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CERN-Physiker rütteln an Einsteins Relativitätstheorie

912 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Physik, Licht, Lichtgeschwindigkeit ▪ Abonnieren: Feed E-Mail

CERN-Physiker rütteln an Einsteins Relativitätstheorie

18.03.2012 um 18:04
@mojorisin



ich habs noch einmal nachgerechnet - hmmm ich komme im Moment bei den Angaben der Messergebnisse auch auf Lichtgeschwindigkeit ^^

Aber ich werde das Ganze trotzdem noch einmal alles ganz in Ruhe durchgehen - irgend wo muss dann ja ein Wurm, in der Sache stecken.....

Wenn der äußere Betrachter tatsächlich diese 0,089 Millisekunden Laufzeit, für eine Umrundung, misst und die Messungen und Berechnungen dann auch richtig sind gibt es an der RT, genau genommen, ja wirklich sehr wenig zu rütteln ....

Vielleicht sind die 0,089 Millisekunden ja auch nur nach der Relativitätstheorie errechnete und keine exakt gemessene Werte.


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CERN-Physiker rütteln an Einsteins Relativitätstheorie

18.03.2012 um 19:12
Zitat von felixmerkfelixmerk schrieb:dann wird @Celladoor ja auch sicher Deine Berechnung, bei einer kinetischen Energie von 3,5 TeV, als einen tatsächlichen Messwert bestätigen können.
Habs nicht nachgerechnet, wird schon stimmen was @mojorisin berechnet hat.
Zitat von felixmerkfelixmerk schrieb:Vielleicht sind die 0,089 Millisekunden ja auch nur nach der Relativitätstheorie errechnete und keine exakt gemessene Werte.
Sowohl als auch. Und zwar gemessen in dem Sinne, dass der LHC so funktioniert wie es solche Berechnungen vorhersagen. Würde sich die Natur anderes verhalten, würde der LHC auch nicht funktionieren.


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CERN-Physiker rütteln an Einsteins Relativitätstheorie

18.03.2012 um 23:01
@felixmerk
Zitat von felixmerkfelixmerk schrieb:Vielleicht sind die 0,089 Millisekunden ja auch nur nach der Relativitätstheorie errechnete und keine exakt gemessene Werte.
Die Werte müssen sogar noch genauer bekannt sein, bzw. gemessen werden. Die Differenz der Umrundungszeit z.B. bei 7TeV und 3,5 TeV ist ja 0,089364 - 0,089244 ms = 120ns.

Die Orts- und Zeitauflösung muss aber noch genauer sein da in dem LHC immer mehrere Protonenpackete (2808 / Rohr) gleichzeitig umlaufen.
http://www.lhc-facts.ch/index.php?page=lhc
Die Umlaufdauer kann dabei bis zu 10 Stunden betragen.
http://www.lhc-facts.ch/index.php?page=beamdump

Wären die Berechungnen falsch würden außerdem die Berechnungen für die Vorbeschleuniger nicht stimmen. Hier werden die Protonenpackete kollimiert , beschleunigt und letzendlich in den LHC injeziert. Würden hier die Zeitstempel nicht funktionieren hätte man keine definierten Packete im LHC sondern nur ein heiloses Durcheinander.

Darüberhinaus gibt es zwei Umlaufröhren, in denen die Protonen in dem einen im Uhrzeigersinn und im anderen gegen den Uhrzeigerrichtung beschleunigt werden. Diese haben 4 Kreuzungspunkte in denen die Protonen dann mit 14 TeV kollidieren.

Dazu muss natürlich genau gesteuert werden das die Protonenpackete gleichzeitig an den Kreuzungspunkten treffen. Also würde die SRT falsche Vorhersagen machen wäre ein Funktionierende Konstruktion unmöglich.

Auf dieser Seite werden viele technische Dinge erklärt:
http://www.lhc-facts.ch/index.php?page=home

Diese Video zeigt auch noch die Beschleunigungsphase der Protonen von der Wasserstoffflasche bis in den LHC-Ring.
https://www.youtube.com/watch?v=PJ2q8WUire0
http://www.lhc-facts.ch/img/protonen/Plasmamotron.jpg
Interessant ist dieses Bild aus dem obigen Link. Die rote Wasserstoffflasche liefert Protonen für den Betrieb eines ganzen Jahres.


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18.03.2012 um 23:38
@mojorisin
Zitat von mojorisinmojorisin schrieb: Die Werte müssen sogar noch genauer bekannt sein, bzw. gemessen werden. Die Differenz der Umrundungszeit z.B. bei 7TeV und 3,5 TeV ist ja 0,089364 - 0,089244 ms = 120ns.
Wie genau die Werte jetzt bekannt sind ist ja vorerst gar nicht so entscheidend, entscheidend ist ja erst einmal ob man diese Werte auch definitiv messtechnisch nachgewiesen hat und so wie ich @Celladoor jetzt verstanden habe gibt es überhaupt gar keine realen Messungen sondern eben nur einen Hinweis darauf das das gesamte System nicht funktionieren würde wenn die, durch die relativistischen Berechnungen, vorgegebenen Werte nicht richtig wären.

Jetzt kann man natürlich versuchen mit dem Funktionsaufbau oder rein theoretischen Aspekten zu argumentieren - das ist dann aber noch lange kein direkter Beweis dafür dass die RT nicht kippen kann.


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CERN-Physiker rütteln an Einsteins Relativitätstheorie

19.03.2012 um 00:06
Zitat von felixmerkfelixmerk schrieb:so wie ich @Celladoor jetzt verstanden habe gibt es überhaupt gar keine realen Messungen sondern eben nur einen Hinweis darauf das das gesamte System nicht funktionieren würde wenn die, durch die relativistischen Berechnungen, vorgegebenen Werte nicht richtig wären.
@felixmerk
Natürlich gibt es reale Messungen. Die Positionen/Abstände der Protonenpakete im LHC werden ständig vermessen. Sonst könnte man sie auch nicht kontrollieren. Weder könnte man den Ring mit den genau definierten Paketabständen füllen, noch könnten 2 Pakete haargenau an 4 Stellen des Ringes zur Kollision gebracht werden, noch könnte man sie genau im richtigen Moment mit den Resonatoren beschleunigen, noch könnte man sie problemlos aus dem Ring extrahieren.
Tausende Sensoren füttern ein Feedbacksystem ständig mit Daten, damit die Pakete genau auf Kurs bleiben und bei geringsten Abweichungen selbstständig Korrekturen durchführt oder Pakete im Beam Dump entsorgt.

Ich weiss nicht wo dein Problem liegt. Wieso kannst du nicht einfach akzeptieren, dass die relativistischen Berechnungen korrekt sind, statt Annahmen zu konstruieren die keiner braucht und zudem der Realität widersprechen, bloss um ein klassisches Weltbild aufrechtzuerhalten?

@mojorisin
http://www.lhc-facts.ch/img/protonen/Plasmamotron.jpg
Interessant ist dieses Bild aus dem obigen Link. Die rote Wasserstoffflasche liefert Protonen für den Betrieb eines ganzen Jahres
Witzig finde ich auch das Warnschild gegen übermotivierte Putzfrauen. :)


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CERN-Physiker rütteln an Einsteins Relativitätstheorie

19.03.2012 um 00:15
@felixmerk&all

Keine Panik, die Welt der Physik steht nicht auf dem Kopf.
Es wurde vom Versuchsteam bereits eingeräumt, dass sie ihre Messungen aufgrund eines Messfehlers korrigieren mussten. Drei mögliche Fehler wurden eingeräumt, eines der Probleme dürfte die Synchronisation des GPS-Signals sein. Wenn man bedenkt, dass jeden Tag die Uhren unserer GPS-Satelliten korrigiert werden müssen, um Abweichungen von bis zu 10Km zu vermeiden, könnte da ja ein Messfehler im Milliardstelbereich auch Abweichungen der Geschwindigkeit bei so gewaltigen Größen wie der Lichtfeschwindigkeit führen. Dies und 2 weitere Fehlerquellen wurden bereits vom Forscherteam zugegeben und die Ergebnisse als falsch deklariert; die Teilchen waren knapp dran, aber eben nur knapp.
Also bleibt die absolute v von Einstein save^^
Lg


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19.03.2012 um 00:32
@felixmerk

Eine weitere wichtige Eigenschaft ist die Synchrotronstrahlung, die dafür sorgt das die umlaufenden Teilchen ständig Energie verlieren. Diese Energie muss ständig zugeführt werden und wird natürlich auch relativistisch berechnet.

Wikipedia: Synchrotronstrahlung

Zu beachten ist außerdem das man die Teilchen in einem Ringbeschleuniger ständig in eine Kreisbahn zwingen muss. Die dafür erfordeliche Kraft ist die Zentrifugalkraft. Auch die muss natürlich relativistisch berechnet werden.

http://mhf-e.desy.de/e638/e1410/

Und ich habe es ja auch vorher schon mit der klassichen Rechnung gezeigt. Zwei Größenordnungen Unterschied bei der Geschwindigkeit würde man schon merken oder glaubst du nicht?

Darüberhinaus sieht man doch wunderschön in dem Video das man mit einem gepulsten Feld die Protonen im PSB beschleunigt auf ~91% c. Währe die Geschwindigkeit anders würde ja die Pulsfrequenz gar nicht stimmen.

Und noch etwas: Diese Gerät hier:
http://www.lhc-facts.ch/index.php?page=bpm

Mit dem Beam position Monitor kann man den Strahl auf 5µm genau positionieren. Dazu muss man aber unter anderem auch genaue Kentnisse über die Strahlgeschwindigkeit haben. Wäre hier die SRT falsch würd nichts funktionieren.
http://www.cst.com/Content/Applications/Article/Wake+Field+Simulation+of+a+Beam+Position+Monitor

@Celladoor
Zitat von CelladoorCelladoor schrieb:Witzig finde ich auch das Warnschild gegen übermotivierte Putzfrauen. :)
hab ich gar nicht gesehen aber sehr witzig :D


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19.03.2012 um 00:47
Habe mir Eure Einträge zu wenig durchgelesen, entschuldigt meinen eher peinlichen Beitrag... hier spielt ja eine ganz andere Liga! Aber cool, hier kann man sehr viel lernen!


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19.03.2012 um 01:02
Zitat von NosferatusNosferatus schrieb:Dies und 2 weitere Fehlerquellen wurden bereits vom Forscherteam zugegeben und die Ergebnisse als falsch deklariert
Die OPERA Ergebnisse wurden nicht als falsch deklariert, genauer gesagt wurden sie überhaupt nicht deklariert.
Die besagten Fehlerquellen sind bisher nur Vermutungen. Natürlich erwartet niemand ernsthaft dass es sich dabei nicht um Messfehler handelt.
Zumal bereits Messungen gemacht wurden, welche im Widerspruch zu OPERA stehen. Die ICARUS-Kollaboration hat die Geschwindigkeit der CERN Neutrinos neu vermessen und kam zu einem Ergebnis das, im Rahmen der Messgenauigkeit, im Einklang mit der RT steht.

icarus nuspeed
http://arxiv.org/abs/1203.3433


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19.03.2012 um 01:19
@Celladoor
Wie gesagt, war vermutlich einfach zu schnell bei der Erstellung meines Beitrages. Ich wollte nur das wiedergeben, was ich im Physikpodcast "Welt der Physik" gehört habe, und da wurden Fehler eingeräumt... daher bitte ich nochmals im Verzeihung, lasse mich gern eines Besseren belehren!


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19.03.2012 um 01:24
@Nosferatus
Kein problem.


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19.03.2012 um 01:42
Kleine Anmerkung noch zu diesem Beitrag:
Beitrag von mojorisin (Seite 35)

Dieser Ausdruck unter dem Bild ist falsch:
Zitat von mojorisinmojorisin schrieb:Dabei ist E_P = E_kin - E_Ruheenergie
Das muss heißen E_kin = E_gesamt - E_Ruhe, so ist es auch berechnet.

Die klassische Berechung ist daher falsch, da die 7 TeV reine kinetische Energie ist, die das Proton zusätzlich zu seiner Ruheenergie hat und nicht kinetische + Ruheenergie.

Für das Ergebnis spielt das allerdings nur eine geringe Rolle da die Massenenergie des Protons von
938 MeV << 7TeV.


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20.03.2012 um 15:20
Ich hab gerade ein sehr gut formulierte Erklärung gefunden warum mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit Information NIEMALS schneller als Licht übertragen werden kann.

Das hat mit der Geometrie der Raumzeit zu tun, die Lichtgeschwindigkeit ist nicht einfach nur eine Geschwindigkeit. Sie ist ein Konvertierungsfaktor, um Sekunden in Meter umzurechnen. Von physikalischer Sicht her wäre es klug gewesen, Zeit ebenfalls in Metern zu messen (was in der theoretischen Physik ständig gemacht wird indem man c=1 setzt). Und schneller als ein Meter pro Meter kann man sich nunmal nicht durch die Raumzeit bewegen.

Auch wenn einem nicht klar ist wie man Zeit in Meter messen kann sollte es doch jedem klar sein, dass man nicht schneller als ein Meter pro Meter sein kann^^


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20.03.2012 um 17:58
Zitat von 1.21Gigawatt1.21Gigawatt schrieb:Von physikalischer Sicht her wäre es klug gewesen, Zeit ebenfalls in Metern zu messen (was in der theoretischen Physik ständig gemacht wird indem man c=1 setzt). Und schneller als ein Meter pro Meter kann man sich nunmal nicht durch die Raumzeit bewegen
???


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Ida ehemaliges Mitglied

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20.03.2012 um 18:04
@1.21Gigawatt

Verstehe ich jetzt überhaupt nicht ;-)

Kannst Du das mal etwas erläutern?


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20.03.2012 um 18:27
@Ida
Zitat von IdaIda schrieb:Kannst Du das mal etwas erläutern?
Ich versuch's mal:

Wenn Du der Annahme zustimmst, dass wir in einem vierdiminsionalen Universum mit den Koordinaten (Dimensionen) länge, Breite, Höhe und Zeit (x, y, z, t) leben, welche alle aufeinander rechtwinkelig stehen, und weiter (wie die Lorentz - Transformation suggeriert) die Relativgeschwindigkeit zweier Beobachter zueinander bewirkt, dass deren Koordinatensysteme gegeneinander um einen von der Relativgeschwindigkeit abhängigen Winkel gegeneinander verdreht erscheinen, dann sieht jeder der beiden Beobachter einen Teil der Zeitkoordinate des anderen als Entfernung und Teile der Raumkoordinaten des anderen als Zeit.

Die Lorentz-Transformation beschreibt mathematisch eine Tangens - Funktion und diese wird bei einem Winkel von 90° unendlich. Wenn wir nun (erneut etwas) annehmen, dass die Verdrehung bei c 90° ist, dann haben wir genau die Situation, welche wir messen und beobachten können:

Der eine Beobachter sieht den anderen sich mit einer endlichen Geschwindigkeit bewegen, dafür ist dessen Ausdehnung in Bewegungsrichtung auf Null geschrumpft. Der andere meint, sich unendlich schnell zu bewegen. Und das gilt beidseitig, also von Beobachter A zu B und umgekehrt.

Die höchste beobachtbare Geschwindigkeit ist c (für den so schnell - relativ zum anderen) bewegten Beobachter ist das unendlich und kann daher nicht überschritten werden. Erreicht kann sie nur werden, wenn die Masse dessen, der sie erreichen will, Null ist [unendlich / Null ist nicht definiert, kann aber jeder endliche Wert sein, in diesem Fall c])

Alle Klarheiten restlos beseitigt? :D

Und, so nebenbei, das ist nur eine Spekulation von mir ganz privat.

Und nein, ich will Dich nicht verarschen - das ist in etwa und stark vereinfacht (und wahrscheinlich von mir falsch verstanden) , was die Relativitätstheorie aussagt.


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Ida ehemaliges Mitglied

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CERN-Physiker rütteln an Einsteins Relativitätstheorie

20.03.2012 um 18:53
@OpenEyes

Dich hatte ich eigentlich gar nicht angesprochen. Du sprichst also für andere. Was soll das???


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20.03.2012 um 20:14
@Ida
@Celladoor

Ähm, ja... das wird nicht ganz einfach.
Die Zeit ist eine Dimension der Raumzeit genau wie eine Raumdimension(unsere 3 herkömmlichen Dimensionen sind gemeint), nur mit einem anderen Vorzeichen in der Metrik, ansonsten völlig gleich. Piloten bspw. messen meist die Höhe in Fuß und Weite in Meilen. Der Aufstiegwinkel könnte dann in Fuß/Meile angegeben werden, aber Winkel sind natürlich dimensionslos. Genauso ist es hier doch auch. Es ist kein Problem, Zeiten und Längen gleichzusetzen, das ist nur ein Rechentrick. Es ist natürlicher (für einen theoretischen Physiker). Oft geht man sogar noch weiter und verwendet gleich Planck-Einheiten, wo man dann Energie, Temperatur und inverse Länge gleichsetzt (c=hbar=k=1). Diese Konstanten haben nur Werte ungleich 1 weil man sich entschlossen hat, (für theoretische Physiker) unpraktische Einheiten zu verwenden.

Ich versuche es noch ein bisschen verständlicher.
Du kennst 8 Richtungen.
Oben, Unten, Nord, Süd, West, Ost, Zukunft und Vergangenheit. Die beschreiben die Geometrie unseres schönen Universums. Jeweils zwei davon bilden eine Dimension, also haben wir 4 Dimensionen, das nennt man auch Raumzeit.
Also du sitzt nun da und obwohl du dich nicht bewegst rauscht du durchs Universum. Lassen wir mal die Bewegung der Erde, unseres Sonnensystems und der Galaxie weg, dann rauscht du immernoch durch die Raumzeit und zwar kontinuierlich in "Richtung" Zukunft. Wir sehen das vergehen Zeit nicht als Bewegung an, im Grunde ist es das aber. Wir bewegen uns in eine der 8 Richtung die wir vorhin genannt haben. Diese Bewegung kann man IMMER in den uns bekannten Längeneinheiten messen. Wir messen sie aber für gewöhnlich in Zeit.
Verstehst du es langsam ein bisschen?
Es ist etwas ungewohnt sich Zeit als eine Richtung vorzustellen, aber im Sinne der Raumzeit sollte es eigendlich klar sein.
Die Bewegung in unserem Universum ist wie ein Auto in dem nur die Lenkung funktioniert.
Du kannst die Richtung ändern aber die Geschwindigkeit kannst du nicht verändern.
Genauso können wir die Richtung in der wir uns durch die Raumzeit bewegen ändern, aber nicht die Geschwindigkeit. Das kann man sogar beobachten.
Je schneller man sich durchs Universum bewegt, umso langsamer vergeht die Zeit, sodass sich unsere Geschwindigkeit relativ zur Raumzeit nicht ändert.
Kurz: Reist du schneller durch den Raum, reist du langsamer durch die Zeit. Und umgekehrt.
Das kannst du sogar visualisieren. Dafür legen wir mal die üblichen 3 Dimensionen zu einer zusammen.
Nimm ein Koordinatensystem(x,y) auf einem Papier. Eine Achse ist die Zeit, eine stellt die räumlichen Dimensionen dar. Jetzt darfst du, ausgehend vom Ursprung, einen 1cm langen Strich machen, egal in welche Richtung. Das Ende dieses Striches wird IMMER 1cm vom Ursprung entfernt sein, egal ob du eher in Richtung Zeit(kürzere Zeit) oder in Richtung der Dimensionen(schnellere Bewegung durch den Raum) deinen Strich ziehst.
Das alles ist auch bekannt als Zeitdilatation, es macht deutlich, dass Zeit eine Richtung ist und somit sollte verständlich sein wieso man sie in Längeneinheiten messen kann.

Geschwindigkeit ist Strecke pro Zeit, wenn wir jetzt die Zeit auch als eine Strecke bzw. Längeneinheit angeben dann sind wir da wo wir hinwollen.
Lichtgeschwindigkeit ist danach genau 1Meter pro Meter =)
Schneller geht es nicht, das verbietet hier schon die Mathematik.
Wenn also jemand meint, dass es bestimmt schneller als Licht geht kannst du fragen ob er glaubt, dass es eine Zahl die gibt die größer ist als sie selbst :D Das ist mathematisch vergleichbar und genauso unmöglich.
Ich glaube nicht, dass es Menschen gibt die glauben, dass es Zahlen gibt die größer sind als sie selbst. Trotzdem gibt es viele Menschen die denken, dass es schneller geht als Licht.
Wir habens hier also offensichtlich mit einem Verständnisproblem zu tun.
Das 2 nicht mehr ist als 2 leuchtet jedem ein. Dass nichts schneller als Licht ist sieht nicht jeder als so selbstverständlich an, obwohl etwas schnellers genauso absurd wäre wie eine 2 die mehr ist als 2. Es wäre nämlich die Zurücklegung von mehr als einem Meter pro Meter. Wenn du dich einen Meter bewegst, kannst du dich nicht weiter als einen Meter bewegt haben. Ein Meter pro Meter ist Lichtgeschwindigkeit. Nehmen wir die halbe Lichtgeschwindigkeit schaffen wir nur einen halben Meter, relativ zur Raumzeit sind wir aber genauso schnell, daraus folgt, dass die andere hälfte des Meters als Zeit vergeht.
Wenn du also Lichtgeschwinidgkeit drauf hast vergeht keine Zeit. Wenn du absolut still stehst(das können wir natürlich nicht weil unser ganzes Universum in Bewegung ist) vergeht die Zeit quasi in Nullzeit =)
Wenn du einen kleinen Abschwiff erlaubst:
Diesen Zustand vermuten manche vorm Urknall. Absoluter Stillstand somit keinerlei Bezüge und eine quasi Abwesenheit von Raum. Dafür aber eine rasende Zeit.
Aber das ist reine Spekulation.



Also wenn dir das alles trotzdem noch wie Chinesisch vorkommt:
In der Theorie und in der wohlig kuschligen Welt einer Formel kann man Zeit in Meter oder anderen Längeneinheiten angeben und die Lichtgeschwindigkeit ist dann ein Meter pro Meter, oder ein LJ pro LJ oder eine AE pro AE, je nach dem.
Es ist Formelspielerei. Das was die Formel sagt stimmt, auch wenn wir es evtl. nicht verstehen.



Ich hoffe mal der lange Post war nicht ganz umsonst.


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CERN-Physiker rütteln an Einsteins Relativitätstheorie

20.03.2012 um 20:22
@1.21Gigawatt
Zitat von 1.21Gigawatt1.21Gigawatt schrieb:Ich hoffe mal der lange Post war nicht ganz umsonst.
Nach der Reaktion von @Ida auf meinen Beitrag fürchte ich, Du hast Dir ziemliche Mühe (Kompliment übrigens für Deine Darstellung) ziemlich vergebens gemacht :(

Wieder mal jemand, der sich aus der ESO - Abteilung hierher verirrt hat und "Pseudowissenschaft" mit "Wissenschaft" verwechselt. Schade.


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20.03.2012 um 20:24
@1.21Gigawatt
Zitat von 1.21Gigawatt1.21Gigawatt schrieb:Nimm ein Koordinatensystem(x,y) auf einem Papier. Eine Achse ist die Zeit, eine stellt die räumlichen Dimensionen dar. Jetzt darfst du, ausgehend vom Ursprung, einen 1cm langen Strich machen, egal in welche Richtung. Das Ende dieses Striches wird IMMER 1cm vom Ursprung entfernt sein, egal ob du eher in Richtung Zeit(kürzere Zeit) oder in Richtung der Dimensionen(schnellere Bewegung durch den Raum) deinen Strich ziehst.
Das alles ist auch bekannt als Zeitdilatation, es macht deutlich, dass Zeit eine Richtung ist und somit sollte verständlich sein wieso man sie in Längeneinheiten messen kann.
Die Erklärung ist fantastisch, muss ich mir unbedingt merken.
Vielen Dank :)


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