Raumverkürzung nahe an der Lichtgeschwindigkeit

@pluss

Da ich mal vermute, Du wirst den Link von mir dazu nicht weiterlesen, zitiere ich Dir hier die Auflösung des "Widerspruchs", den wie gesagt, das ist nichts Neues und längst aufgelöst:

...

Unabhängig von Ehrenfest wurde die begrenzte Gültigkeit der bornschen Starrheitsbedingung auch von Gustav Herglotz und Fritz Noether erkannt (1909).

Sie bemerkten, dass ein bornscher „starrer Körper“ nur 3 Freiheitsgrade besitzt, womit die Analogie zu dem "starren Körper" der klassischen Mechanik sehr eingeschränkt wird.

Max Planck (1910) wies darüber hinaus darauf hin, dass dieses Paradoxon im Zusammenhang mit der Elastizitätstheorie zu behandeln ist. Denn während der Beschleunigung müssten auftretende Spannungen und Deformationen berücksichtigt werden.

Schließlich zeigte Max von Laue (1911) auf einfache Weise, dass von starren Körpern überhaupt nicht mehr gesprochen werden kann, da jede Richtungsänderung sofort Deformationen im Körper auslöst und somit eine Einschränkung der Freiheitsgrade wie in der newtonschen Mechanik nicht möglich ist.

Dieser scheinbare Widerspruch zeigt also, dass starre Körper im Allgemeinen zur Relativitätstheorie im Widerspruch stehen. Dies steht in Zusammenhang mit der Konsequenz der Relativitätstheorie, dass Wirkungen sich nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten können, während in einem perfekt starren Körper die Schallgeschwindigkeit unendlich wäre. Es ergeben sich dadurch allgemein folgende Konsequenzen

Eine Scheibe kann nicht wie ein „starrer Körper“ vom ruhenden Zustand in Rotation versetzt werden, folglich existieren keine starren Körper. Und auch durch sorgfältig gewählte Kräfte, die an jeden Punkt des Körpers angreifen, lässt sich nur in ausgewählten Fällen eine Verformung vermeiden. Die bornsche Definition des starren Körpers kann nur in einer sehr geringen Anzahl von Fällen benutzt werden. Die beschleunigte Rotation gehört nicht zu diesen Fällen.

Gewöhnliche Materialien werden also in der Phase, in der sie vom ruhenden Zustand in Rotation versetzt werden bzw. eine beschleunigte Rotation ausführen, unterschiedlichen Deformationen unterworfen sein, welche wiederum von der Beschaffenheit der Materialien abhängig sind. Ob die Scheibe im rotierenden Zustand größer oder kleiner ist als in Ruhe, hängt nicht nur von der Längenkontraktion, sondern auch von Zentrifugalkräften und mechanischen Spannungen ab.

Dazu soll folgender Spezialfall im Laborsystem betrachtet werden: Am Rand einer Scheibe sollen mehrere Stäbe lose angeordnet werden. Die Scheibe soll während der Phase der beschleunigten Rotation derart deformiert werden, dass der Scheibenumfang trotz der Längenkontraktion bis zum Erreichen der gleichförmigen Rotation konstant bleibt.

Da jedoch die darauf befindlichen Stäbe untereinander nicht verbunden sind, werden an ihnen im Gegensatz zur Scheibe kaum Deformationen auftreten, und sie können ungehindert kontrahieren. Ihr gegenseitiger Abstand auf der gleich groß bleibenden Scheibe wird folglich größer werden.

Dies ist analog zum Bellschen Raumschiffparadoxon: Wären einige Raumschiffe kreisförmig angeordnet und mit Seilen miteinander verbunden und würden aus Sicht des Laborsystems die Raumschiffe gleichzeitig beschleunigt werden, dann würden sowohl Raumschiffe als auch die Seile der Längenkontraktion und diversen Deformationen unterworfen sein. Die Raumschiffe würden aufgrund ihrer größeren Widerstandsfähigkeit diesen Deformationen widerstehen und nur der Längenkontraktion unterworfen sein. Hingegen die Seile würden durch die Deformationen reißen oder zumindest gedehnt werden, sodass der Umfang des Raumschiff-Seil-Kreises gleich bliebe.

Also ist die ursprüngliche Vorstellung Ehrenfests, dass aus Sicht eines Laborsystems bei gleichbleibendem Radius der gesamte Umfang kontrahiert, im Rahmen der Relativitätstheorie nicht möglich.

Wikipedia: Ehrenfestsches Paradoxon#Starrer K.C3.B6rper und Relativit.C3.A4tstheorie


@Celladoor hatte da auch ein Beispiel mit Beschleunigung gebracht, das hier eben erwähnt wurde:

Celladoor schrieb:Es gibt ja Gedankenexperimente aus den folgt, dass die LK ein realer Effekt ist. Z.B das bellsche Raumschiffparadoxon wo aufgrund der LK ein Seil zwischen zwei gleich beschleunigten Raumschiffen reisst.

Wikipedia: Bellsches Raumschiffparadoxon

So und wurde Dir damit geholfen und stehst Du nun zu dieser Aussage:

Wenn du den nachfolgend aufgezeigten Widerspruch entkräften kannst, ist die Aussage natürlich falsch. Sollte sich der Widerspruch nicht lösen lassen, sehe ich die Aussage eher als unglücklich formuliert.

Deine Behauptung ist eben falsch, unabhängig davon ob ich den "Widerspruch" nun entkräfte oder nicht, hab ich aber nun dennoch. Und auch wenn Du das nun nicht verstehst, was ich da zitiert habe. ;)

Ich habe jetzt noch mal die Beiträge von @pluss durchsucht, konnte aber keinen Hinweis auf eine von ihm ins Spiel gebrachte Beschleunigung der Scheibe finden. Sollte dem so sein, ist die Lösung für das Paradox nicht irgend eine auf die Scheibe einwirkende Kraft, sondern eine nichteuklidische Geometrie:

Rotation und nichteuklidische Geometrie

Bislang wurde die Frage behandelt, wie eine Scheibe vom ruhenden Zustand aus in Rotation versetzt wird, und ob dies „starr“ erfolgen kann oder nicht. Doch bei einer Scheibe, die sich bereits in gleichförmiger Rotation befindet, stellt sich nun die rein kinematische Frage, welche Unterschiede in der Vermessung der Scheibe auftreten, wenn die Messung entweder im Laborsystem oder in einem rotierenden Bezugssystem vorgenommen wird.

[...]

Formale Lösungen

Da Gravitationskräfte hier keine Rolle spielen, kann dieses Paradoxon beziehungsweise die nichteuklidische Geometrie im rotierenden Bezugssystem durchaus mit den Mitteln der speziellen Relativitätstheorie behandelt werden. Denn entgegen einem verbreiteten Irrtum ist diese Theorie auch für alle Beschleunigungen gültig – die allgemeine Relativitätstheorie wird erst benötigt, wenn Gravitation im Spiel ist. Wesentlich ist dabei, dass die Poincaré-Einstein-Synchronisation von Uhren in rotierenden Bezugssystemen nicht auf das ganze System, sondern nur lokal angewandt werden kann, denn im Ruhezustand synchrone Uhren verlieren während der Rotation bzw. bei Beschleunigungen ihre Synchronisation.

Bereits 1910 deutete Theodor Kaluza an, dass die Geometrie auf einer Scheibe nichteuklidisch im Sinne der Lobatschewskischen Geometrie ist.[9] Die formale Standardlösung für die Beschreibung der nichteuklidischen Geometrie in rotierenden Bezugssystemen, wobei neben dem Ehrenfestschen Paradoxon auch der Sagnac-Effekt zu nennen ist, geht auf Paul Langevin (1935) zurück und wurde u. a. von Christian Møller, Lew Dawidowitsch Landau, Jewgeni Michailowitsch Lifschitz und Øyvind Grøn fortgeführt ("Langevin-Landau-Lifschitz Metrik"). Was darüber hinaus noch diskutiert wird bzw. wo noch Abweichungen vorhanden sind, sind Detailfragen bei der Anwendung und Interpretation der Langevin-Landau-Lifschitz-Metrik.[10][11][8] [12]

Neben der speziellen Relativitätstheorie kann dieses Problem natürlich auch mit der allgemeinen Relativitätstheorie behandelt werden, da erstere Theorie in der letzteren als Grenzfall enthalten ist. Tatsächlich war dieses Paradoxon von großer Wichtigkeit für Albert Einstein bei der Entwicklung der allgemeinen Relativitätstheorie.[13] Denn in der speziellen Relativitätstheorie sind beschleunigte Bezugssysteme und Inertialsysteme nicht gleichberechtigt. In der allgemeinen Relativitätstheorie hingegen versuchte Einstein, alle Bezugssysteme als gleichberechtigt darzustellen. Beispielsweise sollten beschleunigte Bezugssysteme (zumindest lokal) äquivalent mit dem freien Fall in einem Gravitationsfeld sein (Äquivalenzprinzip). Dabei war die Erkenntnis, dass in rotierenden Systemen eine nichteuklidische Geometrie verwendet werden muss, ein entscheidender Hinweis, dass dies auch in Gravitationsfeldern nötig ist.[14]

Darüber hinaus führte die Komplexität des Problems bzw. die Unkenntnis der eben erwähnten formalen Lösung dazu, dass im Laufe der Jahrzehnte immer wieder fehlerhafte Erklärungen veröffentlicht wurden. So wurde beispielsweise von Weinstein (1971) die Hypothese vertreten, dass aufgrund der Thomas-Präzession radiale Linien auf der rotierenden Scheibe verzerrt würden, wobei dieser Effekt kumulativ wäre.[15] Phipps führte 1973 ein Experiment mit einer sich monatelang drehenden Scheibe durch, um Weinsteins Effekt nachzuweisen, mit negativem Ergebnis.[16] Whitmire (1972) konnte jedoch bereits vorher zeigen, dass ein solcher Effekt (sofern er überhaupt auftritt) sofort durch dabei auftretende Spannungen ausgeglichen würde und somit von vornherein nicht messbar wäre.[17] Überdies wies Grøn (1975) darauf hin, dass in der von ihm entwickelten relativistischen Kinematik von rotierenden Scheiben kein solcher Effekt auftritt. Die Relativitätstheorie ist somit in Übereinstimmung mit dem negativen Resultat.[18][8]

Wikipedia: Ehrenfestsches Paradoxon#Rotation und nichteuklidische Geometrie

Oder sehe ich das falsch?

@nocheinPoet | @pluss

@ornis

Ja und nein, erst mal geht man davon aus, dass eine Scheibe beschleunigt werden muss, die entstehen ja nicht einfach so rotierend, und dann ist Rotation selber immer schon auch eine Geschwindigkeitsänderung, also eine Beschleunigung.

Es ist so, bei der rotierenden Scheibe werden Annahmen gemacht, die eben so nicht gegeben sind, ein starrer Körper wäre da nur eine. Beschleunigung und Rotation sind schon das Eingemachte, wenn man da mit der SRT und nicht der ART herangeht.

Darum ist es ja entscheidend zum Verständnis, dass man die Grundlagen schon verstanden hat, jongliert man da aber einfach nur mit der "Kontraktionsformel" und versteht nicht die RdG wirklich, braucht man gar nicht an eine rotierende Scheibe zu gehen, egal ob sie einfach schon immer rotiert, oder auch noch vorher beschleunigt wurde.

@nocheinPoet

Aber es ging doch @pluss offensichtlich um den Widerspruch in dem Gedankenexperiment, den das Ehrenfestsche Paradoxon schon beschreibt. Die Annahme einer im Prinzip unbeschleunigten Bewegung durch Rotation sollte wohl eigentlich nur einen Körper schaffen, auf den keine nennenswerten Kräfte mehr wirken. Ist der Radius groß genug, spielt die Zentrifugalkraft auch nur noch eine unbedeutende Rolle bzw. lassen wir den Körper um ein starkes gravitatives Zentrum (z.B. ein Schwarzes Loch) rotieren. Klar bedarf es idealisierter Annahmen, aber derartige Konstrukte benutzt man doch in der theoretische Physik immer wieder.

@Z.

Tut mir ja leid, aber ich muss da ein paar "Anmerkungen" zu Deinen Aussagen machen:

Tatsächlich hängen Abstände nicht vom Bewegungszustand des Beobachters ab, sondern vom Bewegungszustand des tatsächlich bewegten Objektes! Auch der Beobachter sollte als Objekt gedacht werden, das entweder Bewegt ist oder ruht.

Schon bei Newton haben wir das Relativitätsprinzip, ob sich nun der Beobachter gegenüber dem Objekt bewegt, oder das Objekt gegenüber dem Beobachter ist physikalisch äquivalent und eine frage der Definition, es kann nicht unterschieden werden:

Wikipedia: Relativitätsprinzip#Klassische Mechanik

Z. schrieb:Ist ein Objekt beschleunigt, Kontrahiert es, verlangsamt es sich, nimmt es langsam die Gestalt ein die es in Ruhe innehat.

Auch eine "Verlangsamung" ist ein Beschleunigung, es gibt da keinen physikalischen Unterschied, jede Geschwindigkeitsänderung ist eine Beschleunigung, für den einen Beobachter mag das Objekt gegenüber ihn schneller werden, für einen anderen langsamer.

Z. schrieb:Der Beobachter wurde nur deswegen eingeführt, weil aus dessen Sicht Effekte auftreten die es Ihm nicht erlauben die LK zu messen od. zu Beobachten, wenn er zufälliger weis mit beschleunigt wird. (Auch sehr sehr wichtig, Dank A.E)

Der Beobachter steht schon länger als Synonym für "Bezugssystem", er wurde nicht von Einstein extra wegen etwas eingeführt.

Dann und nur dann, verändern sich für Ihn als beschleunigtes Objekt die Abstände genauso wie für jedes andere Objekt. In dem Falle wird auch sein mit beschleunigtes "Maßband", welches er dabei hat, kürzer. Misst er nun mit beschleunigt die gleich gezeigte Kugel (s. Grafik), hat diese seines verkürzten "Maßbands" wegen, natürlich immer noch einen Meter Durchmesser in Bewegungsrichtung wie einst in Ruhe.

Man sollte schon zwischen der Kontraktion der Beschleunigung und der durch die RdG unterscheiden.

Alle Objekte die z. B. nahe c beschleunigt wurden Kontrahieren, zudem Schrumpfen die Abstände in derer Bewegungsrichtung real und immer. Es ist nicht Beobachter abhängig, ob ein bewegtes Objekt Kontrahiert oder nicht!

Doch ist es, es gibt keine absolute Geschwindigkeit, Stichwort "Relativitätsprinzip", Längen sind relativ und beobachterabhängig, es gibt kein absolut bewegtes Objekt, das ist relativ, für den einen ist es bewegt, für den anderen ruht es, für andere hat es unterschiedliche Geschwindigkeiten. Es hat somit auch unterschiedliche Längen, je nach seiner Geschwindigkeit im Ruhesystem der Beobachter.

Z. schrieb:Es ist nur deswegen "Beobachter abhängig", da wenn der Beobachter mit beschleunigt, er die Kontraktion nicht beobachten/Messen kann! Die LK ist immer real, jedoch manchmal nicht feststellbar, eben dann wenn der Beobachter mit bewegt ist. Thats IT!

Nicht wirklich. Grund hatte ich eben erklärt.


Aber dennoch mal einen lieben Gruß. ;)

@ornis

ornis schrieb:Aber es ging doch @pluss offensichtlich um den Widerspruch in dem Gedankenexperiment, den das Ehrenfestsche Paradoxon schon beschreibt.

So schaut es aus, aber er scheint das so als das Ehrenfestsche Paradoxon nicht gekannt zu haben.

ornis schrieb:Die Annahme einer im Prinzip unbeschleunigten Bewegung durch Rotation sollte wohl eigentlich nur einen Körper schaffen, auf den keine nennenswerten Kräfte mehr wirken.

Nun ja, muss man schon sehr groß machen, generell ist eine Rotation immer auch eine Beschleunigung.

ornis schrieb:Ist der Radius groß genug, spielt die Zentrifugalkraft auch nur noch eine unbedeutende Rolle bzw. lassen wir den Körper um ein starkes gravitatives Zentrum (z.B. ein Schwarzes Loch) rotieren.

Nun ja, da haben wir dann Gravitation mit im Spiel, hilft nun gar nicht so richtig.

ornis schrieb:Klar bedarf es idealisierter Annahmen, aber derartige Konstrukte benutzt man doch in der theoretische Physik immer wieder.

Man kann ja eine ganz große Scheibe nehmen, mit ein paar Lichtjahren im Durchmesser, da ist dann die Fliehkraft recht klein. Du hast ja den Link weiter gelesen, freut mit, und selber auch die Lösung gefunden. Auf was willst Du denn nun genau noch hinaus?

Die Geometrie einer solchen Scheibe ist eben eine nichteuklidischen Geometrie, damit kann man dann das Gedankenexperiment im Rahmen der SRT behandeln, es gibt da keinen echten Widerspruch. Nur ist es eben nicht so trivial, dazu muss man dann die Dinge davor schon richtig verinnerlicht haben. Wenn man das richtig verstehen will.

Moin moin @Z.

erst mal Danke für die gute Erklärung von gestern, ich habe auch schon beim ersten durchlesen begriffen, was du mir sagen wolltest :D. Beim zweiten Mal habe ich dann schon wieder zu viel nachgedacht, und mir somit selbst die Stolpersteine vor die Füße gelegt.

nocheinPoet schrieb:Tatsächlich hängen Abstände nicht vom Bewegungszustand des Beobachters ab, sondern vom Bewegungszustand des tatsächlich bewegten Objektes!

Soweit ist das erst mal klar, wobei natürlich mindestens ein Beobachter in einem anderen Bezugssystem gebraucht wird, um überhaupt definieren zu können, wer in Ruhe ist, und wer sich tatsächlich bewegt.

Bewegte Längen kontrahieren also grundsätzlich immer, was jedoch nur von einem nicht mitbewegten Beobachter festgestellt werden kann, wobei es sinnvoll ist, sich den Beobachter gleich als Längen-Maßstab vorzustellen. Würde sich dieser Maßstab (Beobachter) mitbewegen, wäre er ebenfalls von der LK betroffen, und würde nur die Ruhelänge feststellen.

Z. schrieb:Ist ein Objekt beschleunigt, Kontrahiert es, verlangsamt es sich, nimmt es langsam die Gestalt ein die es in Ruhe innehat.

Hier muss ich jedoch noch mal nachfragen, ist nun die Beschleunigung oder der Betrag der Geschwindigkeit ausschlaggebend für die LK? Denn eine Verlangsamung ist ja letztlich auch eine Beschleunigung...

Z. schrieb:(leider weiß ich nich wie gut du aussiehst)

Ist schwer in Worte zu fassen, sagen wirs mal so ..... ich bin zufrieden :D

In den nächsten Wochen werde ich fussballbedingt deutlich weniger Zeit für den ganzen Allmy-Kram haben, da bleibt nur tagsüber etwas Platz für "leichte Kost". Also bitte nicht wundern, wenn ich nicht mehr ganz so aktiv bin ... :D

LG
Peter

@nocheinPoet

nocheinPoet schrieb:Schon bei Newton haben wir das Relativitätsprinzip,

:D
Schon klar Poet, es ging hier aber spezifisch darum das die LK vom Beobachter unabhängig besteht!
Ob nun ein mit bewegter oder ein ruhender, die LK ist unabhängig des Beobachters vorhanden.

nocheinPoet schrieb:Auch eine "Verlangsamung" ist ein Beschleunigung,

Schon klar Poet. Der Satz sollte zeigen das die Kontraktion linear, gemäss fallenden Geschwindigkeiten, nachlässt.
Eine geringere Beschleunigung bewirkt weniger Kontraktion.

nocheinPoet schrieb:Der Beobachter steht schon länger als Synonym für "Bezugssystem"

Neu ist mir das nicht. Ich habe versucht nicht noch einen Begriff einzuführen um die Erklärung übersichtlich zu gestalten.
Da sie nicht falsch verstanden wird. ;) ;)

nocheinPoet schrieb:Man sollte schon zwischen der Kontraktion der Beschleunigung und der durch die RdG unterscheiden.

Ansichtssache. Siehe drüber.

nocheinPoet schrieb:Nicht wirklich. Grund hatte ich eben erklärt.

Es geht hier um eine Erklärung bzgl. Peters "Ansichten", den Grund hatte ich oben erklärt.
Ich weiß es ist Juni und die Kirchen sind wieder reif.

Na dann und lieben Gruß beidseits. :)

@Peter0167
Moin Moin...

Peter0167 schrieb:Soweit ist das erst mal klar, wobei natürlich mindestens ein Beobachter* in einem anderen Bezugssystem gebraucht wird, um überhaupt definieren zu können, wer in Ruhe ist, und wer sich tatsächlich bewegt.

Man kann den Begriff* hier wieder wunderbar mit Objekt ersetzen! ;)

Peter0167 schrieb:Hier muss ich jedoch noch mal nachfragen, ist nun die Beschleunigung

"Negative Beschleunigung", negativer Vektor. Korrekt. Der Prozess wird sich verlangsamen, im üblichen Sprachgebrauch.

Peter0167 schrieb:Hier muss ich jedoch noch mal nachfragen, ist nun die Beschleunigung oder der Betrag der Geschwindigkeit ausschlaggebend für die LK?

So gefragt, sprechen wir besser von negativen und positiven Impulsübergängen.

Peter0167 schrieb: bin zufrieden

Sehr gut. Denn "einiges" ist Relativ ;)

Peter0167 schrieb:fussballbedingt

Es gibt noch andere Faktoren die diesmal mitspielen, hoffen wir das nicht die ganze Welt am Ende zusieht.
Viel Spass dann, ich schau nur bei WMs mal rein... ;)

LG Z.

@Peter0167
PS:

Sehr wichtig den mit beschleunigten Beobachter/Bezugssystem (BS) betreff ist folgender Umstand den ich nochmal kurz hervorheben will.

Die gesamte Raumzeit des lokalen BS verändert sich bei ansteigenden Geschwindigkeiten gegen c.
Nicht nur der Uhrentakt oder die Ausdehnung des bewegten Objektes, dem wir eine BS zuteilen.

DH. das der gesamte Raum Veränderung unterliegt. Hier ist der Schlüssel zur Analogie Gravitation/Geschwindigkeit zu finden.
Sowie in einem im Vergleich stärkeren G-Feld die Uhren langsamer gehen, so auch bei zunehmenden Geschwindigkeiten ein und des selben Objektes.

Wie wir sehen liegt der tiefere Grund für LK und ZD darin, dass Objekte apriori mit der Raumzeit wechselwirken!
Und das was wir apriori mit "Raumzeit" definieren können, sind deren Gravitationsfelder (ART), sie sind Ausdruck dessen lokalen Zustands und geben somit auch den Takt von Uhren vor. Der Wechselwirkung der "Eigenschaften eines Objektes" mit den "Eigenschaften der RZ" resultieren LK und ZD. Das selbst der leere Raum nicht leer ist und Eigenschaften hat zeigt die ART*, somit schon lange bevor wir die Quantenmechanik heranzuziehen pflegen.

Einstein ist somit auch als Vater der QM zu verstehen, mal nebenbei.
Es war und ist eines meiner Hauptziele genau darauf hinzuweisen*.
LG

Z. schrieb:Und das was wir apriori mit "Raumzeit" definieren können, sind deren Gravitationsfelder (ART)

Eine Allgemeinere Theorie wäre dann wohl so etwas wie eine Quantengravitation.

Väter hat sie wohl viele, lassen wir mal dahingestellt ob die Kritik nun immer berichtigt war oder nicht.
Die Quantenmechanik wurde aber zuerst noch ohne Berücksichtigung der speziellen Relativitätstheorie entwickelt.

Moin... @fritzchen1


Man kann durchaus darüber streiten... ich empfinde es eben so, und ich denke auch viele andere, dass Einstein mit seiner Lichtquantentheo 1905, für die er auch seinen Nobelpreis erhielt, als Vater der QM angesehen werden kann.

Mit seiner Lichtquantenhypothese wird Einstein zum Vater der Quantenmechanik.
Einer Theorie, die er später ablehnte.

http://www.menscheinstein.de/biografie/biografie_jsp/key=1578.html

Einsteins Lichtquantenhypothese war revolutionär. Sie besagt, Licht bestehe aus Portionen (Quanten) von Energie. Wenn diese Quanten stark genug sind, können damit Elektronen aus einer Metalloberfläche geschlagen werden. Dabei wird elektrische Ladung freigesetzt, die gemessen werden kann. Dies nennt man den photoelektrischen Effekt. Diesen in der Physik schon länger bekannten Effekt konnte Einstein erstmals korrekt erklären, indem er die Hypothese der Lichtquanten einführte. Deren Realität wurde erst fast zwanzig Jahre später experimentell bewiesen.

http://www.uzh.ch/de/about/portrait/nobelprize/einstein.html (Archiv-Version vom 13.05.2016)

Quantenhypothese

Die Hypothese wurde von Max Planck im Jahr 1900 eingeführt, um das Strahlungsgesetz des schwarzen Körpers herzuleiten...........

Albert Einstein schlug vor,[3] dass es sich bei diesen Quanten nicht um eine bloße Rechengröße handele, sondern dass das Strahlungsfeld selbst aus Quanten bestehe. Mit dieser Hypothese gelang es ihm, die experimentellen Befunde des äußeren photoelektrischen Effektes zu erklären. Für diese Arbeit erhielt Einstein 1921 den Nobelpreis. Später wurde für die Lichtquanten der Begriff „Photonen“ eingeführt.

Wikipedia: Quantenhypothese

;) NG

Ps: Quantengravitation....Ja. Nur geht sie mir nicht "weit genug" ;) sozusagen, mit Sicht auf Einsteins Gedankenwelt.

@Z.

Z. schrieb:Man kann durchaus darüber streiten... ich empfinde es eben so, und ich denke auch viele andere, dass Einstein mit seiner Lichtquantentheo 1905, für die er auch seinen Nobelpreis erhielt, als Vater der QM angesehen werden kann.

So bedeutsam die Arbeit auch war, auf der späteren entwicklung in der Quantenmechanik hatte sie keinen oder wenn überhaupt nur einen kleinen einfluss. Das ändert sich dann erst wieder mit der ART.

@fritzchen1
Wie gesagt ;) Sie legte den Grundstein für die QM zusammen mit Planck.
Albert machte aus der Plankschen These eine berechenbare.... das zeigt der Nobelpreis. ;)
Aus meiner Sicht.

@Z.

Z. schrieb:Albert machte aus der Plankschen These eine berechenbare.... das zeigt der Nobelpreis. ;)

Ist bei mir bestimmt nur ein beiß reflex und ich weiss nur nicht warum. :(

Erst mit der Dirac-Gleichung konnten wichtige am Elektron beobachtete physikalische Phänomene erstmals erklärt oder sogar vorhergesagt werden. Während der halbzahlige Spin in der nichtrelativistischen Quantenmechanik ad hoc als zusätzliches Konstrukt und entgegen den Regeln der Drehimpulsquantelung eingeführt werden muss, ergibt sich seine Existenz zwanglos aus der mathematischen Struktur der Dirac-Gleichung.

@fritzchen1

kein Prob fritzschen ich finde es gut wenn man seinen eignen Intuitionen folgt!!

Nun Diracs Arbeiten 1928 richten sich ja apriori nach der "SRT" die 1905 geboren, 1915 zur Speziellen Relativitätstheo umbenannt wurde.

Die Dirac-Gleichung ist eine grundlegende Gleichung der relativistischen Quantenmechanik. Sie beschreibt die Eigenschaften und das Verhalten eines fundamentalen Fermions mit Spin 1/2 (zum Beispiel Elektron, Quark). Sie wurde 1928 von Paul Dirac entwickelt[1] und erfüllt im Gegensatz zur Schrödingergleichung die Anforderungen der speziellen Relativitätstheorie.

Wikipedia: Dirac-Gleichung

Ganze 23 Jahre später.
Diracs Arbeit, die meiner Meinung auch auf Grund de Broglies "Materiewellen Theo" von 1924 motiviert war.

Zu Broglies Vorarbeiten:

Nach der Entdeckung der Quantelung des Lichts durch Albert Einstein bei der Untersuchung des Photoeffekts entstand das Dilemma, ob Licht als Welle oder als Teilchenstrom beschrieben werden soll. Louis-Victor de Broglie folgerte, dass, wenn Photonen Teilchen- und Wellencharakter zeigen, dann auch klassische Teilchen ein solches duales Verhalten aufweisen müssten. 1924 postulierte er in seiner Doktorarbeit die Materiewellen und erhob damit den Welle-Teilchen-Dualismus zum allgemeinen Prinzip.

Wikipedia: Materiewelle

Also alles Folgearbeiten, die auf SRT bzw. Einsteins Vorgaben bauen.
LG

@Z.

Die gesamte Raumzeit des lokalen BS verändert sich bei ansteigenden Geschwindigkeiten gegen c.

Wie genau meinst Du das, wo endet denn das lokale Bezugssystem?

Z. schrieb:Wie wir sehen liegt der tiefere Grund für LK und ZD darin, dass Objekte apriori mit der Raumzeit wechselwirken!

Wie soll diese Wechselwirkung genau aussehen, wie wäre die zu messen, wo kann man dazu was nachlesen? Speziell auch in Bezug sich der Deiner Meinung nach daraus ergebenen Längenkontraktion und Zeitdilatation?

Z. schrieb:Und das was wir apriori mit "Raumzeit" definieren können, sind deren Gravitationsfelder (ART), sie sind Ausdruck dessen lokalen Zustands und geben somit auch den Takt von Uhren vor.

Die Gravitationsfelder der Raumzeit sind das was wir mit Raumzeit definieren? Und diese Felder geben den Takt von Uhren vor? Du schreibst Dich meiner Meinung mal wieder um Kopf und Kragen....

Z. schrieb:Der Wechselwirkung der "Eigenschaften eines Objektes" mit den "Eigenschaften der RZ" resultieren LK und ZD.

Wie? Welche Eigenschaften wechselwirken mit welchen Eigenschaften der Raumzeit? Und wie ergeben sich aus dieser Wechselwirkung dann Längenkontraktion und Zeitdilatation?

Ich frage Dich das, weil es sich so lesen lässt, als wäre die Raumzeit etwas wie ein Äther oder Medium, wie dass Wasser im Meer. Und ein Objekt könnte sich nun gegenüber der Raumzeit mit einer Geschwindigkeit bewegen, so wie ein Boot sich gegenüber dem Wasser mit einer Geschwindigkeit bewegen könnte. Und so wie das Wasser nun am Boot "reiben" würde, so würde die Raumzeit auf ein Objekt wirken können. So als könnte das Objekt den Wind der Raumzeit spüren, und dieser würde mit der Geschwindigkeit des Objektes gegenüber der Raumzeit steigen.

Mir ist hierbei wichtig, dass die Leser hier Deine Aussagen dazu eben genau nicht so verstehen, denn das wäre falsch. Denn kein Objekt kann sich mit einer absoluten Geschwindigkeit gegenüber der Raumzeit bewegen, die Geschwindigkeit eines Objektes ist immer eine Relation. Kein Objekt kann so mit der Raumzeit wechselwirken, als gäbe es da einen "Fahrtwind."

Ein Objekt hat keine Geschwindigkeit gegenüber der Raumzeit, darum kann dieser auch nicht geschwindigkeitsabhängig mit einem Objekt wechselwirken.

@pluss

So was:

Um die tatsächliche Länge zu ermitteln, müsste die Messung am Anfangs- und Endpunkt gleichzeitig stattfinden.

aber auch. Dann ist für Dich also die "tatsächliche" Länge einfach die physikalische Länge.

pluss schrieb am 05.06.2016:Grafisch dargestellt lässt sich leicht erkennen, dass die Lorentzkontrahierte Länge (s') keinen Einfluss auf die tatsächliche Länge (s) eines Objektes hat: ...

Auch nach Deiner "Definition" ist die "tatsächliche" Länge die durch die LT kontrahierte Ruhelänge des Objektes. ..

pluss schrieb am 27.05.2016:Ich behaupte die Länge eines Objektes oder einer Strecke entspricht immer der Ruhelänge, sie scheint, in Abhängigkeit des Beobachters, nur unterschiedlich zu sein.

pluss schrieb:Wenn du den nachfolgend aufgezeigten Widerspruch entkräften kannst, ist die Aussage natürlich falsch.

Den "Widerspruch" hab ich entkräftet, damit geklärt, dass Deine Aussage falsch war? Wichtige ist aber ja die Frage, hast Du es denn nun inzwischen verstanden und Dich damit beschäftigt?

@nocheinPoet

nocheinPoet schrieb:Die Gravitationsfelder der Raumzeit sind das was wir mit Raumzeit definieren? Und diese Felder geben den Takt von Uhren vor? Du schreibst Dich meiner Meinung mal wieder um Kopf und Kragen....

Ich?Ich dachte du kennst dich mit der ART aus!?
Na ich werde noch ausführlicher antworten, zunächst habe ich noch Arbeit, leider.

Kurz mal was als Steilvorlage...
Wikipedia: Allgemeine Relativitätstheorie

Die allgemeine Relativitätstheorie (kurz ART) beschreibt die Wechselwirkung zwischen Materie (einschließlich Feldern) einerseits sowie Raum und Zeit andererseits. Sie deutet Gravitation als geometrische Eigenschaft der gekrümmten vierdimensionalen Raumzeit. Die Grundlagen der Theorie wurden maßgeblich von Albert Einstein entwickelt, der den Kern der Theorie am 25. November 1915 der Preußischen Akademie der Wissenschaften vortrug. Zur Beschreibung der gekrümmten Raumzeit bediente er sich der Differentialgeometrie.Text

Das Konzept der Allgemeinen Relativitätstheorie löste die alte, Newtonsche Sicht der Dinge ab, dass Gravitation die instantane (d.h. ohne Zeitverlust einhergehende) Vermittlung von Kräften zwischen Massen ist. Nach der ART ist die Gravitation eine geometrische Eigenschaft der Raumzeit, deren Vermittlung sich mit der Vakuumlichtgeschwindigkeit ausbreitet. Die fundamentale Erkenntnis der ART lautet: Energie krümmt die Raumzeit

oder als Tensor-Gleichung geschrieben

https://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/astro_sl_rel.html


Eigenschaft der Raumzeit Nicht Kraft. Nicht Austauschteilchen. Nichts poetisches.
Die lokale Grav gibt den dortigen Gang der Uhren vor, Selbstverständlich...
Zudem will ich beschreiben das auch ein geschwindigkeits abhängiger Uhrengang. mit Ww von RZ und beschleunigten Objekt zu tun hat. Bedenke das auch der Raum vor dem beschleunigten Objekt Kontrahiert (Relation niedriger Takt) und der Raum hinter dem Objekt dehnt (Relation etwas erhöhter Takt).

Kann man natürlich wieder falsch verstehen, deswegen kurz:
Flugzeug nimmt 2 Uhren mit. Eine im vorderen Teil, eine im hinteren Teil, das gesamtte Flugzeug bildet jetzt zwar ein und das selbe Bezugssystem, jedoch werden die beiden Uhren darin unterschiedlich laufen.
Vorne die wird langsamer Takten als die hintere. Ist dir das neu? Das gleiche im freien Fall auf ein SL zu...Warum glaubst du das man bei kleinen SL von "Spaghettisierung" ausgeht?
Also ich verstehe deine Einwände nur sehr sehr sehr bedingt.

Das du zudem mit dem "alten Äther" kommst ist absoult unverständlich!!!Absolut unverständlich!!

nocheinPoet schrieb:Ich frage Dich das, weil es sich so lesen lässt, als wäre die Raumzeit etwas wie ein Äther oder Medium, wie dass Wasser im Meer.

so so lässt es sich... ;)

Es scheint mir eher du versuchst hier Nebelkerzen zu werfen!? Oder hast du etwa keine Ahnung welche Aussagen Einstein zur Gravitation machte? Scheinbar:

Einsteins neue Definition des Äthers
Das derzeitige Standardmodell zur Beschreibung der Gravitation ohne Fernwirkung ist die 1915 von Einstein vollendete Allgemeine Relativitätstheorie (ART). In einem Brief an Einstein (1916) vermutete nun Lorentz, dass in dieser Theorie im Grunde der Äther wieder eingeführt worden sei. In seiner Antwort schrieb Einstein, dass man durchaus von einem „neuen Äther“ sprechen könne, jedoch dürfe der Bewegungsbegriff nicht auf ihn angewendet werden. Diesen Gedankengang führte er in mehreren semi-populären Arbeiten (1918, 1920, 1924, 1930) weiter.[47] [48] [49][50] [51] [52] [53]

So schrieb er 1920 in der Arbeit „Äther und Relativitätstheorie“, dass die spezielle Relativitätstheorie den Äther nicht notwendigerweise ausschließe, da man dem Raum physikalische Qualitäten zuschreiben müsse, um Effekte wie Rotation und Beschleunigung zu erklären. Und in der allgemeinen Relativitätstheorie könne der Raum nicht ohne Gravitationspotential gedacht werden, deswegen könne man von einem „Gravitationsäther“ im Sinne eines „Äthers der Allgemeinen Relativitätstheorie“ sprechen. Dieser sei von allen mechanischen Äthermodellen bzw. dem Lorentzschen Äther grundverschieden, da (wie schon im Brief an Lorentz erwähnt) auf ihn der Bewegungsbegriff nicht angewendet werden könne:[48]

Wikipedia: Äther (Physik)#Einsteins neue Definition des .C3.84thers

Um Effekte wie Rotation und Beschleunigung zu erklären!!!!!!!
Im Sinne des Äthers der ART!!!

Also falls das alles bei dir nicht sitzen sollte, wie man ja hier an deine unzulässigen und hochtrabenden Intentionen sieht, das gegenüber Grundlos zu diffamieren:

nocheinPoet schrieb:Die Gravitationsfelder der Raumzeit sind das was wir mit Raumzeit definieren? Und diese Felder geben den Takt von Uhren vor? Du schreibst Dich meiner Meinung mal wieder um Kopf und Kragen....

Normal ist unser Diskuss eh bereits vorbei.
Entweder es kommt eine Entschuldigung, das Du meine klar nachvollziehbare, ART gerechte Aussage falsch gedeutet hast und dich deswegen, zu diffamierenden Meinungen verleiten lässt...oder es ist Schicht im Schacht. Was meiner Meinung entspräche.
MFG Z.

@Z.

nocheinPoet schrieb:Die Gravitationsfelder der Raumzeit sind das was wir mit Raumzeit definieren? Und diese Felder geben den Takt von Uhren vor? Du schreibst Dich meiner Meinung mal wieder um Kopf und Kragen....

Ich? Ich dachte du kennst dich mit der ART aus!? Kurz mal was als Steilvorlage ...

Das Konzept der Allgemeinen Relativitätstheorie löste die alte, Newtonsche Sicht der Dinge ab, dass Gravitation die instantane (d.h. ohne Zeitverlust einhergehende) Vermittlung von Kräften zwischen Massen ist. Nach der ART ist die Gravitation eine geometrische Eigenschaft der Raumzeit, deren Vermittlung sich mit der Vakuumlichtgeschwindigkeit ausbreitet. Die fundamentale Erkenntnis der ART lautet: Energie krümmt die Raumzeit

Wikipedia: Allgemeine Relativitätstheorie

Eigenschaft der Raumzeit Nicht Kraft. Nicht Austauschteilchen. Nichts poetisches. Die lokale Grav gibt den dortigen Gang der Uhren vor, Selbstverständlich ...

Erstmal, esse ein Snickers ... ;)


Dann, was bei Wikipedia steht ist mir bekannt, Deine Aussage war:

Z. schrieb:Und das was wir apriori mit "Raumzeit" definieren können, sind deren Gravitationsfelder (ART), sie sind Ausdruck dessen lokalen Zustands und geben somit auch den Takt von Uhren vor.

Wir definieren nicht die Gravitationsfelder als Raumzeit. Es gibt die Raumzeit und die kann auch ohne Gravitation sein. Haben wir eine Masse, dann ist die Raumzeit gekrümmt. Deine Aussage war im besten Fall, nein im Grunde ist sie so einfach falsch, nimm es nicht wieder gleich persönlich.

Und dann geben die Felder nicht den Takt der Uhren vor, sie beeinflussen wenn dann nur den Gang der Uhren. Einen Takt geben sie nicht vor. Selbst wenn Du dieser Dinge richtig weißt, hast Du hier Kokolores formuliert. Damit verwirrst Du hier nur andere Leser.

Z. schrieb:Zudem will ich beschreiben das auch ein geschwindigkeits abhängiger Uhrengang. mit Ww von RZ und beschleunigten Objekt zu tun hat.

So, also den geschwindigkeitsabhängigen Uhrengang willst Du beschreiben und kommst mit beschleunigten Objekten? Für die Beschreibung der LK und ZD ist keine Beschleunigung von Nöten.

Z. schrieb:Bedenke das auch der Raum vor dem beschleunigten Objekt Kontrahiert (Relation niedriger Takt) und der Raum hinter dem Objekt dehnt (Relation etwas erhöhter Takt).

Was Du da nun wieder mit der Beschleunigung willst, bleib doch einfach mal bei der Geschwindigkeit, die LK und ZD ergibt sich aus der Geschwindigkeit zum Beobachter. Bei Beschleunigung wechselt der Beobachter stetig das Inertialsystem. Gamma ändert sich dann laufend. Beschleunigungen sind echt interessant in der SRT und der Weg zur ART, aber hier gar nicht nötig. Sogar unnötig.

Und nein, der Raum selber kontrahiert nicht absolut, alle gemessenen Längen die zum Beobachter bewegt sind, sind gegenüber ihrer Ruhelänge kontrahiert. Der Abstand Erde zur Sonne wäre auf der Linie dann kontrahiert. Und das auch hinter dem Objekt. Da dehnt sich nichts aus.

Z. schrieb:Kann man natürlich wieder falsch verstehen, ...

Könnte auch einfach falsch sein, und man kann grübeln, was Du nun genau meinen könntest. ;)

Flugzeug nimmt 2 Uhren mit. Eine im vorderen Teil, eine im hinteren Teil, das gesamte Flugzeug bildet jetzt zwar ein und das selbe Bezugssystem, jedoch werden die beiden Uhren darin unterschiedlich laufen.

Erstmal würde ich sagen, gegeben sei ein Inertialsystem in dem ein Flugzeug ruht, mit je einer Uhr vorne und hinten. Dann zu den Uhren, die laufen nicht unbedingt "unterschiedlich" , sie laufen gleich was die Geschwindigkeit betrifft, müssen aber nicht gleiche Zeiten anzeigen, wurden sie vor dem Start synchronisiert, zeigen sie im Flug nach der Beschleunigung unterschiedliche Zeiten.

Ist aber kein Problem, ein Lichtblitz mittig im Flugzeug kann sie neu synchronisieren. Die Uhren haben Fotozellen und starten beide neu, wenn das Licht des Blitzes sie erreicht. Von da an gehen sie gleich und zeigen auch gleiche Zeiten an. Für alle Beobachter die zu dem System des Flugzeuges ruhen. (Für einen Beobachter im Tower würden die beiden Uhren auch gleich schnell gehen, aber sie würden nicht synchronisiert worden sein, die hintere Uhr startet früher, weil das Licht sie als erstes erreicht.)

Z. schrieb:Vorne die wird langsamer Takten als die hintere. Ist dir das neu?

So ist das nicht nur für mich neu, sondern auch in der Physik, konkret ist es falsch. Retten kannst Du Dich, wenn Du nun behauptest, Du spricht nicht von einem Flugzeug, dass sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, sondern die ganze Zeit beschleunigt. Davon steht aber nichts explizit in Deiner Erklärung und Beschreibung und generell geht man davon aus, dass ein Flugzeug mit konstanter Geschwindigkeit fliegt.

Z. schrieb:Das gleiche im freien Fall auf ein SL zu ... . Warum glaubst du das man bei kleinen SL von "Spaghettisierung" ausgeht?

Bedingt, im freien Fall wird das Objekt zerrissen, bei Beschleunigung gestaucht.

Z. schrieb:Das du zudem mit dem "alten Äther" kommst ist absoult unverständlich!!!Absolut unverständlich!!

Hatte ich Dir doch erklärt, Deine Aussagen klingen eben danach.

nocheinPoet schrieb:Ich frage Dich das, weil es sich so lesen lässt, als wäre die Raumzeit etwas wie ein Äther oder Medium, wie dass Wasser im Meer.

Z. schrieb:... so so lässt es sich... ;)

Ja leider.

Z. schrieb:Es scheint mir eher du versuchst hier Nebelkerzen zu werfen!? Oder hast du etwa keine Ahnung welche Aussagen Einstein zur Gravitation machte? Scheinbar: ...

Du mir ist das bekannt, dachte Dir auch, darum bin ich ja verwundert, dass Du so seltsame Dinge schreibst. ;)

Um Effekte wie Rotation und Beschleunigung zu erklären!!!!!!! Im Sinne des Äthers der ART!!!

Wenn das Dein Ziel war, hast Du da nicht den besten Weg genommen. ;)

Z. schrieb:Also falls das alles bei dir nicht sitzen sollte, wie man ja hier an deine unzulässigen und hochtrabenden Intentionen sieht, das gegenüber Grundlos zu diffamieren:

nocheinPoet schrieb:Die Gravitationsfelder der Raumzeit sind das was wir mit Raumzeit definieren? Und diese Felder geben den Takt von Uhren vor? Du schreibst Dich meiner Meinung mal wieder um Kopf und Kragen....

Du musst richtig lesen, da steht ganz deutlich "meiner Meinung", freie Meinung ist erlaubt, Diffamierung ist dann doch schon was anderes, Du bist echt eine Mimose, meiner Meinung nach. ;)

Entweder es kommt eine Entschuldigung, das Du meine klar nachvollziehbare, ART gerechte Aussage falsch gedeutet hast und dich deswegen, zu diffamierenden Meinungen verleiten lässt... oder es ist Schicht im Schacht. Was meiner Meinung entspräche.

Deine Aussagen waren unklar und zum Teil auch falsch, hatte ich erklärt, diffamiert hab ich Dich nicht, tut mir Leid, wenn Du das nur so verstehen kannst, und es gibt ansonsten keinen Grund, mich zu entschuldigen.


Aber auch einen lieben Gruß

neP