Abenteuer-Universum

Neues aus der Welt der SL's:

Daniel Grumiller von der TU Wien untersucht die Theorie Schwarzer Löcher. Dabei setzt er unendlich viele Raumdimensionen voraus, wobei sich erstaunlicherweise eine Verbindung zwischen Relativitätstheorie und der Stringtheorie ergibt:

Stringtheorie als Ergebnis der Relativitätstheorie
Gemeinsam mit Kollegen aus Spanien untersuchte Daniel Grumiller die Physik Schwarzer Löcher und verwendete dabei den Trick einer unendlichen Dimensionsanzahl. Allerdings hielt die unendlich-dimensionale Relativitätstheorie eine Überraschung bereit: „Wenn wir damit den Raum in der Nähe eines Schwarzen Loches beschreiben, dann ergibt sich aus den Gleichungen plötzlich eine zweidimensionale Stringtheorie – obwohl wir nirgendwo Strings in unsere Rechnungen eingefügt haben“, erklärt Grumiller.

Dieser Zusammenhang erinnert die sogenannte „AdS-CFT-Korrespondenz“: Diese 1997 aufgestellte Vermutung besagt, dass sich ganz unterschiedliche Theorien (Quanten-Gravitationstheorien und Quantenfeldtheorien) in bestimmten Grenzfällen aufeinander abbilden lassen – vorausgesetzt man nimmt jeweils die passende Anzahl von Raumdimensionen an. Warum es solche Querverbindungen zwischen scheinbar ganz unterschiedlichen Bereichen der Physik gibt, ist bis heute nicht ganz verstanden.

Quelle: Uni Wien

Die Meldung hierzu von der Uni Wien:

http://www.tuwien.ac.at/aktuelles/news_ ... icle/8330/

Das paper dazu zu finden unter

http://de.arxiv.org/pdf/1303.1995v2

wobei ich gestehen muss, die Mathe dort nicht nachvollziehen zu können. Versteht es jemand hier und kann es evtl. kommentieren?

Gruß
gravi

Okay, soweit klar... aber wieso "erstaunlicherweise"?
Dass zweierlei völlig unterschiedliche Theorien im Grenzfall exakt dieselben Aussagen und Prognosen treffen... bzw ineinander übergehen... ist das nicht eher zu erwarten?

Na, ich denke bisher waren sich Relativität und Quantenwelt eher spinnefeind...

Gruß
gravi

gravi hat geschrieben:Na, ich denke bisher waren sich Relativität und Quantenwelt eher spinnefeind...

schon lange nicht mehr

Skeltek hat geschrieben:Dass zweierlei völlig unterschiedliche Theorien im Grenzfall exakt dieselben Aussagen und Prognosen treffen... bzw ineinander übergehen... ist das nicht eher zu erwarten?

Ich habe das Paper evtl. nicht richtig verstanden, aber das ganze erscheint mir wenig relevant.

Der Grenzfall unendlich vieler Dimensionen einer klassischen Theorie verhält sich so wie ... und jetzt? was machen wir damit?

Es geht nur um eine Näherung.

Es gibt auch in der QCD eine sogenannte 1/N Entwicklung, d.h. Näherungen in Potenzen von 1/N, wobei natürlich der reale Wert N=3 nichts mit unendlich zu tun hat.

Dachte immer Strings haben nur 1 Raumdimension, sind aber mehrdimensional?

Skeltek hat geschrieben:Dachte immer Strings haben nur 1 Raumdimension, sind aber mehrdimensional?

es geht nicht um die dimension des strings, sondern um den raumzeit-hintergrund, indem sich die strings frei bewegen können, denke ich.
und da kannst du alles zwischen einer und 10 haben, je nach der brane die die enden der strings fixiert, ich glaube das bezeichnet man dann als dimension der stringtheory, aber sicher bin ich mir nicht, ob das hier damit emeint ist.

man kann auch prinzipiell ne string-theory in nur 2 dimensionen definieren, aber die liefert dann keine vernünfitgen ergebnisse. daher brauch man ja die 9 raum + zeit und den kompaktifizierungskram. die branes kamen ja erst in den 90ger jahren auf als man die T-dualität auch für offene strings ansetzte und man erkannte, dass dies nur geht, wenn man die branen einführt die die offenen string-enden festhalten (M-theorie). deswegen nehm ich an er bezieht sich auf die branen, wenn er mathematisch korrekt und konsistent sein will. aber ich bin halt kein stringtheoretiker, also wenn was falsches schreibe bitte korrigeren.

Hallo deltaxp,

es geht nicht um die dimension des strings, sondern um den raumzeit-hintergrund, indem sich die strings frei bewegen können, denke ich.

Ja, genau.

und da kannst du alles zwischen einer und 10 haben, je nach der brane die die enden der strings fixiert, ich glaube das bezeichnet man dann als dimension der stringtheory, aber sicher bin ich mir nicht, ob das hier damit emeint ist.

Ich weiß nicht, ob ich dich richtig verstanden habe, aber für Superstrings brauchst du exakt 10 Raumzeitdimensionen (Hintergrundraum). Eine andere Zahl führt zur Inkonsistenz (Verletzung der Poincare-Algebra bei der Quantisierung). (Bei bosonischen Strings sind es 26 Dimensionen.) Daneben gibt es (als eigene dynamische Objekte) sogenannte D-branes, welche ausgedehnte Objekte sind, auf denen der String enden kann. Z.B. ist eine D2-brane eine 2-dimensionale Fläche, auf der die Enden des Strings sich frei bewegen können. Die Theorie ist dann aber immer noch 10-dimensional! (Im Falle von Superstrings.)

Wahrscheinlich hast du das auch so gemeint, aber ich glaube ich hätte es missverstanden, wenn ich vorher noch nur wenig oder nichts über Strings gelesen hätte.

MfG
Patrick

so hab ichs gemeint

Ich habe mal 2 Tage lang gelesen und recherchiert wie die Stringtheorie aufkam und welche Experimente zu welchen Rückschlüssen führten. Als die Theoretiker von damals jedoch eine völlig andere Interpretation der gemessenen Sachverhalte hatten und sich das nachher nur noch Null mit meinen Rückschlüssen deckte hab ich es einfach sein lassen es gründlich nachvollziehen zu wollen.

soweit ich das weiss, war der grundstein der stringtheory die hadronenphysik mitte-ende der 60ger jahre (veneziano hat rausgefunden dass sich die www ganz gut durch strings darstellen lässt, heute weiss man, dass dieses von damals gefundene ähnliche verhalten durch die sozusagen gluonenfeld-schläuche, die schon was stringhaftes haben, hervorgerufen wurde. die masseskala war somit etwa auf 200 MeV-1 GeV (halt pionen nukleonen und so). mit aufkommen der QCD waren aber viele dinge viel eleganter zur beschreiben. zudem kämpfte die stringtheory von anfang an mit dem masselosen spin-2 teilchen, dass man infach nicht loswerden konnte, wie noch das tachyon. in wieweit das raumdimensions-problem schon damals bekannt war, weiss ich nicht.

die stringtheory verschwand daher mehr oder weniger nach aufkommen der qcd in der versenkung. dann in den 70gern kam das standardmodell auf, dazu das auffallende zusammenlaufen der kopplungskonstanten bei grossen energien (GUT-skala 10^16 GeV). das schien alles auf einfache vereinheitlichung durch grössere symmetriegruppen hinzudeuten. wenn da nicht die probleme mit der gravitation gewesen wären und die viel zu hohen protonzerfallsraten die von den einfachen GUT-theorien vorhergesagt wurden. dann begannen sich ein paar enthusiasten, die abseits vom SU(N)-mainstream arbeiten wollten (ich glaub schwarz und green) wieder daran zu erinnern, dass es da doch mit der stringtheory für die hadronen sonen nen komisches masselosen geschlossenen spin2-string gab und überlegten sich , was wenn die theorie zwar für hadronen falsch war aber da sie prinzipiell mathematisch möglich war vielleicht nur in einem ganz anderen energiebereich angesiedelt werden muss, nämlich bei einem wo quanteneffekte der gravitation entscheidend werden und dar masselose spin2 string dann das graviton wäre (vn dem man weiss es ist masselos und hat spin2, wegen des tensorfeldes gmn (vektoren haben spin1, wie das vektorpotential Am, skalar dementsprechend spin0). man muesste dann nur die masseskala dramatisch ändern, nämlich dorthin wo von der gravitation quanteneffekte zu erwarten sind, also ab zur plankskala 10^19 GeV, damit haben wir die GUT-skala glech mit eingesagt und einen guten kandidaten eine vereinheitlichten feldtheory, das war dann wohl so anfang der 80ger glaub ich.

tyo, das zähe ringen um mathematische konsistenz, die die notwendig der einführung von 26 dimension, später 10 mit supersymmetry nötig machte, die 5 unabhängigen stringtheorien, die zusammenführung derer über die dualitäten durch ed. witten die auf die auf die M-theory führten, die 10^500 lösungsmöglichkeiten für die calabi-yau-räume der extradimensionen, das holographische prinzip, die fehelende falsifizierbarkeit über experimente, die hintergrundabhängigkeit (das string-graviton ist ja nur eine anregung auf einem wählbaren raumzeithintergrund ind der strigtheorie wie ich das verstanden habe) und und und ist geschichte und damit die erkenntnis, das das alles doch nicht so direkt und einfach wird wie ursprünglich. ganz nebenbei wurde die stringtheory dann über die massen an jungen physikern, die sich da druff stürzten zum neuen mainstream in der theoretischen elementarteilchenphysik. und nun suchen junge physiker halt gerne nach alternativen , um sich davon abzuheben. mal schauen wo die reise hinführt^^