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Materie - Antimaterie

Thema erstellt von Stueps 
Beiträge: 952, Mitglied seit 9 Jahren
Guten Morgen, Otto!

Erst mal nur kurz zur Energie: "Negative Energie" ist als Begriff vielleicht unglücklich gewählt, aber das hängt einfach mit dem gewählten Energieniveau zusammen. Ähnlich der Temperatur, die "unter Null" Celsius negativ wird, aber natürlich immer noch Wärme misst. " Negative Materie" hingegen wird z. B. den rein hypothetischen Tachyonen zugesprochen - genau, was sollte das wohl sein?!
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Ich hab hier was:

http://fredstober.de/physik/Positronium.pdf
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 1644-23:
Frage: Warum verwandeln oder vernichten sich Materie und Antimaterie, wenn sie aufeinandertreffen? Einfaches Beispiel Elektron-Positron: An der unterschiedlichen Ladung kann es nicht liegen. Sonst müssten sich Elektron und Proton auch vernichten, kommen sie sich zu nahe.

Hm-m, warum sollen sich Elektron und Proton gegenseitig vernichten? Hier wirklich fehlt die Symmetrie (von Henry angesprochen) zwischen beiden. Ein Proton nicht einfach eine positive negative Ladung hat, sondern besteht aus 4/3 positiver und 1/3 negativer e/m Ladung. Noch bedeutender ist die Anwesenheit der starken Kraft bzw. starken Ladung. Daher gesetzmäßig kann ein Proton nicht zerfallen, sondern in anderes Teilchen umwandeln, das die starke Kraft aufnehmen kann. Photonen kann es jedenfalls nicht, genau so sind sie e/m neutral. Es heißt e/m Ladung muss auch irgendwo hin.

Henry-Dochwieder schrieb in Beitrag Nr. 2256-24:
Die Frage lautet ja immer noch, weshalb Teilchen und Anti-Teilchen zerstrahlen, wenn sie aufeinander treffe.

Ich denke, ein guter Ansatz ist die Symmetrie. Den Urknall vorausgesetzt begann alles hochsymmetrisch. Symmetrie scheint also ein Zustand zu sein, den das Universum bevorzugt (wie es ausschaut, wird es am Ende von Allem ähnlich symmetrisch sein, wenn alles zerstrahlt ist und jede Information in einem Einheitsbrei verschwunden ist).

Aus verschiedenen Symmetriebrüchen gingen die einzelnen Kräfte hervor und es erschienen Materie und Anti-Materie – die sich aber sofort wieder zerstrahlten. Aber es erschien nie Materie oder Anti-Materie allein. So ist es auch noch heute – bei den richtigen Bedingungen, relativistischen Bedingungen, entstehen auch heute Teilchen UND Anti-Teilchen aus Strahlung, nie Teilchen oder Anti-Teilchen allein. So z. B. wenn geladene Teilchen extrem beschleunigt werden, erscheinen über E=mc² Teilchen – Anti-Teilchen (weil beschleunigte, geladene Teilchen Photonen aussenden).

Eine der ganz großen Fragen ist natürlich, warum die Materie übrigblieb, wenn doch Materie und Anti-Materie sich liebend gern gegenseitig zerstrahlen, ineinander aufgehen. Es muss wohl eine winzige, winzige Asymmetrie gegeben haben – es steht eine Milliarde Photonen gegen EIN Materieteilchen! Wie gesagt, ein großes Rätsel.

Jedenfalls aber scheint es eine tiefe Symmetrie zu geben, der Teilchen und Anti-Teilchen gehorchen, wenn man ihnen Gelegenheit gibt.

Symmetrie – das hört sich nicht gerade wissenschaftlich an, aber das ist eine ganz entscheidende Erkenntnis in der Physik, dass vieles aus Symmetriegründen heraus zu verstehen ist.

Das alles ist ganz klar auch keine Antwort auf eine „Warum-Frage“, aber vielleicht ist es ein Hinweis, dass es nicht anders sein KANN.

Ich finde diese Erklärung sehr gut. Wobei ich vermute, dass die ursprüngliche Symmetrie war selbst schon ein Resultat des Bruchs einer vorhandenen Symmetrie (z.B. auf der 10 oder 12 dimensionalen Ebene). Und die ursprüngliche Symmetrie hatte in sich schon ein Keim, der zum ihrem Bruch führte. Ewige Yin und Yang, die Dialektik der Entwicklung.
Beitrag zuletzt bearbeitet von Irena am 27.09.2016 um 15:25 Uhr.
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Henry-Dochwieder schrieb in Beitrag Nr. 2256-39:
Erst mal nur kurz zur Energie: "Negative Energie" ist als Begriff vielleicht unglücklich gewählt, aber das hängt einfach mit dem gewählten Energieniveau zusammen. Ähnlich der Temperatur, die "unter Null" Celsius negativ wird, aber natürlich immer noch Wärme misst. " Negative Materie" hingegen wird z. B. den rein hypothetischen Tachyonen zugesprochen - genau, was sollte das wohl sein?!

Hallo Henry,
nach der Theorie der Löcher im Dirac-See, bei der fehlende Teilchen (die Löcher) negativer Energie sind, haben somit wieder positive Energie, die sich allerdings rückwärts in der Zeit bewegen.
Eine Annahme, daß die Gleichung E=m/c² sowohl für positive als auch für negative Massen gelte, würde, wenn man in die Tiefe geht, zu einem imaginärem Impuls führen, der physikalisch keine Erklärung findet.

Masse würde nach der Einsteinschen Äquivalenzbeziehung nur dann negativ, wenn die Gleichung E=m·c² mit einem Minuszeichen versehen wird:
m = -E/c² < 0 mit E>0
Der Ansatz der Formel mit dem Minuszeichen ist von entscheidender Bedeutung. Das Energiepotential ist nur deshalb in der Summe positiv, weil sich das Vorzeichen der negativen Masse und das negative Vorzeichen der Gleichung für die Äquivalenz zwischen Energie und Masse aufheben.
Wenn es negative Masse gibt, dann wäre Einsteins Gleichung allgemeiner zu formulieren
E = sign(m)·m·c² > 0 wenn m<0 oder m>0.

Der Impuls für negative Massen ist ebenfalls negativ
p = m·v = m0·v/sqrt(1+(v/c)²) <0

Der hydrostatische Druck ist auch negativ, da die erste Ableitung des (negativen) Impulses nach der Zeit F = dp/dt ist.

Interessant sind die mathematischen Optionen bezüglich Energie und pos./neg. Masse in der Relativitätstheorie. Einsteins Feldgleichungen lassen in der Wirkung zwischen positiven und negativen Massen verschiedene theoretische Kombinationen zu.
Falls Interesse im Forum dazu besteht, kann ich ausführlicher auf diese Optionen eingehen.
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Otto am 27.09.2016 um 17:26 Uhr.
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Hallo Otto,

dein Beitrag klärt für mich eine ganze Menge, insbesondere die Frage

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2256-38:
1. Was bedeutet es, wenn die Zeit rückwärts läuft (physikalisch, chemisch, thermodynamisch, …)?

Zitat von Otto:
Antimaterie besteht dagegen aus den gleichen Komponenten wie „normale“ Materie, unterscheidet sich nur in ihrer Ladung (negativer Kern, positive Elektronen, Positronen). Deshalb haben Materie und Antimaterie die gleiche Masse und unterliegen beide der anziehenden Wirkung infolge Gravitation. Antiteilchen werden als Teilchen positiver Energie beschrieben, die sich in der Zeit rückwärts bewegen. Die Definition von Antimaterie setzt die Existenz von Gravitation und elektromagnetische Wechselwirkung voraus. In der Quantenfeldtheorie ist die Antimaterie an die Gültigkeit des CPT-Theorems geknüpft.
Eine CPT-Transformation bewirkt das Ausführen dreier diskreter Transformationen:
- Ladungsspiegelung durch Austausch jedes Teilchen durch sein Antiteilchen und umgekehrt (Charge-Transformation),
- Spiegelung der Teilchen durch Inversion der Raumkoordinaten und Drehung um 180° (Parity-Transformation),
- Zeitumkehr (Time-Transformation).
Verwendet man für die CPT-Transformationen eine Spiegelung von Punkten an einem Einheitskreis, dann lassen sich diese geometrisch einfach darstellen. Bei diesem geometrische Modell befindet sich die „normale“ Materie innerhalb des Einheitskreises, die Antimaterie außerhalb, oder umgekehrt.
Interessanterweise entspricht die Zeitumkehr (T-Transformation) bei dieser geometrischen Darstellung der Änderung der Rotationsrichtung. Positive und negative Zeiten bedeuten hier geometrisch positive und negative Drehrichtung als Resultat einer Spiegelung.

Eine Zeitumkehr ließe sich nach dieser geometrischen Darstellung also als nichts weiter als eine positive oder negative Drehrichtung, eine speziellem Art von positivem oder negativem Spin, deuten.
Zeitumkehr bedeutet also nicht die einfache Umkehrung kausaler Prozesse unserer Welt.

Dazu fällt mir Folgendes ein: Wir bezeichnen Drehungen üblicherweise als im Uhrzeigersinn (rechts herum) oder im Gegenuhrzeigersinn (links herum). Eine einzige Drehung kann man je nach Perspektive (Bezugssystem) mit beiden Drehrichtungen bezeichnen. Die Zeiger einer Uhr drehen sich von vorne betrachtet rechts herum und von hinten betrachtet ( Änderung um 180°) links herum. Ist also möglicherweise der Unterschied zwischen Materie und Antimaterie nur ein Unterschied der Perspektive, aus der man ein Objekt betrachtet ???

Ich habe auch insofern ein Problem mit rückwärts laufender Zeit, als der Zeitbegriff der Relativitätstheorien keine Richtung (Zeitpfeil) hat. Es ist ein Zeitbegriff der "reinen Dauer". Lediglich der allgemeinsprachliche Zeitbegriff hat eine Richtung (Zeitpfeil), indem kausale Geschehensabläufe als Bestandteit des Zeitbegriffs aufgefasst werden.
Die räumlich/geometrische Darstellung der Zeit in Form einer Koordinate eines Koordinatensystems ist insofern etwas irreführend.

MfG
Harti
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Harti schrieb in Beitrag Nr. 2256-43:
Ist also möglicherweise der Unterschied zwischen Materie und Antimaterie nur ein Unterschied der Perspektive, aus der man ein Objekt betrachtet ???
Hallo Harti,
Ja, darüber habe ich auch schon nachgedacht. Ich kann diesen Gedanken nur nicht richtig begründen.
Vermutlich ist Deine Vermutung richtig, zumal Materie und Antimaterie die gleiche Massen haben (bei analogen Zusammensetzungen), zumindest als Betrag.
Zum anderen meinen wir, wenn wir oberflächlich von Zeit sprechen, in Wirklichkeit immer eine Zeitdauer, eine Differenz von Zuständen. Das gilt nicht nur für die Zeit, sondern auch für Temperaturdifferenzen, elektrische Differenzen, Niveaudifferenzen, usw.
Es kommt nur auf den richtigen Standpunkt an, den wir, mangels unserer eingeschränkter Erfahrungswelt, (noch) nicht erkennen.
Ernst Mach, schreibt 1888 dazu: "Wir dürfen aber nicht vergessen, dass alle Dinge miteinander zusammenhängen, und dass wir selbst mit unseren Gedanken nur ein Stück Natur sind. Die Zeit ist vielmehr eine Abstraction, zu der wir durch die Veränderung der Dinge gelangen, weil wir auf kein bestimmtes Mass angewiesen sind, da eben alle untereinander zusammenhängen. ... In unseren Zeitvorstellungen drückt sich der tiefgehendste und allgemeine Zusammenhang der Dinge aus."
Ernst Mach bringt dazu ein schönes Beispiel zum Erkennen der Wirkung von Gravitation. Die bekannte Beziehung der Beschleunigung γ·(m1 + m2)/r² zwischen zwei Massen m1 und m2 ist nur erkennbar außerhalb von m1 und m2 (auf der Verbindungslinie), also einem dritten Standpunkt.
Vom Standpunkt m1 erkennt man nur eine Beschleunigung γ·m2/r² und vom Standpunkt m2 eine Beschleunigung von -γ·m1/r² .

Ich suche nun nach den "dritten" Standpunkt, um positive und negative Zeit oder Materie und Antimaterie richtig physikalisch zu erkennen.
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Hallo, Otto!

Zu deinem Beitrag Nr. 2256-44

Vieles ist sicher eine Definitionsfrage. So z. B. wird die Bindungsenergie in Atomen, Atomkernen usw. als „negative“ Energie bezeichnet, dabei ist sie gar nicht mehr vorhanden. Sie wurde frei gesetzt, als sich die Systeme bildeten und ist in diesem Zusammenhang sicher nicht „negativ“.

Deine Darstellung des „Elektronensees“ ist aber nicht ganz richtig. Nach Dirac – von dem das ja stammt – ist die Energie des Elektronensees insgesamt die negative Energie. Klar, die elektrische Ladung der Elektronen hat ein „Minus“ als Vorzeichen. Die Positronen sind dann die „Löcher“ im See – sie sind der Ladung entgegengesetzt, weil die Ladung an dieser Stelle „fehlt“.

Der Punkt ist, dass das „Minus“ für die Ladung der Elektronen rein willkürlich ist, die gesamte Geschichte funktioniert auch, wenn man das Proton als „negativ“ geladen definiert hätte.

Der „Dirac-See“ ist schon lange obsolet. Heute werden die „Teilchen“ in der Quantenphysik durchgehend über eine Wellenfunktion beschrieben. Dabei „entsteht“ das Anti-Teilchen durch die CPT-Transformation, aber auch hier gilt, dass die Bezeichnung „normal“ und „anti“ rein willkürlich ist.

Die „negative“ Materie ergibt sich tatsächlich aus einer Lösung für die SRT, man muss nicht erst „verallgemeinern“.

Die von mir angesprochenen Tachyonen haben eine Masse, und zwar eine „imaginäre“ Masse. Das ergibt sich aus der Energie-Impuls-Relation und der relativistischen Formel für die Energie eines Teilchens (Energie ist danach gleich mc² / Wurzel aus 1-v²/c²). Wenn v größer ist als c, wird der Wert dort unter der Wurzel negativ. Das kann man ja durch die Einführung von i als imaginären Anteil einer komplexen Zahl lösen. Letztlich ist „negative“ Materie also nichts anderes als das Resultat einer Rechenvorschrift – überspitzt gesagt.

Gruß Henry
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Hallo miteinander,
Henry-Dochwieder schrieb in Beitrag Nr. 2256-45:
...
... Letztlich ist „negative“ Materie also nichts anderes als das Resultat einer Rechenvorschrift – überspitzt gesagt.
Volle Zustimmung, das ist auch meine Meinung. Die Standardphysik stellt insgesamt vor allem Rechenvorschriften zur Verfügung, welche schwer anschaulich vorstellbar sind. Auch mein Ansatz, nur für Vorgänge im ganz Kleinen, den verwendeten Feldern durch Zufallsgeneratoren kleinste Objekte (der Einfachheit halber Kugeln) zuzuordnen, ist eigentlich nur eine Rechenhilfe. Bei Bewährung durch Ermittlung sinnvoller und genauer Zahlenwerte ensteht dann die Möglichkeit, sich das Substrat des Vakuums aus kleinen diskreten Objekten bestehend, vorzustellen.
Übrigens wurde etwas Ähnliches vom Karlsruher Physikkurs mit den Impulsströmen,... versucht, um Schülern Physik leichter verständlich zu machen. Wird jetzt aber verteufelt. Das, was man dort unter Altlasten lesen kann, ist mMn aber für solche Fragen, wie hier zu diesem Thema, sehr interessant.
MfG
Lothar W.
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Erklären kleine diskrete Objekte die Grundlagen der Standardphysik?
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Henry-Dochwieder schrieb in Beitrag Nr. 2256-45:
Die von mir angesprochenen Tachyonen haben eine Masse, und zwar eine „imaginäre“ Masse. Das ergibt sich aus der Energie-Impuls-Relation und der relativistischen Formel für die Energie eines Teilchens (Energie ist danach gleich mc² / Wurzel aus 1-v²/c²). Wenn v größer ist als c, wird der Wert dort unter der Wurzel negativ. Das kann man ja durch die Einführung von i als imaginären Anteil einer komplexen Zahl lösen. Letztlich ist „negative“ Materie also nichts anderes als das Resultat einer Rechenvorschrift – überspitzt gesagt.

Hallo Henry,
Klar, die Mathematik ist nur ein Werkzeug. Es kommt aber darauf an, die Ergebnisse physikalisch zu erklären.
Was wär eine imaginäre Masse physikalisch ?
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Otto schrieb in Beitrag Nr. 2256-47:
Henry-Dochwieder schrieb in Beitrag Nr. 2256-45:
Die von mir angesprochenen Tachyonen haben eine Masse, und zwar eine „imaginäre“ Masse. Das ergibt sich aus der Energie-Impuls-Relation und der relativistischen Formel für die Energie eines Teilchens (Energie ist danach gleich mc² / Wurzel aus 1-v²/c²). Wenn v größer ist als c, wird der Wert dort unter der Wurzel negativ. Das kann man ja durch die Einführung von i als imaginären Anteil einer komplexen Zahl lösen. Letztlich ist „negative“ Materie also nichts anderes als das Resultat einer Rechenvorschrift – überspitzt gesagt.

Hallo Henry,
Klar, die Mathematik ist nur ein Werkzeug. Es kommt aber darauf an, die Ergebnisse physikalisch zu erklären.
Was wär eine imaginäre Masse physikalisch ?

Keine Ahnung, ich sage doch, dass ich die Existenz von Tachyonen bezweifle, sie sind einfach eine Lösung der Gleichungen zur SRT, rein hypothetische Burschen.

Aber vorstellen könnte ich mir, dass die "imaginäre" Masse in ihrer Wechselwirkung mit dem Higgs-Feld nicht anders wäre, als "normale" Masse. Das Minus vor bzgl. der Elektronen macht die Ladung ja auch nicht irgendwie seltsam. (Das Higgs-Feld verleiht der Materie ja ihre Masse)

Begriffe wie "imaginär" oder "Rücklauf in der Zeit" werden einfach überbewertet. Jede Bewegung entgegen der ursprünglichen Richtung kann als Bewegung "rückwärts in der Zeit" aufgefasst werden. Nahezu jeder chemische Prozess kann auch in seiner Umkehrung ablaufen, "ein Rücklauf in der Zeit".

Schau mal hier:

https://de.wikipedia.org/wiki/Exotische_Materie
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Henry-Dochwieder am 29.09.2016 um 16:26 Uhr.
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Henry-Dochwieder schrieb in Beitrag Nr. 2256-48:
Begriffe wie "imaginär" oder "Rücklauf in der Zeit" werden einfach überbewertet.
Hallo Henry,
In der Wechselstromtechnik haben sich komplexe Zahlen für die Beschreibung zweier zusammenhängender schwingender Zustände mit Phasenverschiebungen durchaus als elegante mathematische Methode erwiesen.
Bezüglich Massen tendiere ich jedoch eher, basierend auf meiner Erfahrungswelt mit (definitionsgemäßer) positiver Masse, eher auf die mögliche Existenz von negativer Masse als Antipode zur pos. Masse, als auf die Existenz einer Masse imaginären Typs.
Ich weiß, daß das nicht der üblichen Auffassung in der Physik entspricht.
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Otto schrieb in Beitrag Nr. 2256-49:
Henry-Dochwieder schrieb in Beitrag Nr. 2256-48:
Begriffe wie "imaginär" oder "Rücklauf in der Zeit" werden einfach überbewertet.
Hallo Henry,
In der Wechselstromtechnik haben sich komplexe Zahlen für die Beschreibung zweier zusammenhängender schwingender Zustände mit Phasenverschiebungen durchaus als elegante mathematische Methode erwiesen.
Bezüglich Massen tendiere ich jedoch eher, basierend auf meiner Erfahrungswelt mit (definitionsgemäßer) positiver Masse, eher auf die mögliche Existenz von negativer Masse als Antipode zur pos. Masse, als auf die Existenz einer Masse imaginären Typs.
Ich weiß, daß das nicht der üblichen Auffassung in der Physik entspricht.

Ja, weiß ich, was ich mit "überbewertet" meine ist eine gewisse Mystfizierung - so in dem Sinne: Hör mal, es soll da eine IMAGINÄRE ZEIT geben. Das ist aber sowas von geheimnisvoll!

Nicht an komplexen Zahlen und schon gar nicht am Wechselstrom ist was Mysteriöses.

Ja, aber was soll das physikalisch SEIN? Soll sie vielleicht abstoßend wirken? Es gibt keinerlei Hinweise auf so etwas wie "negative" Masse. Wir sollten nicht vergessen, dass Masse keine Eigenschaft der Materie selbst ist, sondern eine Wechselwirkung mit dem Higgs-Feld.

Ich denke, nur weil es mathematische Lösungen gibt, wird sich die Natur nicht darum kümmern.
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Henry-Dochwieder am 30.09.2016 um 09:40 Uhr.
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Hallo, Otto!

Das könnte dich interessieren (und natürlich alle anderen):
„Abschied von der Weltformel“, Robert B. Laughlin

Ist wirklich sehr empfehlenswert! Und nicht, weil der Mann einen Nobelpreis in Physik hat.

Siehe auch:
https://de.wikipedia.org/wiki/Robert_Betts_Laughlin
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Henry-Dochwieder schrieb in Beitrag Nr. 2256-51:

Hallo Henry,
die Gedanken von R. B. Laughlin entsprechen grundsätzlich meinen Gedankengängen.
Lee Smolin wird aber wesentlich konkreter:
Der Raum ist emergent und approximativ. Das Universum ist räumlich endlich. Durch die Gravitation organisiert sich das Universum zu immer höher Komplexität, ...

Ich wollte eigentlich mit meinen Fragen, Beitrag Nr. 2256-38, eine Diskussion zu allgemeineren Themen anzetteln, ohne in die Einzelheiten der Quantentheorie abzuschweifen.
Beispiel:

Die ART basiert im Verständnis grundsätzlich auf positiver Energie, obwohl dies mathematisch nicht erforderlich wäre.
Einsteins Feldgleichungen lassen in der Wirkung zwischen positiven und negativen Massen folgende theoretische Kombinationen zu:
1. Eine positive Masse zieht andere positive Massen an.
2. Eine positive Masse zieht eine negative Masse an.
3. Eine negative Masse stößt andere negativen Massen ab.
4. Eine negative Masse stößt eine positive Masse ab.

Diese mathematisch möglichen Kombinationen führen zu stabilen, aber auch zu labilen Zuständen.

Labile Zustände würden für folgende Kombinationen in einer positiven-Masse-Welt vermieden:
5. Eine positive Masse zieht andere positive Massen an (analog zu Fall 1).
6. Eine negative Masse zieht andere positive Massen an (analog zu 2, entgegengesetzt zu 4).
7. Positive und negative Massen stoßen einander ab (analog zu 4, entgegengesetzt zu 2).

Der Fall 3 existiert nicht in einer stabilen positiven Masse-Welt, und der Fall 1 nicht in einer stabilen negativen Masse-Welt.
Unter dieser Bedingung führen die Fälle 5, 6 und 7 stets zu stabilen Zuständen, sowohl in einer Welt positiver Massen, als auch in einer Welt negativer Massen.

Instabile Zustände ergeben sich dann, wenn in einem Gasgemisch positiver und negativer Massen unterschiedlicher Polung (Fälle 2 und 3) gleichzeitig existieren und somit Abstoßung und Anziehung gleichzeitig wirken. Dieses labile System beschleunigt sich selbst ohne Grenzen, obwohl sowohl die totale Energie und der Impuls, als auch die Gesamtmasse sich gegenseitig aufheben, also in der Summe Null sind. Auch die totale kinetische Energie wäre in einem solchen Falle Null.
Selbst die Temperatur wäre in der Summe mathematisch Null - bzw. hätte nach dem Ausgleich den Wert der Nullpunkttemperatur (Nullpunktenergie). Während die Temperatur der positiven Masseteilchen stiege, würde die Temperatur der negativen Masseteilchen in gleichem Maße fallen.
Ein Gemisch gleicher Anteile von positiver und negativer Masseteilchen würde zur s.g. „nullification“ führen.

Das beträfe auch die Zeit, denn die Zeitpfeile sind für positive und negative Massen gegenläufig.
Positive und negative "Spin"-Zeiten" würde für diesen Fall sich aufheben, aber nicht grundsätzlich, sondern nur dann, wenn sie den gleichen Betrag (Anteile, Kapazitäten) haben. Ansonsten existiert ein "Nullpunkt-Zeit" in der Summe aller Universen.
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Otto am 30.09.2016 um 16:41 Uhr.
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Claus (Moderator)
Beiträge: 2.420, Mitglied seit 17 Jahren
Henry-Dochwieder schrieb in Beitrag Nr. 2256-35:
Aber davon ab: Allein die Tatsache der Paar-Bildung und –Vernichtung zeigt ja, dass eine Wechselwirkung vorhanden ist, es also einen Einfluss aus der Zukunft auf die Gegenwart geben müsste. Dem Widerspricht aber die Kausalität.

Man betrachte folgendes Szenario:

Elektron und Positron laufen aufeinander zu und werden sich bald vernichten. Bevor das aber der Fall ist, macht das Elektron (z.B. im Abstand von 1km vor dem Vernichtungspunkt) ein Foto vom Positron, wie es gerade Kaffee trinkt.

Kurz vor der Vernichtung (z.B. 100m vor dem Vernichtungspunkt) sendet das Elektron dieses Foto per Funksignal an das Positron.

Da die Zeit des Positrons rückwärts läuft, erfährt das Positron (nachdem es 100m seit seiner "Geburt" zurückgelegt hat) durch das ankommende Foto etwas über seine Zukunft: nämlich dass es nach Durchlaufen einer Strecke von weiteren 900m Kaffee trinken wird.

Frage: Widerspricht obiges Szenario der Kausalität?

P.S.: Falls ihr euch bei der Vorstellung unwohl fühlt, ein Elektron könne ein Foto machen oder Kaffee trinken, esetzt das Elektron einfach durch einen vollständigen Henry, Stueps o.a. sowie das Positron durch einen Anti-Henry, Anti-Stueps[1] o.a.

[1] vgl. auch Beitrag Nr. 1860-119
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Beiträge: 1.642, Mitglied seit 16 Jahren
Hallo Claus,
ich hoffe, ich habe das Gedankenspiel richtig verstanden und versuche mal, einen Widerspruch hinsichtlich des Kausalität aufzuzeigen:

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2256-53:
Elektron und Positron laufen aufeinander zu und werden sich bald vernichten.
Normaler kausaler Ablauf, unabhängig von der Sicht des Elektrons und des Positrons.


Zitat:
Bevor das aber der Fall ist, macht das Elektron (z.B. im Abstand von 1km vor dem Vernichtungspunkt) ein Foto vom Positron, wie es gerade Kaffee trinkt.

Kurz vor der Vernichtung (z.B. 100m vor dem Vernichtungspunkt) sendet das Elektron dieses Foto per Funksignal an das Positron.

Da die Zeit des Positrons rückwärts läuft, erfährt das Positron (nachdem es 100m seit seiner "Geburt" zurückgelegt hat) durch das ankommende Foto etwas über seine Zukunft: nämlich dass es nach Durchlaufen einer Strecke von weiteren 900m Kaffee trinken wird.

Frage: Widerspricht obiges Szenario der Kausalität?

Der kausale Ablauf ist für Elektron und Positron entgegengesetzt.

Elektron: Erst Kaffeetrinken dann Vernichtung

Positron: Erst "Geburt" dann Kaffeetrinken.

Die unterschiedlichen Worte (Vernichtung/Geburt) können den Widerspruch im kausalen Ablauf nicht auflösen.

MfG
Harti
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Claus (Moderator)
Beiträge: 2.420, Mitglied seit 17 Jahren
Harti schrieb in Beitrag Nr. 2256-54:
Elektron: Erst Kaffeetrinken dann Vernichtung

Positron: Erst "Geburt" dann Kaffeetrinken.

Die unterschiedlichen Worte (Vernichtung/Geburt) können den Widerspruch im kausalen Ablauf nicht auflösen.

Moin Harti,

ich meine doch: Wenn man dabei bedenkt, dass das Positron "rückwärts" Kaffee trinkt.
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Beiträge: 1.642, Mitglied seit 16 Jahren
Hallo Claus,

wäre es nicht sinnvoller, der von mir schon mehrfach vertretenen Auffassung zu folgen. Danach beinhaltet "Zeit" im Sinne der Relativitätstheorien im Gegensatz zum allgemeinsprachlichen Zeitbegriff nicht die "Kausalität". Eine Richtung (Zeitpfeil) hat die Zeit nur allgemeinsprachlich. Einstein hat sich auch so geäußert, indem er sinngemäß gesagt hat, Vergangenheit und Zukunft können über den Begriff der Zeit nicht bestimmt werden und sind deshalb keine speziellen Zeitbegriffe.
Geometrisch könnte man dann Zeit im Sinne von reiner Dauer sowohl von A nach B wie von B nach A darstellen.
Die Vorstellung in Deinem Beispiel, den Kaffee rückwärts zu trinken, kann man sich dann sparen.
Möglicherweise ist ja Antimaterie nichts anderes als gespiegelte Materie.

MfG
Harti
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Claus (Moderator)
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Hallo Harti,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2256-56:
wäre es nicht sinnvoller, der von mir schon mehrfach vertretenen Auffassung zu folgen. Danach beinhaltet "Zeit" im Sinne der Relativitätstheorien im Gegensatz zum allgemeinsprachlichen Zeitbegriff nicht die "Kausalität". Eine Richtung (Zeitpfeil) hat die Zeit nur allgemeinsprachlich.

Dem würde ich nicht folgen. Ich glaube, dass die Zeit die Kausalität beinhaltet und dass der Zeitpfeil konkret (physikalisch) existiert.

Zitat von Harti:
Möglicherweise ist ja Antimaterie nichts anderes als gespiegelte Materie.

Vielleicht besser "reflektiert" als "gespiegelt". Aber im Prinzip möchte ich genau darauf hinaus.
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Claus schrieb in Beitrag Nr. 2256-57:
Zitat von Harti:
Möglicherweise ist ja Antimaterie nichts anderes als gespiegelte Materie.

Vielleicht besser "reflektiert" als "gespiegelt". Aber im Prinzip möchte ich genau darauf hinaus.

Hallo Claus und Harti,
Ich möchte noch eine dritte Variante ins Spiel bringen, und zwar die Spiegelung am Einheitskreis.
Das Wort Reflexion, im Sinne von zurück werfen, würde ich hier eher nicht verwenden.

Die Spiegelung am Einheitskreis ist die graphische Darstellung des Kehrwertes reeller Zahlen. (1)
Der Kehrwert ist normalerweise nichts weiter als eine Darstellung des gleichen Zustandes, nur mit inversen Maßeinheiten, typisches physikalisches Beispiel T=1/f für Zeitdauer (hier Periodendauer) und Frequenz.
Die Gleichung f∙T=1 ist eine dimensionslose Gleichung und stellt eine Hyperbel dar, soweit sie im ersten Quadranten (f>0, T>0) liegt.

Einen "Richtungspfeil" gäbe es bei dieser speziellen Spieglung nur insofern, daß der eine Zustandswert (f) wächst, während der andere (T) reduziert wird, und umgekehrt. Das hat aber noch nichts mtr einem Zeitpfeil zu tun.
Viel interessanter sind aber Spiegelungen von Kreisen am Einheitskreis.
Die Durchmesser der Kreise stehen dann natürlich im Verhältnis D1/D2 = 1.
Wird diesen Kreisen zusätzlich noch einen Drehsinn zugeordnet, so wird bei der Spiegelung auch die Drehrichtung von rechts auf links (und umgekehrt) geändert. (1)

Versteht man die Drehrichtung als Prozessrichtung (zeitliche Zustandsänderung), also als einen Zeitpfeil, dann kommt es bei der Spiegelung am Einheitskreis zu einer Umkehr des Zeitpfeiles.
Ist die Drehrichtung kausal bedingt, dann kommt es in diesem Falle nur dann zu einer mathematischen Umkehr der Kausalität, wenn auch die Ursache der Drehrichtung am Einheitskreis gespiegelt werden könnte.

Das mag für einfache Ursachen gelingen.
Zu klären wäre aber für komplizierter Prozesse insbesondere die Umkehr der Gesetze der Thermodynamik. Bei der Umkehr dieser Prozesse geht es nicht in erster Linie um die Umkehr von Zeit, sondern der Umkehr der Zustandswertänderung (Zunahme/Abnahme der Werte). Die Richtung (+/-) ist nicht mit Kausalität gleich zu setzen. Die Kausalität wäre aber unter diesem Gesichtspunkt zu prüfen.


(1) Bilder lägen bei Bedarf für das Forum vor.
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Otto am 03.10.2016 um 16:15 Uhr.
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