Wetenschapsforum

Goed, ik ga proberen mijn probleem uit te leggen, alle 'correcte' informatie hierover is welkom (dus ook links, boeken, artikels...)

Dus in ons universum heb je 4 krachten:

de elektromagnetische

de zwakke kernkracht

de sterke kernkracht

de zwaartekracht

Licht is een golfverschijnsel die uit de maxwell-vergelijkingen van de elektromagnetische kracht komt. De snelheid van die golf is volgens de maxwell-vergelijkingen onafhankelijk van het referentieframe van de waarnemer, van waaruit Einstein die constant veronderstelde in ieder inertieframe (sorry voor eventueel foute vertalingen, maar ik doe fysica meestal in het Engels) Waarom die (sterke) voorkeur voor slechts 1 van de vier krachten???

Nu weet ik ook dat er zoiets als zwaartekrachtsgolven zijn, maar die bestaan uit een vervorming van ruimte-tijd, en vallen (volgens mij?) dus buiten de volgende beschouwingen.

Als de sterke kerkracht en zwakke kerkracht ook golfverschijnselen kunnen produceren, dan veronderstel ik dat die ook onafhankelijk van het beschouwde referentiekader zullen zijn, anders zit je met een schending van het relativiteitsprincipe van Galileo. Aldus zouden die zich ofwel ook met de lichtsnelheid c moeten voortplanten (lijkt me 'toevallig') ofwel met een andere snelheid. Die andere snelheid zou ook constant moeten zijn in alle inertieframes... waaruit dan volg dat de relativiteistheorie niet (helemaal) zou kloppen, want de lichtsnelheid is daar de enige constante snelheid in alle inertieframes.

Uit die redenering zou dus volgen dat ofwel

1) de zwakke en sterke kernkracht kunnen geen golfverschijnsel 'veroorzaken'

2) Het golfverschijnsel bestaat, maar plaatst zicht voor aan de snelheid van het licht

De eerste lijkt me 'vrij' plausibel, maar ik ken de betreffende vergelijkingen niet, en kan het niet controleren. Ook lijkt het me vreemd dat de andere twee krachten het juist WEL zouden toestaan.

De tweede lijkt me daarentegen zeer 'toevallig' want via een analoge (esthetische) redenering zou ik dan denken dat zwaartekrachtgolven zich ook aan de snelheid van het licht zou voortplanten, maar uit de artikels die ik gelezen heb over het waarnemen van zulke zwaartekrachtgolven leid ik af dat het niet zo is (e.g. het eerst waarnemen van een supernova en daarna de aankomst van zwaartekrachtsgolven voorspellen). Ik denk dat de andere snelheid van deze golven echter geen afbreuk doet aan de relativiteitstheorie, omdat deze golven een gevolg zijn van de vervorming van ruimte-tijd zelf.

Kan iemand me zeggen waar mijn redenering eventueel spaak loopt? Welke van de twee het zou zijn? Eventueel verdere literatuur?

Ik ben echter geen fysicus, maar een burgerlijk ingenieur (in spe) met een gezonde interesse in fysica, vergeef me dus dat ik niet van de details van zwaartekrachtsgolven, sterke en zwakke kernkracht op de hoogte ben. Ook weet ik dat een vraag als "Waarom een voorkeur voor 1 van de vier krachten?" nu misschien nog tot de metafysica behoort... al denk ik dat er geen reden is waarom er geen reden voor zou kunnen zijn? Ook zou (op een ruimere abstracte schaal bekeken) de redenering impliceren dat ofwel er slecht 1 kracht (naast de zwaartekracht) bestaat die golfverschijnselen kan produceren, en alle andere ofwel niet, ofwel ook golven produceren aan de lichtsnelheid... wat mij dus opnieuw 'toevallig' lijkt.

Bedankt op voorhand.

317070 schreef:Goed, ik ga proberen mijn probleem uit te leggen, alle 'correcte' informatie hierover is welkom (dus ook links, boeken, artikels...)

Dus in ons universum heb je 4 krachten:

de elektromagnetische

de zwakke kernkracht

de sterke kernkracht

de zwaartekracht

Licht is een golfverschijnsel die uit de maxwell-vergelijkingen van de elektromagnetische kracht komt. De snelheid van die golf is volgens de maxwell-vergelijkingen onafhankelijk van het referentieframe van de waarnemer, van waaruit Einstein die constant veronderstelde in ieder inertieframe (sorry voor eventueel foute vertalingen, maar ik doe fysica meestal in het Engels) Waarom die (sterke) voorkeur voor slechts 1 van de vier krachten???

Nu weet ik ook dat er zoiets als zwaartekrachtsgolven zijn, maar die bestaan uit een vervorming van ruimte-tijd, en vallen (volgens mij?) dus buiten de volgende beschouwingen.

Als je de Einsteinvergelijkingen lineariseert, dan komt daar ook een golfvergelijking uit. De Maxwellvergelijkingen zijn al lineair, dus daar hoef je geen benaderingen toe te passen.

Als de sterke kerkracht en zwakke kerkracht ook golfverschijnselen kunnen produceren, dan veronderstel ik dat die ook onafhankelijk van het beschouwde referentiekader zullen zijn, anders zit je met een schending van het relativiteitsprincipe van Galileo.

Dat klopt; het standaardmodel wordt zogenaamd "covariant" opgeschreven: het is in overeenkomst met de speciale relativiteitstheorie. Wat de basis van deze krachten zijn, zijn eigenlijk een soort van "algemene Maxwellvergelijkingen". Om dit beter te begrijpen zul je wat van groepentheorie moeten begrijpen; als je het wiskundig goed wilt begrijpen moet je dit als zogenaamde vezelbundels opvatten.

Elke moderne theorie wordt covariant opgeschreven, zover ik weet. De speciale relativiteitstheorie vormt de basis voor alle moderne veldentheorieën.

Aldus zouden die zich ofwel ook met de lichtsnelheid c moeten voortplanten (lijkt me 'toevallig') ofwel met een andere snelheid. Die andere snelheid zou ook constant moeten zijn in alle inertieframes... waaruit dan volg dat de relativiteistheorie niet (helemaal) zou kloppen, want de lichtsnelheid is daar de enige constante snelheid in alle inertieframes.

Nee. Fotonen zijn massaloos, daarom bewegen deze excitaties met de lichtsnelheid. De W en Z bosonen zijn niet massaloos; dat wordt waargenomen. Dus moeten we een massa aan die deeltjes slingeren. Dat gebeurt via het Higgsmechanisme. Die massa blijkt nogal hoog te zijn, en dat maakt de reikwijdte van de zwakke kernkracht erg klein. Met de sterke kernkracht ligt het nog iets subtieler; daar zijn de gluonen wel massaloos, maar heb je iets als "confinement", wat stelt dat de kracht sterker wordt naarmate de afstand tussen 2 quarks groter wordt. Dat heeft te maken met de betafunctie van de sterke interacties.

Merk op dat we niet kunnen uitrekenen wat die massa's zijn; die moeten we meten. Snaartheoretici menen dat die massa's wellicht kunnen worden uitgerekend aan de hand van de geometrie van de extra dimensies die onze ruimtetijd zou hebben. ( zogenaamde Calabi-Yau variëteiten )

Uit die redenering zou dus volgen dat ofwel

1) de zwakke en sterke kernkracht kunnen geen golfverschijnsel 'veroorzaken'

2) Het golfverschijnsel bestaat, maar plaatst zicht voor aan de snelheid van het licht

Golfvergelijkingen kunnen prima een massaterm bevatten. Je doet nu net alsof alleen massaloze deeltjes aan golfvergelijkingen voldoen.

De tweede lijkt me daarentegen zeer 'toevallig' want via een analoge (esthetische) redenering zou ik dan denken dat zwaartekrachtgolven zich ook aan de snelheid van het licht zou voortplanten, maar uit de artikels die ik gelezen heb over het waarnemen van zulke zwaartekrachtgolven leid ik af dat het niet zo is (e.g. het eerst waarnemen van een supernova en daarna de aankomst van zwaartekrachtsgolven voorspellen).

Uit de golfvergelijking resulterende uit de linearisatie van de Einsteinvergelijkingen volgt dat zwaartekrachtsgolven WEL met de lichtsnelheid bewegen.

Hoop dat je hier wat mee kunt.

Rudeoffline schreef:Elke moderne theorie wordt covariant opgeschreven, zover ik weet. De speciale relativiteitstheorie vormt de basis voor alle moderne veldentheorieën.

Nee. Fotonen zijn massaloos, daarom bewegen deze excitaties met de lichtsnelheid. De W en Z bosonen zijn niet massaloos; dat wordt waargenomen. Dus moeten we een massa aan die deeltjes slingeren. Dat gebeurt via het Higgsmechanisme. Die massa blijkt nogal hoog te zijn, en dat maakt de reikwijdte van de zwakke kernkracht erg klein. Met de sterke kernkracht ligt het nog iets subtieler; daar zijn de gluonen wel massaloos, maar heb je iets als "confinement", wat stelt dat de kracht sterker wordt naarmate de afstand tussen 2 quarks groter wordt. Dat heeft te maken met de betafunctie van de sterke interacties.

Merk op dat we niet kunnen uitrekenen wat die massa's zijn; die moeten we meten. Snaartheoretici menen dat die massa's wellicht kunnen worden uitgerekend aan de hand van de geometrie van de extra dimensies die onze ruimtetijd zou hebben. ( zogenaamde Calabi-Yau variëteiten )

Hmmm, als ik het goed begrijp zijn die W- en Z-bosonen dus naast de voorbrengers van de kracht (zoals ik het geleerd heb) ook manifestaties van de golvergelijking van die kracht. Deze hebben inderdaad een (zware) massa, en kunnen aldus niet met de lichtsnelheid voortbewegen. Maar als ik de redenering dan doortrek, dan heeft deze manifestatie van een golfvergelijking een snelheid, en is die snelheid niet gelijk aan c, en verplaatst de golf zich dus met een snelheid afhankelijk van het gebruikte referentieframe... en als ik de rest van uw post goed lees, dan zeg je dat dit overeen komt met de krachtvergelijkingen van die krachten, omdat die 2 krachten (sterke en zwakke kernkracht) niet lineaire vergelijkingen hebben (wat me inderdaad logisch lijkt... zo op het eerste zicht lijkt die laatste bewering me zelfs een als en slechts als bewering. Dus de krachtvergelijking is lineair <=> het fenomeen is onafhankelijk van het referentieframe)

klopt dit?

Ik ben dan inderdaad geïnteresseerd in hoe die golfmanifestaties uiteindelijk een massa zou kunnen krijgen. Ik ga me eens over het Higgs-deeltje en consoorten inlichten...

Verder uiterst bedankt over je antwoord, ik vond het zeer verhelderend.

P.S. zolang snaar-theoretici geen zinnige voorspelling kunnen doen, maakt het mij niet echt veel uit wat ze te zeggen hebben in het vakgebied van de fysica ik hoop dat de media dat ook eens zal inzien en dat ik u hiermee niet beledigd heb...