Masse - Energie
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scrontch schrieb:
einstein2 schrieb:
Wie sieht dies die moderne Physik?
Wei bereits im anderen Thread erwähnt, die moderne Physik hat da durchaus ihre Ansätze:
http://de.wikipedia.org/wiki/Supersymmetrie
http://de.wikipedia.org/wiki/Stringtheorie
...
Alle allerdings noch weit von experimentell eindeutigem Nachweis und Konsens entfernt.Naja, was Supersymmetrie betrifft, würde ich nicht unbedingt von "weit entfernt" reden. AFAIK rechnet man damit, die am LHC nachweisen zu können. Damit ist also so in etwa 2008 zu rechnen.
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Vielen Dank für die interessanten Antworten. Die (Super-)Stringtheorie ist ein faszinierender theoretischer Ansatz.
"Strings ... sind eindimensionale Fäden, welche ... in einem vieldimensionalen Raum schwingen. Je nachdem, mit welcher "Frequenz" (Energie) und in welchen der Raumdimensionen die Strings schwingen, stellen sie unterschiedliche Varianten von Elementarteilchen dar. ... Nach den Vorstellungen der Stringtheoretiker entsprechen die beobachteten Teilchen wie z. B. Elektronen oder Quarks (nahezu) masselosen Anregungszuständen ("Nullmodi") von Strings. Besonders ermutigend ist, dass einer dieser masselosen Zustände genau die Eigenschaften des hypothetischen Gravitons hat. ... sollten Strings eine Ausdehnung in der Größenordnung der Planck-Länge besitzen"
"Die Planck-Einheiten markieren eine Grenze für die Gültigkeit der bekannten Gesetze der Physik. Man muss davon ausgehen, dass für Distanzen kleiner als die Planck-Länge (ca. 10 hoch -35 m) und Zeiten kürzer als die Planck-Zeit (ca. 10 hoch -43 s) Raum und Zeit ihre uns vertrauten Eigenschaften als Kontinuum verlieren. Jedes Objekt, das kleiner wäre als die Planck-Länge, hätte aufgrund der sog. Unschärferelation so viel Energie bzw. Masse, dass es zu einem Schwarzen Loch kollabieren würde. Die Suche nach einer entsprechenden Theorie der so genannten Quantengravitation gehört zu den größten Herausforderungen der physikalischen Grundlagenforschung."
Nach der Quantenmechanik sollte ein "Objekt" - wie z.B. ein "String" - durch seine hohe Masse (Energie) niemals auf unendliche Dichte "zusammengequetscht" werden können, da dies der Unschärferelation widerspricht, da das Objekt dann ja exakt bestimmbar wäre. Hier liegt der große Widerspruch zwischen ART und Quantenmechanik.
Man versucht hier durch die Quantengravitation eine einheitliche Theorie zu erreichen. Einer der favorisierten Anwärter ist die 11-dimensionale M-Theorie.
Problematisch ist doch allerdings, dass 11d SUGRA klassisch, d.h. nicht quantisiert ist, während die 10-dimensionalen Stringtheorien quantisiert sind.Aus diesem Wechselspiel zwischen Planck-Größen, M-Theorie und dem Widerspruch zwischen ART und Unschärferelation (QM, QFT) sehe ich noch keine klare Lösung.
Hat man diesen Widerspruch bereits beseitigt oder gibt es dazu einen klaren Ansatz?
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einstein2 schrieb:
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Hat man diesen Widerspruch bereits beseitigt oder gibt es dazu einen klaren Ansatz?
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Versteht man inzwischen den Charakter der "dunklen Energie", die ja 70% des Universums ausmachen soll?
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Die Lage ist extrem verzweifelt. Keiner versteht mehr irgend etwas. Die normale Masse und Eneregie machen nur 5%(!) des Universums aus. Dunkle Energie (70%), dunkle Masse (25%): niemand versteht, woraus diese sich aufbauen. Higgs-Boson gefordert und gesucht! Supersymmetrische Teilchen (Neutralino, ...) gefordert und gesucht. ART / QFT sind nicht wirklich vereinbar. Stringtheorien sind fiktiv und werden von manchen bereits der Meta-Physik zugeordnet, weil keine Voraussage bisher eingetroffen ist.
Wie ihr seht, gibt es noch viel zu entdecken!
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Take never a man to do a maschine job!
machine
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uups schrieb:
Take never a man to do a maschine job!
machine
joh, ups! Thx.
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Gregor schrieb:
Naja, zumindest kommt der Großteil der Masse von irgendwelchen zusammengesetzten Teilchen nicht von den Massen seiner Bestandteile. Der Großteil der Masse IST stattdessen eine Bindungsenergie oder ähnliches. Wenn du zum Beispiel die Masse eines Baryons mit der Masse der drei darin enthaltenen Quarks vergleichst, wirst du feststellen, dass die Masse der Quarks die Masse des Baryons bei weitem nicht erklären kann. Stattdessen ist hier ein Großteil der Masse des Baryons auf die Spin-Spin-Wechselwirkung unter den Quarks zurückzuführen. Und soetwas gibt es natürlich auf diversen Ebenen in ganz unterschiedlicher Form. Bei Atomen ist das ja auch so (siehe z.B. die Kernfusion).
Falsch (zumindest für das Atom), die Bindungsenergie verursacht nicht eine größere, sondern eine kleinere Masse (der Unterschied heißt Massendefekt). Dadurch, dass die Masse des Atoms kleiner ist als die Masse seiner Bestandteile(also Nukleonen + Elektronen), hält es überhaupt erst zusammen.
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Das eigentliche Problem besteht darin, dass man nicht wirklich versteht, was "Ladung" (elektromagnetische WW), "Masse/Energie" (Gravitation), "Farbladung" (starke WW) und "schwache Ladung" (schwache WW) eigentlich "ist". Man beschreibt qualitativ/quantitativ die erkennbaren Symptome, ohne die wirklichen Dinge zu verstehen. Eindeutig zu Tage tritt dieser Befund bei "dunkler Masse" und "dunkler Energie", bei denen keine WW mit Photonen statt findet. Auch bei Fragen wie "Was ist ein Photon (Lichtgeschwindigkeit, Ruhemasse null) genau?" wird es schnell schwierig, denn Teilchen mit exakter Lichtgeschwindigkeit sind nur ohne Masse erklärbar. Was ist hier aber mit E = mc² ?
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einstein2 schrieb:
Das eigentliche Problem besteht darin, dass man nicht wirklich versteht, was "Ladung" (elektromagnetische WW), "Masse/Energie" (Gravitation), "Farbladung" (starke WW) und "schwache Ladung" (schwache WW) eigentlich "ist". Man beschreibt qualitativ/quantitativ die erkennbaren Symptome, ohne die wirklichen Dinge zu verstehen.
Abgesehen davon, daß man elektromagnetische und schwache Wechselwirkung auf einen gemeinsamen Kern zurückführen kann, ist das richtig.
Ich versteh dein Problem noch nicht. Man wird das Wesen des Elektromagnetismus nie auf der gleichen Ebene verstehen, wie kleine Kinder verstehen, wieso Kugeln den Berg runterrollen. Aber man versteht sie auf einer abstrakteren Ebene schon, im Rahmen des zugrundeliegenden Erklärungsmodells, das aber natürlich in erster Linie zum beschreiben da ist. Überhaupt ist Physik zum Beschreiben da.
Auch bei Fragen wie "Was ist ein Photon (Lichtgeschwindigkeit, Ruhemasse null) genau?" wird es schnell schwierig, denn Teilchen mit exakter Lichtgeschwindigkeit sind nur ohne Masse erklärbar. Was ist hier aber mit E = mc² ?
Formelgeheimnis. Die Formel lautet vollständig: E^2 = (mc2)2 + (pc)^2, wobei p der relativistische Impuls ist. Für Photonen gilt in der Theorie absolut widerspruchsfrei: m=0, p!=0.
Experimentell kann man für das Photon natürlich nur eine obere Grenze für die Masse des Photons feststellen, die man mit der Messgenauigkeit immer weiter nach unten schieben kann.(Wenn Du über theoretische Physik diskutieren willst, verstehe ich nicht, wieso Du dir dafür nicht die geeigneten Plattformen suchst. Hier dürften nicht allzu viele Leute allzu viel Plan davon haben.)
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Hallifax schrieb:
Gregor schrieb:
Naja, zumindest kommt der Großteil der Masse von irgendwelchen zusammengesetzten Teilchen nicht von den Massen seiner Bestandteile. Der Großteil der Masse IST stattdessen eine Bindungsenergie oder ähnliches. Wenn du zum Beispiel die Masse eines Baryons mit der Masse der drei darin enthaltenen Quarks vergleichst, wirst du feststellen, dass die Masse der Quarks die Masse des Baryons bei weitem nicht erklären kann. Stattdessen ist hier ein Großteil der Masse des Baryons auf die Spin-Spin-Wechselwirkung unter den Quarks zurückzuführen. Und soetwas gibt es natürlich auf diversen Ebenen in ganz unterschiedlicher Form. Bei Atomen ist das ja auch so (siehe z.B. die Kernfusion).
Falsch (zumindest für das Atom), die Bindungsenergie verursacht nicht eine größere, sondern eine kleinere Masse (der Unterschied heißt Massendefekt). Dadurch, dass die Masse des Atoms kleiner ist als die Masse seiner Bestandteile(also Nukleonen + Elektronen), hält es überhaupt erst zusammen.
Ja, hast Recht.
...wie peinlich, dass mir so ein Fehler unterläuft./me schämt sich.
Was bleibt ist, dass Energie, die innerhalb eines Teilchens gespeichert ist, Auswirkungen auf dessen Masse hat.
Daniel E. schrieb:
Wenn Du über theoretische Physik diskutieren willst, verstehe ich nicht, wieso Du dir dafür nicht die geeigneten Plattformen suchst. Hier dürften nicht allzu viele Leute allzu viel Plan davon haben.
Warum denn nicht hier. Steht doch eindeutig in der Beschreibung des Forums, dass das hier passt. Und ich glaube auch, dass das hier einige Leute interessiert und ich glaube auch, dass es in diesem Forum einige Leute gibt, die eine gewisse Kompetenz bezüglich naturwissenschaftlichen Themen haben. Ich finde es zumindest gut, wenn hier Naturwissenschaftliche Themen angesprochen werden.
...das einzige, was mich hier stört, ist, dass ich das Gefühl habe, dass über Themen diskutiert wird, ohne dass die Grundlagen dieser Themen bekannt sind. (...nur so ein Gefühl.) Hier werden Themen angeschnitten, die aktuelle Forschungsthemen sind. Themen, wie zum Beispiel die Stringtheorie, die sogar in einem Physikstudium kaum vorkommen, höchstens, wenn man sich darauf spezialisiert. Insofern denke ich, dass da einfach etwas zwischen Themen auf Schulniveau und solchen Themen fehlt. Wie will man sich vernünftig in einem Gebiet bewegen, wenn einem das dortige Methodenwissen und die dortigen Grundlagen fehlen?
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Wenn Du über theoretische Physik diskutieren willst, verstehe ich nicht, wieso Du dir dafür nicht die geeigneten Plattformen suchst.
Ja, möchte ich, welches Forum kannst Du empfehlen?