Bislang ist keine einzige Vorhersage der Relativitätstheorie widerlegt worden.
Aktuell gibt es immer wieder aufflackernde Diskussion über Überlichtgeschwindigkeit.
Wie sich das eine zum anderen fügt, das steht hier zu lesen:
Versuche jenseits der Lichtgeschwindigkeit
Trotz überraschender Ergebnisse gibt es keinen Widerspruch zu Einsteins Relativitätstheorie
Teleportation für Einsteiger
Von der Natur der Dinge: (bevor wieder ein Stoffel fragt, wozu das gut sein soll.)
Neue Antimaterie-Maschine läuft an
In Genf wollen Physiker herausfinden, wie Materie überhaupt im Universum entstehen konnte
Interessanter Artikel. Allerdings erinnere ich mich in diesem Zusammenhang an einen Artikel in der Naturwissenschaftlichen Rundschau (die es leider nicht online gibt). Dort ging es darum, daß eine Vorzugsrichtung der Zeit entdeckt wurde, welcher die Möglichkeit ausschließt, daß alle Vorgänge exakt wückwärts laufen, wenn man den Zeitpfeil umkehrt. Neue Ergebnisse sprechen dafür, daß sich beispielsweise Materie und Antimaterie bei Umkehrung des Zeitvektors unterschiedlich verhalten. Dieses Verhalten könnte auch die Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie erklären. Wäre die Zeit seit dem Urknall rückwärts gelaufen, hätte vermutlich die Antimaterie das Rennen gemacht.
Dazu eine verwegene Theorie meinerseits: Angenommen der Urknall wäre "gleichzeitig" vorwärts und rückwärts in der Zeit erfolgt, dann müßte sich der Teil des Universiums, welcher sich in die negative Zeit erstreckt, so verhalten wie der in dem wir leben mit dem Unterschied, daß er überwiegend aus Antimaterie besteht. Damit wäre die vermißte Symmetrie des Urknalls wieder hergestellt.
Dazu eine verwegene Theorie meinerseits: Angenommen der Urknall wäre "gleichzeitig" vorwärts und rückwärts in der Zeit erfolgt, dann müßte sich der Teil des Universiums, welcher sich in die negative Zeit erstreckt, so verhalten wie der in dem wir leben mit dem Unterschied, daß er überwiegend aus Antimaterie besteht. Damit wäre die vermißte Symmetrie des Urknalls wieder hergestellt.
Cooler Gedanke.
Aber wie kommt die Verteilung zustande?
Neue Ergebnisse sprechen dafür, daß sich beispielsweise Materie und Antimaterie bei Umkehrung des Zeitvektors unterschiedlich verhalten
Das gilt bestimmt nicht für die atomare und molekulare Ebene.
Die CP-Verletzung ist meines Wissens bisher ausschließlich für Kaonen beobachet worden. Kaonen testen Zeitrichtung und Ladungsparität
Aber wie kommt die Verteilung zustande?
Schwer zu sagen. Sie dürfte aber eine Symmetrie repräsentieren, die eine Spiegelung am Urknall repräsentiert. Demnach müßte das Materie/Antimaterie-Verhältnis in unserem Teil des Universums dem Antimaterie/Materie-Verhältnis bei entgegengeseztem Zeitvektor Entsprechen.
Das gilt bestimmt nicht für die atomare und molekulare Ebene.
Sicher ist, daß sich Antimaterie und Materie bei ihrer Entstehung und bei der Paarzerstrahlung unterscheiden. Welche weiteren Unterschiede es gibt werden die neuen Experimente zeigen. Mit Vorhersagen wäre ich zwar vorsichtig, aber es wäre durchaus denkbar, daß es auch Unterschiede auf atomarer und molekularer Ebene gibt. Die dürften allerding in ähnlichem Bereichen liegen, wie die Materie/Antimaterie-Asymmetrie - also im ppm-Bereich.
Bild der Wissenschaft hat in der September-Ausgabe einen Schwerpunkt zur Quantenphysik.
Hier zwei Vorabberichte zur Kenntnisnahme des geneigten Publikums.
Die ultimative Computer-Revolution
Das "Zeitalter der Quanten" verspricht eine Fülle neuer Anwendungen. Teleportation, verschränkte Teilchen und Qubits - was dem gesunden Menschenverstand widerspricht, versetzt Physiker und Informatiker in Euphorie: Quantentechnologien sollen in den kommenden zwei Jahrzehnten die Informationstechnik völlig umkrempeln.
Kommentar: Die philosophisch interessante Frage: Wo kommt nun eigentlich die Rechenleistung her? Genau? *lach*
"50 Jahre angestrengten Nachdenkens haben mich der Antwort auf die Frage ,Was sind Lichtquanten?` nicht nähergebracht. Heute bilden sich Hinz und Kunz ein, es zu wissen. Aber da täuschen sie sich", schrieb Albert Einstein 1951 in einem Brief. Inzwischen sind 50 weitere Jahre vergangen, aber Einsteins Diagnose stimmt noch immer. Die Verwirrung ist sogar größer geworden.
Kommentar: Ich bitte, daß Beispiel mit Schrödingers Katze nicht wörtlich zu nehmen. Experimente, die für makroskopische Objekte in dieser Art angelegt sind, sind nie frei von Wechselwirkungen mit der Umwelt, und deshalb vollkommen unmöglich.
Trotzdem....
Meine bevorzugte Lösung für alle diese Probleme ist die Existenz eines jeden Teilchens 'gleichzeitig' in unendlich vielen, parallelen Universen. Damit liesse sich alles glatt machen. Aber das - ist nur mein ästhetisches Empfinden.
Das muß rein gar nichts zu bedeuten haben. *irre lachend ab*
Ich wundere mich ständig darüber, wie locker mit dem Begriff „Energie" umgegangen wird.
Masse wird, locker vom Hocker, simsalabim, hokuspokus, mit der Zauberformel m * c² = E umgewandelt, zack!
Und was ist das für ein Zeugs, diese „Energie"???
Bisher dachte ich, Energie sei lediglich eine Eigenschaft, eine „Fähigkeit", ein „Vermögen" eines konkreten „Dings", Arbeit zu leisten. Aber hier wird so getan, als sei Energie das „Ding" selbst, etwas, was man in Säcke, Eimer oder Flaschen abfüllen könne.
Ist das Photon etwa das „Energie-Atom"?
Ist Energie das Universum selbst oder lediglich eine seiner Eigenschaften? Oder der eigentliche „Äther", in dem alles „schwimmt"?
Wenn ich mir den bereits existierenden Teilchen-Zoo der Physiker ansehe und immer wieder erfahre, dass wieder und wieder neue postuliert und dann auch tatsächlich mit dem Tera-Beschleuniger der allerneusten Bauart erzeugt bzw. nachgewiesen werden, dann muss ich mich unwillkürlich fragen, ob denn die unzähligen Teilchen nicht lediglich so eine Art von Verdichtungen, Wirbeln, Schwingungsknoten in diesem „Energie-Brei" sind.
Mit kommt’s so vor, als seien unsere Physiker in derselben Lage wie die alten Astronomen vor Kopernikus: Sobald die reale Welt sich nicht so verhält, wie sie es in ihren Theorien gern hätten, dann fügen sie schnell noch ein Rädchen, pardon, Teilchen in ihr Getriebe ein.
Wie groß ist heute die Zahl der Epizyklen, pardon, Teilchen eigentlich schon?
Energie und Materie sind lediglich verschiedene Aspekte der gleichen Sache.
Bisher dachte ich, Energie sei lediglich eine Eigenschaft, eine „Fähigkeit", ein „Vermögen" eines konkreten „Dings", Arbeit zu leisten. Aber hier wird so getan, als sei Energie das „Ding" selbst, etwas, was man in Säcke, Eimer oder Flaschen abfüllen könne.
Du kannst Antimaterie und Materie aufeinandertreffen lassen, die Materie ist hinterher schlicht weg. Vollständig. Du kannst auch aus Energie Materie erschaffen. Es ist eine Äquivalenzrelation, die vollständig mit E=MC2 beschrieben ist.
Eine mögliche Interpretation der zugrundeliegenden Einheit ist der String in den verschiedenen String-Theorien.
Der Begriff 'Energie' wird tatsächlich inflationär verwendet. Allerdings an anderem Ort, in Esoterik und Psychomedizin. Der dort verwendete Energiebegriff hat keinerlei Bezug zur Physik, und steht meistens als Jokerwort, hinter dem allerhand Scharlatanerie sich verschanzt.
Mit kommt’s so vor, als seien unsere Physiker in derselben Lage wie die alten Astronomen vor Kopernikus: Sobald die reale Welt sich nicht so verhält, wie sie es in ihren Theorien gern hätten, dann fügen sie schnell noch ein Rädchen, pardon, Teilchen in ihr Getriebe ein.
Nun, dies ist völlig falsch. Siehe nächste Antwort.
Wie groß ist heute die Zahl der Epizyklen, pardon, Teilchen eigentlich schon?
Der Teilchenzoo ist recht überschaubar, weil es sich bei den meisten Teilchen nur um Zuammenfügungen von Basisbausteinen handelt. Das gesamte Universum ist aus nur zwölf verschiedenen Materieteilchen aufgebaut: sechs Quarks und sechs Leptonen sowie den dazugehörigen Antiteilchen.
Hier habe ich noch ein populärwissenschaftliches Online-Buch zur Teilchenphysik zu bieten.
Der einzige Nachteil besteht in ein paar Flapsigkeiten, die nicht dem Stand der Forschung entsprechen, insbesondere zum Thema Nachweisbarkeit von Quarks.
Trotzdem wirst Du dort Antwort auf die meisten Fragen finden. Ein ganz netter Einstieg in die Materie, aber auch nicht mehr.
Das Unteilbare, Jörg Resag, 1998
Energie und Materie sind lediglich verschiedene Aspekte der gleichen Sache.
Schon recht. Aber WELCHER SACHE denn???
Die Physik macht es sich m. E. zu einfach. Man kennt Wirkungen von "Sachen" (Masse, Energie, Gravitation, Magnetfeld) und kann sie mathematisch exakt beschreiben. Aber damit sind diese "Phänomene" noch lange nicht erklärt.
Es ist die Frage, was man erklären will und was man erklären kann.
Daß Materie und Energie keine fundamentalen Größen sind ist gesicherte Erkenntnis. Ebenso, daß Raum und Zeit keine unabhängigen Größen sind.
Auch besteht wohl nurmehr wenig Zweifel, daß die Quarks keine fundamentalen Bausteine sind. Allein schon die Existenz ihrer Antiteilchen legt dies nahe.
Versuche, auf fundamentale Größen zu kommen, sind die String- und Superstringtheorien. Diese sind bislang allerdings nur theoretisch formulierbar, eine experimentelle Überprüfung ist derzeit nicht möglich.
Die Physik macht es sich m. E. zu einfach.
Entschuldigung, dieser Vorwurf ist absurd. Die Physik arbeitet mit Hochdruck an genau diesen Fragen. Daß Teilchenbeschleuniger noch höherer Energien, die noch detaillierten Aufschluß versprechen, derzeit nicht machbar sind, kann wohl kaum zum Vorwurf erhoben werden.
Um es noch einmal klar zu sagen: die Physik gibt derzeit keine einzige abschließende Antwort zu diesen Fragen. Wie sollte sie auch.
Die Antworten allerdings, die bisher gegeben wurden, sind theoretisch vorausgesagt, experimentell überprüfbar und großteils überprüft. Sie stehen insoweit bereits außer Kritik.
Insbesondere die Existenz der verschiedenen Teilchen, ihrer Energien, Spins etc. sind unstrittig.
Auch die Besonderheiten des quantenmechanischen Verhalten (unmittelbare Fernwirkung, Doppelspaltexperimente, Zeitumkehr, statistisches, akausales Verhalten) sind unstrittig aber im Grunde nicht verstanden.
... sind unstrittig aber im Grunde nicht verstanden.
Genau diese "Ehrlichkeit" vermisse ich vielfach in Lehrbüchern.
Mit dem abstrakten Begriff "Energie" wird m. E. nicht nur in "physik-fremden" Bereichen zu locker hantiert.
Wenn in einer hochwissenschaftlichen Abhandlung über Kosmologie steht: Am Anfang gab es nur Strahlung (was ja wohl soviel wie "Energie" heißen soll, HuK), dann verwendet man wiederum einen abstrakten Begriff, um etwas Abstraktes zu erklären.
Diese Ehrlichkeit, wie Du sie zu nennen beliebst, hat in Lehrbüchern nichts zu suchen. Da wird gelehrt, was wir wissen.
Was wir nicht wissen, daß ist allgemein bekannt, und erfordert dort keine spezifische Erwähnung.
Im übrigen ist die Formulierung Am Anfang gab es nur Strahlung absolut korrekt. Die Temperatur des Universums war damals schlicht zu hoch, um Materie kondensieren zu lassen. Dies hat sich erst mit der Abkühlung im Rahmen der Inflation geändert.
Das alles ist sehr gut nachlesbar in Steven Weinberg: Die ersten drei Minuten. Der Ursprung des Universums.
Zum Bestellen des TB bitte den Amazon-Link links oben verwenden. ;-)
Du kannst Antimaterie und Materie aufeinandertreffen lassen, die Materie ist hinterher schlicht weg. Vollständig.
Funktioniert das z. B. so:
Man tue je 10 gehäufte Esslöffel Elektronen und Positronen in einen Topf, rühre kräftig um - und, simsalabim, schon ist die Gamma-Quanten-Energie-Suppe fertig???
Ist diese "Gamma-Quanten-Suppe" also die Energie in persona???
Danke übrigens für den Link! Mal sehen, ob ich davon etwas kapiere und nicht nur Quark verstehe :-))
Erstmal: Zitieren mit \-2{text}.
Umrühren tut nicht not. Nimm ein paar Kilo Antimaterie (woher? Ein großes, kosmisches Rätsel, ist ja kaum welche da) und schmeiß sie auf die Erde.
Du solltest Dich aber vorher eine gehörige Strecke entfernen. Ich - würde mich hinter Jupiter verstecken, der ist schön groß.
Entsprechend der Formel E=MC2 werden Deine paar Kilo Antimaterie und eine Äquivalenzmenge Materie auf das Hübscheste reagieren.
Da, wo bisher die Erde war, könntest Du dann - nach ein wenig Wartezeit - einen niedlichen Asteroidengürtel beobachten. C ist doch immer wieder größer, als man denken möchte.
Quark-Gluonen-Plasma? Nö. Reine Strahlung. Licht eben.
Eine Gamma-Quanten-Suppe inklusive Antimaterie reiche ich hier nach. Der Sprecher läßt sich gerade über Gamma-Ray-Bursts beim Zusammentreffen zweier Neutronensterne aus:
Der andere Aspekt ist, daß diese Temperaturen, die in diesen Plasmen herrschen, die Milliarde Grad überschreiten. Wir sind also dann im Temperaturbereich, wo spontan Elektron-Positronpaare, also Materie und Antimaterie, erzeugt werden. Diese vernichten sich gleich wieder, es werden neue Gammas produziert. Diese neuen Gammas produzieren wieder neue Elektron-Positronpaare und so kommt es zu einem Gemisch, einem relativistischen Plasma, das aus Gammateilchen, Elektronen und Antielektronen, den Positronen besteht. Das hat die Konsequenz, daß die Gammastrahlung aus diesem relativistischen Bereich, dem Feuerball, nicht entweichen kann. Die Gammaquanten werden permanent an den Teilchen, die sie selbst erzeugen, wieder gestreut. Die sind also gefangen, eingesperrt und können diesen Ball nicht so schnell auskühlen lassen. Dieser relativistische Feuerball kühlt nur durch seine Expansion aus, so wie wenn eben ein Gas expandiert, wird's kühler - in jedem Kühlschrank ist das so. Diese Expansion und dieses Auskühlen setzt sich dann so lange fort, bis die Temperatur unter eine Schwelltemperatur fällt, daß keine neuen Elektron-Positronpaare erzeugt werden. Dann wird dieser relativistische Feuerball plötzlich für Gammastrahlen durchsichtig und die Gammastrahlen können entweichen. Das ist dieser Prozeß, den ich gesagt habe, bei dem über Monate diese Energie entweichen kann. Allerdings sehen wir durch die relativistischen Effekte dieses monatelange Entweichen nur als kurzen Blitz von einigen Sekunden.
Aus "Das Unteilbare"
Warum verwandelt sich die gesamte Materie im Universum nicht plötzlich in reine Energie?
(Mensch, Alex, das Zitieren funktioniert sogar! Danke!)
Demnach sind Materieteilchen lediglich Brocken in der universellen, reinen Energie-Suppe?
Man könnte also auch sagen: Das Universum ist nichts weiter als ein Butterfass, und die Milch ist die Energie.
Und: Die Energie-Milch muss nur lange genug geschlagen werden, um handfeste Materie-Butter-Klumpen zu erhalten ;-)))
Nein, Leute, das ist starker Physiker-Tobak. Ihr schludert mit dem Energie-Begriff.
(Alex, ich fürchte, mit mir kriegst Du keine vernünftige Energie-Diskussion zustande :-)
Energie ist hier elektromagnetische Strahlung. Letzlich Photonen, Licht beliebiger Wellenlänge.
Demnach sind Materieteilchen lediglich Brocken in der universellen, reinen Energie-Suppe?
Gar nicht so falsch. Nach heutigem Wissenstand dürften sich nach dem Urknall (Weinberg bestellen nicht vergessen) nahezu gleichgroße Mengen an Materie und Antimaterie kondensiert haben.
Der aktuell noch vorhandene Überschuß, aus dem unsere Welt besteht, ist der traurige Rest. Ich habe die genaue Zahl nicht präsent, aber es dürfte sich um ein Trilliardestel der Ausgangsmenge handeln.
Der Symmetriebruch zwischen Materie und Antimaterie ist übrigens im Kaonenzerfall (bereits weiter oben verlinkt) nachgewiesen, Materie und Antimaterie sind also nicht ganz spiegelbildlich. Aus dieser Differenz heraus existieren wir. (Ganz schön knapp überlebt, was?)
Letzlich ist die Unterscheidung zwischen Welle und Teilchen eh nicht fundamental. Auch makroskopische Objekte haben einen Wellenaspekt.
Ich denke, daß Problem ist weniger, den Energiebegriff nicht zu verstehen, und mehr, einen zu festen Materiebegriff mit sich herumzuschleppen.
Energie ist hier elektromagnetische Strahlung. Letzlich Photonen, Licht beliebiger Wellenlänge.
Wenn Du gesagt hättest:´
,,Elektromagnetische Strahlung HAT die und die Energie.",
dann hätte ich damit kein Problem; aber Energie IST ... Strahlung, - nein, das ist m. E. nicht richtig.
Wenn Du dann mal ein 'nichtenergetisches' Photon gefunden hast - bring es doch mal vorbei.
Photonen haben die Eigenschaft, Nullruhemasse zu haben. Daher die nette Eigenschaft, sich mit C zu bewegen.
Lasse beliebige Photonen einen beliebigen Körper treffen. Seine Temperatur wird sich erhöhen. Mal mehr, mal weniger. So what?
Atlan,
hier der gewünschte Link zu virtuellen Photonen und Vakuumenergie.
Kraft aus der Leere des Vakuums
Diese Anmerkung
Gerade diese Energie bzw. virtuellen Teilchen des Vakuums scheinen die Kräfte zu sein, die vom Geist genützt werden und mittels des PcE-Scanner (als Ergebnis) detektiert werden können. Die Energie des Vakuums steht dem Geist unter bestimmten Bedingungen scheinbar zur Verfügung.
bitte ich, zu überlesen. Die Quelle ist nicht sehr seriös, der beschriebene Sachverhalt ist aber korrekt dargestellt.
Hier noch mal was Ähnliches:
Die Rückkehr des Horror Vacui
Das Vakuum ist alles andere als leer - und birgt noch manches Geheimnis
Wahnsinn! Universum hat Masse! Wer hätte das für möglich gehalten! ;-)
Wahnsinn! Universum hat Masse! Wer hätte das für möglich gehalten! ;-)
Na zur Abwechselung mal was von mir, Alexander, sonst wirds doch langweilig, es ist nur eine schlichte Frage. Was ist Masse?
Nach allem was so hört: eine schlechte Angewohnheit von Higgs.