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Negative Energien und Raumkrümmungen

Von: , Frage gestellt am Di, 22. Aug 2000

Frage: Warum sind Raumkrümmungen, wie die eines Wurmloches, negativ? Wird hier nicht die 4. Dimension gekrümmt ( Zeit ) und ist dann damit gemeint, daß man sich durch diese Krümmung in dieser Dimension rückwerts bewegt ( in die Vergangenheit ).
Funktioniert das nicht auch mit "positiven Krümmungen"?
Und: Dazu wird negative Energie benötigt. Negative Energie ist aber lediglich die Unterdrückung der natürlichen Quantenfluktuationen ( Überlappung von B-, E- und G - Feldern im Vakuum ). Warum führt die Unterdrückung dieser Felder zur Krümmung?

6 Antworten zu dieser Frage

1. Antwort von nach 57 Minuten hilfreich

   Re: Negative Energien und Raumkrümmungen

   Und: Dazu wird negative Energie benötigt. Negative Energie ist
   aber lediglich die Unterdrückung der natürlichen
   Quantenfluktuationen ( Überlappung von B-, E- und G - Feldern
   im Vakuum ). Warum führt die Unterdrückung dieser Felder zur
   Krümmung?
   Die Betrachtung der Felder kannst Du Dir sparen:
   Der Raum wird durch Masse gekrümmt und Masse ist gemäß E=mc² identisch mit Energie. Um eine negative Raumkrümmung zu erzeugen benötigt man negative Masse und somit auch negative Energie.
   
   Mit der Unterdrückung der Quantenfluktuationen hängt das folgendermaßen zusammen:
   Das Vakuum ist vollkommen gleichmäßig mit virtuellen Teilchen gefüllt. Damit besitzt es Energie und somit auch Masse, welche den Raum krümmen würde, wenn die Verteilung nicht vollkommen gleichmäßig wäre. Wenn es gelänge, ein Loch im Quantenvakuum zu erzeugen, dann würde das umliegende Vakuum den Raum an sich reißen, was innerhalb des Loches zu einer negativen Raumkrümmung führt.
   

   • Antwort von nach 6 Stunden hilfreich

     Re^2: Negative Energien und Raumkrümmungen

     Mit der Unterdrückung der Quantenfluktuationen hängt das
     folgendermaßen zusammen:
     Das Vakuum ist vollkommen gleichmäßig mit virtuellen Teilchen
     gefüllt. Damit besitzt es Energie und somit auch Masse, welche
     den Raum krümmen würde, wenn die Verteilung nicht vollkommen
     gleichmäßig wäre. Wenn es gelänge, ein Loch im Quantenvakuum
     zu erzeugen, dann würde das umliegende Vakuum den Raum an sich
     reißen, was innerhalb des Loches zu einer negativen
     Raumkrümmung führt.
     Aber warum bekommen wir dann eine Abkürzung durch den Raum? Ich meine, wie hat man sich das vorzustellen?
     

     • Antwort von nach 4 Tagen hilfreich

       Re^3: Negative Energien und Raumkrümmungen

       1. Man hat schon ein Experiment gemacht, bei dem 2 kleine Metallplatten nahe aneinander gebracht wurden, dadurch zwischen ihnen viele Wirtuelle Teilchenpaare nicht mehr "gültig" waren und eine negative raumkrümmung entstand, die auch nachgewiesen wurde. (sie war aber verschwindend klein)
       
       Eine Technische Anwendung einer siolchen negativen Raumkrümmung könnte so etwas wie der Warp-Antrieb von Raumschiff Enterprise sein, wobei ich nicht glaube, daß wir jemals soweit kommen.
       
       hans
       

       • Antwort von nach 5 Tagen hilfreich

         Re^4: Negative Energien und Raumkrümmungen

         1. Man hat schon ein Experiment gemacht, bei dem 2 kleine
         Metallplatten nahe aneinander gebracht wurden, dadurch
         zwischen ihnen viele Wirtuelle Teilchenpaare nicht mehr
         "gültig" waren und eine negative raumkrümmung entstand, die
         auch nachgewiesen wurde. (sie war aber verschwindend klein)
         Das Phänomen heißt Casimir-Effekt. Die experimentell bestimmte Casimir-Kraft stimmt übrigens recht gut mit der theoretisch berechneten überein. Da es sich aber nur um die Wirkung zufälliger Quantenfluktuationen handelt ist der Effekt sehr klein und eine Nutzung so gut wie ausgeschlossen. Ich würde sogar behaupten, daß eine Maschinene, welche unter Verringerung der Vakuum-Energie Artbeit verrichtet ein perpetuum mobile zweiter Art wäre.
         

         • Antwort von nach 6 Tagen hilfreich

           Re^5: Negative Energien und Raumkrümmungen

           Das ist ja schön und gut, aber warum bewirkt das, daß sich z.B. ein Schiff mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen kann
           ( theoretisch ). Oder konkreter gefragt: Welche Veränderung in der Natur, die durch negative Raumkrümmungen hervorgerufen wird, läßt das Schiff Überlicht erreichen?
           
           Ach übrigens @MrStupid: Mit dem perpetuum mobile hast du recht - die Spektrum berichtete von diesem Aspekt. Die Möglichkeit besteht, weil die Unterdrückung von Quantenfluktuationen
           ( negative Energie ) dazu führt, daß die Natur einen Impuls positiver Energie aussendet. Dieser positive Impuls ist aber erstaunlicherweise von der Energiemenge her größer als die unterdrückte Energie des negativen Impulses
           

   • Antwort von nach 14 Stunden hilfreich

     Re^2: Negative Energien und Raumkrümmungen

     Um eine negative Raumkrümmung zu erzeugen benötigt man negative
     Masse und somit auch negative Energie.
     
     Ihr muesst Euch erst einmal einig darueber werden, was negative
     Raumzeitkruemmung bedeutet. Die Kruemmung wird durch den
     sogenannten Riemannschen Kruemmungstensor beschrieben, das ist
     eine 4x4x4x4-Matrix. Der Tensor besitzt einige Symmetrien,
     so dass nur 20 von den 4x4x4x4=256 Komponenten unabhaengig
     voneinander sind. Fuer Entscheidungen, ob positiv oder negativ,
     bedarf es eines Skalars, einer einfachen Zahl. Gewoehnlich
     nimmt man dafuer die sogenannte skalare Invariante, die man
     aus dem Riemannschen Kruemmungstensor bilden kann. Und nach dem
     vielen hin und her wage ich es zu bezweifeln, dass die skalare
     Invariante des Riemannschen Kruemmungstensors (wenn wir so
     wollen, die Kruemmung) genau dann negativ wird, wenn die Quelle,
     also die Energie negativ ist. Das Vakuum ist vollkommen gleichmäßig mit virtuellen Teilchen
     gefüllt. Damit besitzt es Energie und somit auch Masse, welche
     den Raum krümmen würde, wenn die Verteilung nicht vollkommen
     gleichmäßig wäre.
     Das ist das Problem, auch homogene Materieverteilungen erzeugen
     Gravitation, also Raumzeitkruemmung.
     
     Noch ein Hinweis zum Wurmloch:
     Die Idee stammt vom schwarzen Loch ab. Das schwarze Loch ist eine
     Vorstellung von einer moeglichen Loesung der Grundgleichungen
     der allgemeinen Relativitaetstheorie. Es ist also der Versuch,
     einer mathematischen Konstruktion ein Bild zu verleihen. Diese
     mathematische Konstruktion gilt fuer einen gewissen Bereich.
     Nun gibt es ein mathematisches Verfahren, mit dem man den
     Gueltigkeitsbereich erweitern kann. Man konstruiert sich
     also die Loesung der Grundgleichungen der allgemeinen
     Relativitaet in erweiterten Bereichen aus der schon bekannten
     Loesung in einem eingeschraenkten Bereich. Eine solche
     Erweiterung der Loesung, die dem schwarzen Loch entspricht,
     fuert zur Idee des Wurmloches... Oder... Fliegst Du in ein
     schwarzes Loch hinein, kommst Du moeglicherweise an einer anderen
     Stelle des Universums wieder heraus... Die Erweiterung ist
     praktisch die Idee, dass man an einer anderen Stelle wieder
     rauskommt. Das eigentliche Problem ist die Stabilitaet von
     Wurmloechern.
     
     MEB
     

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