Feinstrukturkonstante: Sind die Naturgesetze ortsabhängig?

galileo2609

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Hallo ZA RA,
Nun gut. Sicher liesse sich in den kommenden Tagen nochmal feststellen ob Webb, tatsächlich die ztl. Veränderung von Alpha für noch relevant hält.
du kannst dich ja mal an meinem letzten Post abarbeiten.

Was mich an den Aussagen von RK und Deinen folgenden nun so irritierte war, dass beide in dem Fall GDM sind.
Unsinn. Webb et al. betreiben knallharte Wissenschaft. So und nicht anders funktioniert das. Wenn sich diese Daten unabhängig bestätigen lassen, was so noch nicht sicher ist (siehe 16.09), dann wird das jeden Physiker begeistern.

Grüsse galileo2609
 

ZA RA

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Unsinn. Webb et al. betreiben knallharte Wissenschaft. So und nicht anders funktioniert das. Wenn sich diese Daten unabhängig bestätigen lassen, was so noch nicht sicher ist (siehe 16.09), dann wird das jeden Physiker begeistern.

Beide eure Ansichten RK und Deine= 2 Behauptungen ->Alpha wäre zeitabhängig.
Dies war gemeint, offensichtlich.

Die Ortsabhängigkeit auf die Du wohl oben anspielst, wenn ich richtig verstehe, habe ich nicht gemeint. :rolleyes:

Gruß
z. .. :)
 

aveneer

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Hallo aveneer,

lass solchen Unfug einfach, o.k.?

Grüsse galileo2609
:(
Ich habe überlegt. Entschuldigung – ich werde es zwar dem Frieden zuliebe (danach) unterlassen – aber meine Erfahrung zeigt mir, dass auch Ihr Cracks euch irren könnt.

Wie gesagt, habe es mir überlegt – bleibe aber bei meinem Standpunkt.

Das „Einsteinsche Äquivalenzprinzip“ hat seine Grenzen – wann immer diese überschritten wird, messen wir Abweichungen die man mit der ART alleine nicht mehr erklären kann.

Dazu zähle ich die zu große Rotationsgeschwindigkeit und auch Änderungen der Naturkonstanten. Wobei ich nach wie vor davon ausgehe, dass sowohl die Naturkonstanten wie auch das Äquivalenzprinzip lokal keine Änderungen aufweisen. Auch da nicht, wo wir welche messen.

Warum ich darüber nicht diskutieren darf, im Artikel auf Astronews selbst davon aber die Rede ist, ist mir schleierhaft.

Nun, da ich diesen Gedanken nicht weiter „offiziell“ im Forum diskutieren darf/soll schließe ich diese Sitzung und warte auf neue Messergebnisse.

Habe die Ehre,
Aveneer
 

Klaus

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Das „Einsteinsche Äquivalenzprinzip“ hat seine Grenzen – wann immer diese überschritten wird, messen wir Abweichungen die man mit der ART alleine nicht mehr erklären kann.

Dazu zähle ich die zu große Rotationsgeschwindigkeit und auch Änderungen der Naturkonstanten.

Die "zu großen" Rotationsgeschwindigkeiten lassen sich doch problemlos nach Newton erklären. Nur weil man die ursächliche Materie nicht in heutigen Teleskopen sieht, bedeutet das nicht, daß selbige nicht existiert.
 

voov

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Nachfrage

Das ist wirklich eine sehr faszinierende Entdeckung, so sie sich dann bestätigt. Dass das Universum eine "Richtung" hat wäre, denke ich, ein weiterer Hinweis darauf, dass das wahre Universum sehr viel grösser ist als das sichtbare.

Könntest du dies noch etwas genauer erläutern? Neugier
 

ZA RA

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@Hallo.
Hallo Voov,

hier ein Artikel der in Nachbarthread bzgl. "Variation der Feinstrukturkonstante" gepostet wurde.
http://www.physorg.com/news/2010-10-evidence-varying-fine-structure-constant.html
Carroll takes an entirely different approach to the study. He looks at the fine-structure constant as a scalar field. He explains that, if the telescopes' observations are correct, and the fine-structure constant varies smoothly over the universe, then the scalar field must have a very small mass. However, previous research has shown that the mass is not likely to be extremely small.
Bolds von mir.

Hier ein weiterer Artikel, der die Kritik an Webbs These, inklusive den physikalischen Grundlagen, noch etwas genauer erklärt.
http://blogs.discovermagazine.com/c...fine-structure-constant-is-probably-constant/

Es verdichtet sich weiterhin dass die Daten von Webb, vorerst nicht als signifikante Änderung der "FSK" zu deuten sind.
Nette Grüsse
z
 

Dgoe

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Na gut,

messen wir mal.
Man könnte also eine radioaktive Probe (am besten einen Gamma-Strahler) hernehmen und auf der Erde, so genau wie möglich, die Energie der emittierten Stahlung messen, bzw. nachlesen. Anschließend schießt man das gleiche radioaktive Material mit einem Satelliten in den Weltraum möglichst weit weg von der Erde. An Bord des Satelliten misst man wieder die Engergie der emittierten Strahlung und sendet diese Meßwerte zurück zur Erde. Falls die Strahlungsenergie der radioaktiven Probe während des gesamten Fluges des Satelliten konstant bleibt, sollte an all diesen Stellen auch c konstant sein.
Das hat man aber sicher noch niemals gemacht, oder? Nein, hat man nicht.

Du kannst die Geschwindigkeit des Lichtes an jedem Punkt messen. Es wird nicht langsamer. (...)
Doch, je nach Medium. Das ist eine Falschaussage, Punkt, schäm Dich. Kann sogar ganz extrem langsam werden.

Wir können die Lichtgeschwindigkeit auf der Erde und im Orbit (oder im interstellaren Raum) messen. Wir bestimmen dabei c immer exakt auf denselben Wert, egal wo.
(...)
Es ist eigentlich ziemlich simpel.
Ach ja? Wie funktioniert denn die Messung, oder die Vielen? Sind doch nur Behauptungen. Man hat niemals ein echtes Vakuum erstellen können. Noch weniger darin was echtes gemessen, man rechnet nur rum, annäherungsweise. Rechnet Indexes nach Tabelle, misst nicht, nur indirekt aus anderen Messungen (ganz bestimmt auch mit nivellierten Toleranzen, die sich über Verschachtelung und Aufbau akkumulieren können, herausgekürzt werden, oder ge-eben-et werden). Niemand kennt c genau, wirklich genau. Oder meint jemand doch?


Um mal eventuell einen Definitions-Lapsus zu hinterfragen:
Der Meter als Länge ist definiert als zurückgelegte Strecke des Lichts (m/s). Also ist bei einer Berechnung (Lichtgeschwindigkeit v (hier speziell c) = s / t) der Dividend (meter) gleichzeitig Ergebnis und Berechnungsgrundlage. Die Definition des Einen ist Ergebnis einer Rückrechnung des Selben. So möcht ich mal Bilanzen aufstellen :D
Kommen wir mal zur Zeit:
Eine Sekunde ist das 9.192.631.770-fache der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Nuklids 133Cs entsprechenden Strahlung (Quelle: Wikipedia).
Vielleicht werfe ich jetzt den speziellen Begriff Hyperfeinstrukturniveau mit Feinstrukturkonstante zusammen aber wenn ich Wiki richtig deute, ist die Feinstrukturkonstante eine wesentliche Grundlage des Hyperfeinstrukturniveaus.

Mein Fazit: Länge und (Licht)geschwindigkeit erklären sich gegenseitig.
Haha, offene Tür, Herzlich Willkommen. Hab ich das doch etliche Jahre später wieder aufs Trapez gebracht (Link später), für mich zum ersten mal, aber sau-schön zu sehen, dass ich nicht alleine bin und war. Ich hab das aber anders aufgerollt gehabt, bei Dir folge ich auch nicht wahrlich, ehrlich gesagt. Dennoch die gleiche Irritation, geil.

Niemand, niemand...., niemand kann sich auf eine genau gleiche Lichtgeschwindigkeit berufen, meiner Meinung nach. Kann ja noch so probabel sein, bestätigt aber nicht. Und wenn jemand meint, dass doch, erkläre er mir bitte den einen und anderen Versuchsaufbau (sollten 2 sein). Ich bin mir sicher, da wird sich was finden, das entweder etwas mit den SI-Abhängigkeiten zu tun hat, oder mit den Brechungsindizes, oder sonst wie, das geht nicht genau - dementsprechend kann man auch keine kleinste Abweichungen genau ausschließen, wobei auch immer. Ja oder ja? (Nein ist die falsche Antwort)

Gruß,
Dgoe
 

Herr Senf

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Hallo Dgoe,

ich bin ein Schelm,
mir war klar, daß du ausrastest:
sowas muß man aber gelernt haben!
sonst ...

Grüße Senf
 

Dgoe

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Nochmal. Mann kann doch messen, wie man will, wenn alle Einheiten drum herum so definiert sind, dass sie immer das gleiche Ergebnis liefern, und das nicht auffällt, weil alles gerade noch alles passt!?

Dann hat man es halt so definiert, kann aber nicht mehr messen, wenn man irgendwo was Abweichungen hat, die entweder unter der Toleranz liegen - sich dort dennoch bewegen.
Oder extremer: Man kriegt gröbere Abweichungen gar nicht mit, weil man das in dem ganzen Konstrukt noch unter den statistischen Toleranzen weg-verpacken kann.
Oder noch extremer: Man ignoriert es einfach dann. Was nicht sein kann, kann ja auch einfach nicht sein. Solange es nicht zur Regel wird, ist alles gut. Ich will nicht wissen, wie viele Wissenschaftler Angst vor ihren eigenen Entdeckung hatten, nach dem Motto, bloß nicht, dabei werde ich meinen Job nur los.

Gruß,
Dgoe
 

Struktron

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Hallo,

mich interessiert die Interpretation, was wir unter einer Unveränderlichkeit von Naturgesetzen verstehen sollen? Das alte Thema wurde ja wieder erweckt.

Stellen wir uns vor, wir befinden uns in einem Tauchboot in 1000 m Tiefe. Gelten innen und außen die gleichen Naturgesetze? Was ist mit der Schallgeschwindigkeit? Der Lichtgeschwindigkeit? Gehören deren Messwerte zu den Naturkonstanten und sind durch Naturgesetze erzeugt?
Bei der FSK haben wir eine einfache Zahl. Die Formel lautet:
$$\alpha = \frac{e^2}{4 \pi\, \varepsilon_0\, \hbar\, c }$$​
Was davon ist möglicherweise veränderlich, was nicht? Im umgebenden Wasser ist wohl das c für den Schall veränderlich. Für Licht? Im Wasser ok, ja. In einem Vakuumbehälter nein, da ist es (annähernd) wie im Weltall. Sagt das aber etwas über die Lichtgeschwindigkeit in einer fernen Galaxis? Ist die als Medium, wie das Wasser zu interpretieren? Und alles zwischen uns und der Galaxis? Wie bewegte sich das Licht auf dem Weg zu uns? Bei über 10 Milliarden Jahren? Wir sagen, auf einer Geodäte. Hat der Energie-Impuls-Tensor auf diesem Weg immer den gleichen Wert? Nein, beim Vorbeiflug an anderen Galaxien ändert sich was. Gravitationslinsen,... Überall gilt die ART, also das von ihr beschriebene Naturgesetz. Ist dabei aber immer die Lichtgeschwindigkeit konstant c = 1? Und was ist mit der FSK? Ist die wegen ihrer Dimensionslosigkeit vielleicht etwas Grundsätzlicheres als c?

MfG
Lothar W.
 

TomS

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Man kann das nicht so im luftleeren Raum diskutieren. Naturgesetze und Naturkonstanten haben einen Kontext, innerhalb dessen sie definiert werden.

Die moderne Physik beschreibt diesen Kontext oft mittels einiger Felder sowie einiger Parameter; diese gehen in die sogenannte Lagrange-Funktion oder -Dichte ein; diese wiederum ist dann eine kompakte Zusammenfassung der Naturgesetze (wobei es noch eine Meta-Ebene gibt, z.B. die implizite Annahme, dass diese Methode mittels Lagrange-Dichte funktioniert, Konstruktionsprinzipien für dieselbe, Quantisierungsvorschriften usw.).

Wenn man nun die Veränderlichkeit von Naturgesetzen diskutiert, muss man sehr präzise definieren, auf welcher Ebene sie sich ändern sollen.

Sollen sich lediglich die Werte der Parameter ändern? Dann wären diese Funktionen von Raum und Zeit. Oder es würde sich bei einigen Parametern letztlich sogar um echte Felder handeln.

Oder soll sich die Lagrange-Dichte als Ganzes ändern? Oder gar deren Konstruktionsprinzipien?
 

Dgoe

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Das

ist mal echt einleuchtend nachvollziehbar. Müsste man nur noch die Lagrange-Punkte, äh... -Dichte verstehen lernen. Aber solange aussen vor, egal.

Danke Tom, so schön simpel dargestellt, wie die Beziehungen zueinander ticken, habe ich selten oder noch nie gelesen. Dafür liebe ich das Forum und Euch alle und Dich, Tom.

Wie fasst jetzt die L.-Dichte oder -Funktion die Naturgesetze gleich zusammen? (Doch studieren?)

Kann man sich die Konstruktionsprinzipien einfach so neu überlegen, solange sie die Messergebnisse berücksichtigen?
Ok, dafür sollte man alle Messungen am Besten kennen (doch studieren!)
Und was passiert, wenn zum Beispiel alles zu einem Gebäude prima stimmt, bis auf ein einziges Experiment?
Dieses aber in den Tiefen der Details des Papers noch Hintertürchen oder Ungewissheiten offen lässt?

Solcherlei (letzteres) hab ich schon ein paar mal entdeckt, obwohl nur wenige gelesen. Liest man genau, dann aber eben doch schon mal dies und das...

Mögen dann auch mal von 2 oder einem Dutzend der Papers die Alternativen herausgefordert werden, was ist dann? Man könnte doch nichts dagegen sagen, ausser unwahrscheinlich. Nur wie oft war schon was unwahrscheinlich, aber später dennoch anerkannt worden? Dann meist durch neue Erkenntnisse durchaus, aber deswegen war es zuvor ja nicht einfach Nonsens, sondern auch schon Realität, die halt erst später anerkannt wird, wurde.

Ist jedenfalls schwierig sich ein Bild zu machen, egal wie viel man studiert, meine ich. Mit Studium hören die Ungewissheiten und potentielle ja nicht auf. Können weniger werden, aber auch mehr Richtung Holzweg führen, stelle ich mir vor.

Ich würde das nur gerne hier zwischendrin oder woanders mal ansprechen und dazu Meinungen erfahren. Sicher sind derlei Überlegungen auch Dinge, die sich andere überlegen, die vielleicht noch viel ernsthafter gleich morgen loslegen wollen mit Studium und allem und so, oder lieber etwas anderes wählen. Das sind Fragen, die sich Laien stellen. Laien sind auch diejenigen vor einem entsprechenden Studium.

Man fragt sich vorher schon, was da geht, oder ob da nur so gut wie gar nichts geht. Oder doch, was ist denn noch offen? Richtig offen? Versteckt offen usw.

Gruß,
Dgoe
 
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Struktron

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Hallo Tom,
Man kann das nicht so im luftleeren Raum diskutieren. Naturgesetze und Naturkonstanten haben einen Kontext, innerhalb dessen sie definiert werden.

Die moderne Physik beschreibt diesen Kontext oft mittels einiger Felder sowie einiger Parameter; diese gehen in die sogenannte Lagrange-Funktion oder -Dichte ein; diese wiederum ist dann eine kompakte Zusammenfassung der Naturgesetze (wobei es noch eine Meta-Ebene gibt, z.B. die implizite Annahme, dass diese Methode mittels Lagrange-Dichte funktioniert, Konstruktionsprinzipien für dieselbe, Quantisierungsvorschriften usw.).

Wenn man nun die Veränderlichkeit von Naturgesetzen diskutiert, muss man sehr präzise definieren, auf welcher Ebene sie sich ändern sollen.

Sollen sich lediglich die Werte der Parameter ändern? Dann wären diese Funktionen von Raum und Zeit. Oder es würde sich bei einigen Parametern letztlich sogar um echte Felder handeln.

Oder soll sich die Lagrange-Dichte als Ganzes ändern? Oder gar deren Konstruktionsprinzipien?
Wenn wir uns hier mal auf die dunkle Energie beschränken, könnte ein Ansatz von Dragan Huterer (übrigens aus Sarajevo) zur einfachen Simulation auch bei Überlegungen zu ortsabhängigen Naturgesetzen helfen. Vielleicht helfen (ob sich hier jemand dazu durchringt, das nachzuvollziehen?) die fundierten theoretischen Überlegungen auch im Hinblick auf die Aussagen im eröffnenden Artikel von Astronews zu diesem Thema:
...
Die Feinstrukturkonstante ist eine einheitenlose Kombination aus der elektrischen Ladung, der Lichtgeschwindigkeit, der elektrischen Feldkonstanten und dem Planckschen Wirkungsquantum. Änderungen der Feinstrukturkonstanten bedeuten also, dass sich mindestens eine dieser Naturkonstanten ändern muss und somit die physikalischen Naturgesetze nicht überall im Kosmos dieselben sind.

"Unser Ergebnis deutet also auf eine Verletzung des Einsteinschen Äquivalenzprinzips hin", so Webb und seine Kollegen, "und liefert damit einen Hinweis darauf, dass das Universum unendlich oder zumindest sehr groß ist und das von uns überschaubare 'Hubble-Volumen' nur ein kleiner Teil davon, mit vergleichsweise geringen Änderungen der physikalischen Konstanten ist." Weitere unabhängige Beobachtungen seien nötig, um diesen an den Grundpfeilern der Standardphysik rüttelnden Befund zu überprüfen.

MfG
Lothar W.
 

TomS

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Wenn wir uns hier mal auf die dunkle Energie beschränken, könnte ein Ansatz von Dragan Huterer ... zu ortsabhängigen Naturgesetzen helfen.
Ich kann nicht erkennen, was eine variable Feinstrukturkonstante mit der Dunklen Energie zu tun haben soll.

Eine Änderung der Feinstrukturkonstanten bedeutet nicht unbedingt ortsabhängige Naturgesetze; das ist wiederum abhängig von Kontext. Z.B. erzeugt die Stringtheorie Skalarfelder, die (da in sehr guter Näherung konstant) mit Kopplungskonstanten identifiziert werden können; dabei ist die Stringtheorie selbst "nicht variabel".
 

Struktron

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Hallo Tom,
Ich kann nicht erkennen, was eine variable Feinstrukturkonstante mit der Dunklen Energie zu tun haben soll.
Gerade das Gegenteil möchte ich ja zur Diskussion stellen: ist die FSK das grundsätzlich Unveränderliche?
I
Eine Änderung der Feinstrukturkonstanten bedeutet nicht unbedingt ortsabhängige Naturgesetze; das ist wiederum abhängig von Kontext. Z.B. erzeugt die Stringtheorie Skalarfelder, die (da in sehr guter Näherung konstant) mit Kopplungskonstanten identifiziert werden können; dabei ist die Stringtheorie selbst "nicht variabel".
Bei prinzipiell unveränderlicher FSK, beispielsweise durch unabhängig von Ort und Zeit im Vakuum erzeugte Dynamik, müsste der Effekt, den auch Astronews vor fünf Jahren ansprach, falls der nicht ausgeräumt wurde, durch Veränderung anderer Parameter in der Formel für die Rotverschiebung erfolgen. Einerseits können das die Distanzen sein, woraus für das Urknall-Modell Argumente folgen. Andererseits könnte auch die Lichtgeschwindigkeit orts- und/oder zeitabhängig veränderlich sein. Solche Überlegungen sind mMn immer noch eine näher an der Standardkosmologie liegende Erweiterung der Standardphysik, als dies mit Strings,... möglich ist. Die Dunkle Energie benötigt nur den Mechanismus ihrer Erzeugung. Bei gleichzeitiger Erzeugung von (Dunkler) Materie durch Ansammlung des im Vakuum vorhandenen Substrats (egal wie wir das nennen), müsste die darin enstehende Durchschnittsgeschwindigkeit kleiner werden und die der Umgebung größer (Dunkle Energie). Energieerhaltung sollte dabei gelten. Könnte die Ausdünnung der Umgebung gravitierender Materie dann auch als Ausdehnung des Universums interpretiert werden?

MfG
Lothar W.
 
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