Lichtgeschwindigkeit 100% eine Konstante?

@Arrakai

Arrakai schrieb:Das Sonnensystem bewegt sich kräftefrei im freien Fall, der Effekt sollte symmetrisch sein. Bei der rotierenden Platte ist das ja gerade nicht der Fall.

Das glaube ich nicht. Beim GPS sind die kinematischen Effekte ja auch nicht symmetrisch sondern die Uhren vom Satelliten gehen gegenüber der Erde nach.

Dieser Effekt wird nur vom gravitativen Effekt überlagert.

mojorisin schrieb:Das glaube ich nicht. Beim GPS sind die kinematischen Effekte ja auch nicht symmetrisch sondern die Uhren vom Satelliten gehen gegenüber der Erde nach.

Naja gut, die gesamte Situation ist nicht wirklich symmetrisch...

Arrakai schrieb:Distanzen bleiben dennoch gleich

Nö, in der SRT ändern sich Distanzen und weil es kein globales System gibt, sind auch nicht alle eine Projektion der "echten" Distanzen, sondern für sich selbst echt.

Arrakai schrieb:Gerade deshalb sind es doch Scheinkräfte

Sie verletzen eins der 3 Axiome auf die die klassische Mechanik aufbaut. Die Newtonschen Gesetze gelten nicht (alle), wenn ich die Welt durch ein beschleunigtes Bezugssystem betrachte. Damit ist die Physik anders. Klar kann ich noch irgendwie zu sinnvollen Ergebnisse kommen, aber wenn ich andere Naturgesetze als Grundlage nehmen muss ist das für mich eine andere Physik die ich anwenden muss.

Arrakai schrieb:Nö. Sie ist immer konstant, das ist doch der Punkt. Man sieht es nur nicht immer "gleich einfach" (um noch mal auf die Formulierung aus der Wikipedia aufzugreifen;)).

Nö. Sie ist in Rindler-Koordinaten nicht konstant. Da die SRT mit Inertialsystemen arbeitet und nicht mit Rindler-Koordinaten ist das Postulat der konstanten Lichtgeschwindigkeit damit nicht angreifbar. Aber das ändert nichts daran, dass die Lichtgeschwindigkeit in Rindler-Koordinaten nunmal nicht kostant ist.

Izaya schrieb:Nö, in der SRT ändern sich Distanzen und weil es kein globales System gibt, sind auch nicht alle eine Projektion der "echten" Distanzen, sondern für sich selbst echt.

Es geht nicht darum, ob sich Distanzen in der SRT ändern oder nicht. Das Beispiel hat gar nichts mit der SRT zu tun, es ist lediglich ein Beispiel für eine Koordinatentransformation. Du kannst bei einer Mercator-Projektion zur Distanzbestimmung zwischen zwei Punkten nicht "1 zu 1 dieselben Gesetzmäßigkeiten verwenden" wie bei einer Zentralprojektion oder einem Globus, trotzdem ist die Distanz zwischen zwei definierten Orten in der realen, physikalischen Welt immer gleich. Eine Koordinatentransformation in der RT funktioniert genauso, die Physik ändert sich dadurch nicht, auch nicht die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Egal, ob das in Rindler-Koordinaten direkt erkennbar ist oder nicht.

Izaya schrieb:Sie verletzen eins der 3 Axiome auf die die klassische Mechanik aufbaut. Die Newtonschen Gesetze gelten nicht (alle), wenn ich die Welt durch ein beschleunigtes Bezugssystem betrachte.

Das dritte Newton'sche Axiom gilt nicht für Scheinkräfte, aber dadurch wird es doch nicht verletzt. Verletzt würde es nur dann, wenn du eine Kraft zwischen zwei Objekten finden würdest, die nicht dem Prinzip von Actio und Reactio entsprechen.

Izaya schrieb:Damit ist die Physik anders. Klar kann ich noch irgendwie zu sinnvollen Ergebnisse kommen, aber wenn ich andere Naturgesetze als Grundlage nehmen muss ist das für mich eine andere Physik die ich anwenden muss.

Du kommst nicht nur "irgendwie" zu sinnvollen Ergebnissen, sondern ganz selbstverständlich. Zum Beispiel F = ma, da steckt die Beschleunigung sogar drin, und das ist reinste Newton'sche Mechanik.

Izaya schrieb:Da die SRT mit Inertialsystemen arbeitet und nicht mit Rindler-Koordinaten ist das Postulat der konstanten Lichtgeschwindigkeit damit nicht angreifbar

Die SRT arbeitet nicht ausschließlich mit Inertialsystemen und sie beschreibt auch problemlos Beschleunigungen, das habe ich bereits erläutert. Es ist einfach eine common misconception zu glauben, dass es anders sei.

Du kannst das gerne selbst nachlesen:

Quite the contrary; special relativity was developed precisely to predict the physics of accelerated objects

Quelle: Misner, Thorne, Wheeler (MTW): Gravitation, §6.1 (Accelerated observers can be analyzed using Special Relativity)

Sometimes it's claimed that general relativity is required for these situations, the reason being given that special relativity only applies to inertial frames. This is not true.

Quelle: https://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/acceleration.html

Instead of inertial frames, these accelerated motions and curved worldlines can also be described using accelerated or curvilinear coordinates. The proper reference frame established that way is closely related to Fermi coordinates. For instance, the coordinates for an hyperbolically accelerated reference frame are sometimes called Rindler coordinates

Quelle: Wikipedia: Acceleration (special relativity)


Ansonsten würde die Bewegungsgleichung der SRT auch wenig Sinn ergeben, da steckt nämlich der Impuls drin:




Quelle: Wikipedia: Relativistic mechanics#Force

:merle:
@Chemik
@mojorisin
@Arrakai
@Izaya
Danke für eure Beiträge zu meiner Frage :)

Arrakai schrieb:Geschwindigkeit ist immer relativ, egal welche Art von Bezugssystem du betrachtest, die Wahl der Koordinaten ändert die Physik ja nicht.

Ich war immer der Meinung, dass ein Beobachter auf einer Kreisbahn ggüber einem Beobachter im Zentrum behaupten kann, nur er bewege sich (und deswegen wäre hier die ZD nicht symmetrisch --> seine Uhr geht "langsamer" als die im Zentrum)
im Gegensatz zu 2 geradlinig bewegten Beobachtern.

Arrakai schrieb:Hmmm, ja, es gibt da sicher kinematische Effekte. Das ist aber kein "absoluter" Effekt, die kinematische Zeitdilatation ist hier genauso symmetrisch wie in jedem anderen Fall. Unabhängig davon dürfte die gravitative Zeitdilatation überwiegen, sodass eine mitgeführte Uhr hier (in diesem Fall tatsächlich absolut gesehen) schneller laufen dürfte als eine im Zentrum der Milchstraße.

mojorisin schrieb:Man könnte sich hier einfachhalber eine drehende Scheibe vorstellen, bei der jemand am äußeren Rand sitzt und der andere in der Mitte. Der in der Mitte spürt keine Kraft (vernachlässigen wir mal die Eigenrotation um die eigenen Achse), während der auf dem Rand eine deutliche Zentrifugalkraft spürt. Der am Rand führt eine kontinuierliche beschleunigte Bewegung durch der innere nicht (beide können diese Tatsache auch absolut erfahren)

Dadurch wird die Symmetrie gebrochen und der am Rand altert langsamer als der in der Mitte, in Übereinstimmung zu deiner Aussage. Diese Symmetriebrechung ist auch dasselbe wie beim Zwillingsparadoxon, bei dem derjenige der die Beschleunigung erfährt am Ende jünger ist.

Ja,stimmt - die Gravitation hatte ich dabei nicht berücksichtigt, und deshalb wird es auch - wie von euch einleuchtend beschrieben - komplizierter.

----------------


Dazu noch eine Frage:

mojorisin schrieb:Der am Rand führt eine kontinuierliche beschleunigte Bewegung durch der innere nicht

Mir will nicht so recht einleuchten, warum man bei einer Kreisbahn immer von einer beschleunigten Bewegung spricht?
Bei einer "Beschleunigung" müßte doch die Geschwindigkeit des Objekts (auf der Kreisbahn) immer weiter steigen - tut sie aber doch nicht..
Wie kann man diesen "Widerspruch" einigermaßen einfach aufklären :ask:

@delta.m

delta.m schrieb:Mir will nicht so recht einleuchten, warum man bei einer Kreisbahn immer von einer beschleunigten Bewegung spricht?
Bei einer "Beschleunigung" müßte doch die Geschwindigkeit des Objekts (auf der Kreisbahn) immer weiter steigen - tut sie aber doch nicht..
Wie kann man diesen "Widerspruch" einigermaßen einfach aufklären :ask:

Die vielleicht einfachste Erklärung:
Bei einer Kreisbewegung spürst du eine Kraft die dich auf die Kreisbahn zwingt. Ohne diese Kraft keine Kreisbahn. Wenn du eine Kraft spürst wirst du auch beschleunigt. Der Betrag der Geschwindigkeit bleibt konstant aber nicht die Richtung.

Arrakai schrieb:Das dritte Newton'sche Axiom gilt nicht für Scheinkräfte, aber dadurch wird es doch nicht verletzt.

Im Allgemeinen versucht man physikalische Gesetzte zu finden die unabhängig sind vom verwendeten Bezugssystem. Z.B. gilt das zweite Newtonsche Axiom nur in Inertialsystemen, das ist im Lagrange Formalsimus nicht so.

Der Formalismus ist (im Gegensatz zu der newtonschen Mechanik, die a priori nur in Inertialsystemen gilt) auch in beschleunigten Bezugssystemen gültig. Der Lagrange-Formalismus ist invariant gegen Koordinatentransformationen.

Quelle: Wikipedia: Lagrange-Formalismus

Meine Vermutung ist das es @Izaya darum geht das ein physikalisches Modell unabängig sein sollte vom Bezugssystem.

mojorisin schrieb:Die vielleicht einfachste Erklärung:
Bei einer Kreisbewegung spürst du eine Kraft die dich auf die Kreisbahn zwingt. Ohne diese Kraft keine Kreisbahn. Wenn du eine Kraft spürst wirst du auch beschleunigt. Der Betrag der Geschwindigkeit bleibt konstant aber nicht die Richtung.

@mojorisin

Hmmm, das gilt aber doch nur für den Außenrand einer drehenden Scheibe(?)

Bei der ISS z.B., die um die Erde "fällt", spüren die Insassen aber (trotz Zentrifugal/Zentripetalkraft) keine Kraft auf sie wirken.

@delta.m

delta.m schrieb:Bei der ISS z.B., die um die Erde "fällt", spüren die Insassen aber (trotz Zentrifugal/Zentripetalkraft) keine Kraft auf sie wirken.

Richtig. Deshalb ist Gravitationskraft in der ART ja auch eine Scheinkraft. Das ganze macht dann auch Sinn:
Im freien Fall spüre ich keine Kraft, das heißt ich folge der natürlichen raumzeitlichen Geodäte. Stehe ich auf dem Boden spüre ich eine Kraft, ich werde von der herkömmlichen Geodäte wegbeschleunigt.

delta.m schrieb:Ich war immer der Meinung, dass ein Beobachter auf einer Kreisbahn ggüber einem Beobachter im Zentrum behaupten kann, nur er bewege sich

Ja, die Situation ist insgesamt nicht symmetrisch, das hatte ich ja schon erkannt... ;)
Der freie Fall der Sonne um das Zentrum der Galaxis hatte mich irritiert.

mojorisin schrieb:Im Allgemeinen versucht man physikalische Gesetzte zu finden die unabhängig sind vom verwendeten Bezugssystem. Z.B. gilt das zweite Newtonsche Axiom nur in Inertialsystemen, das ist im Lagrange Formalsimus nicht so.

Naja, spätestens seit der RT wissen wir, dass physikalischen Gesetze in unterschiedlichen Bezugssystemen nicht dieselbe Form haben müssen. Nicht alle Größen sind invariant... Die physikalischen Effekte an sich hängen aber nicht von der Wahl des Bezugssystems ab.

Ein gutes Beispiel sind Schwarze Löcher: Wir wissen sicher, dass Materie den Ereignishorizont passieren kann, sonst könnten sie ja nicht wachsen. Im Bezugssystem des Freifalles ist das auch direkt einsichtig. Im Bezugssystem eines stationären Beobachters muss man anders argumentieren. Die physikalischen Gesetze sind andere, der physikalische Effekt aber nicht.

@Izaya

Ggf. liegt unsere unterschiedliche Meinung an der Unterscheidung von physikalischen Gesetzen und physikalischen Effekten? Ich meine immer physikalische Effekte, wenn ich von der freien Wahl des Bezugssystems schreibe. (Wobei ich zugegebener Maßen begrifflich nicht immer so genau differenziere, wenn es in der Diskussion nicht gerade um eben jene Differenzierung geht...)

delta.m schrieb:seine Uhr geht "langsamer" als die im Zentrum)

Hallo delta.m,

Die Zeit im Universum bleibt dennoch dieselbe. Man braucht da einen Bezugspunkt.
Die Zeit im Universum richtet sich nicht nach der menschengemachten Zeit auf der Erde.
Ob die eine Uhr langsamer geht, ist für das Universum uninteressant. Das dreht unaufhörlich weiter. Die Uhren sind menschengemacht, ein menschlicher Zeitmesser und können natürlich aufgrund unterschiedlicher Umgebungen/ Bedingungen auch unterschiedlich laufen.
Was da jetzt genau eine Rolle spielt, kann ich nicht sagen. Das könnten sein: Luftdruck, Gravitation, kosmische Strahlung, Teilchenbeschuss, elektrische und magnetische Feldlinien u.a.?

Wasser siedet z.B. in Höhenlagen unter 100 Grad C.

delta.m schrieb:Mir will nicht so recht einleuchten, warum man bei einer Kreisbahn immer von einer beschleunigten Bewegung spricht?Bei einer "Beschleunigung" müßte doch die Geschwindigkeit des Objekts (auf der Kreisbahn) immer weiter steigen - tut sie aber doch nicht..Wie kann man diesen "Widerspruch" einigermaßen einfach aufklären :ask:

Es ist so, dass man schon von einer gewissen Beschleunigung ausgehen kann.
Der Mond driftet p.a. ca. 3,8 cm von der Erde ab. (M.E. müssten es mehr sein?) Er hat von Anfang an eine Kraft mit auf den Weg bekommen, um abdriften zu können. Wenn dem nicht so wäre, gibt es die zweite Möglichkeit, dass er absacken würde.
Ein dazwischen gibt es nur rein theoretisch, das wäre die ideale Kreisbahn.
Und die gibt es definitiv nicht. Es gibt keine 100 %-ige Bahnwiederholung. Bleibt also das Abdriften.

Himmelskörper, die Bestand haben, müssen abdriften.
Und dieses Abdriften dürfte das sein, was man als sog. Dunkle Energie bezeichnet?

Das Abdriften gilt im gesamten Universum und wurde von Hubble erstmals nachgewiesen. Das ist Hubbles großer Verdienst.

delta.m schrieb:Bei der ISS z.B., die um die Erde "fällt", spüren die Insassen aber (trotz Zentrifugal/Zentripetalkraft) keine Kraft auf sie wirken.

Hallo Delta.m,

Im Universum bewegen sich grundsätzlich alle natürlichen Himmelskörper, die uns geläufig sind, im äquivalenten Freien Fall zu einem Bezugsobjekt. Das kann einmal sein, ihr Ursprung, von dem sie kamen oder aber auch ein anderes Objekt, von dem sie eingefangen worden sind.
Alles befindet sich in der Schwerelosigkeit. Dadurch herrscht Gleichgewicht.
Das Universum insgesamt ist quasi 'schwerelos'.

:merle: @eich-hörnchen


Das sind einige "interessante" Gedanken, die du da bringst ...

eich-hörnchen schrieb:Der Mond driftet p.a. ca. 3,8 cm von der Erde ab. (M.E. müssten es mehr sein?) Er hat von Anfang an eine Kraft mit auf den Weg bekommen, um abdriften zu können.

eich-hörnchen schrieb:Himmelskörper, die Bestand haben, müssen abdriften.
Und dieses Abdriften dürfte das sein, was man als sog. Dunkle Energie bezeichnet?

Den Grund des "Abdriften" des Mondes von der Erde hatte ich immer anders in Erinnerung (Gezeiten-Reibung u.a.)

eich-hörnchen schrieb:Das Abdriften gilt im gesamten Universum und wurde von Hubble erstmals nachgewiesen. Das ist Hubbles großer Verdienst.

Ich kann es mir zwar nicht vorstellen,
aber meinst Du mit "Abdriften" etwa die Expansion des Weltalls,
die E. Hubble beschrieben/berechnet hat?

eich-hörnchen schrieb:Ob die eine Uhr langsamer geht, ist für das Universum uninteressant. Das dreht unaufhörlich weiter.

Frage: Du nimmst an, das Universum "dreht" sich? ;)

delta.m schrieb:aber meinst Du mit "Abdriften" etwa die Expansion des Weltalls, die E. Hubble beschrieben/berechnet hat?

Hallo delta.m,

Vom Weltall ist weder die linke noch die rechte Begrenzung bekannt und definiert. Es kann nichts expandieren, dessen Grenzen nicht bekannt sind.
Hubble hat diese Rotverschiebung der Spektrallinien als Erster beobachtet.
Z.B., die H-Alpha Spektrallinie und andere waren rotverschoben.
Die Rotverschiebung heißt: Entfernungsvergrößerung. Und das wiederum bedeutet: Abdriften, Auseinanderdriften.

delta.m schrieb:Frage: Du nimmst an, das Universum "dreht" sich?

Ja, freilich, alles ist in Bewegung. Alles bewegt sich um den jeweiligen Ursprung.
Alles ist im äquivalenten Freien Fall.
Damit schwerelos und im Gleichgewicht. Das Universum ist 'quasi' schwerelos.

eich-hörnchen schrieb:Vom Weltall ist weder die linke noch die rechte Begrenzung bekannt und definiert. Es kann nichts expandieren, dessen Grenzen nicht bekannt sind.

Das ist so brutaler Unfug, dass man echt Kopfschmerzen bekommt.

Ich erkläre es nochmal ein wenig anders.

Hubble hat das Licht analysiert, das von einer anderen Galaxie weit entfernt kam.

Wenn man davon ausgeht, dass die Lichtgeschwindigkeit nahezu konstant ist, dann müsste es ein normales Spektrum ergeben, wo die Spektrallinien dort sind, wo sie im Normalfall sind.
Das war hierbei nicht gegeben, sondern die Spektrallinien waren rotverschoben. Und das besagt, dass sich dieses Objekt entfernt.

Mehr besagt es nicht. Also eine Galaxie entfernt sich.

Wenn sich eine Galaxie entfernt, dann kann man nicht sagen, dass sich das Universum ausdehnt, weil es nicht die geringsten Anhaltpunkte dafür gibt.
D.h. ohne die Grenzen zu kennen und ohne zu wissen, dass sich diese Grenzen voneinander entfernen, kann nicht davon ausgegangen werden, dass sich das Universum ausdehnt.

Man kennt die Grenzen nicht, die Größe des Universums ist nicht bekannt, also weiß man über die Größe nichts und somit ist jede Spekulation immer noch Spekulation.

Sicher ist aber, dass sich einige der Galaxien entfernen.

Bei Andromeda ist das schon wieder anders. Sieh mal an?

@eich-hörnchen

Wir sind also der Mittelpunkt des Universums? #AlternativeRealität

Arrakai schrieb:Ggf. liegt unsere unterschiedliche Meinung an der Unterscheidung von physikalischen Gesetzen und physikalischen Effekten? Ich meine immer physikalische Effekte, wenn ich von der freien Wahl des Bezugssystems schreibe. (Wobei ich zugegebener Maßen begrifflich nicht immer so genau differenziere, wenn es in der Diskussion nicht gerade um eben jene Differenzierung geht...)

Na gut, ich rede von Gesetzmäßigkeiten (Naturgesetze), nicht von Effekten.
Dann wäre das wohl geklärt :D

eich-hörnchen schrieb:Wenn sich eine Galaxie entfernt, dann kann man nicht sagen, dass sich das Universum ausdehnt, weil es nicht die geringsten Anhaltpunkte dafür gibt.

Es entfernt sich ja nicht nur eine Galaxie von uns, sondern fast alle.
Die Rotverschiebung ist größer, je weiter weg die Galaxie ist.
Eine Blauverschiebung ist selten. Man findet sie nur bei sehr nahen Galaxien.

Das alles spricht für eine Ausdehnung des Universums.

Zum Mittelpunkt:
Angenommenes Beispiel:
Wir sind links vom Ursprung 1 mpc entfernt. Rechts vom Ursprung ist ein Himmelkörper Nr. 2 1 mpc entfernt.
Wir sind links vom Ursprung 1 mpc entfernt. Noch weiter links wiederum 1 mpc von uns, also 2 mpc vom Ursprung ist Nr. 3.
Wir sind links vom Ursprung 1 mpc entfernt. Noch weiter links 2 mpc von uns, also 3 mpc vom Ursprung ist Nr. 4.

Zu Nr. 2 würden wir einen Wert von ca. 140 messen und zu Nr. 3 ca. 70, zu Nr. 4 ca. 140.
Wir müssen nicht der Ursprung sein.
Des weiteren sage ich, es gibt Millionen von Ursprüngen.

Chemik schrieb:Die Rotverschiebung ist größer, je weiter weg die Galaxie ist.

Ja, das spricht eben für das Abdriften.
Es ist doch gesagt, dass wir die Entfernung zu einem Himmelsobjekt messen und nicht zum Rand des Universums. Diese Galaxie, zu der gemessen wird, ist genau definiert. Es ist die Galaxie XYZ.
D.h., man kann nur behaupten, dass sich die Entfernung zwischen uns und der Galaxie XYZ mit einer Geschwindigkeit von xx vergrößert.
Das ist tatsächlich nachgewiesen. Das andere ist bloße Vermutung. Es wird etwas hineininterpretiert, was absolut nicht bewiesen ist. Der Beweis fehlt.