Verändern sich Naturkonstante?
Wie die Gesetze der Schwerkraft, Raumzeit, etc.
7 Antworten
Hallo Erdnussbutter78,
es gibt eigentlich gar nicht so viele wirklich fundamentalen Naturkonstanten, ich kenne als rein physikalische nur die Feinstrukturkonstante α ≈ 1⁄137. Es handelt sich um eine reine Zahl, wie π ≈ 3,1416.
Andere Konstanten wie das Lichttempo c oder PLANCKs Wirkungsquantum h bzw. sein reduziertes Wirkungsquantum ħ = h/2π haben Maßeinheiten, und somit hängen ihre Zahlenwerte von den verwendeten Maßeinheiten ab. Im Grunde sind sie reine Artefakte des Maßsystems:
- Man kann künstlich neue Naturkonstanten erzeugen, indem man bestimmte Größen mal in dieser, mal in jener Einheit misst (z.B. horizontale Entfernungen in m und vertikale in ft, sodass sich κ := 0,3048 m⁄ft ergibt).
- Umgekehrt sind Naturkonstanten ein Hinweis darauf, dass man bestimmte Größen ebensogut in derselben Maßeinheit messen könnte (z.B. Strecken in s oder für praktische Belange in ns; ein handelsübliches Schullineal ist gut 1ns lang.
Raumzeit, passse (die soll mit der Gravitation zusammenhängen)
aber die anderen nicht. Warum sollten die sonst konstanten heißen?
Gesetze der Schwerkraft, raumzeit, etc.
Raumzeit ist kein Naturgesetz und Schwerkraft keine Naturkonstante.
Aber auch die Gravitationskonstante ist nur ein Wert, welcher an dem Ort wo er festgelegt wurde seine nominale Gültigkeit hat da die Situation irgendwo im Raum andere Bedingungen aufweisen kann als die, welche die festgelegte Konstante hier bedingte.
Du hast nur "die Gravitationskonstante" geschrieben und etwas von lokalen Bedingungen. Und so etwas ist zum Beispiel ein lokales Gravitationsfeld.
Ein Naturgesetz (= grundlegende Beziehung zwischen physikalischen Größen) sollte so beschrieben sein (und das sind sie seit NEWTON), dass dort lokale Bedingungen nicht einfließen.
Ein Naturgesetz (= grundlegende Beziehung zwischen physikalischen Größen)
war hier eben nicht gefragt sondern ob sich die Naturkonstanten (nicht Gesetze) verändern können. Dies ist sehr wohl denkbar in einer anderen Raumsituation als der, welche uns veranlasste die Gravitationskonstante genau so zu bestimmen.
Die Naturkonstanten sind integraler Bestandteil der Naturgesetze. Wenn ein Naturgesetz zwar dieselbe Form, aber mit anderen Proportionalitätskonstanten haben sollte, wäre das ein anderes Naturgesetz.
Solange wir allerdings keinen konkreten Anhaltspunkt dafür haben, dass Naturgesetze variieren, nehmen wir sinnvollerweise an, dass der Raum homogen ist, d.h. die Beziehungen überall gleich sind. Zumal die konkreten Werte dimensionsbehafteter Naturkonstanten im Grunde Artefakte des verwendeten Maßeinheitensystems sind.
Die Naturkonstanten sind integraler Bestandteil der Naturgesetze
aber nicht dahingehend überprüfbar ob ihre Grösse an einem anderen Ort des Raumes den gleichen Wert hat wie bei uns - darum geht es hier in userem Disput.
nehmen wir sinnvollerweise an, dass der Raum homogen ist
Auch das war nicht gefragt, was eine angeblich sinnvolle Annahme ist welche ausschliesst, dass Naturkonstannten an jedem Ort des Raumes den gleichen Wert haben - "Artefakte" hin oder her
Den hypothetischen Annahmen dunkler Materie/Energie, welche ja die Beobachtungen korrigieren müssen welche nicht mit den Gravitaionsberechnungen der Astrophysik übereinstimmen, wird ja auch eine unterschiedliche Dichte im Raum zugedacht. Dies kann sehr wohl auch die Gravtatinskonstante mit einbeziehen, grundsätzlich,
Zur Zeit scheint eine Vweränderung der Naturkonstanten kaum nachweisbar zu sein. Es gibt dabei aber ein zusätzliches Problem. Wenn alle Naturkonstanten sich in gleicher Weise ändern würden, dann wäre das grundsätzlich nicht feststellbar. Interessant wäre es aber festzustellen, dass sich das Verhältnis von Naturkonstanten verändert. Da die Feinstrukturkonstante sogar nur eine dimensionslose Zahl ist, gilt sie diesbezüglich als besonders geeignetes Forschungsobjekt.
siehe https://www.wissenschaft.de/allgemein/wie-konstant-sind-die-naturkonstanten/
Im Prinzip ist schon seit längerem bekannt, dass die Größe der Wechselwirkungskonstanten von dem Abstand abhängen bei dem man sie mißt. In einer "Großen Vereinheitlichten Theorie" gäbe es auch zunächst nur eine Kraft und damit nur eine Wechselwirkungskonstante. Die uns bekannten Kräfte wären dann nur Erscheinungsformen dieser Kraft, die durch die vorliegenden Gegebenheiten verändert (abgeschwächt) erscheint. In einfachen Modellen wird diese Abschwächung durch die Existenz virtueller Teilchen bewirkt. Die Physikerin Lizza Kendall versucht in einem Model die geringe Wirkung der Gravitation mit der Abschwächung durch die angenommenen weiteren Dimensionen der Stringtheorie zu beschreiben.
es gibt dafür bisher keine hinweise.
Meinst Du etwa g ≈ 9,81m∙s⁻²? Das ist nicht die Gravitationskonstante, auch wenn das mal in einer Firma, in der ich arbeitete, auf einem Mousepad stand. Es ist einfach der Betrag der lokalen Gravitationsfeldstärke an der Erdoberfläche. Im Mittel, soweit ich weiß.
Die Gravitationskonstante G ≈ ⅔∙10⁻¹⁰ m³kg⁻¹s⁻² ist eine Naturkonstante, die uns sagt, welche Massen in welchen Abständen einander wie stark anziehen und nicht von lokalen Bedingungen abhängig, etwa von der Abwesenheit oder Abwesenheit eines Planeten.
Weder g noch G lassen sich willkürlich festlegen; vielmehr wird g gemessen, und der Zahlenwert von G ist genaugenommen ein Artefakt der Maßeinheiten, in denen Massen, Zeitspannen und räumliche Entfernungen angegeben werden.