Gravitonenzähler?

[P_E_T_E_R]

Mit dem "Geigerzähler" können wir ja die einzelnen Teilchen oder Quanten der ionisierenden Strahlung hörbar oder sichtbar machen, also nachweisen oder detektieren.

Der experimentelle Nachweis von einzelnen Gravitonen wurde zwar immer wieder theoretisch betrachtet, bislang aber für aussichtslos gehalten. Siehe dazu einen häufig zitierten Talk von Freeman Dyson anlässlich seines 90. Geburtstages:

Is a Graviton detectable?

Wohlgemerkt, dabei geht es um den Nachweis einzelner Gravitonen, nicht aber um die Detektion von Gravitationswellen wie mit LIGO, welche theoretisch riesige Mengen solcher Gravitonen sind.

Dyson kam jedenfalls zu dem Schluss, dass der Nachweis einzelner Gravitonen zwar grundsätzlich nicht ausgeschlossen ist, praktisch aber so gut wie unmöglich ist.

Jetzt gibt es aber eine neue Arbeit zu dieser Frage, die erheblich optimistischer ist:

Detecting single gravitons with quantum sensing

The quantization of gravity is widely believed to result in gravitons – particles of discrete energy that form gravitational waves. But their detection has so far been considered impossible. Here we show that signatures of single graviton exchange can be observed in laboratory experiments.

We show that stimulated and spontaneous single-graviton processes can become relevant for massive quantum acoustic resonators and that stimulated absorption can be resolved through continuous sensing of quantum jumps.

Our results show that single graviton signatures are within reach of experiments. In analogy to the discovery of the photo-electric effect for photons, such signatures can provide the first experimental clue of the quantization of gravity.

Den Autoren schwebt dazu ein massiver Detektor vor, etwa wie seinerzeit der Weber bar, welcher zur Unterdrückung von thermischem Untergrund auf tiefe Temperatur abgekühlt und quasi mit ultra-empfindlichen Mikrophonen auf akustische Anregungen belauscht wird.

New research suggests a way to capture physicists' most wanted particle - gravitons

Gruß, Peter

 

[maximilian]

Hallo!

Jetzt gibt es aber eine neue Arbeit zu dieser Frage, die erheblich optimistischer ist...

Interessant! Sie schreiben selbst, dass bei der Empfindlichkeit der Detektoren noch viel fehlt, aber leider nicht wie viel (10^3 oder eher 10^10?).
Interessant auch, dass solche Forschungen in einem privaten College (Stevens Institute of Technology) gemacht werden. Das musste ich erst Googlen, aber es scheint einen sehr guten Ruf zu haben. Neben einigen Nobelpreisträgern hat es auch den Erfinder der Blasenfolie hervorgebracht, die nun wirklich für alle von uns sehr nützlich ist! Gravitonen vielleicht weniger

Viele Grüße
Maximilian

 

[P_E_T_E_R]

Interessant! Sie schreiben selbst, dass bei der Empfindlichkeit der Detektoren noch viel fehlt, aber leider nicht wie viel (10^3 oder eher 10^10?).

Naja, in ihrer Fig. 2 sagen sie schon, wie weit man schon ist und was noch fehlt.

Erforderlich ist angeblich eine gewisse "Strain Wave Sensitivity h_c", die von der Detektor Masse abhängt und mit dem Q-Faktor des Resonators und dessen Temperatur skaliert. Erforderlich wäre wohl ein Q von 10^10 bei einer Temperatur von 1 mK, also Q/T ~ 10^13 /K. Bislang hat man aber nur Q ~ 10^8 bei 100 mK erreicht. Da fehlt also noch einiges, aber ganz hoffnungslos ist das auch nicht.

Gruß, Peter

 

[kirk11]

Hi,

solange diese (oder andere) Experimente keinen Nachweis erbringen, bleiben Gravitonen hypothetisch.

Die DM-Teilchen versucht man ja immerhin auch schon seit knapp 100 Jahren zu finden / nachzuweisen.

Was wäre denn die Quelle für Gravitonen?

a) Masse, also z.B. Sterne
b) (gekrümmte) Raumzeit

Ich nehme an, dass die akademische Antwort a) wäre.

Aber warum sollten dann solche Eichbosonen mit positiver Energiedichte und Spin 2 konkret anziehend auf andere Materie wirken?

 

[Rainer-Raisch]

Was wäre denn die Quelle für Gravitonen?

a) Masse, also z.B. Sterne
b) (gekrümmte) Raumzeit

Ich nehme an, dass die akademische Antwort a) wäre.

Da muss man unterscheiden.
Wenn man einfach nur "Gravitonen" sagt, dann meint man reelle Teilchen, also hier Gravitationswellen. Diese wurden ja nachgewiesen.

Massen wechselwirken, die Eichbosonen sind dann virtuelle Gravitonen. Sie formen dann auch die Raumzeitkrümmung, bzw lassen den Eindruck einer Raumzeitkrümmung entstehen, das ist letztlich eine Frage der Interpretation und Modellierung.

 

[kirk11]

Da muss man unterscheiden.
Wenn man einfach nur "Gravitonen" sagt, dann meint man reelle Teilchen, also hier Gravitationswellen. Diese wurden ja nachgewiesen.

Massen wechselwirken, die Eichbosonen sind dann virtuelle Gravitonen. Sie formen dann auch die Raumzeitkrümmung, bzw lassen den Eindruck einer Raumzeitkrümmung entstehen, das ist letztlich eine Frage der Interpretation und Modellierung.

Hi,

weder reele noch virtuelle Gravitonen sind bisher nachgewiesen.

Genauso wenig wie DM schon deswegen bewiesen ist, weil es (zweifelsfreie) Phänomene gibt, zu dessen Erklärung sie mehrheitlich herangezogen wird.

Dass Gravitonen eine (nur) anziehende Wirkung zugeschrieben wird, ist wesentlich, weil dadurch deren Spin 2 sowie auch, dass sie ihre eigenen Antiteilchen sind, abgeleitet wird.

Intuitiv erschließt sich mir nicht, wie diese Anziehung funktionieren soll, weil normalerweise findet eine solche zwischen Teilchen mit gegensätzlicher Ladung statt (siehe Elektromagnetismus).

Hier die Raumzeitkrümmung (der ART) ins Spiel zu bringen, ist für mich auch eher verwirrend, weil ja eigentlich diese mW eine konzeptionelle Weiterentwicklung sein soll, welche ohne Anziehung / Gravitation auskommt.

 

[Rainer-Raisch]

weder reele noch virtuelle Gravitonen sind bisher nachgewiesen.

Dies hatte ich vorausgesetzt, aber "diese" GW wurden nachgewiesen. Übrigens ist das grammatikalisch eindeutig, denn "diese" bezieht sich auf das letzte Substantiv, während ein Bezug zum letzten Subjekt mit "sie" hergestellt wird.

Dass Gravitonen eine (nur) anziehende Wirkung zugeschrieben wird, ist wesentlich, weil dadurch deren Spin 2 sowie auch, dass sie ihre eigenen Antiteilchen sind, abgeleitet wird.

Wo hast Du das denn her?

a) Photonen (und Z°) sind auch ihre eigenen Antiteilchen, das hat gar nichts mit einem Spin 2 oder einer (nur) anziehenden Wirkung zu tun.
b) Auch sonst hat das nichts unmittelbar mit der anziehenden Wirkung zu tun, auch die Abstoßung der DE muss ja durch Gravitonen vermittelt werden.

wiki:
Das Graviton muss ein Spin-2-Boson sein , da die Quelle der Gravitation der Spannungs-Energie-Tensor ist, ein Tensor zweiter Ordnung (im Vergleich zum Spin-1-Photon der Elektromagnetik, dessen Quelle der Viererstrom ist, ein Tensor erster Ordnung).

Vermutlich hast Du Chemie.de gelesen
Sein Spin wird aufgrund von Überlegungen aus der Quantenfeldtheorie zu S=2 postuliert.
In der Quantenelektrodynamik (QED) wirken Bosonen mit geradzahligem Spin zwischen gleichen Ladungen immer anziehend, während Bosonen, die ungeradzahligen Spin tragen, abstoßend wirken.
In der Elektrodynamik wirkt das Photon mit Spin 1 zwischen zwei Elektronen, die beide jeweils eine Ladung von -e tragen, abstoßend.
In Analogie dazu geht man im Fall der Gravitation davon aus, dass es nur Teilchen gleicher Ladung gibt (in Übereinstimmung mit der Erfahrung, dass die Gravitation immer anziehend wirkt) und postuliert deshalb das Graviton als Spin-2-Teilchen.

Spin 2 wird dadurch nicht festgelegt, sondern jeder geradzahlige Spin würde diesem Gedanken genügen.

 

[h_c_greier]

Spannende Sache das.
Und dass mal der Parameter h_c genannt wurde finde ich nett!

cs,
hc

--

 

[tuxtex]

Hm, ich hatte bisher verstanden, das es auch theoretisch noch offen ist, ob das Graviton als Austauschteilchen analog zu den anderen Kräften existiert oder nicht...

Viele Grüße,

Günther

 

[kirk11]

Dies hatte ich vorausgesetzt, aber "diese" GW wurden nachgewiesen. Übrigens ist das grammatikalisch eindeutig, denn "diese" bezieht sich auf das letzte Substantiv, während ein Bezug zum letzten Subjekt mit "sie" hergestellt wird.


Wo hast Du das denn her?

a) Photonen (und Z°) sind auch ihre eigenen Antiteilchen, das hat gar nichts mit einem Spin 2 oder einer (nur) anziehenden Wirkung zu tun.
b) Auch sonst hat das nichts unmittelbar mit der anziehenden Wirkung zu tun, auch die Abstoßung der DE muss ja durch Gravitonen vermittelt werden.

wiki:
Das Graviton muss ein Spin-2-Boson sein , da die Quelle der Gravitation der Spannungs-Energie-Tensor ist, ein Tensor zweiter Ordnung (im Vergleich zum Spin-1-Photon der Elektromagnetik, dessen Quelle der Viererstrom ist, ein Tensor erster Ordnung).

Vermutlich hast Du Chemie.de gelesen
Sein Spin wird aufgrund von Überlegungen aus der Quantenfeldtheorie zu S=2 postuliert.
In der Quantenelektrodynamik (QED) wirken Bosonen mit geradzahligem Spin zwischen gleichen Ladungen immer anziehend, während Bosonen, die ungeradzahligen Spin tragen, abstoßend wirken.
In der Elektrodynamik wirkt das Photon mit Spin 1 zwischen zwei Elektronen, die beide jeweils eine Ladung von -e tragen, abstoßend.
In Analogie dazu geht man im Fall der Gravitation davon aus, dass es nur Teilchen gleicher Ladung gibt (in Übereinstimmung mit der Erfahrung, dass die Gravitation immer anziehend wirkt) und postuliert deshalb das Graviton als Spin-2-Teilchen.

Spin 2 wird dadurch nicht festgelegt, sondern jeder geradzahlige Spin würde diesem Gedanken genügen.

Hi,

ups, Überraschung, in Wikipedia steht es genauso wie in chemie.de (welches ich übrigens diesbezüglich nicht gelesen habe):

In der Quantenelektrodynamik (QED) wirken Bosonen mit geradzahligem Spin zwischen gleichen Ladungen anziehend, während Bosonen mit ungeradzahligem Spin zwischen gleichen Ladungen abstoßend wirken. So wirkt z. B. das Photon mit Spin 1 zwischen zwei Elektronen, die jeweils eine Ladung von −e tragen, abstoßend. In Analogie dazu geht man im Fall der Gravitation davon aus, dass es nur Teilchen gleicher Ladung gibt (in Übereinstimmung mit der Erfahrung, dass die Gravitation immer anziehend wirkt) und postuliert deshalb das Graviton als Spin-2-Teilchen.

Wo da der Unterschied zu meiner Aussage ist erschließt sich mir nicht (oder wozu man da Photonen ins Spiel bringen muß).

...auch die Abstoßung der DE muss ja durch Gravitonen vermittelt werden.

Die Rolle von Gravitonen bei der DE bzw. bei der Expansion der Raumzeit ist bestenfalls offen.

Ich finde es ziemlich befremdlich, dass Du Deine diesbezügliche Meinung als Fakt verkaufst.

Um so mehr, als dass Du vor einiger Zeit noch dargelegt hast, dass Vakuumfluktuationen für die Expansion des Universums verantwortlich sind...

 

[hhh]

Hm, ich hatte bisher verstanden, das es auch theoretisch noch offen ist, ob das Graviton als Austauschteilchen analog zu den anderen Kräften existiert oder nicht...

Viele Grüße,

Günther

Natürlich ist das noch offen. Nicht jede Theorie der Quantengravitation benötigt Gravitonen. Selbst die Existenz einer Quantengravitation ist keinesfalls gesichert.
Es gibt auch andere Möglichkeiten Quantenmechanik und Relativitätstheorie zu "verbinden". Zumindest rücken Experimente, die die Quantisierung der Gravitation verifizieren können, in greifbare Nähe.

 

[hhh]

Hi,

ups, Überraschung, in Wikipedia steht es genauso wie in chemie.de (welches ich übrigens diesbezüglich nicht gelesen habe):

In der Quantenelektrodynamik (QED) wirken Bosonen mit geradzahligem Spin zwischen gleichen Ladungen anziehend, während Bosonen mit ungeradzahligem Spin zwischen gleichen Ladungen abstoßend wirken. So wirkt z. B. das Photon mit Spin 1 zwischen zwei Elektronen, die jeweils eine Ladung von −e tragen, abstoßend. In Analogie dazu geht man im Fall der Gravitation davon aus, dass es nur Teilchen gleicher Ladung gibt (in Übereinstimmung mit der Erfahrung, dass die Gravitation immer anziehend wirkt) und postuliert deshalb das Graviton als Spin-2-Teilchen.

Wo da der Unterschied zu meiner Aussage ist erschließt sich mir nicht (oder wozu man da Photonen ins Spiel bringen muß).

...auch die Abstoßung der DE muss ja durch Gravitonen vermittelt werden.

Die Rolle von Gravitonen bei der DE bzw. bei der Expansion der Raumzeit ist bestenfalls offen.

Ich finde es ziemlich befremdlich, dass Du Deine diesbezügliche Meinung als Fakt verkaufst.

Um so mehr, als dass Du vor einiger Zeit noch dargelegt hast, dass Vakuumfluktuationen für die Expansion des Universums verantwortlich sind...

Offenbar fehlen dir schon die elementarsten Grundlagen der elektromagnetischen Wechselwirkung. Bitte lies endlich mal ein Physikbuch, damit dir zumindest die Grundlagen aneignen kannst. Alternativ auch ein Grundkurs in Youtube. Damit würde sich bereits ein Großteil deiner "Diskussionen" erübrigen.

 

[kirk11]

Hi,

von Deiner Seite kommt sowieso immer nur ungefähr das gleiche, auf mich bezogen.

Wenn Du schon so schwere Geschütze auffährst, dann solltest Du zumindest erklären, auf welche Aussage(n) sich das konkret bezieht.

Auch damit ich fairerweise die Chance habe, darauf einzugehen.

Ansonsten verschlechterst Du mit solchen General-Verunglimpfungen nur die Diskussionsstimmung, ohne dass irgendjemand weiß, was Dich denn konkret so stört an irgendwelchen meiner Statements bzw. worum es in der Sache überhaupt geht.

Also ohne Erkenntnisgewinn für irgendjemand.

 

[Rainer-Raisch]

Um so mehr, als dass Du vor einiger Zeit noch dargelegt hast, dass Vakuumfluktuationen für die Expansion des Universums verantwortlich sind...

Genauso wie Massen für die grav.Anziehung verantwortlich sind.
Diese Wirkungen (anziehend bzw abstoßend) werden aber (theoretisch) durch virtuelle Gravitonen übertragen.

Das widerspricht auch nicht den Ausführungen über geradzahligen und ungeradzahligen Spin, denn der (theoretische) negative Druck der DE entspricht gemäß ART einer negativen Energie.
-(-e)(-e)(-1)¹ = +1 also abstoßend für gleichnamige Ladungen bei Spinqantenzahl 1 (Photon)
-(+E)(-E)(-1)² = +1 also abstoßend für gegensätzliche Energien bei Spinquantenzahl 2 (Graviton)

 

[kirk11]

...denn der (theoretische) negative Druck der DE entspricht gemäß ART einer negativen Energie...

Damit rennst Du bei mir eine offene Türe ein.

Aber mW widerspricht das diametral der herrschenden Lehrmeinung.
Laut dieser hat die DE - trotz negativen Drucks - eine positive Energiedichte, sogar ca. 2 / 3 der (positiven) Energiedichte im Universum.

 

[Rainer-Raisch]

Laut dieser hat die DE - trotz negativen Drucks - eine positive Energiedichte, sogar ca. 2 / 3 der (positiven) Energiedichte im Universum.

Nein, das ist kein Widerspruch.
Die Energiedichte ist der zeitliche Aspekt der ART und der Druck der räumliche Aspekt.
Der Witz dabei ist, dass hier der Zustandparameter
w = -1
und nicht wie bei einem Strahlungs- oder Teilchendruck
w = 1/3
ist. Dadurch wirkt sich der negative Druck 3 x so stark aus wie die positive Energiedichte, mit dem Resultat, dass der negative Druck 1+3w=-2 also doppelt abstoßend wirkt.
Bei Strahlung addieren sich hingegen beide Komponenten 1+3w = 2 also doppelt anziehend, während (druckloser) Staub mit w = 0 zu 1+3w = 1 also normaler Gravitation führt.

Das ist mathematisch einfach, schwieriger wird es, w=-1 zu begründen. Dass es sich dabei nicht um reelle Teilchen mit einer Flugrichtung handelt, erklärt, warum kein Faktor ±1/3 entsteht. Warum der Druck aber negativ ist, ist unklar. In meinen Augen kann man das so erklären, dass die Quantenfluktuationen wieder verschwinden müssen, und daher einen "Sog" (= negativer Druck) verursachen. Auch daraus ergibt sich, dass dies ungerichtet also nicht mit einem Faktor ±1/3 zu Buche schlägt, sondern eben -1.

 

[kirk11]

Wenn viel Mathematik, aber wenig Logik im Spiel ist, dann meldet sich meine Grundskepsis.

Du schreibst ja selber:

Warum der Druck aber negativ ist, ist unklar.

Es ist übrigens noch die Frage offen, wie da Gravitonen ins Bild passen.

Die Suche nach Gravitonen im Zusammenhang mit DE und / oder Expansion des Universums ergab jedenfalls (wie ich es erwartet hatte) keine relevanten Google-Treffer.

 

[Rainer-Raisch]

Gravitonen im Zusammenhang mit DE

zwei "theoretische Theorien" zu verbinden, ist ja erst einmal abenteuerlich.
WENN jedoch die Gravitation durch Gravitonen vermittelt wird, DANN muss das auch für die Expansion gelten.
Die Gravitonen müssen ja die Raumzeitkrümmung der ART erklären. Und genau dies ist das schwierigste Problem der Quantengravitation.

Wenn Du danach suchst, wirst Du fündig. zB
Das Modellschema ermöglicht möglicherweise eine gewisse Übereinstimmung zwischen den in der allgemeinen Relativitätstheorie vertretenen Ansichten zur Schwerkraft und den Theorien der Quantengravitation. Raumzeit und Raumzeitkrümmung würden aus Gravitonfilamenten gebildet , aber die Raumzeitkrümmung würde die Schwerkraft nicht direkt verursachen.

https://arxiv.org/pdf/2205.02776

So wie Photonen „Pakete“ des elektromagnetischen Felds sind, würden Gravitonen als „Pakete“ des Gravitationsfelds oder der Raum-Zeit-Krümmung betrachtet .

Gravity Probe B - Special & General Relativity Questions and Answers

Wenn viel Mathematik, aber wenig Logik im Spiel ist, dann meldet sich meine Grundskepsis.

Das ist in sich widersprüchlich.
Du verwechselst wohl "Logik" mit dem Bauchgefühl bzw Philosophie.

Die Logik ist ein Teilgebiet der Philosophie, Mathematik und Informatik, das sich mit der Untersuchung von Argumenten und Schlussfolgerungen beschäftigt.

Gleichungen in der Mathematik sind die strengste Logik.

 

[kirk11]

Hi,

Du zitierst Beispiele von Gravitonen in Zusammenhang mit Gravitation / Raumzeitkrümmung.

Dass diesbezüglich einiges zu finden sein sollte, war klar.

Es ging aber um Gravitonen in Zusammenhang mit DE / der Expansion des Universums und dazu passenden Quellen.

Zu

Raumzeit und Raumzeitkrümmung würden aus Gravitonfilamenten gebildet , aber die Raumzeitkrümmung würde die Schwerkraft nicht direkt verursachen.

Wenn man schon in diese Richtung denkt:

Warum vereinfacht man das nicht und nennt diese 'Raumzeitfilamente'?

So wie ich die Suche nach neuen Quanten mehr im Bereich der Raumzeit fokussieren würde und weniger bei Gravitonen.

Zum Thema Logik:

Eine mathematische Berechnung bzw. Formel kann formal korrekt, aber unter logischer Analyse offensichtlicher Nonsens sein.

Als bekanntes Beispiel sei die Berechnung der Nullpunktenergie genannt.

Aufgrund falscher Prämissen und / oder falscher Parameter ergibt eine rein formal wohl korrekte Berechnung ein Ergebnis, dass bei der logischen Analyse komplett durchfällt.

 

[Rainer-Raisch]

Eine mathematische Berechnung bzw. Formel kann formal korrekt, aber unter logischer Analyse offensichtlicher Nonsens sein.

Ja klar, das habe ich nachträglich schon verstanden.
Es geht bei den Formeln in der Physik natürlich immer darum, dass sie die Theorie abbilden .... von MOND einmal abgesehen.

Im Falle der DE kommt die Formel eigentlich von Einsteins Λ. Dieses ist identisch mit dem Zustandsparameter w=-1. Auf diese Weise lässt sich Λ leichter mit den anderen Komponenten harmonisieren. Das ändert an der Konstanz von Λ erstmal gar nichts, liefert aber Hinweise über die mögliche Natur von Λ.

Es ging aber um Gravitonen in Zusammenhang mit DE / der Expansion des Universums und dazu passenden Quellen.

Da wird man wohl auch nichts finden. Das ändert aber nichts an dem Gesagten. WENN die Raumzeitkrümmung durch (virtuelle) Gravitonen erzeugt wird, dann gilt das für jede Art, also auch für die beschleunigte Expansion des Universums.

 

[Rainer-Raisch]

dann gilt das für jede Art, also auch für die beschleunigte Expansion des Universums.

Naja die geometrische Struktur des Universums (sphärisch / eben / hyperbolisch / oder ganz anders) kann man den Wechselwirkungen natürlich nicht in die Schuhe schieben. Ich sprach von einer gravitativ abstoßenden Natur von Λ, was ja nicht zwingend ist. Die Krümmung der Raumzeit wird gemäß ART gravitativ gedeutet. Die Struktur des Raumes ist jedoch davon unabhängig. (Das hat jetzt allerdings nichts mit der Zeitkomponente zu tun, man betrachtet ohnehin nur das Weltalter also die Eigenzeit).

 

[kirk11]

Hi!

Dieser Beitrag bringt einiges von meiner Meinung zum Thema schön auf den Punkt:

...Das Gravitationsfeld ist zunächst mal selbst die Raumzeit, d.h. es gibt keinen Unterschied zwischen Gravitationsfeld und Raumzeit. Wenn man das Gravitationsfeld nun in einen irgendwie gearteten bekannten Anteil (z.B. Schwarzschildlösung für einen Stern oder ein schwarzes Loch) plus kleine Fluktuationen, die man im Zuge der Quantisierung Gravitonen nennt, aufteilt, dann begeht man bzgl. des Gravitationsfeldes einen Denkfehler; diese Aufteilung ist lediglich ein mathematischer Trick, der in der QED gut funktioniert, bereits in der QCD in bestimmten Regimen nicht, und in der QG letztlich gar nicht. Wann immer man ein Versagen dieses vereinfachten Bildes erkennt, sollte man es eben verwerfen und durch eine andere Methode ersetzen.

Die theoretischen Physiker haben auch Jahrzehnte gebraucht, um den prinzipiellen Fehler zu erkennen; einige haben das bis heute nicht geschafft, und die irrige Meinung hält sich auch in vielen vereinfachten Darstellungen. Du bist also keineswegs alleine.

Übermittler der Gravitation: Gravitonen aber wie ? - Quanten.de Diskussionsforum

Übermittler der Gravitation: Gravitonen aber wie ? Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest.

www.quanten.de

Gravitonenforschung in allen Ehren, aber für ein verbessertes Gesamtverständnis scheint mir eine nähere Beschäftigung mit der Raumzeit bzw. dessen Struktur aussichtsreicher.

Die Schleifenquantengravitation beschäftigt sich immerhin u.a. mit dieser Thematik, aber im 'Mainstream' ist diese noch nicht so wirklich angekommen.

 

[P_E_T_E_R]

Ist doch immer lustig, wenn die Frösche den Walen vorquaken, diese hätten vom Meer ja keine Ahnung ...

 

[kirk11]

Hi,

der inhaltliche Schwerpunkt von Post#22 stammt ja nicht von mir sondern von TomS, der im quanten.de-Forum offensichtlicher als diesbezüglicher Experte eingeschätzt wird.

Ich vermute jedenfalls mal, dass TomS in diesem Spezialbereich mindestens so viel Ahnung hat wie Du.

Aber warum habe ich denn überhaupt erwartet / erhofft, dass hier ein sachbezogenes Feedback kommen wird?

Si tacuisses,...

 

[Rainer-Raisch]

kleine Fluktuationen, die man im Zuge der Quantisierung Gravitonen nennt, aufteilt, dann begeht man bzgl. des Gravitationsfeldes einen Denkfehler;

Dieser Denkfehler liegt wohl bei Dir und stammt auch sicher nicht von TomS.
Bei Eichbosonen muss man zwischen reellen Teilchen und virtuellen Wechselwirkungen unterscheiden.

Vergleiche es mit dem elektrischen Feld. Was würde dort nach Deiner Ansicht denn bedeuten:
kleine Fluktuationen, die man im Zuge der Quantisierung Photonen nennt,

 

[kirk11]

Hi,

wieso soll die betreffende Passage nicht von TomS stammen?

Ich habe ja die Original-Quelle verlinkt - und nein, ich nenne mich in keinem Forum TomS...

Gravitonen kann man - von ihrer Rolle her - eben NICHT mit Photonen vergleichen.

Er erklärt das ja recht ausführlich.

Wer diesbezüglich richtig(er) liegt, ist noch nicht wirklich abzuschätzen.

Fakt ist allerdings, dass diesbezüglich noch einiges ungeklärt ist.

 

[Rainer-Raisch]

Ich habe ja die Original-Quelle verlinkt

Achso, entschuldigung.
TomS versteht zwar eine ganze Menge, soweit ich ihn kennengelernt habe, hat er aber ein sehr einseitiges Verständnis und er drückt sich entsprechend kryptisch aus.

Er erklärt das ja recht ausführlich.

Finde ich nicht.

Ich kann schon mit seiner Herangehensweise nichts anfangen.
Wie gesagt, wie wäre denn das Analogon des em.Feldes.

Das em.Feld wird von den virtuellen Photonen gebildet. Wenn sich dort Strahlung ausbreitet, dann sind dies reelle Photonen. Das kann man doch nicht als "plus kleine Fluktuationen" bezeichnen. Das sind doch keine "Fluktuationen", sondern eine propagierende Störung. Quantenfluktuationen sind virtuelle Teilchen und somit unmessbar, für praktische Zwecke gar nicht vorhanden, da sie keine Wirkung entfalten, außer die WW zu vermitteln.

Da gibt es gar keinen Unterschied zu den Photonen und dem em.Feld.

Die Polarisierung des Vakuum beruht übrigens nicht auf Quantenfluktuationen der Photonen, sondern der Elektronen.

Genauso sehe ich dies beim Gravitationsfeld. Der Gravitationstrichter wird von den virtuellen Gravitonen erzeugt, wenn sich darin eine GW bewegt, dann ist das keine Fluktuation, sondern eine wandernde Welle.

Eine "Quanten-Fluktuation" ist nicht messbar. Es handelt sich um virtuelle Teilchen. Was soll das denn an Erkenntnissen bringen oder an der Raumzeitkrümmung ändern. Dies könnte nur durch Quantenfluktuationen der anderen Teilchenfelder entstehen, wie bei der Polarisierung des Vakuum.

Im Sinne der Störungsrechnung kann man allenfalls eine Probemasse als "kleine Fluktuation" (eigentlich Störung) des Feldes auffassen. Was daran jedoch nicht funktionieren sollte, ergibt sich aus dem Post nicht. Die Probemasse würde ich allerdings nicht "Gravitonen" nennen. Somit war wohl doch eine Quantenfluktuation gemeint....

Für mich bleibt letztlich völlig unklar, was diese "kleinen Fluktuationen" denn sein sollen.

 

[kirk11]

Hi,

als Beispiel:

...Zum Anderen zeichnet sich jedoch ab, dass Gravitonen bei der Formulierung der Theorie eine untergeordnete Rolle spielen, insbs. da diese nicht die Geometrie der Raumzeit ändern; das Gravitationsfeld eines Sterns oder schwarzen Lochs ist jedoch eine Raumzeit mit starker Krümmung, die nicht durch den Austausch kleiner Störungen = Gravitatonen beschrieben werden kann; letztere stellen evtl. Quantenkorrekturen dar, liefern jedoch nicht den wesentlichen Beitrag...

Man kann das für falsch oder richtig halten, aber jedenfalls ist das für mich sowohl plausibel als auch gut verständlich dargestellt.

Es gibt rund um 'Gravitation' 2 wesentliche 'player':

Einerseits die (positive) Energiedichte, in der ART als 'Tensor' bezeichnet bzw. berechnet.
Andererseits die Raumzeit (siehe Raumzeitkrümmung), welche sich durch Gravitonen weder ausreichend erklären noch beschreiben läßt.

Während der Bereich 'Tensor' gut aufgearbeitet und verstanden ist, kann man das im Bereich der Raumzeit so nicht behaupten.

Deswegen hapert's auch noch mit dem diesbezüglichen Gesamtverständnis - das ist zumindest meine Einschätzung.

 

[Rainer-Raisch]

...Zum Anderen zeichnet sich jedoch ab, dass Gravitonen bei der Formulierung der Theorie eine untergeordnete Rolle spielen, insbs. da diese nicht die Geometrie der Raumzeit ändern; das Gravitationsfeld eines Sterns oder schwarzen Lochs ist jedoch eine Raumzeit mit starker Krümmung, die nicht durch den Austausch kleiner Störungen = Gravitatonen beschrieben werden kann; letztere stellen evtl. Quantenkorrekturen dar, liefern jedoch nicht den wesentlichen Beitrag...

Man kann das für falsch oder richtig halten, aber jedenfalls ist das für mich sowohl plausibel als auch gut verständlich dargestellt.

1) zuerst wird eine aus der Luft gegriffene völlig unsinnige Behauptung (Gravitonen würden nicht die Raumzeit verändern) aufgestellt und dann durch die Realität ad absurdum geführt.
Denn WENN die Gravitation durch Gravitonen vermittelt wird, DANN ist es offensichtlich so, dass diese die Raumzeit verändern.
2) dann wird eine weitere unsinnige Behauptung (kleine Störungen) aufgestellt und auch diese widerlegt.
Denn WENN die Gravitonen die Gravitation vermitteln, dann sind dies virtuelle Teilchen die absolut gar nichts stören, sondern eine WW vermitteln.

Es gibt rund um 'Gravitation' 2 wesentliche 'player':

Einerseits die (positive) Energiedichte, in der ART als 'Tensor' bezeichnet bzw. berechnet.
Andererseits die Raumzeit (siehe Raumzeitkrümmung), welche sich durch Gravitonen weder ausreichend erklären noch beschreiben läßt.

Das hast Du vielleicht nicht ganz verstanden. In der Vakuumlösung ist der EIT natürlich T=0. Die Quelle der Gravitation ist dann außerhalb des beschriebenen Gravitationsfeldes. (zB Schwarzschild, Kerr, Newman, Reissner-Nordström etc.)

Einstein beschreibt mit dem Riemanntensor bzw dessen Kontraktionen, wie die Raumzeit unter dem Einfluss der Gravitation geformt IST. Er beschreibt nicht, WIE dies vor sich geht, sondern nur das Ergebnis.

Das Graviton würde als Vermittler der Gravitation erklären, WIE dies vor sich geht, also die Fernwirkung. Diese Beschreibung ist noch niemandem gelungen. Das stellt aber nicht infrage, dass das Graviton der Vermittler sein könnte, vielmehr könnte man den Vermittler eben immer als "Graviton" bezeichnen, ganz egal, was es ist.

Ich finde es ziemlich gewagt, etwas zu bestreiten, was noch gar nicht genau definiert wurde.

 

[kirk11]

Hi,

1) zuerst wird eine aus der Luft gegriffene völlig unsinnige Behauptung (Gravitonen würden nicht die Raumzeit verändern) aufgestellt und dann durch die Realität ad absurdum geführt.
Denn WENN die Gravitation durch Gravitonen vermittelt wird, DANN ist es offensichtlich so, dass diese die Raumzeit verändern.

TomS hat die glasklare Position / Meinung, dass Gravitonen eben KEINE tragende Rolle in Bezug auf die Raumzeitkrümmung haben.
Was Du da mit "ad absurdum" fabulierst, entbehrt jeder sachlichen Grundlage.

Wenn Gravitonen nachgewiesen wurden und es geklärt ist, wie diese Raumzeitkrümmung konkret bewirken / vermitteln, (erst) DANN ist das von Dir oberhalb Geschriebene berechtigt.

Bis dahin ist das schlicht Meinung gegen Meinung.

Ich verstehe allerdings nicht, warum der 'astrophysikalische Mainstream' sich so hartnäckig weigert, sich mit der Möglichkeit und Struktur von Raumzeitquanten zu beschäftigen.

Wobei es Sinn machen könnte, zwischen Raum- und Zeitquanten zu unterscheiden - aber das geht dann schon in den Detailbereich hinein...

Im Bereich der Astrophysik insgesamt sind Raumzeitquanten durchaus schon ein Thema (u.a. bei der Schleifenquantengravitation, Teilen der Stringtheorie,...)