wieviel wiegt ein km^3 vakuum ?

feyn137 · Anmeldungsdatum: 26.04.2010 Beiträge: 24

Entfernt man aus einem bestimmten bereich alle realen teilchen, ist in dem bereich ja trotzdem noch jede menge los. Es bilden sich ständig virtuelle teilchen und vernichten sich gleich wieder kurz es brodelt wie in einem hexenkessel. Das ganze liegt an der vakuumenergie. Nun weiß man dank einstein das e=mc^2 ist, also müßte auch ein absolutes vakuum, also eines das keinerlei reale teilchen mehr enthält, ein gewicht haben, oder nicht ? Wird das ganze durch negative energie aufgewogen ? Falls ja, wieviel würde dieses vakuum wiegen, wenn man all die negative energie entfernt ? Mir ist bewußt, das das praktisch nicht zu bewerkstelligen ist, aber theoretisch berechnen müßte man es können, oder nicht ? Oder kommen da ähnlich unsinnige ergebnisse heraus wie beim "nackten" elektron ?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18047

Du schon wieder; kannst du mal einfach Fragen stellen?

grübelnd

Man kann versuchen, den absoluten Energieinhalt eines Raumvolumens mit Hilfe der Quantenfeldtheorie zu berechnen. Das Ergebnis ist leider "Unendlich". Man hat außerdem keinen mathematischen oder theoretischen Hinweis, was man denn da anders subtrahieren sollte als exakt diesen selben Wert "Unendlich". Es gibt aber einen Grund, exakt den selben Werrt zu subtrahieren, nämlich die Tatsache, dass Energie die Quelle von Gravitation darstellt. Da nun die Gesamtgravitation von exakt leerem Raum exakt Null ist, muss - aus Sicht der Gravitation - das Vakuum tatsächlich absolutes Vakuum darstellen. D.h. dass die o.g. Unendlichkeit nicht gravitativ wirkt.

Nun besteht eine gewisse Unsicherheit, inwieweit die kosmologische Konstante hier eine Rolle spielt. Denn diese kosmologische Konstante zeigt, dass auf großen Längenskalen eine negative = abstoßende Gravitationswirkung des Vakuums zu existieren scheint. Es könnte zum einen sein, dass die kosmologische Konstante das ist, was sie ist - eine Zahl! Oder dass doch die QFT bzw. die o.g. Vakuumfluktationen heir einen endlichen(winzigen!) Beitrag leisten; falls letzteres der Fall sein sollte, hat man heute keine Ahnung, wie dieser winzige - jedoch nicht-verschwindende - Beitrag zu berechnen wäre.

TheBartman · Anmeldungsdatum: 09.07.2009 Beiträge: 482

Und wie sieht das in 1 m^3 aus?? grübelnd

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18047

das meinst du nicht ernst, oder?

feyn137 · Anmeldungsdatum: 26.04.2010 Beiträge: 24

Sorry TomS, aber da ich mich doch schon eine ganze weile mit physik hobbymässig befasse, habe ich die antwort auf die leichten fragen meißtens schon irgendwo gefunden ^^ Danke für deine antwort auf jeden fall, das zeigt mal wieder, das selbst fragen, die einem kind einfallen könnten, teils noch nicht beantwortet können. Das zeigt wie wenig wir immer noch wissen, trotz der vielen fortschritte in der wissenschaft.
Evtl liegt es ja auch einfach daran, das die hier gestellte annahme ähnlich wenig sinn macht, wie ein "nacktes" elektron, und sich daher nicht berechnen läßt, und ähnlich unsinnige ergebnisse erzielt. Naja, tröste dich, ich stelle zwar schwierige fragen, aber wenigstens keine langweiligen ^^

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18047

Jedenfalls hast du dir eines der spannendsten Probleme der theoretischen Physik herausgesucht.

Eine Erklärung bin ich dir noch schuldig geblieben: Man kann die Quantenfluktuationen des Vakuums tatsächlich messen, allerdings sozusagen nicht ihren Absolutwert, sondern nur realtive Werte.

Man betrachte zwei (unendlich ausgedehnte) Metallplatten, die man parallel und in extrem geringem Abstand positioniert. Die Metallplatten führen mathematisch (ähnlich wie bei der Betrachtung einer eingespannten Saite) dazu, dass nur noch bestimmte Quantenfluktuationen zwischen den Platten erlaubt sind, nämlich die, die auf den Plattenflächen Knoten haben; außerhalb der Platten gibt es dagegen für die Fluktuationen im Unendlichen keine Einschränkungen.

Nun kann man den Effekt der im Außenraum zulässigen kontinuierlichen Frequenzen mit den im Innenraum auf diskrete Werte beschränkte
Frequenzen vergleichen und findet einen negativen Druck, d.h. eine Anziehungskraft zwischen den beiden Platten.

Dabei handelt es sich um den sogenannten Casimireffekt.

Meier01 · Gast

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18047

Meier01 · Gast

Ich redete vom All nicht vom absolute Vakuum denn das wiegt nichts

da sich die endstehenden virtuellen Teilchen-Antiteilchen pro Volumen kostend sind, wo mit einer Wahrscheinlichkeit ein "positiver Piks " auf tritt ist auch mit gleicher Wahrscheinlichkeit ein "negativer Piks" zu finden, denn wie viel wiegt ein Photon ( nichts )
es ist nur mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit zu einer bestimmten Zeit eine bestimmte Energie zu finden und Energie wiegt ...

" Glaube ist nicht alles, denn Beweise sind das was zählt " Lehrer

und solange bleibt die Masse des absolute Vakuum's unbekannt

" Nach Stockholm wollte ich ja schon immer mal wenn es andere bezahlen, ich freu mich " Big Laugh

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18047

_-Alex-_ · Anmeldungsdatum: 06.03.2007 Beiträge: 262

Wieso hält man an sowas eigentlich immer noch fest wenn man es nicht beweisen kann?
Wenn es zu solchen Problemen bei de Berechnung kommt, kann es doch auch sein, dass die Theorie noch nicht vollends richtig ist.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18047

Die gegenwärtigen Theorien sind auch in einigen Punkten noch nicht vollständig: Energieinhalt des Vakuums, Quantengravitation, ... Aber sie sind exakt genug bzw. experimentell gut genug bestätigt, um als sehr erfolgversprechend zu gelten. D.h. dass man für noch offene Fragen zumindest mal eine grobe Forschungsrichtung festegen kann.

feyn137 · Anmeldungsdatum: 26.04.2010 Beiträge: 24

Also ich weiß zwar immer noch nicht wieviel es ist, aber 0 bezweifle ich. Immerhin enthält vakuum energie, und e=mc^2. Dann gibt es zwar noch einen evtl einfluß negativer energie, die folgerichtig negative masse hat. Also evtl dann doch 0, mich würde dennoch interessieren, wie groß dann die masse der vakuumenergie ist. Aber ich sehe schon, das wird sich (noch) nicht beantworten lassen.
Evtl ist es ja wikrlich so, das es gar nicht möglich ist, und daher nicht berechenbar (wie ein nacktes elektron)

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18047

Die Energie ist in guter Näherung Null, denn sonst würde man (gemäß der ART) eine Raumkrümmung wahrnehmen - tut man aber nicht.

D.h. man kennt die Gesamtenergiedichte des Vakuums, kann aber eben nicht erklären, warum dies so ist.