Branwelt

Ich habe mich vor einiger Zeit mit dem Thema Branen beschäftigt, aber dann aus den Augen verloren. S. Hawking schlug eine M-Theorie vor, die Raumzeit soll im M-Theoretischen Netz mathematischer Modelle zehn oder elf Dimensionen aufweisen. Diese zusätzlichen 6-7 Dimensionen sollen aber klein und eng aufgerollt sein. Es wurde angedacht das eine der Zusatzdimensionen eventuell gross, bzw. unendlich ist.

Er erhoffte sich, dass durch neue Teilchenbeschleuniger der Beweis für diese grosse Zusatzdimension erbracht wird.

Eine grosse Zusatzdimension würde darauf schließen lassen, das wir auf einer vierdimensionalen Bran einer höherdimensionalen Raumzeit leben.

Meine Frage hierzu, hat sich in den letzten Jahren etwas getan, was diese Annahmen bestätigt?

Ich würde in diesem Thread gerne alles bezüglich einer Branwelt sammeln und habe die Vermutung, wenn es mehrere Branen gibt, das dies auch eine Erklärung für die dunkle Materie, oder besser gesagt deren gravitativen Einfluss bieten könnte.

@vycanismajoris
Ich selbst habe etwas über die p-Branen gelesen, oder werde es noch im Kapitel "schöne neue Branwelt" des Buches "das Universum in der Nussschale" von Stephen Hawking (hast du es auch aus diesem Buch?)
Aber so richtig verstanden habe ich das noch nicht, ich dachte, bei branen handle es sich um Dimensionen , aber so ist es anscheinend nicht, nachdem ich in dem buch was über die Wellenfunktion von teilchen gelesen habe.

vycanismajoris schrieb:Ich würde in diesem Thread gerne alles bezüglich einer Branwelt sammeln und habe die Vermutung, wenn es mehrere Branen gibt, das dies auch eine Erklärung für die dunkle Materie, oder besser gesagt deren gravitativen Einfluss bieten könnte.

Was dunkle materie angeht, ich denke, die einzige erklärung für diese unsichtbare Materie ist, dass sie in diesen "enger aufgerollten" Dimensionen befinden.
"Gravitation" ist eigentlich noch etwas völlig unbekanntes, man weiss nur dass es sie giebt und wie sie wirkt, aber nicht warum sie wirkt.

Ich denke es ist wie mit dem Licht:
Licht ist kostant, egal von wo sie ausgesendet wird, sie ist immer gleichschnell.
Wenn sie ein stern mit 20000 km/s bewegt, und dabei licht aussendet, addiert sich die Geschwindigkeit des Lichtes nicht der des Sterns, anders als bei anderen dingen (zb pistolenschuss von einem fahrenden auto aus).
Also Licht ist Konstant, immer Gleich schnell.

Ich denke, das selbe gilt für Gravitation.
Ich denke Gravitiation ist immer Proportional zur Masse G=mx (es ist natürlich logisch) aber mein gedanke ist, das der Proportionalitätsfaktor m die gravitationskonstante ist, und x die dichte des ortes im Raum ist.
das Produkt G wäre dann die Gravitation, und ich denke, diese Gravitationskonstante ist in jeder Bran, in jeder dimensional dieselbe, und sie wirkt wie die zeit, nicht nur in unseren 3 (+1,zeit) Dimensionen, sondern sie wirkt in allen dimensionalen, also sie wirkt Interdimensional.

Bezüglich der Gravitationswirkung aus den eingerollten Dimensionen gehe ich eher davon aus dass die Gravitationswirkung aus einer grösseren Zusatzdimension stammt.

Aber der Ansatz ist derselbe, nämlich der dass die sogenannte dunkle Materie nicht innerhalb unseres Universums zu finden sein wird, sondern das ihre gravitativen Auswirkungen von aussen auf „unsere Bran“ wirken.

Die Vorstellung einer Bran, die in eine höhere Dimension eingebettet ist, hat einen grossen Vorteil gegenüber Thesen eines Multiversums mit dem gravitative Wechselwirkungen auftreten könnten.

Mit anderen möglichen Universen die sich aus dem anfänglichem Quantenschaum gebildet haben könnten, ist nicht zu erwarten das irgendeine Wechselwirkung möglich ist, weil der Aufbau und die Naturgesetze vermutlich ganz andere als in unserem Universum wären.

Die Reichweite von Gravitation ist unbegrenzt und die Wirkung lässt sich nicht abschirmen, sollte es noch andere Dimensionen geben, die aber immer noch ein Bestandteil unseres Universums sind, wären gravitative Wechselwirkungen möglich, die die dunkle Materie erklären könnten.

Es wäre auch eine Erklärung dafür, dass der Grossteil der baryonischen Materie an den Wänden sogenannter Voids, riesiger Leerräume in unserem Universum klebt. Es wäre dann nur logisch, dass unsere Materie die kürzest mögliche Verbindung mit der Masse, die aus einer anderen „Bran“ heraus gravitativ wirkt, sucht. Umgekehrt genauso.

Zu deiner Formel würde ich gerne wissen welchen Wert du für die Gravitationskonstante nimmst. Meines Wissens nach ist der nicht so genau, wie andere Konstantenwerte. Bei deinem Wert X für die Dichte, kommt es bezüglich der Gravitation noch auf die Entfernungen an. Würde man z.B. die Sonne auf ihre halbe Grösse bringen hätte dies kaum gravitative Auswirkungen auf unsere Erde, auch wenn die Dichte zugenommen hat, da die Masse gleich geblieben wäre.

@vycanismajoris
Meine formel ist nicht "meine formel" ich nahm es nur als beispiel um meinen gedanken besser zu umschreiben.

vycanismajoris schrieb:Würde man z.B. die Sonne auf ihre halbe Grösse bringen hätte dies kaum gravitative Auswirkungen auf unsere Erde, auch wenn die Dichte zugenommen hat, da die Masse gleich geblieben wäre.

Es stimmt, die gravitation der sonne bleibt im bezug zur Erde gleich, geht aber von einem kleineren objekt aus, die Dichte spielt eine recht große rolle.

Die dichte besagt(ich vermute es) eher die Gravitation unmittelbar an der oberfäche des Objektes.
Du kannst es dir so vorstellen, wäre die Sonne ein riesiger nebel von extrem geringer dichte, bliebe die gravitation die selbe, wenn man die gravitation jedes Teilchens des Nebels zusammenzählen würde, sie wikt jedoch extrem verstreut.

Deshalb habe ich in meiner beispiel-formel nicht den faktor masse genommen, sondern den faktor dichte.
Hätte ich den faktor masse genommen, entspräche der antwortsatz folgendem:"gravitation pro Kilo"

und "gravitation pro kilo" ist natürlich falsch. Jedes Teilchen hat eine gewisse gravitation, also heisst es eher "gravitation pro teilchen" und die dichte gibt an, wieviele teilchen pro kubik-einheit existieren.
Meine formel ist im grunde genommen falsch und unvollständig, ich würde mittlerweile eher diese vorschlagen:

G= dichte/gr.Konstante * gesamtgröße des Objektes

Der erste teil (dichte geteilt durch die Gravitations-Konstante) würde die wirkung der gravitationskonstante pro kubit-einheit des objektes angeben -es ist auch logisch:
Je mehr teilchen pro m³ existieren, desto höher ist die Gravitation.
Und wie viele teilchen das objekt nun wirklich hat, hängt von der gesamtgröße ab,
die, da wir mit der dichte gearbeitet haben, auch das gesamtgewicht des Objektes mit einbezieht.
(Die obige formel ist nur ein beispiel um meinen gedanken näher zu erleutern, es ist keine wirklich existierede bewiesene formel)

vycanismajoris schrieb:Die Reichweite von Gravitation ist unbegrenzt und die Wirkung lässt sich nicht abschirmen, sollte es noch andere Dimensionen geben, die aber immer noch ein Bestandteil unseres Universums sind, wären gravitative Wechselwirkungen möglich, die die dunkle Materie erklären könnten.

Den gedanken kann ich nicht zu 100% teilen.
Zuerst musst du mir erklären inwiefern dieses "innere universum" noch bestandteil unseres eigenem ist.
Gravitation wird in büchern oft so erklärt:
Wenn das universum ein tuch wäre, würde massereiche objekte die darrauf liegen ihn nach innen krümmen, und neben anderen effekten auch noch die gravitation somit verursachen.

Wenn jedoch dieses andere universum sein eigenes "Tuch" hat, dann wäre eine wechselwirkung der Gravitation nicht mehr möglich, egal wie hoch sie ist.
Falls du meins, dieses "innere" universum, wäre teil unseres Universums, zb so , dass teille des raumzeit-geflechtes noch in das fremde universum hineinragen, dann würe es natürlich zutreffen, dass die gravitation auf diesem wege in unser Universum findet.

Die M-Theorie ist ja übergeordnet über der String-Theorie.
Es gibt insgesamt 5 String Theorien die im Grunde alle das gleiche aussagen, nämlich das es kleine schwingende Fäden statt Atome gibt.
Diese schwingen auf unterschiedlichen Frequenzen und erzeugen so die verschiedenen Elementarteilchen die wir kennen.
Momentan wird in diesem Bereich immer noch gerechnet und gerechnet.
Außerdem wird in der Schweiz, wie ihr sicher wisst, auch wenn es in den Medien wieder nach der Sensationsgeilheit um mögliche Schwarze Löcher ausgeblendet wurde,
an einem Teilchenbeschleuniger(LHC) nach dem so genannten Higgs Boson gesucht.
Dieses Teilchen so wird in der Theorie angenommen verleiht der Materie die Masse.

Unter anderem wird auch die Supersymmetrie im LHC versucht nachzuweisen.
Die M-Theorie beinhaltet die eine Theorie der Spupergravitation,
die die Relativitätstheorie von Einstein und die Supersymmetrie vereinheitlichen will.

Die Supersymmetrie beinhaltet die Theorie, dass sich Bosonen und Fermionen ineinander umwandel können, also auch das Higgs- Boson welches im LHC nachgewiesen werden soll.
Das ist also praktisch der Schlüssel.

Ich sehe gerade wird es wieder spannend:

http://www.lhc-facts.ch/index.php?page=news2010

Die erste Schwerionen Kollision soll in ca. 23 Stunden erfolgen.

Schaut selbst mal rein.
Übrigens die Leistung des LHCs wurde auf 3,5TeV angehoben und wird auch noch wesendlich höher bis auf 7TeV angehoben

23.09.2010 - Neue Physik in Sicht?
Durch den CMS-Detektor wurde ein Anzeichen für ein neues Phänomen bei Proton-Proton Kollisionen hoher Multiplizität entdeckt. Bei hoher Mulitplizität, d.h. bei Kollisionen in denen vergleichsweise viele Teilchen entstehen (> 100), konnte eine Korrelation zwischen den Winkeln, mit denen die neu entstandenen Teilchen am Kollisionspunkt auseinanderfliegen, nachgewiesen werden. Der Winkel dieser Teilchen wird durch die Pseudorapidität (η) und den Azimutalwinkel (Φ) angegeben. Im Vergleich zu Kollisionen geringer Multiplizität wurden bei hohen Teilchendichten Teilchenpaare erzeugt, die sich im gleichen Azimutalwinkel vom Kollisionspunkt wegbewegen, so als ob die Teilchen bei ihrer Entstehung im Kollisionspunkt irgendwie aneinander gekoppelt waren.
Bei Kollisionen am RHIC-Beschleuniger in den USA konnte zwar ein ähnlicher Effekt beobachtet werden, jedoch noch nie bei Proton-Proton Kollisionen. Weitere Analysen sind nun geplant um dieses Phänomen genauer zu untersuchen. Möglicherweise können die LHC-Schwerionenkollisionen im November bei denen Bleikerne zur Kollisionen gebracht werden weitere Hinweise liefern.

04.11.2010 - Es werde Licht
Der nächste Meilenstein steht an. Heute endete der LHC-Betrieb mit Protonen. Nun beginnen die Vorbereitungen für die ersten Blei-Ionen Injektionen. Zuerst werden nur einzelne Blei-Ionenpakete mit einer Energie von 450 GeV den LHC-Speicherring durchlaufen, um die Kollimatoren optimal auszurichten und Injektionstests durchzuführen. Danach werden die Teilchenstrahlen auf ihren Interaktionspunkt (IP) ausgerichtet um die Pakete zur Kollision zu bringen. Durch die Kollision zweier Blei-Ionen wird am IP für kurze Zeit ein Quark-Gluon-Plasma (QGP) mit einer Temperatur von mehreren Billiarden Grad Celsius entstehen - ein Zustand wie er kurz nach dem Urknall geherrscht haben müsste.
Da Blei-Ionenkollisionen eine x-fach höhere Teilchenschauerdichte aufweisen als die Kollision zweier Protonen, stellt dies eine besondere Herausforderung für die Detektoren und das WLCG, das Netzwerk der Datenverarbeitung dar. Der ALICE-Detektor wurde speziell für die Erforschung dieser Zustände konzipiert.

trailerguy schrieb:Die Supersymmetrie beinhaltet die Theorie, dass sich Bosonen und Fermionen ineinander umwandel können, also auch das Higgs- Boson welches im LHC nachgewiesen werden soll.
Das ist also praktisch der Schlüssel.

Danke für deine Ausführungen,

meinst du das Bosonen und Fermionen je nach Schwingungszustand einander entsprechen können, oder eine andere Form der Umwandlung?

Was mich brennend interessiert ist, das die Raumzeit nach der M-Theorie 10 oder 11 Dimensionen haben kann, wenn sie auf sehr, sehr kurze Abstände untersucht wird und das eine der Zusatzdimensionen gross sein kann, also eine nicht eingerollte Dimension. Und damit eine andere Bran vorhanden wäre, aus der nur die Gravitation herauswirkt und unsere Bran beeinflussen könnte.

Wobei ich im Moment nicht weiss in wie weit man die Formel F= G x m1x m2 /r² von Massen die zueinander in Beziehung stehen, auf eine interdimensionale Grössse umstellen müsste um den Gravitationswert zu ermitteln.

Sollte es tatsächlich eine höherdimensionale Raumzeit ausserhalb unserer Bran geben, die gravitativ wirkt, würde ich die grossräumige Struktur unseres Universums am ehesten auf die Nachbarschaft einer anderen Bran, die gravitativ wirkt zurückführen.

Denn eines ist klar, so wie die baryonische Materie im Universum verteilt ist, kann sie nicht intrinsisch verteilt worden sein. Das Alter unseres Universums reicht nicht aus um die grossräumigen Strukturen von Voids und Filamenten zu erklären.
Es sei denn man nimmt für die dunkle Materie absurde Eigenschaften an, sie müsste sich dann wie der Raum in Überlichtgeschwindigkeit entfaltet haben, oder besser gesagt noch schneller als der Raum und irgendwann in einer Art Kondensation baryonische Materie gebildet haben.