Neues aus der wissenschaft

Wenn man mit teuer raumfahrt ein bisschen aus dem sonnensystem rausfliegt, kann man es messen: das universum ist doppelt so hell, wie es nach modellrechnungen auf grundlage gegenwärtiger teorien erwartet wurde. Nicht, dass diese „dunkle materje“ — ein besseres wort wäre übrigens „unsichtbare materje“, denn lediglich dunkle dinge würden noch licht abschirmen, dabei energie aus dem licht aufnehmen, sich dadurch aufheizen und schließlich messbar im infraroten leuchten, was bislang nicht beobachtet wurde — am ende gar nicht so dunkel ist.

Dass die jetzt zur erklärung schnell herausgeholten axionen rein hypotetische teilchen sind, die aus symmetriegründen von einigen leuten postuliert wurden, die ihre eleganzvorstellungen mit gruppenteorie-antrieb mit einer so genannten „natürlichkeit“ verwexeln, hat zum glück sogar heise mal angedeutet. Dafür einen sorgfaltspunkt von mir. 😉

(Nein, nicht alles, was matematisch möglich ist, ist in der fysikalischen wirklichkeit existent. Und fysik sollte sich nun einmal mit dem beschäftigen, was man messen kann, denn das ist ihr gegenstand. Natürlich entstehen dabei hypotesen. Und natürlich werden diese hypotesen interessant, wenn es zu messungen kommt, die sie bestätigen. Aber der ganze zoo an teilchen, den die teoretische teilchenfysik postuliert, hat eine derartige beliebigkeit, dass man recht viele — vor allem unscharfe — messergebnisse mit diesen teilchen bestätigen kann. Und eine teorie, die alles erklärt, erklärt nix.)

5 Antworten zu “Neues aus der wissenschaft

  1. Da scheint aber auch bei Dir etwas Theorie mitzuschwingen. 😏
    Meine Theorie: Alles was mathematisch möglich ist, ist auch irgendwo dabei. Alles, was menschlich möglich ist, wird ja auch getan. 😇

    • […] etwas Theorie mitzuschwingen

      Dass sich fysik mit dem messbaren beschäftigt (und nicht etwa mit dem denkbaren, schönen oder wünschenswerten), ist keineswegs teorie. Das ist der kern der fysik. Das ist der unterschied zur so genannten metafysik.

      Matematisch möglich ist zum beispiel auch eine zeitumkehr (außer vielleicht beim kwantenfysikalischen messvorgang, der aus einer wellenfunkzjon in nicht-deterministischer weise durch zustandsredukzjon ein „teilchen“ macht). Die zeitrichtung folgt nicht aus den DGSen der fysik. Dass wir dennoch überall eine entwicklung zu höherer entropie feststellen, ist eine auch im alltag leicht zu machende beobachtung, die aus den beiden matematisch möglichen zeitrichtungen eine auswählt. Tassen zerbrechen nun einmal signifikant häufiger, als dass sie sich selbst aus scherben und staub wieder zusammensetzen. 😉

      Aber ich gestehe natürlich ein, dass matematik oft sehr hilfreich in der teoriebildung und vorhersage war. Aber seit teilchenfysiker gruppenteoretische strukturen beschreiben und damit vorhersagen machen, gibt es kaum noch eine vorhersage der form »wenn du diese energie auf diesen raum auf diese struktur loslässt, gibt es mit einer wahrscheinlichkeit von x% diese und jene beobachtung«. Insbesondere die benötigten energiemengen sind niemals im voraus bekannt, was aber niemanden davon abhält, bei jedem großexperiment in leicht schwammiger sprache große durchbrüche für die eine oder andere teoriebildung vorherzusagen, die bis jetzt stets ausblieben. Wenn man mit »eingerollten dimensjonen« (diese extrem flapsige bezeichnung für gewisse mannigfaltigkeiten ist nicht wissenschaft, sondern von mir) als beschreibungsmittel arbeitet und wissen will, ob diesen eine wirklichkeit zukommt, die auch in experimenten messbar ist, weil es resonanzeffekte gibt, muss man nun einmal die größe dieser »dimensionsröllchen« kennen, um die erforderliche energie abzuschätzen. Je kleiner das röllchen, destro kleiner die wellenlänge, desto höher die frekwenz, desto höher der energieaufwand für eine anregung. Und ausgerechnet dieser wert, diese größe der »dimensjonsröllchen«, ist in allen modernen teorien der teilchenfysiker eine freie variable, so dass es keine messung gibt, die defintiv entscheidet, ob hier wirklichkeit abgebildet wird oder ob es aus anderen gründen teilweise passt.

      Bis jetzt gibt es keinen beleg für die gruppenteoretischen modellbildungen in der teilchenfysik (inklusive stringteorie), sie sind vielmehr gebäude, mit denen man beinahe alles erklären könnte. Und dementsprechend schätze ich sie ein. Ich weiß, dass es richtige fysiker gibt (also nicht solche halbwissenden blogstümper wie mich), die das völlig anders sehen und bei jeder gelegenheit um ganz viel forschungsgeld für noch größere großexperimente betteln, immer mit fluffigen versprechungen endgültig gelöster grundfragen der fysik. Seit rd. vier jahrzehnten wurde keines dieser versprechen eingelöst (auch nicht vom CERN, für das higgs-boson gab es aus dem standardmodell heraus eine viel präzisere vorhersage als für die ganzen aus symmetriegründen postulierten teilchen), und, was vielleicht noch schlimmer ist, gab und gibt es keine beschäftigung mit den gründen für dieses scheitern.

      Stattdessen kam irgendwann langsam schleichend die sprachregelung, dass symmetriestrukturen eine ominöse „natürlichkeit“ hätten. Das ist nicht fysik, das ist filosofie. Und zwar eine angesichts der in großexperimenten verbrannten geldmenge viel teurere filosofie als jede althergebrachte, die man deswegen bei aller liebe zur grundlagenforschung auch mal ein bisschen kritisch sehen kann.

      Sie kann natürlich trotzdem einen wert haben. Denn was sich nach dem gedanklichen untersuchen eines gegenstandes zeigt, weiß ja niemand vorher, sonst könnte man sich die ganze mühe sparen und gleich bei ergebnissen anfangen. Aber damit sie diesen wert entfalten kann, müsste die gegenwärtige sackgasse verlassen werden. Ich sehe keine anzeichen dafür.

  2. Meine Theorie: Alles was mathematisch möglich ist, ist auch irgendwo dabei.

    Glaube ich nicht. Denn ich weiß, dass man in den Materialtheorien lieber benutzbare (z. B. lineare, zeitinvariante) Modelle nimmt und deren paar Parameter verwendet, um sie leidlich an die Realität anzupassen. Selbst das kann noch erstaunlich komplizierte Formeln hervorbringen, etwa wenn man anisotrope oder zeitlich/räumlich nichtlokale Materialgesetze formuliert. Aber nichts davon erhebt den hehren Anspruch, Realität zu erfassen. Wie auch? Bereits die geometrischen Zusammenhänge zwischen Verschiebungen und Verzerrungen sind nichtlinear.

    Allgemein gibt es in der Mechanik drei „Schichten“: Die geometrische (Zusammenhang zwischen Verschiebungen und Verzerrungen), die des Materials (Zusammenhang zwischen Verzerrungen und Spannungen) und die der Bilanzen (Kräftegleichgewicht, Momentengleichgewicht u. dgl.) Die erst- und letztgenannte Schicht lassen sich exakt formulieren (und bereits das kann die Sache kompliziert machen), aber bei den Materialgesetzen muss man sich mit groben Näherungen behelfen, und die sind eher so gestrickt, dass man mit dem Gesamt-Gleichungssystem überhaupt noch etwas anfangen kann.

    Ähnlich ist es in der Elektrotechnik: Die Maxwellschen Feldgleichungen und die Kirchhoffschen Regeln sind exakt, aber der Zusammenhang zwischen z. B. elektrischer Feldstärke und elektrischer Verschiebungsdichte in einem Kondensator ist materialabhängig und wird üblicherweise nur krude angenähert.

    Irgendwo kommt einem immer(*) Material dazwischen, und da werden unsere Theorien pragmatisch.

    (*) Außer wenn das „Material“ ein einfaches quantenmechanisches System ist. Oder wenn man es mit einem schwarzen Loch zu tun hat. Daran liegt’s wohl, dass es so viele Forschungsarbeiten zu schwarzen Löchern gibt — Sterne sind viel komplizierter aufgebaut.

      • In diesem Sinne ist ein stilles schwarzes Loch wohl dasjenige physikalische Phänomen, das seiner mathematischen Idealbeschreibung am Nächsten kommt. Endlich mal Physik ohne lästige Materie, die unsere schönen Gleichungen zu Hemdsärmeligkeiten degradiert. Ein „safe space“ für Theoretiker. Sollte jeder mal durchgerechnet haben.
        Aber danach sollte man sich mal echte Materie anschauen.

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