Sterrenkunde en Theoretische natuurkunde.

[Demon of Fire]

Wat zijn eigenlijk de duidelijke verschillen tussen deze 2 opleidingen en eventuele werk?

Er vanuit gaande dat je als sterrenkundige niet altijd onderzoek kunt doen. En dus in de arbeidsmarkt terecht moet/wil komen.


Groetjes
Ben(die zich dat afvroeg en graag wil weten voor zijn keuze als vervolgopleiding

[heumen]

In de eerste twee jaar van de studie niet zoveel. Je hebt bij sterrenkunde(natuurkunde van sterren/het heelal)net zoveel kennis van wis en natuurkunde nodig als bij natuurkunde. Daarna specialiseer je je in waarnemingstechnieken en sterren(stelsels) als complexe natuurkundige objecten.
Theoretische natuurkunde an sich is geen studie. Je gaat natuurkunde studeren en na drie jaar specialiseer je je in theoretische natuurkunde (i.p.v bijv experimenteel). Dat het verschil niet heel groot is blijkt uit het feit dat bekende theoretisch natuurkundigen (o.a hawking)zich met astrofysica gaan bezig houden. Zo zijn er een aantal "hot topics" als dark matter en energy. Deze worden gezien als een potentieele uitbreiding van het standaardmodel en worden daarom dus ook door natuurkundigen bestudeerd.

Aan de andere kant is er een wereld van verschil. Experimentele sterrenkunde wordt ondersteund door technici (van de TU) en door exp. natuurkundigen maar is een vak apart. Binnen de natuurkunde zijn natuurlijk allerlei vakgebieden die wel raakvlakken hebben met sterrenkunde (optica) maar volledig op zich zelf staan.

Kortom, er is verschil maar het is niet altijd zo groot als natuur/sterrenkundigen graag willen geloven.
Greets

[mathfreak]

Het is in dit verband interessant om even op te merken dat een specialisatie in theoretische natuurkunde niet alleen via de natuurkunde, maar ook via de wiskunde mogelijk is. De Prisma van de natuurkunde definieert theoretische natuurkunde (ook wel mathematische fysica genoemd) als een grensgebied tussen wis- en natuurkunde dat meestal als een onderdeel van de wiskunde wordt gezien, en dat zich bezighoudt met het beschrijven van natuurkundige verschijnselen door middel van het opstellen en uitwerken van wiskundige modellen. Het is met name het wiskundige aspect dat mij in de theoretische natuurkunde aantrekt, vandaar dat ik als wiskundige ook sterk in theoretische natuurkunde geïnteresseerd ben. John Schwartz, een van de grondleggers van de supersnaartheorie, had in eerste instantie wiskunde gestudeerd aan Harvard, maar besloot zich toen in theoretische natuurkunde te specialiseren, waarvoor hij in 1966 de Ph.D graad (Doctor of Philosophy) behaalde aan de universiteit van Berkely (Californië).

[heumen]

Ik ben het niet helemaal met mathfreak eens. Alhoewel wiskunde een grote rol speelt binnen de theoretische natuurkunde is het al vaak zat gebeurt dat mathematisch fysici de plank missloegen wat natuurkundige principes betreft. Helaas hebben wiskundigen nog wel eens de neiging om in de wiskundig correcte afleiding te blijven geloven terwijl experimenten tegenspreken. Nogmaals: natuurkunde kan niet zonder wiskunde maar het is alleen de natuur die uitsluitsel geeft. Overigens is mathematische fysica een aparte tak binnen de theoretische natuurkunde. Ik denk dat de meeste fysici beledigd zullen reageren op de quote uit de Prisma. Theoretische natuurkunde is GEEN onderdeel van de wiskunde (zouden ze willen die wiskundigen ). Natuurkundigen kicken erop wiskundige trucjes te gebruiken die vaak niet helemaal koosjer zijn (denk maar aan het gebruik van delta functies in de natuurkunde, of de beroemde ultra violet cutt-off) Een aantal vrienden van mij die zowel wis- als natuurkunde hebben gestudeerd vinden vaak de theoretische natuurkunde een aanfluiting omdat alles op afgrijselijke manieren benaderd wordt (alleen de eerste twee termen van een expansie meenemen bijv terwijl het argument echt niet ZO klein was). En alhoewel supersnaar theorie een leuk wiskundig werkje (OK, dat is een understatement) is, heeft deze theorie nog nooit een voorspelling kunnen doen die te verifieeren is, laat staan dat het iets nieuws heeft voorspelt (toch wel het minste dat een nieuwe theorie moet doen).

[mathfreak]

heumen schreef:
Overigens is mathematische fysica een aparte tak binnen de theoretische natuurkunde. Ik denk dat de meeste fysici beledigd zullen reageren op de quote uit de Prisma. Theoretische natuurkunde is GEEN onderdeel van de wiskunde (zouden ze willen die wiskundigen ). En alhoewel supersnaar theorie een leuk wiskundig werkje (OK, dat is een understatement) is, heeft deze theorie nog nooit een voorspelling kunnen doen die te verifieeren is, laat staan dat het iets nieuws heeft voorspelt (toch wel het minste dat een nieuwe theorie moet doen).

Nog even wat de definitie uit de Prisma van de natuurkunde betreft: er wordt daar gesteld dat mathematische fysica tegenwoordig veelal de fysica van elementaire deeltjes voorstelt.
Even inhakend op jouw opmerking over de supersnaartheorie: denk je dat het mogelijk zou zijn om een theorie te ontwikkelen die beperkt blijft tot 4 dimensies, maar evenals de supersnaartheorie toch in staat is om de 4 wisswlwerkingen te omvatten?

[soulless]

Hehe. Tot 1/8 pi geldt ook wel sin teta = teta.. En de eerste twee argumenten van bv een Taylorontwikkeling? Ach joh, alleen de eerste... Orde van grootte is ook best

[heumen]

mathfreak schreef:
Nog even wat de definitie uit de Prisma van de natuurkunde betreft: er wordt daar gesteld dat mathematische fysica tegenwoordig veelal de fysica van elementaire deeltjes voorstelt.
Even inhakend op jouw opmerking over de supersnaartheorie: denk je dat het mogelijk zou zijn om een theorie te ontwikkelen die beperkt blijft tot 4 dimensies, maar evenals de supersnaartheorie toch in staat is om de 4 wisselwerkingen te omvatten?

Sorry, maar wat het eerste punt betreft ben ik het weer niet met je(lees de Prisma) eens. Ook in de theorie van de gecondenseerde materie wordt heftig gesteund op mathematische fysica. Allerlei transformaties, die samenhangen met de topologie van het kristal, zijn afkomstig uit de groepentheorie(=wiskunde). Bij alle theoretische vakgebieden wordt tegenwoordig veel gebruik gemaakt van numerieke simulaties, dit is ook mathematische fysica. Het onderscheid tussen wis en natuurkunde is klein. Dit omdat je geen natuurkunde kan doen zonder wiskunde. Het onderscheid zit in de interpretatie: je kan een wiskundig bouwwerk opzetten dat een natuurkundig systeem beschrijft, maar het wordt pas theoretische natuurkunde als je uit dit bouwwerk fundamentele eigenschappen van het systeem kunt afleiden die onafhankelijk van het bouwwerk kunnen worden begrepen en getoetst (dit laatste d.m.v experimenten). Het standaardmodel is hier het beste voorbeeld van. Het is een wiskundig consistent bouwwerk en in die zin is het af. Het probleem ligt in de experimenten: deze suggereren dat er meer aan de hand is en daarom is de wiskunde alleen niet genoeg. Je hebt meer nodig dan voor het wiskundige bouwwerk strict noodzakelijk is. Ik zou zeggen dat theoretische natuurkunde de mathematische fysica gebruikt en niet andersom.

Wat het tweede punt betreft: Nee. Ik kan niet zo snel aangeven waarom maar wel een indicatie geven. Als de speciale/algemene relativiteits theorie correct is hebben we minimaal 4 dimensies nodig om de natuur te beschrijven. In de algemene theorie wordt de zwaartekracht een geometrische eigenschap. Zwaartekracht is dus een effect van de (gekromde) topologie van de ruimte-tijd. Einstein's droom was om alle krachten topologisch te beschrijven. Voor de Elektromagnetische kracht is dit gelukt (alhoewel het ,dacht ik, niet Einstein was die dit voor elkaar kreeg). De ruimte die men nodig heeft om dit te doen is 5 dimensionaal.

Verder volgt al uit het standaardmodel dat de ruimte 8 dimensionaal moet zijn om alle krachten te kunnen verklaren. Dit volgt uit groepentheorie. Ik zou weer eens moeten opzoeken waarom 8 het magische getal is, maar het grappige is (gezien onze voorgaande discussie over wis en natuurkunde) dat ik denk dat dit moet om het standaard model wiskundig consistent te krijgen.

[Demon of Fire]

heumen schreef:
Sorry, maar wat het eerste punt betreft ben ik het weer niet met je(lees de Prisma) eens. Ook in de theorie van de gecondenseerde materie wordt heftig gesteund op mathematische fysica. Allerlei transformaties, die samenhangen met de topologie van het kristal, zijn afkomstig uit de groepentheorie(=wiskunde). Bij alle theoretische vakgebieden wordt tegenwoordig veel gebruik gemaakt van numerieke simulaties, dit is ook mathematische fysica. Het onderscheid tussen wis en natuurkunde is klein. Dit omdat je geen natuurkunde kan doen zonder wiskunde. Het onderscheid zit in de interpretatie: je kan een wiskundig bouwwerk opzetten dat een natuurkundig systeem beschrijft, maar het wordt pas theoretische natuurkunde als je uit dit bouwwerk fundamentele eigenschappen van het systeem kunt afleiden die onafhankelijk van het bouwwerk kunnen worden begrepen en getoetst (dit laatste d.m.v experimenten). Het standaardmodel is hier het beste voorbeeld van. Het is een wiskundig consistent bouwwerk en in die zin is het af. Het probleem ligt in de experimenten: deze suggereren dat er meer aan de hand is en daarom is de wiskunde alleen niet genoeg. Je hebt meer nodig dan voor het wiskundige bouwwerk strict noodzakelijk is. Ik zou zeggen dat theoretische natuurkunde de mathematische fysica gebruikt en niet andersom.

Wat het tweede punt betreft: Nee. Ik kan niet zo snel aangeven waarom maar wel een indicatie geven. Als de speciale/algemene relativiteits theorie correct is hebben we minimaal 4 dimensies nodig om de natuur te beschrijven. In de algemene theorie wordt de zwaartekracht een geometrische eigenschap. Zwaartekracht is dus een effect van de (gekromde) topologie van de ruimte-tijd. Einstein's droom was om alle krachten topologisch te beschrijven. Voor de Elektromagnetische kracht is dit gelukt (alhoewel het ,dacht ik, niet Einstein was die dit voor elkaar kreeg). De ruimte die men nodig heeft om dit te doen is 5 dimensionaal.

Verder volgt al uit het standaardmodel dat de ruimte 8 dimensionaal moet zijn om alle krachten te kunnen verklaren. Dit volgt uit groepentheorie. Ik zou weer eens moeten opzoeken waarom 8 het magische getal is, maar het grappige is (gezien onze voorgaande discussie over wis en natuurkunde) dat ik denk dat dit moet om het standaard model wiskundig consistent te krijgen.

De snarentheorie bevat toch 10 dimensies en de M-theorie (de samengevoegde versie van ik geloof 5 afzonderlijke snarentheorieen en kanshebber voor de geunnificeerde theorie) beschrijft er zelfs 11.

Waar zijn de resterende 2 of 3 dimensies dan?

En wat zijn die extra dimensies? Ruimtelijke dimensies? Of andere soort dimensies?

Wie zegt er overgens dat er een geunnificeerde theorie bestaat? Weten we niet eens zeker. Wat volgt er uit die theorie, een conclusie, of zegt het juist dat we geen conclusies trekken of de misschien de verkeerde conclusie.(stukje van Stephen Hawking.)

Misschien zoeken we naar iets wat er niet is.
Al hoop ik het natuurlijk wel!!

Groetjes
Ben(die zich afvraagt of oneindigheden ooit weggewerkt kunnen worden in de wiskunde/natuurkunde, aangezien dat nogal een probleem is bij natuurkunde

[heumen]

Oeps, het zijn er inderdaad 10. En die extra dimensies zijn "opgerold". Je kan ze in principe niet detecteren/waarnemen. Bestaat er een geunificeerde theorie? Wie weet. Je kan er in ieder geval naar zoeken. Het zegt ook verder niet zoveel. Behalve dan dat je beginnend vanuit een klein aantal principes de hele natuurkunde kan afleiden. En die oneindigheden kunnen in de meeste gevallen (behalve bij quantumgravitatie theorie) weggewerkt worden (d.m.v de ultra violet cutt-off)