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Ende der Wirkungsreichweite von physikalischen Kräften 24 Jan 2022 03:57 #1501

  • Alexander ΦΛ
  • Alexander ΦΛs Avatar Autor
Sehr geehrter Prof. Lesch,

in der Physik existieren "nach Innen" einige Grenzen, wie z.B. die Planck-Zeit oder die Planck-Länge.
Wäre es nicht denkbar, dass einige physikalischen Grundkräfte (ich möchte hier exemplarisch nur die Gravitation zitieren) nach einer gewissen Distanz
so schwach werden (Aufgrund von 1/(r*r) in der Formel), dass sie unter eine gewisse Grenze fallen, welche irgendwann gar nicht mehr wirkt?
Wo sind die Grenzen der vier Grundkräfte der Physik, bzw. sind diese Grenzen bereits bekannt?

Viele Grüße,
αφλ

Ende der Wirkungsreichweite von physikalischen Kräften 24 Jan 2022 14:37 #1509

Ja, der Grenzwert ist der Wirkungsradius.
λ = ℏ/(2m·c)
für Photonen, Gravitionen, Gluonen also unendlich, da m=0.

Man muss dazu sagen, dass diese Masse der Teilchen auch maßgeblich ist, obwohl die virtuellen Eichbosonen keine reale Masse besitzen. Sie verhalten sich dennoch genauso,

Für Z und W ergibt sich hingegen ein sehr kleiner Radius.
rcZ = 1,08198e-18 m
rcW = 1,227e-18 m

Bei Gluonen gibt es nun die Besonderheit, dass diese miteinander wechselwirken und daher verklumpen würden. Daher sind deren "Feldlinien" gebündelt zwischen den Quark-Paaren und nicht kugelförmig radial. Separierte Gluonen bilden sofort Glueballs mit Gluonen, die sich aus der Energie bilden, die beim Separieren aufgebracht werden muss.

Dennoch ergibt sich auch für die masselosen Eichbosonen ein praktischer maximaler Radius in Form des Hubble Horizontes. Weiter entfernte Objekte entfernen sich schneller mit dem Hubble Flow und können daher nicht eingeholt werden. Allerdings muss man dabei den endgültigen Hubble Radius (Partikelhorizont) eines reinen Vakuum-Universums ohne reale Energiedichte ansetzen.
rH = ²√(3/Λ) = c/(²√ΩΛ·H°) = 1,2097c/H°
Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

Ende der Wirkungsreichweite von physikalischen Kräften 02 Apr 2022 01:59 #1850

  • Yhoko
  • Yhokos Avatar Autor
Ich würde hier gerne nochmal nachhaken, ob die Frage tatsächlich beantwortet wurde. Zwar mag der Wirkungsradius für Gravitation unendlich gross sein, aber irgendwann wird doch die Wirkung schwächer als die Planck-Energie und somit in der Praxis null - dabei wäre dann meine Frage, ob dieser Punkt noch vor dem Hubble-Horizont erreicht ist oder nicht.

Ende der Wirkungsreichweite von physikalischen Kräften 02 Apr 2022 03:25 #1856

Es gibt keinerlei Indiz dafür, dass Wechselwirkungen mittels masseloser Bosonen eine Grenzentfernung hätten. Im Standardmodell werden die Wechselwirkungen von virtuellen Eichbosonen vermittelt, die weder Energie tragen noch einzeln gezählt werden können,. Das Modell der Feldlinien ist lediglich en Bild zur Veranschaulichung. Es gibt keine einzelnen "Linien", die sich auf die Kugeloberfläche verteilen.

Das reale Photon ist eine Welle, die man sich am besten als Kugelwelle vorstellen kann. Konkret handelt es sich um die Ausbreitung einer Feldänderung. Ob man dabei an das Coulombfeld Φe oder das elektrische Feld E oder den Feldfluss ΦE bzw die magnetischen Pendants B, A und Φm denkt, ist grundsätzlich egal. Lediglich Erzeugung und Messung sind gequantelt. Mit der Entfernung schwindet zwar die Wahrscheinlichkeit der Detektion, doch kann in beliebiger Entfernung immer ein Quant also ein Photon entnommen werden. Der beste Beweis ist die Hintergrundstrahlung, von der wir heute noch 411 Photonen pro cm³ vorfinden, und die fast so weit gewandert sind wie der heutige Hubble Radius beträgt, deutlich weiter als der Hubble Radius bei ihrer Erzeugung war.

Virtuelle Bosonen haben die zusätzliche Eigenschaft, dass sie keine Energie tragen. Auf die Fernwirkung hat dies keine negative Auswirkung. Dies alles gilt gleichermaßen für die hypothetischen Gravitonen hinsichtlich der Gravitation. Aus der ART ergibt sich kein Hinweis, wie die Vermittlung der Raumkrümmung (sonst) erfolgen könnte.
Letzte Änderung: von Rainer Raisch.

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