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THEMA: String-Theorie

String-Theorie 21 Mär 2016 09:07 #4148

Was versteht man unter der sog. String-Theorie und ist diese Theorie wissenschaftlich anerkannt?

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String-Theorie 21 Mär 2016 10:14 #4150

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Es gibt viele String-Theorien und Edward Witten hat 1995 in der M-Theorie gezeigt, warum alle davon Sinn machen könnten und sich nicht gegenseitig widersprechen, wenn man nur die richtige Perspektive einnimmt.

Schau Dir bitte erstmal die Youtube-Videos zu "Was Einstein noch nicht wusste - Part 1 .. - Part 3" an, dann können wir sehr viel besser über konkrete Unklarheiten fachsimpeln. PPS/Edit: Die Videos zu "Der Stoff aus dem der Kosmos ist" scheinen neueren Datums zu sein, die habe ich aber noch nicht angesehen. Vermutlich schaut man besser diese.

Das ist zwar die TV-Verfilmung von Brian Greenes Buch "Theorie von Allem" und kein Buch von Josef oder Harald, aber eben genau zu diesem Thema.

Bilder (und vor allem Videos) sagen mehr als 1000 Worte und alle Leser dieses Threads können ihm dann besser folgen, denke ich.

Nebenbei: Die TV-Verfilmung ist nun schon rund 15 Jahre alt und recht "populärwissenschaftlich". Trotzdem mochte ich sie empfehlen, weil die Zusammenhänge auch für Laien wie mich sehr plausibel erklärt wurden. Man braucht zwar Geduld, aber die braucht man bei den Videos von Josef und Harald auch. Die Zeit muss man sich leider nehmen.

ist diese Theorie wissenschaftlich anerkannt?


Von Josef schon eher als von Harald. Mit Sicherheit ist sie nicht so allgemein anerkannt wie Einsteins Relativitätstheorie.

Edit/PS: Das Higgs Boson kommt in Brian Greenes Buch "Theorie von Allem" m.W. noch nicht vor. Aber es ist beruhigend zu lesen: " Finding a Higgs boson thus strongly supports the supersymmetric Standard Model, which in turn supports the notion that string theory is indeed the right approach to nature. ".

Falls jemand noch neueres und für Laien verständliches Material findet. passt es vielleicht gut hierher. Aber dies ist der Thread von scifi51, nicht meiner. Das müsste scifi51 beurteilen.

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String-Theorie 21 Mär 2016 12:40 #4161

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Ich versuche mal sachlich zu bleiben...

Wissenschaftliche Theorien sollten Vorhersagen machen können und experimentell be- bzw. wiederlegbar sein. In String-Theorien werden jedoch ausschließlich Wahrscheinlichkeiten berechnet, von Dingen, die möglich sein können oder auch nicht. Experimente gibt es da keine, allerdings können Ergebnisse von Experimenten anderer Theorien dafür her genommen werden, eine der vielen Möglichkeiten auszuschalten oder zu bestätigen.

Wenn man mich fragt - ich halte dies alles für reine Zeitverschwendung, aber dennoch muss es wohl eine wissenschaftlich anerkannte Theorie sein, denn es gibt Wissenschaftler, die damit ihren Unterhalt verdienen.

Ich frage mich aber, was man studiert haben muss, um seine Brötchen mit Träumereien zu verdienen. Ich selbst Träume ja auch ziemlich oft und komme so z.B. auf solche Eingebungen, wie ich sie hier bereits breitgetreten habe. Der Unterschied zwischen meinen Eingebungen und den Träumereien der String-Theoretiker ist nur jener, dass meine Eingebungen strengstens unter die Lupe genommen, akribisch auf Plausibilität geprüft werden und dabei von vorne herein in Frage gestellt werden, weil sie nicht mit dem allgemeinen Konsens konform gehen und das obwohl sie aus der Intention heraus geboren wurden, plausiblere Erklärungen für ungeklärte Belange des allgemeinen Konsens liefern zu können. Das ist und bleibt hochgradig frustrierend.

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String-Theorie 21 Mär 2016 14:36 #4177

Humor haben die Erfinder der M-Theorie jedenfalls.

Edward Witten sagte:

Die String-Theorie ist ein Teil der Physik des 22. Jahrhunderts, den es zufällig ins 21. Jahrhundert verschlagen hat. Das wäre so, als ob unsere Vorfahren zu Beginn des 20. Jahrhunderts auf einen Supercomputer ohne Betriebsanleitung gestoßen wären.


Leonard Susskind sagte (zu Alan Guth):

Weißt du, die erstaunlichste Tatsache ist die, dass wir für derartige Dinge auch noch bezahlt werden.


Kritiker spotten:

Die Stringtheorie beschreibt alle Universen - bis auf unseres.


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String-Theorie 21 Mär 2016 14:55 #4180

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Hallo Michael
Betrifft Aussage 2 von Susskind: Als wenn ich es geahnt hätte. :D Helge Schneider äußerte sich im Übrigen mal ähnlich zu seinem Programm. Er macht Quatsch und kann nichts dafür, dass es Leute gibt, die ihn dafür bezahlen.

BTW.: Betrifft deine Signatur... Vergleiche erkennt man daran, dass sie hinken, aber.... ;)

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String-Theorie 22 Mär 2016 21:42 #4304

Die Stringtheorie liefert angeblich auch eine Erklärung, warum die Gravitationskraft so klein ist (Hierarchieproblem). Ich bin mir nicht sicher, ob ich die Erklärung dafür richtig verstanden habe. Grob gesagt sind die Gravitonen also geschlossene Strings, die nicht am Calabi-Yau Raum, also den kompaktifizierten Dimensionen "kleben". Heißt das dann auch, dass sie sich also frei bewegen können und auch in einen Hyperraum Zugang haben bzw. in ihn hineinwirken, wodurch die Gravitationskraft in unserer Welt geschwächt ist?
In der Branenkosmologie wird ja so argumentiert. Nur dort kommt man ohne kompaktifizierte Zusatzdimensionen aus und braucht nur eine weitere Dimension, in der sich die Bran wiederum befindet und in die die Gravitonen Zugang haben, auch wenn sie extrem eng mit der Bran verbunden bleiben (Randall-Sundrum-Modell 2).
Also meine eigentlich Frage noch mal konkreter: Postuliert die String- oder M-Theorie neben den 3 normalen und dann noch 6 oder 7 kompaktifizierten Dimensionen (Calabi-Yau-space) noch zusätzlich einen Hyperraum, in den die Gravitonen Zugang haben und auch hineinwirken und somit die Gravitation in unserer Welt sehr klein ist.
Und auch das ist wohl so richtig, oder? Stringtheorie, Branenkosmologie (im Grunde ja auch Stringtheorie) und M-Theorie sind auf zusätzliche Dimensionen und auf supersymmetrische Teilchen (SUSY) angewiesen, sonst sind es Irrwege. Dann wäre die Schleifenquantengravitation (LQG) wohl eher zu favorisieren.

Grüße Josef

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String-Theorie 24 Mär 2016 13:01 #4357

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Ob das so richtig ist? Anno 2009 stand mal hier im Spiegel :

Wenn aber der Raum tatsächlich, wie von den Schleifen-Quantentheoretikern angenommen, aus Raumatomen besteht, dann müsste sich diese Körnung nach der weiten Reise in Form kleiner Laufzeitänderungen bemerkbar machen. Die Mikrostruktur des Raums lässt sich so also direkt unter die Lupe nehmen


@All: Kennt jemand neue Erkenntnisse? Wurden die Laufzeitänderungen inzwischen gefunden?

Hallo Josef,
das Thema interessiert mich auch, aber ich konsumierte bislang im Wesentlichen "populärwissenschaftliches" und "urknall-weltall-leben" dazu.
Aber ja: Auch ich habe alles genau so verstanden, wie Du es schreibst.

VG Torsten

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String-Theorie 24 Mär 2016 15:37 #4364

Torsten C schrieb: Ob das so richtig ist? Anno 2009 stand mal hier im Spiegel :

Wenn aber der Raum tatsächlich, wie von den Schleifen-Quantentheoretikern angenommen, aus Raumatomen besteht, dann müsste sich diese Körnung nach der weiten Reise in Form kleiner Laufzeitänderungen bemerkbar machen. Die Mikrostruktur des Raums lässt sich so also direkt unter die Lupe nehmen


@All: Kennt jemand neue Erkenntnisse? Wurden die Laufzeitänderungen inzwischen gefunden?


Die wurden nicht gemessen. Auch die ältesten Galaxien sehen wir sehr scharf. Daher geht man derzeit nicht unbedingt von der Richtigkeit der Schleifen-Quantengravitation aus.

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String-Theorie 27 Mär 2016 12:01 #4552

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ClausS schrieb: Auch die ältesten Galaxien sehen wir sehr scharf.

Autsch. :blush: Danke, das sagte Josef Gaßner ja auch in einem seiner Videos: "Hubble Pictures Too Crisp".
Der Slogan ist aus dem April 2003.
Warum im Spiegel Anno 2009 dann …? :evil: Egal.

Also wohl doch eher Branenkosmologie und M-Theorie. B)

Bild der Wissenschaft ist vielleicht eine bessere der populärwissenschaftlichen Quellen.
Dieser Artikel von Rüdiger Vaas vom 18.02.2014 beantwortet die Frage des TO m.E. ganz gut.

Spannend ist, wie es weiter geht:
  • Szenario I Die Ewige Inflation
  • Szenario II Die Stringlandschaft
  • Szenario III Das wabernde Quantenvakuum

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String-Theorie 27 Mär 2016 14:14 #4557

Der Link ist interessant. Ich zitiere zunächst die Passage zum Thema Multiversum, die mir aus der Seele spricht:

Aber es regt sich auch vehementer Widerspruch von nicht minder prominenter Seite. „Es handelt sich eher um ein vages Konzept als um eine definierte Theorie", kritisiert George Ellis von der Universität Kapstadt, wie sein früherer Kollege Stephen Hawking seit Jahrzehnten ein bedeutender Kosmologe. Er wirft den Multiversum-Anhängern vor, dass sie „stillschweigend die Bedeutung von Wissenschaft neu definieren".

Und der Physik-Nobelpreisträger Robert B. Laughlin schimpft: „ Wie kann es passieren, dass Leute dafür bezahlt werden, über Dinge zu sprechen, die nie gemessen werden können und vermutlich nicht wahr sind?" Der Festkörperphysiker verkündet damit auch den „Abschied von der Weltformel".

Ellis, Laughlin & Co. bemängeln, dass mit Multiversen-Szenarien prinzipiell unüberprüfbare Behauptungen in die Welt gesetzt würden. Mit harter Wissenschaft habe das nichts zu tun. Vorhersagen wären unmöglich, der Beliebigkeit sei Tür und Tor geöffnet, und das Erfolgsrezept der strengen Maximen der Forschung würde unterlaufen.



Die 3 Szenarien lesen sich sehr interessant, sind aber jeweils genau so spekulativ wie die Idee enes Multiversums.

Szenario 1 entspricht der philosophischen Idee unendlich vieler paralleler Universen.

Szenario 2 zeigt eindrucksvoll Probleme der String-Theorie:

Gemeint ist der zerplatzte Traum einer eindeutigen „Weltformel" im Rahmen der Stringtheorie. Diese beschreibt die Materie als Anregungsformen eindimensionaler „ Saiten", der Strings, und kann alle Naturkräfte vereinheitlichen. Der Nachteil ist: Es funktioniert mathematisch nur, wenn man sechs oder sieben zusätzliche Raumdimensionen annimmt, die winzig klein sein müssen und „aufgerollt" wie Strohhalme.

Zunächst bestand die Hoffnung, auf diese Weise eine rigorose Theorie der Quantengravitation und aller Elementarteilchen und Wechselwirkungen gefunden zu haben, die sogar die scheinbar willkürlichen Werte der Naturkonstanten festlegt – ein schon von Albert Einstein formuliertes Traumziel. Dann jedoch zeigte sich, dass es Myriaden von Möglichkeiten gibt, wie die Extradimensionen aufgerollt („kompaktifiziert") sein könnten – diskutiert werden gigantische Zahlen zwischen 10^100 und 10^1500.
...
Ein weiteres Problem: Die Physiker fanden bislang kein Modell, das unser Universum auch nur halbwegs treffend beschreibt. Entweder stimmt das Spektrum der Elementarteilchen nicht, das aus den Melodien des Mikrokosmos entstehen muss – oder das Vakuum hat eine negative Energiedichte und kollabiert – oder es gibt keine vier unabhängigen Grundkräfte und so weiter.

Wenn die Theorie überhaupt den richtigen Weg weist, dann zeigt sie simultan in Abermilliarden verschiedene Richtungen. Jedem dieser vielleicht 10^500 Stringvakuumzustände entspräche eine Sorte von Universum mit eigenen Naturkonstanten und -gesetzen.


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String-Theorie 27 Mär 2016 14:30 #4559

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Wobei es wohl um gigantische Zahlen zwischen 10^100 und 10^1500 geht.
Da scheint jemand bei Bild der Wissenschaft einen Fehler beim kopieren gemacht zu haben.

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String-Theorie 27 Mär 2016 14:41 #4560

Stimmt, da hatte ich drüber gelesen. Im oberen Text habe ich die ^ eingefügt.

Die Zahlen werden damit natürlich extrem viel größer und das Problem für die String-Theoretiker um so schwieriger. Selbst wenn es unter dieser immensen Anzahl eine Lösung gäbe, die unserem Universum ähnlich wäre, wäre es mit den heutigen Möglichkeiten wohl fast unmöglich, die zu finden.

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String-Theorie 27 Mär 2016 20:45 #4569

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ClausS schrieb: Selbst wenn es unter dieser immensen Anzahl eine Lösung gäbe, die unserem Universum ähnlich wäre, wäre es mit den heutigen Möglichkeiten wohl fast unmöglich, die zu finden.

Wie meinst Du das? Reicht die Rechenleistung nicht?

Mir kommt das so vor, als wenn jemand ganz neu mit Quaternionen ϵ ℍ oder komplexen Zahlen ϵ ℂ um die Ecke kommt, und die Leute erstmal begreifen müssen, damit zu rechnen. An den Unis sind die Hörsäle voll, wenn es um String-Theorien geht. Du und ich können mit den elf Dimensionen vielleicht noch nicht umgehen, aber die nächste Generation …

Quaternionen sind vielleicht ein gutes Beispiel: Sie vermögen in ihrem Wertebereich viel mehr abzubilden, als physikalisch für einen Inertialsensor Sinn macht. Ich habe mich mal mit Flugstabilisierung beschäftigt: Ständig müssen diese blöden Quaternionen normiert werden. Aber rechnen kann man damit trotzdem sehr gut und seitdem man mit Quaternionen rechnet, stürzen weniger Flugzeuge ab.

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