Onlogische theorien.. zoals deeltjesverval
 

Veel natuurkundige theorien lijken nergens over te gaan.. neem nou deeltjesverval.

Eerst is er de wet van energiebehoud. Komt logisch op me over.

Daarnaast heb je het onzekerheidsprincipe. Je kan van een deeltje nooit tegelijk de plaats en de snelheid meten, oftewel de energie en de tijd waarin deze de energie heeft. En hoe meer je weet over het ene, hoe minder over het andere. Hier kan ik ook nog inkomen. Ik snap best dat je foton deeltjes nodig hebt om te meten en dat die het een en ander kunnen verstoren.

Maar nu.....

"Het blijkt dat een fundamenteel deeltje bij verval verandert in een ander deeltje met minder massa, en een krachtvoerend deeltje (altijd een W-boson, als het deeltje fundamenteel is). Dan kan dit wisselwerkingsdeeltje weer tevoorschijn komen in de vorm van andere deeltjes.

Een deeltje kan dus niet gewoon veranderen in een ander soort deeltje, er is een 'intermediair' wisselwerkingsdeeltje, dat bemiddelt bij het verval.

In veel gevallen lijken deze tijdelijke krachtvoerende deeltjes de wet van energiebehoud te schenden, omdat hun massa groter is dan wat overeenkomt met de op dat moment beschikbare energie. Ze bestaan echter zo kort dat volgens het onzekerheidsprincipe van Heisenberg toch geen regel wordt overtreden. Het zijn de 'virtuele' deeltjes. "

En dan over virtuele deeltjes:

"Een gevolg van het onzekerheidsprincipe van Heisenberg is dat energie, of massa, even "geleend" kan worden van het niets, als het maar kort genoeg duurt. In zekere zin gebeurt het niet werkelijk. De wisselwerkingsdeeltjes met schijnbaar teveel massa heten virtuele deeltjes.

Virtuele deeltjes overtreden de wet van behoud van energie niet:

de kinetische energie plus massa voor en na het verval is gelijk,
het virtuele deeltje bestaat zo kort dat het niet waargenomen kan worden."


Hoe logisch is dat nou allemaal? Ik heb misschien niet de wiskundige kennis in huis om het echt te kunnen ontkrachten. Maar er zijn al zoveel theorien geweest en ontkracht. Ik denk dat het bij deze ook weer zal gebeuren. Want het beschrijft eigenlijk iets waarbij ze helemaal niet precies weten wat er gebeurd. Hoezo "In zekere zin gebeurt het niet werkelijk" ? Dat is toch geen natuurkunde?

En hoe kan het nou dat het verval van een deeltje niet te voorspellen valt? Misschien dat wij het niet kunnen meten, of ooit zullen kunnen meten, maar het zal toch wel aan regels gebonden zijn? Ik geloof gewoon niet in een soort random machine in het heelal die ergens anders z'n willekeurige waardes uithaalt.

Of is het wel heel logisch? Ga ik er niet diep genoeg op in? Misschien moet ik er wel de wisselwerkingen en de quarks bij halen om deeltjesverval helemaal te snappen. Dan zou ik dat ook graag horen.

Ik snap wel dat de mens vanuit de evolutie gezien niet de kennis in huis heeft om het heelal 'logisch' te kunnen vinden. Misschien is dat wel het probleem. Maar het komt allemaal zo ontzettend idioot op me over. Alsof er gewoon een veel makkelijker systeem moet zijn. De theorie van alles kan toch bijna niet complex van aard zijn? Het wordt hiermee misschien wel een beetje filosofisch, maar hoe is in vredesnaam zo'n compleet at-random systeem van natuurwetten ontstaan? (En ja ik ben atheistisch en compleet niet into er-is-meer ideëen)

Tsja bijna half 3 he, ik ga ook maar eens naar bed.

Maar op quantumniveau geldt ook helemaal niet meer de wet van behoud van massa/energie, maar die van behoud van materie.
Verder lijkt het me dat er ooit wel een verklaring kan komen voor het verval van atomen, ik denk dat we alleen nog niet diepgenoeg het atoom in kunnen kijken. Bovendien komt er bij het ontbinden van een atoom energie vrij, misschien haalt het 'hulpdeeltje' hier ook wel een gedeelte van zijn energie vandaan. Het lijkt me namelijk dat het atoom 'scheurt'. Maar goed, daarvoor heb ik te weinig atoomfysica gehad.

Het model van virtuele deeltjes is niet bedoeld om 'de werkelijkheid' na te bootsen - het is bedoeld om nauwkeurige voorspellingen te doen. Dat doet dit model. Het hele nut van natuurkunde zit hem nu juist in het feit dat het ons vertelt hoe iets werkt, niet zo zeer waarom iets werkt zoals het werkt, hoewel dat laatste filosofisch gezien natuurlijk het interessantst is.

Het is wel degelijk natuurkunde, maar je dient je wat dat betreft te realiseren dat het hier gaat om verschijnselen die afwijkend zijn van wat de klassieke natuurkunde zou omschrijven. Vanuit een strikt klassiek-natuurkundig standpunt komt het inderdaad erg onlogisch over, omdat dergelijke verschijnselen in de klassieke natuurkunde niet toelaatbaar zijn.

Even een nuancering hierbij: we kunnen wel voorspellen hoe een bepaald deeltje vervalt, maar niet op welk tijdstip dat verval precies plaats zal vinden. Je kunt hooguit een tijdsinterval definiëren waarin zich het tijdstip van verval bevindt.

Het is inderdaad zo dat je de diverse wisselwerkingen en de quarks er ook bij dient te betrekken, met name de zwakke wisselwerking, aangezien deze wisselwerking verantwoordelijk is voor het verval van deeltjes.

Als je wilt weten hoe zo'n systeem van natuurwetten is ontstaan kan ik je alleen maar aanraden om je nader in de geschiedenis van de natuurkunde te verdiepen. Dat de mens vanuit evolutionair standpunt niet over de kennis zou beschikken om de opbouw van het heelal logisch te kunnen verklaren klopt in ieder geval niet. Je hoeft je wat dat betreft alleen maar in de geschiedenis van de wetenschap te verdiepen om te kunnen zien hoe deze kennis verkregen werd. Hierbij dien je je overigens wel te realiseren dat er niet zoiets als absolute kennis bestaat, maar dat we in de geschiedenis van de wetenschap altijd te maken hebben met paradigmawisselingen, waarbij een paradigma gedefinieerd wordt als een verzameling standpunten die door een bepaalde groep worden gedeeld. Je zou zo'n paradigma dan ook het beste kunnen beschouwen als een beschrijving van wat men als de op dat moment aanwezige kennis beschouwt.
Als er een gemakkelijker systeem zou zijn, waarbij het maar de vraag is wat je onder gemakkelijker verstaat, is het nog maar de vraag in hoeverre zo'n systeem consistent zou zijn met de huidige theorieën. De theorie van alles (even aangenomen dat je hiermee de supersnaartheorie bedoelt) is in die zin complex dat het een beroep doet op verschillende wiskundige disciplines, met name differentiaalmeetkunde en algebraïsche topologie, waardoor deze theorie, zeker als je niet of nauwelijks over de benodigde wiskundige kennis beschikt, inderdaad de vraag oproept of er geen eenvoudiger formulering te bedenken zou zijn.

Juist die paradigmawisselingen storen me nu juist zo. Op het ene moment zijn vele mensen er van overtuigd dat het op een bepaalde manier werkt, zonder open te staan voor een gebrek aan kennis aan onze kant.
Over die complexiteit, ik bedoelde eigenlijk niet hoe het wiskundig complex in elkaar zat. Of het wiskundig moeilijk op te schrijven is dat maakt me niet zoveel uit. Wiskunde is ook maar iets dat we zelf hebben bedacht en misschien met een ander soort systeem zou het wel makkelijker kunnen. Ik bedoel juist de abstracte complexiteit ervan. Alsof er in de oorsprong niet zomaar toevallig iets is ontstaan, maar een heel pakket aan regels, formuleringen, wetten. Dat vind ik zo moeilijk om aan te nemen. Dit is natuurlijk totaal niet natuurkundig onderbouwd en ik kan gewoon onzin zitten te praten nu. Maar stel dat er vele kansen waren op een heelal, wat zijn de kansen dat er zo'n complex iets zomaar ontstond. Niet gewoon een heelal met maar 1 natuurkundige wet.
Nu heb ik wel weer eens gehoord dat júist omdat dit specifieke heelal is gevormd, we daar nu over na kunnen denken. En het dus onzin is om je af te vragen hoe toevallig het is dat het ontstaan is.

(Ik bedoelde overigens niet de supersnaartheorie, dat vind ik nou weer zo'n prima voorbeeld van een huidig idee dat vast nog wel een keer uitgediept wordt.)

En toch is dit precies de manier waarop een wetenschap als de natuurkunde zich ontwikkelt. Een paradigma kan slechts bestaan zolang het verschijnselen kan beschrijven zonder dat er sprake is van conflicten die binnen zo'n paradigma optreden. Even een voorbeeld: in de 19e eeuw ontdekten astronomen dat de baan van Mercurius niet constant bleef, maar dat het perihelium, het punt waarop een planeet het dichtst bij de zon komt, zo'n 43 boogseconden per eeuw bedraagt. Ze veronderstelden dat deze periheliumverschuiving veroorzaakt werd door een tot dan toe onbekende planeet, die Vulcanus werd genoemd. Aangezien Vulcanus echter niet kon worden gevonden bleef de oorzaak van deze periheliumverschuiving onbekend. Je zou dus kunnen zeggen dat deze onbekende oorzaak een crisis veroorzaakte binnen het paradigma van de klassieke mechanica, waarmee men de baan van hemellichamen kan beschrijven. In 1915 voltooide Einstein zijn algemene relativiteitstheorie. Deze theorie voorspelde dat een planeet als gevolg van de zwaartekracht die de zon uitoefent een bepaalde periheliumverschuiving vertoont. Voor Mercurius voorspelde de algemene relativiteitstheorie een periheliumverschuiving die zeer nauwkeurig overeenkwam met de waarde die men indertijd had gevonden, maar waar men toen geen passende verklaring voor had. Binnen het paradigma van de algemene relativiteitstheorie kon dus de indertijd ontstane crisis binnen het paradigma van de klassieke mechanica worden opgelost.

Of het met een ander soort systeem wel gemakkelijker zou kunnen is maar zeer de vraag.

De wetten die we hebben geformuleerd om het ontstaan en de ontwikkeling van het heelal te kunnen beschrijven, geven wat dat betreft ook niet meer dan een model aan. In zijn werk Het Heelal stelt Stephen Hawking dat je in principe 3 mogelijke antwoorden hebt op de vraag of een geünificeerde theorie werkelijk bestaat. Een van die antwoorden is dat er geen uiteindelijke theorie is, maar alleen een opeenvolging van theorieën waarbij iedere volgende theorie het heelal nauwkeuriger weet te beschrijven dan de voorgangers van die theorie. Volgens Hawking is dit precies de situatie zoals wij die ervaren. Hij stelt verder dat het in de natuurkunde noodzakelijk kan zijn om in verschillende situaties verschillende formuleringen te gebruiken, waarbij al deze formuleringen gezamelijk als een geünificeerde theorie kan worden beschouwd, die echter niet in één verzameling verschillende postulaten kan worden uitgedrukt. Dat zou dan ook kunnen verklaren waarom je voor een natuurkundige omschrijving van het heelal niet aan één natuurkundige wet kunt volstaan, maar meerdere wetten nodig hebt om het geheel adequaat te kunnen omschrijven.

Dit is het zogenaamde antropische principe dat eveneens in Het Heelal wordt besproken: we zien het heelal zoals het is omdat we, als het heelal anders zou zijn, niet hier waren om het waar te nemen.

Ik heb de supersnaartheorie in dat verband juist aangehaald omdat sommigen (zoals Murray Gell-Mann) dit wel als de "theorie van alles" beschouwen.

allemaal acracadabra voor mij,... nooit nara natuur of scheikunde geweest

Je weet niet wat je mist. :)

Zijn leuke vakken, hoor. ;) Helaas krijg ik het niet meer.

Zelfstudie is niet verboden.

ik was meer geinteresseerd in Handel en Economie I & II ... daar waar de betá studenten weer meer moeite mee hadden :D

Ik had economie 1 in mijn vrije deel. De docent werd op een gegeven moment gefrustreerd doordat ik nooit iets deed en toch goede punten haalde. Ziekelijk makkelijk, ook. En dan toch die C&M'ers die er moeite mee hadden. :D

beetje 1e graads vergelijkingen oplossen stelt ook niet zo veel voor ;)

pffffffff economie 1,... das het makkelijkste gedeelte. valt weinig aan te snappen!?

pino's :D jij had zeker ook Wiskunde B??? Wiskunde A: statistiek *bibber* niet echt één van mn favo's.

Ja, wiskunde B12. Alle wiskunde A van VWO 4, 5 en 6 is in de eerste paar weken van het eerste trimester van het eerste jaar behandeld, waaronder statistiek.

Dat was ik ook zeker van plan. Als ik er geld en tijd voor heb.