Deuten Gravitationswellen eher gegen Gravitonen?
Denn, es ist ja soweit ich weiss eine ganz andere "Geometrie" an Welle als es EM Wellen sind. EM Wellen sind Transversalwellen, Gravitationswellen jedoch Longitudinalwellen, zumindest soweit ich das verstehe, aber würde es dann nicht schon sehr sehr unwahrscheinlich sein, dass es Gravitonen gibt oder wenn es so etwas in der art gäbe, dass diese auch nur irgendwie mit dem Standardmodell kompatibel wären, oder habe ich da einen Denkfehler?
Dazu noch etwas: Wir können Gravitationswellen messen, aber auch das nur, weil sich die Raumzeit in Relation zu etwas anderem krümmt, würde sich alles, unsere ganze Existens exakt mitkrümmen, dann auch Abstände u.s.w. wie sollten wir das dann messen können?
Gravitations an sich ist ja auch eher eine Krümmung in sich selbst, also nicht in eine weitere, höhere Dimension und betrifft die Raumzeit an sich, was man bei den anderen Kräften ja soo nicht sagen kann. Wenn diese Kräfte so unterschiedlich sind, dann wäre auch die Gravitation keine der Grundkräfte.
Aber, jetzt kommt ein anderer Punkt: Wenn ein Photon sich immer auf einer Gerade bewegt, durch Gravitation wird aber die Raumzeit an sich verformt, warum verformt sich dann nicht die Gerade, woher weis das Photon, was eine Gerade ist? Muss das nicht zwingent heisen, dass es da noch eine "Ebene Dahinter" gibt? Eben dieser folgt das Photon, die Raumzeit wäre dann nur so etwas wie eine, naja "Projektion?" oder irgendwas anderes halt, was aber mit der "Ebene Dahinter" nur indirekt etwas zu tun hatt.
Wenn das so ist, die Rel-Theorie beschreibt die Raumzeit, die Quantentheorie die Ebene Dahinter, dann KANN das auch niemals etwas werden, beide miteinander zu verbinden, egal wie sehr man das versuchen würde, weil man hier 2 komplett verschiedene Dinge betrachtet. Oder habe ich da einen kompletten Denkfehler?
2 Antworten
Deuten Gravitationswellen eher gegen Gravitonen?
nein, gäbe es keine gravitationswellen gäbe es auch eine gravitonen (umgekehrt gilt das nicht). genauso wie es ohne klassiche elektromagnetische wellen meine photonen gäbe. klassische elektromagnetische wellen sind ja nichts anderes als der klassische limes der beschreibung elektromagnetischer strahlung durch photonen.
Gravitationswellen jedoch Longitudinalwellen, zumindest soweit ich das verstehe,
das hast du falsch verstanden, sie sind transversal (oder genauer gesagt bezeichnet man sie als transversal-transversal, denn ihre polariserung wird nicht durch einen vektor wie be EM wellen, sondern durch einen tensor zweiter stufe beschrieben. im quantenmechanischen bild bedeutet dass das photonen spin 1 haben, gravitonen aber spin 2 hätten)
dass es Gravitonen gibt oder wenn es so etwas in der art gäbe, dass diese auch nur irgendwie mit dem Standardmodell kompatibel wären
wie gesagt, spin 2 eichbosonen haben genau diese eigenschaften die ein graviton ausmachen. ein spin 2 eichboson ist quasi automatisch das graviton. da gibt es kein problem. die probleme in der quantisierung liegen in den technischen details (renormierbarkeit).
Wir können Gravitationswellen messen, aber auch das nur, weil sich die Raumzeit in Relation zu etwas anderem krümmt, würde sich alles, unsere ganze Existens exakt mitkrümmen, dann auch Abstände u.s.w. wie sollten wir das dann messen können?
die abstände ändern sich ganz real. das kann man mit einem interferometer ganz einfach messen ("einfach" bezieht sich hier auf das simple prinzip, nicht auf die technische umsetzung. die ist das komplette gegenteil von "einfach")
Gravitations an sich ist ja auch eher eine Krümmung in sich selbst, also nicht in eine weitere, höhere Dimension und betrifft die Raumzeit an sich, was man bei den anderen Kräften ja soo nicht sagen kann. Wenn diese Kräfte so unterschiedlich sind, dann wäre auch die Gravitation keine der Grundkräfte.
ja, die klassische (im sinn von nicht quanten, also die ART) beschreibung der gravitation ost sehr anders im vergleich zu den anderen. quantisieren kann man sie aber trotzdem. man quantisiert nicht zB das elektromagnetische feld, sondern den metrischen tensor. wie gesagt, der teufel steckt erst im detail.
Wenn ein Photon sich immer auf einer Gerade bewegt,
auf einer geodäte in der 4-dimensionalen raumzeit. wenn man so will die verallgemeinerung einer geraden. und nicht nur photonen (wenn sie im freien fall sind) sondern alles andere auch (wenn es im freien fall ist).
durch Gravitation wird aber die Raumzeit an sich verformt
bzw der effekt den wir gravitation nennen ist ein effekt einer gekrümmten raumzeit.
warum verformt sich dann nicht die Gerade,
was meinst du? geodäten haben in einer gekrümmten raumzeit eine andere form.
woher weis das Photon, was eine Gerade ist?
was meinst du? es bewegt sich durch die raumzeit. auf einer geodäte. das ist alles. was muss es "wissen"?
Muss das nicht zwingent heisen, dass es da noch eine "Ebene Dahinter" gibt?
nein. die geometrie der raumzeit und geodäten darin lassen sich vollkommen im rahmen einer 4-dimeensionalen raumzeit ohne irgende welche "extra dimensionen" oder "ebenen dahinter" beschreiben. alles darüber hinaus ist nach Occam's razor daher nicht relevant.
...aber wenn sich die Raumzeit verzerrt, warum verzerrt sich diese Geodäte dann nicht mit?
Tut sie. Eine Geodäte in einer gekrümmten Fläche ist definitiv auch gekrümmt; eine Geodäte in einer Kugeloberfläche ist zum Beispiel ein Großkreis(bogen).
Die Krümmung wird aber vor allem daran sichtbar, wie mehrere Geodätische verlaufen, die z.B. an einer Stelle parallel sind. In einer negativ gekrümmten Fläche (Sattelfläche) würden sie sich in beide Richtungen von dieser Stelle voneinander entfernen, in einer positiv gekrümmten (Kugelfläche) aufeinander zu laufen und sich letztlich schneiden.
Nur in einer geometrisch flachen Fläche (z.B. einer Zylindermantelfläche) würden sie parallel bleiben.
Diese Geodäte muss ja dann unabhängig der Raumzeit vorhanden sein,...
Nein, sie liegt natürlich in der Raumzeit, so wie ein Großkreisbogen in der Kugeloberfläche verläuft. In der Raumzeit reden wir hauptsächlich von Weltlinien (kurz WL), den Wegen von Körpern oder Teilchen durch die Raumzeit.
Die WL eines (bis auf die Gravitation) kräftefreien Körpers wie z.B. der Erde auf ihrem Weg um die Sonne ist mehr oder minder eine Schraubenlinie, deren Windungslänge 1 Jahr beträgt, bei einem Radius von 8⅓ Lichtminuten, also sehr lang gestreckt.
Ja ich meine da halt eher, was diese andere Form ist,
hängt von der raumzeit ab.
also "Woher" kommt die?
aus der geometrie des raumes (bzw. hier der raumzeit).
die konzepte eines gekrümmten raumes und geodäten, parallelverschiebung, etc... darin sind ja unabhängig von der physik. die gibt es ja so auch. auch wenn du eine einfache kugeloberfläche beschreiben willst brauchst du genau dieselbe mathematik. ein längengrad ist zB eine geodäte (geht immer in richtung ihres eigenen tangentialvektors und ist die kürzeste verbindung zweier punkte), ein breitengrad nicht (mit außnahme des äquators).
lso ich meine das so: Das Photon bewegt sich auf der Geodäte, aber wenn sich die Raumzeit verzerrt, warum verzerrt sich diese Geodäte dann nicht mit?
die geodäte ist kein "ding", es ist einfach nur der allgemeine ausdruck für "gerade". und was "gerade" ist, ist in einer gekrümmten raumezeit etwas anderes als in einer flachen. so wie eben was "gerade" ist auf einer kugeloberfläche etwas anderes ist. siehe wieder das beispiel mit den längen- und den breitengraden.
ber nehmen wir an wir hätten ein speziellen Bildschirm und den kann man auch dehnen und verbiegen wie man will, der geht nicht kaputt. Wenn der Raumzeit dieser Bildschirm ist, dann sind wir das Bild auf diesem Bildschirm, aber würde man diesen Bildschirm jetzt dehnen, wäre aus der Sicht eines Bildes des Bildschirmes alles genau so wie vorher, es würde nur verzerrt aussehen, wenn der Bildschirm jetzt ansich zwar fest ist, aber das Bild darauf verzerrt ist, jedoch nicht der Bildschirm.
sieh dir die flugroute von Frankfurt nach New York auf einer karte an. das ist (mehr oder weniger) eine geodäte.
"Das ist so und es ist abstrakt" aber das ist doch auch keine Lösung.
doch. das ist die lösung. die physik bildet mathemtische modelle um die welt zu beschreiben,, die wir im experiment testen. in diesem fall sogar mit höchster präzision. wenn man die mathematik dahinter nicht versteht, dann bleiben einem einfach nur immer unvollständige analogien.
Die Krümmung der Erde (also die quasi Kugelform meine ich jetzt) an sich, kann man nur sehen, weil sie halt in Relation unser ganzen, naja "Realität" gekrümmt ist.
um die kugelform der erde mathematisch zu beschreiben brauch ich genau 2 dimensionen. keine mehr. ja, wir 3-dimensionalen wesen können das mit unserem beschränkten gehirn nur in einer einbettung in eine dritte dimension visualisieren. aber dafür haben wir ja die mathematik. die braucht das nicht.
hier wird das gut erklärt:
https://youtu.be/XRr1kaXKBsU?si=5Fo3LD_tIp-UKRBk
Und Gravitationswellen sind transversal https://www.americanscientist.org/article/the-secret-history-of-gravitational-waves
Ja ich meine da halt eher, was diese andere Form ist, also "Woher" kommt die?
Also ich meine das so: Das Photon bewegt sich auf der Geodäte, aber wenn sich die Raumzeit verzerrt, warum verzerrt sich diese Geodäte dann nicht mit? Diese Geodäte muss ja dann unabhängig der Raumzeit vorhanden sein, ja aber geht das so einfach? Also ich weiss nicht wie ich es erklären soll, aber nehmen wir an wir hätten ein speziellen Bildschirm und den kann man auch dehnen und verbiegen wie man will, der geht nicht kaputt. Wenn der Raumzeit dieser Bildschirm ist, dann sind wir das Bild auf diesem Bildschirm, aber würde man diesen Bildschirm jetzt dehnen, wäre aus der Sicht eines Bildes des Bildschirmes alles genau so wie vorher, es würde nur verzerrt aussehen, wenn der Bildschirm jetzt ansich zwar fest ist, aber das Bild darauf verzerrt ist, jedoch nicht der Bildschirm. Vielleicht weisst du wie ich das meine?
Oder du @hologence weist das?
Ich hab das schonmal so in der Art gefragt, aber ich versuche das Konzept von Raumzeit ansich irgendwie besser zu begreifen. Man kann zwar sagen: "Das ist so und es ist abstrakt" aber das ist doch auch keine Lösung. Die Krümmung der Erde (also die quasi Kugelform meine ich jetzt) an sich, kann man nur sehen, weil sie halt in Relation unser ganzen, naja "Realität" gekrümmt ist.
Ja und eine andere Sache: Die Expansion des Universums. Also ich weiss nicht ob ich es korrekt verstehe, aber es expandiert nicht die Materie (also die Galaxien bewegen sich im Raum durch eine Kraft auseinander, wie halt bei einer "Bombe" und einem Impuls, sondern die Raumzeit an sich. Okay, aber würde es dann nicht heisen, es "Quillt" überall quasi Raumzeit hervor? Also weniger wie ein Luftballon der Aufgeblasen wird, denn da dehnt sich das alles ja nur, sondern mehr wie eine Pflanze oder irgendwas die halt wächst, da teilen sich die Zellen und mit der Zeit sind dann zwischen 2 Punkten halt mehr Zellen als vorher, bei uns zwischen 2 Punkten ist mehr Raumzeit als vorher, was aber dann nicht heist, die Raumzeit dehnt sich aus, sondern sie, naja "Vermehrt" sich halt.
Klingt alles sicherlich total doof, aber vielleicht kann man ja erahnen wie ich das meine?