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THEMA: 11 Dimensionen der Stringtheorie

11 Dimensionen der Stringtheorie 09 Nov 2018 13:23 #44755

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Guten Tag miteinander

Ich habe heute eine etwas philosophische Frage zu den 11 Dimensionen, die in der Stringtheorie postuliert werden. Ich habe das Alpha Centauri Video (Folge 57) mit dem sehr geschätzten Prof. Lesch geschaut und mir dazu Gedanken gemacht.

Ich verstehe die 4 Dimensionen Länge, Breite, Höhe und Zeit als "Naturkonstanten" oder "Naturphänomene". Die sind einfach da und ohne sie gibt es NICHTS; salopp ausgedrückt.

Ich habe mir gedacht, welche anderen "Phänomene" einfach so DA sind, entdeckt und beschrieben wurden, ohne die es NICHTS gäbe.

Die vier Grundkräfte (elektromagnetische Kraft, schwache und starke Wechselwirkung und die Gravitation), das Bewusstsein und die Temperatur.

Kurze Erklärungen dazu:
- Bewusstsein: Was für ein Sinn hat das Leben und das Universum an sich, wenn nichts und niemand sich damit auseinandersetzen kann?
- Temperatur: Die Temperatur ist entscheidend für so vieles im Universum. Bei Elementarteilchen, Molekülen bis zur Bildung des Universums.
- Die vier Grundkräfte bedürfen keiner weiteren Erklärung von mir, einem Laien :-)

Ich frage mich nun. Suchen wir am falschen Ort nach "Dimensionen"? Wäre es denkbar, dass die oben beschriebenen Phänomene Teil dieser 11 Dimensionen sind, und die Stringtheorie damit entschlüsselt werden könnte? Leider fehlt mir die 11. Dimension, da könnte mir jemand vom Forum aushelfen. Evtl. die Lichtgeschwindigkeit als Obergrenze für alles.

Ich danke euch im Voraus für eure Antwort und Gedanken.

Herzliche Grüsse
Davide

PS: leider habe ich in meinem Freundeskreis niemand, der sich damit auskennt oder auch nur dafür interessiert. Bin immer sehr froh, wenn ich etwas dazulernen kann.

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11 Dimensionen der Stringtheorie 20 Dez 2018 21:05 #46112

Das Wort "Dimension" hat unterschiedliche Bedeutungen. (Dazu gibt es zumindest einen anderen Thread hier.)

Da sind die vier Dimensionen, die wir sinnlich erfassen können. Der 3D-Raum, in dem wir uns bewegen können, wird als 3 Raumdimensionen bezeichnet. Die SRT hat die Zeit als vierte Dimension in die Raumzeit integriert, auch vorher sprach man schon von der Zeit als imaginärer Raumdimension (\(ict\)), obwohl die Bewegung in der Zeit von uns nicht zu beeinflussen ist und eine Einbahnstraße (Zeitpfeil) ist. Auch die Raumzeitkrümmung kann man sich in eine höhere (Hyper)-Dimension eingebettet vorstellen.

Man kann aber auch andere rudimentäre Eigenschaften als "Dimension" bezeichnen, dabei denke ich etwa an Masse oder elektrische Ladung eines Teilchens. Auch der Spin, Farbladung oder andere Elementareigenschaften könnten dazu gehören. Die Temperatur ist hingegen eine makroskopische Eigenschaft, die durch andere Eigenschaften (innere Bewegung) zu erklären ist, oder einfach einer Frequenz (Farbtemperatur) oder einer Energie (\(E=k_BT\)) gleichgesetzt wird.

Die unterschiedlichen Einheiten des SI-Systems werden ebenfalls als Dimensionen bezeichnet, dabei kommt der Raum zwar nur mit einer einheitlichen Dimension "Meter" weg.... und Kelvin, Candela und Mol sind gar keine grundlegenden physikalischen Eigenschaften, wenngleich es durchaus praktische Basisgrößen sind.
wiki: Die Anzahl der Basisgrößen bestimmt den Grad des Größensystems und die Dimensionalität des Einheitensystems. Das ISQ ist demnach ein Größensystem siebten Grades und das zugehörige SI ein sieben-dimensionales Einheitensystem.

Ob in der Stringtheorie alle 11 Dimensionen räumlich sein müssen, ist mir nicht ganz klar, für mich könnten Masse, Ladung (bzw Hyperspin), Farbe, Spin genauso "Dimensionen" sein wie Zeit und Raum .... Manchmal betrachte ich den Raum auch nur als eine einzige Dimension V.

Es gibt auch Betrachtungen mit ganz anderen Dimensionen, zB einen Phasenraum
wiki: Der Phasenraum beschreibt die Menge aller möglichen Zustände eines dynamischen Systems. Ein Zustand wird durch einen Punkt im Phasenraum eindeutig abgebildet.

Die "Dimensionen" eines Diagramms sind frei wählbar ....

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11 Dimensionen der Stringtheorie 20 Dez 2018 21:48 #46115



Mein Beitrag zur Rebellion gegen bestehende Verhältnisse? Ich gehe ständig zu spät zum Frühsör!

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Mein Beitrag zur Rebellion gegen bestehende Verhältnisse? Ich gehe ständig zu spät zum Frühsör!

11 Dimensionen der Stringtheorie 20 Dez 2018 22:08 #46117

ra-raisch schrieb: Ob in der Stringtheorie alle 11 Dimensionen räumlich sein müssen, ist mir nicht ganz klar, für mich könnten Masse, Ladung (bzw Hyperspin), Farbe, Spin genauso "Dimensionen" sein wie Zeit und Raum .... Manchmal betrachte ich den Raum auch nur als eine einzige Dimension V.

Soweit ich weiß, sind mit den 11 Dimensionen ganz eindeutig Vektor-Dimensionen im Sinne von Freiheitsgraden gemeint. Die vierte Raumdimension müsste orthogonal zu allen drei liegen, die wir kennen. Das können wir uns leider nur mithilfe von Analogien vorstellen, aber nie (hyper)räumlich. Das Ergebnis einer solchen Projektion siehst du ja in deinem coolen Tesserakt-Profilbild.

Überall sieht man jetzt achteckige "Schneeflocken", wie mich das aufregt.

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11 Dimensionen der Stringtheorie 20 Dez 2018 22:16 #46118

Skadi schrieb: Soweit ich weiß, sind mit den 11 Dimensionen ganz eindeutig Vektor-Dimensionen im Sinne von Freiheitsgraden gemeint. Die vierte Raumdimension müsste orthogonal zu allen drei liegen, die wir kennen. Das können wir uns leider nur mithilfe von Analogien vorstellen, aber nie (hyper)räumlich. Das Ergebnis einer solchen Projektion siehst du ja in deinem coolen Tesserakt-Profilbild.

In meinen Augen ist sowohl die Masse als auch die Ladung ein unabhängiger und orthogonaler Freiheitsgrad zu den 4 Dimensionen der Raumzeit.Wir können uns diesen Freiheitsgrad nur nicht so richtig "frei" vorstellen, weil Masse und Ladung Erhaltungsgrößen und wohl gequantelt sind. Aber grundsätzlich läßt sich der Anfangszustand (theoretisch) frei festlegen.

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11 Dimensionen der Stringtheorie 20 Dez 2018 22:33 #46122

seb110 schrieb: Videos

Das hatten wir schon, diese (dargestellten) Dimensionen oberhalb 5 sind rein spekulative "wenn-es-sie-gäbe"-Dimensionen und die 5.Dimension der Viele-Welten nennt man üblich nicht die 5.Dimension, vor allem wäre sie nicht Teil unserer Welt. Das Video suggeriert eine Art von schlüssiger und zwingender Argumentation, es ist aber reine Phantasie.

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11 Dimensionen der Stringtheorie 20 Dez 2018 22:41 #46125

seb110 schrieb: youtube.com/watch?v=JkxieS-6WuA & youtube.com/watch?v=ySBaYMESb8o

Das sind zwar gute Videos, aber erstens gibt es die auch in Full HD und zweitens behandeln sie nicht die 11 Dimensionen der Stringtheorie sondern die 10 Dimensionen der Quantenmechanik. In der Strintheorie hat man es eher mit aufgerollten Raumdimensionen zu tun (wenn man ein paar Plancklängen in diese Richtungen ginge würde man wieder am Ursprungsort ankommen, so ähnlich wie in einem Wraparound Level.

Kraut und Rüben trennend,

Folgende Benutzer bedankten sich: ra-raisch

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11 Dimensionen der Stringtheorie 20 Dez 2018 23:09 #46130

Yukterez schrieb: In der Strintheorie hat man es eher mit aufgerollten Raumdimensionen zu tun (wenn man ein paar Plancklängen in diese Richtungen ginge würde man wieder am Ursprungsort ankommen, so ähnlich wie in einem Wraparound Level.

Kraut und Rüben trennend,


Gibt es auch Stringtheorien, die von einer aufgerollten Möbius-Band-Dimension ausgehen?

Überall sieht man jetzt achteckige "Schneeflocken", wie mich das aufregt.

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11 Dimensionen der Stringtheorie 20 Dez 2018 23:11 #46131

Skadi schrieb:
Gibt es auch Stringtheorien, die von einer aufgerollten Möbius-Band-Dimension ausgehen?

rofl ... was soll am Möbiusband so besonders sein? Eine Dimension hat normaler Weise keine Ober- und Unterseite ..... unabhängig davon, wie sie gerollt ist. Das wäre eine Frage einer weiteren Dimension, die in dieser besonderen Weise in (zumindest) einer dritten Dimension rotiert ....

Wäre die Erdoberfläche eine Art von Möbiusband, dann könnten wir auf der Innenseite der Eroberfläche stehen ....

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11 Dimensionen der Stringtheorie 20 Dez 2018 23:14 #46132

ra-raisch schrieb:

Skadi schrieb:
Gibt es auch Stringtheorien, die von einer aufgerollten Möbius-Band-Dimension ausgehen?

rofl ... was soll am Möbiusband so besonders sein? Eine Dimension hat normaler Weise keiner Ober- und Unterseite ..... unabhängig davon, wie sie gerollt ist. Das wäre eine Frage einer weiteren Dimension, die in dieser besonderen Weise in (zumindest) einer dritten Dimension rotiert ....

Das müssten dann zwei gemeinsam aufgerollte Dimensionen (eine Fläche) sein, ich weiß. War als halber Scherz gemeint.
--- nein, halt, Moment. Ich kann mir eine aufgerollte Dimension schwer vorstellen, ehrlich gesagt. Aber wenn es sie gäbe, müsste es doch ein winzig kleiner 4-dimensionaler Bereich sein, der aufgerollt ist, oder nicht? Eine Dimension alleine - ein "Strich" - kann doch nur theoretisch existieren.

Überall sieht man jetzt achteckige "Schneeflocken", wie mich das aufregt.

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11 Dimensionen der Stringtheorie 20 Dez 2018 23:18 #46133

ra-raisch schrieb: Wäre die Erdoberfläche eine Art von Möbiusband, dann könnten wir auf der Innenseite der Eroberfläche stehen ....

Ein Möbiusband hat aber nur eine Seite, keine Innen- oder Außenseite... Wir könnten aber an einen Bereich gelangen, an dem alles spiegelverkehrt ist.

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11 Dimensionen der Stringtheorie 20 Dez 2018 23:32 #46135

Ich bin kein Experte für die Stringtheorie, aber für den Spin gibt es ja die Analogie nach wie vielen Umdrehungen die Ausrichtung des Objekts wieder gleich ist. Objekte mit Spin ½ sind dann nicht nach einer sondern erst nach zwei Umdregungen wieder gleich ausgerichtet. Ich weiß zwar nicht ob man das in der Stringtheorie tut, aber man könnte dafür sicher eine Metapher basteln in der ein Möbiusband vorkommt.

Auf dem Gebiet nicht sattelfest,

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11 Dimensionen der Stringtheorie 21 Dez 2018 09:33 #46148

ra-raisch schrieb: In meinen Augen ist sowohl die Masse als auch die Ladung ein unabhängiger und orthogonaler Freiheitsgrad zu den 4 Dimensionen der Raumzeit.

Orthogonal wohlkaum, denn dann wäre Masse und Ladung eine "echte" Zusatzdimension. Kannst Du vergessen. Es sind nur Freiheitsgrade. Mehr nicht. Ansonsten hätte Einstein bereits Masse und Ladung seinem Vierervektor hinzugefügt.

Nachvollziehbare Mathematik ist notwendige Grundlage zur Beurteilung von physikalischen Modellen.

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11 Dimensionen der Stringtheorie 21 Dez 2018 10:30 #46153

Michael D. schrieb:

ra-raisch schrieb: In meinen Augen ist sowohl die Masse als auch die Ladung ein unabhängiger und orthogonaler Freiheitsgrad zu den 4 Dimensionen der Raumzeit.

Orthogonal wohlkaum, denn dann wäre Masse und Ladung eine "echte" Zusatzdimension. Kannst Du vergessen. Es sind nur Freiheitsgrade. Mehr nicht. Ansonsten hätte Einstein bereits Masse und Ladung seinem Vierervektor hinzugefügt.

Orthogonal meinte ich in dem Sinne, dass es keine Komponente gemeinsam hat, a la Vektorzerlegung, im Sinne einer möglichen Darstellung in einem Diagramm. Aber stimmt zwar, das hängt wohl vom Koordinatensystem ab und nicht von Orthogonalität, andererseits liegt jedem Koordinatensystem ein mögliches orthogonales zugrunde....

....zweifelnd bzw keinen wesentlichen Unterschied sehend.

Allerdings ist mir schon bekannt, dass es Freiheitsgrade (Rotation, Zittern...) gibt, die zwar räumlich darzustellen sind aber dennoch nicht unbedingt mit einer Richtung zu tun haben... davon wollte ich es wohl abgrenzen....

noch mehr zweifelnd.

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