Bedeutung der Stringtheorien

[AlTheKingBundy]

100% ige Übereinstimmung, dem ist nichts mehr hinzuzufügen.

[gravi]

Könnte es sein, dass sich hier zwei "Antistringser" ziemlich einig sind?

Im Prinzip muss ich mich dem anschließen. Man arbeitet jetzt bald 40 Jahre an diesen Hypothesen und es ist noch nicht das kleinste Laborexperiment dabei herausgekommen - die Stringtheorien scheinen ein Fass ohne Boden zu sein.

Ein kleines Hintertürchen halte ich mir dennoch offen, bevor ich sie gänzlich ablehne. Immerhin sind sie noch das Beste was wir auf dem Weg zur Quantengravitation vorzeigen können.

Gruß
gravi

[gravi]

Das ist vollkommen richtig.

Vielleicht beschert uns eines Tages der LHC ein kleines Festmahl (es muss ja nicht unbedingt ein Stringmenu sein), indem zusätzliche Dimensionen zumindest indirekt nachgewiesen werden.

Was werden sich dann die Stringser beweihräuchern!

Aber man sollte auch nicht zu viel auf sie "schimpfen", die Relativisten stehen schließlich auch wie die Kuh vorm Stalltor, sobald es hinter den Horizont eines Schwarzen Loches geht. Auch hier sind keine überprüfbaren Voraussagen mehr machbar.

Gruß
gravi

[breaker]

Wenn der LHC Zusatzdimensionen findet, dann jubeln die Stringser.

Aber was, wenn nicht?
Ist dann die Stringtheorie widerlegt, oder kann man immernoch behaupten, dass der LHC nur "zu schwach" ist, um die Dimensionen zu finden?

[Ray Light]

Nabend,

die "Stringser" bekommen hier ja mächtig Gegenwind! Aber Hand auf's Herz: wer überblickt schon die Entwicklungen in den Stringtheorien und die komplette string landscape, so dass er das wirklich beurteilen kann? Wir wollen doch außerdem festhalten, dass - bei allem Respekt - der kritische Artikel, der oben verlinkt wurde, von einem Chemiker geschrieben wurde. Gut, er zitiert eine Reihe prominenter Physiker und Gegner der Stringtheorien, dennoch halte ich den Artikel für sehr einseitig. Das erkennt man daran, dass kaum Argumente und aktuelle Entwicklungen seitens der Stringtheorien eingebracht werden.

Und da sind einige; ich habe mir - um auch mal die andere Seite anzuhören - die Expertise eines Stringtheoretikers eingeholt, der aktiv auf dem Gebiet forscht. Auf der Basis dieser Korrespondenz möchte ich folgende Punkte vorbringen:

1) AdS/CFT-Korrespondenz

Es handelt sich um eine der wichtigsten Erkenntnisse der theoretischen Physik in den 1990er Jahren. Diese Korrespondenz besteht zwischen einer Stringtheorie auf einer 5D Anti-de-Sitter-Raumzeit, die die Gravitation berücksichtigt (das ist das AdS) und einer konformen Feldtheorie ohne Gravitation, die nur auf dem 4D Rand operiert (das ist das CFT). Die AdS/CFT-Korrespondenz wurde Ende 1997 von Juan Maldacena entdeckt und heißt deshalb auch Maldacena-Dualität.

"Was bringt's mir?", höre ich die Stringser-Gegner nölen. Nun, die 5D-Strings vermögen nun eine Reihe der Eigenschaften der 4D-QCD (Yang-Mills-Theorie) zu beschreiben (und noch mehr, siehe Punkt 2). Mittlerweile wurde diese Dualität für andere Raumzeiten verallgemeinert. Es hat sich dabei eine fundamentale Dualität zwischen Eichung und Gravitation aufgetan (gauge/gravity dual).

Dazu zwei Links:
- auf Maldacenas Pionierpapier (das laut ADS 1200mal zitiert wurde!):
http://arxiv.org/abs/hep-th/9711200

-auf ein neueres Nature paper (Rubrik: News & Views) von Maldacena:
http://www.sns.ias.edu/~malda/nature6-12-03.pdf

2) Mit Stringtheorien kann das Regime starker Kopplung der Quantenchromodynamik (QCD) berechnet werden, wo die Störungstheorie der herkömmlichen Feldtheorien versagt. Mit diesen QCD-Strings können die experimentellen Daten von Gold-Gold-Stößen am Teilchenbeschleuniger RHIC sehr gut erklärt werden.

http://de.arxiv.org/abs/hep-ph/0608177

3) Die Bekenstein-Hawking-Entropie aus der Theorie Schwarzer Löcher kann auch mit den Mitteln der Stringtheorien abgeleitet werden. Gut, dass heißt sicher noch nicht viel, weil diese Größe bislang ein rein theoretisches Konstrukt ist. Aber: Wie Maldacenas kleiner Nature-Beitrag oben erläutert, entspricht der Übergang in ein Quark-Gluonen-Plasma in der 4D QCD der Bildung eines Schwarzen Loches in der 5D Stringtheorie. Die Bekenstein-Hawking-Entropie klassischer Schwarzer Löcher hängt damit zusammen mit der Entropie eines Plasma aus Quarks und Gluonen!

4) Die Stringtheorien erklären elegant die Massen und Spins im Teilchenzoo.

5) Die Stringtheorien und die M-Theorie brauchen Extradimensionen, also mehr als drei Raumdimensionen. Dass sie nicht im Alltag in Erscheinung treten liegt daran, dass man sie nur auf sehr kleinen Längenskalen feststellen könne. Die Stringtheoretiker sprechen von Kompaktifizierung dieser Extradimensionen. Sie seien auf einem Kompaktifizierungsradius eingerollt, der auf der Basis aktueller Experimenten kleiner ist, als die die Mikrometerskala. Der LHC wird die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse sicher erst 2008 liefern, weil die Anlage erst Ende 2007 angeschaltet wird. So oder so wird dieser Teilchenbeschleuniger der neusten Generation entweder Extradimensionen zeigen oder eine weitere Beschränkungen für den Kompaktifizierungsradius geben (um breakers Frage zu beantworten).

6) Die in Superstringtheorien enthaltene Supersymmetrie (SUSY) wird von nahezu allen Teilchenphysikern als vernünftige Erweiterung des Standardmodells der Teilchenphysik betrachtet. Denn die energieabhängigen Kopplungskonstanten der drei fundamentalen Naturkräfte (ohne Gravitation) schneiden sich nur dann in einem Punkt. Es ist beruhigend, dass die Stringtheorien eine Implementation der SUSY gestatten und dadurch die (akausalen) Tachyonen vermeiden.

7) Die Stringtheorien enthalten Tensorbosonen, die mit den Gravitonen, den hypothetischen Austauschteilchen der Gravitation, assoziiert sind. Das ist der historische Grund, der das Interesse an Strings entfachte.

Die Punkte 4-7 sind nur Indizien, aber keine felsenfesten Stützen für die Stringtheorien, aber die die Punkte 1-3 sind ein paar ganz heiße Spuren, die es in absehbarer Zeit (und nicht erst in 40 Jahren) werden können. Damit wären sie auch ein Satz ganz heißer Ohren für alle Stringser-Gegner.

Was wollen wir eigentlich? Stringser dissen, weil es en vogue ist oder alle Möglichkeiten ausschöpfen, die uns die moderne (und insbesondere hier theoretische) Forschung bietet?

Gruß,
Ray

[AlTheKingBundy]

@Ray Light

Vielen dank erst mal für Deinen ausführlichen Beitrag. Die von Dir aufgezählten Punkte überzeugen mich jedoch nicht, die Stringannahme als Stringtheorie zu bezeichnen. Würde man ähnliche Argumente für eine neue Theorie bringen, hinter der sich nicht solch ein gewaltiger Physiker-Lobbyapparat verbirgt, würde man ausgelacht werden. Ich bin und bleibe ein entschlossener Gegner der Stringtheorie, der sich gerne zu einem begeisterten Befürworter bekehren lassen wird, wenn endlich die Fakten stimmen.

[gravi]

Auch mein Dank an Ray, vor allem deshalb, weil in diesem posting mal ein Stab für die Stringtheoretiker gebrochen wurde.

Ein weiterer Kommentar meinerseits ist dazu nicht erforderlich, aber:

Nichts gegen die Chemiker!

Schöne Grüße
gravi

[breaker]

Der Erfolg und die Attraktivität der ART beruht auch auf ihrer elementaren Einfachheit, verbunden mit einer tief strukturierten und fundamentalen Schönheit.

Mit solchen Argumenten hab ich grundsätzlich Probleme.
"Einfachheit" ist relativ (ich muss wahrscheinlich nicht sagen, dass die ART für mich alles andere als einfach ist). Außerdem, warum muss sie denn einfach sein? Wer sagt denn, dass die Natur sich einfach beschreiben lässt??
Wenn die ART komplizierter wäre, aber trotzdem allen Experimenten standhalten würde, dann wäre sie doch nicht weniger richtig, oder?

Die Stringtheorie als falsch zu bezeichnen, nur, weil sie noch nicht überprüfbar ist, halte ich auch für leicht übertrieben. Wenn unsere derzeitige Technik nicht gut genug ist, die Theorie zu überprüfen, dann ist doch nicht die Theorie schuld.
Was kann denn die arme Strungtheorie dafür, dass der LHC noch nicht fertig ist?

[gradient]

Dass es vermutlich immer mehr Veröffentlichungen zu den Stringtheorien geben wird, ist ja nicht negativ. Im Gegenteil: vielleicht gibt es Erweiterungen, so dass man eine Möglichkeit zur Falsifikation findet (was meint ihr, ist das realistisch?). Außerdem habe ich gelesen, dass die Entwicklung der Stringtheorien auch neue mathematische Werkzeuge benötigen. Insofern dürfte die M-Theorie wenigstens für die Mathematik nützlich sein, wenn nicht für die Physik.

[AlTheKingBundy]

Ich finde es schon schlimm, dass es so viele Veröffentlichungen über die Stringannahmen gibt. Viele kleine Physiker (ohne Namen und Lobby) haben durchaus verwertbares geschaffen, werden aber von den renomierten Zeitschriften (wie z.B. Physical Review) abgelehnt. Die Stringser jedoch nicht, eben weil sie eine Lobby haben!

[AlTheKingBundy]

ich stimme tensor zu. die physikalischen gesetze zeichnen sich durch eine erstaunliche einfachheit aus, nimmt man z.b. die schrödinger- oder diracgleichung, einsteins relativitätstheorie oder die maxwellgleichungen in viererform. es scheint ein grundlegendes prinzip in der natur zu sein, dass das elementare gesetz von unglaublich schöner einfachheit ist, das konkrete ausrechnen jedoch ein kraftakt. nimmt man dieses unbeweisbare prinzip ernst und schaut auf die stringtannahme so ist selbst deren ansatz ein kraftakt.

[Ray Light]

Ich will nur klarstellen: Ich bin kein Stringtheoretiker und auch kein besonders großer Liebhaber der Stringtheorien. Ich verfolge die Entwicklungen mit Interesse, aber auch mit einer ähnlichen Skepsis wie Ihr. Mich stört nur die einseitige und schlecht recherchierte Berichterstattung (s.o. Link auf wienerzeitung.at). Außerdem glaube ich nicht, dass Forschungsgelder für Stringtheorien eine Verschwendung sind; wir müssen uns alle Optionen offen halten! Deshalb wollte ich eine Gegenposition im Forum aufzeigen.

Dass 9 von 10 theoretischen Physikern an den Stringtheorien arbeiten (wie in dem Artikel behauptet wurde), halte ich für übertrieben.
Ich kann auch nicht nachvollziehen, dass es bei den Stringtheorien einen so gewaltigen Physiker-Lobbyapparat geben soll. Das entspricht jedenfalls nicht meiner Erfahrung im Forschungsalltag. Mit Phys. Rev. hatte ich bei der Einreichung keine Probleme, obwohl das Thema meines Papier nichts mit Strings zu tun hatte.
Neuveröffentlichungen gibt es in allen Bereichen der Physik - es würde mich wundern, wenn die Stringtheorien hier tatsächlich so ein großes Gewicht hätten. Wenn man sich den arXiv-Server betrachtet, so gibt es da eine ganze Menge physikalischer Disziplinen - theoretische Hochenergiephysik (hep-th, wo vornehmlich Stringtheoretisches publiziert wird) - gehört da zu den kleineren Bereichen.

Schönheit und Einfachheit sind beides subjektive Kriterien - bei genauer Betrachtung bringen sie als naturwissenschaftlicher Ansatz gar nichts. Als Physiker muss man mit Hypothesen und physikalischen Gesetzen arbeiten. Wenn sich hinterher herausstellt, dass sie "einfach und schön" sind, so ist das beruhigend - umgekehrt wird aber kein Schuh daraus.
Außerdem will ich daran erinnern, dass wir jetzt (a posteriori) Einsteins Theorie als schön erachten. Als sie erfunden wurde, galt sie sicher nicht als schön: Begriffe wie Raumzeit, Zeitdilatation, Längenkontraktion, dynamische Universen haben dem damaligen Zeitgeist sicher einiges abverlangt! (und tun es sogar heute noch, wenn man sich umschaut)
Gegenbeispiel für eine unschöne und sicherlich nicht einfache Theorie ist die Quantenchromodynamik. Gluonen, die eine Farbladung tragen? Confinement? Und erst die unschönen, länglichen Rechnungen! Das ist alles ziemlich hässlich. Und doch beschreibt sie die Natur sehr gut. Vielleicht haben ja die Natur und die Menschen gänzlich unterschiedliche Auffassungen von Schönheit und Einfachheit?

@Al:
Ich sehe keine Notwendigkeit von "Stringannahmen", anstelle von Stringtheorien zu sprechen. Aus der Sicht der Wissenschaftstheorie haben Theorien immer einen hypothetischen Charakter. Erst durch Hypothesentests/Experimente/Beobachtungen können sich Theorien bewähren, so dass dann eine Theorie unter vielen besonders zu bevorzugen wäre.

Man muss sicher kein Prophet sein, um tensors Prognose zustimmen zu können: sicherlich wird es weiterhin viele Papers zu Stringtheorien geben und natürlich wird auch abgekupfert; das gilt allerdings überall und ist kein exklusives Merkmal von Stringtheoretikern.

Beides wird getan: Grenzbereiche bewährter Theorien werden ausgelotet, UND an Stringtheorien wird eben auch geforscht. Meines Erachtens ist das sehr gut so! Ich sehe nicht, dass die stringtheoretische Forschung den Weg zu Forschungserfolgen verbaut oder andere Disziplinen "ausbremst".

Was den Ausschlag geben und diese Diskussion klären wird, sind die neuen Hochenergieexperimente - vor allem am LHC ab 2008.

Gruß,
Ray

[AlTheKingBundy]

@Ray Light

die veröfentlichungen sehe ich auch in den gehobenen blättern mit abstand, da ich das geschehen auf dem gebiet miterlebt habe und weiß, wieviel ein name oder titel zählt und oft weniger der inhalt (obwohl ich an einigen veröffentlichungen beteiligt war auf dem gebiet der kernphysik, die ich aber für unbedeutend halte).

ich spreche von stringannahme, weil nach meiner persönlichen definition eine theorie erst dann eine ist, wenn der experimentelle segen erfolgt ist. ist halt meine persönliche betrachtungsweise.

vielleicht hast du recht und wir haben den begriff schönheit einer theorie nicht genau genug umschrieben. schön ist, wenn sie mit wenigen grundannahmen auskommt (z.b. c = konstant). und noch schöner ist sie, wenn die grundgleichung aus einem guss ist (man nehme z.B. das wegelment in der ar aus dem alles weitere quasi folgt. am schönsten ist sie, wenn sie fast parameterfrei und ohne bastelwerk auskommt. (gegenbeispiel higgs-mechanismus)

[Ray Light]

Klar ist das schön, wenn man mit wenig Annahmen auskommt - das wird auch jeder Physiker versuchen.

Ich glaube allerdings, dass ab einem gewissen Punkt die Natur doch so kompliziert wird, dass es ein paar Annahmen mehr sein müssen als zwei, wie in der ART.

Die ART ist eine grandiose Theorie, aber sie beschreibt nicht alles in der Natur.

Schönen Abend noch,
Ray

[wilfried]

Liebe Freunde

ob es nun String Theorien oder Schleifen-Quanten sind oder ob ein Team meint, daß sich das Universum durch Spiegelungen recht weniger Galaxien so riesig zeit, all das zeigt doch im Wesentlichen eines:

Wir wissen nichts und davon eine ganze Menge

Doch ist es an uns auch Toleranz zu zeigen. jede dieser Theorien basiert auf Hypothesen und bewiesen ist noch gar keine! Es ist zwar im gewissen Maße bekannt, daß die String so einige Schwächen hat, aber dennoch hat sie großen Zulauf.
Das mag daran liegen, wie einige von Euch es bereits sagten, daß hier Lobby am Werke ist und auch, daß die Veröffentlichungen stark nach Bekanntheitsgrad des Profs ausgewählt werden und die "kleinen " Physiker nicht zum Zuge kommen.

Jedoch

Auch Einstein war mal klein und hat es geschafft.

Meine feste Überzeugung ist, daß die Wissenschaft als ein Tiefpaß mit sehr großer Zeitkonstante angesehen werden kann, aber irgendwann löst ein winziger Funke den Brand aus.

Aber ist das alles wichtig?
Ich denke hier im Forum ist genügend Toleranz vorhanden -das habe ihr ja bereits vielfach bewiesen- und da gibt es keinen "kleinen" oder "großen".

Hier kann jeder Veröffentlichen ohne daß es eine besondere Kommission gibt, welche nach Bekanntheitsgrad aussortiert.

Meine Meinung zur Bewertung all dieser Theorien ist, daß es für fast alle Menschen unmöglich ist, diese mathematischen Spitzfindigkeiten so tief zu durchdringen, daß es zu exhten AUSSAGEN kommen kann. Die meisten Diskussionen fußen auf Propaganda der ein oder anderen Seite und nicht auf echtem, erarbeitetem Wissen. Klar ist das wie oben erwänht für uns nahezu unmöglich.

Dehalb bleibt für mich meist nur ein Standpubnkt übrig:

Ich kann bei solchen Themen dann nur sagen: die xxx Aussage erscheint mir seitens der Vernunft "logischer" oder "konsequenter" als die yyy Aussage.

Das ist das Dilemma an dem echte gute Begutachtungen stets scheitern

Daher auch diese immerwährende Seilschaftsfindung. Einer kräht und die anderen lafen nach!

Gruß

Wilfried

[gradient]

Hallo,

wer die Zeitschrift "Sterne und Weltraum" abonniert hat, weiß sicher, dass in der Ausgabe 3/07 ein Artikel zur Stringtheorie veröffentlicht ist.
Man kann ihn auch kostenlos im Internet herunterladen:
http://www.wissenschaft-schulen.de/artikel/865111

Viel Spaß beim Lesen!

[wilfried]

Lieber "Gradient"

dasist ein sehr schöner Artikel, den Du uns mitgeteilt hast. Auch ist es schön zu hören, daß in den Schulen die Wissenschaft nicht zu kurz kommt. Das war zu meiner Schulzeit lange nicht so!

Was mich mal interessiert: erzählt Euer Physiklehrer auch über solche Themen?

Gruß

Wilfried

[gradient]

Bei mir wurde im Physikunterricht noch nie die Stringtheorie angesprochen. Nur wenn mal was zum Unterricht passt, machen wir mal einen kurzen Abstecher in die theoretische Physik, z.B. die Grundkräfte, allerdings nicht intensiv. Das heißt aber nicht, dass wir schlechte Physiklehrer haben, im Gegenteil.
Dafür hat unser Mathelehrer (leider nur Aushilfskraft) vom letzten Jahr die Stringtheorie erwähnt (er ist auf die Probleme der Physik eingegangen, um zu zeigen, dass wir Menschen alle ahnungslos sind...).

[Ibilis]

ich sehe, einige user hier verstehen sehr viel mehr vom Inhalt der ST theorie als ich, der sein Wissen mühsam aus populären Büchern der String-Protagonisten zusammengeklaubt hat.

Trotzdem sei mir (als Anhänger der ST) ein Hinweis gestattet:
die "Stringser" hoffen auf eine erfolgreiches Experiment am LHC,
wenn das nicht realisiert wird werden sie zurecht auf die zu niedrige Energie verweisen.

Vor gut 10 Jahren wurde im amerikanischen Kongress der Bau des SSC

http://en.wikipedia.org/wiki/Supercondu ... r_Collider

abgeschmettert.
Warum?
ich habe über die story folgendes gelesen:

Hätten die Physiker beim hearing den Abgeordneten erzählt, sie wollen die Existenz eines Paralleluniversums damit beweisen, wären die 11 milliarden Dollar sicher bewilligt worden,
aber was sagten sie?
„wir wollen das Higgs-Boson finden“,
zu hundert Elementarteilchen noch eins dazu ,
das Projekt war gestorben.

was lernen wir daraus (wie meine alte Lehrerin immer fragte)?

die ST kann gar nicht genug popularisiert werden !

[wilfried]

Liebe Freunde

jetzt muß ich noch etwas zur Situation String - Schleifenquenten bemerken:

Stringtheorie

basierend auf dem Standardmodell, dem Produkt der unitären Gruppe U(1) (EM als Wechselwirkung WW =>Quantenelektrodynamik) mit der speziellen unitären Gruppe SU(2) der schwachen WW mit der speziellen unitären Gruppe SU(3) der starken WW => Quantenchromodynamik baut die Quantenmechanik ihre Gebäude. Es wurde dann verknüpft mit der ART, welche die 4. Grundkraft, die Gravitation beschreibt. Diese wird als Eigenschaft der metrik dargestellt, welche aber als glatt angenommen wird.
Die Vereinigung dieser beiden Theorien stellte eine sehr hohe Motivation dar.
Die daraus resultierende Stringtheorie ist eine von unseren Kollegen der Hochenergie- und Teilchenphysik geprägte Formulierung der Quantengravitation. Sie besitzt den Anspruch die Gravitation und die anderen Grundkräfte und auch die Materie in einer Theorie zu vereinen.
Es ist unklar, ob diese Betrachtungsweise ausreicht um die Quantenstruktur der Raumzeit zu beschreiben.
Jedoch krönt dieser Ansatz ein Erfolg:
Die Bekenstein_Hawking-Entropie, die unser lieber Ray ganz vorne in diesem Faden bereits anführte konnte damit für extreme Schwarze Löcher hergeleitet werden.

Schleifenquanten Theorie

Voraussetzung: Die ART muß für das Vakuum quantisierbar werden. Dabei wird WW mit Materie nicht berücksichtigt. Die gravitation wird in ihrer Hamilton Darstellung und nicht in der Einstein'schen Feldgleichungs Form beschrieben. Das verdankent dieser Ansatz dem Herrn Dirac. Arnowitt, Deser und Misner konnten eine vereinfachte Form der Hamilton Formulierung der ART niederschreiben, die heute als ADM-Formulierung der Gravitation bekannt ist. Damit konnte auch DeWitt 1967 die berühmte Wheeler-DeWitt Gleichung schreiben, deren Lösungen lange Zeit unbekannt waren. Ich gehe nicht weiter darauf ein...sehr kompliziert!!!
Aufbauend auf dem Beweis des Positive-Energie-Theorems veröffentlichte Sen eine Serie von papern, die Ashtekar inspirierten eine neue kanonische Formulierung der Gravitation aufzustellen. Die Schleifenquantentheorie wurd geboren.
Anstelle der Einstein'schen Feldgleichungen kamen bei der Formulierug Ashtekars 3 Zwangsbedingungen heraus:
Zwangsbedingung 1: Hamilton
Zwangsbedingung 2: Diffeomorphismen
Zwangsbedingung 3: Gauß

Zu Diffeomorphismus siehe:
http://de.wikipedia.org/wiki/Diffeomorphismus
Diese 3 Zwangsbedingungen werden im Englischen Gebrauch Constraints genannt und als solche sind sie zum Standard geworden.

Vorteil dieser neuen Darstellung war es, daß eine formelle Ähnlichkeit zur Yangs-Mills Theorie erreicht wurde, die wie ich oben beschrieb das Standardmodell beschreibt.

Ich lass jetzt einige Zwischenschritte weg -´sonst wird dieser Beitrag zu umfangreich- und komme auf einen wesentlichen Punkt zu sprechen:

Konfliktsituation

Die SQG versucht wie die Stringtheorie auch diese Bekenstein-Hawking-Entropie Schwarzer Löscher herzuleiten.
Dabei zeigt sich allerdings, daß dieses nur für einen ganz bestimmten Wert des Parameters beta erreicht wird. Dieser beträgt dann etwa: 0.2375. Für die SQG könnte dieser Wert festgelegt werden.
Die Bedeutung dieses Barbero-Immirzi-Parameters (spielt auf klassischem Niveau keinerlei Rolle!) ist DER Kritikpunkt am Gebäude der SQG.
Ob allerdings diese Kritik gelöst wird und zu wessen Gunsten ist zumindest mir unklar.

Ihr seht: die SQR ist auch kein Allheilmittel, diese Theorie ist zumindest an dieser Ecke ebenso anfechtbar wie die Stringtheorie.

Dazu noch eine weiterführende Literatur. Ist zwar eher was für Experten, aber ich denke auch diejenigen welche diese Tiefe der Mathematik nicht kennen ersehen, welche Schwierigkeiten und auch welche Tricks mit der Mathematik vorhanden sind. DIe Vierbein Theorie wird in Richtung auf die SchleifenQuantenTheorie dann auch als Dreibein Struktur geschrieben und diese hilft die Ashtekar Transformationen durchzuführen um dann schlußendlich die Einstein Feldgleichungen in Ashtekarvariablem formulieren zu können.
http://www.itp.phys.ethz.ch/proseminar/ ... trag12.pdf

Erweiterung von mir vom 25.5.:

Was mich sehr interessiert sind Antworten auf folgende Fragen:

1. Geben diese Ashtekarformulierungen einen besseren Aufschlß des Verhaltens der Kerr Metriken?

2. Wie werden diese Ashtekarvariablen im flachen Raum behandelt. Werden dazu Linearisierungen angenommen? Wenn ja, wie eigentlich wird damit der Übergang in die extrinsische Krümmung verstanden?

3. Gravitationswellen: sie sind soweit ich weiß transversal und besitzen 2 Freiheitsgrade der Polarisation. Werden diese ebenfalls mit den Ashtekaransätzen beschrieben?

Netten Gruß

Wilfried

[Milch01]

Hi @all,

zumindest wurden hier http://www.physik.uni-leipzig.de/~funkner/GeoAsh.pdf
die Ashtekarvariablen für einige Metriken - flacher Raum, Schwarzschildmetrik, Grav.wellen usw.- ausgerechnet (die Angabe ist aufgrund der SO(3)-Symmetrie (reeller Fall) natürlich nicht eindeutig) und ein Schema zu deren Berechnung angegeben.

Grüsse vom Milch

[wilfried]

Lieber Milch01

diese Diplomarbeit kenne ich sehr gut. Es ist eine sehr schöne Arbeit und zeigt diese geometrische Sicht der Dinge recht einleuchtend.

Ein wirklich guter Grund diese auch hier zu zeigen. Danke dafür.

Und jetzt heiße ich Dich erst einmal herzlich willkommen in diesem Forum. Deinen Einstieg hast Du ja mit dieser Info aufs Beste eingeleutet. Ich wünsche Dir viel Spass bei uns und freue mich auf schöne Diskussionen. Du wirst sehen: wir sind breitgefächert und interessiert an allem was mit der Physik, der Astrophysik und der Astronomie zusammenhängt. Auch die Chemie darf mal zum Wort kommen, tut sie nur selten ...ich finde es schade!

Gruß

Wilfried

[tomS]

Bin neu in dem Forum und habe mich die Diskussionen mit Interesse gelesen. Mir ist aufgefallen, dass viel für und wider Strings und Loops diskutiert wird, dass aber wenig über grundsätzlich verschiedene Ansätze und Ziele gechrieben wird:

Die SST (Superstringtheorie) möchte alle bekannten Wechselwirkungen in einer Beschreibung vereinheitlichen <==> die Loop-Quanten-Gravitation (LQG) möchte zunächst ausschließlich die Allgemeine Relativitätstheorie quantisieren.

Die SST sucht eine (aus Konsistenzgründen) eindeutige Theorie ohne Varianten und (möglicht) ohne freie Parameter <==> Die LQG kann um beliebige Theorien (z.B. das Standardmodell) erweitert werden, ohne dass sich der grundlegende Ansatz ändert. Sie kann z.B. auch in 2+1 oder >3+1 Dimensionen formuliert werden.

Die SST verwendet viele etablierte Formalismen aus der Quantenfeldtheorie (Störungstheorie, Regularisierung) und muss aus Konsistenzgründen (Unitarität, Anomalienfreiheit, Tachyonenfreiheit) neue mathematische Konstrukte einführen (Extradimensionen, Supersymmetrie) <==> die LQG verwendet die kanonische Quantisierung (nicht sonderlich verbreitet in der Quantenfeldtheorie) und kommt prinzipiell ohne derartige zusätzliche Konstrukte aus; sie könnten aber bei Bedarf eingebaut werden (z.B. LQG in mehr als vier Dimensionen).

Die SST geht von einer flachen (oder i.A. festen)Raumzeit aus, in der sich die Strings (oder auch Membranen) bewegen; die Gleichungen der allgemeinen Relativitätstheorie entstehen aus Konsistenzgründen; die flache Raumzeit (= der "Hintergrund") ist jedoch nicht dynamisch <==> die LQG geht immer von einer dynamischen Raumzeit aus, d.h. ist hintergrund-unabhängig bzw. invariant unter beliebigen Diffeomorphismen.

Die SST kann die Entropie für schwarze Löcher ableiten, allerdings nur für sogenannte extremale Schwarze Löcher, die keine praktische Bedeutung haben, d.h. man erwartet nicht, dass sie so tatsächlich existieren; es gibt jedoch mathematische Argumente, dass das Ergebnis auch für normale schwarze Löcher gilt <==> Die LQG kann die Entropie auch für "normale" schwarze Löcher - oder allgemein für relativ beliebige Raum-Zeit-Gebiete mit geschlossener "Oberfläche" - allerdings nur unter Einführung des Immirizi-Barbero Parameters, dessen Wert von der Theorie nicht festgelegt wird. Dieser Parameter geht auch in viele andere Berechnungen der Theorie ein; ein derartiger Parameter tritt bei der Quantisierung anderer Theorien, z.B. der QCD, ebenfalls auf.

Generell gilt für die Entropie schwarzer Löcher:
1) eine Näherungsrechnung (semiklassisch) nach Hawking
2) eine nach der SST mit extremalen schwarzen Löchern
3) eine nach der LQG mit einem freien Parameter
Aber leider kein experimentelles Ergebnis und daher prinzipiell weder eine Bestätigung noch eine Widerlegung irgendeiner dieser Berechnungen

Einige Antworten auf Fragen der letzten Beiträge:
Wilfried 1) Die erwähnten Zwangsbedingungen garantieren, dass nur zwei physikalische Freiheitsgrade übrig bleiben, das ist ganz analog zur Quantisierung von QED Und QCD im kanonischen Formalismus.
Wilfried 2) die Ashtekar-Variablen sagen nichts neues über die Kerr-Metrik; sie gelten für beliebige Raum-Zeiten, es ist keine Linearisierung o.ä. notwendig.
Wilfried 3) es gibt einige zentrale Kritikpunkte an der LQG, aber der Barbero-Immirize Parameter gehört nicht dazu; es gibt einen ähnlichen Parameter auch in der QCD (Theta-Winkel).

Die meisten mir bekannten Kritikpunkte an der LQG sind sehr formal / mathematisch:
1) die Quantisierung ist "ungewöhnlich"; nicht der kanonische bzw. Hamilton-Formalismus an sich, sondern der dabei notwendige nicht-separable Hilbertraum (in anderen Theorien immer separabel).
2) die unterschiedliche mathematische Behandlung der drei Constraints Gauss, Diffeomorphismus und Hamiltonian
3) Quantisierungs-Mehrdeutigkeiten (die es jedoch auch für viele andere Theorien gibt)
4) nicht gesicherte Existenz eines semiklassischen Zustandes, der dem uns bekannten Minkowski-Vakuum entspricht

Einige Erfolge der LQG:
1) keine Unendlichkeiten, keine Regularisierung notwendig!
2) keine unphysikalischen Freiheitsgrade / Mechanismen ohne phänomenologische Begründung (z.B. Supersymmetrie, EXtradimensionen)
3) Vermeidung von "big-bang" oder "schwarz-Loch" Singularitäten; sämtliche Werte bleiben endlich, die Theorie gültig (bisher nur in einer Näherung LQC = Loop QUantum Cosmology gezeigt)
4) einige neue Phänomene, die evtl. experimentell zugänglich sind;
z.B. eine nicht-lineare Dispersionsrelation für Licht im Vakuum, d.h. die Lichtgeschwindigkeit wird frequenzabhängig (keine Angst, die Theorie verletzt trotzdem nicht die lokale Kausalität)
und z.B. die Veränderung der Streuung von Protonen an der Hintergrundstrahlung, die die Reichweite hochenergetischer Protonen beeinflusst

[SchrödingersCAT]

Hallo Tom,

herzlich willkommen "on Board" und viel Vergnügen wünscht
CAT.

Weiter so!

[wilfried]

Lieber tomS

willkommen bei uns im Forum und das mit einem solchen Beitrag!
Na, das nenn ich einen gelungenen Eintritt. Das bringt wieder neuen Stoff in unsere Kreise.

Jetzt muss ich aber schleunigst schauen, dass ich ins Geschäft komme

Viel Freude bei uns und netten gruß

Wilfried