Luskwantumzwaartekracht sneuvelt

Share Button

Volgens sommige natuurkundige theorieën, zoals luskwantumzwaartekracht en sommige varianten van de snaartheorie, is ruimte en tijd op de extreem kleine afstand van Planck korrelig. Dat zou moeten blijken uit verschillen tussen gammastraling met hoge en lage energie die miljarden jaren heeft gereisd. European Space Agency’s Integral gamma-ray observatory toont echter geen verschillen. Er zijn dus helemaal geen korrels, of ze zijn veel en veel kleiner dan tot nu toe gedacht. Dus exit luskwantumzwaartekracht. Ruimtetijd is duidelijk nog veel vreemder dan we ons tot nu toe voor konden stellen…

De koude oorlog tussen kwantummechanica en de algemene relativiteitstheorie

Loop quantum gravity is niet meer...

Loop quantum gravity is niet meer...

Alle natuurkunde zoals we die op dit moment kennen, berust op twee grote theorieën. De algemene relativiteitstheorie van Einstein, die de zwaartekracht beschrijft en de kwantummechanica, die in drie (of twee) versies voorkomt: QED (voor elektromagnetisme) en QCD, voor de sterke kernkracht. De zwakke kernkracht is samengevoegd met de elektromagnetische kracht in de zogeheten elektrozwakke wisselwerking. Deze kwantumtheorieën samen heten het Standaardmodel.
Het goede nieuws is dat alle tot nu toe bekende natuurkundige verschijnselen met deze twee theorieën zeer nauwkeurig beschreven kunnen worden. Wel moeten er heel wat natuurconstanten kunstmatig ingevoerd worden. Denk aan dingen als de massa van een elektron of de sterkteverhouding tussen krachten. Iets wat natuurkundigen een gruwel is. Dat riekt immers naar knoeien. Het slechte nieuws is dat de algemene relativiteitstheorie en kwantummechanica, voorzichtig uitgedrukt, niet dol op elkaar zijn. Elke poging deze twee samen te voegen leidt tot wiskundige nachtmerries. Einstein stierf terwijl hij tevergeefs probeerde de Theorie van Alles te vinden.

De Theorie van Alles
Er zijn twee scholen in de kwantumzwaartekracht: natuurkundigen die uitgaan van Einsteins algemene relativiteitstheorie en van daaruit de kwantummechanica proberen te verklaren en natuurkundigen die uitgaan van kwantummechanica en daaruit de relativistische theorie proberen te verklaren. De voornaamste ‘contenders’ in de strijd om de Theorie van Alles zijn de snaartheorie (waar er overigens zeer veel van zijn) en de luskwantumzwaartekracht. De snaartheorie komt van oorsprong uit de deeltjesfysicahoek en gaat dus uit van het Standaardmodel, de luskwantumzwaartekrachtstheorie gaat uit van de algemene relativiteitstheorie.

Voorspelling luskwantumzwaartekracht komt niet uit
Luskwantumzwaartekracht voorspelt dat de ruimte op zeer kleine schaal uit ondeelbare korrels bestaat: ‘atomen’ dus van ruimtetijd. Deze ‘korrels’ zijn zo groot als de Plancklengte: een onvoorstelbaar kleine 1,6 * 10-35 meter. Ter vergelijking: als een proton zo groot zou zijn als de aarde, zou deze lengte ongeveer honderd protonen achter elkaar zijn. Deze atomen verstoren extreem energierijke deeltjes. Hoe energierijker een deeltje, des te korter de golf die er bij hoort en hoe groter de effecten van de ruimtetijdkorrels worden. Het gevolg is dat zeer energierijke gammastraling meer verstoord wordt door de ruimtetijdatomen dan weinig energierijke gammastraling. Door gammaflitsen waar te nemen van miljarden lichtjaren afstand, worden de effecten van de ruimteatomen sterk vergroot.

Verwerping luskwantumzwaartekracht bewijst dat het hier om een volwaardige natuurkundige theorie ging
Helaas voor de aanhangers van de luskwantumzwaartekracht: er blijken geen verschillen te zijn. Zowel energierijke als energiearme gammastraling blijken even sterk verstrooid te worden. Er is zelfs een nieuwe bovenlimiet voor de grootte van ruimteatomen: 10-48 m. Dat is tien biljoen maal kleiner dan de “limiet” van de Plancklengte. Kortom: exit loop quantum gravity. Een bittere pil voor LQG-grootheden als Smolin en de zijnen. Toch kunnen deze mensen op één ding terecht trots zijn. Hun theorie was in tegenstelling tot de snaartheorie, experimenteel te verwerpen. Dat is nu ook gebeurd. Zoals een echte wetenschappelijke theorie betaamt.

Er is helaas geen fysisch experiment te bedenken waarmee de snaartheorie is te verwerpen. Lees deze interessante column: string theory: not even wrong. De snaartheorie is maar op één manier om zeep te helpen: Occams Scheermes.

Bron:
Quantum ‘Graininess’ of Space at Smaller Scales? Gamma-Ray Observatory Challenges Physics Beyond Einstein (Science Daily, 2011)

Share Button

Germen

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

Dit vind je misschien ook interessant:

5 reacties

  1. Julie schreef:

    De quantumelektrodynamica is een quantumveldentheorie, waarin deeltjes onlosmakelijk verbonden zijn met velden. Het veld en het deeltje hebben hier hun klassieke karakter verlaten. Zoals bij het Casimir-effect, dat een kracht tussen twee metalen platen laat zien die ontstaat door veldfluctuaties in het vacuüm.
    Renormalisatie genereert met zeer grote preciesie uitkomsten uit deze theorie.

  2. Germen schreef:

    het deeltje is een fluctuatie van het veld, of het veld is een waarschijnlijkheidsverdeling van het deeltje. Leuke discussie inderdaad, Julie ;)

  3. Manuel Halvelik schreef:

    Misschien brengt mijn eigen Theorie van Alles wat meer licht in de zaak …

    • Barry schreef:

      @manuel halvelik,

      Show me yours and ill show you mine..

      ik heb je link gevolgd, als je je theorie niet wilt uitwijden op visionair.nl dan is je opmerking gewoon onzin, een losse opmerking bedoeld om kopers te vinden voor je producten…

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger