Aber wie sollte das vonstatten gehen? Hast du eine Quelle dazu, bitte?

Wikipedia unter "seltsame Materie"

Überhaupt, diese Panik vor SLs. Wenn die Sonne sich jetzt - zack! - in ein SL verwandeln würde, so würde die Erde weiter um die Sonne kreisen wie bisher. Die Anziehung ändert sich ja nicht. Kein Problem. Es wäre nur leider verdammt kalt und dunkel hier!

Bestechend richtig. Aber nochmal: Lies Dir meine Argumente mal genau durch. Mag sein, dass ich mich manchmal etwas missverständlich ausgedrückt habe, aber ich habe nichts anderes behauptet.

MOMENT! DOCH PANIK!

Im Zentrum unserer Milchstrasse lauert ein Monstrum! Ein supermassives
Schwarzes Loch von 4 Millionen Sonnenmassen! Das wird uns alle auffressen!

Es sind zwar nur 2 Millionen Sonnenmassen... einige Schätzungen sagen auch 2,6; ich rechne aber immer mit 2. Etwa 1000 Mal schwerer ist das SL in der Radiogalaxie M87

Viele Grüsse
Joey

 

[LeBaron]

Moin Kollege,

Und, falls es Dir noch nicht aufgefallen ist, ich mache keine Panik; ich argumentiere die ganze Zeit, dass nichts passieren kann, weil es sonst schon längst passiert wäre.

Sei gegrüsst, Joey!

Mir scheint, du hast meinen ironischen Unterton auf dich
bezogen, aber das war gar nicht so gemeint! Ich hab mich
nur amüsiert über solche Schreckensvorstellungen "Huch!
Da erzeugen die ein Schwarzes Loch! Das wird uns alle
fressen!" Möchte mal wissen, was in diesem BBC-Bericht
für ein Quatsch erzählt wurde.

Bedenke aber, dass die kosmische Strahlung Energien erreicht, die um Größenordnungen höher als die Protonenmasse ist. .. und das nicht von menschenhand, sondern automatisch.

Ja. Aber das Energiespektrum der kosmischen Primärstrahlung
fällt nach oben hin bekanntlich steil ab. Die Flussdichte der
kosmischen Protonen mit 10^6GeV liegt bei nur 1/m^2/Jahr, glaub
ich. Ich hab immer so ein lustiges Bild im Kopf, dass diese
Atomteilchenphysiker versuchen, irgendwelche Detektoren
monatelang oben in der Atmosphäre rumschweben zu lassen, um
mal ein richtig heisses Teilchen zu fangen. Angeblich wurde mal
ein Proton mit 10^20eV detektiert. (Kann eigentlich nicht sein
wg. dem Cutoff bei 10^19eV, aber egal.) Das entspricht der
Energie eines Tennisballs mit 160km/h, konzentriert auf die
winzigen Ausmasse eines Protons!

Was für ein erstaunliches Glück, dass diese harte Strahlung durch
unsere Atmosphäre aufgefangen wird. Weil sie Gott sei Dank hoch
genug ist! In 30km Höhe treffen die kosmischen Nukleonen auf
eine nennenswerte Dichte an Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen
und zerschiessen deren Atomkerne. Es wandert ein Teilchenschauer
durch unsere Atmosphäre mit gigantisch anwachsender Teilchenzahl
durch immer neue Stösse. Aber bei 15km ist das Maximum erreicht,
weil die schweren Nukleonen nicht mehr genügend Energie für weitere
Spallationen haben. Damit wird der Teilchenkaskade die Basis entzogen.

Man stelle sich vor, die Atmosphäre wäre nur 10Km hoch, oder so.
Fatal!!

Es sind zwar nur 2 Millionen Sonnenmassen... einige Schätzungen sagen auch 2,6; ich rechne aber immer mit 2. Etwa 1000 Mal schwerer ist das SL in der Radiogalaxie M87

Ah. Ist das das schwerste bekannte SL? Und was ist das nächstgelegene?

Viele Grüsse

Le Baron

 

[Joey]

Ja. Aber das Energiespektrum der kosmischen Primärstrahlung fällt nach oben hin bekanntlich steil ab. Die Flussdichte der kosmischen Protonen mit 10^6GeV liegt bei nur 1/m^2/Jahr, glaub ich. Ich hab immer so ein lustiges Bild im Kopf, dass diese Atomteilchenphysiker versuchen, irgendwelche Detektoren monatelang oben in der Atmosphäre rumschweben zu lassen, um mal ein richtig heisses Teilchen zu fangen. Angeblich wurde mal ein Proton mit 10^20eV detektiert. (Kann eigentlich nicht sein wg. dem Cutoff bei 10^19eV, aber egal.) Das entspricht der Energie eines Tennisballs mit 160km/h, konzentriert auf die winzigen Ausmasse eines Protons!

Du sprichst auf das berühmte "Flys eye"-event und den GZK-Cutoff an. Vor etwa fünf Jahren gab es eine Schwemme von Fachartikeln, wie Super-GZK-Ereignisse erklärt werden könnten (von Entstehungsort nicht weit entfernt, bis Lorentzinvaranz-verletzende Theorien). Um in diesem Energiebereich eine vernünftige Statistik zu erreichen wird in Brasilien gerade das Piere-Auger-Experiment aufgebaut. Es gibt dort meines Wissens allerdings noch keine offiziellen Ergebnisse, ob sie den GZK-Cutoff in ihren Ergebnissen sehen. Weitere aktuelle Experimente in diesem Bereich sind AGASA und HiRes, deren Ergebnisse sich allerdings zu widersprechen scheinen.

Die mittlere freie Weglänge eines Super-GZK-Protons im Mikrowellen-Hintergrund ist übrigens gar nicht so klein. 50 MegaParsec können die im Mittel ungehindert fliegen; sie könnten also aus anderen Galaxien kommen. Dummerweise zeigt die Richtung der bisherigen Super-GZK-Ereignisse nicht auf eine Galaxie in der Nachbarschaft, und die Ablenkung durch Magnetfelder ist für diese Energien vernachlässigbar.

Das größte Problem ist dabei, die Energie eines Ereignisses zu bestimmen. Man kann die Energiebestimmung nur mit Simulationsrechnungen kalibrieren (die sind aber wesentlich besser verstanden als z.B. Klimamodelle). Man geht von einem so entstehenden systematischen Fehler von etwa 20% aus.

Was für ein erstaunliches Glück, dass diese harte Strahlung durch unsere Atmosphäre aufgefangen wird. Weil sie Gott sei Dank hoch genug ist! In 30km Höhe treffen die kosmischen Nukleonen auf eine nennenswerte Dichte an Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen und zerschiessen deren Atomkerne. Es wandert ein Teilchenschauer durch unsere Atmosphäre mit gigantisch anwachsender Teilchenzahl durch immer neue Stösse. Aber bei 15km ist das Maximum erreicht, weil die schweren Nukleonen nicht mehr genügend Energie für weitere Spallationen haben. Damit wird der Teilchenkaskade die Basis entzogen.

Von diesen Teilchenschauern kommt aber dennoch eine ganze Menge hier unten an. Das macht einen signifikanten Anteil der natürlichen Radioaktivität aus (sofern man hauptsächlich Myonen als radioaktive Strahlung mit bezeichnet).

Wenn Du erlaubst, will ich hier die Zahlen kurz korrigieren: Das Maximum findet typischerweise in 8-10 km Höhe statt.

Man stelle sich vor, die Atmosphäre wäre nur 10Km hoch, oder so. Fatal!!

Ja, das wäre aus radiologischer Sicht sogar schlimmer, als wenn die Atmosphäre gar nicht da wäre.

Ah. Ist das das schwerste bekannte SL? Und was ist das nächstgelegene?

Nein, es ist das einzige, dessen Masse ich noch auswendig kenne Im Zentrum jeder Galaxie wird ein supermassives SL vermutet. demnach wäre das nächst gelegene extragalaktische supermassive SL das in M31 (Andromedanebel); da weiß ich aber die Masse nicht...

Viele Grüsse
Joey