Zwaartekracht bestaat niet

Zwaartekracht bestaat niet

  1. 1

    “Er zijn zo veel meer manieren om te vallen dan om het niet te doen dat de overmacht van die eersten zich manifesteert als een welhaast fundamentele kracht.”

    Philosophia Naturalis Fatalistica…

  2. 2

    Leuk artikel. Je krijgt de indruk dat de deskundigen het zelf ook allemaal niet meer zo kunenn volgen. Waar theoretische natuurkunde de fantasiewereld raakt…

  3. 6

    Als we dan toch crackpotideeen aan het roepen zijn, grijp ik de kans even aan om mijn variant te vertellen. Ik snap het artikel niet zo goed, maar volgens mij heb ik al jaren een vergelijkbaar concept in mijn hoofd. U fysici kunt mij vast vertellen of dat het geval is;-)

    De tweede wet van de thermodynamica stelt dat alle systemen streven naar een zo laag mogelijk energieniveau. De lucht in uw huis zal zich zo gelijkmatig mogelijk verspreiden en zal zeker niet zomaar in een kamertje bij elkaar gaan zitten. Dat kost kracht en daarom gebeurt het niet vanzelf.

    Nou zou zich een vergelijkbaar fenomeen voor kunnen doen met de tijdruimte; de tijd verloopt niet overal even snel en het is derhalve logisch dat het energieniveau op plaatsen waar de tijd langzamer verloopt lager is dan elders (er gebeurt immers minder in “dezelfde” tijd). De natuur zal er derhalve vanwege de tweede wet van de thermodynamica naar streven/neigen om massa’s naar dat lagere energieniveau te krijgen, net als gasatomen in uw huis ernaar neigen om naar de kamer met de laagste druk te gaan.

    En laat de tijd nou langzamer verlopen in de buurt van zware objecten; deze krommen de tijdruimte dusdanig dat de tijd dichterbij het object langzamer verloopt. De tweede wet van de thermodynamica zorgt ervoor dat de natuur ernaar neigt om u richting zo’n object te bewegen omdat uw energieniveau daar lager is. En die neiging is wellicht wat wij “zwaartekracht” noemen.

    Zwaartekracht is dan ook helemaal geen klassieke kracht. Er is ook geen subatomair deeltje dat het overbrengt. Het bestaat eigenlijk niet en u merkt er ook niks van. Wat u wel merkt is dat u soms de tijdruimtekuil inglijdt die de aarde maakt. U glijdt naar een plaats waar de tijd langzamer loopt en uw energieniveau lager is totdat u door iets wordt tegengehouden, bijvoorbeeld uw stoel. En dat voelt u wel, dat is wel een echte kracht, namelijk uw stoel, die u door de tijdruimte duwt.

    Helemaal anders gezegd zou het zo kunnen zijn dat massa niet alleen een inertie tegen bewegen in de ruimte heeft, maar ook tegen bewegen in de tijd. Om de een of andere reden blijven we wel bewegen door de tijd, maar als er verschillen zijn in de snelheid van het verloop van de tijd, zal uw tijdsinertie ervoor zorgen dat u een feitelijk niet bestaande kracht ervaart die u naar de lokatie beweegt waar de de tijd het langzaamst verloopt en uw energieniveau het laagst is.

  4. 7

    Ik kan het artikel niet lezen, maar volgens mij gaat het over het Erik Verlinde-verhaal. Zie daarvoor deze blogpost, en de homepage van Verlinde zelf. Kort gezegd is het een heel aardig idee, nog lang geen theorie. Als het allemaal klopt zou het revolutionair kunnen zijn, maar het is nog veel te vroeg om dat te kunnen claimen.

    @zmoc
    De implicatie:
    dat het energieniveau op plaatsen waar de tijd langzamer verloopt lager is
    is niet per se waar. Eerder het omgekeerde: op plaatsen waar veel energie is, is de zwaartekracht ofwel kromming van de ruimte het grootst.

    Als we puur naar zwaartekracht kijken, is de grondtoestand die waar alle massa in één punt geconcentreerd is. Vergelijk Big Crunch. Daar kan entropie verder niets aan helpen. Dat dit nu niet het geval komt door:
    1) we zitten niet in een evenwichtstoestand;
    2) het heelal dijdt uit.

    Over “massa heeft inertie in de tijdrichting” moet ik nog even nadenken, maar ik vermoed dat dat niet waar is, of liever dat die uitspraak geen betekenis heeft.

  5. 9

    Ik geloof dat je om soep te trekken van het inertie-symmetrie argument in #6 tijd in feite als een extra ruimte-dimensie moet zien? Daar moet je wel erg mee oppassen: in de gebruikelijke setting van spacetime is tijd een in zekere zin aan de ruimte-dimensies tegengestelde component (een negatieve component in de metriek: -t^2+x^2+y^2+z^2).

    Nu kun je het idee vast ook wel onderhouden met “beweging in de tegengestelde richting”, dus wat dat betreft…

  6. 13

    @Baron E, #7 Eerder het omgekeerde

    Klopt, maar enkel als je niet het hele systeem bekijkt. Je hebt gelijk dat het energieniveau toeneemt als gevolg van de concentratie van massa die “zwaartekracht” bewerkstelligt. Maar als je naar het hele systeem kijkt, kan het energieniveau wel degelijk lager zijn als je in beschouwing neemt dat in die toestand (van concentratie van massa), alle massa zich op een plek bevindt waar de tijd langzamer verloopt. Of dat zo is zou op zich uit te rekenen moeten zijn; we weten hoe “sterk” zwaartekracht is en we weten in welke mate de tijd erdoor vertraagt wordt.

    En over of het heelal uitdijdt, of dat dat slechts een illussie is, is men het overigens steeds minder eens, he;-) http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2010/07/is-time-disappearing-from-the-universe-radical-theory-says-yes.html

    @HansR, #8 Ik heb geen creditcard en bij bol.com issie 2x zo duur (*#&%%

    @KJ, #11 zwaartekracht is dat wat de tijd drijft

    Misschien wel, maar volgens mij juist niet; zwaartekracht lijkt de tijd juist af te remmen.

  7. 14

    @6: “er gebeurt immers minder in “dezelfde” tijd”

    Ik zou eerder zeggen, als tijd langzamer is, gebeurt er meer in dezelfde tijd. Het is niet omdat tijd langzamer verloopt, dat deeltjes ook langzamer bewegen. Als je het uitdrukt in afstand per tijdseenheid, zou je juist spreken van snellere beweging.

  8. 15

    Volgens mij draai je het nu om, Bismarck. Deeltjes bewegen niet langzamer ten opzichte van de tijd op de plek waar ze zich bevinden, maar ze bewegen wel degelijk langzamer ten opzichte van een plek waar de tijd sneller verloopt.

  9. 16

    Beweegt zwaartekracht zich nog wel met snelheid van het licht ? M.a.w. als de zon explodeert, zien we dat dan op hetzelfde moment als dat we de (zwaartekracht-gerelateerde, namelijk opeens onze baan recht vervolgend) gevolgen ervan ondervinden ? Maar als zwaartekracht geen deeltjes heeft, wat dicteert die snelheid dan ?

  10. 18

    Algemene relativiteit voorspelt in ieder geval dat zwaartekracht zich met de lichtsnelheid voortplant. Algemeen stelt het dat zwaartekracht een vervorming van ruimtetijd onder de invloed van massa (*) is en ik geloof dat je kan stellen dat de snelheid van zwaartekracht in dat model dus de snelheid van voortplanting van die vervorming is. Het heeft geen deeltje nodig; het is de snelheid waarmee ruimtetijd zichzelf aan massa aanpast die die snelheid dicteert.

    Er zijn, uiteraard, ook wel modellen die een “graviton” (een deeltje) als zwaartekrachtdrager postuleren maar bovenstaande is de momenteel nog gangbare visie sinds relativiteit, in ieder geval voor zover mij (enigszins…) bekend.

    (*) En wat massa dan weer is is waar bijvoorbeeld ook die Large Hadron Collider naar op zoek is…

  11. 27

    Ach..als het leuk is gaatie snel en als het anders is tergend langzaam…

    In dat geval wens ik je een leuke tergend langzame vakantie/paradox.

  12. 28

    @6
    De tweede hoofdwet van de thermodynamica gaat over entropie, niet energie. Entropie is een maat voor de wanorde in een systeem, en de wet zegt dat een gesloten systeem streeft naar steeds groter wordende entropie. Dit betekent dat de lucht in een huis zich niet spontaan zal verzamelen in een enkele kamer, of zich niet ineens zal scheiden in een warm deel links en een koud deel rechts. Dergelijke geordende toestanden bezitten weliswaar dezelfde energie als de ongeordende toestand (gelijkmatig verdeelde lucht), maar ze zijn te “speciaal”; er zijn simpelweg zoveel meer toestanden waarin het gas gelijkmatig verdeeld is, dat een niet-homogene verdeling niet zal voorkomen.

    Het is belangrijk te beseffen dat de geordende en ongeordende toestanden dezelfde energie hebben (althans in het geval van een ideaal gas, waarin geen interacties tussen de molekulen bestaan, zodat de totale energie alleen van de snelheden van de molekulen afhangt, niet van hun positie). Het is daarom dus geen kracht die de het “homogeniseringsproces” drijft, maar pure statistiek! Dit is fundamenteel anders dan hoe we een proces als de aantrekking tussen twee massa’s (zwaartekracht) traditioneel begrijpen; twee massa’s trekken elkaar aan omdat hun potentiele energie kleiner is als ze dichter bij elkaar zijn. Maar nu heeft Erik Verlinde kennelijk bedacht dat het misschien mogelijk is om de zwaartekracht als een statistisch effect te beschrijven, d.w.z. door te kijken naar het aantal mogelijke toestanden waarin twee massa’s een bepaalde afstand van elkaar kunnen hebben, i.p.v. naar de energie van zo’n toestand.

    Meer begrijp ik niet van het artikel, maar het klinkt wel als het soort idee dat tot een mooie synthese van twee grote theorien kan leiden. Verder lijkt het erop dat het idee nog niet echt uitgewerkt is, dus of je er ook echt iets mee zult kunnen begrijpen, moeten we nog maar afwachten. Het leuke van dit soort artikelen vind ik dat er goed naar voren komt dat natuurkunde niet gaat over formules en getallen, maar over ideeen en concepten. Als er een nieuw idee voorbijkomt, dan gaan de wetenschappers daar met zijn allen goed over discussieren, tot ze beter begrijpen hoe de vork in de steel zit. Net zoals bij sommige weblogs, eigenlijk…

  13. 29

    Statistiek werd toch al heel lang gebruikt in de beschrijvingen van sub-atomaire deeltjes ? Ik herinner me nog dat de plaats van een electron om een atoomkern niet zozeer in een ‘ring’ was, als wel dat er een bepaalde kans was, dat ‘ie zich in een soort druppel-vorm om de kern heen bevond.

  14. 30

    Ik had dit weekend geen computertoegang, vandaar enige vertraging.

    @zmoc #13
    Ik begrijp het denk ik nog steeds niet helemaal. Maar misschien helpt dit: als een puntvormige astronaut in een zwart gat valt, zien wij haar dat steeds trager doen, omdat zij in een steeds sterker zwaartekrachtsveld komt. Maar de astronaut merkt daar zelf niets van, want die is in vrije val. De energie die zij zichzelf toedicht, is anders dan die wij voor haar uitrekenen.

    Over dat uitdijingsvershaal hadden we al een draadje lopen.

    @KJ #16
    Wat Rene in 18 zegt. Gravitonen zijn massaloze deeltjes/velden in een bepaalde benadering van algemene relativiteit genaamd gelineariseerde zwaartekracht, die in veel gevallen valide is. Er worden nu experimenten (waaronder LISA) gebouwd om het gerelateerde fenomeen van ‘zwaartekrachtsgolven’ waar te nemen.

    @Jero #28
    Keurig uitgelegd. Het grappige is echter dat die “pure statistiek” wel degelijk tot een waarneembare kracht kan leiden: als je het systeem handmatig in een zeer onwaarschijnlijke toestand brengt, zal het streven naar een veel waarschijnlijkere. Bijvoorbeeld zal een uitgerekt polymeer in een oplossing zich samentrekken, en daarmee kracht op de uiteinden uitoefenen. De hele celbiologie staat bol van deze ‘entropische krachten’.

    Erik Verlinde heeft nu bedacht dat de zwaartekracht opgevat moet worden als zo’n entropische kracht. Dat wil zeggen dat wij ons in een vrij zeldzame toestand bevinden en streven naar een waarschijnlijkere.

    @KJ #29
    Statistiek wordt in heel veel takken van de natuurkunde gebruikt. In het geval van kleine deeltjes is dat als volgt: kleine deeltjes kun je niet meer opvatten als biljartballen maar veel beter als golven, uitgestrekt over een zekere ruimte. Golven van wat? Als je zo’n deeltje wilt meten forceer je het om een precieze positie in te nemen; op plekken waar de golf ‘hoog’ is, is de kans dat het deeltje zich daar manifesteert groter dan waar de golf ‘laag’ is.

    Dit wordt exact zodra je over grote hoeveelheden deeltjes spreekt. Alle metingen samen zullen precies de vorm van de golf vormen. De interpretatie van golven van individuele deeltjes is nog altijd slecht begrepen, en in mijn ogen het enige écht mysterieuze van quantummechanica (zgn. measurement problem).

  15. 31

    Overigens is de titel van dit logje volstrekt fout. Verlinde betoogt niet dat de zwaartekracht niet bestaat, hij betoogt dat het geen fundamentele kracht is. En daar heeft hij sterke argumenten voor.

    Het brengen van kwantummechanica en andere argumenten in deze discussie is irrelevant. Verlinde vindt alleen dat hij een sterke case heeft zwaartekracht niet fundamenteel te zien. Het is daarna dan de vraag hoe zich alle bestaande theorieën tot de thermodynamica gaan verhouden. Men moet de zaken niet om gaan draaien.

    *geschreven na lezing van Verlindes – nog niet geheel begrepen – artikel*

  16. 32

    @HansR; Dus – sterke kernkracht, zwakke kernkracht, electromagnetisme blijven, en zwaartekracht is een soort gevolg van de neiging tot entropie die de overige drie opleveren ?

    Maar hoe werkt dat dan over gigantische afstanden (melkwegstelsels die om melkwegstelsels draaien e.d.) – de ruimte die daar tussen zit is over het algemeen gigantisch leeg. En in leegheid is entropie toch juist heel laag ?

  17. 33

    @KJ
    Inderdaad. Zwaartekracht is altijd een buitenbeentje geweest, terwijl de andere drie mooi in het Standaard Model te vatten zijn. Veltman, ’t Hooft en anderen hebben al laten zien dat de electromagnetische en de zwakke kernkracht dezelfde oorsprong hebben; de zoektocht naar een “Grand Unified Theory” die daar de sterke kernkracht aan toevoegt, is nog gaande.

    En op je tweede punt: leeg, maar niet oneindig leeg. Het idee is dus dat je zou kunnen uitrekenen hoe waarschijnlijk het is dat twee massa’s ver weg van elkaar zijn, en dat blijkt minder te zijn dan wanneer ze dicht bij elkaar staan. Het is dan alsof er virtuele uitgerekte polymeren (zie mijn reactie #30) tussen die massa’s zitten die liever ingekrompen zouden zijn.