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#5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophysik

Basisforum, in dem immer wieder spannende Themen wie Urknall, schwarze Löcher, Quantenphysik usw. auf Einsteiger-Niveau als kurze Artikel vorgestellt und diskutiert werden

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#5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophysik

Beitrag von tomS » 31. Aug 2010, 07:51

Hallo liebe Abenteuer,

stellt euch mal vor, ihr würdet kurz vor eurem Tode (der hoffentlich noch weit in der Zukunft liegt) das Angebot bekommen, wegen guter Führung in den Physiker-Himmel zu kommen. Als Eintrittskarte müsst ihr lediglich Interesse und Neugierde mitbringen, als Belohnung winkt euch Erleuchtung, d.h. grundlegende Erkenntnis über das Universum.

Konkret: Ihr dürft eine Frage formulieren, die euch dann im Physiker-Himmel beantwortet wird. Welche Frage stellt ihr???

Schließen wir mal Fragen wie „wird der Club jemals wieder deutscher Meister?“ aus. Sie sind zwar von kosmischer Relevanz, gehören jedoch nicht in den Physiker-Himmel. Physikalische Fragen wie „existiert das Higgs-Teilchen“ halte ich für zu kurz gegriffen, für zu kleinmütig sozusagen. Ist zwar spannend, aber etwas mehr darf es schon sein, oder? Wie wär’s mit „was sind schwarze Löcher?“. Na ja, das Problem ist, die Antwort könnte lauten „gemäß der Quantengravitation gibt es keine echten schwarzen Löcher“. Also hätte man die Frage verschenkt. Das selbe gilt für den Urknall.

Ich mache mal einen Vorschlag:

Wie sieht die mathematische Struktur einer vereinheitlichten Theorie (die alle bekannten Wechselwirkungen umfasst) aus?

Welche Fragen würdet ihr stellen?
Gruß
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von AlTheKingBundy » 31. Aug 2010, 09:38

Falls es in der Antwort auf Deine Frage nicht enthalten ist: Wie berechnen sich die Massen der Elementarteilchen?
Gruß Al

Die reinste Form des Wahnsinns ist es, alles beim Alten zu lassen und gleichzeitig zu hoffen, dass sich etwas ändert.

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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von Maclane » 31. Aug 2010, 09:45

Mir fällt eigentlich nur eine Frage ein, die mich wirklich interessieren täte:

Wie groß ist bzw. war die Wahrscheinlichkeit, dass ich existiere bzw. existierte?

Natürlich VOR meiner Geburt, ist ja logisch. ;)
Also wie groß war die Wahrscheinlichkeit z.B. kurz nach dem Urknall, dass ich als Entität später mal existiere?

Also letztlich die älteste philosophische Frage: Zufall oder Schicksal? ;)

Gruß
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von Skeltek » 31. Aug 2010, 12:08

Skeltek: Ich hörte das ist der Physikerhimmel, in dem einem eine einzige, aber auch wirklich nur eine Frage, egal welche beantwortet wird... stimmt das
?
Antwort: Ja!

@MaxLane: Würde sagen 100%. Zufall ergibt sich nur aus der Unfähigkeit, das eigene jetzt schon durch dein Charakter und Denken bestimmtes Handeln und die Umwelt vorrauszuberechnen oder ahnen. Dein Charakter und du sind Teil dieser Welt, also ist was dich jetzt ausmacht auch Teil des "Schicksals". Um genau zu sein gibt es einen Unterschied zwischen "Es steht heute schon fest, dass etwas passieren wird" oder "Jemand hat das vorher so vorrausbestimmt". Sorry, will in dem Thread eigentlich keine Diskussion los treten.


Nee, mal im Ernst. Wenn die Frage auf Physik beschränkt sein soll würde ich fragen, ob es jemals möglich wäre, die Mechanik des Universums jemals vollständig zu begreifen oder unsere Elementarteilchen sich nach untenhin vielleicht noch fraktalsmäßig unendlich lange weiter aufteilen.(Auch wenn sie für uns nicht spaltbar scheinen).
Die plausibelste Erklaerung jedes hinreichend komplizierten Systems ist falsch

Unentscheidbarkeit für Dummies: Dieser Satz ist wahr
oder
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von seeker » 31. Aug 2010, 12:29

Ja, ja! Das kenn ich!

Du stellst die große Frage nach dem Leben, dem Universum und dem ganzen Rest und als Antwort bekommst du dann "42" gesagt - und stehst dann blöd da! :devil:
...wobei ein Kollege von mir behauptet, er hätte das zweimal nachgerechnet und es würde stimmen! ;a

Aber gut!
Hmm, die wirklich spannenden Fragen gehen meistens über die Physik noch hinaus...

Also Physik...
Ich möchte gerne wissen, "was die Welt im Innersten zusammenhält".

Man muss da sehr vorsichtig mit der Frage umgehen, damit "42"-Anworten nicht kommen können...

Ich versuchs mal so:
"Aus was ist das Universum im Innersten gemacht bzw. wie lässt sich dieses Etwas am besten beschreiben?"

Grüße
seeker
Zuletzt geändert von seeker am 31. Aug 2010, 13:11, insgesamt 1-mal geändert.
Grüße
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von Maclane » 31. Aug 2010, 12:32

Skeltek hat geschrieben: @MaxLane: Würde sagen 100%. Zufall ergibt sich nur aus der Unfähigkeit, das eigene jetzt schon durch dein Charakter und Denken bestimmtes Handeln und die Umwelt vorrauszuberechnen oder ahnen. Dein Charakter und du sind Teil dieser Welt, also ist was dich jetzt ausmacht auch Teil des "Schicksals". Um genau zu sein gibt es einen Unterschied zwischen "Es steht heute schon fest, dass etwas passieren wird" oder "Jemand hat das vorher so vorrausbestimmt". Sorry, will in dem Thread eigentlich keine Diskussion los treten.
Das klingt nach dem Laplace'schen Dämon, der doch eigentlich ausgestorben ist. ;)
Die Frage nach der Wahrscheinlichkeit der eigenen Existenz ist ja viel größer, als man zunächst ahnt. Sofern man auch die Herleitung bzw. den Rechenweg dazu bekommt, beantworten sich nämlich auch noch viele andere interessante Fragen.
u.a. die Frage, wie groß die Wahrscheinlichkeit ist, dass die Naturkonstanten den Wert haben, den sie haben oder die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die vier WW die relative Stärke haben, die sie haben. Es könnte ja auch sein, dass aus einem uns noch völlig unbekannten Prinzip heraus die Werte so sein müssen, wie sie sind, weil sie sich von irgendwas anderem ableiten (ich rede also nicht vom anthropischen Prinzip). Oder nehmen wir die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die junge Erde von einem anderen Körper mit der richtigen Masse, zur richtigen Zeit, im richtigen Winkel und in der richtigen Geschwindigkeit getroffen wurde - woraus dann der Mond entstand, der das Leben hier erst begünstigt hat (und damit meine Existenz ja auch). Das führt zu weiteren Fragen wie: wie wichtig war dieses Ereignis für das spätere Leben, usw.

Das heißt, wenn man diese eine Frage nach der Wahrscheinlichkeit der eigenen Existenz beantworten will, dann muss man gleichzeitig auch viele, viele andere Fragen beantworten. Das ergäbe bestimmt ein dickes, dickes Buch vielleicht sogar ne ganze Bibliothek. Und was will man im Himmel sonst machen? ;)

Ich persönlich glaube ja, dass das Ergebnis dieser Wahrscheinlichkeitsanalyse eine so extremst kleine Zahl wäre, dass jeder Mathematiker sofort sagen würde, sie wäre "praktisch Null", was nichts anderes bedeuten täte als: "eigentlich hätte ich gar nicht existieren dürfen, aber ich tue bzw. tat es doch!" Und das ist doch eine schöne Aussage so kurz vor dem Tod, oder nicht? ;)

Gruß
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von tomS » 31. Aug 2010, 12:36

AlTheKingBundy hat geschrieben:Falls es in der Antwort auf Deine Frage nicht enthalten ist: Wie berechnen sich die Massen der Elementarteilchen?
Ich würde sagen, die Antwort auf deine Frage ergibt sich möglicherweise aus der Antwort aus meiner Frage.
Gruß
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von AlTheKingBundy » 31. Aug 2010, 12:49

Ich halte die Massenberechnung der Elementarteilchen für eine der elementarsten Aufgaben der Physik. Im Grunde könnte die Massenberechnung identisch sein mit der Frage nach der großen Vereinheitlichung, weil die Elementarteilchen (in ihrer Summe) sowieso an allen Wechselwirkungen beteiligt sind. Austauschbosonen zähle ich auch zu den Elementarteilchen. Gibt es auf dem Gebiet schon neue Ansätze und Erkenntnisse Tom?

Gruß Al
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von wilfried » 31. Aug 2010, 12:57

Tag zusammen

meine Frage ist:

wie sieht die volkommen geschlossene Beschreibung der ToE aus?

Netten Gruß

Wilfried
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von tomS » 31. Aug 2010, 13:28

wilfried hat geschrieben:wie sieht die volkommen geschlossene Beschreibung der ToE aus?
Das ist ähnlich gelagert wie meine Frage
Gruß
Tom

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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von tomS » 31. Aug 2010, 13:29

AlTheKingBundy hat geschrieben:Ich halte die Massenberechnung der Elementarteilchen für eine der elementarsten Aufgaben der Physik. Im Grunde könnte die Massenberechnung identisch sein mit der Frage nach der großen Vereinheitlichung, weil die Elementarteilchen (in ihrer Summe) sowieso an allen Wechselwirkungen beteiligt sind. Austauschbosonen zähle ich auch zu den Elementarteilchen. Gibt es auf dem Gebiet schon neue Ansätze und Erkenntnisse Tom?
Nicht dass ich wüsste. Massen ungleich Null bzw. Symmetriebrechungen sind notorisch schwierig bzw. hässlich.
Gruß
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von wilfried » 31. Aug 2010, 13:35

Lieber Tom
Das ist ähnlich gelagert wie meine Frage
ist aber so, das ist meine Prio 0 Frage.

Solltest Du aber mehrfachnennungen meiden wollen, hätte ich auch noch eine andere Frage:

Gibt es eine bessere Mathematik, eine Mathematik, welche physikalische Beschreibungen einfacher gestaltet, eventuell sogar ohne oder nur mit sehr wenigen Eichungen auskommt?

Das wäre Prio 1 bei mir. (Du erkennst mein persönliches Feindbild: Eichungen)

Gruß

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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von tomS » 31. Aug 2010, 13:48

Doppelnennungen bzw. ähnlich gelagerte Fragestellungen sind völlig OK; nur zu!

Zu deiner Prio 1 Frage kann ich nur sagen "du und deine Eichungen"; belebe doch mal einen deiner alten Threads wieder und erkläre mir, was dich an denen so stört.
Gruß
Tom

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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von Maclane » 31. Aug 2010, 13:49

wilfried hat geschrieben:Gibt es eine bessere Mathematik, eine Mathematik, welche physikalische Beschreibungen einfacher gestaltet, eventuell sogar ohne oder nur mit sehr wenigen Eichungen auskommt?
Es wäre unklug, bei so einer einmaligen Chance eine Ja/Nein-Frage zu stellen. ;)

Gruß
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von wilfried » 31. Aug 2010, 13:52

Tag Tom

Code: Alles auswählen

Zu deiner Prio 1 Frage kann ich nur sagen "du und deine Eichungen"; belebe doch mal einen deiner alten Threads wieder und erkläre mir, was dich an denen so stört.

das werde ich mal machen. Wird ein interessantes Kapitel, wird aber unter U laufen müssen. Braucht aber ein wenig Zeit zur Aufbereitung hier.

Gruss

Wilfried
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von wilfried » 31. Aug 2010, 13:54

Für den leiben mac eine kleine Änderung:

wilfried hat geschrieben ... und ändert in:

Wie sieht eine bessere Mathematik aus, eine Mathematik, welche physikalische Beschreibungen einfacher gestaltet, eventuell sogar ohne oder nur mit sehr wenigen Eichungen auskommt ?
Die Symmetrie ist der entscheidende Ansatz Dinge zu verstehen:
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von Stephen » 31. Aug 2010, 15:10

Hallo zusammen,

eine Frage wurden letztens in einer TV-Sendung von 1plus aufgeworfen, die wohl auch in diese Rubrik gehört und mich interessiert:

Können die (eventuell existierenden) Boten-Teilchen der Gravitation jemals nachgewiesen werden und durch diese Entdeckung dann die Rätsel des Mikrokosmos gelöst werden?
Es wurde ernsthaft in Erwägung gezogen, dass sich die Gravitonen in einer anderen Dimension verstecken könnten. In diesem Falle - so der Wissenschaftler - könnte man niemals die gesuchte Weltformel finden. Außerdem sagte er sinngemäß, dass man die Gravitonen nicht direkt suche, sondern sie isolieren müsse, um hinter deren Geheimnis zu kommen :roll:

Das gilt übrigens auch für eine Theorie von Einstein: Gravitationswellen. Diese sollen entstehen, wenn sich zwei (oder vielleicht auch mehrere) Neutronensterne in sehr kurzem Abstand umkreisen - eigentlich ja "umrasen". Bisher konnten diese Wellen auf der Erde in den Teilchenbeschleunigern ebenfalls noch nicht nachgewiesen werden.

Da drängt sich natürlich die Frage förmlich auf: Gibt es Gravitonen? Und wenn ja, können wir sie wirklich einmal nachweisen?

Zusatzfrage: Könnte man eine 4. oder sogar 5. oder 6. Dimension "beweisen"? Manche sprechen ja schon von 11...

Gruß
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von AlTheKingBundy » 31. Aug 2010, 16:48

Im Grunde wäre Tensors Gegenfrage die, ob sich die gesamte Physik quantisieren lässt. Aber ich denke, hier braucht man keine neuen Fragen stellen, da durchs Toms erste Frage (bzw. die Antwort darauf) alle anderen physikalischen Fragen beantwortet werden würden.
Gruß Al

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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von seeker » 31. Aug 2010, 18:02

Wirklich?

Meine neue Frage wäre dann:

Ist die Natur prinzipiell mathematisch vollständig beschreibbar?

Grüße
seeker
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von AlTheKingBundy » 31. Aug 2010, 18:08

Wenn es eine Theorie für alles gibt, wäre eine prinzipielle, vollständige mathematische Beschreibbarkeit der Natur mit enthalten, sonst könnte diese Theorie nicht alles beschreiben.

Gruß Al
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von tomS » 31. Aug 2010, 18:09

seeker hat geschrieben:Ist die Natur prinzipiell mathematisch vollständig beschreibbar?
S.o.; besser: Wie ist die Natur prinzipiell mathematisch vollständig beschreibbar?
Gruß
Tom

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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von seeker » 31. Aug 2010, 18:29

Nein, ich will wissen Ob - das war volle Absicht!

Was wir uns gewöhnlich unter einer ToE vorstellen, kann eben möglicherweise nicht alles beschreiben.
Siehe: komplexe Systeme, Emergenz,...

Ich könnte stattdessen auch fragen:

Gibt es eine (wirkliche) ToE als eine Theorie, die wirklich die komplette Natur vollständig beschreibt und falls ja, wie lautet sie?
(...bzw. kann es sie geben?)

Grüße
seeker
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von Stephen » 1. Sep 2010, 16:01

@seeker:

Zwischen der Zusammenführung von Mikro- und Makrokosmos liegen - meiner bescheidenen Meinung nach - noch "Welten". Die Stringtheorie sollte wohl helfen, ART und Quantenmechanik zu vereinigen. Hat es bisher aber noch längst nicht geschafft - so habe ich das jedenfalls bisher verstanden.

Sollte es tatsächlich so sein, wie in meinem obigen Beitrag angesprochen (das sich eventuell vorhandene Boten-Teilchen der Gravitation in anderen Dimensionen "verstecken" - diese Idee stammt natürlich nicht von mir :D ), dann werden wir nach der Suche zur ToA wohl niemals fündig werden...

Gruß
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von Skeltek » 1. Sep 2010, 16:59

Wie reagieren Gravitonen eigentlich mit den Teilchen? Gibts da nen Botenteilchen dafür?
Vor allem wo sollen Gravitonen denn herkommen wenn nicht was vom Kern eines Atoms "weg" geht?
(Die Fragen sind absichtlich bissl naiv gestellt) ^^
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Re: #5 Zentrale ungelöste Fragen in der Physik und Astrophys

Beitrag von tomS » 1. Sep 2010, 17:39

Gegenfrage: was SIND denn Gravitonen?

Einfache Antwort: klassisch weiß man genau, wie das Gravitationsfeld an die anderen Felder koppelt; man kann die Wechselwirkung hinschreiben. Es gibt dafür übrigens keine neuen Botenteilchen.
Gruß
Tom

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