Graviton heeft schizofrene eigenschappen

Share Button

Zwaartekracht is een buitenbeentje. Niet alleen is deze zwakste van de vier natuurkrachten extreem veel zwakker dan de overige drie (met een klein magneetje kan je de aantrekkingskracht van de hele aarde overwinnen), ook is deze natuurkracht als enige van de vier krachten in staat om de structuur van ruimte en tijd te veranderen en staat de kracht los van het standaardmodel, de drie kwantumveldtheorieën die respectievelijk de sterke kernkracht, de elektromagnetische kracht en de zwakke kernkracht beschrijven. De zwaartekracht heeft haar eigen wet: de algemene relativiteitstheorie van Einstein. Deze theorie beschrijft ook de ruimtetijd waarin de kwantumprocessen van de andere drie theorieën zich afspelen.
Het is nog nooit gelukt zwaartekrachtsdeeltjes, de hypothetische gravitonen, te ontdekken. Er is dus iets wat zwaartekracht fundamenteel anders maakt.

Schizofreen persoonlijkheidsprofiel van het zwaartekrachtsdeeltje
Stel dat zwaartekracht wordt veroorzaakt door een hypothetisch kwantumdeeltje, dat we maar even het graviton zullen noemen, dan moet dit deeltje over een aantal zeer lastig in te passen eigenschappen beschikken.

Het graviton volgens natuurkundig kunstenaar Jan Henrik Andersen.

Het graviton volgens natuurkundig kunstenaar Jan Henrik Andersen.

Traagheid en zwaartekracht
Massa heeft twee fundamentele eigenschappen: het is zwaar (oefent zwaartekracht uit) en het is traag (het kost energie om de snelheid te veranderen). We weten dat zwaartekracht en traagheid uiterst nauw samenhangen (al is door de extreem kleine grootte van de zwaartekracht G, de zwaartekrachtsconstante, met vijf cijfers veel minder nauwkeurig bekend dan bijvoorbeeld de fijnstructuurconstante met elf cijfers). Er is nooit ook maar één statistisch significante afwijking gevonden tussen de traagheid van een voorwerp en de zwaartekrachtwisselwerking die het voorwerp uitoefent. Met andere woorden: gravitonen moeten er zowel voor zorgen dat massa traag is (moeilijk te verslepen) als zwaar (andere massa aantrekt).

Energie wordt massa
Verder van belang is de invloed van snelheid en energie op zwaartekracht. Nucleonen, de verzamelnaam voor protonen, neutronen en hun meer exotische antineefjes en -nichtjes die alleen in deeltjesversnellers voorkomen, bestaan bijvoorbeeld uit drie quarks. Opmerkelijk genoeg zijn de drie quarks samen veel lichter (iets meer dan een procent) dan het totale proton of neutron. De rest van de massa zit in de deeltjes die de quarks uitwisselen, de gluonen, volgens de theorie nul, volgens experimenten in ieder geval kleiner dan elk twee procent van de massa van het nucleon, en, vooral, hun relativistische snelheid. In voorwerpen die bijna met de lichtsnelheid bewegen, neemt de massa (gezien vanaf een stilstaande waarnemer) enorm toe. Een kwantumtheorie van het graviton moet dus verklaren hoe het kan dat een hoge snelheid leidt tot meer gravitonen en ook hoe deze gravitonen meer traagheid opwekken.

Vervorming van ruimte en tijd
Het allerergste komt nu. Volgens de algemene relativiteitstheorie vertraagt de zwaartekracht de tijd en vervormt de ruimte. Als gevolg lijkt voor een waarnemer buiten het zwaartekrachtsveld het licht langzamer te bewegen (en hiermee alle natuurkundige processen).  Op aarde gaat de tijd trager dan op grote hoogte. Bijna onmeetbaar, maar exact zoals door Einstein voorspeld, aangetoond met ultranauwkeurige atoomklokken. Rekening houden met relativistische effecten is essentieel voor GPS. Gravitonen hebben dus iets te maken met de fundamentele structuur van ruimtetijd. Hoe meer gravitonen, hoe kleiner de ruimte en hoe trager de tijd, m.a.w. gravitonen lijken ruimtetijd in te doen krimpen.

Met dit signalement op zak zullen we verschillende kandidaten voor de zwaartekracht de revue laten passeren.

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

You may also like...

9 Responses

  1. Barry zegt:

    Als aanvulling op een stuk van het bovenstaand artikel plaats ik deze link en een stuk tekst van die website.

    http://www.astro.uu.nl/~strous/AA/nl/antwoorden/tijd.html#v535

    Iedereen merkt dat de tijd voorbij gaat. Soms lijkt de tijd heel snel te gaan (bijvoorbeeld als je iets heel leuks doet), maar soms lijkt de tijd juist heel langzaam te gaan (als je iets vervelends doet). Terwijl jij iets heel leuks doet (jouw tijd gaat snel) kan iemand anders juist iets heel saais aan het doen zijn (haar tijd gaat langzaam), maar toch lopen jullie klokken gelijk. De tijd die je kan meten (met een klok) loopt dus voor jullie even hard, ook al lijkt het voor de een langer te duren dan voor de ander.

    De enige manier die wij kennen om de tijd direct te meten is met een klok. Als je een heleboel klokken maakt die in de fabriek precies gelijk lopen en dan die klokken elk naar een andere plaats brengt en ze na een tijd weer terugbrengt naar de fabriek, dan kun je kijken of ze dan nog steeds gelijk lopen. Als de klokken dan niet meer helemaal gelijk lopen, en als je hebt nagekeken dat ze niet kapot zijn, dan weet je dat de tijd niet overal en altijd even snel gaat.

    Dit soort experiment is al gedaan, met atoomklokken die in de fabriek heel erg goed gelijk lopen. Het blijkt dat hoe snel de tijd gaat er van afhangt hoe sterk de zwaartekracht is op de plekken waar de klok geweest is, en hoeveel versnelling of vertraging de klok heeft gehad (bijvoorbeeld in een optrekkende of afremmende of bochten nemende auto of vliegtuig). De verschillen zijn in ons dagelijke leven echter verschrikkelijk klein. Als de ene klok op Aarde 1000 m hoger staat dan de andere, dan geven ze na een heel jaar maar 0,0000034 seconden verschil te zien. Zie de bladzijde over de relativiteitstheorie voor formules.

    [535]

    Als je de snelheid van de tijd wilt uitdrukken in kilometers per uur, dan is die snelheid gelijk aan de snelheid van het licht, ongeveer 300.000 km/s of ongeveer 1 miljard km/h. Informatie over wat er op een bepaald moment ergens gebeurt reist met ten hoogste die snelheid door de ruimte. Een bepaald moment uit een televisieprogramma dat door een zender verspreid wordt reist met die snelheid door de ruimte.

  2. Julie zegt:

    De tekst is waanzinnig goed geschreven.

  3. its me zegt:

    plaatje doet me denken an hoe water zich gedraagt in een kolom.. onderin een spinnertje en let op… ook die draaiing!

  4. Julie zegt:

    Its me,
    Ja, die spiraalvorm valt mij ook steeds op, het zwarte gat en het wormgat veroorzaakt ook een spiraalvormige beweging en in de polarisatie van licht is ook een spiraalvorm. (electromagnetische componenten). Het graviton trekt op aarde het foton aan als licht reist en de “massa” toeneemt, de rustmassa van een foton is nul, zo wordt verondersteld. (wet van behoud van massa en energie).
    Het foton is in de kwantumoptica ontstaan als de energie die vrijkomt bij een electron naar een andere baan. De snelheid van het licht in vacuum is 300.000 KM/s. Maar wat gebeurt er met licht als deze een zwart gat indraait? Wordt het licht dan versneld, wat gebeurt er met de frequentie van de golflengte?

  5. Barry zegt:

    Julie,

    Er is nog nooit een wormgat gedetecteerd dus of een wormgat een spiraalvorm heeft staat nog open voor discussie.

  6. Julie zegt:

    Misschien dat ik zelf het antwoord op mijn vraag heb gevonden en dat het synchrotonstraling is;
    Wikipedia zegt dat mogelijk zeer zware zwarte gaten verantwoordelijk zijn voor de synchrotonstraling, omdat zij zowel ionen in een magneetveld kunnen versnellen door hun sterke zwaartekracht als kunnen zorgen voor het relativistische straaleffect. (relavistic beaming).

  7. Sjef zegt:

    Zwakst Punt in alle zwaartekrachttheorie en bewering als dat tijdverlopen aangetast worden naar gelang hoeveelheid zwaartekracht is dat Ik nog Nooit Vernomen heb van de Dagelijks Significante Zwaartekrachtschommelingen vanwege de Maan.Wat Zou Betekenen dat Al die theorie Niet Kan Kloppen.Elke Atoomklok Zou dagelijks MOETEN Verlopen DAN!

  1. 6 maart 2011

    […] verklaard waar massa vandaan komt. Fotonen, bijvoorbeeld, bezitten wel energie maar geen massa. Het graviton, wat het ook is, is nog steeds compleet spoorloos. Maar misschien is er een […]

  2. 16 maart 2011

    […] Eisen aan kandidaat-zwaartekrachtstheorieën Hetgene wat zwaartekracht veroorzaakt, moet op alle fysische objecten inwerken, alsmede op de lege ruimte zelf. Het moet de tijd vertragen en de ruimte doen inkrimpen. Het moet een invloed op massa uitoefenen, evenredig aan trage massa. Zwaartekracht is extreem zwak, dus wat de gevolgen op ruimtetijd ook veroorzaakt, moet extreem zwak, maar wel universeel zijn en universeel invloed uitoefenen. Meer details in ons artikel Schizofrene eigenschappen van het graviton. […]

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

Advertisment ad adsense adlogger