(on)bepaaldheid van plaats

[Bartjes]

Een idee voor een gravitationele meting. Wanneer licht een massa(punt) passeert wordt het enigszins afgebogen. Deze afbuiging is zeer klein. Maar de gewijzigde voortplantingsrichting wordt wel onbepaald lang volgehouden! Een laserstraal die loodrecht op de baan van de afgevuurde deeltjes staat opgesteld zal dus bij het passeren van een deeltje eventjes afgebogen worden. Drie vragen:

1. Wat is de nauwkeurigheid van deze meting in ideale omstandigheden?

2. Volstaan de huidige theorieën om de invloed van deze gravitationele meting op de latere conventionele meting te berekenen?

3. Is er al eens met een dergelijk opstelling geëxperimenteerd?

[Math-E-Mad-X]

Een idee voor een gravitationele meting. Wanneer licht een massa(punt) passeert wordt het enigszins afgebogen. Deze afbuiging is zeer klein. Maar de gewijzigde voortplantingsrichting wordt wel onbepaald lang volgehouden! Een laserstraal die loodrecht op de baan van de afgevuurde deeltjes staat opgesteld zal dus bij het passeren van een deeltje eventjes afgebogen worden. Drie vragen:

En wat als er 'toevallig' nog een paar andere deeltjes in de buurt van de baan van je laserstraal aanwezig zijn?

Helaas is het zo dat zelfs met het allerbeste vacuum dat we in het lab kunnen creeren er altijd nog miljoenen moleculen (waarschijnlijk nog wel veel meer, ik heb geen flauw idee van de aantallen) in de buurt zullen zijn die het experiment volledig zullen verstoren.

en daarnaast komt nog het feit dat de afbuiging van de laserstraal zo ontzettend klein zal zijn dat je daar echt niets van moet verwachten.

Overigens zal de laser natuurlijk ook afbuigen als gevolg van de zwaartekracht van de aarde. Natuurlijk kun je daarvoor corrigeren, maar als je de zwaartekracht van één deeltje wilt achterhalen, moet je dus wel exact weten hoeveel deeltjes de aarde bevat anders weet je nooit hoe groot de correctie moet zijn. Ook heeft het geen zin om het experiment in de ruimte uit te voeren, want ook daar zul je de zwaartekracht van de aarde gewoon in je experiment bemerken. En dan hebben we het nog niet eens over de zwaartekracht veroorzaakt door de maan, de zon, etc...

Met andere woorden: ik geef je experiment geen enkele kans. ](*,)

[317070]

En iedere laserstraal heeft een minimum breedte. Je kunt niet onder de diffractiegrens, waardoor je een EXTREEM grote energie in je straal gaat moeten pompen voor je effect merkbaar is. Daarnaast zit je op deeltjesniveau uiteraard met fotonen, en niet met stralen. Stralen werken alleen op macroscopisch niveau.

[Bartjes]

En wat als er 'toevallig' nog een paar andere deeltjes in de buurt van de baan van je laserstraal aanwezig zijn?

Helaas is het zo dat zelfs met het allerbeste vacuum dat we in het lab kunnen creeren er altijd nog miljoenen moleculen (waarschijnlijk nog wel veel meer, ik heb geen flauw idee van de aantallen) in de buurt zullen zijn die het experiment volledig zullen verstoren.

en daarnaast komt nog het feit dat de afbuiging van de laserstraal zo ontzettend klein zal zijn dat je daar echt niets van moet verwachten.

Overigens zal de laser natuurlijk ook afbuigen als gevolg van de zwaartekracht van de aarde. Natuurlijk kun je daarvoor corrigeren, maar als je de zwaartekracht van één deeltje wilt achterhalen, moet je dus wel exact weten hoeveel deeltjes de aarde bevat anders weet je nooit hoe groot de correctie moet zijn. Ook heeft het geen zin om het experiment in de ruimte uit te voeren, want ook daar zul je de zwaartekracht van de aarde gewoon in je experiment bemerken. En dan hebben we het nog niet eens over de zwaartekracht veroorzaakt door de maan, de zon, etc...

Met andere woorden: ik geef je experiment geen enkele kans. ](*,)

Daarmee is vraag 3. beantwoord. Dank. We moeten het dus verder als een zuiver gedachte-experiment beschouwen. En dan gaat het erom wat er in ideale omstandigheden uit valt af te leiden.

[Bartjes]

En iedere laserstraal heeft een minimum breedte. Je kunt niet onder de diffractiegrens, waardoor je een EXTREEM grote energie in je straal gaat moeten pompen voor je effect merkbaar is. Daarnaast zit je op deeltjesniveau uiteraard met fotonen, en niet met stralen. Stralen werken alleen op macroscopisch niveau.

Juist - praktisch is het dus onhaalbaar. Maar fotonen zouden óók moeten worden afgebogen. Bovendien blijven ze ideaal gesproken in hun afgebogen richting verder bewegen, waardoor zelfs de kleinste afbuiging uiteindelijk een groot verschil maakt.

We kunnen de voorgestelde proef daarom het beste verder als een zuiver gedachte-experiment beschouwen.

[Math-E-Mad-X]

En dan gaat het erom wat er in ideale omstandigheden uit valt af te leiden.

Wat betreft de quantum effecten die jij zou willen meten: tja, zoals gezegd daar valt eigenlijk niks over te zeggen omdat er simpelweg geen goeie theorie bestaat die gravitatie op quantum niveau beschrijft.

zoek maar eens op de term "quantum foam".

Maar fotonen zouden óók moeten worden afgebogen. Bovendien blijven ze ideaal gesproken in hun afgebogen richting verder bewegen

Vergeet niet dat fotonen zelf ook aan quantum effecten onderhevig zijn, dus je kunt er niet zomaar vanuitgaan dat ze langs een welgedefinieerde baan bewegen. Ook fotonen hebben een 'onbepaaldheid van plaats' en ook voor fotonen geldt dat je hun toestand in war schopt zodra je metingen aan ze gaat verrichten. (om de zaak nog maar eens extra ingewikkeld te maken ](*,) )

[xjasperx]

xjasperx schreef (op 29 July 2010, 17:20):

Ik ben het volkomen met je eens dat we in onze berekeningen gravitatie in huis-, tuin- en keukensituaties als een kracht kunnen behandelen. Maar in dit topic hebben we het over gravitatie in samenhang met subatomaire deeltjes, en dan gaat de huis-, tuin- en keukenbenadering dus niet meer op.

en nogmaals geef je geen antwoord op mijn vraag.... :S

De vraag waarom je in de algemene relativiteitstheorie (en dat is dus per definitie zonder interacties op quantumschaal mee te nemen, want ART is geen quantumgravitatie theorie) zwaartekracht niet als een gewone kracht mag beschouwen.

En ook jouw eerste reactie daarop had slechts betrekking op ART. Dit heeft dus helemaal niets met subatomaire deeltjes te maken. Die haal je er nu plotseling bij om onder mijn opmerkingen uit te komen.

(ok, mijn vraag hoorde dus eigenlijk niet in dit topic thuis, maar dat is nog steeds geen reden voor jou om net te doen alsof je antwoord geeft, terwijl je in werkijkheid mijn vraag alleen maar ontwijkt.)

Je hebt gelijk. De ART is geen quantumgravitatietheorie. Op macro-niveau kan je gravitatie over het algemeen inderdaad als een kracht behandelen, dus overeenkomstig Newtons zwaartekrachttheorie.

Maar in extreme situaties (grote versnellingen, zwarte gaten, hoge snelheden t.o.v. een waarnemingspunt, etc.), blijkt Newtons zwaartekrachttheorie niet meer nauwkeurig te zijn. In die gevallen kan je nauwkeuriger voorspellingen doen door ervan uit te gaan dat gravitatie een kromming is van de 4-dimensionale tijdruimte.

Het lijkt erop dat we ons met deze discussie off-topic begeven, maar dat is denk ik niet het geval. In dit topic wordt (als ik het goed begrijp) ondermeer onderzocht of het mogelijk is om de positie van een subatomair deeltje te bepalen door een meting te doen aan het gravitatieveld dat wordt veroorzaakt door dat deeltje. Het idee daarachter is (naar ik veronderstel) dat je op die manier dan een indirecte meting zou kunnen doen die níet zou leiden tot het instorten van de golffunctie. De bedenker van dit idee wil kennelijk onderzoeken of hij een tegenstrijdigheid heeft ontdekt in de standaard quantumtheorie.

Stel, dat je aan de oever van een rivier apparatuur opstelt die heel nauwkeurig de boeggolven van passerende schepen kan vastleggen. Een computerprogramma berekent vervolgens met behulp van die informatie de exacte posities op exacte tijdsmomenten van die passerende schepen. Zal je met deze metingingen invloed uitoefenen op de posities van die passerende schepen? Je zou toch zeggen van niet! Analoog aan dit voorbeeld zou je de conclusie kunnen trekken dat je de exacte postie van een subatomair deeltje op een exact tijdstip indirect zou kunnen bepalen door de gravitatiegolven van dat deeltje te detecteren (alsof het boeggolven van een passerend schip zijn), zonder dit deeltje te beïnvloeden of zijn golffunctie te laten instorten. Misschien heeft de starter van dit topic zoiets in gedachten gehad?

De vraag waar dit topic om draait is (als ik het goed begrijp):

Kan je de locatie van een subatomair deeltje vaststellen zonder het deeltje te beïnvloeden of zijn golffunctie te laten instorten? Zou dit theoretisch kunnen door bijvoorbeeld zijn gravitatieveld of -golven te meten?

Persoonlijk denk ik dat dit in principe onmogelijk is omdat gravitatie op subatomair niveau zich korrelig (of quantumachtig) schijnt te gedragen. Op subatomair niveau zou je dus in principe door meting aan gravitatievelden (of golven) nooit een exacte locatie op een exact tijdstip voor een subatomair deeltje kunnen bepalen.

Vandaar dat ik denk dat het tot dit topic behoort om in ogenschouw te nemen dat gravitatie feitelijk geen kracht is maar een tijdruimtelijke structuur die op subatomair niveau korrelig schijnt te zijn.

Het is dus écht niet zo dat ik jouw vraag (kan je gravitatie niet gewoon als een kracht beschouwen?) wil ontwijken. In dit topic vind ik het echter essentieel om uit te laten komen dat gravitatie juist níet een kracht is!

[Math-E-Mad-X]

Ten eerste: bedankt voor antwoord dat dit maal veel serieuzer is dan je voorgaande antwoorden. ](*,)

wat deze uitspraak betreft:

Maar in extreme situaties (grote versnellingen, zwarte gaten, hoge snelheden t.o.v. een waarnemingspunt, etc.), blijkt Newtons zwaartekrachttheorie niet meer nauwkeurig te zijn. In die gevallen kan je nauwkeuriger voorspellingen doen door ervan uit te gaan dat gravitatie een kromming is van de 4-dimensionale tijdruimte.

Mijn opmerking dat zwaartekracht zowel als een tijd-ruimte kromming als als een normale kracht beschouwd kan worden had betrekking op alle situaties waar de ART op van toepassing is. Dus ook in het geval van hoge snelheden en grote versnellingen!

En in de situaties waar ART niet meer van toepassing is, kun je natuurlijk sowieso niks meer zeggen over gravitatie omdat we daar geen bewezen theorie over hebben.

inderdaad is Newtons zwaartekrachttheorie niet nauwkeurig bij grote versnellingen, maar daar had ik het ook helemaal niet over. Ik had het over het beschrijven van de zwaartekracht als kracht, en niet over de beschrijving zoals newton dat deed!

Dat Newton's zwaartekrachttheorie niet correct is wisten we allang en dat zegt verder nog steeds helemaal niets over de vraag of zwaartekracht wel of niet als gewone kracht beschreven mag worden.

Kortom, jouw uitspraak "gravitatie kan niet als kracht beschreven worden" is alleen geldig op het moment dat ook de ART niet meer correct is en in die situaties kan gravitatie ook niet als tijd-ruimte kromming beschreven worden. (althans, voor zover we weten natuurlijk).

[Bartjes]

Stel, dat je aan de oever van een rivier apparatuur opstelt die heel nauwkeurig de boeggolven van passerende schepen kan vastleggen. Een computerprogramma berekent vervolgens met behulp van die informatie de exacte posities op exacte tijdsmomenten van die passerende schepen. Zal je met deze metingingen invloed uitoefenen op de posities van die passerende schepen? Je zou toch zeggen van niet! Analoog aan dit voorbeeld zou je de conclusie kunnen trekken dat je de exacte postie van een subatomair deeltje op een exact tijdstip indirect zou kunnen bepalen door de gravitatiegolven van dat deeltje te detecteren (alsof het boeggolven van een passerend schip zijn), zonder dit deeltje te beïnvloeden of zijn golffunctie te laten instorten. Misschien heeft de starter van dit topic zoiets in gedachten gehad?

Mooi beeld! ](*,)

De (in gewone omstandigheden gebruikelijke) verwaarlozing van de gravitationele interactie van een subatomair deeltje met zijn omgeving zit mij al langer dwars. Dit te meer omdat een meting invloed op de golffunctie zou moeten hebben. Met die verwaarlozing zeg je dus impliciet dat er geen nauwkeurige gravitationele meting heeft plaats gevonden. Maar hoe weet je dat er geen processen hebben plaatsgevonden die als zodanig kunnen worden geïnterpreteerd?

Ik probeer door middel van gedachte-experimenten wat helderheid te verkrijgen over wat hier precies gebeurt, waar de grenzen van onze kennis liggen, en wat er uit de reeds bekende feiten kan worden afgeleid.

P.S. Over de vraag of de zwaartekracht een kracht is: zou het al dan niet bestaan van het graviton dit punt kunnen beslissen?

[xjasperx]

P.S. Over de vraag of de zwaartekracht een kracht is: zou het al dan niet bestaan van het graviton dit punt kunnen beslissen?

Het lijkt me dat als gravitatie inderdaad door gravitonen wordt overgebracht, dat het dan níet om geometrie gaat maar om een kracht. Een meting aan het gravitatieveld van een subatomair deeltje zou in dit geval dan een uitwisseling van gravitonen zijn tussen het deeltje en de meetapparatuur.

Tot op heden zijn er nog nooit gravitonen aangetoond.

[Bartjes]

Het lijkt me dat als gravitatie inderdaad door gravitonen wordt overgebracht, dat het dan níet om geometrie gaat maar om een kracht. Een meting aan het gravitatieveld van een subatomair deeltje zou in dit geval dan een uitwisseling van gravitonen zijn tussen het deeltje en de meetapparatuur.

Tot op heden zijn er nog nooit gravitonen aangetoond.

Het gedachte-experiment kan misschien beter zo worden opgezet dat de bundel subatomaire deeltjes en de laserstraal elkaar haaks snijden. Dan zou het zo nu en dan moeten gebeuren dat er een wederzijdse afbuiging van een subatomair deeltje en een foton plaats vindt die alleen door een gravitationele interactie verklaard kan worden. Of is dat niet zo?

P.S. Wellicht zou men ook twee laserstralen elkaar haaks kunnen kunnen laten snijden. ](*,)

[Math-E-Mad-X]

De (in gewone omstandigheden gebruikelijke) verwaarlozing van de gravitationele interactie van een subatomair deeltje met zijn omgeving zit mij al langer dwars. Dit te meer omdat een meting invloed op de golffunctie zou moeten hebben. Met die verwaarlozing zeg je dus impliciet dat er geen nauwkeurige gravitationele meting heeft plaats gevonden. Maar hoe weet je dat er geen processen hebben plaatsgevonden die als zodanig kunnen worden geïnterpreteerd?

De onzekerheidsrelatie van Heisenberg zegt dat, hoe nauwkeuriger meting 1 is, hoe groter de invloed daarvan op meting 2. (hoe beter je de plaats van een deeltje bepaalt, hoe minder goed je zijn impuls kunt bepalen) En dus ook andersom: hoe kleiner de nauwkeurigheid van meting 1, hoe kleiner de invloed op meting 2.

Aangezien de meting van het gravitatieveld van een deeltje extreem onnauwkeurig is, mag je verwachten dat dit een verwaarloosbaar klein effect op meting 2 heeft.

[Bartjes]

Aangezien de meting van het gravitatieveld van een deeltje extreem onnauwkeurig is, mag je verwachten dat dit een verwaarloosbaar klein effect op meting 2 heeft.

Als we aannemen - wat ook wel waarschijnlijk lijkt - dat het kwantummechanische gravitatieveld in eerste benadering kan worden voorgesteld als het klassieke gravitatieveld van de volgens de golffunctie uitgesmeerde massa van het deeltje, is een gravitationele meting inderdaad extreem onnauwkeurig. Er kan dan namelijk niets méér worden gemeten dan door de golffunctie gegeven is. En de nasleep van een dergelijke niet-invasieve "meting" is kennelijk verwaarloosbaar.

Wat ik van de discussie tot nu toe heb geleerd is hoe het kwantummechanische gravitatieveld van een deeltje in eerste benadering waarschijnlijk kan worden voorgesteld.

Ik zoek nu een simpel gedachte-experiment (dus niet met zwarte gaten e.d.) waarin de gravitationele interactie op deeltjes-niveau zeker niet verwaarloosd kan worden. Misschien komen we daar nog iets verder mee...

[xjasperx]

De (in gewone omstandigheden gebruikelijke) verwaarlozing van de gravitationele interactie van een subatomair deeltje met zijn omgeving zit mij al langer dwars. Dit te meer omdat een meting invloed op de golffunctie zou moeten hebben. Met die verwaarlozing zeg je dus impliciet dat er geen nauwkeurige gravitationele meting heeft plaats gevonden. Maar hoe weet je dat er geen processen hebben plaatsgevonden die als zodanig kunnen worden geïnterpreteerd?

Wellicht speelt bewustzijn (of bewuste waarneming) ook een rol bij het instorten van de golffunctie, zie onderstaande video:

http://www.cinemien.nl/rabbithole/index.ph...eslit_video.wmv

[ZVdP]

Ligt het aan mij, of zie ik geen enkel verwijzing naar dat bewustzijn een rol speelt in dat videootje?