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Verständnisfrage zu virtuellen Teilchen und der Zeit.
 
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Michisuperfreak



Anmeldungsdatum: 19.12.2006
Beiträge: 36

Beitrag Michisuperfreak Verfasst am: 06. Feb 2007 12:04    Titel: Verständnisfrage zu virtuellen Teilchen und der Zeit. Antworten mit Zitat

Hallo erstmal,

ich lese zurzeit das Buch " Einsteins Traum, Expeditionen an die Grenzen der Raumzeit" von Stephen Hawking.

Nun bin ich in dem Kapitel " Quantenmechanik Schwarzer Löcher" angekommen und verstehe eine Sache nicht.

Es geht um folgendes:

"In Gegenwart eines Schwarzen Loches kann nun ein Partner eines Paares virtueller Teilchen in das Loch fallen, so daß das andere Element ohne den Partner zurückbleibt, den es zur gegenseitigen Vernichtung braucht. Das im Stich gelassene Teilchen oder Antiteilchen kann seinem Partner ins Schwarze Loch folgen oder aber ins Unendliche entweichen, wo es den Eindruck von Strahlung hervorruft, die vom Schwarzen Loch ermittiert worden ist.

Dieser Prozeß läßt sich aber auch so verstehen, daß der Partner des Teilchenpaares, der ins Schwarze Loch fällt, nehmen wir an, das Antiteilchen in Wirklichkeit ein Teilchen ist, das sich in der Zeit rückwärts bewegt."


Wie kann sich ein Teilchen in der Zeit rückwärts bewegen?
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 06. Feb 2007 14:46    Titel: Antworten mit Zitat

Jedes Antiteilchen kann man sich als ein Teilchen vorstellen, das sich in der Zeit rückwärts bewegt.

Ich glaube, der erste oder einer der ersten, der so ein anschauliches Vorstellungsbild verwendet hat, war Paul Dirac:

Wenn man sich statt einem Antiteilchen einen großen See von Teilchen (einen "Dirac-See") vorstellt, in dem an einer Stelle ein Teilchen fehlt, dann bewegt sich diese "Fehlstelle" (= dieses "Loch" im See = das Antiteilchen) nach links, wenn sich ein Teilchen des Sees nach rechts bewegt.
Michisuperfreak



Anmeldungsdatum: 19.12.2006
Beiträge: 36

Beitrag Michisuperfreak Verfasst am: 06. Feb 2007 14:58    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Markus,

könntest du es vielleicht nochmal erläutern oder versuchen es nochmal zu Erklären? Ich verstehe leider garnichts, oder sehe überhaupt keinen Sinn darin.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 06. Feb 2007 15:05    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist so wie bei einem Schiebespiel

http://www.bauernhof.net/spiel_und_spass/4games/schiebespiel.htm

Wenn du eine Zahl (= "ein Teilchen") nach rechts schiebst, dann wandert dabei das Loch (= "das zugehörige Antiteilchen") in die entgegengesetzte Richtung, nämlich nach Links.

Statt zu sagen, "ich schiebe die Zahl von links nach rechts" könnte man also genausogut sagen "ich schiebe das Loch von rechts nach links".
Michisuperfreak



Anmeldungsdatum: 19.12.2006
Beiträge: 36

Beitrag Michisuperfreak Verfasst am: 06. Feb 2007 15:19    Titel: Antworten mit Zitat

Gut, aber wieso ist das so? Das ist irgendwie so unverständlich..
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 06. Feb 2007 15:20    Titel: Antworten mit Zitat

Was meinst du mit "ist das so" ?

Was ich da beschrieben habe, sind einfach zwei mögliche Sichtweisen für ein- und dieselbe Sache.
Michisuperfreak



Anmeldungsdatum: 19.12.2006
Beiträge: 36

Beitrag Michisuperfreak Verfasst am: 06. Feb 2007 15:42    Titel: Antworten mit Zitat

Ja das stimmt. Ich sehe aber keinerlei Verbindung zur Zeit. Diese virtuellen Teilchen vernichten sich doch wieder nach einigen Attosekunden oder nicht?
Wie soll dann ein Antiteilchen sich in der Zeit rückwärtsbewegen?

Steh ich auf dem Schlauch oder ist das wirklich etwas komisch?
bishop
Moderator


Anmeldungsdatum: 19.07.2004
Beiträge: 1133
Wohnort: Heidelberg

Beitrag bishop Verfasst am: 06. Feb 2007 15:45    Titel: Antworten mit Zitat

japp, markus hat auch hier wie so oft recht:

Es sind zwei verschiedene Sichtweisen

Keine davon trifft die Sache wirklich, und keine ist auch wirklich falsch. Wenn du dich mit der Quantenphysik beschäftigst, solltest du dir vornehmen dir möglichst nichts bildlich vorzustellen. Und wenn du es doch tust, dann halte dir bitte vor Augen, dass dein Bild nicht exakt den Vorgang wiederspiegelt, sondern bei genauerem Hinsehen Wiedersprüche birgt.

Es ist nur so, dass man zeigen kann, dass die Hawking-Strahlung daher kommt (kommen kann), dass zwei Teilchen aus einem Photon entstanden sind, und eines eingesogen wurde bevor die sich wieder vernichten konnten, oder aber, dass es sich so verhält wie ein (hypothetisches) in der Zeit zurück reisendes Teilchen. Hypothetisch deswegen, weil man markus' sichtweise schon teilt, dass ein antiteilchen einfach nur das in der zeit zurückreisendes teilchen ist, aber meist nimmt man doch lieber zwei verschiedene Teilchensorten. (aber auch hier eher der Anschaulichkeit zuliebe => Fehler)

€dit: Nicht vergessen, dass wir uns hier in der Raumzeit befinden, da sind solche Spielereien wie in der Zeit zurückreisen durchaus möglich, zumindest theoretisch

_________________
Ein Physiker ist jemand, der über die ersten drei Terme einer divergenten Reihe mittelt
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 06. Feb 2007 16:12    Titel: Antworten mit Zitat

Michisuperfreak hat Folgendes geschrieben:

Wie soll dann ein Antiteilchen sich in der Zeit rückwärtsbewegen?

Da hast du was falsch interpretiert: Hier soll sich kein Antiteilchen in der Zeit zurückbewegen.

Die Aussage ist vielmehr: Statt einem Antiteilchen, das sich in der Zeit vorwärts bewegt, kann man sich genausogut alternativ auch das zugehörige Teilchen (also das Gegenstück zum Antiteilchen) vorstellen, das sich in der Zeit rückwärts bewegt.

Das wird man natürlich nur dann machen, wenn einem die Vorstellung von Teilchen, die sich in der Zeit zurückbewegen, sympatischer ist oder für bestimmte Zwecke anschaulicher oder zweckmäßiger erscheint als die Vorstellung, dass es Antiteilchen gibt.

// edit:

Michisuperfreak hat Folgendes geschrieben:
Ich sehe aber keinerlei Verbindung zur Zeit.

Du hast recht, dass ich das ganze bisher hauptsächlich räumlich erklärt habe. Nehmen wir mal dein Beispiel mit der Teilchenvernichtung: Ein Teilchen und das zugehörige Antiteilchen vernichten sich gegenseitig.

1.) Das kann man so sehen: Das Antiteilchen bewegt sich vorwärts in der Zeit. Dann bewegen sich also sowohl das Teilchen als auch das Antiteilchen vorwärts in der Zeit, bis zu dem Zeitpunkt, an dem sie sich gegenseitig vernichten und verschwinden.

2.) Man kann dasselbe aber auch alternativ so sehen: Das Antiteilchen, das sich vorwärts in der Zeit bewegt, wird ersetzt durch das zugehörige Teilchen (also durch das Gegenstück des Antiteilchens), das sich rückwärts in der Zeit bewegt. Dann sieht das so aus, dass ein Teilchen sich in der Zeit vorwärts bewegt, bis zum selben Zeitpunkt wie oben, dann aber verschwindet dieses Teilchen nicht, sondern "dreht seine Bewegungsrichtung in der Zeit um" und bewegt sich in der Zeit wieder zurück.
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