Wenn Gravitation sowohl als Welle (die Gravitationswelle, wie sie von Albert Einstein und bestimmten Berechnungen vorhergesagt wurde) als auch als Teilchen (das Graviton) betrachtet werden kann, wäre es sinnvoll, die Quantenmechanik anzuwenden (die meines Wissens nur auf Masse zutrifft /Energie) und damit der Zusammenbruch der Wellenfunktion zur Gravitation? Mit anderen Worten, weist die Schwerkraft wie Licht einen Welle-Teilchen-Dualismus auf und ist sie daher anfällig für einen Zusammenbruch der Wellenfunktion? Wenn ja, was wären die Auswirkungen des Zusammenbruchs der Wellenfunktion einer Gravitationswelle?
Um meine Frage besser zusammenzufassen: Könnte eine Gravitationswelle als Wellenfunktion beschrieben werden?
Ich würde es begrüßen, wenn mir jemand helfen könnte zu verstehen, ob dies ein gültiges Konzept ist, oder ob es andere Theorien und Konzepte gibt, die mir helfen würden, die Kombination von Gravitation und Quantenmechanik zu verstehen (Quantenfeldtheorie?).
Um meine Frage besser zusammenzufassen: Könnte eine Gravitationswelle als Wellenfunktion beschrieben werden?
Die derzeit einzigen Kandidaten, ein quantisiertes Gravitationsfeld zu beschreiben und gleichzeitig das Standardmodell der Teilchenphysik einzubetten, sind Stringtheorien . Es gibt keine Quantisierung der Schwerkraft allein, da das Befolgen des Rezepts zum Quantisieren anderer Felder aufgrund des Spins 2 des vorgeschlagenen Gravitons zu Unendlichkeiten führt. Die Quantisierung der Gravitation ist ein Gebiet aktiver theoretischer physikalischer Forschung.
Wir haben experimentelle Beweise dafür, dass die allgemeine Relativitätstheorie gilt. Wir haben keinen experimentellen Beweis dafür, dass ein Graviton existiert. Wir können davon ausgehen, dass dies der Fall ist, und dann über Wechselwirkungen des Gravitons als Welle/Teilchen mit anderen Feldern und Wellenfunktionen theoretisieren, aber auf dieser Ebene ist es nur eine imaginäre Übung.
Und ja, man bräuchte als Voraussetzung die Quantenfeldtheorie, um die Stringtheorie zu verstehen.
PS Der Zusammenbruch des Wellenfunktionskonzepts ist irreführend, da die Welle selbst keine Welle im Feld ist. Es ist eine Wahrscheinlichkeitswelle für das Auffinden eines Teilchens an einem (x,y,z,t)-Ort.
Erstens haben wir ernsthafte theoretische Gründe zu der Annahme, dass die Gravitation durch ein Teilchen namens Graviton vermittelt wird. Aus der Theorie der Gravitonen können wir Gravitationswellen als Annäherung erhalten -- irgendwie wie wir elektromagnetische Wellen als Annäherung an eine Quantentheorie der Photonen erhalten --. Die Wellenformulierung ist nicht äquivalent zur Gravitonformulierung, sondern nur eine Annäherung.
Zweitens gilt die Quantenmechanik für „alles“, nicht nur für Masse-Energie. Die Quantenmechanik gilt für Entropie, Drehimpuls, Geschwindigkeit, elektrisches Feld ... Daher gilt die Quantenmechanik auch für die Gravitation, obwohl noch niemand eine vollständige Quantengravitationstheorie erhalten hat, die alle anderen überzeugt. Folglich gelten alle Konzepte der Quantenmechanik, einschließlich des Zusammenbruchs von Wellenfunktionen, auch im Kontext der Gravitation. Wie @AnnaV richtig bemerkt, ist die Wellenfunktion der Quantenmechanik keine Welle, sondern eine nicht beobachtbare Funktion.
Licht ist eine Welle. Licht besteht aus vielen, vielen Teilchen, die Photonen genannt werden. Licht verhält sich wie eine Welle und jedes Photon verhält sich wie ein Teilchen. Der Welle-Teilchen-Dualismus ist ein altes Missverständnis der Quantenmechanik. Klein Seite erklärt warum.
Gravitationswellen sind ... Wellen. Die Theorie sagt uns, dass diese Gravitationswellen aus vielen, vielen Teilchen bestehen, die Gravitonen genannt werden. Wie oben erwähnt, kann die Gravitationswellentheorie aus der Quantentheorie der Gravitonen abgeleitet werden. Steven Weinberg gibt im Abschnitt „8 Quantentheorie der Gravitation“ des Kapitels „10 Gravitationsstrahlung“ seines Lehrbuchs „Gravitation und Kosmologie“ eine bloße Einführung in die Beziehung zwischen Gravitationswellentheorie und Gravitonen.
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