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Haben Photonen Masse ?

Thema erstellt von Harti 
Beiträge: 1.386, Mitglied seit 11 Jahren
Hallo zusammen,
für mich war unverständlich, warum Photonen nach der Speziellen Relativitätstheorie (SRT) keine Masse haben, da sie sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, und nach der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) Masse haben, da sie durch Gravitationsfelder abgelenkt werden.
Die allgemein im Rahmen der SRT vertretene Ansicht, Photonen hätten lediglich keine Ruhemasse, überzeugt nicht, weil Photonen m.E. aufgrund ihrer Natur nicht ruhend vorgestellt werden können.

Der Unterschied in der Annahme zur Natur von Photonen ist m.E. anders zu begründen.

Die SRT lässt die Gravitation außen vor. Schwerkraftwirkungen sind nicht Gegenstand der SRT. Insofern handelt es sich bei der SRT um eine reduzierte/idealisierte Theorie. Damit sind automatisch auch die Massen von Körpern nicht Gegenstand der SRT. Dies kommt auch darin zum Ausdruck, dass die SRT nur geradlinige, kräftefreie (unbeschleunigte) Bewegungen betrifft und insofern mit der euklidischen Geometrie zur Beschreibung auskommt.

Ergebnis: Die Masse von Photonen ist in der SRT aufgrund des reduzierten Gegenstandes dieser Theorie nicht darstellbar.

Was haltet ihr von dieser Ansicht ?

MfG
Harti
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Wichtig ist, dass man nicht aufhört zu fragen. A.E.
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Beiträge: 726, Mitglied seit 2 Jahren
Hallo Harti,

deine Schlussfolgerung ist nicht richtig, denn die Masse spielt bei der SRT gar keine Rolle. Es kommt hier lediglich auf die Geschwindigkeit des Lichts an, also auf die Geschwindigkeit der Informationsübertragung. Durch die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit kommt es dabei zu Verzögerungseffekten, die zur Relativität der Gleichzeitigkeit führen.

Photonen bestehen ausschließlich aus Energie, die nach Einstein der Masse (lediglich) äquivalent ist. Dies bedeutet nicht, dass Masse und Energie ein und dasselbe wären. Energie gehorcht lediglich aufgrund der Äquivalenz ebenso der Gravitation, was also bei der ART nur analog zur Masse zu berücksichtigen ist.

Dennoch bleibt Licht ein m.E. noch ziemlich unverstandenes Phänomen.

Kirsche
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Die Vergangenheit ist über die Gegenwart verbrauchte Zukunft.
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Beiträge: 1.473, Mitglied seit 12 Jahren
Harti schrieb in Beitrag Nr. 2325-1:
Ergebnis: Die Masse von Photonen ist in der SRT aufgrund des reduzierten Gegenstandes dieser Theorie nicht darstellbar.

Was haltet ihr von dieser Ansicht ?

MfG
Harti

Hallo Harti,

die SRT ist nicht "reduziert". Umgekehrt kann man sie einbetten in einem Raum von Folgen von Interialsystemen, in dem ein Photon
als Folge von Materiewellen existiert, Beitrag Nr. 1555-26;
so wie man die Menge der rationalen Zahlen in eine Menge von konvergenten Folgen von rationalen Zahlen einbetten kann,
die man dann reelle Zahlen nennt, Konstruktion der reellen aus den rationalen Zahlen.

Analog lassen sich die gravitativen Eigenschaften von Photonen mit Folgen von Partikeln mit Grenzruhemasse 0 darstellen.

Physiker haben das alles implizit schon gedacht, wenn sie den Begriff "Ruhemasse eines Photons" bemühen.

LG
Thomas
Signatur:
Ich bin begeistert!
Beitrag zuletzt bearbeitet von Thomas der Große am 25.06.2019 um 08:48 Uhr.
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Beiträge: 1.386, Mitglied seit 11 Jahren
Hallo Kirsche,
Kirsche schrieb in Beitrag Nr. 2325-2:
denn die Masse spielt bei der SRT gar keine Rolle.
Sag ich doch.

Zitat:
Es kommt hier lediglich auf die Geschwindigkeit des Lichts an, also auf die Geschwindigkeit der Informationsübertragung

Die Lichtgeschwindigkeit hat eigentlich keinen konkreten Wert. Dieser ergibt sich nämlich aus den Einheiten, die man verwendet. Wenn man die Bewegung elektromagnetischer Wellen im Vakuum (die Lichtgeschwindigkeit selbst) als Grundlage nimmt, ergibt sich eine Gleichwertigkeit von Strecke und Zeit, z.B. Lichtsekunde pro Sekunde, und damit ein einheitenfreier Wert 1.

Zitat:
Durch die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit kommt es dabei zu Verzögerungseffekten,

Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit bedeutet nach meiner Ansicht nichts Anderes, als dass an Stelle von Raum und Zeit die elektromagnetische Wechselwirkung als absolut und damit als Grundlage der Theorie aufgefasst wird. Auf diese Weise wird dem Umstand Rechnung getragen, dass unsere Wahrnehmungsmöglichkeiten durch den Elektromagnetismus begrenzt sind.

Zitat:
……... die zur Relativität der Gleichzeitigkeit führen.

Nach meiner Ansicht führt dies in der SRT zu einem anderen Gleichzeitigkeitsbegriff als im allgemeinen Sprachgebrauch. Gleichzeitig i.S. der SRT erfolgen solche Ereignisse, deren gegenseitige Verbindung (Information) durch den Elektromagnetismus (die Lichtgeschwindigkeit) vermittelt wird. Gleichzeitig in diesem Sinne sind z.B. Ereignisse auf Erde und Sonne, die in einem zeitlichen Abstand von ca. 8,3 Minuten erfolgen.
In Raumzeitmodellen haben lichtartige Vektoren den Betrag 0 ( = Gleichzeitigkeit der Ereignisse, die auf diesem Vektor liegen).

Zitat:
Photonen bestehen ausschließlich aus Energie, die nach Einstein der Masse (lediglich) äquivalent ist. Dies bedeutet nicht, dass Masse und Energie ein und dasselbe wären. Energie gehorcht lediglich aufgrund der Äquivalenz ebenso der Gravitation, was also bei der ART nur analog zur Masse zu berücksichtigen ist.

Ich habe die Vorstellung, dass in einem Körper mit Masse Bindungsenergie (Ruheenergie) steckt, und die Menge dieser Energie M x c2 ist.

MfG
Harti
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Wichtig ist, dass man nicht aufhört zu fragen. A.E.
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Beiträge: 1.271, Mitglied seit 11 Jahren
Hallo Harti,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2325-4:
Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit bedeutet nach meiner Ansicht nichts Anderes, als dass an Stelle von Raum und Zeit die elektromagnetische Wechselwirkung als absolut und damit als Grundlage der Theorie aufgefasst wird.

bei der Physik geht es glücklicherweise nicht um deine Ansicht, sondern um Beobachtungen.
Unter diesem Aspekt kann man sagen, c ist invariant gegenüber Lorentztransformationen.
Einfach gesagt, wir messen unabhängig von Relativbewegungen zwischen Lichtquelle und Beobachter immer den selben Geschwindigkeitsbetrag des Lichtes.
Die relativistischen Effekte machen sich auch bei Systemen, deren Relativgeschwindigkeiten niedriger als c sind, und die nichts mit elektromagnetischer Wechselwirkung zu tun haben, bemerkbar. (bei der Kraftwirkung stromdurchflossener paralleler Leiter aufeinander schon bei wenigen Millimetern pro Sekunde)
Anderer Ansicht zu sein heißt den Mond zu leugnen, den alle am Himmel sehen.
Kann man machen, hat aber mit Physik nichts zu tun und kann andere auch nerven - kann aber auch belustigend sein.

in diesem Sinne

okotombrok
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"Der Kopf ist rund, damit die Gedanken die Richtung wechseln können"
(Francis Picabia)
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Beiträge: 1.386, Mitglied seit 11 Jahren
Hallo Okotombrok,
Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2325-5:
bei der Physik geht es glücklicherweise nicht um deine Ansicht, sondern um Beobachtungen.

Das kann man so allgemein nicht sagen. Es geht auch um die Beschreibung von Beobachtungen mit Hilfe von Theorien/Modellen. Und zu diesen Theorien kann man durchaus unterschiedliche Ansichten haben.

Zitat von Okotombrok:
Unter diesem Aspekt kann man sagen, c ist invariant gegenüber Lorentztransformationen.

Kann man das etwas allgemeinverständlicher und einfacher auch als "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit" bezeichnen ?

Zitat von Okotombrok:
Anderer Ansicht zu sein heißt den Mond zu leugnen, den alle am Himmel sehen.

Du solltest einfach erkennen, dass zwischen Fakten und Theorie, Erklärung von Fakten. ein Unterschied besteht. Zu den Theorien kann man durchaus unterschiedliche Darstellungen wählen.
Mir Realitätsverlust zu unterstellen, stellt wiederum ein Abgleiten auf die persönliche Ebene dar und ist nicht die feine ART (Wortspiel :devil:)

Mit meinen Überlegungen versuche ich die Frage zu erklären, warum die Lichtgeschwindigkeit als Geschwindigkeit eine Höchstgrenze und in raumzeitlichen Modellen eine Grenze zwischen wahrnehmbarer und nicht mehr wahrnehmbarer Welt darstellt.

Zitat von Okotombrok:
Kann man machen, hat aber mit Physik nichts zu tun und kann andere auch nerven - kann aber auch belustigend sein.

Die zweite Gefühlsregung würde ich Dir eher empfehlen. Sich von Anderen nerven zu lassen ist unzweckmäßig.

Zitat von Okotombrok:
in diesem Sinne

Harti
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Beiträge: 1.271, Mitglied seit 11 Jahren
Harti schrieb in Beitrag Nr. 2325-6:
Zitat von Okotombrok:
Unter diesem Aspekt kann man sagen, c ist invariant gegenüber Lorentztransformationen.

Kann man das etwas allgemeinverständlicher und einfacher auch als "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit" bezeichnen ?

Das kann man und ist auch allgemein üblich.
Ich halte das aber eher für missverständlich als allgemeinverständlich.
Mag der Unbedarfte denken, es sei dasselbe wie ein Auto, welches sich mit konstanter Geschwindigkeit auf der Straße bewegt.
Dabei kann aber nicht von Konstanz im Sinne der Lichtgeschwindigkeit geredet werden.

Zitat von Harti:
Mir Realitätsverlust zu unterstellen, stellt wiederum ein Abgleiten auf die persönliche Ebene dar und ist nicht die feine ART (Wortspiel :devil:)

Tut mir leid. Es lag mir fern dich zu beleidigen oder dir etwas zu unterstellen.
Werde in Zukunft mehr auf meine Wortwahl achten.

mfg
okotombrok
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