Uitstralen van energie

gouwepeer

Zoals we weten is de oermaterie uit energie ontstaan, en als je bij een quarkpaar een quark weg zou halen ontstaat er door de sterke kernkracht een nieuwe quark.

Maar alles met een massa zend gravitonen uit (een vorm van energie)

Fotonen kunnen binnen een atoom ontstaan als een elektron naar een lagere energietoestand terugvalt en de vrijkomende energie uitzendt in de vorm van een foton. Als er genoeg energie wordt onttrokken zal er massa verloren moeten gaan (e=mc²) ervan uitgaande dar er geen externe energiebron zou zijn.

Ik mag aannemen dat met gravitonen ook zoiets aan de hand moet zijn, dus ook een vorm van energie dat uit massa onttrokken word.

Is hier iets over bekend?

gouwepeer

Na 4 dagen al precies 0 reakties....

Heb ik nou een domme vraag gesteld, of iets waar niets over bekend is?

eendavid

Alleszins is het zo dat zwaartekrachtstraling energie uit een systeem kan onttrekken. Taylor en Hulse kregen de Nobelprijs voor het experimenteel vaststellen van dit fenomeen in de binaire pulsar PSR B1913+16 (waarmee dus een indirect experimenteel bewijs voor gravitationele straling werd gevonden).

Hoe zoiets zich vertaalt in gravitonen is mij ver van duidelijk, omdat de precieze aard van gravitonen ook ver van duidelijk is. Maar in feite is het erbij betrekken van kwantummechanica dus maar een extra complicatie (die in vele gevallen van gravitatie niet van belang is). Het kan wel belangrijke gevolgen hebben daar waar kwantummechanica van belang wordt Bijvoorbeeld, zonder in de klassieke theorie van elektronen die 'rond een kern draaien' is het elektron instabiel omdat versnelde ladingen elektromagnetische straling moeten uitzenden. Kwantummechanica lost dit probleem op.

gouwepeer

Is dit dan ook gelijk het bewijs dat gravitonen bestaan?

Ik heb namelijk al meerdere malen gelezen dat het een hypothetisch elementair deeltje is.

eendavid

Het is hypothetisch omdat we zwaartekracht onvoldoende begrijpen op het kwantumniveau. Maar je moet een duidelijk onderscheid maken tussen gravitatie en gravitonen. Gravitonen zijn ingewikkelde kereltjes, dit gaat over kwantummechanica van algemene relativiteit. Het concept van een 'deeltje' is in dit onderwerp zeker sterk verschillend met het klassieke concept dat we van een deeltje hebben (ik bedoel hierme dergelijke zaken, die nog niet eens met de moeilijkheden van gravitatie zelf te maken hebben, maar met de implementatie van concepten van gravitatie in kwantumveldentheorie).

Het zwaartekrachtsveld zelf (algemene relativiteit dus) is veel beter begrepen, en kan energie aan een systeem onttrekken. Dit is een zuiver klassiek effect waar geen kwantummechanica voor nodig is. Ik denk dat iedereen het erover eens is dat met deze experimenten het bestaan van gravitationele golven (een klassiek algemene relativiteit effect!) definitief experimenteel is aangetoond. Op dit eigenste ogenblik wordt zeer stevig onderzoek gedaan naar de detectie van gravitationele golven die op de aarde afkomen. Deze zouden ons een 'tweede venster' voor de observatie van de ruimte bieden.

gouwepeer

Zwaartekracht tussen 2 lichamen worden toegeschreven aan het uitwisselen van gravitonen (zwaartekrachtgolven).

Deze zijn zeer zwak en heel moeilijk te ontdekken, en daardoor nog niet waargenomen.

Er wordt zelfs aangenomen dat het graviton spin 2 heeft, dus het wachten is op de grote ontdekking.

eendavid

Jamaar. Ik probeer je net duidelijk te maken dat een zwaartekrachtsgolf niet hetzelfde is als een graviton. Net zoals een elektromagnetische golf niet hetzelfde is als een foton.

Rudeoffline

gouwepeer schreef:Zwaartekracht tussen 2 lichamen worden toegeschreven aan het uitwisselen van gravitonen (zwaartekrachtgolven).

Deze zijn zeer zwak en heel moeilijk te ontdekken, en daardoor nog niet waargenomen.

Er wordt zelfs aangenomen dat het graviton spin 2 heeft, dus het wachten is op de grote ontdekking.

De meest fundamentele theorie die we tegenwoordig hebben van zwaartekracht is de algemene relativiteitstheorie (ART). Die beschrijft, zoals je nu wel weet denk ik, zwaartekracht als kromming van ruimte-tijd. Zwaartekracht is niet een kracht meer, maar slechts de manifestatie van hoe objecten bewegen in de gekromde ruimte-tijd; die gekromde geometrie wordt dan veroorzaakt door de energieverdeling in die ruimtetijd.

Op kwantumniveau hebben we de kwantumveldentheorie. Die beschrijft de 3 andere krachten als een constante deeltjesuitwisseling van bosonen. Dit werkt heel goed voor die 3 krachten, dus denk je: kan ik zwaartekracht ook zo beschrijven? Hiervoor moet je de theorie van zwaartekracht, de ART, kwantiseren. En dat levert grote moeilijkheden op! Immers, we zeiden net dat de ART zwaartekracht helemaal niet als kracht beschrijft, maar als de manifestatie van de ruimtetijd geometrie. Het betekent dus dat we ruimtetijd moeten kwantiseren.

Dit kunnen we alleen "bij benadering", maar er zijn een paar problemen die nog niet overbrugbaar zijn. Eén ervan is, dat als we de methode van de kwantumveldentheorie op ART loslaten, we steevast oneindigheden krijgen die we niet kunnen wegwerken. Daarbij werkt de kwantumveldentheorie met een "vaste achtergrond"; de theorie neemt de vlakke ruimtetijd als gegeven (God-given) en vast aan (kwantumveldentheorie bevat immers geen zwaartekracht, dus is de ruimtetijd vlak), terwijl in de ART de ruimtetijd juist NIET vast en gegeven is, maar pas gegeven is als je de energieverdeling weet! In de ART is de ruimtetijd dus een dynamisch veld in plaats van een achtergrondveld!

Wat we wel kunnen doen is het volgende: benaderen. We nemen aan dat die vaste vlakke ruimtetijd er is, en dat we kleine variaties daarin hebben. Die variaties gaan we vervolgens kwantiseren, zoals we in de kwantumveldentheorie doen. De deeltjes die hier uit rollen noemen we gravitonen, en we weten dat ze spin 2 moeten hebben en massaloos moeten zijn. Hier kun je wel aardig veel mee rekenen. Maar ik benadruk nog maar es: dit is een benadering, en zoals Eendavid zei: er is nog weinig over bekend! Bijvoorbeeld, we nemen hier weer aan dat er een vaste vlakke ruimtetijd is, terwijl de ART ons juist vertelt dat dit NIET het geval is. Daarbij moeten we aannemen dat de variaties op die vaste vlakke ruimtetijd niet al te groot zijn; de vergelijkingen voor het zwaartekrachtsveld (voor de ruimtetijd, dus!) moeten lineair zijn. De vraag is dus eigenlijk heel fundamenteel: wat is de ware aard van ruimte en tijd?

Bedenk dus goed: als je weer iets leest over gravitonen moet je je bedenken dat je te maken hebt met een nog niet goed begrepen theorie. DE theorie over zwaartekracht is nog steeds de ART, en daar komen helemaal geen deeltjes aan te pas. Wel zwaartekrachtsgolven inderdaad, maar dat zijn GEEN gravitonen! Gravitonen zijn een puur quantummechanisch verschijnsel.

Hoop dat je hier wat aan hebt!

@Eendavid: jij bent wel aardig bezig met die artikelen van Rovelli, of niet? Moet zeggen dat ik ze altijd erg interessant vind, ook omdat er es niet al te veel met snaren wordt gegooid. Dat kan best verfrissend zijn zo af en toe

eendavid

@Eendavid: jij bent wel aardig bezig met die artikelen van Rovelli, of niet? Moet zeggen dat ik ze altijd erg interessant vind, ook omdat er es niet al te veel met snaren wordt gegooid. Dat kan best verfrissend zijn zo af en toe

Mijn achtergrond heeft blijkbaar een niet te verwaarlozen impact op mijn bijdragen hier. Ach ja, als het over kwantumgravitatie gaat kan dat moeilijk anders. Ik zal dan maar, eerlijkheidshalve, toevoegen dat voor snaartheoretici het graviton niet fundamenteel verschillend is van andere kwantumdeeltjes zoals het foton (het heeft een andere spin enzo, maar het is conceptueel hetzelfde). Dat is natuurlijk niet verenigbaar met wat we reeds hebben besproken, namelijk dat gravitatie geen kracht is (zij hebben een andere kijk op gravitatie).

PS: Moest het niet duidelijk zijn: inderdaad, ik denk dat Loop Quantum Gravity nog een sterk groeipotentieel heeft (en ben dus vanuit die invalshoek Quantum Gravity aan het bestuderen).

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Uitstralen van energie

Uitstralen van energie

Re: Uitstralen van energie

Re: Uitstralen van energie

Re: Uitstralen van energie

Re: Uitstralen van energie

Re: Uitstralen van energie

Re: Uitstralen van energie

Re: Uitstralen van energie

Re: Uitstralen van energie