11 dimensionaler Quantenschaum

hier sehe ich wieder die gefahr bzw. den aspekt, dass etwas aus dem kontext gerissenwird
und als einzelnes nur unzulänglich beschrieben werden kann. deswegen anden
threadersteller die frage, hast du dich mit dem theoretischen grundkonstruktder
stringtheorie und der m-theorie beschäftigt? also mit solchen grundbegriffen wiefreie
strings, wechselwirkende strings, typ-I und typ-II theorien, supergravitationetc. ?



also, ein ansatz ist die beschreibung derelfdimensionalen
supergravitation. darin kann man erklärungen finden für die elfpostulierten dimensionen.


es geht im grunde davon aus, dass die aus derstringtheorie entnommene "typ-II"
theorie gebundene BPS-zustände besitzt von nD0-branes mit der masse m~n / (gls). diese
zustände (also die BPS-zustände) können alssogen. "kaluza-klein-anregungen"
interpretiert werden, d.h.: es bezieht sich auf einetheorie s1 die kompaktifiziert wird
mit dem radius R11 = gls.

im limes g ->∞ besitzt die typ-IIA theorie
dann eine elfdimensionalepoincaré-invarianz (das sollte den meissten ein
geläufiger begriff sein). das bedeuteteinfacher gesagt, dass die masselosen
freiheitsgrade und ihre wechselwirkungen beiniedrigen energien durch die 11dimensionale
"supergravitation" beschrieben werden.

mit G^(11)N ~ R11 G^(10)N ergibt sich
die charakteristische skala zu M11 =g^-1/3 ls^-1. bei energien Ο(M11) liefert dann
aber weder die stringtheorie nochdie supergravitation wirklich entsprechende
beschreibungen. die theorie, die daseigentlich beschreibt, nennt man m-theorie
(sollten auch die meissten kennen).z.B. kann der stark gekoppelte E8xEx-heterotische
string damit als einekompaktifizierung der m-theorie interpretiert werden (intervall
dazu ist die längeR11). jeweils ein E8 faktor ist auf einem der beiden 10dimensionalen
ränderlokalisiert.

na ja, die bekannten dualitätsrelationen implizieren im
grunde,dass alle 5 bekannten stringtheorien lediglich verschiedene auslegungen einund
derselben grundtheorie sind. dass überhaupt die 11dimensionalesupergravitation
auftaucht, bedeutet als rückschluss, dass die 5 verschiedenenstringtheorien keine
absolute beschreibung im bereich starker kopplungen liefernkönnen. die hypthetische
theorie, aus der sich dann jeweils stringtheorie und11dim.-supergravitation ableiten
lassen, ist eben die m-theorie. also eigentlichhängen die anregungen dieser theorie von
der gewählten annäherung ab. als11dimensionale theorie besitzt die die theorie membranen
(M2-branes) und diezugehörigen dualen objekte, die M5-branes. daraus lässt sich
beispielsweise dergrundstring der typ-IIA theorie als eine M2-brane interpretieren,
deren "eine"dimension um den kreis mit radius R11 gewickelt ist.





wie mansieht, ist so eine beschreibung nicht wirklich einfach. freie undbildliche
interpretationen sind zwar ganz nett, aber im endeffekt m.E. sinnlos undeine
verfälschung dessen, was die physik beschreibt. es ist sozusagen dieoberflächliche
auslegung tiefer physiklaischer beschreibungen und führen einen schnellin die irre.
bevor ich mich mit dem thema beschäftigt habe, fand ich das ganzekonstrukt immer sehr
verwirrden und unausgeglichen dargestellt. wenn man aber alleaspekte einzeln betrachtet
und lernt und diese dann zusammenfügt, dann macht so einestringtheorie und die
11dimensionale supergravitation deutlich mehr sinn und man löstsich von den
medienüblichen darstellungen, die das ganze irgendwie plump erscheinenlassen und den
faszinierenden effekt rauben.

ich finde, physik undmathematik können
unglaublich elegant und verständlich sein, wenn man eben nichtausschließlich auf das
allgemein publizierte wissen der mittelschicht baut, sondernsich selber in die materie
einarbeitet.


R.

ach ja, zum begriff quantenschaum gibts ja einige gute beschreibungen, die abertatsächlich von sehr wenigen menschen angewandt und richtig interpretiert werden können,so wie buddel es schon geschrieben hat.

ich würde den begriff ehrlich gesagtauch erstmal völlig weglassen, da das auch wieder nur zu verwirrungen führt und das themadeutlich erschwert.

gw30748,1158829953,hyperCube2.mpeg

eine 5. dimension ist visuell nicht zu veranschaulichen

Ok, die Zeit alseigene Dimension kann man nur schwer verbildlichen. Für eine 4. räumliche Dimension habeich aber mal ein paar gute Animationen gefunden wie die hier angehangene. Muß mal denLink rauskramen. Haben irgendwelche Mathematikfreaks an ner amerikanischen Universitätentworfen.

Hier sieht man einen 4-dimensionalen (die Zeit laß ich jetzt malaußer acht) Quader, der gewissermaßen auf unseren 3-dimensionalen Raum abgebildet wurde.

Ahhhja...hab den Link gefunden. War aber nicht aus Amerika sondern aus England.

http://www.lboro.ac.uk/departments/ma/gallery/hyper/index.html

diese darstellung ist im grunde die visualisierte variante der bekannten beschreibung,wie man sich die 4.dimension vorstellen könnte.

man geht ja von einem punktaus,der die 0. dimension darstellt (natürlich nur bildlich gesprochen, ein punkt hat sehrwohl eine dimension ;) )

dann zieht man von dem punkt eine gerade und hat die1.dimension.die gerade zieht man nun quasi parallel nach oben, die seiten gehen mit undman hat ein quadrat, also die 2. dimension (jetzt schon breite und höhe).

dannwird das quadrat nach hinten gezogen und es ergibt sich ein würfel (also räumlich3.dimensional).

der letzte schritt ist den würfel als ganzes wieder von seinenausgangspunkten (also den ecken als fixpunkt gesehn) wieder nach hinten verschoben zuziehen. man hat dann im grunde das, was baltharzar gerade gepostet hat.

aber naja, wie schon erwähnt, eben so visualisiert, dass es einfach nur als allgemeine ideeeiner 4.dimension gehandhabt werden kann. (vorausgesetzt, wie baltharzar auch schonschreibt, man sieht die 4.dimension nicht als zeit an)

hehe,

bist mal wieder schneller gewesen. ;) da stehts auch wieder so aufenglisch beim hypercubus.

Ich reite manchmal auf einer Gedankenspielerei herum, die vermutlich ziemlich naiv ist,aber was solls:

Es gibt doch diese "Flachländer" Geschichte, in der verdeutlichtwird, wie absurd das Auftauchen einer dreidimensionalen Form in einem zweidimensionalenUniversum für dessen Bewohner aussehen könnte.

Wie wäre es, wenn man nun von der4. Dimension auf die 5. schliessen würde?
Wie würde ein 5dimensionales Wesenwahrnehmen? Es sieht die anderen 4 Dimensionen von einer umfassenden Warte aus. Wir seheneine Abfolge von Momenten, die sich für uns zum "Ablauf der Zeit" gruppieren. Das 5DWesen würde dann doch alle diese Momente als ein Ganzes sehen. Würde es einen Menschenbetrachten, sieht es diesen zeitlich als Einheit, von der Samenzelle bis zum letztenSchnaufer. Oder?

Also irgendwie kann ich mir schon was darunter vorstellen, aberab der 6. Dimension ist wirklich hängen im Schacht...

Soweit ich die Stringtheorien verstanden habe gibt es makroskopisch gesehen sowieso nichtmehr als 4 oder höchstens 5 Dimensionen. Der Rest ist für uns unsichtbar unterhalb derPlanck-Skala sozusagen aufgewickelt. Nur der einzelne String selber schwingt innerhalbdieser Dimensionen (wenn man so will) hin und her.

@Baltharzar

Also gibt es, sagen wir mal 7-dimensionale Objekte (?), die aberraumzeitlich so verkrümmt sind, das sie unter die Planck Skala rutschen? Naja, dann sindsie für uns tatsächlich unsichtbar.

Nur der einzelne String selber schwingtinnerhalb dieser Dimensionen (wenn man so will) hin und her.

Abermathematisch (?) ist dort nicht "Nichts"?

Also gibt es, sagen wir mal 7-dimensionale Objekte (?), die aber raumzeitlich soverkrümmt sind, das sie unter die Planck Skala rutschen?

Da diese restlichenDimensionen nicht wie die anderen 4 aufgerollt sind kann es dort drin auch keine Objektegeben. Der String ist sozusagen das kleinste Elementarteilchen überhaupt.

Aber mathematisch (?) ist dort nicht "Nichts"?

Sagen wirs mal so, dieAnnahme der 11 (oder meinetwegen 23 Dimensionen, je nachdem welche Theorie manfavourisiert) kommt erst aus der Mathematik. Man hat, glaube ich erst auf mathematischemWeg die Erkenntnis gewonnen, daß es diese aufgewickelten Dimensionen geben muß. Wie dasgenau zu erklären ist kann ich dir leider nicht sagen, das muß dir schon ein Physikererklären.

@Baltharzar

Da diese restlichen Dimensionen nicht wie die anderen 4aufgerollt sind kann es dort drin auch keine Objekte geben.

Ein Schaumimpliziert ja eine Art von Struktur. Für mich hört sich das eher nach Rauschen an.

Der String ist sozusagen das kleinste Elementarteilchen überhaupt.

Aber es fällt nicht unter die Planck-Länge, oder doch? Ich bin auch nurinteressierter Laie.

Aber es fällt nicht unter die Planck-Länge,

Im Prinzip schon. Ich zitieremal Wiki, weil es dort recht gut erklärt wird:

>>Die Stringtheorie beseitigt dasin der klassischen Theorie auftretende Problem der Singularitäten (siehe auchSingularität (Astronomie)), das sich ergibt weil die klassische Physik ein Teilchen alsPunkt ohne Höhe, Breite und Länge ansieht. Durch den „Trick“, alle Teilchen als kleinevibrierende Saiten oder Fäden zu definieren, die eine Länge nahe bei oder exakt gleichder Plancklänge haben, vermeidet die Stringtheorie Probleme in der Interpretation der derklassischen Physik zugrunde liegenden Formeln, wenn man die Ergebnisse der Formeln beiLängen von Null (der Teilchengrösse der klassischen Theorie) zu interpretieren versucht.Gegenüber der Quantenmechanik vermeidet sie Probleme der physikalischen Interpretation,die sich durch das teilweise partikelhafte und wellenhafte Verhalten vonElementarteilchen ergeben (siehe hierzu Welle-Teilchen-Dualismus).

Es gibt auchweitergehende Stringtheorien (D-Branes und NS-Branes), welche die Teilchen nicht nur alseindimensionale Strings ansehen, sondern auch höherdimensionale Objekte verwenden. AllenStringtheorien gemeinsam ist, dass sie postulieren, dass sich physikalischeFreiheitsgrade, also Teilcheneigenschaften, mit Hilfe zusätzlicher Dimensionen unsererWelt beschreiben lassen<<

Ein Schaum impliziert ja eine Art von Struktur. Fürmich hört sich das eher nach Rauschen an.

Ich glaube, das eine hat mit demanderen nicht wirklich etwas gemein. Du fragtest ja, ob es innerhalb dieser zusätzlichenDimensionen Objekte gibt und das kann im Prinzip nicht der Fall sein, weil diese Objektenicht kleiner sein können als die elementaren Strings.

Ich glaube, das eine hat mit dem anderen nicht wirklich etwas gemein. Du fragtest ja,ob es innerhalb dieser zusätzlichen Dimensionen Objekte gibt und das kann im Prinzipnicht der Fall sein, weil diese Objekte nicht kleiner sein können als die elementarenStrings.

Jez stell isch misch ma janz doof: Ja, watt is dann in diese andernDimensionen?! Wenn da nix is, wozu braucht mer se dann?

Wenn da nix is, wozu braucht mer se dann?

es sind in erster liniebeschreibungen, die definiert werden, um eine theorie in einklang zu bringen.

Aha, da ist der Knackpunkt: die Realität wird in mathematische Kategorien einsortiert,die eine Theorie möglichst "elegant" aussehen lassen, wogegen ja nichts zu sagen ist,aber manchmal kommt es mir wie Taschenspielerei vor.

nein, es heisst nicht automatisch, dass eine theorie möglichst elegeant sein muss,sondern, dass eine theorie den bestand der schlüssigkeit erfüllt.

mit je mehrteilaspekten sich eine theorie verträgt, desto wahrscheinlicher ist auch ihrerichtigkeit.

dass solche theorien bisher keine bildliche beschriebung haben,liegt einfach an der tatsache, dass sie noch nicht experimentell nachgewiesen werdenlönnen.

beschreibung

können


sollte es heissen....

dass solche theorien bisher keine bildliche beschriebung haben, liegt einfach an dertatsache, dass sie noch nicht experimentell nachgewiesen werden lönnen.

Dasist schade.

durchaus. ich denke, dass sich dieser zustand aber in den nächsten 10-15 jahren radikaländern wird. schon in den nächsten jahren können uns viele neue erkenntnisse erwarten,wenn der neue teilchenbeschleuniger fertig ist.

Ohja, stimmt ja, grosse Ereignisse wurden angekündigt...Das Teil in Frankreich, shit, ichkomm nicht mehr drauf...lange nichts mehr von gehört...?