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Großer Streit um die Zeit

Thema erstellt von Bauhof 
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Hans-m schrieb in Beitrag Nr. 2085-239:
Achja, die Zeit krümmt das ganze noch in die 4.Dimension.

Hallo Hans-m,

die Zeit krümmt nicht, sondern sie wird gekrümmt.
Man kann die gekrümmte Raumzeit der Allgemeinen Relativitätstheorie aus zwei Teilen bestehend ansehen:

1. Gekrümmter Zeitanteil.
2. Gekrümmter Raumanteil.

Wobei der gekrümmte Zeitanteil in weitaus größeren Maße für die gravitative Effekte verantwortlich ist als der gekrümmte Raumanteil. (Wegen der Größe der Lichtgeschwindigkeit)

M.f.G. Eugen Bauhof
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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 2085-241:
Hans-m schrieb in Beitrag Nr. 2085-239:
Achja, die Zeit krümmt das ganze noch in die 4.Dimension.

Hallo Hans-m,

die Zeit krümmt nicht, sondern sie wird gekrümmt.

Ich bezog mich dabei auf die von mir erwähnte Geodäte, die durch x,y,z und durch t (Zeit) läuft.

Raum und Zeit werden also gekrümmt, so hatte ich es jedenfalls gemeint.
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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 2085-240:
Wenn man die Allgemeine Relativitätstheorie zu Rate zieht, dann würde ich es wie folgt formulieren:

Energie ist gekrümmte Raumzeit in besonderer Erscheinungsform. Gekrümmte Raumzeit ist Energie in besonderer Erscheinungsform.

Einverstanden Eugen, vielen Dank!

Haronimo schrieb in Beitrag Nr. 2085-238:
Deine respektvolle Art ist hier unübertroffen.

Hallo Haronimo,

ich hätte Danke gesagt - wenn ich hier nicht das Gefühl hätte, ein bisschen veralbert zu werden ;-).

Ein Gefühl, das ich öfter bei deinen Beiträgen habe. Na egal, kann mich täuschen, tut auch nichts zur Sache, weiter mit dem Thema.

Grüße
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Stueps am 23.10.2013 um 12:42 Uhr.
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Hans-m schrieb in Beitrag Nr. 2085-242:
Raum und Zeit werden also gekrümmt, so hatte ich es jedenfalls gemeint.

Hallo Hans-m,

Ok.
Raum und Zeit existieren nur zusammen in Form der Raumzeit. Keine der beiden Komponenten kann für sich allein existieren, sondern immer nur zusammen. Bevor die Raumzeit existent wurde (durch den Urknall oder durch was auch immer), gab es keinen Raum und auch keine Zeit.

Es gibt also keine Zeit von Gottes Gnaden, die unabhängig von der Raumzeit immerwährend von Ewigkeit zu Ewigkeit existiert. Wenn die Raumzeit endet, dann endet mit ihr auch die Zeit.

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Beitrag zuletzt bearbeitet von Bauhof am 23.10.2013 um 14:17 Uhr.
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Claus schrieb in Beitrag Nr. 2085-235:
Daher wäre mein Fazit:
Wenn es keine Zeit mehr gibt, dann gibt es auch keinen Raum mehr.

Hallo Claus,

mein Fazit wäre gerade umgekehrt:

Wenn es keine Raumzeit mehr gibt, dann gibt es auch keine Zeit mehr.

M.f.G. Eugen Bauhof
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2085-243:
Hallo Haronimo,

ich hätte Danke gesagt - wenn ich hier nicht das Gefühl hätte, ein bisschen veralbert zu werden ;-).

Ein Gefühl, das ich öfter bei deinen Beiträgen habe. Na egal, kann mich täuschen, tut auch nichts zur Sache, weiter mit dem Thema.


Hallo Stueps,


Vielleicht war es nur die Resonanz eine Welle!;-)


Übrigens, dass(Resonanz) wird auch in der Quantenphysik angewendet, auf Änderungen des energetischen Anregungszustands eines Systems. Ist dass die Bestätigung


der Wirkung bis in die Makroskopische Welt, und die Verbindung der Quantenwelt mit unsere?

mfg
Beitrag zuletzt bearbeitet von Haronimo am 23.10.2013 um 15:41 Uhr.
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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 2085-244:
Raum und Zeit existieren nur zusammen in Form der Raumzeit. Keine der beiden Komponenten kann für sich allein existieren, sondern immer nur zusammen.

hatte ich was anderes Behauptet?
ich schrieb: Raum und Zeit werden also gekrümmt, so hatte ich es jedenfalls gemeint..
Ich hätte auch schreiben können: die Raumzeit wird gekrümmt. Ich hatte aber hier die Begriffe Raum und Zeit absichtlich als Einzelbegriffe geschrieben, um zu verdeutlichen, dass beides (Raum und Zeit, also Raumzeit) davon betroffen sind.

Zitat:

Bevor die Raumzeit existent wurde (durch den Urknall oder durch was auch immer), gab es keinen Raum und auch keine Zeit.
Wenn die Raumzeit endet, dann endet mit ihr auch die Zeit.
dem stimme ich uneingeschränkt zu.

und wie ist es umgekehrt: Wenn die Zeit endet, dann endet die Raumzeit? Ich würde sagen: JA
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Hallo Bauhof,

Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 2085-245:
mein Fazit wäre gerade umgekehrt:

Wenn es keine Raumzeit mehr gibt, dann gibt es auch keine Zeit mehr.

Dem stimme ich zu, es wäre allerdings m.E. selbstverständlich und nicht die Umkehrung meiner These...

Ich hatte versucht, mir vorzustellen, was Hans-m meinte - nämlich vielleicht folgende an eine entsprechende Fantasy-Geschichte erinnernde Szene:
Man stelle sich vor, man beobachtet irgendeine Szenerie mit handelnden Personen und sich bewegenden Objekten. Plötzlich bleibt die Zeit stehen und die Szenerie friert ein. Alle handelnden Personen halten starr inne. Alle sich bewegenden Objekte frieren ein. Aber alles ist noch im Raum vorhanden, obwohl es eben keine Zeit mehr gibt...

Dass wir eine solche surreale Szenerie eventuell wahrnehmen könnten, setzt allerdings voraus, dass der Raum noch "gut ausgeleuchtet" ist. Damit bewegt sich also noch was - und wenn es nur Photonen sind, die von den jetzt im Raum ruhenden Objekten in unser Auge gelangen.

Mit meiner These wollte ich ausdrücken, dass - für den Fall dass sich wirklich nichts mehr bewegt - auch das Licht der Szenerie nicht mehr zu uns gelangen würde. Wir erhielten somit keinerlei Information mehr über den verbleibenden Raum und die darin befindlichen Objekte. Mit diesem Gedankenexperiment wollte ich zeigen, dass in dem Moment, in dem wir der Raumzeit die Zeitkomponente nehmen, auch der Raum gewissermaßen zusammenbricht.
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Hans-m schrieb in Beitrag Nr. 2085-247:
Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 2085-244:
Bevor die Raumzeit existent wurde (durch den Urknall oder durch was auch immer), gab es keinen Raum und auch keine Zeit.
Wenn die Raumzeit endet, dann endet mit ihr auch die Zeit.

dem stimme ich uneingeschränkt zu. Und wie ist es umgekehrt: Wenn die Zeit endet, dann endet die Raumzeit? Ich würde sagen: JA

Hallo Hans-m,

ich würde dazu weder ja noch nein sagen, sondern sinnlos. Warum? Die Zeit kann nicht für sich allein enden und der Raum kann nicht für sich allein enden. Sie können nur beide zusammen enden, das heißt, wenn die Raumzeit endet, dann endet der Raum und es endet die Zeit.

Das Ende der Raumzeit ist die Ursache. Das Ende der Zeit und das Ende des Raumes sind die Folgen davon. Wenn du es umkehrst, dann vertauschst du Ursache und Wirkung.

Es gibt sie nicht, die Zeit für sich allein. Raum und Zeit sind als untrennbare Zwillinge geboren und werden als untrennbare Zwillinge gemeinsam sterben.

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Beitrag zuletzt bearbeitet von Bauhof am 23.10.2013 um 17:15 Uhr.
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Hallo Stueps

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2085-236:
Ist es für dich in Ordnung, wenn wir meine Frage (als These formuliert) "Sind Zustandsänderung und Zeitentstehung synonym?" als Thema erst einmal ruhen lassen?

Ja klar. Ist in Ordnung. Ich denke auch weiter über deine These nach. Zumindest hängen Zustandsänderung und Zeitentstehung wohl sehr eng zusammen.


Zitat von Stueps:
Was ist, wenn man Raumzeit und Energie (immer inkl. Materie als andere Erscheinungsform) in wesenstechnischer Betrachtung nicht trennen darf? Heißt als Konsequenz:

Raumzeit ist ohne Energie nicht existent, weil sinnlos.
Energie ist ohne Raumzeit nicht existent, weil sinnlos.
Raumzeit schafft Energie.
Energie schafft Raumzeit.

Es gibt ja die These s. z.B. http://www.wissenschaft.de/home/-/journal_content/5..., dass die Gesamtenergie des Universums null ist.
D.h. die Gravitationsenergie -als negative Energieform gleicht alle anderen positiven Energieformen (Materie, Strahlung und kosmologische Konstante/Vakuum-Energie) zu null aus. Wenn diese These zutrifft, wäre alle Energie in der Tat Raumzeit bzw. eine Form derselben.

Zitat von Stueps:

Alle Komponenten sind nur verschiedene, und immer zusammen auftretende Erscheinungsformen ein und der selben Sache.

Ja, "Erscheinungsformen" von Energie wären es dann wohl... aber interessant sind ja m.E. vor allem die diskreten Eigenwerte der Energie in Form von Materie. Während Gravitationsenergie bzw. die Energie von Strahlung beliebige Werte annehmen kann, gibt es nur ganz bestimmte Elementarteilchen. Insoweit ist beides zwar "Energie" aber m.E. nicht "ein und dieselbe Sache".

Zitat von Stueps:

Dass Energie und Materie verschiedene Erscheinungsformen ein und der selben Sache sind, ist leicht ersichtlich und schon länger bekannt: Beides kann ineinander umgewandelt werden, reines Licht in reine Materie, reine Materie in reines Licht.

Nur bedingt. Aus rotem Licht kann ich z.B. kein Elektron basteln. Hier aber eine kleine Nuss für dich zum Knacken:

Fliegen wir dem roten Licht entgegen, so verwandelt es sich, je nach Geschwindigkeit, in gelbes, grünes, ultraviolettes Licht - und wenn wir schnell genug sind auch in Gammastrahlung. Damit können wir dann ein Elektron basteln. Frage: wie stellt sich das für den Daheimgebliebenen (immer noch "Rot" sehenden) dar? Wurde nun (z.B. in einem einer roten Sonne schnell entgegenfliegenden Raumschiff) aus rotem Sonnenlicht ein Elektron gebastelt oder nicht?

Zitat von Stueps:
Leerer Raum ist ein sinnfreies Kostrukt.

Dem neige ich zuzustimmen.

Zitat von Stueps:
.. ein Raumzeit- Koordinatensystem ohne Objekte ist ein sinnfreies Konstrukt.

Dem vielleicht nicht mehr:
Unter einem Objekt verstehe ich etwas physisches, also Materie mit begrenzten Abmessungen im Raum, wobei diese physikalisch nachweisbar ist. Ein Ereignis kann aber auch etwas rein mathematisches sein. Es stellt einen Punkt in einem 4-D-Koordinatensystem (einen Ort zu einem Zeitpunkt, also letztlich 4 Zahlen) dar. Mit einem solchermaßen "abstrakten" Ereignis kann man immerhin rechnen. Insoweit würde ich das nicht als "sinnfrei" bezeichnen.

Zitat von Stueps:

Sind diese Gedanken neu? Sind sie provokant? Oder sind sie nur ein alter Hut? Sind sie falsch?

Was für den einen neu ist, kann für den anderen ein alter Hut sein. Nicht zuletzt deswegen, weil jeder etwas anderes unter deinen (oder auch meinen) Gedanken versteht. Unter ein und demselben Begriff stellen sich verschiedene Leute möglicherweise verschiedene Dinge vor. Andererseits bleibt uns ja nichts anderes übrig, als unsere Gedanken mit Sprache auszudrücken... provokant ist alles, was man in Frage stellt... und ob deine Gedanken falsch sind, wirst du wohl nur herausfinden können, wenn du ein Experiment zur Falsifizierbarkeit deiner Gedanken findest... aber: wissen wir genau, was "Raumzeit" physikalisch ist? Wissen wir genau, was "Energie" ist? Und haben wir definiert, was eine "Erscheinungsform" ist? Wenn nein, wie sollten wir dann z.B. die These "Energie ist Raumzeit in besonderer Erscheinungsform. Raumzeit ist Energie in besonderer Erscheinungsform." falsifizieren?
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Guten Morgen Claus,

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2085-250:
Es gibt ja die These s. z.B. http://www.wissenschaft.de/home/-/journal_content/5..., dass die Gesamtenergie des Universums null ist.
D.h. die Gravitationsenergie -als negative Energieform gleicht alle anderen positiven Energieformen (Materie, Strahlung und kosmologische Konstante/Vakuum-Energie) zu null aus.

Vielen Dank für den Hinweis auf diesen Artikel. Dies ist eine These, mir der ich mich durchaus anfreunden könnte. Eine erste Frage ergibt sich jedoch hieraus:
Folgen wir der ART, entspricht der Gravitationsenergie ein Krümmungsgrad der Raumzeit. Diesen können wir jedoch nicht beobachten. Was heißt:
1. Entweder gibt es ihn nicht.
2. Das Universum ist mindestens so über alle Maßen riesig, dass wir mit unseren Messungen nur eine flache Raumzeit sehen.

Dass alle positive Energie die Krümmung ausgleicht, kann ich nicht nachvollziehen, da z.B. ein schwarzes Loch dann ein flaches Gebilde sein müsste, denn dort wird die Raumzeitkrümmung ja ausschließlich durch Masse (also durch positive Energie) hervorgerufen.

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2085-250:
Ja, "Erscheinungsformen" von Energie wären es dann wohl... aber interessant sind ja m.E. vor allem die diskreten Eigenwerte der Energie in Form von Materie. Während Gravitationsenergie bzw. die Energie von Strahlung beliebige Werte annehmen kann, gibt es nur ganz bestimmte Elementarteilchen. Insoweit ist beides zwar "Energie" aber m.E. nicht "ein und dieselbe Sache".

Dies ist ein sehr guter Einwand gegen meine Annahmen! Wie kommt überhaupt die Quantelung zustande, welches Grundprinzip ist dafür verantwortlich? Dass sie zustande kommt, ist ja für uns prima, sonst könnten gerade im Strahlungsbereich unendliche Energiewerte auftreten. Vielen Dank für diesen Hinweis, darüber werde ich nachdenken. Ich denke zu allererst, dies hängt direkt mit der Unschärfe der Welt zusammen.

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2085-250:
Hier aber eine kleine Nuss für dich zum Knacken:

Fliegen wir dem roten Licht entgegen, so verwandelt es sich, je nach Geschwindigkeit, in gelbes, grünes, ultraviolettes Licht - und wenn wir schnell genug sind auch in Gammastrahlung. Damit können wir dann ein Elektron basteln. Frage: wie stellt sich das für den Daheimgebliebenen (immer noch "Rot" sehenden) dar? Wurde nun (z.B. in einem einer roten Sonne schnell entgegenfliegenden Raumschiff) aus rotem Sonnenlicht ein Elektron gebastelt oder nicht?

Das hatten wir schon einmal :D. Siehe Beitrag Nr. 2041-58, Beitrag Nr. 2041-59 :).

Ich versuche mal die Frage weniger aus theoretischer, sondern mehr aus pragmatischer Sicht zu beantworten:
Wurde aus rotem Sonnenlicht ein Elektron gebastelt? Ich sage ja:

Das schnell entgegenfliegende Raumschiff muss Elektron und Positron detektieren, so die Gammastrahlung ausreichend kräftig aus seiner Sicht. Dem Daheimgebliebenen stehen nun die für diese Annihilation benötigten Photonen nicht mehr für die eigene Detektion zur Verfügung - sie sind ja für ihn, schon bevor sie ihn erreichen können, nicht mehr da, weil schon vom Raumschiff detektiert. Der "Rot"sehene müsste also ein Raumschiff und eine gleichzeitig abnehmende Menge roten Sonnenlichtes sehen.1 Allerdings beobachtet der Daheimgebliebene vielleicht etwas ganz anderes:
Entweder einen Anstieg von Betastrahlung (er detektiert nun freie Elektronen und Positronen), oder eine Abnahme der roten Strahlung mit gleichzeitiger ausgleichender Zunahme von Gammastrahlung, da Elektron und Positron wiederum kurz nach Entstehung (vielleicht ihre eigenen) Partner zum Zerstrahlen finden. Aber diese Geschichte könnte noch aus energieerhaltungstechnischer Sicht einen Haken haben, mal schauen.

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2085-250:
Zitat von Stueps:
. ein Raumzeit- Koordinatensystem ohne Objekte ist ein sinnfreies Konstrukt.

Dem vielleicht nicht mehr:
Unter einem Objekt verstehe ich etwas physisches, also Materie mit begrenzten Abmessungen im Raum, wobei diese physikalisch nachweisbar ist. Ein Ereignis kann aber auch etwas rein mathematisches sein. Es stellt einen Punkt in einem 4-D-Koordinatensystem (einen Ort zu einem Zeitpunkt, also letztlich 4 Zahlen) dar. Mit einem solchermaßen "abstrakten" Ereignis kann man immerhin rechnen. Insoweit würde ich das nicht als "sinnfrei" bezeichnen.

Da hast du natürlich recht. Ich habe mir hier jedoch nicht zu helfen gewusst: Ich wollte ausdrücken, dass Raumzeit ohne Energie (die sich in physikalischen Entitäten und Wirkungen ausdrückt) ein sinnfreies Konstrukt ist. Ein Raumzeit-Koordinatensystem sagt ohne von uns in ihm eingebettete Objekte gar nichts aus. Dieses Bildnis sollte verdeutlichen, dass eine physikalische Raumzeit ohne Energie (bzw. materielle Objekte) genauso sinnfrei ist.

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2085-250:
und ob deine Gedanken falsch sind, wirst du wohl nur herausfinden können, wenn du ein Experiment zur Falsifizierbarkeit deiner Gedanken findest... aber: wissen wir genau, was "Raumzeit" physikalisch ist? Wissen wir genau, was "Energie" ist? Und haben wir definiert, was eine "Erscheinungsform" ist? Wenn nein, wie sollten wir dann z.B. die These "Energie ist Raumzeit in besonderer Erscheinungsform. Raumzeit ist Energie in besonderer Erscheinungsform." falsifizieren?

Sehr gute Frage. Darüber habe ich mir noch keine Gedanken gemacht. Vielleicht sind meine Gedanken von der Sorte, die nicht überprüfbar sind.
Schon das herauszufinden, dürfte schwierig sein, denn du schreibst schon ganz richtig:
Was Raumzeit, Energie und Erscheinungsformen ihrem Wesen nach sind, dürfte für uns vielleicht unergründlich bleiben.

1 Mir ist im Nachhinein noch ein anderer Gedanke gekommen: Das Raumschiff detektiert nur in Flugrichtung harte Gammastrahlung. Diese Photonen treffen also direkt frontal auf, haben also eine konkrete Richtung. Der Daheimgebliebene könnte speziell diese Photonen im roten Bereich nur registrieren, wenn er direkt hinter dem Raumschiff platziert wäre, und das Raumschiff plötzlich weg wäre. Der Beobachter befindet sich also in der Realität direkt im Schatten des Raumschiffes. So registriert das Raumschiff also konkret Gammastrahlung, der Daheimgebliebene gar nichts, weil im Schatten. Befindet sich der Daheimgebliebene nicht im Schatten des Raumschiffes, kann er die frontal auf das Raumschiff gerichteten Photonen gar nicht registrieren, da sie seine Sichtlinie nicht kreuzen - man denke an einen Laserstrahl, der erst für einen "Danebenstehenden" sichtbar wird, wenn die Photonen durch Staub- oder Nebelteilchen in seine Richtung abgelenkt werden.

Beste Grüße
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Stueps am 24.10.2013 um 11:32 Uhr.
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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 2085-249:
Das Ende der Raumzeit ist die Ursache. Das Ende der Zeit und das Ende des Raumes sind die Folgen davon. Wenn du es umkehrst, dann vertauschst du Ursache und Wirkung.
Wenn Raum und Zeit gleich Raumzeit sind, dann ist beides weder Ursache noch Wirkung.
Wenn beides gleichzeitig stirbt, dann kann nicht eins von beiden die Ursache für das andere sein.

Das ist, als würdest Du sagen: wenn meine Eltern sterben, dann sterben auch Vater und Mutter. Und wenn Vater und Mutter sterben, dann sterben auch meine Eltern. Es ist ein und das selbe, ob ich Vater und Mutter sage oder Eltern
Wenn meine Eltern sterben, dann kann das nicht Ursache dafür sein, dass Vater und Mutter sterben und umgekehrt.

Zitat:
Es gibt sie nicht, die Zeit für sich allein. Raum und Zeit sind als untrennbare Zwillinge geboren und werden als untrennbare Zwillinge gemeinsam sterben.

M.f.G. Eugen Bauhof

Nach der Urknalltheorie hast Du recht. aber: soweit die Theorie.

Da aber niemand weiss, wo Zeit und Raum herkommen, ist alles möglich. Sogar Zustände, die wir uns in unserer 4-Dimensionalen Denkweise nicht vorstellen können. Es fällt unseren Menschenhirnen schon schwer, sich Raum und Zeit zu erklären. Was darüber hinausgeht sprengt unsere Vorstellungskraft.
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Hans-m am 24.10.2013 um 16:06 Uhr.
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Hallo Stueps,

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2085-251:
Das schnell entgegenfliegende Raumschiff muss Elektron und Positron detektieren, so die Gammastrahlung ausreichend kräftig aus seiner Sicht. Dem Daheimgebliebenen stehen nun die für diese Annihilation benötigten Photonen nicht mehr für die eigene Detektion zur Verfügung

Hier hatte ich eigentlich mehr die entstandene Materie im Sinn. Der Schatten bezieht sich ja nur auf die Photonen, die vom Raumschiff absorbiert werden. Die Photonen kann man - wenn sie einmal absorbiert wurden - sicherlich kein zweites Mal detektieren - sie bilden aber, zumindest teilweise, neue Materie. Das Elektron ist ja schon ein ziemlich handfester Tennisball. Der ist nach der Absorption der Photonen ja da und nach einer Detektion auch nicht unbedingt weg. Wenn das Elektron dir zu klein ist, dann nehmen wir eben noch höherenergetische Strahlung und basteln daraus z.B. ein Proton... das zumindest könnte man dann vielfach detektieren.

Faszinierend finde ich, dass man so prinzipiell jede Materieform sogar aus der Hintergrundstrahlung herstellen können müsste, vorausgesetzt, man bewegt sich ihr schnell genug entgegen. Gleichzeitig würde die symmetrische Strahlung (bislang aus allen Richtungen gleichartig kommend) dann ihre Symmetrie verlieren: sie würde, wie du unten auch bereits schreibst, in Bewegungsrichtung hochenergetisch und entgegen der Bewegungsrichtung entsprechend niederenergetisch.

Zitat von Stueps:
Das Raumschiff detektiert nur in Flugrichtung harte Gammastrahlung. Diese Photonen treffen also direkt frontal auf, haben also eine konkrete Richtung. Der Daheimgebliebene könnte speziell diese Photonen im roten Bereich nur registrieren, wenn er direkt hinter dem Raumschiff platziert wäre, und das Raumschiff plötzlich weg wäre. Der Beobachter befindet sich also in der Realität direkt im Schatten des Raumschiffes. So registriert das Raumschiff also konkret Gammastrahlung, der Daheimgebliebene gar nichts, weil im Schatten. Befindet sich der Daheimgebliebene nicht im Schatten des Raumschiffes, kann er die frontal auf das Raumschiff gerichteten Photonen gar nicht registrieren, da sie seine Sichtlinie nicht kreuzen - man denke an einen Laserstrahl, der erst für einen "Danebenstehenden" sichtbar wird, wenn die Photonen durch Staub- oder Nebelteilchen in seine Richtung abgelenkt werden.

Die neu entstandene Materie müsste m.E. allerdings in allen Inertialsystemen "neu entstandene Materie" bleiben. Prinzipiell müsste der Daheimgebliebene ebenso feststellen können, dass ein Elektron bzw. Proton neu hinzugekommen ist, wie der Reisende. Darüber hinaus müsste das neue Materieteilchen aus der Sicht des Daheimgeblieben eine hohe zusätzliche kinetische Energie besitzen, denn es befindet sich ja innerhalb des schnell fliegenden Raumschiffs... und das alles, obwohl das Materieteilchen aus der Sicht des Daheimgebliebenen aus roten Photonen (oder auch noch niederenergetischer elektromagnetischer Strahlung) gebastelt wurde.
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Hallo Claus,

ich schrieb ja schon im letzten Beitrag, dass ich eventuell mit der Energieerhaltung Schwierigkeiten hätte.
Claus schrieb in Beitrag Nr. 2085-253:
Faszinierend finde ich, dass man so prinzipiell jede Materieform sogar aus der Hintergrundstrahlung herstellen können müsste, vorausgesetzt, man bewegt sich ihr schnell genug entgegen.
Claus schrieb in Beitrag Nr. 2085-253:
Die neu entstandene Materie müsste m.E. allerdings in allen Inertialsystemen "neu entstandene Materie" bleiben.

Das sehe ich genau so. Jetzt kommt allerdings ein großes Aber - in folgendem Szenario:

Der Daheimgebliebene befindet sich im Schatten des Raumschiffes - wie also gehabt. Der Einfachheit halber nehmen wir ein Photon. Gegenüber dem sehr schnell fliegenden Raumschiff hat es eine Energie von 1022 keV - es entstehen idealerweise ein Elektron und ein Positron - aus Sicht des Raumschiffes ist alles gut.
Der Schatten des Raumschiffes deckt auch nur dieses eine Photon ab, jenes kann der Daheimgebliebene also nicht detektieren. Der Daheimgebliebene nimmt also einen Abfall der Gesamtenergie des roten Sonnenlichtes wahr, diese Energie entspricht jenem Photon, das sich aus Sicht des Raumschiffes in Materie umgewandelt hat.
Besagtes Photon hätte jedoch aus Sicht des Daheimgebliebenen nur eine Energie von 10,22 keV - es wäre eben aus seiner Sicht ein "rotes" Photon (ich weiß nicht, ob diese Energie des Photons rotem Licht entspricht, wir nehmen es der Einfachheit halber mal an).
Entstandenes Elektron und Positron finden auf wundersame Wege, z.B. durch mehrfache Reflektion, in die Detektoren des Daheimgebleibenen.
Fazit:

Der Daheimgebliebene stellt durch den Schatten des Raumschiffes eine Reduzierung roten Sonnenlichtes fest, diese Reduzierung entspricht einer Energie von 10,22 keV. Jedoch detektiert der Daheimgebliebene kurz darauf Eletron+Positron, welche einer Energie von 1022 keV entsprechen. Die Gesamtenergie im System des Daheimgebliebenen steigt also, was einer Verletzung der Energieerhaltung entspricht.

Wie kann man diesen Widerspruch auflösen?
Muss vielleicht das Gesamtsystem Raumschiff/Daheimgebliebener betrachtet werden? Darf der Daheimgebleibene also nicht nur seine Detektoren berücksichtigen?

Noch viel weiter gefragt: Könnte der Daheimgebliebene theoretisch aus diesem Szenario eine Methode entwickeln, mit der er auf die Geschwindigkeit des Schiffes schließen könnte? Das aber nur nebenbei.

Beste Grüße
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Stueps am 25.10.2013 um 11:37 Uhr.
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@Claus

Das Problem würde ich folgendermassen erklären (ohne Gewähr auf Richtigkeit)

Das Elektron/Positronpaar entsteht ja in Deinem Beispiel in dem Raumschiff, das sich auf die Lichtquelle zubewegt.
Dabei hat es, nach seiner Entstehung, die Eigengeschwindigkeit des Raumschiffes, denn es befindet sich im Inertialsystem-Raumschiff.
Wenn das Raumschiff sich mit (angenommen) 0,5 c von der Erde entfernt, so entfernt sich das Elektron/Positronpaar im Raumschiff ebenfalls mit 0,5 c von der Erde.
Damit das Elektron/Positronpaar die Erde erreichen kann, muss es nach hinten weg beschleunigt werden. Die dafür benötigte Energie muss zusätzlich aufgebracht werden.
Je schneller das Raumschiff, in Bezug auf die Erde, sich bewegt, desto mehr Energie muss ich in das Elektron/Positronpaar stecken, damit es die Erde erreicht.
Diese Energie muss ich aus dem "Energietank" des Raumschiffes nehmen, denn halbe oder viertel Elektron/Positronpaare gibt es nicht.
Würde ich die Energie dem Elektron/Positronpaar entnehmen, dann würde das Elektron/Positronpaar seine Existenz verlieren.

Das Elektron/Positronpaar entspricht der Energie von 1022 keV . um es in Richtung Erde zu bringen muss ich 1022 keV-10,22 keV, also 1011,78 aus der Schiffsenergie zufügen, damit es Richtung Erde beschleunigt und mit 1022 keV dort ankommt.

Somit ist der Energieerhaltungssatz erfüllt.

aber , wie bereits gesagt: (ohne Gewähr auf Richtigkeit)
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Hans-m am 25.10.2013 um 15:52 Uhr.
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Hallo Hans-m,

Hans-m schrieb in Beitrag Nr. 2085-255:
Das Elektron/Positronpaar entsteht ja in Deinem Beispiel in dem Raumschiff, das sich auf die Lichtquelle zubewegt.
Dabei hat es, nach seiner Entstehung, die Eigengeschwindigkeit des Raumschiffes, denn es befindet sich im Inertialsystem-Raumschiff.

Das, was du geschrieben hast, trifft m.E. den Kern der Sache:

Wenn das Photon vom Raumschiff absorbiert wird, gibt es seinen Impuls an das Raumschiff weiter, welcher das Schiff verlangsamt. Zwar muss das entstandene Materieteilchen nicht unbedingt zurück zur Erde, um dort detektiert werden zu können, aber aus der Sicht des Daheimgebliebenen stammt ein großer Teil der Energie, die zur Entstehung des Materieteilchens aufgewendet wurde, aus der kinetischen Energie des Raumschiffs.

Aus der Sicht des Raumschiffs dagegen stammt diese Energie aus der Photonenenergie der Lichtquelle, der das Raumschiff entgegenfliegt.

Das finde ich zumindest bemerkenswert: Was aus der Sicht des Einen kinetische Energie bewegter Materie ist, ist aus der Sicht des Anderen Strahlungsenergie.
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Hallo Hans-m, hallo Claus,

Hans-m, deine Rechnung haut vielleicht nicht so ganz hin, aber ich schließe mich Claus an: Den Kern der Sache hast du getroffen.

Ich fasse es also wie folgt zusammen:

Der Daheimgebliebene beobachtet also eine Verringerung der Energiemenge roter Sonnenstrahlung infolge des Schattens des Schiffes um 10,22 keV. Gleichzeitig beobachtet er eine Geschwindigkeitsverringerung des Schiffes, was einer Verringerung der kinetischen Energie des Schiffes entspricht. Diese Verringerung beträgt umgerechnet ca. 1010 keV - diese steckten im E./P.-Paar, das Paar hat infolge Impulsübertragung die Geschwindigkeit des Schiffes verringert.
Ist das richtig?

Ich bin skeptisch, ob das so hinhaut, bin aber trotzdem zufrieden: Man kann das m.E. so hinfummeln, dass Energieerhaltung besteht.

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2085-256:
Das finde ich zumindest bemerkenswert: Was aus der Sicht des Einen kinetische Energie bewegter Materie ist, ist aus der Sicht des Anderen Strahlungsenergie.

Das lässt mich wieder zum ursprünglichen Thema zurückfinden:

(Unter Einbeziehung der ART gekrümmte) Raumzeit und Energie sind m.E. verschiedene Erscheinungsformen ein und derselben Sache, beide Erscheinungsformen treten immer zusammen auf, untrennbar und sich gegenseitig beeinflussend.

Die Art der Einbettung eines Objektes in die restliche Welt entscheidet darüber, wie die Welt diesem Objekt erscheint - und wie es dem Rest der Welt erscheint. Ein absoluter, unwandelbarer Zustand, der für alle gleich ist, scheint in diesem Universum unmöglich.

Bleibt die Frage nach der Quantelung der Welt, die du - Claus - ja schon angesprochen hast. Ich vermute die Ursache hier in der Unschärfe der Welt, ja sogar einen sehr engen Zusammenhang zwischen Quantelung und Unschärfe. Ich denke da an das Plancksche Wirkungsquantum. Ich muss mir mal Gedanken machen, was dieses im tiefsten Grunde über unsere Welt aussagt und für unsere Welt bedeutet.

Wer kann helfen:
Wer kann das Plancksche Wirkungsquantum einem Laien einfach und verständlich erklären? Wer kann einem Laien die für unsere Welt grundlegende Bedeutung dieses Wirkungsquantums nahebringen?

Beste Grüße
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Diese Welt gibt es nur, weil es Regeln gibt.
Beitrag zuletzt bearbeitet von Stueps am 25.10.2013 um 20:40 Uhr.
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Hallo Stueps und alle Planck-Interessierte,

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2085-257:
Wer kann das Plancksche Wirkungsquantum einem Laien einfach und verständlich erklären?

Hier erstmal einige Stichworte zur Vorgeschichte, wie es zum Wirkungsquantum kam:

Strahlung schwarzer Körper,1 Wiensches Verschiebungsgesetz, Rayleigh-Jeans-Gesetz, Ultraviolettkatastrophe - siehe z.B. http://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/naw... und folgende Seiten.

Hier ein wenig Planck für den Sonntagnachmittag: http://www.youtube.com/watch?v=L9q3EhMtLDs

Folgende Biographie Plancks enthält auch wissenschaftliche Zusammenhänge allgemeinverständlich erklärt:
Ernst Peter Fischer, Der Physiker - Max Planck und das Zerfallen der Welt, Siedler-Verlag 2007 ISBN 978-3-88680-837-3

1 Die oben verlinkte, deutsche Version funktioniert bei mir nur bis Seite 14. Hier ist sie vollständig, aber dafür leider Englisch: http://www.csc.kth.se/~cgjoh/blackbodyslayer.pdf
Beitrag zuletzt bearbeitet von Claus am 26.10.2013 um 13:08 Uhr.
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2085-257:
Wer kann helfen:
Wer kann das Plancksche Wirkungsquantum einem Laien einfach und verständlich erklären? Wer kann einem Laien die für unsere Welt grundlegende Bedeutung dieses Wirkungsquantums nahebringen?

Beste Grüße
Hi, Stueps!

Vielleicht ist es hilfreich, wenn ein Laie versucht, das zu erklären, damit kann er - der Laie - zeigen, in wie weit er etwas verstanden hat (oder auch nicht), und die Darstellung ist für andere Laien möglicher Weise leichter nachzuvollziehen.

Als Wichtigstes denke ich, dass man sich klar machen muss, dass das Wirkungsquant kein physikalisches Objekt ist, wie es sehr häufig dargestellt wird (unter anderem auch hier im Forum). Es gibt kein Wirkungsquant in dem Sinne wie es Elektronen oder auch Photonen gibt, das Missverständnis rührt wahrscheinlich von der Namensähnlichkeit mit der Quantenphysik her, aber natürlich spielt es in der Quantenphysik eine entscheidende Rolle.

Das Wirkungsquantum ist eine Naturkonstante, so wie es die Gravitationskonstante und die Lichtgeschwindigkeit sind. Es stellt die Beziehung von Frequenz und Energie dar, und zwar sowohl für Schwingungen als auch für Teilchen – also „echte“ Quanten, wie eben z. B. Elektronen oder Protonen und auch Photonen, E = h x f, (E gleich Energie, h ist das Wirkungsquantum, f die Frequenz).

Dieser feste Wert als Beziehung von Energie und Frequenz bedeutet, dass Energie nur als ganzzahliges Vielfaches von h aufgenommen oder abgegeben werden kann, das ist DIE Grundlage der Quantenphysik, Energie ist diskret und nicht kontinuierlich, sie kann nur in diskreten Einheiten „wirken“, woraus sich auch das Photon als „Lichtteilchen“ herleitet, als „Energieportion“ der elektromagnetischen Strahlung oder eben Energiequantum – wahrscheinlich die tatsächliche Ursache für die Verwechselung mit dem planckschen Wirkungsquantum; das Photon ist sozusagen ein Energiepaket, das Wirkungsquantum aber stellt die Stärke der Wirkmöglichkeit dar, und zwar als die Dimension „Energie mal Zeit“ , (also 6,626 069 57 × 10 hoch –34 Js (Joule mal Sekunden)).

Gruß Henry
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Herr Oberlehrer

Die Wolken ziehen hin. Sie ziehen auch wieder her.
Der Mensch lebt einmal. Dann nicht mehr.

(Donald Duck)
Beitrag zuletzt bearbeitet von Henry am 26.10.2013 um 15:22 Uhr.
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2085-257:
Wer kann helfen:
Wer kann das Plancksche Wirkungsquantum einem Laien einfach und verständlich erklären? Wer kann einem Laien die für unsere Welt grundlegende Bedeutung dieses Wirkungsquantums nahebringen?

Hallo Stueps,

ich denke, deine Frage ist einen neuen Thread wert. Deshalb findest du hier meinen Kommentar zum Wirkungsquantum.

M.f.G. Eugen Bauhof
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der Normale aus seinen Erfahrungen,
und der Dumme weiß alles besser.
Sokrates.
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