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Kein bestimmter Bereich Sparsame Forscher: Drei Raumdimensionen sind genug
murmelbaerchen
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  Themenstart: 2004-08-05

Roger Penrose glaubt, dass die Physik ohne zusätzliche Raumdimensionen auskommt Physiker glauben unbeirrbar an die Existenz einer Theorie, die alle physikalischen Phänomene mathematisch widerspruchsfrei beschreiben kann. In der Stringtheorie, einem der vielversprechendsten Kandidaten für diese "Theorie von Allem", bekommt man mathematische Anomalien bisher nur dann in den Griff, wenn man annimmt, dass der Raum in unserem Universum mehr als drei Dimensionen hat. Im New Scientist (31.07.2004) erklärt Roger Penrose von der Universität Oxford, warum die von ihm vor 40 Jahren eingeführte Twistor-Theorie zusätzliche Raumdimensionen überflüssig machen könnte. ------------------------------------------------------------------------ Link zum Thema Für alle Physiker und Physikinteressierten gruss physikbärchen    


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einafets
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  Beitrag No.1, eingetragen 2004-08-05

Hallo Physikastronomiebärchen, denn in der Astronomie spielt die Stringtheorie ja auch schon eine große Rolle. Allerdings ist es ja so, dass die Stringtheoretiker immer wieder auf neue Erkenntnisse hoffen, aber nicht wissen, wie alles geht. Sie war ein historischer Zufall, so sagen sie selbst.Interessanter Hinweis von dir und mal wieder ein Anstoß, sich mit den neuesten Erkenntnissen der Stringtheorie zu befassen. Schönen Tag einafets


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huepfer
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  Beitrag No.2, eingetragen 2004-08-05

Hallo Dimensionsbärchen, ich bin zwar eine absolute Physikniete, aber verstehe ich es richtig, dass Penrose zur Verringerung der Anzahl der Dimensionen, dei zur Berechnung des Raumes nötig erscheinen einfach alles von den reellen Zahlen in die komplexen Zahlen transformieren möchte. Wenn das so ist erscheint mir nicht wirklich eine Verringerung herbeigeführt worden zu sein, denn schließlich leben wir zwar in einer "komplexen" Welt allerdings hat dieses komplex meiner Ansicht nach wenig mit dem komplex der komplexen Zahlen zu tun. Das einzige, was für mich zunächst imaginär ist, sind meine eigenen Gedanken, wenn man die damit dann auch noch ausdrücken will, OK aber hilft das mit den komplexen Zahlen als Grundkörper tatsächlich in der Hinsicht so viel weiter? Außerdem finde ich 3 Dimensionen ziemlich langweilig, da ist der Spezialfall vom n-dimensionalen Raum so stark eingeschränkt Und sowas wie log(3)/log(2)-dimensional wollen sie dann wohl auch nicht mehr zulassen Also nicht alles so ganz ernst nehmen, was ich geschrieben habe, aber was so zu dieser These meinerseits zu sagen ist, würde mich schon interessieren. Gruß    Felix


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Filip
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  Beitrag No.3, eingetragen 2004-08-05

Hallo @all, @Felix: ich finde die physikalische Interpretation der imaginären Größen als Gedankenwelt, Geist, etc. sehr interessant und auch zukunftsweisend. Weiterhin zukunftsweisend ist für mich die fraktale Dimension. @all: Ohne jetzt eine Ahnung über die Stringtheorie zu haben, die über den Artikel hinaus geht, sagt mir meine Intuition, dass diese immer weiter getriebene Mathematisierung der "alten Ideen", die Physik nicht viel weiterbringt. Wir sind ja nun schon in der Physik der Plancklänge angekommen. Wie hat aber alles angefangen? Unsere Physikervorfahren haben die Natur beobachtet! Was ist heute damit geworden? Man beobachtet (fast) nicht mehr. Man konstruiert ausschließlich mathematische Gebäude. Vielleicht hat uns die Natur aber etwas zu zeigen. Etwas, was wir in der Physik gerne übersehen oder ignorieren (wollen?): Chaos ist die Regel, nicht die Ausnahme. Regelmäßige glatte Formen sind idealisierte Grenzfälle der fraktelen Geometrie der Natur. Vielleicht kann die makroskopische ART von solchen Fraktalen in ihrer Größenordnung wie von Kontinuitäten sprechen, die mikroskopische Quantenphysik kann es aber nicht. Sie spricht zwar nicht von Kontinuitäten sondern von diskreten Zuständen (was man übrigends auch in der Natur wahrnehmen kann), aber eine Aneignung der fraktalen Geomterie (oder Idee) als neuer Ansatz der Beschreibung der Natur wird auch nicht gemacht. Die Physiker wollen die Natur zwar vollkommen beschreiben, sie sehen es aber irgendwie nicht mehr als notwendig an, diese zu beobachten. Ist das nicht eher das Problem der modernen Physik?    . Natürlich kann man behaupten, dass man keine Quantenereignisse in der makroskopischen Natur beobachten kann. Wenn man aber genau hinsieht, erkennt man  vielleicht mögliche Auswirkungen, die auf Quantenereignisse schließen können oder bekommt neue Ideen, die die Physik voranbringen könnten... Mir kommt es ehrlich so vor wie im 19. Jh.. Wir haben ein neues Ätherkonzept und konstruieren mit ihm vielerlei Interessantes. Brauchen wir erneut ein Michelson-Morley-Experiment, dass uns sagt: "Hey, den Äther muss es nicht zwingend geben?" mfg Filip


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continuous
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  Beitrag No.4, eingetragen 2004-08-05

Zur "Mathematisierung" der Physik: wenn man zwei Theorien hat, deren Aussagen nicht vereinbar sind. (soweit ich informiert bin ist das mit der allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenphysik der Fall), dann deutet das daraufhin, das man eine "tiefere" Theorie braucht um beides zu beschreiben, und das eventuell wichtige Aspekte nicht beachtet werden. Mal ein Bsp.: Ellipsen und Parabeln sind in der affinen Geometrie eigentlich sehr verschieden Objekte. Erweitert man die Geometrie um unendlich entfernte Punkte (=> siehe projektive Geometrie), so stellt sich heraus, das es sich bei beidem um sehr ähnliche Objekte handelt, die einheitlich beschrieben werden können. Um diesen Schritt zu gehen, muss man manchmal die Theorie mit sehr viele Mathematik, aus vielleicht ganz anderen Gebieten erweitern. Ein anderes Bsp. wäre z.B. der Satz von Fermat. Der Beweis der 1995 von Wiles und Co. erbracht wurde, benutzt Mathematik aus anderen Gebieten (z.B.elliptische Kurven und so). Das hatte man früher wahrscheinlich nicht für möglich gehalten, das da eine Verbindung besteht. Es gibt unzählige weitere Bsp... Und vielleicht ist es ein der theoretischen Physik genauso (kann ich natürlich nicht sagen, bin ja kein Physiker). Um beide Theorien zu vereinigen, braucht man eventuell sehr viele tiefere Mathematik um das einheitlich zu beschreiben, als man das vielleicht denken würde. Z.B. ist hab ich gelesen, dass die Stringtheorie ganz eng mit der algebraischen Topologie verbunden sein soll. Ich jedenfalls begrüße solche Entwicklungen! Gruß Christian [ Nachricht wurde editiert von continuous am 2004-08-05 14:48 ]


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Filip
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  Beitrag No.5, eingetragen 2004-08-05

Hallo continuous, mathematisch betrachtet ist es ein interessanter Fall, so würde ich das ebenfalls sehen. Aber: Die Physik ist nicht nur Mathematik. Im Anfang einer physikalischen Theorie stehen immer Grundsätze (als Naturgesetze). In der Physik erweist (und erwies) es sich für eine Theorie oft als unheimlich vereinfachend, wenn man die Grundsätze verändert hat. Dies gilt insbesondere für Vereinheitlichungen. mfg Filip


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continuous
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  Beitrag No.6, eingetragen 2004-08-05

@Filip: Es gibt auch ein paar indirekte Beweis der Stringtheorie. Z.B. ist es gelungen mit der Stringtheorie die Hawking-Strahlung zu bestimmen. Sie deckt sich sehr genau mit den unheimlich umständlich Berechnungen aus der ART und QT (dabei hat Hawking beide Theorien irgendwie so kombiniert, das sie akzeptable Näherungen lieferten). Außerdem bietet die Stringtheorie sehr revolutionäre Beschreibungen Schwarzer Löcher. Nach der ST sind Schwarze Löcher und Elementarteilchen eine Sache. Ich hatte das zumindest mal in "Das elegante Universum" von Brain Greene oder so gelesen. Auch der Urknall soll sich angeblich ohne hässliche "Singularität" beschreiben lassen (=> Stringkosmologie). Daher denke ich schon, das dieser Weg erstmal nicht verkehrt ist. Zumindest ist er wohl der aussichtsreichste. Und machmal dauert es einfach bis man direkte nachweisbare Vorhersagen machen kann. Aber auch daran arbeiten die String-Physiker wohl. Gruß Christian [ Nachricht wurde editiert von continuous am 2004-08-05 15:32 ]


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Filip
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  Beitrag No.7, eingetragen 2004-08-05

Hallo continuous, so weit ich informiert bin, gibt es noch keine Stringtheorie, sondern Stringtheorien. Einige davon lassen sich vereinigen, andere sollen sogar widersprüchlich sein (was "damals" das Ende der Stringeuphorie bedeutete). Wie gesagt, habe ich aber zu wenig Ahnung von der Theorie, um sie als falschen Weg darzustellen, denn einen falschen Weg gibt es in dem Sinne gar nicht. Meine Kritik soll nicht die Stringtheorie als Theorie angreifen, sondern einfach nur über die moderne Art der physikalsichen Forschung, wie sie im Artikel beschrieben wird, nachdenklich machen. Ich selbst wurde auch erst zum Nachdenken gebracht, als ich diese Art von Kritik gegen die Quantentheorien von Nicht-Physikern und sogar von Physikern gehört habe. Meine Intuition sagt mir einfach, dass es einen anderen gedanklichen Weg gibt: Fraktale und Chaos. Wenn dieser gendankliche Weg ebenfalls zu der ST in einer wohl anderen Form führen würde, meinetwegen. mfg Filip


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continuous
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  Beitrag No.8, eingetragen 2004-08-05

@Filip: Ja es gibt mehrere Stringtheorien, allerdings wurde von Witten gezeigt, dass alle 5 nur Näherungen sind, und gegenseitig überführt werden können. Das heißt, man kennt die eigentlichen Gleichungen der  Stringtheorie noch gar nicht, man arbeitet nur mit Näherungen. Er hat gezeigt, das wenn man bestimmte Parameter ändert, man von einer Stringtheorie zur anderen gelangt. Davon das sie wiedersprüchlich sein sollen hab ich nie was von gelesen. Hast du vielleicht ne Quelle dazu? Weil sowas interessiert mich auch ein bisschen. Obwohl ich die Mathematik mehr liebe als die Physik ;-) Gruß Christian [ Nachricht wurde editiert von continuous am 2004-08-05 16:18 ] [ Nachricht wurde editiert von continuous am 2004-08-05 16:19 ]


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Schnabbert
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  Beitrag No.9, eingetragen 2004-08-05

Hier The Official String Theory Web Site MfG


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Filip
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Hallo continuous, Sorry, trotz Suche im Netz und gedanklicher Anstrengung ist es mir nicht gelungen herauszufinden, wo ich das her hab    . Ich glaube, ich habe das in einem Buch gelesen. Dort wurde der Weg zur TOE beschrieben und die ST als aussichtsreicher Kandidat vorgestellt. Man sprach dort von einer regelrechten Euphorie, die dadurch beendet wurde, als man feststellte, dass sich die für die unterschiedlichen Dimensionen aufgestellten Theorien in einigen Aussagen widersprachen. Da Herr Witten aber, wie Du geschrieben hast, gezeigt hat, dass sich die Theorien ineinander überführen lassen und Näherungen sind, so ist das ja kein eigentliches Problem mehr und die Suche nach der M-Theorie ist "wohlbegründet"    . mfg Filip


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cow_gone_mad
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  Beitrag No.11, eingetragen 2004-08-09

Hallo zusammen: Zur Überlappung von der Vereinheitlichung der Theorien und der algebraischen Topologie: http://math.ucr.edu/home/baez/planck/planck.html Ich habe auch erst die ersten beiden Seiten gelesen. @Filip: Man beobachtet doch die Natur: Suche nach Schwarzenlöchern, Gravitationswellen, Teilchenbeschleuniger, Kosmische Strahlung, Neutronensterne, Quasare, Pulsare (Ich glaub das wars ...) Denn das sind die einzigen Bereiche der Physik, wo Situationen auftreten, wo sowohl die allgemeine Relativitätstheorie als auch die "Quantenphysik" relevant werden. Zur Vermathematisierung: Ich finde die Leistungen von Boltzmann und Maxwell hervorragend, wobei die von Boltzmann grösstenteils mathematischer Natur waren. Außerdem ohne Naturbeobachtung funktionieren die modernen Theorien alle Nicht bzw. hat noch nie eine Theorie funktioniert. Man hat immer die freien Parameter nach Naturbeobachtung zu wählen. Zum Artikel: muss besserwissen. Sie sagen 3 Raumdimensionen. Dann kommt noch die Zeitdimension hinzu. Also sind wir schon im 4 Dimensionalen, und alles is Komplex. Also immerhin Isomorph zu einem 8 Dimensionalen reellen Vektorraum. Notfalls kann man ja Quaterionen nehmen. Dann wären wir schon isomorph zu einem 16 Dimensionalen Vektorraum... Liebe Grüsse, cow_


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cow_gone_mad
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  Beitrag No.12, eingetragen 2004-08-09

Ach ja, man ist noch weit davon entfernt zu den Planklängen vorzustossen. In allem was bislang beobachtet wurde ist für die quantenfeldtheoretischen Beobachtungen der Schwarzschildradius um sehr viele Grössenordnungen grösser als die Comptonwellenlänge, und andersherum für die Beobachtungen für die allgemeine Relativitätstheorie... lg cow_


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Filip
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  Beitrag No.13, eingetragen 2004-08-10

Hi cow, ich meinte mit "die Natur beobachten" nicht, dass einer am Computer sitzt und Quasare beobachtet oder einer am Computer sitzt und Auswertungen von Teilchenkollisionen macht. Ich spielte eher auf die Beobachtung der Natur, so wie wir sie sehen, wenn wir einfach mal raus gehen... mfg Filip


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cow_gone_mad
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  Beitrag No.14, eingetragen 2004-08-10

Das ist doch vollkommen andere Forschung. Die von anderen Leuten betrieben wird. Lass doch die Leute denen es Spass macht sich mit Strings, Quasaran, Loops, Quanten, Elementarteilchen, usw. zu beschäftigen ihren Spass solange sie Geld dafür haben. Es ist ein Prinzip von Grundlagenforschung, dass man sie nicht lenken kann, und es auf keinen Fall versuchen sollte. Schau dir arbeiten wie von Heinrich Hertz, Albert Einstein, James Clark Maxwell, usw. an. Alle worden zu ihrer Zeit vor allem als Spinner, dass sie sowas machen angesehen. Vielleicht sollte ich sagen, dass ich die ganzen theoretischen Physiker in die Richtung keineswegs als Spinner ansehe, und dass das für sie ein Problem sein könnte. Aber ich glaube es gäbe genügend Leute, um sie als Spinner zu bezeichnen.


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Filip
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  Beitrag No.15, eingetragen 2004-08-10

Hi Cow, ich will ihnen bestimmt nichts wegnehemen oder behaupten es wär Spinnerei. Ich würde es von der Grundhaltung her halt nur ein wenig anders machen, dass ist schon alles. Was bei dem ganzen Gewebe rauskommt, werden wir hoffentlich bald sehen. mfg Filip [ Nachricht wurde editiert von Filip am 2004-08-10 14:43 ]


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