Planck-Skala

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Die Gravitationskonstante G, das plancksche Wirkumsquantum h und die Lichtgeschwindigkeit c bilden die Planck-Skala.

Die Planck-Skala oder Planck-Welt bildet als Planck-Schwelle in der hier dargestellten Interpretation der Planckgrößen die fundamentale Grenze naturwissenschaftlicher Erkenntnis jeglicher denkbarer Intelligenz unseres Universums, die durch das Prinzip der Kausalität in der Natur definiert ist. Sie ist nach Max Planck, dem Entdecker des Planckschen Wirkumsquantums und dem sich daraus ergebenden fundamentalen System natürlicher Einheiten benannt.

Die Planck Schwelle bildet die Grenze experimentell überprüfbarer Naturerkenntnis und beschreibt den Zustand des Universums im Urknall, dem Beginn der kosmischen Entwicklung. Sie ist prinzipieller Natur und keine Folge von Messungenauigkeiten oder technischen Unmöglichkeiten. [1] Die physikalische Welt wird dadurch in eine rein mathematische Sub-Planck-Physik und eine physikalisch wirkliche Super-Planck-Physik geteilt.[2], [3].

Inhaltsverzeichnis

[Bearbeiten] Planck- Skala, Planck- Ära

Mit der Planck- Schwelle ist der Gültigkeitsbereich von Quantentheorie und Allgemeiner Relativitätstheorie begrenzt [4]. Die Gravitationskonstante G [5] , die Lichtgeschwindigkeit c und das Plancksche Wirkumsquantum h\, bildet das System der primordialen natürlichen Massgrößen - die Planck-Skala. Eine vollständige Beschreibung der Vorgänge auf dieser Skala wird von einer zukünftigen Theorie der Quantengravitation erwartet. [6]

Die Verbindung dieser natürlichen Einheiten unseres Universums mit den quantentheoretischen Effekten der Unschärferelation und des Ereignishorizonts in der 4- dimensionalen Raumzeit der Allgemeinen Relativitätstheorie bildet die hier dargestellte Planckschwelle der Erkenntnis.

Das Universum hatte in der Planck-Ära, bis 10-44sec „nach“ dem Urknall diese Skala von Einheiten:

  • die Planck’sche Masse 1, [7] und, äquivalent dazu, die Planck´sche Energie 1 [8]
  • den Raum der Planck’sche Länge 1 [9][10],
  • das Alter der Planck’schen Zeit 1, [11]
  • die Planck’sche Temperatur 1[12] und
  • die Planck’sche Dichte 1.

Das maßgebende plancksche Wirkungsquantum h\, ist als die (nicht mehr zu reduzierende!) Verhältniszahl zwischen der Energie E (und über E= mc² auch der Masse m) und der Frequenz ν aller Elementarteilchen zu verstehen, woraus sich die Quantisierung der Grundkräfte der Physik zwingend ergibt: E=h\, \nu. Das Wirkungsquantum hat den Wert von etwa h = 6{,}62 \cdot 10^{-34}\,\rm{J\,s} oder 4{,}13 \cdot 10^{-15}\,\rm{eVs}.

In der Planck- Ära, also vom Urknall „bis“ zum „Planckzustand 1“- 10-44 sec „später“ - gab es also weder die erste Raumeinheit[13], noch die erste Zeiteinheit, noch galt Kausalität oder ein Naturgesetz. [14]

Solange kein Raum existiert ist auch der Längenbegriff der Frequenz ν (Geschwindigkeit v . Wellenlänge λ) inhaltsleer. Die Nackte Singularität des Urknalls hat demnach den Raum Rp1 mit dem Radius Lp1 und dem Volumen 1Lp³. pi - der Plancklänge³ mal der Kreiszahl- geschaffen. Ersetzt man die Frequenz ν - dieser Überlegung entsprechend - durch die Kreisfrequenz ω = 2πν, dann wird die Energie E=h\, \nu zu E=\hbar \omega. Deshalb kann die Diracsche Konstante \hbar = \frac{h}{2\pi} bzw. 2\pi \hbar = h als fundamental betrachtet werden. Somit ist der 3- dimensionale Raum quantisiert. Da der Raum aber mindestens 4 - dimensional ist (lt. ART, Gravitation als geometrische Eigenschaft des 3- dimensionalen Raumes, der „krümmt“ sich in die vierte Dimension) müsste es zu einer scheinbaren Verletzung des Energieerhaltungssatzes durch Abstrahlung von Gravitationsenergie in die vierte (usw. bis elfte?) Raumdimension bei den Beschleunigerexperimenten am neuen Large Hadron Collider des CERN 2008 kommen. Eine dramatische Reduktion des Zahlenwertes der Planckschwelle wäre die Folge (siehe Grafik weiter unten).

Hier ist die Originalveröffentlichung von Max Planck aus dem Jahr 1899 (beachte: a= Boltzmannkonstante (Temp.), b= Wirkumsquantum, f= Gravitationskonstante, c= Lichtgeschwindigkeit 300000km/h): [15]

[Bearbeiten] Planck- Einheiten bilden die Planck- Schwelle

1.Die Planck- Masse - m_{\rm P} = \sqrt{\frac{\hbar c}{G}} - von etwa 2,17 . 10-8 kg , oder deren Energieäquivalent, die Planck- Energie - von 1,22 . 1019 GeV) ist die Masse deren Ortsunschärfe - wenn man sie maximal komprimieren würde - gleich groß wie ihr Ereignishorizont ist. Die Compton-Wellenlänge ist gleich groß wie der Gravitationsradius dieser etwa staubkorngrossen Masse. Nur bei der komprimierten Planck-Masse sind diese beiden Größen gleich. Die „Ortsunschärfe“ einer kleineren Masse ist größer als ihr „Ereignishorizont“, deshalb ist die Planckmasse auch die Masse des leichtesten denkbaren schwarzen Lochs und des schwersten denkbaren Elementarteilchens. [16] Diese Masse hat, in diesem komprimierten Zustand, einen Radius der als

2. Planck- Länge - l_{\rm P} = \sqrt{\frac{\hbar G}{c^3}} - bezeichnet wird. Diese Länge von 1.61 . 10-35 m ist der Radius des Ereignishorizonts und der Ortsunschärfe der Planck- Masse. Es kann keine kleinere Länge geben, weil dann Anfang und Ende sich überlappen und nicht unterscheidbar sind.[17] Wenn nun ein Lichtstrahl diese Plancklänge durchläuft, braucht er Zeit:

3. Die Planck- Zeit - t_{\rm P} = \frac{l_{\rm P}}{c} = \frac{\hbar}{m_{\rm P} c^2} = \sqrt{\frac{\hbar G}{c^5}} - von 5.39 . 10-44 s ist die Zeit, die ein Lichtstrahl braucht, um die Planck-Länge zu durchlaufen. Es kann keine kürzere Zeitspanne geben, weil dann selbst das Schnellste des Universums - ein Lichtstrahl im Vakuum - gleichzeitig am Anfang und Ende dieser kleinstmöglichen Strecke wäre.[18]

4. Die Planck- Temperatur - T_{\rm P} = \frac{m_{\rm P} c^2}{k} = \sqrt{\frac{\hbar c^5}{G k^2}} - von 1,42 . 1032 K kann wegen T = E/k (Boltzmannkonstante) von der Planck- Energie abgeleitet werden. Von Max Planck wurde sie bereits in seiner Urveröffentlichung 1899 als eine der vier fundamentalen Einheiten aufgeführt. Das war die Anfangstemperatur des Universums und zugleich dessen Ausfrierungstemperatur an der die erste Separierung der Grundkräfte der Physik auftrat. [19], [20]. Mehr zu den fundamentalen Planckeinheiten: [21]

5.Die Planck- Dichte - \rho_{\rm P} = \frac{m_{\rm P}}{l_{\rm P}^3} = \frac{\hbar t_{\rm P}}{l_{\rm P}^5} = \frac{c^5}{\hbar G^2} - (eine abgeleitete Planck-Einheit) von 5,15 . 1096 kg/m3 würde man erreichen, wenn man die Planck- Masse in eine Kugel mit dem Radius ihres Ereignishorizonts- also der Plancklänge- hineinquetschte. Das war die Anfangsdichte des Universums. Bei dieser Massendichte ist die Fluchtgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit- also ähnlich dem Zustand eines Schwarzen Loches, mit dem Unterschied, daß in der Anfangs- Singularität die gesamte Masse des Universums auf einem Raumgebiet entsprechend der Plancklänge vereint war. [22] Mehr dazu: [23]

[Bearbeiten] Grenzgänge und -überschreitungen, Suche nach der Quantengravitation

Trotzdem die Grundlagen für die Planckskala SRT (Lichtgeschwindigkeit max.), ART (die ja mindestens den 4-dimensionalen Raum postuliert!), QM (Welle-Teilchen-Dualismus, Nichtlokalität) keine vollständige Theorien (TOE) sind, wird bei allen aktuellen Ansätzen von der fundamentalen Gültigkeit der Planck´schen Schwelle ausgegangen.

Bisher ist es allerdings nicht einmal theoretisch- mathematisch gelungen die gravitative Wechselwirkung zu quantisieren.[24] Der Apparat der Quantenfeldtheorien versagt hier. Die Theorie von Allem welche die Gravitation in quantisierter Form in die GUT einbindet, wird nach wie vor gesucht. Seit den 1990 er Jahren versuchen unter anderen Lee Smolin und Carlo Rovelli die beiden wichtigsten Ansätze zur Quantengravitation – die Loop Schleifenquantengravitation und die Stringtheorie zu einer einzigen zugrundliegenden Theorie zu verschmelzen. Roger Penrose erweiterte die Idee der Spin- Netzwerke in Form der weniger diskutierten Twistor-Theorie. [25]

[26]

[Bearbeiten] Klassische Teilchenphysik

Um die Teilchenphysik an die Quantengravitation anzunähern werden hier Gravitonen angenommen, aber auch überlichtschnelle Tachyonen , die zwar nicht gegen die spezielle Relativitätstheorie, aber eindeutig gegen die Kausalität verstossen würden. [27] Auch für das Konzept der Supersymmetrie, das in einer wohldefinierten Nomenklatur beispielsweise S-Quarks, Neutralinos, und Higgsinos annimmt, gilt, dass keines dieser Teilchen entdeckt wurde. Experimentelle Hinweise sind schwach.[28]

Auch am Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY)[29] vermutet man, „dass die Wurzeln für alle physikalischen Phänomene, die experimentell beobachtet werden, im Bereich der Planck-Länge von λPL = 10−33 cm liegen, äquivalent zu Energien nahe der Planck-Skala von MPL = 10+19 GeV“. Die dortigen Forschungsprojekte wie u.a. TESLA und CLIC analysieren die Struktur der Physik in Energieregionen nahe der Planck-Skala. Allerdings müssen Kopplungen und Massen im dort durch den Leptonenbeschleuniger zugänglichen sub- und multi- TeV Bereich sehr präzise gemessen werden, um die ungeheure Distanz von 13 bis 16 Größenordnungen von der Planck - Skala theoretisch durch Extrapolation zu überbrücken.[30]

Proton-Zerfall, Kosmologie, Neutrino und B-Meson Physik sind dort weitere Forschungsgebiete genauso wie die Fragen des geeigneten Lokalitätsbegriffs in der Allgemeinen Relativitätstheorie, der Eichinvarianz, der Renormierbarkeit und der Unitarität. Es wird auch an Konzepten der Quantenfeldtheorie auf einer nichtkommutativen Raumzeit gearbeitet.[31].

[Bearbeiten] Stringtheorien – Reduktion der Planck- Schwelle?

Schema der Vereinigungstemperaturen der Grundkräfte der Physik und die Planck- Schwelle

Eingerollte, kompaktifizierte Dimensionen und vibrierende eindimensionale Saiten als strukturbildende Entitäten, wie sie von den Stringtheorien angenommen werden, sollten gleich groß oder ein vielfaches der Planckschen Länge sein. Jedenfalls wird auch in den Stringtheorien die Unmessbarkeit kleinerer Distanzen als der Plancklänge vorausgesetzt. In diesen wird der Teilchen- und Kräftebegriff durch schwingfähige Gebilde ersetzt. Diese Entitäten werden im eindimensionalen Fall Strings, im zweidimensionalen Brane, im allgemeinen p- Raum p- Brane genannt.[32]

Das übergeordnete Konstrukt durch Einbindung der Supergravitation ist die sogenannte M-Theorie. Im Kern geht es auch hier darum der Gravitation zu quantisieren. Edward Witten, einer der Begründer der Stringtheorie meint: „Die Quantengravitation ist mit Sicherheit physikalisch falsch: Sie ist nicht supersymmetrisch und nur in 4 Dimensionen formuliert - sondern in 11.“ [33] Die Teilchen und Kräfte der Teilchenphysik sind demnach Obertöne auf diesen Trägerentitäten. Sie gelten als Schlüssel um eine Quantengravitation- also die Gravitation der starken Felder an der planckschen Raumzeitschwelle zu formulieren. Allerdings: Die notwendige Einführung von Extradimensionen in den Stringtheorien führt zu einer Verringerung der Planck- Schwelle je nach Anzahl der Dimensionen! Die Erzeugungsenergie eines Teilchens der Planck- Masse von klassisch 1019 GeV (= 1027 eV) würde bei zehn kompaktifizierten Extradimensionen [34] bis auf etwa 1 TeV (= 1012 eV) – der Größenordnung der elektroschwachen Vereinigungsenergie - absinken! Diese sogenannte reduzierte Planck- Skala würde die Möglichkeit eröffnen, kleine Schwarze Löcher im Labor zu produzieren. Diese Minilöcher sind um Grössenordnungen kleiner als die primordialen Schwarzen Löcher und würden in Sekundenbruchteilen von 10-22 sec. durch Emission von Hawking-Strahlung zerfallen. Diese TeV- Quantengravitation könnte bereits bei den neusten Beschleunigertypen wie dem Tevatron in den USA oder dem LHC am CERN studiert werden. Sollte es tatsächlich Extradimensionen geben, könnten die hypothetischen Gravitonen der Teilchenphysik die 3-Bran der Stringtheorie verlassen, und Energie in andere Dimensionen tragen. Diese scheinbare Verletzung des Energieerhaltungssatzes sollte im Beschleunigerexperiment gemessen werden können. Dabei bestimmt also die Anzahl der Extradimensionen die Energiegrößenordnung - oder äquivalent den Abstand von der klassischen Planckschwelle - ab der diese Phänomene auftreten sollten. Nebenbei wäre mit Extradimensionen auch das Hierarchieproblem gelöst, weil die Kopplungskonstante der Gravitation bei GUT- Energien in der Größenordnung der Kopplungskonstanten der anderen Wechselwirkungen wäre. Dies wäre der Beginn einer neuen Physik, die möglicherweise eine Laborphysik mit Schwarzen Löchern begründen, die Feststellung von Hawkingstrahlung ermöglichen und den Nachweis von zusätzlichen Dimensionen erbringen würde. Eine neue völlig neue Physik der Quantengravitation könnte dadurch experimentell greifbar werden. [35] , [36]

[Bearbeiten] Loop- Schleifenquantengravitation

In den neueren Formulierungen der Theorie der Schleifenquantengravitation entsprechen die Knotenabstände des den Raum bildenden Netzes – die Spin- Netzwerke – in der zeitlichen Entwicklung den Spinschaum.[37] Die ständige Erzeugung und Vernichtung der den Raum und die Zeit bildenden Knoten und Spins erfolgen in Schritten von der Länge der Planckzeit und die Größe der Schaumblasen entspricht der Planck-Länge. Übrigens: Durch Beobachtung der Dispersion eines Gammastrahls aus einer Quelle am Rand des Universums durch den Satelliten Gamma-ray Large Area Space Telescope (GLAST), der 2007 gestartet wird, sollte dieses Netz von Raum und Zeit an der Planckschwelle nachgewiesen werden können. Längerwellige Anteile sollten kürzerwelligen „hinterherhinken“ und dadurch eine „Unschärfe“ verursachen. [38], [39], [40].

[Bearbeiten] Akzeptanz der Planck- Schwelle

All diesen Hypothesen gemeinsam ist die Akzeptanz der Existenz der fundamentalen Planck- Schwelle. Diese Erkenntnisse des 20en Jahrhunderts sind für das heutige Verständnis der Bedeutung des Wirkumsquantums und der Planck- Schwelle Voraussetzung. Die hier beschriebene Bedeutung der Planck- Skala als Schwelle der Physik kristallisierte sich, wie beschrieben, erst in den letzten Jahrzehnten heraus, und ist bis heute nicht Teil des common sense. Näheres zur Geschichte der Entwicklung der Planckschwelle: Geschichte der Planck-Schwelle

[Bearbeiten] Fazit

  • Zur Planck-Zeit, 10-43 sec, erschuf der Urknall- die einzige Nackte Singularität- Raum, Zeit, Energie und Masse des Universums.[41]
  • Das Universum ist folglich nicht die erste Kategorie des Existierenden.
  • Der Baustoff der Welt muss auf der Planck-Skala diskret sein.
  • Der Baustoff der Welt muss etwas Vor- Geometrisches sein.[42]
  • Das „was die Welt im Innersten zusammenhält“ und „alle Wirkenskraft und Samen“ [43] ist nicht von unserer erkennbaren Natur. Auch wenn man Determinismus und Willensfreiheit und Bewusstsein als kulturelle Konstrukte des, seine zufällige Existenz nicht ertragenden Menschen betrachtet, so ist doch die erste Bewegung naturwissenschaftlich (sic!) ausgedrückt transzendent. Ob die „andere Seite“ göttlich oder bloß vieldimensional gesehen wird, liegt nach dem Stand der Wissenschaft völlig im Auge des Betrachters.[44]
  • Zeit, Raum und Kausalität sind nach Konrad Lorenz apriorische Erkenntnisse des Individuums im Sinne der Transzendentalphilosophie Kants, aber Erkenntnisse a posteriori der Gattung Homo sapiens. Dies bedeutet, daß die Gattung Mensch das Universum „gelernt“ hat um darin zu (über) leben. Dies hat offenbar ebensoviel mit dem Erkennen der ganzen Wahrheit um die Welt zu tun, wie ein Zecke einen Warmblüter als duftenden Feßnapf mit Temperatur erkennt und damit völlig zufriedenstellend informiert ist. "Dahinter" [45] befindet sich möglicherweise das Ding an sich über das prinzipiell- wie auch hier aus naturwissenschaftlicher Sicht argumentiert- nichts erfahren werden kann- egal ob n- Dimensionen oder der liebe Gott dort wohnen. Der Kausalitätsbruch an der Planckschwelle ist, wie die Relativitätstheorie und die Quantenphysik, jenseits der Erkenntnismöglichkeit des menschlichen Verstandes. Nur mit Hilfe der mathematischen Sprache ist der Mensch in der Lage den Schein des Schlüssellochs dieser fest verschlossene Türe an der Wand spekulativ zu betrachten (Höhlengleichnis). Auch wenn in Zukunft eine TOE erstellt werden könnte, mir wieviel Dimensionen auch immer, bleibt die Frage die sich wie viele andere auch Stephen Hawking stellt: Warum macht sich das evoluierende Universum (oder Multiversum) die Mühe zu existieren? Warum ist nicht vielmehr nichts?
  • Die Plankschwelle ist eine existenzielle Demütigung des Menschen vom Range der kopernikanischen Wende, der darwinschen Revolution, der Erkenntnis Sigmund Freuds dass der Mensch nicht einmal Herr im eigenen Haus ist, oder Karl Poppers und Kurt Gödels prinzipiellen Verifizierungsgrenzen.
  • Nur die Möglichkeit dass der Kosmos in stammesgeschichtlichen Zeiträumen uns derzeit unvorstellbare Erkenntnissmöglichkeiten - nämlich transzendentes Sein immanent zu machen - entwickeln könnte, lässt die Möglichkeit der Relativierung der Planckschwelle in Zukunft offen. [46]

[Bearbeiten] Referenzen, Anmerkungen

  1. ↑ Versuche einer Überschreitung betreffen keinen immanenten Teil unserer Welt. Die Frage nach dem Schwereren, Kleineren, Dichteren oder Heisseren - jenseits der Planck- Welt - ist deshalb im physikalischen Sinn inhaltsleer. Es gibt insbesondere auch keinen Zustand „vor“ der Planck- Schwelle da die Zeit nicht existierte!
  2. ↑ Planck- Ära im Lexikon der Physik von Dr. Andreas Müller.
  3. ↑ Die mathematische Überschreitung dieser Grenze erfordert die Annahme von zusätzlichen physikalischen Dimensionen, die uns naturgemäß prinzipiell nicht zugänglich sind. Einzig die Abstrahlung von Gravitationsenergie in diese, jenseits der Planckschwelle liegenden, hypothetischen Dimensionen – also eine scheinbare Verletzung des Energieerhaltungssatzes - könnte Hinweise auf deren Existenz geben.
  4. ↑ Geometrisierung der Physik, Uni Hannover
  5. ↑ Da die Gravitationskonstante derzeit nur auf 1/ 7000el genau bekannt ist, sind auch den Planck- Einheiten Grenzen der Genauigkeit gesetzt. Dies ist allerdings nur eine Frage der Messtechnik und ändert nichts an deren fundamentalen Charakter.
  6. ↑ Hier beschreibt allgemeinverständlich das MPG- Lexikon die Planck-Einheiten: [1]
  7. ↑ Hier beschreibt allgemeinverständlich das MPG- Lexikon die Planck-Masse:[2]
  8. ↑ Hier beschreibt allgemeinverständlich das MPG- Lexikon die Planck-Energie:[3]
  9. ↑ Hier beschreibt allgemeinverständlich das MPG- Lexikon die Planck-Länge:[4]
  10. ↑ Der Radius des Universums beträgt etwa 1060 Planck-Längen, sein Alter ca. 1060 Planck-Zeiten. Das sichtbare Universum hat ein Volumen von 1085 cm³. Als Maßeinheiten sind sie also für den alltäglichen Bedarf völlig unbrauchbar.
  11. ↑ Hier beschreibt allgemeinverständlich das MPG- Lexikon die Planck-Zeit:[5]
  12. ↑ (wenn man konsequenterweise die Boltzmannkonstante(k) =1 setzt).
  13. ↑ Auch ist der Ausdruck "unendlich kleiner Punkt" als "Ausdehnung" einer intrinsischen Singulariät nach dieser - hier dargelegten Interpretation der Planckgrößen - in der Wirklichkeit der Natur bedeutungsleer - ein ausschließlich mathematisches Konstrukt.
  14. ↑ Die Planck- Ära
  15. ↑ Seite 479 und 480
  16. ↑ Die Gravitationskraft der Planckmasse in diesem Ur- Zustand ist ebenso stark wie die anderen drei fundamentalen Kräfte. Eine kleinere Masse würde in diesem Zustand der maximalen Kompression ihre Teilcheneigenschaft verlieren- sie wäre dann keine Masse mehr - d.h. sogar Gravitation und Dreh- Impuls lösen sich zu „Pre- Energie (?)“ auf. Dieses „Abschneiden“ der minimal möglichen Masse (= Energie die bei Maximalkompression als Masse auftreten kann!) bewirkt auch bei dieser klassischen Planck- Skala - also der Planckskala ohne zusätzliche Dimensionen - eine Begrenzung der minimalen Vakuumenergiedichte auf den Wert der planckschen Dichte (?).
  17. ↑ Auf dem Niveau der Planck-Länge kommt es zu heftigen Vakuumfluktuationen in der Geometrie der Raumzeit die jede Unterscheidung unmöglich macht. Nach der Theorie der Quantengeometrodynamik entsteht hier ein Quantenschaum der keine Metrik zulässt. Keine Metrik –keine Kausalität ! Mit anderen Worten: Kleinere Strecke sind aufgrund der zugrundeliegenden Theorien nicht denkbar weil dann das Prinzip von Ursache und Wirkung als Grundlage unseres naturwissenschaftlichen Denkens nicht mehr gelten würde. Jeders denkbare Etwas wäre gleichzeitig am Anfang und am Ende dieser Länge. Es kann also - wenn die oben erwähnten Theorien gelten ( G, c, h bzw.\hbar), die Realität also wahr und vollständig beschreiben - keine kleineren Längen geben. Auch ist der Ausdruck "unendlich kleiner Punkt" als "Ausdehnung" einer intrinsischen Singulariät nach dieser - hier dargelegten Interpretation der Planckgrößen - in der Wirklichkeit der Natur bedeutungsleer - ein ausschließlich mathematisches Konstrukt. Eine physikalische Singularität hat demnach den Raum 1 mit dem Radius 1 Lp³. pi - der Plancklänge³ mal der Kreiszahl. Ohne Längenbegriff ist also auch der Raumbegriff ohne Inhalt. Jenseits der Planckschwelle kann man deshalb auch nicht von Raum sprechen, er ist nicht in Existenz getreten.
  18. ↑ Mit anderen Worten: Information- also die Möglichkeit von Unterscheidung - ist nicht möglich, man kann Ursache und Wirkung nicht auseinanderhalten. Daraus ergibt sich auch die Äquivalenz von Raum und Zeit.
  19. ↑ Die Teilung der einzigen (4 + 1 dimensionalen?) Urkraft in die Gravitation und die X- Kraft - die anderen drei Kräfte: Die X- Kraft
  20. ↑ Die verschiedenen Ansätze diesen Vorgang durch eine Theorie von Allem, eine TOE - die also Energien in dieser Größenordnung verlangt - zu beschreiben, haben gemeinsam, durch die Quantengravitation zu versuchen, das Gravitationsfeld (so wie bei den anderen Grundkräften bereits geschehen) zu quantisieren. Das entsprechende Teilchen heisst Graviton.
  21. ↑ Zum Vergleich von anderen Objekten mit der Planck’schen Masse: Die Ortsunschärfe eines, vergleichsweise viel leichteren, Protons liegt bei etwa 10 − 15 m, während der Ereignishorizont bei 10 − 54 m liegt. Das heißt: masseärmere Objekte als ein Staubkörnchen haben eine – relativ zum Ereignishorizont – zu große Ortsunschärfe und können deshalb auch bei massivster Verdichtung nicht zu einem schwarzen Loch werden. Denkbar wäre auch demgemäß nur die labormäßige Produktion von kleinsten, kurzlebigen schwarzen Löchern, durch die Komprimierung von Objekten, die schwerer als ein Staubkorn sind, was technologisch derzeit unmöglich erscheint- ausser die Extradimensionen, wie oben erwähnt, erweisen sich als real. Der Ereignishorizontradius der viel schwereren Sonne beträgt bei stärkster denkbarer Komprimierung etwa 3 km. Die Ortsunschärfe nur 10 − 72 m. Bei dieser Massendichte innerhalb eines Radius von 3 km kann keine Information- also die Möglichkeit etwas zu unterscheiden - in der Sonne existieren, oder sie gar verlassen. Sie wäre dann – wie die Planckmasse am Anfang des physikalisch beschreibbaren Universums – eine Singularität, ein Schwarzes Loch, innerhalb dessen die Gesetze unserer heutigen Physik nicht existieren können, weil deren Voraussetzung, nämlich das Prinzip der Kausalität fehlt. So betrachtet existiert in unserem Universum etwas, was nicht Bestandteil desselben ist. Das ist ein Widerspruch in sich und erfordert eine Neudefinition des Begriffs Universum. Mit anderen Worten: Die Vorgänge, so da überhaupt etwas „vorgeht“, entziehen sich der physikalischen Beschreibbarkeit. Der Unterschied zu allen anderen schwarzen Löchern ist, daß die Anfangssingulatität alles - das Universum per der klassischen Definition - in sich trug. Spekulative utopische Konzepte wie Zeitreisen, Weißes Loch und Wurmloch in andere Universen beziehen aus den Theorien der schwarzen Löcher bzw. der Schwarzschild- Mannigfaltigkeiten ihre physikalische Grundlage. Astronomisch gibt es keinerlei Hinweise für deren Existenz. Die Planck-Länge lP ist ca. 1020 mal kleiner als der Durchmesser des Protons und damit weit jenseits einer direkten experimentellen Zugänglichkeit. Wollte man derartig kleine Strukturen mit einem Teilchenbeschleuniger untersuchen, so müsste die De-Broglie-Wellenlänge der verwendeten Teilchen vergleichbar mit lP sein, bzw. ihre Energie vergleichbar mit EP. Die über E = mc2 zugeordnete Masse wäre über 1016 mal größer als die Masse des schwersten bekannten Elementarteilchens, des Top-Quarks. Ein entsprechender Beschleuniger hätte etwa den Durchmesser einer Galaxie.
  22. ↑ Dies erscheint ein Widerspruch zu sein: Die Planckmasse oder die Masse des gesamten Universums auf dem gleichen Raumgebiet? Weder noch – die Dichte wurde am Anfang von etwas Grundsätzlicheren gebildet. Vielleicht kann man es so ausdrücken: Einer Pre- Masse (= Pre- Energie) in einem Pre- Raum (= Pre- Zeit). Wenn man sich die Masse des Universums auf die Plancklänge komprimiert denkt, darf man sich konsequenterweise den Ereignishorizont enorm groß - aber eben nicht unendlich - vorstellen. Es stellt sich die Frage nach der Größe des Gravitationsradius eines schwarzen Loches mit der Masse des Universums: rg (Gravitationsradius) = G (Gravitationskonstante). M (Masse des Universums)/c (Lichtgeschwindigkeit)². Auch bei einem beliebig schweren schwarzen Loch existiert, relativistisch gesehen, nur eine fundamentale Eigenschaft: eine Masse ohne Materie. Ausschließlich die Masseneigenschaften Gravitation und Dreh- Impuls - bei rotierenden Kerr- Löchern - sind nach dem Keine-Haare-Theorem messbar vorhanden. Andere Eigenschaften wie Form, Struktur, Farbe, Leitfähigkeit, Oberflächenstruktur, Temperatur scheinen nicht - oder grenzwertig in ihren „natürlichsten“ Grundeinheiten - zu existieren. Sehr wahrscheinlich ist: Die Natur dieser Masse ist nicht baryonisch - leptonisch. Sie ist nicht aus Elektronen und Quarks aufgebaut. Möglicherweise besteht sie nur aus eindimensionalen, bzw. unter Einschluss der Zeit 2- dimensionalen - aber auch die Zeit verliert hier ihre Existenz! - Strings oder gar vorgeometrischen, vorenergetischen Entitäten.
  23. ↑ Entsprechend den Großen Vereinigten Theorien, den GUT´s, separierten sich „erst“ 10-8 sec. später - nach der Inflationsphase des Universums - bei etwa 10-36 sec. und Energien bei 1016 GeV bzw. bei einer Hitze von „nur“ mehr 1027 K die schwache, starke und elektromagnetische Wechselwirkung gemeinsam als X-Kraft ab und die baryonische Materie - also Quarks und Leptonen - synthetisierte sich. Diese Vereinheitlichung wird im Rahmen einer SU (5)- Gruppentheorie gesucht. Möglicherweise ist auch die Entstehung der nichtbaryonischen Dunklen Materie und der Dunklen Energie hier angesiedelt. Alle Teilchen des Standardmodells sind nachgewiesen - bis auf eines - das Higgs-Boson. Mit dem Large Hadron Collider am CERN, hofft man 2008 dieses zu entdecken.
  24. ↑ Die Unifikation
  25. ↑ Die Vereinigung der Super-Planck-Physik zu einer „alles beschreibenden“ TOE durch Gebrauch der Sub-Planck-Physik wie sie derzeit angenommen wird, deutet tatsächlich so etwas wie eine Weltformel an. Nehmen wir an, wir hätten die TOE in Form einer Lagrange-Dichte, oder äquivalent einer Feldtheorie vorliegen. Der Nutzen dieser Weltformel wäre nur erkenntnistheoretischer Natur. In der Praxis müsste diese kompakte Formel dann auf das gerade aktuelle Problem "heruntergeschraubt" werden. In der Vereinheitlichung zur Weltformel kommt es deshalb zu einer Vereinheitlichung mit ganz neuem Charakter: der Vereinheitlichung von Physik und Philosophie.
  26. ↑ Interessante Einwände dieses Thema als Lemma in die WP einzustellen: Die Planck-Skala und die bekannten Beispiele, was "dann passiert", beruht auf Extrapolation unserer jetzigen Theorien über zig Größenordnungen. Die Gedankenexperimente zeigen nur, zu welchen Widersprüchen und Effekten es käme, wären diese Theorien über all diese Größenordnungen weiterhin gültig. Es wird aber allgemein erwartet, dass auf diesem Weg neue Effekte auftreten, das Standardmodell sich als bloße effektive Niedrigenergietheorie herausstellt und zur Zeit relativ unvorhersehbare neue Effekte auftreten. Die deutlichsten Effekten wäre eine Veränderung der effektiven Zahl an Dimensionen. Durch diese neue Physik oberhalb des jetzt erreichbaren Bereichs, ist das was "wirklich" bei der Planck-Skala passiert bzw. die Skala bei der die Raumzeit diskret oder nichtkommutativ wird, höchst unklar.--Benutzer:Pjacobi,19:56, 31. Dez. 2006 (CET).... Ein Essay, in dem eine versucht populärwissenschaftliche Darstellung eines wie auch immer definierten Teils der neueren Physik gegeben wird, ist kein Enzyklopädie-Artikel. Es ist schade um den Aufwand, den Du treibst. Eine Ergänzung, die einen Abschnitt mit dem Titel Geschichte der Planck- Skala als Grenze der Vereinigung der Grundkräfte enthält ist keine Ergänzung zum Lemma. Das kann man nur als Textreinpasten interpretieren. Und es hat überhaupt nichts damit zu tun, den Begriff Planck-Skala im Kontext der anderen Artikel zur entsprechenden Physik hier zu erläutern. Und da Du das Grundprinzip nicht anerkennst, müsste jetzt irgendjemand anderes aus Deinem Textwust die Teile herausfischen, die man einbauen könnte. Das ist dann aber eher Selbersschreiben und erneut ist Dein Engagement für die Katz. --Benutzer:He3nry Disk. 20:41, 1. Jan. 2007 (CET).... Und zur Kausalität: Wir haben noch keine Theorie der Physik der Planck-Skala (im Sinne eines weithin anerkannten, durch erfüllte Vorhersagen bestätigten Paradigmas), mag sein, dass die Kausalität flöten geht, mag sein, dass sie das einzige ist, das in der Grundlegung übrigbleibt (Das "causal sets" Forschungsprogramm von Rafael Sorkin [6].Benutzer:Pjacobi, 23:22, 1. Jan. 2007 (CET) aus: Disk. Planck- Skala.... ...noch mit deren (oft recht eigensinnigen, s. zB Allander) Autoren rumzustreiten. Vielleicht sollten solche Randgebiete in der Wikipedia besser garnicht behandelt werden. Grüße, --Benutzer:CorvinZahn 10:48, 5. Feb. 2007 (CET)
  27. ↑ Müllers Lexikon der Astrophysik - Tachyonen
  28. ↑ Müllers Lexikon der Astrophysik - Die Supersymmetrie
  29. ↑ Deutsches Elektronen-Synchrotron.
  30. ↑ DESY - Theoriegruppe
  31. ↑ Das wissenschaftliche Programm der DESY Theorie-Gruppe.
  32. ↑ Der String
  33. ↑ Geometrisierung der Physik, Uni Hannover
  34. ↑ Welt der Physik: Auf der Suche nach Extradimensionen
  35. ↑ Die Planck- Skala
  36. ↑ Eine allgemeinverständliche Einführung in die Stringtheorie: [7]
  37. ↑ Eine Animation des Spinschaums: [8]
  38. ↑ Geometrisierung der Physik, Uni Hannover
  39. ↑ Die Loop- Quantengravitation,
  40. ↑ Ein Kubikzentimeter hat nach dieser Theorie 1099 Knoten.
  41. ↑ Kip Thorne: siehe Dia 27.
  42. ↑ Geometrisierung der Physik, Uni Hannover
  43. ↑ Auftrittsmonolog, Erdgeist - Faust I.
  44. ↑ Max Planck sagte in 1942 in Mailand, 43 Jahre nach seiner Entdeckung des fundamentalen Wirkumsquantums:„Ich bin fromm geworden, weil ich zu Ende gedacht habe und nicht mehr weiter denken konnte. Als Physiker sage ich Ihnen nach meinen Erforschungen des Atoms: Es gibt keine Materie an sich, Geist ist der Urgrund der Materie.“
  45. ↑ Auch Goethe vermutet die allererste Ursache, den unbewegten Beweger Aristoteles´s als: Göttinen thronen her in Einsamkeit, um sie kein Ort, noch weniger eine Zeit. (Faust II., 1.Akt, Szene Finstere Galerie, Mephisto), Siehe auch Stanislav Lem in: Ist Gott Taoist?
  46. ↑ Siehe zum Gedanken der Immanentwerdung: Wir sind nicht nur von dieser Welt von Hoimar von Ditfurth. Inhaltsangabe hier: [9]

[Bearbeiten] Weblinks

[Bearbeiten] Siehe auch

Geschichte der Planck-Schwelle


Dieser Artikel wurde von der Community der Wikipedia aus folgenden Gründen abgelehnt (Originalzitate):

1....in seiner anmassenden Allgemeinheit offensichtlich reine Spekulation... so nicht richtig, ein UV-Fixpunkt in 3+1 Dim. ist keinesfalls ausgeschlossen... voll von esoterischen, unbelegten Vermutungen und Privattheorien... metaphysikalisches Handwaving, unbelegt ... ist der Text meiner Meinung nach effektheischend und unwissenschaftlich formuliert und erfuellt selbst die minimalsten Qualitaetsanforderungen nicht --Florian G. 14:59, 17. Jun. 2007 (CEST)

2. Hallo Allander, ich sehe nicht, dass Du grundsätzlich akzeptiert hast, wie eine Enzyklopädie funktioniert. Ein Essay, in dem eine versucht populärwissenschaftliche Darstellung eines wie auch immer definierten Teils der neueren Physik gegeben wird, ist kein Enzyklopädie-Artikel. Es ist schade um den Aufwand, den Du treibst. Eine Ergänzung, die einen Abschnitt mit dem Titel Geschichte der Planck- Skala als Grenze der Vereinigung der Grundkräfte enthält ist keine Ergänzung zum Lemma. Das kann man nur als Textreinpasten interpretieren. Und es hat überhaupt nichts damit zu tun, den Begriff Planck-Skala im Kontext der anderen Artikel zur entsprechenden Physik hier zu erläutern. Und da Du das Grundprinzip nicht anerkennst, müsste jetzt irgendjemand anderes aus Deinem Textwust die Teile herausfischen, die man einbauen könnte. Das ist dann aber eher Selbersschreiben und erneut ist Dein Engagement für die Katz. --He3nry Disk. 20:41, 1. Jan. 2007 (CET)

3.Ich denke alles im Zusammenhang mit der Planck-Skala ist letztlich nicht mehr als ein weitgehend sinnloses Zahlenspiel. Es scheint fast als hätte jemand versucht die drei fundamentalen Naturkonstanten, Plancksches Wirkungsquantum, Lichtgeschwindigkeit und Gravitationskonstante irgendwie derart zu verknüpfen, dass sich von der Dimension eine Zeit, eine Länge oder eine Masse ergibt. Einen physikalischen Sinn kann ich in den so gefundenen Größen nicht erkennen,....Ich kann zudem keinen Zusammenhang zu dem Werk von Max Planck erkennen. .... (Der vorstehende, nicht signierte Beitrag stammt von 84.169.218.246 (Diskussion • Beiträge) Pjacobi 18:48, 17. Dez. 2006 (CET))

4.Ich würde auch meinen, dass die Spielereien mit der Unschärferelation _und_ dem Schwarzschildradius einen nicht zu einer definitiven Aussage verleiten lassen dürfen, zumal der Schwarzschildradius in der Regel für kontinuierliche Masseverteilungen im astronomischen Maßstab verwendet wird. -- Amtiss, SNAFU ? 23:01, 15. Nov. 2006 (CET) Siehe Diskussion:[10]

5.Benutzer:Allander überschätzt seine Kompetenz im Bereich der Physik. Von: Pjacoby.

ABER AUCH: ... hatte den Beitrag fasziniert in einem Rutsch runtergelesen und war begeistert von der allgemeinverständlichen Darstellung des Themas. Von:Lienhard Schulz. Hochinteressant und flüssig geschrieben...versucht metaphysische und transzendantale Interpretationen und Traditionen mit diesen Grenzen der wiss. Erkenntnis in Einklang zu bringen... Von:Tamas. Aus Pjacobi vs Allander vom Dez.2006: [11]


Von „http://expliki.org/wiki/Planck-Skala“
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