Grundzüge der Stringtheorie

Wissenschaft Physik
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Hallo
die Stringtheorie besagt, dass jede der 4 Grundkräfte den Raum krümmt.
Wenn man also eine Gesamtkrümmung bilden würde, wie man auch eine Gesamtkraft bildet, würde es zu Widersprüchen führen, es sei denn man führt neue Dimensionen ein.
Zum Beispiel wird ja Licht in Anwesenheit von einer großen Masse immer gleich stark abgelenkt, egal wie stark z.B. ein externes Magnetfeld ist.
Um das nun widerspruchsfrei darzustellen brauch man eben mehr als 4 Dimensionen.
Kannst Du hier noch ähnliche Beispiele nennen, bei denen man mit einer Gesamtkrümmung aus 4 Dimensionen auf Widersprüche kommt?

Also kann man doch grob sagen, dass wir die 11 Dimensionen schon merken und zwar in Form der Grundkräfte, die unseren Alltag bestimmen?
Nur sind die Krümmungen des Raumes, verursacht von den anderen Kräften (alle außer Gravitation), so gering, dass wir sie nicht messen können bzw. finden nur auf kleinstem Raum statt, siehe Kernkräfte, und sind deshalb ebenfalls nicht zugänglich. Wir haben ja schon unsere Probleme die Krümmung der Gravitation mit speziellen Laseranordnungen zu messen.

Da die Krümmungen der andere 3 Kräfte also nicht messbar ist, ist die Idee der Stringtheorie, dass alle Kräfte den Raum krümmen, nicht nachweisbar?
Dass die anderen Dimensionen kompaktifiziert sind, ist nur eine Umschreibung dafür, dass die anderen Kräfte nicht stark genug krümmen?
Kannst Du noch ein paar weiter Beispiele anführen, die die Stringtheorie voraussagt/voraussetzt, aber nie bzw. lange nicht nachweisbar sein werden?

Mathematisch würde eine 11-dimensionale Wellenfunktion dann eben die Wahrscheinlichkeit wiedergeben ein Teilchen an einem bestimmten Ort anzutreffen. Dabei berücksichtigt man dann alle 4 Grundkräfte in einer Formel auf einmal?

Die Quantenlooptheorie ist der Gegenspieler und beschreibt die Idee, dass alle Wechselwirkung gequantelt übermittelt werden.
Soweit man die Experten hört, wäre diese Theorie aussichtsreicher.
Fehlt hier aber wirklich nur noch das Finden der Energie, welche ein Graviton haben müsste, um die Theorie zu bestätigen?

Vielen Dank für eine erhellende Diskussion
Viele Grüße
Tim

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Hallo,

die Stringtheorie besagt, dass jede der 4 Grundkräfte den Raum
krümmt.

ich verstehe nicht, was du hiermit ausdrücken willst. Die Stringtheorie soll eine vereinheitlichte Theorie sein – damit gibt es garkeine vier Grundkräfte mehr. Die Tatsache, dass Energie jeglicher Form gravitativ wirkt (d. i. die Raumzeit krümmt) ist bereits Bestandteil der klassischen, einsteinschen Gravitationstheorie.

Wenn man also eine Gesamtkrümmung bilden würde, wie man auch
eine Gesamtkraft bildet, würde es zu Widersprüchen führen, es
sei denn man führt neue Dimensionen ein.

Die Bedingung, dass es 25/9 Raumdimensionen geben muss, folgt im Zusammenhang mit der Quantisierung der Stringtheorie. Je nach Formulierung tritt die Bedingung zu Tage, wenn man das Nicht-Vorhandensein von Geistern (das sind sozusagen Teilchen mit negativer Aufenthaltswahrscheinlichkeit) oder die Symmetrie unter Lorentz-Transformationen (Rotationen und Transformationen in bewegte Bezugssysteme) fordert.

Also kann man doch grob sagen, dass wir die 11 Dimensionen
schon merken und zwar in Form der Grundkräfte, die unseren
Alltag bestimmen?

Grundsätzlich kann man aus der Tatsache, dass es eine Theorie gibt (was im Falle der Stringtheorie nicht einmal sicher ist), die die Welt mit mehr Dimensionen beschreibt, nicht folgern, dass die Welt tatsächlich mehrdimensional sein muss. Es könnte auch eine andere Theorie geben, die die Experimente genausogut (oder besser) ohne Zusatzdimensionen beschreibt. Unter Umständen hilft nur Herrn von Ockhams Skalpell, um die „bessere“ Theorie auszuwählen.

So kann man etwa bereits die Maxwellsche Theorie des Elektromagnetismus (mit dem Photonfeld in 3+1 Dimensionen) auch als effektive Theorie aus einer (4+1)-dimensionalen Theorie (ohne Feld) ableiten. In einem geeigneten Grenzfall ist es vollkommen äquivalent, welche der beiden Theorien man benutzt.

Die Quantenlooptheorie ist der Gegenspieler und beschreibt die
Idee, dass alle Wechselwirkung gequantelt übermittelt werden.

Ich würde (auch wenn das oft so gesehen wird) Strings und Loops weniger als unvereinbare Gegenspieler und völlig andere Theorien sehen, als vielmehr zwei unterschiedliche Ansätze, dieselbe Theorie zu finden.

Während mit der Stringtheorie versucht wird, die fundamentale Theorie zu erraten und schließlich zu zeigen, dass unsere bisherigen Theorien nur Grenzfälle dieser sind, versucht man in der Loop-Quantengravitation von unserer heutigen Theorie ausgehend zu untersuchen, wie diese verändert werden muss.

–
PHvL

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Hallo,

die Stringtheorie besagt, dass jede der 4 Grundkräfte den Raum
krümmt.

ich verstehe nicht, was du hiermit ausdrücken willst. Die
Stringtheorie soll eine vereinheitlichte Theorie sein – damit
gibt es garkeine vier Grundkräfte mehr. Die Tatsache,
dass Energie jeglicher Form gravitativ wirkt (d. i. die
Raumzeit krümmt) ist bereits Bestandteil der klassischen,
einsteinschen Gravitationstheorie.

Ja, aber diese eine vereinheitlichte Kraft würde doch dann über Raumkrümmungen wirken, also analog zur Gravitation, oder? Und nicht über den Austausch von Elementarteilchen, oder?