Aus was bestehen Strings?
Also in der Physik.
6 Antworten
Stringtheoretiker denken auf einer sehr viel abstrakteren Ebene. Die Vorstellung, Strings seien schwingende oder verknotete Schleifen, ist eine Veranschaulichung für Laien. Tatsächlich sind Strings, wie Stringtheoretiker sie sich vorstellen, mathematische Objekte. Deine Frage klingt dann etwa wie: "Woraus besteht Information?" Oder: "Aus was werden Wahrscheinlichkeiten gebaut?"
Strings stehen für gewisse Symmetrien, denen die Informationsausbreitung folgen muss. Sie sind aber nicht reale Dinge. Denn welche Information in einem System enthalten ist, hängt nicht nur vom System ab, sondern auch vom Beobachter und von der verwendeten Sprache.
Durchaus möglich, dass meine obigen Sätze nicht präzise stimmen. Aber sie sollen aufzeigen, dass du auf einer ganz anderen Ebene denken musst.
Doch, ich finde schon, dass es sinnvoll ist, sich Strings zu visualisieren. Ich habe den Eindruck, ich verstehe eine mathematische Formel erst dann, wenn ich sie visualisiere. Aber man muss sich auch bewusst sein, dass das Bild in einigen Punkten falsch ist.
Strings sind eingerollte Dimensionen, also ein mathematisches Konzept. Sie bestehen ebenso wenig aus etwas wie natürliche Zahlen aus etwas bestehen.
Wenn du fragst, "woraus etwas besteht", implizierst du, dass dieses Etwas ein zusammengesetztes System aus eher "fundamentalen" oder "elementaren" Komponenten ist.
In den meisten Fällen wäre diese Frage sinnvoll. Ein Sandkorn zum Beispiel besteht aus Molekülen. Die Moleküle bestehen aus Atomen. Die Atome bestehen aus Elektronen, Protonen und Neutronen. Die Protonen und Neutronen bestehen aus Quarks.
Unser derzeitiges Verständnis ist jedoch, dass Elementarteilchen wie Elektronen und Quarks fundamental sind; sie sind aus nichts "gemacht". Stattdessen "machen" sie alles andere aus!
Einige Physiker glauben, dass Elementarteilchen wie Elektronen und Quarks aus noch grundlegenderen Dingen bestehen, die als "Strings" bezeichnet werden. Es ist sehr wichtig zu betonen, dass diese Hypothese, obwohl sie sehr faszinierend ist und zur Entwicklung unzähliger nützlicher mathematischer Werkzeuge und Modelle geführt hat, nicht experimentell bewiesen wurde.
Um deine Bedenken in den Fragendetails auszuräumen, die Strings in der Stringtheorie sind überhaupt nichts wie "normale" Saiten aus Seil oder einem anderen Material. Sie werden hauptsächlich der Einfachheit halber "Strings" genannt. Ein treffenderer Name wäre vielleicht "1-dimensionale Grundbestandteile", aber "Strings" ist einfach eingängiger :)
Eine sehr häufige Frage lautet: "Besteht ein String aus Energie"? Die Antwort ist nein. Um es zu erklären, gehen wir zurück zu Elementarteilchen wie Elektronen, da sie den meisten Menschen vertrauter sind.
Bestehen Elementarteilchen aus Energie? Nein, sie haben Energie als eine ihrer Eigenschaften. Man kann die Energie eines Teilchens messen. Ein Teilchen hat auch andere Eigenschaften wie Masse, Impuls und Spin. Das Teilchen besteht nicht aus Masse, es besteht nicht aus Impuls, es besteht nicht aus Spin und es besteht auch nicht aus Energie.
Als Analogie aus dem täglichen Leben kann man beispielsweise an einem Stück Metall seine Eigenschaften wie die Temperatur messen. Niemand wird jedoch jemals behaupten, dass Metall "aus" Temperatur besteht. Das macht einfach keinen Sinn. Temperatur ist nur eine Eigenschaft von Metall. Ebenso ist Energie eine Eigenschaft von Elementarteilchen. Aber es macht keinen Sinn zu sagen, dass sie aus dieser Energie bestehen.
Wenn du immer noch nicht überzeugt bist, denke daran: So wie ein Stück Metall auf den absoluten Nullpunkt abgekühlt werden kann (also keine Temperatur hat), kann ein Teilchen zumindest im Prinzip keine Energie haben. Woraus besteht also ein Teilchen ohne Energie?
Dieselben Argumente gelten auch für Strings.
Ich vermute, dass die meisten Leute ein Problem damit haben, sich mit dem Begriff eines fundamentalen Teilchens auseinanderzusetzen .Der Grund, warum fundamentale Teilchen (oder Strings, wenn sie tatsächlich existieren) als fundamental bezeichnet werden, liegt darin, dass sie der Punkt sind, über den man nicht weiter zu etwas "Grundlegenderem" gehen kann. Lass mich dies wie folgt veranschaulichen:
Woraus besteht ein Stuhl? Holz.
Woraus besteht Holz? Kohlenstoff- und Sauerstoffmoleküle (meistens).
Woraus bestehen Moleküle? Atome.
Woraus bestehen Atome? Protonen, Neutronen und Elektronen.
Woraus bestehen Protonen? Quarks.
Woraus bestehen Quarks? Äh... Entschuldigung, diese Frage ergibt einfach keinen Sinn, denn es gibt nichts Fundamentaleres als Quarks.
Es ist, als würde man fragen "was liegt nördlich des Nordpols" oder "welche Zahl ist größer als unendlich". Diese Fragen sind unmöglich zu beantworten, da die Fragen selbst bedeutungslos sind.
(...Es sei denn, die Stringtheorie ist wahr, in diesem Fall bestehen Quarks zumindest in gewissem Sinne aus Strings. Aber dann sind die Strings das grundlegendste, und zu fragen, woraus sie bestehen, ist wieder eine bedeutungslose Frage.)
Vielen Danf für deine ausführliche Antwort. :)
Nach der String-Theorie ist ein String das kleinste "Teilchen"
halt wie eine eindimensionale schwingende Saite.
es gibt also nichts kleineres
aus strings oder schwingungen halt. es gibt nichts kleineres
Also kann man sich Strings visuell gar nicht vorstellen?