Die RT wissenschaftlich falsifizieren.

@nocheinPoet

nocheinPoet schrieb:1. Wie sind die Einheiten der Achsen zu definieren?

kommt auf dein einheitensystem an. am einfachsten wäre es wohl im gauß einheiten system, dann gilt c=1. der ortsvektor kann dann als (t,x) geschrieben werden.

2. Was ist mit (1,1,1,-1)? Was ist mit dem Pythagoras im R4 ? Warum immer –ct?

in der srt ist es erstmal nicht wichtig ob du die metrik (-1,1,1,1) nimmst oder aber (1,-1,-1,-1), dass ist reine konvention. im R^4, also im minkowski raum hast du eine andere metrik, wie auch ilchegu schon schrieb, da gilt der pythagoras nicht mehr. ebenso auf gekrümmten flächen etc.

@ilchegu

ilchegu schrieb:Eine Metrik ist eine mathematische Funktion, die je zwei Elementen eines Raums einen nicht negativen reellen Wert zuordnet, der als Abstand der beiden Elemente voneinander aufgefasst werden kann.

ich weiß, dass steht so in wiki, ist aber falsch in der srt und ich meine das gilt auch nur im euklidischen raum. allgemein muss das skalarprodukt nämlich nicht positiv definit sein. in der srt heißt ein negativer abstand dann raumartig (habe das bisher immer falsch mit zeitartig beschrieben). erst dadruch kriegst du dann deinen ereignis kegel.

@rocknrola

in der srt heißt ein negativer abstand dann raumartig

Da ist das Betragsquadrat negativ und der Abstand immaginär.

@rocknrola

Klingt alles recht gut, aber das Bild fehlt. Ich will da logische Bilder zu. Warum muss die Metrik anders sein? Wie komme ich mit einer euklidschen Metrik zu γ und der Impulsgleichung, wenn die falsch für die SRT ist, und ich habe auch einen konstanten Vierervektor.

Das Bild mit c konstant im R⁴ erklärt das erstmal so recht gut, das ein Photon keine Ruhemasse hat, kann ich auch ableiten, das c konstant ist auch, E = m₀c²

Mag ja sein, das ich da falsch liege, aber es ist so verständlich, auch warum Masse nicht c erreichen kann, ist absolut klar zu erkennen.

Wenn man die SRT so wie ein normaler Physiker erklärt, dann kippen 90% oder mehr, aller Zuhörer vom Stuhl und haben dicke Fragezeichen auf der Stirn. Physik sollte wo immer es geht auch einfach sein. Geht nicht immer, aber wenn dann warum nicht?

Man kann ja sagen, die Raumzeit ist mir Masse gefühlt, und diese krümmt das Universum eben zu einer geschlossenen Kugeloberfläche und deswegen ist die Metrik eben die einer Kugeloberfläche und nicht die einer normalen Fläche. Das ist ein Bild, das man Jemand der auch nicht Physik studiert hat erklären kann. Ein guter Physiker sollte die Gabe haben, Physik verständlich zu erklären.

Dann würde es eventuell auch weniger Menschen wie Lopez geben. Ich wunder mich eh, das es Professoren und studierte kluge Leute gibt, die nicht in der Lage sind, die SRT zu begreifen und dann völlig aus der Rolle fallen. Man sollte doch immer auch in betracht ziehen, das man selber nicht in der Lage ist etwas zu verstehen, und nicht das was erklärt wird falsch sein muss, nur weil man es nicht begreift.

Mir fehlt sicher einwenig die Mathematik, aber ich konnte mir die Rotationsmatrizen für drei und vier Dimensionen erarbeiten, beliebige Schnittebenen, die perspektivische Projektion von vierdimensionalen Objekten in den Raum und von da in die Ebene. Was ich wissen wollte habe ich nach einiger Zeit immer noch hin bekommen und da habe ich mich eben daran gehalten, die Dinge wo immer möglich einfach und bildlich zu betrachten. Ich bin sicher kein Genie, muss ja nicht sein, aber dennoch denke ich, die SRT sollte man doch in der Regel noch nachvollziehen können, wenn man dann nur wirklich will.

Hall zusammen,

@nocheinPoet

hier ein kleines Bildchen, ein Minkowski-Diagramm (x,ct), c=1.
Das kartesische Koordinatensystem ist das Ruhesystem.
S' bewegt sich relativ zu S mit v=0.3c, S'' mit u=0.7c.
Da, wo die Achsen die Eichhyperbeln schneden, enden die Einheitsvektoren der jeweiligen Bezugssysteme.



Gruss, Johann

@nocheinPoet

Dein Geschreibe ergibt gar keinen Sinn.

Hallo @transkont21,

transkont21 schrieb:@nocheinPoet

Dein Geschreibe ergibt gar keinen Sinn.

es wäre sinnvoll, wenn du die Gründe dafür erläutern würdest. Andernfalls ergibt es gar keinen Sinn.

Gruss, Johann

Beitraege in der Art "...,R^4, SRT impl. auf Seite 54 von Blablah."

SIND SINNLOS.

Wieso

Es geht doch darum etwas zu 'falsifizieren'
..

Hallo,

hier zum Vergleich ein (ict)-Diagramm:



Gruss, Johann

@JoAx

Das ict finde ich rein von der Optik schöner. Soll man nicht auch ästhetische Aspekte berücksichtigen, oder wie war das mit der Supersymmetrie?

Nun gut, mal ernsthafter weiter.

Ein paar Überlegungen. Ein Raum, ein Photon, nicht mehr, zu was ist das Photon mit c relativ unterwegs?

Mal zwei Photonen, wir betrachten das eine von dem anderen aus. Im System gibt es aber keine Eigenzeit, oder? Dann gibt es keinen Raum zu betrachten, keine Geschwindigkeit zu messen.

Die Frage ist, c soll in allen Systemen konstant sein, und Naturgesetze gleich wie ist das zu rechnen?

Dass Diagram ist interessant, ich mach mir mal Gedanken dazu.

Noch mal zu dem einen Photon im Raum, was können wir überhaupt für Aussagen über eine Zeit treffen?

Zeit bedingt doch immer irgendeine Veränderung, eine Bewegung. Man kann eine Banane betrachten, ich liebe die Teile, und das Ding vergammelt mit der Zeit. Wir können nun ein Zuckermolekül der Banane betrachten, und werden auch eine Veränderung erkennen können, also Aussagen über Zeit machen. Was ist aber wenn man nun nur ein Elektron betrachtet, oder ein Photon, das emittiert wird?

Wenn Raum mit Energie verknüpft ist, wie ist dann die Zeit mit verwoben?

Das Spiel ist, ich habe nichts, keinen Raum, keine Zeit.

Dann mal Raum, was bekomme ich immer obendrauf? Energie? Was ist mit Zeit? Was wäre der Minimalraum, mit sowenig wie möglich?

Die Physik beschreibt ja mit Formeln nun das Universum, was ist das kleinste zu beschreibende mit einem Photon und ohne einem?

Wo unterscheiden diese sich? Und wie ist es mit einem Elektron?

Es wird ja oft ein Elektron beschrieben, es gibt ja auch das nackte Elektron, das es aber ja in der Natur nicht gibt. Wie ist das nun genau, kann man ein Elektron nur sinnvoll beschreiben, wenn man den Raum dazu mit beschreibt?

So nun ein Kaffee.

@nocheinPoet

nocheinPoet schrieb:Das ict finde ich rein von der Optik schöner

:D . Die Graphiken sollten zeigen, dass der "Trick" mit (ict) nicht nur ein Trick ist.

nocheinPoet schrieb:Ein Raum, ein Photon, nicht mehr, zu was ist das Photon mit c relativ unterwegs?

Dein Versuch in aller Ehren, aber den darf man so nicht machen. Warum? Eine EM-Welle kann es erst geben, wenn zwei elektrische Ladungen, samt ihrer E-Felder, den Abstand untereinander verändert haben. :(

nocheinPoet schrieb:Mal zwei Photonen, wir betrachten das eine von dem anderen aus.

Das kann man gleich wieder vergessen, weil ein Photon kein Inertialsystem darstellt. Im Grunde stellt es gar kein Bezugssystem dar.

nocheinPoet schrieb:Was ist aber wenn man nun nur ein Elektron betrachtet, oder ein Photon, das emittiert wird?

:) Schön! Jetzt eine Behauptung von mir. Zeit ist eine Eigenschaft eines Systems von Teilchen. Gäbe es nur ein einziges Teilchen - könnte es keine Veränderung geben.

nocheinPoet schrieb:Dann mal Raum, was bekomme ich immer obendrauf?

Das wird jetzt auch meine rein Private Sichtweise. Ohne "Inhalt" - Teilchen die untereinander wechselwirken können - gar nichts. ;) Aber wenn du welche hast -

ein Teilchen, eine Wechselwirkung --- 0D Raum, 0D Zeit
zwei Teilchen, eine Wechselwirkung --- 1D Raum, 1DZeit
drei Teilchen, eine Wechselwirkung --- 2D Raum, 1DZeit
vier Teilchen +, eine Wechselwirkung --- 3D Raum, 1DZeit

Und erst wenn wir rechts etwas von Null verschiedenes haben, haben wir Energie etc.
-----
Noch ein Wort zu den Diagrammen. Die Zeitachsen stellen auch die Weltlinien dar.

Bis Morgen.
Gruss, Johann

@nocheinPoet

Jaa, Elektronen können nur im räumlichen Kontext sinnvoll beschrieben werden.

-

@JoAx

Die Graphiken sollten zeigen, dass der "Trick" mit (ict) nicht nur ein Trick ist.

Gut, eine kurze Geschichte zu mir, hier im Forum kennt man meine Egomanie, und ich muss dem Bild hin und wieder gerecht werden, also.

Als ich damals in der Schule Gleichungen hatte und es auf Potenzen zu ging, habe ich wie üblich weniger dem Lehrer zugehört und mich mehr mit y = x^x beschäftigt. Und wie ich eben so bin habe ich meinen Taschenrechner gequält, der damals zu den besten gehörte und ganz viele tolle Tasten hatte.

Mit x = 0.5 gab es keine Probleme, aber -0.5 wollte der einfach nicht fressen. Generell mochte der negative Zahlen kleine 1 nicht wirklich. Es gab aber doch die eine oder andere die ein Ergebnis liefert. Also informieren und hoch 0.5 ist also die Wurzel wie ich erkannte. Und hoch -1 war 1/x. 9^0.5 = 3 und 9^-0.5 = 1/3.

Mit x = -2 und -1 gab es auch kein Problem, aber unter -1 gab es ein nerviges E. Ich erkannt dann, das es Zahlen geben muss, die nicht ganz minus sind, also Zahlen die halb minus und so sein müssten. Mein Lehrer hat mir nur den Vogel gezeigt. Wie dem auch sei, so kam ich zu ‚i’.

Ich hatte vergessen, das i nun eine Rotation um 90 Grad gleich kommt, ist mir aber dank Deiner Grafik wieder eingefallen. Ich sehe ja eine gleichförmige Bewegung in R³ als eine Rotation in R⁴. Ich denke da kommt dann nun ict ins Spiel.

Zum Anderen später.

@JoAx

NeP: „Ein Raum, ein Photon, nicht mehr, zu was ist das Photon mit c relativ unterwegs?“

Dein Versuch in allen Ehren, aber den darf man so nicht machen. Warum? Eine EM-Welle kann es erst geben, wenn zwei elektrische Ladungen, samt ihrer E-Felder, den Abstand untereinander verändert haben.

Das ist mir so zu mager. Es gibt doch Geräte, die Photonen einzeln abstrahlen.

http://www.g-o.de/wissen-aktuell-6208-2007-03-13.html

Und wo bekommt man das Programm: http://www.ikg.rt.bw.schule.de/qphfbmat/interferometer.doc (Archiv-Version vom 11.05.2006) ?

Also Du willst sagen, ein einzelnes Photon in einem Universum ist alleine nicht möglich. Ist mir so nicht klar.


NeP: „Mal zwei Photonen, wir betrachten das eine von dem anderen aus.“

Das kann man gleich wieder vergessen, weil ein Photon kein Inertialsystem darstellt. Im Grunde stellt es gar kein Bezugssystem dar.

Einstein wollte auch, neben einem Photon auf einen Lichtstrahl reiten und das Photon betrachten und meinte das es nicht möglich sein, die Maxwellschen Gleichungen verbieten das. Warum ist ein Photon kein Inertialsystem? Gibt es dann überhaupt kein Inertialsystem mit c?


NeP: „Was ist aber wenn man nun nur ein Elektron betrachtet, oder ein Photon, das emittiert wird?“

Schön! Jetzt eine Behauptung von mir. Zeit ist eine Eigenschaft eines Systems von Teilchen. Gäbe es nur ein einziges Teilchen - könnte es keine Veränderung geben.

Das wollte ich hören, sehe ich auch so.

Neue Frage, kann man Zeit als Strecke oder Abstand betrachten?


NeP: „Dann mal Raum, was bekomme ich immer obendrauf?“

Das wird jetzt auch meine rein Private Sichtweise. Ohne "Inhalt" - Teilchen die untereinander Wechselwirken können - gar nichts. Aber wenn du welche hast -

ein Teilchen, eine Wechselwirkung --- 0D Raum, 0D Zeit

Wie? Ein Teilchen, aber kein Raum und keine Zeit? Oder ist 0Raum und 0Zeit trotzdem etwas?


zwei Teilchen, eine Wechselwirkung --- 1D Raum, 1DZeit
drei Teilchen, eine Wechselwirkung --- 2D Raum, 1DZeit
vier Teilchen +, eine Wechselwirkung --- 3D Raum, 1DZeit

Ich bin mir nicht so sicher, die Dimension eines Raumes hat Auswirkungen wie eine Kraft sich ausbreitet. Zwei Teilchen müssten sich auch in mehr als nur einem 1D Raum befinden können. Und könnte man auch die Zeit auf mehr als 1D drücken?

Ich will das mal ganz minimalistisch betrachten, wobei mir das mit dem einen Photon sehr zu denken gibt.

So mal ein schönes Experiment für Alle zum grübeln:

http://homepage.hispeed.ch/philipp.wehrli/Physik/Quantentheorie/Leere_Wellen_/leere_wellen_.html (Archiv-Version vom 03.08.2009)


@JoAx

Dann mal eine weitere Frage, Energie krümmt den Raum, somit krümmt auch ein einzelnes Photon den Raum. Ich will nun mal wissen, wie klein die Energie werden kann, bis es kein Photon mehr ist, und viel interessanter, wie groß sie werden kann. Mit der Energie steigt die Frequenz. Man kann doch ein Photon ‚fangen’.

Müsste nicht ein Photon theoretisch irgendwann selber zu einem schwarzen Loch werden, wenn die Energie immer weiter erhöht wird? Die Frage ist, gibt es physikalische Gründe, die das ausschließen, nicht, ob es möglich ist, einem Photon diese Energie zu geben.

@JoAx

Ich muss noch mal.

Ich weiß übrigens, das ein Photon in Elektron und Positron zerfallen kann, hatte ich vorhin nicht geschrieben, aber egal, stellen wir uns ganz viele hochenergetische Quanten vor, die aus allen Richtungen im Universum zu einem Punkt fliegen und sich dort zu einem Zeitpunkt treffen. Ja es sind verdammt viele.

Kann an diesem Punkt, wenn die Energie groß genug ist, ein schwarzes Loch entstehen? Wäre es theoretisch möglich, oder nicht möglich?

@nocheinPoet

Hi.

Das ist mir so zu mager. Es gibt doch Geräte, die Photonen einzeln abstrahlen.

Also Du willst sagen, ein einzelnes Photon in einem Universum ist alleine nicht möglich. Ist mir so nicht klar.

So, jetzt wird's etwas übergreifend. :)
Zunechst - eine EM-Welle braucht ein E-Feld, bevor es sie geben kann. Somit - keine EM-Wellen ohne elektrischen Ladungen.
Weiter. Das habe ich auch erst vor kurzem im anderen Forum gelernt. Ein Photon ist ein Quantenobjekt. Quantenobjekte zeichnen sich dadurch aus, dass sie nicht unterscheidbar sind. Man kann sie nicht "markieren" um ihren Weg nachzuverfolgen. Insgesamt ist es nicht korrekt einen Photon im Raum bewegend sich vorzustellen. Man darf von einem Photon als Objekt nur bei seiner Abstrahlung bzw. Absorbtion sprechen. Ob, und was dazwischen passieren sein mag, insbesondere ob es immer noch derselbe ist, darüber kann man keine Aussage treffen.

Ich weiss, es ist verwirrend. :) Ist halt - Quantenmechanik.

nocheinPoet schrieb:Einstein wollte auch, neben einem Photon auf einen Lichtstrahl reiten und das Photon betrachten und meinte das es nicht möglich sein, die Maxwellschen Gleichungen verbieten das.

Magnetismus ist nach der SRT an sich ein relativistischer Effekt. Würde man also neben der EM-Welle mit c "reisen", würde man keine EM-Welle mehr wahrnehmen können. Die gäb's einfach nicht mehr.

nocheinPoet schrieb:Gibt es dann überhaupt kein Inertialsystem mit c?

Das gibt's tatsächlich schlicht und einfach nicht. Deswegen sind meine Äusserungen im vorigen Absatz, was die Reise neben der EM-Welle betrifft, auch nur eingeschränkt zu geniessen. ;)

nocheinPoet schrieb:kann man Zeit als Strecke oder Abstand betrachten?

Kann ich nicht wirklich beantworten. Vielleicht als Strecke, die Licht in einer bestimmten Zeit zurücklegt, du weisst schon - ct, und nicht einfach t. :)


Bis gleich

@JoAx

So, jetzt wird's etwas übergreifend. Zunächst, eine EM-Welle braucht ein E-Feld, bevor es sie geben kann. Somit, keine EM-Wellen ohne elektrischen Ladungen.

Also ohne Elektronen keine Photonen?

Minamaluniversum (wir sollten das mal definieren) eine Elektron, ein Positron, Annihilation und Photonen bleiben übrig. Geht/geht nicht?


Weiter, das habe ich auch erst vor kurzem im anderen Forum gelernt. Ein Photon ist ein Quantenobjekt. Quantenobjekte zeichnen sich dadurch aus, dass sie nicht unterscheidbar sind.

Okay. Muss mir Gedanken zu machen. (der Dialog mit Dir macht übrigens Spaß)


Man kann sie nicht "markieren" um ihren Weg nachzuverfolgen. Insgesamt ist es nicht korrekt einen Photon im Raum bewegend sich vorzustellen.

Toll, das scheint aber dann Einigen nicht wirklich klar zu sein, dann bringt es ja nichts zusagen, Licht bewegt sich mit c. Das mit ‚markieren’ ist klar, dachte das gilt auch für Elektronen, und Protonen, etc. Auch ist so eine Aussage gefundenes Fressen für jeden Crank. Also ich kann damit gut leben, ich will ja begreifen und Bilder, die die Natur beschreiben, aber das macht es nicht wirklich einfacher. Heißt das nun, wenn man die SRT genauer hinterfragt, kommt man schnell an die Grenze zur QT und von da an wird es ungemütlich weil die sich nicht mögen? (Teilchentheorie/Feldtheorie)

Was bewegt sich dann mit c, die EM-Welle?


Man darf von einem Photon als Objekt nur bei seiner Abstrahlung bzw. Absorption sprechen. Ob, und was dazwischen passieren sein mag, insbesondere ob es immer noch derselbe ist, darüber kann man keine Aussage treffen.

Und wie lange nach der Abstrahlung darf man das? Und ist dann ein Photon auch eine Welle, die sich in alle Richtungen gleich ausbreitet? Und ein Laser bescheidet diese?


NeP: „Einstein wollte auch, neben einem Photon auf einen Lichtstrahl reiten und das Photon betrachten und meinte das es nicht möglich sein, die Maxwellschen Gleichungen verbieten das.

Magnetismus ist nach der SRT an sich ein relativistischer Effekt. Würde man also neben der EM-Welle mit c "reisen", würde man keine EM-Welle mehr wahrnehmen können. Die gäbe es einfach nicht mehr.

Ist klar. Du meinst am Satzanfang auch ‚Magnetismus’ und nicht Elektromagnetismus?


NeP: „Gibt es dann überhaupt kein Inertialsystem mit c?

Das gibt's tatsächlich schlicht und einfach nicht. Deswegen sind meine Äußerungen im vorigen Absatz, was die Reise neben der EM-Welle betrifft, auch nur eingeschränkt zu genießen.

Man kann aber ‚Licht’ oder mit Photonen messen, obwohl sie ja Quantenobjekte sind? Und es gibt nur Inertialsystem < c? Das muss ich mal verdauen, warum ist das so?


NeP: „Kann man Zeit als Strecke oder Abstand betrachten?“

Kann ich nicht wirklich beantworten. Vielleicht als Strecke, die Licht in einer bestimmten Zeit zurücklegt, du weißt schon - ct, und nicht einfach t.

Okay.

Bin gespannt was noch kommt.

@nocheinPoet

Da bin ich wieder.
Als erstes möchte ich betonen, dass ich kein Experte bin, weder in der RT noch in der QM. Wenn mich jemand also berichtigen möchte, ich bin für jeden Anstoss in richtige Richtung offen. :)

nocheinPoet schrieb:Wie? Ein Teilchen, aber kein Raum und keine Zeit? Oder ist 0Raum und 0Zeit trotzdem etwas?

Was ist Raum ohne Inhalt? Was ist Entfernung ohne Teilchen? Was ist Entfernung mit nur einem Teilchen?
Was ist Zeit ohne Inhalt? Was ist Dauer ohne Teilchen? Was ist Dauer mit nur einem Teilchen?

Lassen sich Raum, Zeit - Raumzeit - ohne Inhalt physikalisch sinnvoll definieren?


Bis später.

Hallo.
@nocheinPoet

nocheinPoet schrieb:Dann mal eine weitere Frage, Energie krümmt den Raum, somit krümmt auch ein einzelnes Photon den Raum

Uffff.
Die Frage stelle ich mir auch. Einerseits ist Energie laut SRT äquivalent der Masse, was diese ja nach der ART befähigen sollte Raumzeit zu krümmen, andererseits gibt es für alles, was lichtschnell ist, eigentlich weder räumliche Ausdehnung (in Bewegungsrichtung) noch Zeit. :( Also - krümmt reine Energie die Raumzeit???
Ich habe auch noch viele offene Fragen. :D

nocheinPoet schrieb:Ich will nun mal wissen, wie klein die Energie werden kann, bis es kein Photon mehr ist, und viel interessanter, wie groß sie werden kann.

Wie klein? Beliebig klein. Wie gross? Beliebig gross.
Warum sollte es anders sein? Es ist ja relativ!

nocheinPoet schrieb:Man kann doch ein Photon ‚fangen’.

Wie?!

nocheinPoet schrieb:Müsste nicht ein Photon theoretisch irgendwann selber zu einem schwarzen Loch werden, wenn die Energie immer weiter erhöht wird?

Relativ zu was wird die Energie erhöht?

nocheinPoet schrieb:...das ein Photon in Elektron und Positron zerfallen kann...

So viel ich weiss, bedarf es mindestens zwei Photonen dazu, schon allein aus dem Impulserhaltungssatz. Und ob man vom "Zerfall" reden kann? Ich wess nicht. Ich habe vor ein Paar Monaten davon gelesen, dass man in den USA 100 Elektron-Positron Paare "repliziert" hat. Also nur mit Licht. Man erklärte es dort aber so, dass die virtuellen Elektron-Positron Paare, die nach der Unschärferelation im Vakuum für entschprechend kurze Zeit geben kann, durch die extrem hohe Lichtdichte ausseinander gerissen wurden. Das könnte auch die Frage beantworten, ob es möglich sein kann, ein, so zu sagen, rein elektromagnetisches SL zu schaffen. Hab' mir vor ein paar Jahren dazu auch gedanken gemacht, und sogar berechnet. :D


Gruss, Johann