Quantenmechanik nach der Detektion von Gravitationswellen

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Natürlich kennt mittlerweile jeder die Detektion von Gravitationswellen

Aber können wir jetzt sagen , da die Allgemeine Relativitätstheorie und die Quantenmechanik nicht miteinander auskommen , dass diese Entdeckung beweist, dass die Quantenmechanik nicht wirklich zutrifft und dass die Allgemeine Relativitätstheorie die Oberhand hat?

Eine andere Frage: Wie können wir den Ursprung der Welligkeit identifizieren (sagen wir, ob es ein Ergebnis des Urknalls oder eines anderen großen Ereignisses ist)?

EDIT 16-2-2016

Ich habe heute einen Artikel gelesen und dachte, ich würde ihn hier teilen. Grundsätzlich heißt es, dass wir ohne einen dritten Detektor das Signal nicht triangulieren können. Einige Wissenschaftler versuchten, das Licht des Ereignisses direkt nach den Wellenbeobachtungen zu beobachten, konnten die Fusion jedoch nicht erkennen, nur weil sie zu weit entfernt oder zu schwach ist, um mit unserer aktuellen Technologie beobachtet zu werden.

general-relativity astrophysics gravitational-waves quantum-field-theory Chris Barakat
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Es war ein Zusammenschluss von Schwarzen Löchern, nicht vom Urknall. Primordiale Gravitationswellen haben eine noch längere Wellenlänge, wahrscheinlich zu lang für LIGO,
James K
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Quantenphysik und Relativitätstheorie konkurrieren NICHT miteinander. Es handelt sich um komplementäre Theorien, in denen es um Relativitätstheorien geht, was in massiven Maßstäben geschieht, und um Quanten, die von wirklich winzigen Maßstäben sprechen. Die Kontroverse ist, dass niemand wirklich weiß, wie man diese beiden Bereiche vereint. Was die Physiker wollen, ist eine Theorie, die auf einen Schlag beschreibt, wie alles funktioniert. Vielleicht eine elegante Parade oder ein Satz einfacher Regeln. Wir sind uns nicht einmal sicher, ob es so etwas tatsächlich gibt, aber es wäre sicher schön, wenn es so wäre, denn diese Theorie wäre der Inbegriff menschlicher wissenschaftlicher Errungenschaften. Das Problem ist, niemand weiß wirklich wie.
Shayne

Antworten:

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Nicht mehr als die Beobachtung von Lichtwellen widerlegt die Quantenmechanik.

Licht hat sowohl die Eigenschaften eines Teilchens als auch einer Welle. Bei niedrigen Energien ist die Teilchenbeschaffenheit des Lichts schwer zu erkennen: Radiowellen bestehen aus Photonen, aber einzelne Radiowellenphotonen sind ziemlich schwer zu erkennen. Ich bin mir nicht sicher, ob wir einzelne Photonen mit Energien unterhalb des Infrarotbandes direkt detektiert haben.

Gravitationswellen haben (wahrscheinlich) sowohl eine Wellen- als auch eine Teilchennatur. Das Gravitationsfeld ist wahrscheinlich quantisiert. Bei den Frequenzen und der Empfindlichkeit, mit denen LIGO arbeitet, können einzelne Quanten jedoch nicht gemessen werden. Diese Erkennung belegt also nicht die Abhängigkeit von GR über QM.

Das Verständnis von extremen Ereignissen wie dem Zusammenschluss von Schwarzen Löchern könnte zu einem theoretischen Verständnis der Quantennatur der Schwerkraft führen.

James K
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Vielen Dank für Ihre Antwort. Es hat mir sehr geholfen, die Idee zu verstehen. Ich werde sie in ein paar Stunden als Antwort markieren, um auch ein bisschen mehr Zeit für andere Antworten zu haben
Chris Barakat,
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@Odin: Ein paar (oder eher so etwas wie 5 oder 7) Tage zu warten scheint besser zu sein als nur ein paar Stunden, da Experten nicht immer hinter ihrem Bildschirm stehen ...
Olivier Dulac
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Es gibt wahrscheinlich keine vernünftigen Experimente, die eine einzelne Graviton nachweisen können. Hier bedeutet vernünftig, dass Dinge wie "nicht groß genug sind, um zu einem Schwarzen Loch zusammenzufallen" und "mindestens ein Graviton pro Alter des Universums nachweisen". arxiv.org/abs/gr-qc/0601043 Und dieses Ereignis ist wirklich nicht in der Nähe von dem, wo Sie Quantengravitation erwarten würden. Für Schwarze Löcher mit 30 Sonnenmassen beträgt der Schwarzschild-Radius etwa m, die Planck-Länge etwa 10 - 35 m. 10510−35
Robin Ekman
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Im Vergleich zum Sonnensystem ist dies natürlich extrem: Bei einem Abstand von AE von der Sonne (dh hier auf der Erde) liegt der Krümmungsradius in der Größenordnung von 10 bis 12 m, an der Oberfläche der Sonne bei 5 ⋅ 10 8 m. Aber Gravitation ist ernst schwach , so dass Sie es noch viele viele Größenordnungen von Quantengravitation. ( Man beachte , daß große Krümmungsradius = kleine Krümmung Eine große Kugel wird weniger gekrümmt ist als ein kleines..)110125⋅108
Robin Ekman
Übrigens, wenn jemand die Energien der Photonen mit der niedrigsten Energie kennt, die direkt oder indirekt beobachtet wurden, wäre ich interessiert.
James K
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Der Einfluss dieser Messung auf den Status der Quantengravitation ist genau Null.

Die korrekte Aussage über die Inkompatibilität der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenmechanik ist, dass die Quantenfeldtheorie der Allgemeinen Relativitätstheorie nicht renormierbar ist . Renormalisierbarkeit bedeutet im Wesentlichen, dass die Theorie auf allen Energieskalen gut definiert ist, was einer vernünftigen Forderung nach einer vorgeschlagenen fundamentalen Theorie gleichkommt.

Was wir also wissen, ist, dass wir, wenn wir die klassische allgemeine Relativitätstheorie nehmen und quantifizieren, keine fundamentale Theorie der Quantengravitation erhalten. Dies schließt andere vorgeschlagene Quantentheorien der Gravitation, beispielsweise LQG oder Stringtheorie, nicht aus.

Darüber hinaus funktioniert die Physik so, dass neue Theorien in den Bereichen der Anwendbarkeit der alten Theorien auf alte reduziert werden müssen. Unabhängig von der richtigen Quantentheorie der Gravitation sollte ihre Niedrigenergiegrenze als allgemeine Relativitätstheorie quantisiert werden, und die klassische Grenze hierfür ist die klassische allgemeine Relativitätstheorie. Es ist einfach nicht wahr, dass man sich zwischen allgemeiner Relativitätstheorie oder Quantenmechanik entscheiden muss.

Diese Messung einer Vorhersage der klassischen Allgemeinen Relativitätstheorie bedeutet also absolut nichts dafür, dass kein quantenmechanisches Gravitationsmodell existiert. Es konnte nicht, weil wir bereits ein quantenmechanisches Gravitationsmodell haben: die quantisierte allgemeine Relativitätstheorie. Es ist nicht so "schön", wie wir es gerne hätten, aber das schließt es wirklich nur als fundamentale Theorie aus.

Robin Ekman
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Diese Seite zieht qualitativ hochwertige Antworten an. Ich habe die ganze Menge (und ich mache das nicht .. fast immer ..)
Javadba
In der Tat .. Sehr kluge Antworten @ javadba
Chris Barakat
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Eine andere Frage, wie können wir den Ursprung der Welligkeit identifizieren (sagen wir, wenn es das Ergebnis des Urknalls oder eines anderen großen Ereignisses ist)?

(Ich beantworte nur diesen Teil der Frage, da James den Hauptteil über GR vs QM bereits beantwortet hat.)

LIGO hat ein Bild erstellt, das die bestmögliche Schätzung der Lage dieser beiden Schwarzen Löcher zeigt: "Woher die Gravitationswellen kamen" von LIGO

Sie können nur sagen, irgendwo am südlichen Himmel. Ein Netzwerk von mehr Detektoren wird es künftig ermöglichen, solche Ereignisse viel genauer zu lokalisieren.

Andy
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Das ist wirklich erstaunlich. Danke, dass du das geteilt
hast
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Nur ein weiterer Detektor, der online geht, wird einen großen Unterschied machen. Die beiden LIGO-Detektoren konnten dieses Ereignis nur in einem 600-Quadratgrad-Bereich lokalisieren. Während der Pressekonferenz erklärten die Wissenschaftler einmal, dass der Virgo-Detektor, nachdem er später in diesem Jahr online geht, auf eine einstellige Zahl von Quadratgrad eingegrenzt werden sollte. Dies ist ein Bereich, der klein genug ist, um optische Zielfernrohre mit schneller Reaktion auf das Nachleuchten zu untersuchen, das von der Fusion von Neutronensternen erwartet wird (letzter Absatz der Schlussfolgerung) .
Dan Neely
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Wenn Sie weitere Details zu diesem Teil der Frage wünschen, überprüfen Sie die Bearbeitung am 16-2-2016 @Andy :)
Chris Barakat
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Die Möglichkeit, Quellen zu lokalisieren, dürfte sich in ein paar Jahren, nachdem LIGO India von der indischen Regierung genehmigt wurde, noch einmal erheblich verbessern .
Chris Mueller
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Die doppelte Entdeckung der Fusion von Gravitationswellen und Schwarzem Loch hat möglicherweise keinen direkten Einfluss auf den QM-Status. Sie kann jedoch indirekt zu neuen "Überraschungen" führen. Beispiel: http://news.discovery.com/space/weve-detected- Gravitationswellen-so-was-160213.htm Sie kommentieren Folgendes: "Aus irgendeinem Grund ist der endgültige Spin des Schwarzen Lochs langsamer als erwartet, was darauf hindeutet, dass die beiden Schwarzen Löcher mit einer geringen Geschwindigkeit kollidierten oder sich in einer Kollisionskonfiguration befanden, die dazu führte, dass sich ihr kombinierter Drehimpuls gegenseitig konterkarierte "Das ist sehr merkwürdig, warum sollte die Natur das tun?", Sagte Lehner. Und die letzte Bemerkung lautet: "Dieses frühe Rätsel könnte auf eine grundlegende Physik zurückzuführen sein, die nicht berücksichtigt wurde, aber aufregender könnte es eine" neue "oder exotische Physik aufdecken, die die Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie stört." Wow! "Einmischung in die allgemeine Relativitätstheorie" ist ein höflicher Hinweis darauf, dass dies falsch sein könnte. Vielleicht kommt QM also eher zur Rettung von Gen.Relativität als umgekehrt.

Francisco Muller
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