Der "Naturwissenschaften" Thread

[Dudelll]

Ja aber eine räumliche Ausdehnung muß trotzdem vorhanden sein. Auch wenn das Elektron nicht nur an Ort B ist sondern auch an C,D oder E sein kann.

Hab meinen Beitrag nochmal ergänzt.

Die Delokalisierung der Wellenfunktion ( man kann's an verschiedenen Orten finden ) hat nicht direkt was mit der "Größe" des Teilchens selbst zutun.

 

[Threshold]

Verschränkung kann auch makroskopisch erhalten bleiben, gibt ja genügend Experimente die das belegen.

Kannst du mal welche nennen?
Bisher kenne ich den Bell Test und der widerlegt alle Quantenverschränkungen im Makrokosmos.

Den Raum selber kann man wohl nicht quanteln aber man versucht es weiterhin mit der Gravitation: Quantengravitation

Der Raum muss letztendlich quantisiert werden, denn in der Frühphase des Universums waren mal alle 4 Kräfte der Natur vereint. Bis heute konnte man die schwache Wechselwirkung und die elektromagnetische Wechselwirkung miteinander vereinen. Der nächste Schritt wäre jetzt die starke Wechselwirkung. Dazu muss der LHC aber weiter ausgebaut werden.

@FetterKasten : Deswegen glaube ich auch das ein Elektron eine minimal räumliche Ausdehnung hat.

Wenn dem nicht so wäre könnte man auch keine Elektronenwolke um einen Atomkern beschreiben.

Nach bisherigen Experimenten hat das Elektron weder eine Ausdehnung noch eine Struktur.
Das nächste Problem ist, dass das Elektron kein elektrisches Dipolmoment besitzt.

 

[Dudelll]

Kannst du mal welche nennen?
Bisher kenne ich den Bell Test und der widerlegt alle Quantenverschränkungen im Makrokosmos.

zum Beispiel

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2401-y

Und die Experimente zum Bell Test belegen doch Grade das Verschränkung existiert und die Beobachtungen nicht durch andere Effekte erklärt werden können, oder gibt es verschiedene Formen davon?

 

[RyzA]

Der Raum muss letztendlich quantisiert werden, denn in der Frühphase des Universums waren mal alle 4 Kräfte der Natur vereint. Bis heute konnte man die schwache Wechselwirkung und die elektromagnetische Wechselwirkung miteinander vereinen. Der nächste Schritt wäre jetzt die starke Wechselwirkung. Dazu muss der LHC aber weiter ausgebaut werden.

Die Quantengravitation, von der es mehrere vorläufige Varianten gibt, versucht, Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantenmechanik in Einklang zu bringen. Eine ihrer Vorhersagen ist, dass der Raum unterhalb einer Länge von etwa zehn Billionstel Trilliardstel Millimeter (10 hoch minus 32 mm), der so genannten Plancklänge, gequantelt ist. Der entsprechende Wert der kleinsten Zeitdauer, der so genannten Planckzeit, ist etwa eine Hundertstel Trilliardstel Trilliardstel Sekunde (10 hoch minus 44 s).

Wegen dieser winzigen Größen ist die Raumzeitquantelung normalerweise nicht feststellbar. Doch Ragazzoni und seine Kollegen rechneten aus, dass das Licht weit entfernter astronomischer Objekte durch die Raumzeitquantelung leicht „verschmiert“ werden sollte. Dadurch sollten aufgenommene Bilder dieser Objekte ein wenig unscharf sein.

Mit dem Hubble-Weltraumteleskop untersuchten die Forscher das Licht einer Supernova und einer mehr als fünf Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie. Ergebnis: Sie fanden keinerlei Hinweise auf eine Quantelung der Raumzeit. Die Bilder waren schärfer als es die Quantengravitation erlaubt. Eine ähnliche Untersuchung hatten amerikanische Astronomen vor einem Monat veröffentlicht ? mit dem gleichen Ergebnis.

Quelle: Schärfer als erlaubt – Weiterer Rückschlag für die Quantelung von Raum und Zeit

Ist schon älter der Artikel. Aber es gibt wohl keine neueren Hinweise das der Raum wirklich gequantelt ist. Oder man kann es einfach nicht messen.

Nach bisherigen Experimenten hat das Elektron weder eine Ausdehnung noch eine Struktur.

Und wie soll das gehen wenn es eine Masse hat?

 

[Threshold]

Ich glaube, wir meinen nicht das gleiche. Da sind Verschränkungen zweier Photonen.
Das sind wiederum Elementarteilchen. Träger der elektromagnetischen Wechselwirkung.
Ich meine aber Moleküle, bzw. Verbindungen von Atomen, da gibt es keine Verschränkung mehr, weil die Teilchen miteinander wechselwirken.

Und wie soll das gehen wenn es eine Masse hat?

Das ist ja die Frage. Wie kann eine Singularität eine elektrische Ladung und einen Spin haben?
Ob du nun eine Singularität von ein paar Sonnenmassen hast und es dann schwarzes Loch nennst oder du eine Singularität von der Masse eines Elektrons hast und es dann Elektron nennst, spielt erst mal keine Rolle.
Das schwarze Loch hat aber weder eine elektrische Ladung noch einen Spin. Das Elektron schon.

Und wie soll das gehen wenn es eine Masse hat?

Das ist ja die Frage. Wie kann eine Singularität eine elektrische Ladung und einen Spin haben?
Ob du nun eine Singularität von ein paar Sonnenmassen hast und es dann schwarzes Loch nennst oder du eine Singularität von der Masse eines Elektrons hast und es dann Elektron nennst, spielt erst mal keine Rolle.
Das schwarze Loch hat aber weder eine elektrische Ladung noch einen Spin. Das Elektron schon.

 

[RyzA]

Ich meine aber Moleküle, bzw. Verbindungen von Atomen, da gibt es keine Verschränkung mehr, weil die Teilchen miteinander wechselwirken.

Zumindest das Doppelspaltexperiment konnte auch mit Molekülen durchgeführt werden.

Das Doppelspaltexperiment mit Elektronen wurde 1961 durch Claus Jönsson durchgeführt. Mit ganzen Atomen gelang es 1990 Jürgen Mlynek und Olivier Carnal, mit großen Molekülen wie z. B. C60 (Buckyballs) im Jahr 2003 .

Quelle: Doppelspaltexperiment

Das schwarze Loch hat aber weder eine elektrische Ladung noch einen Spin. Das Elektron schon.

Mit Spin vom schwarzen Loch meinst du aber nicht die Rotation, oder? Weil Rotationen haben die wohl.

 

[Dudelll]

Ich glaube, wir meinen nicht das gleiche. Da sind Verschränkungen zweier Photonen.
Das sind wiederum Elementarteilchen. Träger der elektromagnetischen Wechselwirkung.
Ich meine aber Moleküle, bzw. Verbindungen von Atomen, da gibt es keine Verschränkung mehr, weil die Teilchen miteinander wechselwirken.

Das ist ja die Frage. Wie kann eine Singularität eine elektrische Ladung und einen Spin haben?
Ob du nun eine Singularität von ein paar Sonnenmassen hast und es dann schwarzes Loch nennst oder du eine Singularität von der Masse eines Elektrons hast und es dann Elektron nennst, spielt erst mal keine Rolle.
Das schwarze Loch hat aber weder eine elektrische Ladung noch einen Spin. Das Elektron schon.

Ok dann haben wir bzgl der Verschränkung tatsächlich aneinander vorbei geredet ^^

Wobei auch größere Objekte schon verschränkt wurden, zwar nur unter Aufwand und sehr stark abgekühlt, aber möglich ist es schon.

AAAS

www.science.org

Außerdem gibt es momentan experimentelle Hinweise darauf das Quanteneffekte auch bei Raum Temperatur wirken können, unter bestimmten Umständen. Zum Beispiel wird momentan untersucht ob die Fähigkeit von vögeln das Erdmagnetfeld wahrnehmen zu können auf qm Effekten beruht und Vögel leben meistens nicht nahe am absoluten Nullpunkt ^^

Magnetic sensitivity of cryptochrome 4 from a migratory songbird - Nature

Cryptochrome 4 from the night-migratory European robin displays magnetically sensitive photochemistry in vitro, in which four successive flavin–tryptophan radical pairs generate magnetic-field effects and stabilize potential signalling states.

www.nature.com

Ähnliche Überlegungen gibt es meine ich auch bzgl unseres Gehirns, da bin ich mir aber nicht sicher ob es da auch experimentelle Indizien gibt, oder ob das momentan nur spekulativ ist.

Zurück zu BHs: sind die drei Eigenschaften mit denen man BHs physikalisch charakterisiert nicht Grade Masse, Spin und Ladung ? Nur das geladene BHs bislang nicht beobachtet worden sind, aber theoretisch vollkommen in Ordnung sind. Rotierende BHs wurden aber meine ich beobachtet, haben also zumindest einen Spin oder nicht ?

 

[RyzA]

Rotierende BHs wurden aber meine ich beobachtet, haben also zumindest einen Spin oder nicht ?

Ja

Einige Beobachtungen, beispielsweise von extrem schnellen Materiestrahlen (Jets), die das Gebiet außerhalb des Ereignishorizonts senkrecht zur Akkretionsscheibe verlassen, werden durch Effekte beschrieben, die nur innerhalb einer Ergosphäre oder bei Vorhandensein derselben auftreten können. Aus allgemeinen Überlegungen zur Drehimpulserhaltung kann man schließen, dass alle Schwarzen Löcher rotieren, zumindest zum Zeitpunkt ihrer Entstehung. Aber natürlich zeigen nur sehr schnell rotierende Schwarze Löcher starke Auswirkungen der als Frame-Dragging bekannten Phänomene. Andererseits verdrillt jede rotierende Masse, unabhängig vom Auftreten eines Ereignishorizonts, also auch der Planet Erde, die umgebende Raumzeit. Diese Effekte bei der Erde sollten durch Messungen zum Beispiel mit Hilfe der LAGEOS-Satelliten quantifiziert werden. Erste Ergebnisse aus dem Jahr 1997 lagen noch so dicht am Bereich der Messungenauigkeit, dass sie kontrovers diskutiert wurden, erst eine Wiederholung der Messung im Jahr 2004 mit dem Satelliten Gravity Probe B bestätigte den Sachverhalt.

Quelle: Schwarzes Loch - Rotation

Und: Sternentod verrät Spin eines schwarzen Lochs

 

[Threshold]

Mit Spin vom schwarzen Loch meinst du aber nicht die Rotation, oder? Weil Rotationen haben die wohl.

Ich rede vom quantenmechanischen Spin. Das ist der Eigendrehimpuls eines Teilchens. Elektronen haben den Spin 1/2.
Alle Fermionen haben den Spin 1/2. Bosonen haben den Spin 1.
Für die Rotation der schwarzen Löcher gibt es die Kerr Metrik.
Das Problem ist, dass wir keine Ahnung haben, woraus ein schwarzes Loch letztendlich besteht. Es gibt die Spekulation, dass das Innere eines schwarzes Lochs aus Energie besteht, da man nur Energie unendlich verdichten kann, Materie aber nicht.

Quelle: Schwarzes Loch - Rotation

Und: Sternentod verrät Spin eines schwarzen Lochs

Damit ist wieder die Rotation gemeint, nicht der Spin als Eigenschaft eines Teilches.
Das Interessante ist ja, dass Teilchen mit dem Spin 1/2 sich 2x drehen müssen, um wieder gleich auszusehen. Was nicht vorstellbar ist.

 

[RyzA]

@Threshold : Wieso willst du einen Eigendrehimpuls eines Teilchens auf ein schwarzes Loch anwenden? Verstehe ich nicht.

 

[Threshold]

@Threshold : Wieso willst du einen Eigendrehimpuls eines Teilchens auf ein schwarzes Loch anwenden? Verstehe ich nicht.

Gar nicht, da wir ja nicht wissen, was ein schwarzes Loch überhaupt ist.
Kollabiert ein Stern zu einen schwarzen Loch, gehen wir davon aus, dass die Erhaltungsgröße beibehalten wird. Das kennen wir. Bestes Beispiel ist der Eiskunstläufer, der seine Arme anlegt und daher schneller dreht. Das ist die Drehimpulserhaltung. Daneben gibt es noch die Ladung und der Impuls (die anderen lasse ich mal weg).
Man kann anhand eines Neutronensterns feststellen, dass der Drehimpuls in der Tat erhalten bleibt. Der Neutronenstern dreht sich deutlich schneller als der Stern, aus dem er entstanden ist, da er viel kleiner ist als der Stern.
Das Problem beim schwarzen Loch ist das Informationsparadoxon. Jede form von Information wird vernichtet, wenn etwas ins schwarze Loch eintritt. Das widerspricht den Erhaltungssätzen. Das schwarze Loch macht sich nur durch die Masse bemerkbar, alles andere an Information ist nicht zugänglich und damit auch nicht der Drehimpuls. Wir wissen schlicht nicht, ob ein schwarzes Loch wirklich einen Drehimpuls besitzt.

 

[RyzA]

Das Problem beim schwarzen Loch ist das Informationsparadoxon. Jede form von Information wird vernichtet, wenn etwas ins schwarze Loch eintritt. Das widerspricht den Erhaltungssätzen. Das schwarze Loch macht sich nur durch die Masse bemerkbar, alles andere an Information ist nicht zugänglich und damit auch nicht der Drehimpuls. Wir wissen schlicht nicht, ob ein schwarzes Loch wirklich einen Drehimpuls besitzt.

Wenn man die Hawking-Strahlung irgendwie nachweisen könnte, hätte man darauf vielleicht eine Antwort.

Interessant ist auch das kleinere schwarze Löcher mehr Strahlung abegeben als große. Deswegen verdampfen sie schneller.

 

[Threshold]

Wenn man die postulierte Hawking-Strahlung irgendwie nachweisen könnte, hätte man darauf vielleicht eine Antwort.

Damit hast du dann wieder neue Probleme. Erst mal das von mir beschriebene Problem mit der Entropie, Die Entropie würde abnehmen, was nicht mit den Gesetzen der Thermodynamik vereinbar ist. Dann hast du ein Problem mit der Ladungserhaltung. Die nächste Verletzung eines Naturgesetzes. Wenn sich zwei virtuelle Teilchen bilden, z.b. ein Elektron und ein Positron und das Elektron wieder im schwarzen Loch verschwindet und das Positron somit zu einem realen Teilchen wird, gibt es keine ausgleichende Ladungen mehr.
Hawking geht ja davon aus, dass es die Hawking Strahlung geben muss, da es ja die Gesetze der Thermodynamik gibt und die besagen, dass es ein thermisches Gleichgewicht gibt und da das Universum aber nicht Null Kelvin hat, kann auch das schwarze Loch keine Null Kelvin haben. Ergo muss das schwarze Loch gemäß der Thermodynamik Strahlung abgeben. Es kann aber nichts abgeben, da nichts dem schwarzen Loch entkommen kann.
Hawking konnte mit der Quantenfeldtheorie mathematisch belegen, dass ein schwarzes Loch Strahlung abgeben kann und zwar innerhalb der Unschärfe als Vakuumfluktuation.
Das Problem meiner Meinung nach ist aber -- nur weil etwas mathematisch möglich ist, muss es noch lange nicht bedeuten, dass es auch physikalisch möglich ist oder gar wirklich vorkommt.
Hawking hat ja die primordialen schwarzen Löcher vorhergesagt, da sie besonders klein sind, also einen kleinen Schwarzschildradius besitzen und daher eine hohe Vakuumfluktuation besitzen müssten. Innerhalb einer berechenbaren Zeit müssten diese schwarzen Löcher dann zerstrahlen und sich als Gammablitz bemerkbar machen.
Bisher hat man noch keine gefunden.
Nichtsdestotrotz halte ich Hawking für ein Genie.

 

[RyzA]

@Threshold : Ich hatte es hier schon mal zitiert. Laut Wikipedia Artikel wird der Energieerhaltungssatz dabei nicht verletzt:

Durch die Entropie-Gleichung von Bekenstein und Hawking lässt sich ein Zusammenhang zwischen der Thermodynamik, der Quantenmechanik und der allgemeinen Relativitätstheorie herstellen. Ein fundamentales Ziel einer bisher nur in Ansätzen existierenden Theorie der Quantengravitation ist die Interpretation der Bekenstein-Hawking-Entropie durch mikroskopische Freiheitsgrade.

Das nennt sich Bekenstein-Hawking-Entropie und wurde von dir bisher überlesen oder ignoriert.

 

[Threshold]

@Threshold : Ich hatte es hier schon mal zitiert. Laut Wikipedia Artikel wird der Energieerhaltungssatz dabei nicht verletzt:


Das nennt sich Bekenstein-Hawking-Entropie und wurde von dir bisher überlesen oder ignoriert.

Nö.
Die Frage ist doch, ob die physikalischen Gesetze auch innerhalb des Schwarzschildradius gelten?
Nach der Quantentheorie ist die Information eine Erhaltungsgröße, genauso wie die Baryonenzahl.
Nach heutiger Erkenntnis werden diese Informationen aber vernichtet.
Daher ist auch Bekenstein nur eine Hypothese und nichts anderes.

 

[RyzA]

Das wird man wohl erst herausfinden wenn man es schafft die Quantengravitation zu formulieren.
Oder auch nie.

 

[Threshold]

Das wird man wohl erst herausfinden wenn man es schafft die Quantengravitation zu formulieren.
Oder auch nie.

Ich schaue mir da wieder Arrival an, mit Jeremy Renner und Amy Adams.
Da kommen sie ins Raumschiff und müssen erst mal herumspringen, weil die Gravitation in den Raumschiff anders ist.
Meine Fresse -- ich hätte erst mal gefragt, wie sie die Gravitation manipulieren können, bevor ich nach Waffen frage.
Meine Vermutung ist ja, dass wenn wir die Gravitation verstanden haben, wir auch Technologien entwickeln können, mit denen man die Gravitation manipulieren kann.
wir haben die Wechselwirkung von Licht und Materie verstanden und konnten deswegen entsprechende Technologien entwickeln. Großartige Leistung. Man versteht Naturgesetze und kann sie in Technik gießen.
Die Gravitation können wir derzeit nur beschreiben, eben mit der allgemeinen Relativitätstheorie, aber verstanden haben wir sie noch nicht. Dazu müssen wir auch wissen, was die dunkle Materie ist

 

[RyzA]

Ich schaue mir da wieder Arrival an, mit Jeremy Renner und Amy Adams.
Da kommen sie ins Raumschiff und müssen erst mal herumspringen, weil die Gravitation in den Raumschiff anders ist.
Meine Fresse -- ich hätte erst mal gefragt, wie sie die Gravitation manipulieren können, bevor ich nach Waffen frage.

Ich kenne den Film. Habe ich auch auf Bluray. Die Zeit können sie auch manipulieren.

Meine Vermutung ist ja, dass wenn wir die Gravitation verstanden haben, wir auch Technologien entwickeln können, mit denen man die Gravitation manipulieren kann.
wir haben die Wechselwirkung von Licht und Materie verstanden und konnten deswegen entsprechende Technologien entwickeln. Großartige Leistung. Man versteht Naturgesetze und kann sie in Technik gießen.
Die Gravitation können wir derzeit nur beschreiben, eben mit der allgemeinen Relativitätstheorie, aber verstanden haben wir sie noch nicht. Dazu müssen wir auch wissen, was die dunkle Materie ist

Immerhin wurden schon Gravitationswellen entdeckt. Welche Albert Einstein vor über 100 Jahren vorhergesagt hat.
Mal gucken was das in der Zukunft noch so wird... ich bin gespannt.

 

[Threshold]

Ich kenne den Film. Habe ich auch auf Bluray. Die Zeit können sie auch manipulieren.

Was für Spacken.

Immerhin wurden schon Gravitationswellen entdeckt. Welche Albert Einstein vor über 100 Jahren vorhergesagt hat.
Mal gucken was das in der Zukunft noch so wird... ich bin gespannt.

Absolut und man ging noch in den 90ern davor aus, dass man niemals Gravitationswellen messen kann. da sie schlicht zu schwach sind und man dafür keine Apparatur bauen kann.
Daher würde ich persönlich auch nie annehmen, dass man die mögliche Hawking Strahlung niemals messen werden kann. Man muss einfach immer empfindlichere Geräte bauen. Vor allem Sonden oder Satelliten, denn die Gammablitze von primordialen schwarzen Löchern werden vermutlich so schwach sein, dass man sie heute eben nicht messen kann, aber in 100 Jahren ist das vielleicht möglich.

 

[RyzA]

Mal etwas aus der Materialforschung: Neue Superfaser ist achtmal stärker als Spinnenseide

Davon hatte ich bisher noch gar nichts mitbekommen. Da Spinnenseide lange Zeit als stärkstes Material galt.

Edit: Noch ein schönes Video von Harald Lesch über das Thema "Zufall"

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