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Experimente zeigen, dass Schwerkraft kein aufkommendes Phänomen ist
Eine der aufregendsten Ideen der modernen Physik ist, dass die Schwerkraft keine traditionelle Kraft wie elektromagnetische oder nukleare Kräfte ist. Stattdessen handelt es sich um ein auftauchendes Phänomen, das lediglich wie eine traditionelle Kraft aussieht.
Dieser Ansatz wurde von Erik Verlinde von der Universität Amsterdam vertreten, der die Idee 2010 vorstellte. Er schlug vor, dass die Schwerkraft lediglich eine Manifestation der Entropie im Universum ist, die gemäß dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik immer zunimmt. Dadurch verteilt sich Materie so, dass die Entropie maximiert wird. Und die Wirkung dieser Umverteilung sieht aus wie eine Kraft, die wir Gravitation nennen.
Verlindes Idee begeistert vor allem, dass sie eine Möglichkeit bietet, die Widersprüche zwischen der Gravitation, die im großen Maßstab funktioniert, und der Quantenmechanik, die im winzigen Maßstab funktioniert, in Einklang zu bringen.
Die Schlüsselidee ist, dass die Schwerkraft im Wesentlichen ein statistischer Effekt ist. Solange jedes Teilchen von einer statistisch großen Anzahl anderer Teilchen beeinflusst wird, entsteht Schwerkraft. Deshalb ist es ein Phänomen von großem Ausmaß.
Aber heute weist Archil Kobakhidze von der University of Melbourne in Australien auf ein ernstes Problem mit diesem Ansatz hin. Er fragt natürlich, wie die Schwerkraft Quantenteilchen beeinflussen kann.
Kobakhidze argumentiert, dass, da jedes Quantenteilchen durch eine große Anzahl anderer Teilchen beschrieben werden muss, dies zu einer bestimmten Gleichung führt, die die Wirkung der Schwerkraft beschreibt.
Aber hier ist die Sache: Die konventionelle Sicht der Schwerkraft führt zu einer anderen Gleichung.
Mit anderen Worten, die aufstrebenden und traditionellen Ansichten der Gravitation machen unterschiedliche Vorhersagen über die Gravitationskraft, die ein Quantenteilchen erfahren sollte. Und das öffnet den Weg für einen experimentellen Test.
Tatsächlich messen Physiker seit etwa zehn Jahren die Schwerkraft von Neutronen. Und… warten Sie auf das Trommeln… die Ergebnisse stimmen genau mit den Vorhersagen der traditionellen Gravitationstheorie überein, sagt Kobakhidze.
Experimente zu gravitativen Bindungszuständen von Neutronen widerlegen eindeutig den entropischen Ursprung der Gravitation, sagt er.
Das ist ein beeindruckendes Stück Physik. Es wird interessant sein zu sehen, wie Verlinde und seine Anhänger reagieren.
Ref: arxiv.org/abs/1108.4161 : Noch einmal: Die Schwerkraft ist keine entropische Kraft