Obergrenze der Kraft?

Chris_XD schrieb:Durch F=dp/dt isses mir jetzt klar warum die Kraft nicht "endlich" ist :-)

Mit "endlich" meinst du hoffentlich "nach oben begrenzt".

Könnte man eine Obergrenze für die Kraft errechnen die auf eine bestimmte Masse wirken kann?
Man kann ja höchstens 300000000m/s schnell sein, dh ja eigentlich das die Beschleunigung zumindest in der normalen Mechanik (ich kenn die relativistischen Effekte auf die Beschleunigung nicht) allerhöchstens 300000000m/s durch die Plankzeit in m/shoch2 sein kann, da Die Plankzeit das kleinste Zeitintervall im Universum ist und dabei nicht die Lichtgeschwindigkeit übertreten werden darf. Wenn man diese Beschleunigung mit der Masse multipliziert, hat man doch die größte Kraft die auf ein Objekt wirken kann, kann das jemand mal kurz widerlegen bitte :D

@towerverre

Damit kommst du auf die Planck-Kraft, etwa 1.2x10^44N. Das ist erstmal nur die natürliche Einheit für die Kraft, aber keine Begrenzung an sich. Der Impuls kann ja auch in der RT beliebig groß werden, lediglich die "Übersetzung" zwischen Geschwindigkeit und Impuls ist nicht mehr linear. D.h. auch wenn du sagen wir mal 50x die Planckkraft auf ein Teilchen der Planck-Masse wirken lässt wird das Teilchen nicht schneller als c werden, weil die Beschleunigung die mit der Kraft assoziiert ist kleiner wird (oder anders rum, das Teilchen schwerer wird).

^^ Ok, danke :)

@knollengewächs

knollengewächs schrieb:Im Physikunterricht mußte ich die beschleunigte Geschwindigkeitzzunahme ausrechnen, Das ist ja was anderes als eine gleichbleibende Beschleunigung,

Ja eine zunehmende Beschleunigung ist nicht das gleiche als eine gelichbleinbende Beschleunigung. Und jetzt?
Was ändert dsa an der Tatsache das der Impuls immer weiter zunehmen kann? Und das eine Kraft keine obere theoretische Grenze hat?

@mojorisin
Ich meinte die Kraftzunahmegeschwindigkeitsgrenze.

knollengewächs schrieb:Kraftzunahmegeschwindigkeitsgrenze

Die hast du mir noch immer nicht definiert (oder?)

Fangfrage: Wenn Gravitonen sich mit c bewegen, wie kommen sie dann aus einem schwarzen Loch raus? :)

Was in der Quantenmechanik bloß ein bisschen anders abläuft ist eben die "Bewegung" der Anregungen. Virtuelle Teilchen können sich ja z.B. auch rückwärts durch die Zeit bewegen (so kommen Gravitonen aus einem Schwerefeld eines Schwarzen Lochs raus).

Eine Ungeduldige, hm:)?

Du hast dir deine eigene Frage schon beantwortet. Ich hätte die Frage nicht so beantwortet.

Wie kommst du darauf das bei der schwachen Wechselwirkung virtuelle Teilchen auftreten, über die QFT kann die WW doch nicht beschrieben werden wenn ich mich nicht irre. Ansonsten lasse ich mich gerne aufklären, gibt es ein Feynman Diagramm zu virtuellen Gravitonen? Gibt es ein Penrose Diagramm das rückwärts durch die Zeit laufende Gravitonen veranschaulicht die so dem Gravitationsfeld eines Sls entkommen?

@HYPATIA

mathematiker schrieb:Änderungen im G Feld breiten sich mit c aus. Über die Eigenschaften von Gravitonen kann ich Dir nichts sagen, Quantenfeldtheorie ist nicht meine Domäne.

Die Frage ob c immer gilt, auch für theoretisch masselose Gravitonen beantwortet sich schon aus der SRT heraus. Dennoch ist mir nichts so ohne weiteres klar wie man zeigen könnte das Änderungen im Gravitationsfeld und somit die Ausbreitungsgeschwindgkeit der Gravitation tatsächlich c ist.

@mathematiker

@boostinvariant

boostinvariant schrieb: Dennoch ist mir nichts so ohne weiteres klar wie man zeigen könnte das Änderungen im Gravitationsfeld und somit die Ausbreitungsgeschwindgkeit der Gravitation tatsächlich c ist.

DAs ist eine interessante Frage. Eine Möglichkeit wäre Gravitationswellen nachzuweisen. Wenn es von derselben Quelle auch noch einen Ausbruch mit Photonen gibt kann man untersuchen ob es Zeitunterschiede gibt. Aber ja erstmal überhaupt gilt es erst mal Gravitationswellen nachzuweisen.

Aber zurück zum Ausgangsthema: Gibt es theoretische Begrenzungen der Kraft?
Nein, denn man kann auch Rechteckpotentiale modellieren mit sinnvollen Lösungen. Die örtliche Ableitung eines POtentials gibt die Kraft auf ein Probeteilchen. --> Rechteckpotential ist die theoretische Simulation einer unendlichen Kraft. (Das ist eine sehr gewagte AUssage mal sehen was @HYPATIA
@mathematiker
@Heizenberch
dazu sagen)

boostinvariant schrieb:Wie kommst du darauf das bei der schwachen Wechselwirkung virtuelle Teilchen auftreten, über die QFT kann die WW doch nicht beschrieben werden wenn ich mich nicht irre.

Gravitonen, sollten sie existieren, müssten Bosonen mit Spin 2 sein, und eine Kraft die von einem solchen Boson vermittelt wird funktioniert dann wie die anderen Wechselwirkungen auch über den Austausch virtueller Teilchen. Reale Gravitonen wären dann Gravitationswellen. Alles ein bisschen wie bei der EM-Kraft, wo ganz ähnliche Mechanismen mit Photonen ablaufen. Genaueres kann ich dazu leider nicht sagen, aber ich glaube Feynman geht in Quantenelektrodynamik ein bisschen darauf ein.
Herleitungen zur Geschwindigkeit von Gravitationswellen solltest du in Einführungen zur ART finden können.

mojorisin schrieb:Rechteckpotential ist die theoretische Simulation einer unendlichen Kraft.

Theoretisch ist das ja sowieso kein Problem. Die Kraft ist ja, wie du bereits sagtest, nur der Gradient des Potentials und als solches mehr ein Hilfsmittel als eine physikalische Entität. Letztlich geht die Dynamik des Systems ja auf die Energie zurück. Abgesehen davon ist ein Rechteckpotential ja "gutmütig" in seinen Rändern, sprich, die Kräfte am Randbereich lassen sich als Dirac-Distributionen modellieren, was ja eine Art "unendliche Kraft" ist.

@HYPATIA

HYPATIA schrieb:Abgesehen davon ist ein Rechteckpotential ja "gutmütig" in seinen Rändern, sprich, die Kräfte am Randbereich lassen sich als Dirac-Distributionen modellieren, was ja eine Art "unendliche Kraft" ist.

DAnke sowas wollte ich hören ;). Das man in der Realität keien Unedlichkeiten aufindet ist klar aber es zeigt sich das es es eben theoretisch keine oberen Grenbzen gibt. SOmit müsste ja die Frage des Threaderstellers geklärt sein ;)

Thema erledigt, übrigens eine schöne Erklärung.

Das Thema Gravitonen mag in dem Kontext nicht so ganz zu passen, es hat auch mit Kraft zu tun und der Frage ob Gravitation überhaupt eine Kraft ist.

boostinvariant schrieb:
Dennoch ist mir nichts so ohne weiteres klar wie man zeigen könnte das Änderungen im Gravitationsfeld und somit die Ausbreitungsgeschwindgkeit der Gravitation tatsächlich c ist.

DAs ist eine interessante Frage. Eine Möglichkeit wäre Gravitationswellen nachzuweisen. Wenn es von derselben Quelle auch noch einen Ausbruch mit Photonen gibt kann man untersuchen ob es Zeitunterschiede gibt. Aber ja erstmal überhaupt gilt es erst mal Gravitationswellen nachzuweisen.

Schöne Idee, nur würde damit gezeigt werden was schon bekannt ist. Gravitationswellen bewegen sich mit c wie Photonen. Die Frage war eher mathematisch begründet. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation lässt sich nicht so berechnen das die Aussage getroffen werden kann das diese <=c ist. Einschränken lässt sich nur das die Ausbreitungsgeschwindigkeit nicht instantan sein kann.

@mojorisin

boostinvariant schrieb:
Wie kommst du darauf das bei der schwachen Wechselwirkung virtuelle Teilchen auftreten, über die QFT kann die WW doch nicht beschrieben werden wenn ich mich nicht irre.

Gravitonen, sollten sie existieren, müssten Bosonen mit Spin 2 sein, und eine Kraft die von einem solchen Boson vermittelt wird funktioniert dann wie die anderen Wechselwirkungen auch über den Austausch virtueller Teilchen. Reale Gravitonen wären dann Gravitationswellen. Alles ein bisschen wie bei der EM-Kraft, wo ganz ähnliche Mechanismen mit Photonen ablaufen. Genaueres kann ich dazu leider nicht sagen, aber ich glaube Feynman geht in Quantenelektrodynamik ein bisschen darauf ein.

Ja, das ist mir schon klar. Virtuelle Teilchen sind ein Konzept aus der QFT die bei 3 Wechselwirkungen auftreten. Quantengravitation lässt sich aus der QFT heraus jedoch nicht beschreiben. Nehme ich an es gibt Gravitonen in der üblichen Raumzeit müssten es Tensorbosonen sein, wie du geschrieben hast, wie gesagt eine Annahme.

Feynman Diagramme zur Quantenelektrodynamik kenne ich, zur Quantengravitation kenne ich keine. Rückwärts durch die Zeit laufende Gravitonen die so einem SL entkommen habe ich illustriert in einem Diagramm noch nicht gesehen, dieser Vorgang sollte sich in einem Penrose Diagramm nachvollziehen lassen. Eine allgemeine Aussage virtuelle Teilchen laufen rückwärts durch die Zeit und entkommen so dem Schwerefeld eines Sls, müsste so allgemein aufgefasst dann auch für virtuelle Photonen gelten.

HYPATIA schrieb am 21.09.2013:Herleitungen zur Geschwindigkeit von Gravitationswellen solltest du in Einführungen zur ART finden können.

Habe ich schon mal von gehört :).Es lässt sich rechnerisch zeigen das sich Gravitationswellen mit LG bewegen. Die ergeben sich aus „kleinen“ Störungen der Minkowskimetrik die sich mathematisch als Wellengleichung identifizieren lassen. Das ist SRT, in der ART sieht das etwas anders aus. Jedenfalls ist die RT nicht quantisiert. Die Aussage Gravitationswellen sind reale Gravitonen leiten sich davon ab das eine Gravitationswelle als Tensorwelle mit Spin 2 beschrieben werden kann, oder wie meinst du das? Eine quantisierte Gravitationswelle kenne ich nicht.

@HYPATIA

@boostinvariant


Ursprünglich hattest Du ja mir die Frage gestellt;

boostinvariant schrieb am 21.09.2013:Die Frage ob c immer gilt, auch für theoretisch masselose Gravitonen beantwortet sich schon aus der SRT heraus. Dennoch ist mir nichts so ohne weiteres klar wie man zeigen könnte das Änderungen im Gravitationsfeld und somit die Ausbreitungsgeschwindgkeit der Gravitation tatsächlich c ist.

Für die ART braucht man recht viel Analysis, die habe ich nach dem dritten Semester ad acta gelegt :) und mich voll auf die Algebra und momentan im Master Grundlagenmathematik (Mathematische Logik, Kategorientheorie) fokussiert. Vorlesungen in Differentialgeometrie hatte ich nie, so interessant dieses Gebiet und dessen Anwendung in der Physik auch ist, im Moment habe ich nicht mehr die Zeit mich damit auseinander zu setzen. Deshalb wende ich mich vorerst von der Physik ab.