"er moet iets zijn" mensen

[cymric]

Haha nee dat gaat niet lukken. Maar er is wel indirect bewijs te vinden voor stringtheorie in de huidige deeltjesversnellers (en zeker in de nieuwe die nu gebouwd wordt), namelijk de graviton. Wordt dit deeltje waargenomen dan is dat een enorm sterke aanwijzing voor de wetenschappelijke integriteit van de stringtheorie.

Euh, nee. De beste twee (RHIC in Stanford, en LHC in Genève) zullen alleen maar meer kunnen zeggen over het standaardmodel. LHC werd speciaal gebouwd voor het ontdekken van het Higgs boson, het speculatieve deeltje dat alles massa geeft. (Eigenlijk is die zin volkomen fout, maar voor een lekendiscussie voldoet het wel.) Er is natuurlijk altijd de mogelijkheid dat er iets anders uitkomt, maar daar gaat men niet van uit.

Gravitonen zijn afzonderlijk bij lange na niet te detecteren, laat staan te maken: er wordt wel gespeeld met zwaartekrachtsgolven bij het LIGO en aanverwante instituten, maar zelfs daar is nog niets uitgekomen. De gevoeligheid van het apparaat laat wat te wensen over als ik de artikelen zo zie, en ik meen me te herinneren dat men plannen had voor een super-LIGO die de detectielimieten met een factor 100 omlaag kan halen.

Even terug naar stringtheorie: stringtheorie is eigenlijk een verkeerd woord, want het verklaart nog niets zoals reguliere theorieën dat doen. Stringhypothese is beter. Ik zal overigens niet ontkennen dat het een hondsmoeilijk onderwerp is waar veel eerlijke wiskundigen zich mee bezig houden---maar de praktijk is toch echt altijd allesbepalend. En dat vergeet men nog wel eens.

[Clemens]

Een interview met Ed Whitten:

NOVA: It seems like the standard criticism of string theory is that it isn't testable. How do you respond to that criticism?

Witten: One very important aspect of string theory is definitely testable. That was the prediction of supersymmetry, which emerged from string theory in the early '70s. Experimentalists are still trying to test it. It hasn't been proved that supersymmetry is right. But there is a very precise relationship among the interaction rates of different kinds of particles which follows from supersymmetry and which has been tested successfully. Because of that and a variety of other clues, many physicists do suspect that our present decade is the decade when supersymmetry will be discovered. Supersymmetry is a very big prediction; it would be interesting to delve into history and try to see any theory that ever made as big a prediction as that.

NOVA: What are some of the other ways that string theory could be confirmed experimentally?

Witten: There are a lot of conceivable ways we could get experimental information that would help with string theory. Explorations of cosmology, studying the cosmic background microwave radiation and hopefully finding gravitational waves left over from the big bang and studying their properties are very plausible avenues for eventually testing string theory, although there isn't yet to my thinking a satisfactory theoretical understanding of what to expect.

But it's conceivable that the big bang could have produced a string so large that it would be present in today's universe and visible in telescopes, perhaps discoverable by the satellites that are now mapping out the microwave sky. If that were discovered, it would be a dramatic confirmation of the existence of strings. Still, that's a story that will develop over the next decade or two as the experiments progress and conceivably as the theory progresses.

NOVA: How likely do you think it is that string theory will be proven correct?

Witten: Well, I don't have a crystal ball. You know, the theory of neutron stars was tested and the same is true of the theory of black holes and the theory of gravitational waves. A lot of the theories that were there in the '20s and '30s that looked like they were way beyond reach were eventually tested. They were tested because there were new technologies, there were new instruments, there were newer things found in the sky. Things happened that you couldn't foresee. That's what happens in science.

Een interview met Joe Lykken van Fermi lab:

Detecting other dimensions

NOVA: How?

Lykken: The key to testing extra dimensions in experiments has to do with gravity. The simplest way that you can see evidence for an extra dimension is to try to produce a high-energy graviton, the quantum of gravity, which could then move off into the extra dimensions. In a particle accelerator we try to collide very high-energy particles and hope occasionally to produce a high-energy graviton that moves off into extra dimensions and disappears.

This is something we don't see directly—we don't see the graviton that disappears—but we notice that energy and momentum were carried off by some invisible particle and from that we deduce that something strange happened. In this case a high-energy particle, a graviton, moved off into extra dimensions. So this is the simplest kind of experiment you can do, and if you can eliminate other kinds of possibilities for things that carry off energy invisibly, you would then be able to claim that you've seen evidence for extra dimensions of space.

NOVA: What are you doing at Fermi Lab to tackle this question?

Lykken: The experiments that we're doing right now are colliding protons with anti-protons at the highest energies at which particles have ever been collided. We're hoping that occasionally in these very high-energy collisions we will make a very high-energy graviton that can move off into the extra dimensions, and then we will see the disappearance of a large amount of energy and momentum and deduce from that, we hope, the presence of extra dimensions.

NOVA: What would that actually look like?

Lykken: In the particle detector what you will see from this collision will look like a jet of high-energy particles, and then you'll see that there is nothing balancing the energy and momentum of that very high-energy jet. There was something there, a high-energy graviton, but it disappeared into the extra dimensions. We see a very high-energy jet of particles going in one direction and nothing balancing it off in the other direction. That's what we call a missing energy signature. That's the kind of thing where we jump up and down and say, "This could be extra dimensions."

“You really are looking for those few golden, rare events where something miraculous happens.”

NOVA: How close do you think you might be to actually seeing this?

Lykken: It is not the case that you can turn on your particle accelerator and all of a sudden you're producing lots of gravitons and you say, "Okay, there's extra dimensions, let's go home." This is a very long and complicated process. You sift through literally billions and billions of these collisions and most of the time what you see is relatively uninteresting ordinary physics. So you really are looking for those few golden, rare events where something miraculous happens, like you produce a graviton that goes into extra dimensions.

The tough job for the experimentalist is to design an experiment that can actually pull out the particular kinds of things you're interested in. The tough job for a theorist like myself who's interested in the experiments is to give them a detailed enough prediction for what they should be looking for that they can actually put it into a computer program, put it into their data analysis, and use that to sort out what they're looking at.

Je hebt natuurlijk gelijk, het is een stringhyphotese, maar wel een spannende en veelbelovende als je het mij vraagt....

[Clemens]

"Maar stel dat de fysica alles kan ontrafelen, is de zijnsvraag dan beantwoord? Kunnen we stellen dat we door de fysica ook de metafysica van een uiteindelijk geldende theorie kunnen voorzien?"

Dat moet wel. Hoe kan het anders een beschrijvende theorie van alles zijn? Weten wat de theorie van alles is, is de gedachten van God kennen (Ik quote hier waarschijnlijk Hawking, maar niet 100 % zeker).

Deze theorie moet een verbluffende verklaringskracht hebben. Hoe vragen worden nu goed opgelost, waarom vragen zijn veel complexer, maar moeten onvermijdelijk ook in dit model passen... Zoals ik eerder zei, ambiteus is een te zwak woord voor deze situatie...

Hier een link met deze problematiek: http://www.fabc.info/persoon11.htm

Probleem is dat de vragen die je mij stelde buiten het werkveld van de natuurkundige ligt. Helaas is er een spanningsveld tussen de filosofie en de natuurkunde en hun blik op de realiteit. En de richting in welke die zich ontwikkeld. Jammer is ook dat de theorie die nu hoge ogen gooit in de theoretischenatuurkunde (string theorie) en theoretische wiskunde niet begrepen wordt door filosofen, en ook niet in hun eigen theorievorming wordt gepast. String theorie lijkt al wat meer aanwijzingen te hebben naar de 'waarom' vragen.

Om de een of andere reden hebben mensen het altijd nodig geacht om de natuur te scheiden in verschillende disciplines, terwijl het om hetzelfde object van studie gaat. Soms is dat hinderlijk....

Binnen de theoretische natuurkunde zelf is er ook discussie over de 'unified field theory'. Is dit wel een optie? Kan alles in een e=mc2 achtige formule vastgelegd worden?
Immers, zo'n theorie zou de doodssteek zijn voor de theorie zelf.... Er is in deze situatie niets meer om een theorie over te hebben...

[bad_religion]

"Maar stel dat de fysica alles kan ontrafelen, is de zijnsvraag dan beantwoord? Kunnen we stellen dat we door de fysica ook de metafysica van een uiteindelijk geldende theorie kunnen voorzien?"

Dat moet wel. Hoe kan het anders een beschrijvende theorie van alles zijn? Weten wat de theorie van alles is, is de gedachten van God kennen (Ik quote hier waarschijnlijk Hawking, maar niet 100 % zeker).

Deze theorie moet een verbluffende verklaringskracht hebben. Hoe vragen worden nu goed opgelost, waarom vragen zijn veel complexer, maar moeten onvermijdelijk ook in dit model passen... Zoals ik eerder zei, ambiteus is een te zwak woord voor deze situatie...

Mijn vraag is dan, en dat kan voortkomen uit te weinig kennis, wie zal ooit kunnen zeggen dat de wetenschap een alles verklarende theorie heeft? Wie beoordeelt dat? En is dat nog wetenschap? (Zoals je onderaan ook opmerkt)

Probleem is dat de vragen die je mij stelde buiten het werkveld van de natuurkundige ligt. Helaas is er een spanningsveld tussen de filosofie en de natuurkunde en hun blik op de realiteit. En de richting in welke die zich ontwikkeld. Jammer is ook dat de theorie die nu hoge ogen gooit in de theoretischenatuurkunde (string theorie) en theoretische wiskunde niet begrepen wordt door filosofen, en ook niet in hun eigen theorievorming wordt gepast. String theorie lijkt al wat meer aanwijzingen te hebben naar de 'waarom' vragen.

Ja, ik begrijp het misschien niet goed, natuurkundigen bekijken vanuit een fysica bril en plachten te pretenderen dat ooit er een allesverklarende theorie komt. Parchtig zegt de filosoof, wat wat is dan de essentie van mijn bestaan? De natuurkundige zegt, dan moet je mijn allesverklarende theorie begrijpen, het is toch een allesverklarende theorie?

Om de een of andere reden hebben mensen het altijd nodig geacht om de natuur te scheiden in verschillende disciplines, terwijl het om hetzelfde object van studie gaat. Soms is dat hinderlijk....

Dat is niet altijd zo geweest, vroeger heetten natuurkundigen natuurfilosofen, het is inderdaad spijtig dat metafysica, epistomologie en fysica steeds verder gescheiden raken, dat zet dan ook vraagtekens bij de haalbaarheid van een GUT, lijkt mij?

Binnen de theoretische natuurkunde zelf is er ook discussie over de 'unified field theory'. Is dit wel een optie? Kan alles in een e=mc2 achtige formule vastgelegd worden?Immers, zo'n theorie zou de doodssteek zijn voor de theorie zelf.... Er is in deze situatie niets meer om een theorie over te hebben...

Nee, we hebben dan te maken met een absolute waarheid, wetenschap is niet meer nodig, alleen nog uitleg........er zijn eerder alles verklarende theoriën geweest..... [/quote]

[Clemens]

Het mooiste vind ik nog wel de gedachte dat de zogenaamde structuur van de cosmos niet constant hoeft te zijn. Een GUT neemt dat wel aan.

Wat als er geen echte vaste onderliggende structuur is, maar een dynamische?.... Dat zou een klap zijn voor de natuurkunde. Dan is er oneindige complexiteit. Toegegeven, dat is alleen maar een gedachtenspelletje... Maar van de andere kant heeft de geteste wetenschap ook nog niet alle antwoorden geleverd (gelukkig maar zouden sommige mensen stellen).

Nog even over die indeling in de wetenschap. Die was natuurlijk nodig om de complexe natuur van de cosmos te begrijpen. Geen enkel persoon kan het overzicht houden over alle aspecten van de cosmos. Dit zorgt wel voor onbegrip en afsluiting.

Misschien is het arrogant om te denken dat wij mensen de complexiteit van de cosmos volledig kunnen bevatten...

[Sararje]

Er is geen enkele reden om aan te nemen dat verschillende natuurwetten op verschillende plaatsen in het universum geldend zijn. Ook wordt dit niet ondersteund met waarnemingen dus is je hypothese gewoon een gedachtenspelletje.

[Clemens]

Er is geen enkele reden om aan te nemen dat verschillende natuurwetten op verschillende plaatsen in het universum geldend zijn. Ook wordt dit niet ondersteund met waarnemingen dus is je hypothese gewoon een gedachtenspelletje.

Inderdaad, daarom noemde ik het ook een gedachtenspel. Dat gezegd hebbende, het is wel zo dat de bestaande natuurwetten 'ontrafelen' als we de tijd verder terugdraaien richting de big bang. Relativiteitstheorie is daar niet meer van toepassing (singulariteit probleem)... Dit is een van de problemen met de relativiteitstheorie en de reden waarom hij niet compleet is.

Dus er zijn kennelijk situaties waar de huidige bekende! natuurwetten niet opgaan....

[Sararje]

Ze gaan op zich wel op, maar quantummechanica en relativiteit geven tegenstrijdige resultaten en aangezien men moeilijk direct iets van een zwart gat kan meten (immers, output is vrijwel 0) is het ook niet direct te bevestigen met waarnemingen.

[Clemens]

Ehm, ik ben natuurlijk zelf geen wiskundige of natuurkundige dus ik zit niet in de details. Maar als een theorie een verkeerd of tegenstrijdig resultaat geeft, dan gaan ze toch niet op? Dan is de verklaringskracht van de theorie daar onvoldoende en dus niet van toepassing?

[cymric]

Je hebt natuurlijk gelijk, het is een stringhyphotese, maar wel een spannende en veelbelovende als je het mij vraagt....

Je hebt inderdaad gelijk; ik wist niet dat supersymmetrie een reden was om de LHC te bouwen. Het apparaat is dan ook erg veelzijdig: in principe prop je er gewoon een ongehoorde hoeveelheid energie in en kijk je naar de brokstukken. Aangezien niemand ooit deze experimenten heeft uitgevoerd is het natuurlijk raden naar het resultaat.

Desondanks: supersymmetrie is niet direct iets wat alléén door stringtheorie wordt voorspeld. Het concept zelf is al erg oud (het kwam naar voren in de jaren '70 van de vorige eeuw) en er bestaan verschillende varianten van. Punt is echter dat stringtheorie bedoeld is als een theorie waar ook zwaartekracht is verdisconteerd---en dát proberen te falsifiëren is echt een hele kluif. Ik geloof dat laatst voor het eerst een tweetal onderzoekers een voorspellinkje deed over het gedrag van het ineenstorten van sterren met een bepaalde massa. (Dat verhaal over het hyperzware graviton dat opeens verdwijnt... Ondanks het feit dat ik er de ballen van begrijp, beschouw ik dit als een strohalm: hopen en bidden dat opeens een energiebudget niet klopt en dat de 'missing spin' aangeeft dat er een graviton is gemaakt. Het kan wellicht gebeuren, niemand weet het zeker. Maar er zijn meer voorbeelden bekend waar gekke dingen zijn gebeurd, en die werden niet meteen opgelost door middel van de introductie van bizarre nieuwe deeltjes.)

Bovendien lijkt men altijd verder te zijn dan dat men werkelijk is: stringtheorie heeft een hele goede PR. Wat er nooit wordt bijverteld is dat het oplossen van de vergelijkingen neerkomt op het aanbrengen van enorme vereenvoudigingen waarvan we met geen mogelijkheid kunnen vaststellen wat die voor uitwerking hebben. Voeg daar de opmerkelijke resultaten van de astronomie van de afgelopen 10 jaar aan toe en je krijgt een zeer wankel bouwwerk dat zeker in de laatste jaren, zeker toen Susskind met het anthropisch principe als Ultieme Verklaring op de proppen kwam, een groot gedeelte van de oorspronkelijke wetenschap heeft verloren. En zelfs, hier en daar, trekjes van een geloof heeft gekregen. Dit interview met Susskind en de kleine discussie die er op het NSForum op volgde (link te vinden in het verhaal zelf), spreken wat dat betreft boekdelen. Ik ben daarom geneigd om af te wachten wat er uit al die experimenten bij het CERN gaat rollen: dat is tenminste tastbare data. Echt spannend en veelbelovend vind ik het daarom allemaal niet zo meer.

[Sararje]

Ehm, ik ben natuurlijk zelf geen wiskundige of natuurkundige dus ik zit niet in de details. Maar als een theorie een verkeerd of tegenstrijdig resultaat geeft, dan gaan ze toch niet op? Dan is de verklaringskracht van de theorie daar onvoldoende en dus niet van toepassing?

Ze gaan in zo´n geval beide niet op. Het probleem is dat je in feite effecten van beide zaken nodig hebt. Je hebt de hoge snelheden en zware massa´s van de relativiteit nodig. Aan de andere kant heb je ook de kleine afmetingen dus quantumtheorie nodig.

[Clemens]

Ah ok, dan zitten we op 1 lijn. Je zei namelijk in een eerdere post dat "ze op zich wel opgaan". Maar dat doen ze dus niet.

Het grappige is dat stringtheory wel aanspraak maakt op dit probleem, en er tot nu toe nog het best in geslaagd is (van alle andere GUT's) om de quantum theorie en de relativiteits theorie wat dichter bij elkaar te brengen...

[Sararje]

Nou ja, om een docent bij mij op de universiteit te citeren "Dom een formuletje invullen kan elk kind/gedreseerde aap/computertje etc. Het is juist de taak van de natuurwetenschapper om de uitkomsten kritisch te beoordelen." MAW, een formule invullen hoeft niet tot het juiste resultaat te leiden. Kritisch beoordelen wat je uitkomsten zijn, is minstens net zo belangrijk.

[Achnaton]

Nou ja, om een docent bij mij op de universiteit te citeren "Dom een formuletje invullen kan elk kind/gedreseerde aap/computertje etc. Het is juist de taak van de natuurwetenschapper om de uitkomsten kritisch te beoordelen." MAW, een formule invullen hoeft niet tot het juiste resultaat te leiden. Kritisch beoordelen wat je uitkomsten zijn, is minstens net zo belangrijk.

En niet alleen de uitkomsten van de formule maar vooral ook, is de formule wel toegerust de vraag te beantwoorden welke je stelt.

Maar ja het ging om "er moet iets zijn" persoonlijk vind ik die vraag nogal irritant want wat bedoel je met "iets"?
De grap is als je "iets" voldoende kunt beschrijven de vraag meteen ook beantwoord, ik ga er dus van uit dat degene die het heeft over "iets" niet weet wat hij er zelf mee bedoelt en het ook niet wilt weten omdat de moeite niet word gedaan het te beschrijven.

Ik vind het overigens een wel knap hoe stellig de oerknal word beschouwt als een zeker gebeurde intrapolatie. Zelf ben ik er nog steeds niet zo zeker van . Een van de redenen is omdat ik (met het oog op de wet van behoud van energie) nog nooit op o.a. wetenschapsforums een bevredigend antwoord heb gekregen op de nogal simpele vraag: Waar blijft het licht?
Of anders gezegd wat is de cyclus in deze, en het is zeker interessant met het oog op de nieuwe bevindingen aangaande "zwarte materie".

[cymric]

Een redelijk algemeen, maar daardoor ook niet volledig antwoord is dat het totale energiebudget van het universum simpelweg 0 is. Positieve energie zijn zaken als massa en licht; negatieve energie is zwaartekracht. Maar ik kan zo al twee redenen verzinnen die het geheel op z'n minst discutabel maken: a) naarmate we dichter bij t=0 komen, moet normale zwaartekracht (hoogstwaarschijnlijk) worden vervangen door quantumzwaartekracht en geen mens weet hoe het energiebudget van die kracht eruit ziet; b) het laat inderdaad de nieuw ontdekte 'dark energy' en al wat oudere 'dark matter' buiten beschouwing. (Maar zelfs daar zijn de heren fysici niet voor één gat te vangen: zie dit artikel, bijvoorbeeld. Zonder waargenomen nieuwe deeltjes met rare krachten en dingen zullen dit soort ideeën zeker nog wel even stand houden. Tot er natuurlijk iets beters wordt bedacht---maar dat is wetenschap natuurlijk...)