Erzeugt relativistische Masse Gravitation?

Vorwort:

In einigen Threads wird diese Frage nun mehr oder weniger mit Eifer erörtert, die Meinungen sind zum Glück noch sehr konträr womit der Thread hier dann auch berechtigt ist. Meine Antwort auf die Frage ist recht klar, nein relativistische Masse erzeugt keine Gravitation, es gibt nämlich keine relativistische Masse. Dazu mal was zum nachlesen:

http://www.itp.uni-bremen.de/~noack/masse.pdf (Archiv-Version vom 28.07.2011)
http://expliki.org/w/images/d/d9/Ruhemasse_und_relativistische_Masse.pdf

Nun gut mag da der Eine oder der Andere meinen, ich mache mir das so dann doch zu einfach. Darum gehen wir den Dingen hier mal auf den Grund.

Erstmal müssen wir wissen, was relativistische Masse überhaupt ist, oder was sie nicht ist. Wo kommt der Begriff her was will er uns sagen. Relativistische Masse kommt selber so nicht wirklich aus der speziellen Relativitätstheorie (SRT), wobei da auch die Meinungen auseinander gehen, Fakt ist, das Einstein den Begriff so nicht geprägt hat, und damit auch nicht glücklich war. Für Einstein ist Masse einfach die Masse die einem Körper zueigen ist, die die man messen kann, wenn man zu diesem ruht.

Was muss man nun wissen, um hier weiter zu kommen?

Wichtig ist das Relativitätsprinzip (RP) verstanden zu haben, das kommt von Galilei und ist ein ganz wichtiger Grundpfeiler der Physik. Das ist ein Postulat, man kann es wie vieles im Leben nicht beweisen, aber man könnte es widerlegen, wurde ganz oft versucht, ist nie gelungen. Somit gilt das RP seit einigen 100 Jahren. Das ist so wichtig, dass der liebe Joachim eine extra Seite im Web dazu hat, hier mal ein paar Links:

Wikipedia: Relativitätsprinzip
Wikipedia: Relativitätstheorie#Das Relativit.C3.A4tsprinzip

http://www.relativitaetsprinzip.info/
http://www.relativitaetsprinzip.info/weltzentrum.html
http://www.relativitaetsprinzip.info/relative-bewegung.html

http://www.quanten-universum.de/html/relativitatsprinzip.html

http://www.quantenwelt.de/klassisch/relativ/galileo.html (Archiv-Version vom 03.12.2011)

Das RP hat richtig super „funktioniert“, bis der liebe Maxwell die Gleichungen für die Elektrodynamik (ED) aufgestellt hat, die brachten nämlich einen Widerspruch. Dazu muss man wissen, was ein Initialsystem (IS) ist:

http://www.leifiphysik.de/web_ph10_g8/umwelt_technik/07relativitaet/inertialsystem/intertialsystem.htm
Wikipedia: Inertialsystem

Beschreibt man nun einen Vorgang in der Natur, wie zwei Teilchen sich bewegen zum Beispiel kann man das von der Position des einen oder des anderen Teilchen machen. Man „ruht“ dann in Bezug zu diesem Teilchen, während das andere für einen das bewegte ist. Die Physiker sagen, man habe ein zwei IS definiert und zu jedem ruht jeweils ein Teilchen, während das andere zu diesem bewegt ist. Man kann nun ganz lustig von einem IS in das andere rechnen, beide IS sind nach dem RP gleichwertig. So eine Rechnung nennt man Transformation und man transformiert die Koordinaten des Teilchens von dem einen in das andere IS. Dazu nahm man bis zur ED die Galilei Transformation (GT). Die ist recht einfach, Geschwindigkeiten addieren sich einfach beliebig linear aufeinander. Man kann nun auch Formeln die einen Vorgang in einem IS beschreiben in ein anderes IS transformieren, die Fallgesetze gelten überall gleich, das geht also mit der GT und man sagt dann, diese Formel ist Galilei invariant, das heißt, die ändert sich nicht.

Tja und dann kam Maxwell mit der ED, und die war echt toll, die ED wollte jeder haben, die war einfach echt hübsch, die Physiker konnten damit alle elektromagnetischen Phänomen richtig prächtig beschreiben. Aus der ED geht hervor das die Lichtgeschwindigkeit (LG) = c ist und das konstant. Wenn man also so in einem IS ist, und sich ein Elektron anschaut, und ein Photon das warum auch immer da so einen auf elektromagnetische Welle macht, dann kann man das super mit der ED berechnen.

Nun fragte sich aber einer, was ist denn wenn er mit „seinem“ IS an einem anderen vorbeifliegt, wo jemand gerade ein Photon beobachtet, das die elektromagnetische Welle macht.

Ich ruhe so in meinem IS und mein Photon macht ein auf v = c, alles schön im Einklang mit der ED. Nun kommt einer von hinten an, beobachtet mich und auch mein Photon, und der kommt von hinten mit v = 0,5c an. Der könnte nun nach dem RP und der GT sagen, Dein Photon bewegt sich für Dich mit c aber ich komme mit 0,5c hinterher, also bewegt sich das für mich in „meinen“ IS eben mit c – 0,5c = 0,5c und je schneller ich werde, um so langsamer wird das Photon für mich. Könnte er so sagen, gibt aber echt Probleme, weil er da dann eben für Licht in seinen IS nicht mehr c hat, und damit ist dann die ED kaputt gespielt, denn die sagt, Licht hat immer c.

Die Physiker kamen dann darauf, das man eine andere Transformation braucht, die GT packt das nicht, die ED ist eben nicht Galilei invariant, und der gute Mann war dann der Lorentz, der hatte eine andere Transformation gefunden, die Lorentz Transformation (LT) und damit konnte man die ED super von einem IS in ein anderes transformieren. Die ED ist also Lorentz invariant. Nur konnte man die LT nicht so wirklich gut erklären, das ganze war sehr zusammengeschraubt und man musste einen Äther annehmen, der nie gemessen wurde und auch nicht widerspruchsfrei physikalisch zu beschreiben war, es sei denn seine Eigenschaft war, nie gemessen werden zu können, und sich nie zu zeigen.

Einstein fand dann mit der SRT eine tolle Erklärung, die auf die Annahme eines Äthers verzichten konnte, und somit wurde das Postulat des Äthers dann fallen gelassen. Einstein ging dann noch weiter, und er erklärte, dass die LT nicht nur für die ED gilt, sondern für alle Körper und somit eben auch für die Mechanik.


Es hilft wenn man einwenig den Hintergrund versteht, aber nun wieder zurück zur relativistischen Masse.

Man versuchte nun die SRT recht einfach zu erklären, und dank der LT gab es nun nichts mehr, das schneller als Licht sein konnte, wobei die Frage dann war, warum kann man ein Körper nicht einfach immer weiter beschleunigen, bis er schneller als c ist. Leider gab es dazu eine zu einfache Erklärung, man sagte nämlich die Masse steigt immer weiter an, je schneller ein Körper wird, und man würde unendlich viel Energie brauchen, um ein Körper auf c zu bringen.

Und damit begannen dann viele Missverständnisse zur relativistischen Masse.

Wichtig ist hier schon mal der Hinweis, das die relativistische Masse von der Geschwindigkeit abhängt und die von IS und somit relativ und nicht absolut ist, was bedingt das jede Masse beliebig viel relativistische Masse haben kann, je nachdem aus welchem IS man diese betrachtet.

Nun kennen viele auch die Gleichung von Einstein E = mc² und wissen, Masse ist auch nur Energie und kann hin und her gewandelt werden. Nun dachten sich ein paar Leute, wenn ein Körper eine Geschwindigkeit hat, hat er kinetische Energie und die müsste ja dann auch Masse sein. Masse erzeugt ja Gravitation, also müsste relativistische Masse auch Gravitation erzeugen.

Wer nun einwenig die Begriffe RP, IS, SRT, GT, LT verstanden hat, wird schon beim RP in grübeln kommen, denn man kann ja gar nicht unterscheiden, ob man sich nun ganz schnell selber an einem Körper vorbei bewegt, oder sich dieser an einem, wie soll man denn da nun wissen, welcher mehr Gravitation erzeugen soll, welcher hat die relativistische Masse, wo ist in welchem ist die kinetische Energie drin.

Gute Frage, ist ein echt mieser Widerspruch, und zeigt, geht nicht, relativistische Masse kann keine Gravitation erzeugen.


Aber man gibt ja nicht auf, da gibt es nach der SRT nun die allgemeine Relativitätstheorie (ART) und die geht noch weiter als die SRT, die baut auf die SRT auf, welche aber das RP als Postulat hat. Das bedeutet erstmal, die ART kann nicht dem RP widersprechen, sonst haut sie sich selber die Füße weg.

Die ART arbeitet nicht mehr mit IS sondern mit einfachen Koordinatensystemen, und diese können „gekrümmt“ sein, die SRT ist nur noch lokal gegeben. Die ART beschreibt die Raumzeit und alle Energie mit einer Matrix, man nennt das in der Physik Tensor und ein ganz wichtiger ist der Energie-Impuls-Tensor (EIT). Der berechnet nun die Raumkrümmung und die ist äquivalent zur Gravitation. Im EIT gibt es eine Komponente in der man die Energie einträgt, auch die kinetische Energie kommt da rein. Da freut sich das Herz, würde doch bedeuten, kinetische Energie krümmt doch die Raumzeit und somit relativistische Masse erzeugt Gravitation.

Das ist aber ein klarer Widerspruch zum RP. Geht also nicht. Und nun?


Nun könnte ich das einfach erklären, oder wir machen das wenn Lust gegeben ist, gemeinsam an einem Gedankenexperiment. Das gebe ich einfach schon mal vor.


Erste Frage, wenn eine Taschenlampe strahlt, wird sie dann leichter, weil sie ja Energie in Form von Photonen abstrahlt, verliert sie an Masse?

Zweite Frage, wir haben eine große Masse und teilen diese und ziehen die auseinander, die Teile ziehen sich an, wie müssen Energie aufwenden und „reinstecken“, wird die Masse in Summe beider Teil nun größer, steigt die Raumzeitkrümmung?


So mal als Einstieg ins Thema und wir haben dass aus den anderen Threads raus.


nocheinPoet

@ Unnachahmlich

Find ich eine gute Idee dazu einen eigenen Thread aufzumachen.

- Die Taschenlampe dürfte aufgrund der Energieabgabe leichter werden.
- Die Masse der Summe der Teile müsste größer sein als die vorher ungeteilte Masse

@mojorisin

darkExistence schrieb: Find ich eine gute Idee dazu einen eigenen Thread aufzumachen

finde ich auch.....

Ich bringe dann auch kurz noch meine letzte Frage an @mojorisin "Hier" mit unter ^^

Was mir im Moment halt immer noch nicht klar ist > es ist immer die Rede davon dass die Bewegung keine Masse hervorbringt, also praktisch keine Energie erzeugt. Das verstehe ich dann auch.

Aber: Jeder Bewegung geht doch auch immer eine Beschleunigung voraus und eine Beschleunigung verlangt doch auch immer nach einer Energiezufuhr über einen Bewegungsimpuls.

Wo liegt denn jetzt der essentielle Unterschied zwischen einer Energie die in einen Drehbewegungsimpuls umgesetzt wurde, gegenüber der Energie die in einen gradlinigen Bewegungsimpuls umgesetzt wird, wenn man die gesamte RT und eine relativistische Anschauung mal Außen vor lässt ?

Energie soll doch aquivalent mit der Masse sein - danach müssten dann auch beide Systeme, sowohl das rotierende als auch das gradlinig bewegte System, aus einer übergeordneten Perspektive auch einen Massenzuwachs erfahren.

Weil > Die Bewegung und die Ortsveränderung einer Masse, innerhalb der gesamten Raumzeit, (wenn man den Energieerhaltungssatz mit in diese Überlegung einbezieht) auch keine Energie verbraucht..... ^^

Eigentlich interessiert mich das Thema, aber dieser Text ist mir heute doch zuviel :-) Morgen vielleicht.

@darkExistence

Die Taschenlampe dürfte aufgrund der Energieabgabe leichter werden.

Richtig, wenn wir nur die Lampe betrachten.



Die Masse der Summe der Teile müsste größer sein als die vorher ungeteilte Masse

Auch richtig, wenn wir die Energie zum trennen der Masse von „Außen“ einbringen.


Mal zur Taschenlampe, bedeutet doch, eine leere Batterie ist leichter als eine volle. Nun schauen wir uns mal die Masse wieder an, wir wollen dieses mal die beiden Teile mit Energie aus der Masse selber trennen, dazu haben wir einfach auch Batterien dabei und einen Motor der eine Hydraulik antreibt, welche beide Massen auseinander drückt. Alles arbeitet ohne Reibung und verlustfrei. Was ist nun nach dem Heben, wir haben einwenig Energie aus den Batterien verbraucht. Konnten wir so nun mehr Masse erzeugen, hat das Heben die Masse erhöht?

Hier noch mal ein Link:

http://itp1.uni-stuttgart.de/lehre/vorlesungen/rela1/ss2007/Rela1.pdf

Die Dinge werden recht genau beschrieben.

Das Problem das eine relativistische Massenerzeugung mit sich bringt soll an folgendem Bild veranschaulicht werden:



Es ist schnell erklärt:
Die Gravitation kann berechnet werden mit dem Gravitationsgesetz F_g = G*(m1*m2)/r^2.
Dies ist natürlich nichtrelativistisch aber für eine Beobachter auf Körper 1 genau genug. Er kennt die Masse des Körpers und der Kugel an der Feder. Da das Experiment statiosch ist wirkt in der Feder die Gegenkraft zur Gravitationsanziehung. Wie stark diese ist kann somit direkt abgelesen werden an der Federauslenkung.
Was sieht aber jetzt ein Beobachter auf Körper 2. Er berechnet die Masse des Körpers 1 natürlich relativistisch aufgrund der hohen Geschwindigkeit. Da die Masse des Körpers 1 nun viel größer ist müsste der Beobachter auf Körper 2 auch eine wesentlich größere Federauslenkung sehen. In y-Richtung wirkt auch keine Längenkontraktion sowie Zeitdilatation. Dies ist aber auch nicht wichtig da der Vorgang statisch ist.
Dies führt ganz klar zu einem Widerspruch da die Federauslenkung egal von welchem Beobachter aus gesehen gleich groß sein muss. Oder anders ausgedrückt: Die Krümmung des Raumes um einen Körper kann nicht abhängig sein vom Beobachter.

Würde die Masse vom Körper 1 abhängig sein von seiner Geschwindigkeit, könnte der Beobachter auf Körper 1 nur anhand der Messung des Federauslenkung seine Geschwindigkeit bestimmen. Hätte er zudem die Möglichkeit andere Geschwindigkeiten einzustellen, könnte er so lange experimentieren bis seine Federauslenkung minimal ist. Er hätte eine absolute Geschwindigkeit von v = 0. Dies widerspricht der Relativitätstheorie.

Dieser Widerspruch lässt aich also nur so deuten das die Masse Lorentz-invariant sein muss. Sie bleibt gleich groß egal von welchem System aus beobachtet.

Nun gab es schon das Beispiel Temperatur sei eine Energie die gravitativ wirkt.
Und da die Temperatur von der kinetischen Energie abhängt muss auch kinetische Energie gravitativ wirken. Dieser Einwand ist erstmal durchaus berechtigt beginnt man bei der kinetischen Gastheorie nach der gilt:
3/2*k_b*T = 1/2*m*(v_mittel)^2
Die Frage ist aber was ist Temperatur wenn man das Gas verflüssigt oder gar fest werden lässt. Die Moleküle werden langsamer und nehmen feste Plätze ein und schwingen an diesen. Kühlt man soweit ab wie möglich gehen die Moleküle so nah zusammen wie möglich (Pauli-Prinzip und Unschärferelation). Nun dies ist der niedrigstenergetische Zustand und was wir jetzt sehen ist sowas wie niedrigste potentielle Energie. Erhitzen wir wieder ziehen wir die Moleküle voneinander weg wir geben ihnen potentielle Energie. es ist ähnlich wie bei Satelliten: Erhöhen wir die Geschwindigkeit werde sie gehoben und gewinnen potentielle Energie und vice versa. D. h. die höhere Temperatur kann tatsächlich als höheres Potential gesehen werden und wirkt tatsächlich gravitativ.

Das gleiche bei Rotation:
Nehmen wir ein Gummiband und rotieren es dehnt es sich. In einem Material beginnt dassselbe: Die Zentripedalkraft muss von den Molekülbindungen erbracht werden, dadurch bewegen sich die Moleküle leicht auseinander und die potentielle Energie wird erhöht.
Man sieht sogar, was passiert wenn die Bindungsenergie zu schwach ist, um die notwendige Zentripedalkraft zu erbringen, wie bei manchen Kohlenstoffmoleküketten z.B. bei Plastiktüten.
Dreht man diese zu schnell mit einem Gewicht dran reisst sie. Dabei wird Arbeit geleistet und potentielle Energie eingetragen. Die Moleküle trennen sich voneinander.

Nun nocheinmal zur Temperatur: Wie man sieht ist die Temperatur invariant gegenüber Lorenz-Transformation. Nun könnte man entgegenen wenn ein Körper mit 0,9c entgegenkommt und man rechnet die Relativgeschwindigkeit (0,9c) zu der Temperaturgeschwindigkeit (v_mittel) der Teilchen hinzu ist die Temperatur nicht mehr invariant sondern abhängig von der Geschwindigkeit. Diese Annahme kann aber schnell widerlegt werden wenn wir die Temperaturstrhahlung zu der Erklärung hinzunehmen. Jeder Körper emittiert Strahlung abhängig von der Temperatur (Schwarzkörper-Strahlung).
Dies würde zu einem eklatanten Widerspruch führen, wäre die Temperatur abhängig von der Geschwindigkleit:

Kommt ein Körper mit 0,95c auf uns zu und wir messen sein Spektrum würden wir eine sehr hohe Temperatur schließen aufgrund der Blauverschiebung. (Dies würde noch zur kinetische Theorie passen.) Aber in dem Moment wo der Körper an uns vorbeifliegt würde sich sein Temperatur schlagartig nach unten verändern aufgrund der nun vorhandenen Rotverschiebung.

Darauf aufbauend könne wir nun weitergehen. Was ist mit der Raumzeitkrümmung durch Licht:
Nun die Energie des Lichtes ist E=h*f. Und die Frequenz ist nun von jedem IS abhängig (Dopplereffekt). Die Energie des Lichtes ist sozusagen nur kinetische Energie. Dies ist eigentlich auch sofort einleuchtend da wir wissen die Masse von Photonen ist 0. D.h. die Gesamtenergie eines Photons ist kinetische Energie. D.h. Photonen haben keine graviattive Wirkung.

Nun um auf die Problemstellung von @felixmerk einzugehen:
Beobachten wir eine Explosion die eine Stab in Rotation zwingt und den anderen beschleunigt, kann das von allen IS aus gemessen werden. Die Rotation erzeugt sozusagen Raumzeitkrümmung der Stab hingegen nicht.

Mein Problem ist nun folgendes aufgrund der oben gezeigten Widersprüche zeigt sich das potentielle Energie tatsächlich gravitativ wirkt während kinetische Energie dies nicht macht. D.h. potentielle Energie ist lorentzinvariant während kinetische Energie variant ist.

Die Frage ist nun nur: Warum ist potentielle Energie gravitativ wirksam und kinetische Energie nicht?

@mojorisin

Vorab, schöner Beitrag.



Die Krümmung des Raumes um einen Körper kann nicht abhängig sein vom Beobachter.

Das sollte inzwischen hier jedem eigentlich wirklich klar sein.



Dieser Widerspruch lässt sich also nur so deuten das die Masse Lorentz-invariant sein muss. Sie bleibt gleich groß egal von welchem System aus beobachtet.

Richtig, solange sie nicht „verändert“ wird. ;) Früher nannten einige diese Masse auch die Ruhemasse.


Zur Temperatur, das ist immer noch recht knifflig, durch die ZD sehen wir im einem zu uns bewegten IS die Teilchenbewegung verlangsamt, somit geht die Temperatur runter, wir könnten also Wasser sehen, das bei weniger als Null Grad flüssig ist. hier arbeitet man an einer relativistischen Thermodynamik. Dazu mal Links:

http://www.astronews.com/news/artikel/2007/11/0711-013.shtml
http://idw-online.de/pages/de/news335659



Mein Problem ist nun folgendes aufgrund der oben gezeigten Widersprüche zeigt sich das potentielle Energie tatsächlich gravitativ wirkt während kinetische Energie dies nicht macht. D.h. potentielle Energie ist Lorentz invariant während kinetische Energie variant ist.

Die Frage ist nun nur: Warum ist potentielle Energie gravitativ wirksam und kinetische Energie nicht?

Energie kann nicht erzeugt oder vernichtet werden, betrachten wir einen bestimmten Raumbereich und dort eine Masse. Wir können nun mit dieser alles machen, solange die Energie für eine Umverteilung aus der Masse selber kommt, ändert sich die Gesamtenergie nicht. Sprengen wir also etwas, dann müssen wir alles in diesem Bereich das sich bewegt greifen, wir haben dann in unserem Ruhesystem auf einmal viele bewegte Teilchen. Da müssen wir dann die Impulse für das ganze System mit einrechnen, und die gesamte Gravitation des Systems bleibt konstant.

Nur wenn wir Energie in ein System oder aus einen System tragen, ändert sich auch die Gravitation des Systems. Nur kann man das nicht wirklich, man betrachtet immer nur ein Teil des Universums und diesen als ein System. Nun bringen wir dann Energie von „außerhalb“ in das System, oder „strahlen“ Energie ab. In Wahrheit ist das aber für das ganze System „Universum“ immer ein Nullsummenspiel.

Ist auch klar, die gesamte Energie im Universum ist konstant, gibt eine bestimmte Gravitation, und die kann nur umverteilt werden.

Was bedeutet das nun genau?

Erstmal gilt weiter, es gibt keine kinetische Energie im Ruhesystem einer Masse, also auf einer Masse kann man nie messen, das diese nun größer geworden ist. Man muss also das gesamte System von etwas weiter weg betrachten. Die kinetische Energie ist dann in Summe aller Bewegungen der Teilchen zueinander gespeichert, aber eben nie in einem Teilchen.

Ein Gasatom kann auch keine Temperatur haben. Man kann ja mal versuchen, die Temperatur eines Wasserstoffatoms zu messen.

Um die Dinge hier zu verstehen und auch im Rahmen der ART muss man schon einwenig graben und auch die Basis der Physik im Blick haben. Einfach nur irgendwelche Teile zu greifen und dann zu sagen der EIT sagt aber, der Impuls muss da mit rein, reicht eben nicht aus.

@mojorisin
Heutzutage sollten wir imo die übergeordneten Kategorien, solche Problem oben anzugehen, nicht apriori auf alte Vorstellungen von Materie festsetzen. Um das Problem anzugehen ist es unabdingbar die.. Wikipedia: Quantenfeldtheorie ... mit einzubeziehen. Gedankliche Probleme warum eine Energie g erzeugt und die andere das nicht solle, kommen daher wenn man sich zu einseitig auf historische Physik beruft.
MfG Z.

@Z.

Vor der QT sollte man mal die SRT und die ART verstanden haben. Wo soll die QT für die Frage hier eine konkrete Rolle spielen?

@Z.,

Heutzutage sollten wir die übergeordneten Kategorien, solche Problem oben anzugehen, nicht apriori auf alte Vorstellungen von Materie festsetzen.

Man sollte schon von unten nach oben gehen, und es sind keine alten Vorstellungen sondern die aktuelle Physik. Willst Du die einfach ignorieren? Widersprüche nicht beachten? Wir haben gültige Theorien zur Materie, darauf sollte man aufbauen. Wie es in der Physik üblich ist.



Um das Problem anzugehen ist es unabdingbar Quantenfeldtheorie mit einzubeziehen. Gedankliche Probleme warum eine Energie g erzeugt und die andere das nicht solle, kommen daher wenn man sich zu einseitig auf historische Physik beruft.

Nein, erstmal warum ist die QT unabdingbar? Und ich würde sagen, gedankliche Problem kommen dann, wenn man die aktuelle Physik nicht begreift und nicht versteht und nicht verstehen will.

In dem Augenblick wo Du hier auftauchst, geht der Dialog in eine „andere“ Richtung. Schon seltsam. Hast Du den ersten Beitrag von mir gelesen? Hast Du was zum Thema beizutragen und nicht vom Thema weg?

Was machst Du eigentlich? Wir diskutieren hier im Rahmen der SRT und der ART und Du kommst an, trägt nichts aber auch gar nichts Sachliches zum Thema bei, machst die RT schlecht, wäre ja eine alte Vorstellung, eben historische Physik, und wedelst mit der QT rum. Was bitte soll das Z.?

@Z.,

Heutzutage sollten wir die übergeordneten Kategorien, solche Problem oben anzugehen, nicht apriori auf alte Vorstellungen von Materie festsetzen.

Um das Problem anzugehen ist es unabdingbar Quantenfeldtheorie mit einzubeziehen. Gedankliche Probleme warum eine Energie g erzeugt und die andere das nicht solle, kommen daher wenn man sich zu einseitig auf historische Physik beruft.

Um es mal verständlich zu machen, was lieber Z. möchtest Du denn mit „alte Vorstellungen von Materie“ genau aussagen? Das die alten Vorstellungen falsch sind?

Was willst Du mit „historische Physik“ aussagen? Es gibt die Physik, es gibt da Theorien und die sind gültig bis sie falsifiziert wurden. Es entsteht nun mal leider der Eindruck, Du willst mit „alten Vorstellungen“ und „historische Physik“ implizieren, diese Physik wäre veraltet und falsch. Leider wirkt das eben genau so.

Wenn man meint, eine Theorie sei falsch und „veraltet“ dann müsste man schon zeigen wo und vor allem warum. Einfach zu sagen, ist doch Schnee von Gestern, ist falsch, fangen wir oben an, die QT kommt sicher gut, ist auch nicht so alt, ist einfach nicht der richtige Weg um das Thema hier vernünftig zu diskutieren.

Du bist hier herzlich eingeladen aktiv vernünftig zum Thema zu schreiben. Wir könnten dann mal über die Widersprüche diskutieren, würde ja Zeit. Was mich nun an Deinem Auftritt hier ein wenig wundert ist, Du hast die ganz Zeit gesagt, Du bist mit dem Thema durch, da kommt nichts mehr von Dir zu, für Dich ist das geklärt. Wie denn nun? Ist es für Dich geklärt, oder willst Du hier darüber diskutieren? Oder wolltest Du nur mal ganz sachlich und konstruktiv zum Thema beitragen, das die alten Vorstellungen von Materie nicht falsch sind, und wir hier ja mit der „historischen Physik“ nicht weiter kommen werden?

mojorisin schrieb:Die Frage ist nun nur: Warum ist potentielle Energie gravitativ wirksam und kinetische Energie nicht?

Die Frage ist ganz bewusst gestellt und vor allem deshalb weil ich im Moment diese NICHT beantworten kann.
Deswegen find ich das Beispiel von @felixmerk sehr gut ,das zumindest mich genau auf diese Fragestellung hingeführt hat. Am Anfang dacht ich alles klar der eine Stab rotiert und hat eben Drehimpuls der andere bekommt "normalen" Impuls und fertig. Nun in der Tat kann man von allen IS diese Impulsänderung in Stab 1 messen und sehen. Dies bedeutet nichts anderes als eine Energiedifferenz von E_kin im Stab 1 vor und nach der Explosion.

Nun ich sehe es so das E_kin keine Gravitationswirkung haben kann (ist ja die Diskussion). Die Widersprüche ansonsten sind da und würden auch das RP widerlegen.

Also muss man für eine genauere Betrachtung nun tatsächlich in die ART übergehen da es ja letztendlich um Gravitation geht. Und eben bei dem Experiment müssen alle Teile als Gesamtsystem gesehen werden. D.h. führt man das ganz Experiment in einer Black Box aus dürfte sich von außen gesehen an der Graviation nichts ändern da alle benötigte Energie schon vorher drin steckt.

Nun ich glaube das speziell diese Frage der unterschiedlichen Wirkungen von E_kin und E_pot in Bezug zu Gravitation mit der ART erklärt werden kann. (Nur eben momentan von mir nicht da ich mich da erst mal ordentlich einlesen muss und grad noch keine Zeit habe, aber vielleicht eben doch von jemand anderem).

Eine Erklärung mit der Quantenfeldtheorie ist eigentlich schon deshalb nicht sinnvoll da in ihr ja Prinzipien der klassischen Feldtheorien angewandt werden. Gerade eine Vereinheitlichung dieser mit der ART ist doch die momentane Hauptschwierigkeit. D.h. eine Fragestellung zur ART mit der Quantenfeldtheorie beantworten zu wollen ist eigentlich widersprüchlich.

Ich könnte jetzt tatsächlich hergehen und irgendwie mal eine Hypothese aufstellen das beschleunigte Masse Gravitonen abstrahlt ähnlich beschleunigter Ladung. Aber ich glaube das ist für das Verständis für das Problem erst einmal hinderlich.

@mojorisin

Die Frage ist nun nur: Warum ist potentielle Energie gravitativ wirksam und kinetische Energie nicht?

Die Frage ist ganz bewusst gestellt und vor allem deshalb weil ich im Moment diese NICHT beantworten kann. […] Nun ich sehe es so das E_kin keine Gravitationswirkung haben kann (ist ja die Diskussion). Die Widersprüche ansonsten sind da und würden auch das RP widerlegen.

Also muss man für eine genauere Betrachtung nun tatsächlich in die ART übergehen da es ja letztendlich um Gravitation geht. Und eben bei dem Experiment müssen alle Teile als Gesamtsystem gesehen werden. D.h. führt man das ganz Experiment in einer Black Box aus dürfte sich von außen gesehen an der Gravitation nichts ändern da alle benötigte Energie schon vorher drin steckt.

Ja und in der ART haben wir im EIT ja auch „Impulse“ im Raum und in der Zeit.



w ist eine Energiedichte (Energie pro Volumen)

(Sx,Sy,Sz) ist eine Energiestromdichte, c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum,

G_ik wird als Maxwell’scher Spannungstensor bezeichnet, er beinhaltet den räumlichen Impulstransport, z. B. in den Diagonaltermen den Druck, den ein Strahlungsfeld ausüben kann.

Die Nichtdiagonalterme des Spannungstensors beschreiben Scherspannungen.

Quelle: Wikipedia: Energie-Impuls-Tensor

Wir haben eine Energiedichte und eine Energiestromdichte, da sollte man erstmal genau schauen, was das ist, welche Einheiten und so weiter. Solange aber in der „Black Box“ nichts an Energie rein oder raus kommt, wird diese eben eine konstante Energie behalten und auch den Raumzeitbereich entsprechen krümmen. In dem KS in dem man den Bereich im Rahmen der ART beschreibt, hat dann kinetische Energie für den Bereich eine Größe die in den EIT einfließt und somit auf die Raumzeit krümmt.

Der entscheidende Unterschied ist aber, dass man einen Raumzeitbereich beschreibt, ein System aus Teilchen, die eben zusammenspielen. Setzt man sich nun auf ein Teilchen in dem System nimmt dieses als lokales IS dann trägt dieses Teilchen so selber einfach keine kinetische Energie, es hat keine relativistische Masse, es selber krümmt durch seine (eben nur relative) Bewegung nicht die Raumzeit.

Darum ist es wirklich ganz entscheidend wichtig, zu wissen was genau ist ein IS, wie ist es in der SRT wenn man hin und her transformiert und wie ist es dann in der ART, da haben wir kein IS, da ist vieles ganz anders.



Nun ich glaube das speziell diese Frage der unterschiedlichen Wirkungen von E_kin und E_pot in Bezug zu Gravitation mit der ART erklärt werden kann. (Nur eben momentan von mir nicht da ich mich da erst mal ordentlich einlesen muss und grad noch keine Zeit habe, aber vielleicht eben doch von jemand anderem).

Da wirst Du Dich lange einlesen müssen, ich glaube nicht, das wir einen finden, der das klar und sauber vorrechnet, und wenn, würden wir das verstehen? ;) Ich glaube aber, das wir es im Groben greifen können, sicher ist aber die ART wird nicht der SRT widersprechen. Wäre das so, wäre es längst entdeckt.



Eine Erklärung mit der Quantenfeldtheorie ist eigentlich schon deshalb nicht sinnvoll da in ihr ja Prinzipien der klassischen Feldtheorien angewandt werden. Gerade eine Vereinheitlichung dieser mit der ART ist doch die momentane Hauptschwierigkeit. D.h. eine Fragestellung zur ART mit der Quantenfeldtheorie beantworten zu wollen ist eigentlich widersprüchlich.

Ich denke auch, das es im Rahmen der ART zu lösen ist, wo und wie da nun die QT eine Lösung bieten soll, also ganz konkret wüsste ich nicht, aber @Z. könnte das ja mal erklären. Wo da die Vorteile sein sollen, wie das Licht ins Dunkle bringen soll.



Ich könnte jetzt tatsächlich hergehen und irgendwie mal eine Hypothese aufstellen das beschleunigte Masse Gravitonen abstrahlt ähnlich beschleunigter Ladung. Aber ich glaube das ist für das Verständnis für das Problem erst einmal hinderlich.

Da sollte man auch mal vorab im Web suchen, was es dazu schon aus der Richtung gibt.



Nun ich sehe es so das E_kin keine Gravitationswirkung haben kann (ist ja die Diskussion). Die Widersprüche ansonsten sind da und würden auch das RP widerlegen.

Sehe ich genau auch so.

Hier mal was zur QT und der RT:

http://homepages.uni-tuebingen.de/th.mueller/eigenes/arbeit.pdf

@mojorisin

Vor allem, was soll die QT selber hier helfen können, die QT beschreibt nicht die Gravitation, um hier mit der QT arbeiten zu können, müsste die zu einer Quantengravitationstheorie erweitert werden.

@nocheinPoet

Ich weiss, und wenn wir das hier schaffen müssen wir vorsichtig sein was wir schreiben, nicht das wir noch Sachen veröffentlichen die nobelpreisverdächtig sind :)

@nocheinPoet

nocheinPoet schrieb:Vor der QT sollte man mal die SRT und die ART verstanden haben. Wo soll die QT für die Frage hier eine konkrete Rolle spielen?

Naja, Kentnisse der SRT sind hilfreich, jedoch nicht erforderlich. DIe ART braucht man für die QT überhaupt nicht. Es gibt auch Vorlesungen zur Quantentheorie für Mathematiker, da setzt man auch kein Wissen um die SRT oder die ART vorraus und, soweit ich weiß, nicht mal wissen um die klassische Mechanik. Im normalen Studienverlauf des Physik Bachelors gibt es nicht mal Vorlesungen über die ART, sehr wohl jedoch über QT und SRT.

Die ART ist eben schon etwas für Personen mit einem ganz besonderem Verhältnis zur Physik.

@syst-analytics

Aber speziell bei der Problemstellung hier in diesem Thread, bei dieser Frage, wär doch ein bissl Grundlagenwissen SRT oder besser noch ART net schlecht oder?

@syst-analytics

Für die QT braucht man nicht die ART, aber um Gravitation zu beschreiben schon und wenn diese dann im Rahmen einer QT beschrieben werden soll, dann wäre es sicher nicht von Nachteil die ART zu kennen und zu wissen, wie dort die Gravitation beschrieben wird. Das PDF erklärt das recht gut:

http://homepages.uni-tuebingen.de/th.mueller/eigenes/arbeit.pdf (Archiv-Version vom 29.09.2011)

Hier wird die Gravitation im Rahmen einer QT behandelt, lohnt sich mal rein zu lesen, wobei es schnell recht heftig wird. Dennoch findet man in einigen Kapitel doch etwas, das hilft. ;)

Wobei wir hier bei der Fragestellung mit der ART sicher besser fahren, als mit der QT...