Theorie van Erik Verlinde

[Marko]

Bij het stukje van Motl rezen mijn wenkbrauwen reeds na een paar zinnen. Hij beweert doodleuk dat entropische krachten irreversibel zijn. Zeker nog nooit met een elastiekje gespeeld.
 
Ik kon het niet laten, en ben even door gaan lezen. Wat een jaloers, misselijkmakend, kleinzielig prutsventje. De Calimero onder de wetenschapsbloggers, zonder twijfel.

[317070]

Hij beweert doodleuk dat entropische krachten irreversibel zijn. Zeker nog nooit met een elastiekje gespeeld.

Euhm, uit nieuwsgierigheid, wat hebben elastiekjes met entropische krachten te maken?

[Math-E-Mad-X]

Ik kon het niet laten, en ben even door gaan lezen. Wat een jaloers, misselijkmakend, kleinzielig prutsventje. De Calimero onder de wetenschapsbloggers, zonder twijfel.

 
Ik heb geen idee in hoeverre zijn kritiek inhoudelijk hout snijdt, maar inderdaad, wat een gefrustreerd mannetje! Puur en alleen om de toon van dat artikel kan ik hem totaal niet serieus nemen. 
 
Overigens ben ik daar niet verbaasd over. Tijdens mijn studie theoretische natuurkunde had ik al door dat er een enorme sfeer van haat en nijd onder de professoren heerste. Ze willen allemaal de nieuwe Einstein zijn en ze hebben allemaal hun eigen ideeen, maar niemand die iets kan bewijzen of ontkrachten, waardoor ze in eindeloze welles-nietes discussies verzanden.

[Emveedee]

Euhm, uit nieuwsgierigheid, wat hebben elastiekjes met entropische krachten te maken?

 
Als je een elastiek uitrekt verminder je zijn aantal mogelijke toestanden, dus de entropie daalt. Dit zorgt ervoor dat het elastiekje z'n oude vorm weer aanneemt als je 'm loslaat:klik

[SIaapkamermug]

Als zwaartekracht niet bestaat, hoe moeten we dan vanaf nu het befaamde voorbeeld van het "zwarte"trampoline-vel met de daarin verzonken reuzenknikkers van planeten aanschouwen? Is er een allegorische tekening voorhanden die het uitbeelden kan of is het te
theoretisch abstract? De theorie moet uiteraard nog op waarheid getoetst worden maar indien dat positief uitgeeft eis ik op voorhand een vervangend visueel leermodel. Of is het zo dat het trampoline-vel-voorbeeld nog altijd geldt maar dat alleen de onzichtbare waarheid erachter anders geinterpreteerd moet worden?  Ik snap er nu helemaal niks meer van namelijk. Kan iemand mij in Govert Schilling Taal uitleggen wat er nu precies veranderd is sedert Einstein's uitleg hiervan?

kloot.png (9.38 KiB) 5260 keer bekeken

[SIaapkamermug]

Als je een elastiek uitrekt verminder je zijn aantal mogelijke toestanden, dus de entropie daalt. Dit zorgt ervoor dat het elastiekje z'n oude vorm weer aanneemt als je 'm loslaat: klik

Hoe kan de entropie in een elastiek dat je uitrekt verminderen? Is het niet zo dat de entropie juist toeneemt tijdens het uitrekken van een elastiek. Hoe meer hitte hoe meer entropie, toch? Ik vraag het toch maar voor de zekerheid want ik ben zo groen als gras op dit onderwerp. Maar ik wil het wel eventjes weten, weet je. Immers, als je meer hitte toevoegt aan een proces dan vergroot je toch ook de chaos (entropy) van het geheel? Heeft dit in de verste verte ook maar iets te maken met potentiele energie als van een koud rotsblok dat naar beneden dreigt te vallen? Is dat een gespannen elastiek?
 
Ik wens elke dag dat ik zo slim was als Edward Witten, maar ik moet het op deze manier doen. Neemt u het mij vooral niet kwalijk.

[Michel Uphoff]

Als zwaartekracht niet bestaat

 
Verlinde stelt dat zwaartekracht alleen op kwantumniveau niet bestaat, maar als emergent verschijnsel wel degelijk aanwezig is op grotere schaal. Overigens is Verlinde het eens met Einstein die stelde dat zwaartekracht geen kracht is, maar een effect van de gekromde ruimtetijd.
Ook in de visie van Verlinde kromt massa de ruimtetijd, maar zijn er op grote afstanden correcties nodig.
Je kan die trampoline nog steeds als visualiseringshulpje gebruiken, maar het rubber is wat anders gekromd:
 

e-v.jpg (18.7 KiB) 5233 keer bekeken

 
Overigens is dit geen realistische weergave van de gravitatieverschillen tussen beide theorieën.

[SIaapkamermug]

Verlinde stelt dat zwaartekracht alleen op kwantumniveau niet bestaat

 
Dank je wel Michel. Mooi dat ik de trampoline niet hoef te verkopen. Maar niet op kwantumniveau? 
 
Is dat omdat de andere 3 sterke krachten op kwantumniveau de zwakke zwaartekracht gewoon uitwaards duwen? Vormen ze een schild?
 
Ik bedoel....heeft zwaartekracht op 1 molecuul weinig kracht,  op miljard miljard miljard miljard moleculen krijgt zwaartekracht ineens meer grip dan de gezamenlijke andere 3 krachten...er moet dan een punt komen dat er een evenwicht ontstaat en dat de meter doorslaat, toch?
 
Wat maakt zwaartekracht op macroniveau dan uiteindelijk zo doorslaggevend jegens de sterkere krachten op microniveau? Verklaart Verlinde's theorie dit in enerlei mate?
 
Hoe kan iets dat alomtegenwoordig zwak aan kracht verblijft in de ruimte toch zo belangrijk zijn in verhouding met de 3 andere krachten, welke temeer kudde-gedrag vertonen door zo aan elkander te hechten op kwantumniveau? Het lijkt wel alsof alsof het heelal gemaakt is uit een onbreekbaar soort spinnenweb (zwaartekracht) en dat de ruimte steeds meer uitrekt, maar de prooi en de spin zelf onderling niet snel uit elkaar groeien zullen. Hoe groot de snow-globe om hen heen ook mag zijn, hun onderlinge afstand blijft altijd hetzelfde
 
Als zwaartekracht wel bestaat, dan moet dat toch de verbindende factor zijn met parallelle universa?
Immers, de 3 zwakke krachten kunnen dat niet zijn. Indien zij bestaan. Dan is het wellicht mogelijk om een zwaartekracht-radio te bouwen om te communiceren met onszelf? Dat is onze enige mogelijkheid, toch?

[SIaapkamermug]

Ik realiseer mijzelf dat dit te hoog gegrepen is voor een leek. Maar ik hou van domme voorschotjes, opdat slimme mensen erop zullen reageren. Van hun antwoord kan ik zelf weer slimmer worden. 
 
Dat zwaartekracht op kwantum- niveau niet bestaat heb ik reeds andere geleerden horen zeggen. Dat is toch juist het hele probleem? Dat Einstein/Newton niet verenigd kunnen worden met kwantumfysica? Wat Is er dan significant nieuw aan Verlinden zijn theorie? Helemaal begrijpen doe ik het nog altijd niet.

[317070]

De theorie moet uiteraard nog op waarheid getoetst worden maar indien dat positief uitgeeft eis ik op voorhand een vervangend visueel leermodel.

Dat is gewoonlijk de tweede stap. Eerst de experts het laten uitvechten, dan later komen dan de pedagogen aan het woord. (Uitzonderingen als Einstein of Feynmann zijn beide ineens)
 
Mijn jip-en-janneke-uitleg van wat Verlinde zegt:
Als we fenomenen x,y,z op quantumniveau definiëren als de entropie van een systeem, en zeggen dat de entropie wil toenemen, dan zien we na wat rekenwerk dat er op globale schaal een kracht ontstaat. Die kracht gedraagt zich in de grote grootte-ordes (van mensen en zonnestelsels) als zwaartekracht, en in nog grotere grootteordes (van melkwegstelsels en clusters) als een licht andere versie van de zwaartekracht, waarvan we al weten dat hij donkere materie/energie zou kunnen verklaren (op een paar experimenten na).
 
Dat heeft een paar mooie kantjes: namelijk dat zwaartekracht en quantum verenigd worden (want we verklaren zwaartekracht als een quantumverschijnsel), en dat donkere materie en energie verklaart op kosmologische schaal.

[xansid]

Noem jij dat jip-en-janneke taal 317070? Er zijn een hoop mensen die geen goed begrip van bijvoorbeeld entropie hebben (ik).

 

Dat zwaartekracht op kwantum- niveau niet bestaat heb ik reeds andere geleerden horen zeggen. Dat is toch juist het hele probleem? Dat Einstein/Newton niet verenigd kunnen worden met kwantumfysica? Wat Is er dan significant nieuw aan Verlinden zijn theorie? Helemaal begrijpen doe ik het nog altijd niet.

Helemaal begrijpen doen denk ik maar weinig mensen. Ik ben zelf allerminst een expert, dus neem mijn uitleg voor de zekerheid met een flinke korrel zout
 
Verlinde introduceerd een nieuw soort quantuminformatie, ik heb het voor mijn eigen begrip donkere informatie genoemd. Hiermee verklaard Verlinde zwaartekracht in termen van quantummechanica. Ten tweede vervangt zijn nieuwe theorie ook donkere materie en donkere energie voor een elegantere verklaring.
 
Er is echter geen reden dat de werkelijkheid elegant moest zijn. De kosmische achtergrondstraling geeft best een sterk bewijs vóór donkere materie en dat weet Verlinde (nog?) niet te verklaren. Die 'paar experimenten' van 317070 is denk ik te lichtzinnig.
 
Deze theorie heeft mij in ieder geval geinspireerd om wat kennis over quantummechanica op te doen. Ik heb nu Feymann's Lectures of Quantum Mechanics in huis, al moet ik nog maar zien of ik me daar doorheen sla.

[Michel Uphoff]

Is dat omdat de andere 3 sterke krachten op kwantumniveau de zwakke zwaartekracht gewoon uitwaarts duwen? Vormen ze een schild?

 
Hoe Verlinde tegen gravitatie aankijkt heb ik in bericht #13 getracht toe te lichten. Het is geen kracht, het is een emergent verschijnsel dat pas op grotere schaal dan die van afzonderlijke deeltjes optreedt. Verlinde geeft als voorbeeld van een emergent verschijnsel de temperatuur zoals ik in dat bericht toelicht, maar er zijn denk ik ook andere voorbeelden van emergentie te bedenken.
 
Groepsdynamica bijvoorbeeld; dat treedt bij 1 persoon niet op en bij twee personen kan je daar ook nog niet van spreken. Pas als er diverse wisselwerkingen tussen meerdere personen ontstaan treedt groepsdynamica op als gevolg van toegenomen complexiteit in onderlinge relaties. Wij hebben allemaal geleerd hoe sterk groepsprocessen op grote schaal kunnen zijn, daarvan getuigt de geschiedenis. Emergentie is het spontaan optreden van nieuwe eigenschappen als gevolg van het samenspel tussen onderdelen die ieder voor zich die eigenschap niet bezitten.
 
Of zoals wij in het gezegde stellen: De som is meer dan de afzonderlijke delen.
 

Dat is toch juist het hele probleem? Dat Einstein/Newton niet verenigd kunnen worden met kwantumfysica?

 
Dat probleem is inderdaad heel fundamenteel maar als Verlinde gelijk blijkt te hebben dus opgelost, want dan hoeven we niet langer te zoeken naar zwaartekracht op kwantumniveau, daar bestaat ze immers niet. Er zijn ook andere fysici die er al langer zo over denken; het probleem van de kwantumgravitatie is naar hun inzichten niet bestaand.

Een praktisch puntje: Wil je bij het beantwoorden van een bericht niet het hele bericht in je antwoord quoten? Dat veroorzaakt alleen maar overbodige tekst en maakt berichten lastiger leesbaar voor de bezoekers. Wil je quoten, plak dan alleen dat stukje tekst waarop je reageert in een reply.

[Michel Uphoff]

Waarnemingen aan het gravitatieverloop van een groot aantal sterrenstelsels lijken in goede overeenstemming met de theorie van Verlinde. 
 
Een team astronomen onder leiding van de Leidse astronoom Margot Brouwer heeft a.d.h.v. waarnemingen met de Eso VLT telescopen van Paranal (noord Chili) het gravitatieverloop rond ruim 33.000 sterrenstelsels door middel van weak gravitational lensing geanalyseerd. De waarnemingen komen goed overeen met de in dit topic besproken Emergent Gravity (EG) theorie van Verlinde. Overigens leidt ook de aanname van donkere materie tot de juiste meetresultaten, zij het dat de hoeveelheid donkere materie per stelsel moet variëren wat een niet onredelijke aanname lijkt. Verlinde's theorie heeft een dergelijke vrije parameter echter niet nodig.
 
De eerder genoemde bezwaren, die aantonen dat de EG theorie op zijn minst nog niet compleet is, blijven echter bestaan. Verder is het van belang te constateren dat het team alleen solitaire sterrenstelsels meegenomen heeft in het onderzoek. Groepen van sterrenstelsels (waarin de zwaartekrachtsanomalieën zich soms op onverwachte locaties bevinden, en waarvoor de huidige EG theorie geen antwoord heeft) zijn buiten beschouwing gebleven.
 
Het team concludeert:
 

We find that the prediction from EG, despite requiring no free parameters, is in good agreement with the observed galaxy-galaxy lensing profiles in four different stellar mass bins. Although this performance is remarkable, this study is only a first step. Further advancements on both the theoretical framework and observational tests of EG are needed before it can be considered a fully developed and solidly tested theory.

Wetenschappelijk paper:

First test of Verlindes theory of Emergent Gravity using Weak Gravitational Lensing measurements.pdf

(890.7 KiB) 1458 keer gedownload

Meer lezen: klik.