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2 themen: ende der welt und zeitreisen

25 Beiträge, Schlüsselwörter: Welt, Zeitreisen, Ende
selene
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2 themen: ende der welt und zeitreisen

05.01.2005 um 19:42
@kgersen
Kannst du das mit der Stringtheorie nochmal genauer erklären oder mir ein paar links geben, weil ich versteh nicht so genau, was du meinst, also was diese strings genau sind und warum man in die vergangenheit geschleudert wird, wenn zwei von denen mit einer hohen Geschwindigkeit aneinander vorbeifliegen. ich finde das Thema aber ganz interesannt.

LG

Was ich segne muss verderben, nur mein Gift kann dich befreien.
Um zu leben musst du sterben...: graf von Krolock(Tanz der Vampire)


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oberheimer
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2 themen: ende der welt und zeitreisen

05.01.2005 um 19:57
@kgersen: Wie schon gesagt, ein Wurmloch verbindet 2 Systeme, somit sind beide Systeme die gleichen und somit ist es keine Zeitreise, auch nicht auf der Quantenebene.

Wenn der Lehrer am Ende einer Physikprüfung schreibt "Viel Glück", so irrt er sich seines Faches nicht, denn:
Viel Glueck = Vi(e^2)(l^2)Guck
Wobei: V: Volumen, i: komplexe Einheit, e: eulersche Zahl, l^2=A: Fläche, G: Gravitationskonstante, u: Variable, c: Lichtgeschwindigkeit, k: Adiabatenkoeffizient oder Bolzmannkonstante.


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2 themen: ende der welt und zeitreisen

11.01.2005 um 18:05
@oberheimer

zum Thema Wurmloch-Zeitmaschine:

Sorry, habe tatsächlich ein wichtiges Detail ausgelassen: Ein Wurmloch wird dann zu einer Zeitmaschine, wenn sich eines der beiden Enden mit relativistischer Geschwindigkeit bewegt, also mit einem so großen Anteil der Lichtgeschwindigkeit, dass Zeitdehnungseffekte spürbar werden. Beide Öffnungen sollten sich möglichst nahe beieinander befinden, d. h. das Raumschiff, das das bewegte Ende des Wurmlochs festhält, muss sozusagen eine Kurve fliegen.

Wenn nun ein Beobachter vom stationären Ende des Wurmlochs (zeitliches Bezugssystem) durch den Weltraum - also außerhalb des Wurmlochs - zu dem sich bewegenden Ende fliegt und diesmal durch das Wurmloch zum stationären Ende zurückkehrt, so landet er in der Vergangenheit, wobei Zeitdifferenz davon abhängt, wie groß die Zeitdilatadation (Zeitverzögerung) des sich bewegenden Wurmlochendes ist. Diese Runde kann man natürlich wiederholen und so immer weiter in die Vergangenheit „vorstoßen“.

Die Idee kannst du nachlesen in: Paul Halpern, Löcher im All, rororo 1997. Halpern lehrt Physik an der State University New York.

Man kann das eine Wurmlochende auch in die Nähe eines Neutronensterns bringen, anstatt es schnell zu bewegen, um die gewünschte „Zeitdifferenz“ zu erzeugen. Siehe dazu „How to build a time machine” (scientific american, September 2002, http://www.sciam.com/article.cfm?articleID=0004226A-F77D-1D4A-90FB809EC5880000).

Insgesamt wäre zu sagen: Die Frage, ob Reisen in die Vergangenheit möglich sind, wird meines Wissens von theoretischen Physikern seit etwa 30 Jahren diskutiert. Die Antwort scheint zu lauten, sie sind mit den bekannten Naturgesetzen vereinbar. Ob wir tatsächlich eine Zeitmaschine bauen könnten, ist eine andere Frage.

Da jedoch alle beschriebenen Vorschläge für Zeitmaschinen letztendlich darauf beruhen, dass der leere Raum in einer gewünschten Weise gekrümmt wird, kann man davon ausgehen, dass wir auch problemlos Zeitmaschinen bauen können, sollte es uns jemals gelingen, die Erzeugung von Gravitation zu beherrschen. Allerdings können diese Maschinen keinen Zeitpunkt besuchen, der „vor“ ihrer Erschaffung lag.

@ selene

Melde mich nochmals zum Thema "strings", sobald ich etwas Zeit habe.


Gruß,
kgersen


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2 themen: ende der welt und zeitreisen

12.01.2005 um 17:24
@selene

Die wolltest wissen, was kosmische Strings sind.

Ich versuch’ zunächst mal, den „schweren Brocken“ der Stringtheorie zu erklären. Dabei erhebe ich nicht den Anspruch auf Vollständigkeit oder Genauigkeit. Wenn dir das Ganze zu lang ist, dann gehe gleich zum Ende des Textes, wo ich kurz versuche, die kosmischen Strings zu beschreiben.

Die String-Theorie wurde Anfang der achtziger Jahre entwickelt, eigentlich aus „Verzweiflung“. Die Physiker suchen seit langem nach einer „Theorie für alles“, die es erlaubt, alle Naturkräfte und Erscheinungen zu erklären. Bei dieser Suche blieben zwei Theorien übrig:

- die Quantentheorie und
- die Relativitätstheorie.

Einige Probleme dieser Theorien:

- Die Quantentheorie kann einigermaßen zufriedenstellend erklären, was im Bereich der Atome und Elementarteilchen geschieht. Auf größere Objekte ist sie nicht anwendbar (bzw. nur in einigen seltenen Ausnahmefällen).

- Die Relativitätstheorie kann sehr gut auf größere Objekte angewendet werden, im atomaren Bereich bringt sie wenig. Man kann auch nicht die Relativitätstheorie aus der Quantentheorie ableiten oder umgekehrt.

- Die Quantentheorie liefert Erklärungen für die Existenz von drei der vier bekannten Naturkräfte: elektromagnetische Kraft, starke Kernkraft (hält die Atomkerne zusammen), schwache Kernkraft (verantwortlich für den radioaktiven Zerfall). Die Schwerkraft kann die Quantentheorie jedoch nicht sinnvoll erklären.

- Das Teilchenzoo-Problem: Mit Hilfe immer stärkerer Beschleuniger wurden immer mehr Elementarteilchen gefunden (inzwischen sind es über 250). Um „Ordnung“ hineinzubringen, geht man davon aus, dass diese Teilchen aus wenigen kleineren Teilchen (Quarks) nach einer Art „Baukastensystem“ zusammengesetzt sind. Es könnten jedoch jederzeit neue Teilchen gefunden werden, zu deren Erklärung wiederum die Erfindung neuer Quarks erforderlich wären usw. .Auch könnten die Quarks aus noch kleineren Teilchen bestehen. Mit einem Wort, das könnte endlos so weitergehen.

Die Stringtheorie versucht einen Ausweg zu finden, indem man unterstellt, dass winzige „kosmische Saiten“ (strings) existieren, die viel kleiner als die Quarks sind. Alle Elementarteilchen wären dann nur verschiedene Schwingungszustände, dieser Saiten. Auch die Naturkräfte könnte man so evtl. ableiten.

Die Sache hat aber einen Haken: Das Ganze funktioniert rechnerisch nur, wenn sich die Strings auf bis zu 10 Dimensionen erstrecken. Da die Vorstellung einer Saite dann eigentlich nicht mehr passt, spricht man nicht mehr von strings, sondern von „branen“ (von Membran abgeleitet).

Wie ist das nun mit diesen 10 Dimensionen ? Ein Gegenstand mit 3 Dimensionen hat Länge, Breite, Höhe. Ein 4dimensionaler Gegenstand erstreckt sich in eine weitere Richtung, was wir uns aber nicht mehr vorstellen sondern nur noch berechnen können. Mit weiteren Dimensionen ist das genauso. Neben unserer Zeitdimension gibt es in der Stringtheorie außerdem mindestens eine „virtuelle Zeitdimension“. Kann die Zeit „in die Breite“ gehen ?

Die Physiker versuchen erst gar nicht, sich das vorzustellen, sie rechnen einfach.

Ein weiteres Problem der Stringtheorie: Wir kennen nur 3 Raumdimensionen. Wo sind die anderen ? Wenn diese einfach so „nebenan“ vorhanden wären, müssten sich Auswirkungen auf unser Universum ergeben. Ich meine mich zu erinnern, dass mal jemand ausgerechnet hat, das in einem 6dimensionalen Universum die Planetenbahnen nicht stabil wären.

Aus diesem Grund kam man auf die Idee, dass die Zusatzdimensionen vielleicht „eingerollt“ (kompaktifiziert) sind und deshalb keine Auswirkungen auf unsere Welt haben.

Um das zu veranschaulichen, stelle dir der Einfachheit halber ein dünnes Blatt Papier als „brane“ vor. Es hat zwei Dimensionen (Länge und Breite). Wenn man es in einer Richtung sehr stark einrollt, fällt die Breite kaum noch ins Gewicht. Im Extremfall ergibt sich ein „Strich“, die Breite des Papiers wirkt sich nach außen nicht mehr aus.
Nun könnte man das Papier auch der Länge nach einrollen und so auch die Längendimension für die Außenwelt beseitigen. Natürlich sind Länge und Breite der brane nach wie vor vorhanden, sie sind nur nicht mehr sichtbar.
In gleicher Weise sind die Zusatzdimensionen der strings "eingerollt".

Die äußerst komplizierten Gleichungen der Stringtheorie sind sehr schwierig zu berechnen und liefern zahlreiche Lösungen. Bis jetzt hat noch niemand eine Lösung gefunden, die in allen Punkte befriedigend wäre. Es könnte also sein, dass die Theoretiker noch Jahre oder Jahrzehnte rechnen, bis sie auf eine Lösung stoßen, die genau den Naturgesetzen entspricht, die wir in unserem Universum vorfinden.
Auch wenn dies der Fall wäre, könnte es sich um einen Zufall handeln, falls aber nicht, so hätte man die „Theorie für alles“ gefunden.

Es ist auch noch unklar, mit welchen praktischen Experimenten oder Messungen man die Stringtheorie evtl. beweisen könnte (was aber nicht heißen soll, dass dies nie möglich sein wird).

Insgesamt lässt sich sagen: Die Stringtheorie liefert (vielleicht) eine hirnverdrehende, aber schlüssige Vorstellung, wie die Welt aufgebaut ist. Das ist es, was die Physiker an ihr fasziniert.


Nun zu den kosmischen Strings: Aus der Entstehungszeit des Universums könnten Strings mit extrem hoher Energie und wahrhaft kosmischer Ausdehnung übriggeblieben sein: Ultradünne Energiefäden mit einer Länge von mehreren Lichtjahren. Wenn zwei dieser Energiefäden mit hoher Geschwindigkeit aneinander vorbeifliegen, würde ein Objekt, das sich in der Nähe befindet, in die Vergangenheit geschleudert.

Bei diesem Konzept handelt es sich nicht um eine Anleitung, wie man eine Zeitmaschine bauen könnte, sondern um ein Gedankenexperiment, mit dem man herauszufinden versucht, ob unsere Naturgesetze Reisen in die Vergangenheit erlauben. Rechnerisch tritt dieser Effekt auf.

Der tatsächliche Bau einer Zeitmaschine ist wohl eher mit einem Wurmloch möglich – siehe dazu meine Posts an Oberheimer.


Hinweis: Versuchs auch mal bei wikipedia unter dem Stichwort „Stringtheorie“.

Gruß
kgersen


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