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Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen?

153 Beiträge, Schlüsselwörter: Vakuum, Welle

Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen?

07.04.2019 um 16:47
delta.m schrieb:Stimmt - aber nur, wenn man es vom "Standpunkt" des Photons aus betrachtet (?)
... was so weit ich weiß nicht geht. Wir sehen Photonen immer nur von unserem Standort aus, eine Transformation ins Koordinatensystem des Photons ist wohl nicht möglich, wegen des ganzen singulären Zeugs?!

Zeit spielt für das Photon selbst wohl keine Rolle, man könnte auch sagen, es "lebt" zeitlos, daher besteht auch die Möglichkeit, dass es gemäß einer Wahrscheinlichkeit an jedem Ort im Universum sein könnte.

Kann aber auch alles Bullshit sein, weil unsere derzeitigen Theorien in diesem Punk vermutlich unzulänglich sind, daher geben sie auch unzulängliche Antworten, auf Fragen, die sie im Grunde nicht beantworten können. (m.M.n.)


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Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen?

07.04.2019 um 17:00
Peter0167 schrieb:... was so weit ich weiß nicht geht. Wir sehen Photonen immer nur von unserem Standort aus, eine Transformation ins Koordinatensystem des Photons ist wohl nicht möglich, wegen des ganzen singulären Zeugs?!
Eben, wir betrachten ja das Photon (P) auch nur von unserem Standpunkt aus.
Peter0167 schrieb:Zeit spielt für das Photon selbst wohl keine Rolle, man könnte auch sagen, es "lebt" zeitlos, daher besteht auch die Möglichkeit, dass es gemäß einer Wahrscheinlichkeit an jedem Ort im Universum sein könnte.
Also nochmal:
Ich "erzeuge" jetzt ein Photon und dieses "fliegt" davon (v = c).
Nun kann ich doch nicht behaupten, dieses (eben) erzeugte Photon könnte jetzt auch schon am "Ende" des Univerums sein.

Kann aber auch alles Bullshit sein :)

(vll. kann Z. was dazu sagen ...)


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Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen?

07.04.2019 um 19:06
delta.m schrieb:Also nochmal: Ich "erzeuge" jetzt ein Photon und dieses "fliegt" davon (v = c). Nun kann ich doch nicht behaupten, dieses (eben) erzeugte Photon könnte jetzt auch schon am "Ende" des Univerums sein.
Aus deiner Sicht nicht aber aus Sicht des Photons evtl. schon da seine Strecke in Bewegungsrichtung auf 0 kontrahiert weil es
mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs ist.


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Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen?

07.04.2019 um 19:26
@Sonni1967
Sonni1967 schrieb:Aus deiner Sicht nicht aber aus Sicht des Photons evtl. schon da seine Strecke in Bewegungsrichtung auf 0 kontrahiert weil es
mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs ist.
Hm,
dann hätte es - Deiner Meinung nach - aber gar keine Möglichkeit sich vorwärts zu bewegen,
da kein Weg vorhanden ist (Strecke in Bewegungsrichtung auf 0 kontrahiert).
Es würde also quasi "still" stehen ...?

Oder was meinst Du dazu?


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Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen?

07.04.2019 um 20:39
delta.m schrieb:Es würde also quasi "still" stehen
Ja, aus seiner Sicht (des Photons) schon weil bei Lichtgeschwindigkeit der Raum auf 0 kontrahiert und die
Zeit bleibt stehen.
Die Lorentz-Transformation lässt sich aber auf Photonen nicht anwenden weil sie keine Ruhemasse haben
und damit kein Ruhesystem in welches man transformieren könnte ( so hab ich es verstanden, weiß aber net ob
es so physikalisch korrekt ist) :)

Prof. Gassner schrieb was Photoen angeht:
es entsteht eine Art Trichter in Bewegungsrichtung, dessen Öffnungswinkel von der Geschwindigkeit abhängt. Im Falle der Photonen (Lichtgeschwindigkeit) wird der Öffnungswinkel null.

und:
Photonen stellen jedoch insofern eine Besonderheit dar, weil sie sich relativ zu jedem anderen Inertialsystem mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Aus Sicht ihres Bezugssystems sind ALLE Längen auf null kontrahiert und alle Zeiträume auf null dilatiert - sie erleben das Universum als punktförmig.

https://urknall-weltall-leben.de/urknall-weltall-leben-forum/4-spezielle-relativitaetstheorie/1855-wenn-die-zeit-nicht-vergeht.html#22256

Hier ist es auch so ähnlich beschrieben für Photonen:
Sie brauchen für die Bewegung von A nach B nicht nur keine Zeit, es ist auch keine Entfernung mehr dazwischen. Aus Sicht des Photons, das aus unserer Sicht mit Lichtgeschwindigkeit über Millionen Lichtjahre fliegt, sind beide Orte an der gleichen Stelle. Nur so können sie ohne Zeit zu verlieren von A nach B kommen.


oder:
Wenn für das Photon keine Zeit vergeht, wie soll es sich dann von A nach B bewegen? Ohne Zeit gibt es keine Bewegung. Auch mit Lichtgeschwindigkeit bewegt man sich in 0 Sekunden um exakt 0 Millimeter. Aber Photonen schummeln. Sie brauchen für die Bewegung von A nach B nicht nur keine Zeit, es ist auch keine Entfernung mehr dazwischen. Aus Sicht des Photons, das aus unserer Sicht mit Lichtgeschwindigkeit über Millionen Lichtjahre fliegt, sind beide Orte an der gleichen Stelle. Nur so können sie ohne Zeit zu verlieren von A nach B kommen



http://scienceblogs.de/wasgeht/2015/10/06/photonen-schummeln-eine-eselsbruecke-fuer-die-relativitaetstheorie/

Komisch gell, Photonen sind irgendwie überall und doch nirgendwo hihi...

LG Sonni


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Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen?

07.04.2019 um 21:45
delta.m schrieb:Aber, wie sollte es da so "schnell" hinkommen???
Gilt für das Photon jetzt nicht mehr v = c ?
Moin Moin delta.m

Hi.. :) Nur kurz ne Kaffeepause,
also bzgl. eventueller Inkonsistenzen meiner Aussage ..."Photon am Ende des Universums", hätte ich den klugen Einwand... "es gibt ja gar kein Ende des Universums" eher erwartet...

Wie du allerdings drauf kommst, dass es sich wohl um ein Photon das gerade emittiert wurde handeln müße (könne), und dies dann sofort am Ende des U landet..., ist mir schleierhaft. Macht aber nix, geht eh nur um sprachliches betreff Skageraks gerechtfertigen Fragen. Ansonsten s. Aufenthaltswahrscheinlichkeit Wellenfunktion...

Des weiteren, die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit betreff, macht diese sehr wohl Lokal Sinn. Da wir aber at all über Expansion des Us reden, würde ich die allgemein zurecht geforderte Konstanz nicht überbelasten... unseren Fall betreff..

Dazu bereits vorher...
Z. schrieb am 04.04.2019:Moment bevor ich falsch verstanden werde...
"Die Lichtgeschwindigkeit ist also in kleinen Raumzeitgebieten konstant. In größeren Raumzeitgebieten stehen keine starren Meßlatten zur Verfügung, Lichtstrahlen werden vom Gravitationsfeld schwerer Körper abgelenkt. Bei großen Abständen und über lange Zeiten werden Begriffe wie ”konstante Lichtgeschwindigkeit“ , ”gleichzeitige Ereignisse“ oder ”räumlicher Abstand“ physikalisch unwichtig und unwirklich."
Zitat: Norbert Dragon Geometrie der Relativitätstheorie Seite 103
Hoffe noch im Netz auffindbar. Ein tolles Paper..
Muss leider urbeiten...

Herzlichen Gruß Z.


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Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen?

08.04.2019 um 09:58
@delta.m
delta.m schrieb:Nun kann ich doch nicht behaupten, dieses (eben) erzeugte Photon könnte jetzt auch schon am "Ende" des Univerums sein.
Wenn t' die Eigenzeit des Photons ist und t unsere Zeit dann kann man die Eigenzeit des Photons berechnen mit:

t' = t\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}


Wenn nun v \rightarrow c dann geht \sqrt{1-\frac{c^2}{c^2}} \rightarrow 0 und dann sieht die Formel so aus:

t' = t\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}} = t \sqrt{1-\frac{c^2}{c^2}} = t\cdot 0 = 0


Mathematisch ist das ok denn man sagt für die Funktion exisitiert der Grenzwert.

Daraus kann man folgen das für das Photon keine Eigenzeit vergeht. Dasselbe kann man machen mit der Distanz die das Photon vergehn sieht:

l' = l\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}} = l \sqrt{1-\frac{c^2}{c^2}} = l\cdot 0 = 0


Jetzt könnte man fragen wenn für das Photon alles auf 0 zusammenschrumpft ist es dann aus unserer Sicht überall gleichzeitig? Nun dafür stellen wir erstmal ober FOrmel um. Wir berechnen jetzt unsere Koordinaten aus Sicht des Photons:

l = \frac{l'} {\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}} }


Was passiert jetzt mit l wenn wir den Grenzwert bilden mit v \rightarrow c?

Vorher hatten wir \sqrt{1-\frac{c^2}{c^2}} \rightarrow 0 und jetzt haben wir \frac{1}{\sqrt{1-\frac{c^2}{c^2}}} \rightarrow \infty . Das heißt für diese Berechnung existiert kein Grenzwert.

Während also die erste Aussage für das Photon vergeht keine Eigenzeit richtig ist bzw die Distanzen schrumpgen auf null, kann man daraus nicht schlussfolgern das für uns das Photon überall sein muss.


Ich versuch mal noch ein einfaches Analogon:

Die Fläche A eines Rechtecks ist mit den Seiten a und b gegeben mit

A = ab


WEnn nun die Länge b \rightarrow 0 geht geht auch A \rightarrow 0 denn es gilt:

A = ab = a\cdot 0 = 0


Wir können festellen die Linie a besitzt keinen Flächeninhalt. Können wir nun aber feststellen wie lang a ist?

Normalerweise würden wir sagen:

a = \frac{A}{b}


Jetzt kommts aber: Was passiert mit a, wenn wir b gegen null gehen lassen? Wird a dann unendlich lange? Natürlich nicht.
Formal geschrieben passiert dann folgendes:

a = \frac{A}{b}= \frac{A \rightarrow 0}{b \rightarrow 0} = \frac{0}{0} = \mathrm{nicht~definiert}


Das heißt wenn b gegen null geht, dann geht auch A gegen null und wir können keine Aussage über A mehr ableiten. Diesselbe Aussagen gelten auch für Photonen bzw. Bezugssysteme die sich relativ mit c bewegen. Wir können nicht zuerst schlussfolgern das für diese keine Eigenzeit vergeht (bzw. die Ruhelänge des UNiversums auf 0 schrumpt) um dann darauf wiederum Rückschlüsse auf unsere Sicht des Photons abzuleiten.

Oder anders gesagt: Ein Linie ist nicht unendlich lange nur weil sie keine Flächeninhalt hat ;-)


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Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen?

08.04.2019 um 10:14
@Peter0167
Peter0167 schrieb:Jetzt erst mal vielen Dank für die Mühe und Geduld mit mir :D
Kein Problem nimm dir Zeit. Aber ich würde wirklich raten dich damit auseinaderzusetzen wenn du dich für die Natur von Wellen interessierst. Diese Gleichung die ich gepostet habe ist von extrem grundlegender Natur in der Physik:

https://www.spektrum.de/lexikon/physik/wellengleichung/15508

Die d'Alembertsche Wellengleichung tritt in vielen Bereichen der Physik auf. Sie beschreibt die Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen, Schallwellen, Gravitationswellen usw. Im Rahmen der Quantenfeldtheorie ist sie grundlegend für Felder, denen Teilchen ohne Ruhemasse entsprechen.

Allerdings habe ich die Gleichugn in iherer 3D Form hingeschrieben was es wahrscheinlich nicht gerade anschaulich macht?

Aber was dahintersteckt wid hier von Stephan Müller vielleicht besser erklärt:

Youtube: *** Wellengleichung plausibel gemacht

Insbesondere ab 4:30


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Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen?

08.04.2019 um 17:35
@Sonni1967
Sonni1967 schrieb:Aus Sicht ihres Bezugssystems sind ALLE Längen auf null kontrahiert und alle Zeiträume auf null dilatiert - sie erleben das Universum als punktförmig.
Wieso eigentlich "punktförmig"?
mMn müßte es für das Photon eher "flächenförmig" sein, also 2-dimensional:

In Flugrichtung keine Ausdehnung
aber die beiden anderen Dimensionen sollten davon eigentlich unberührt bleiben.

Allerdings weiß ich nicht, was Prof. Gassner mit "Öffnungswinkel 0" meint:
Sonni1967 schrieb:Prof. Gassner schrieb was Photoen angeht:
es entsteht eine Art Trichter in Bewegungsrichtung, dessen Öffnungswinkel von der Geschwindigkeit abhängt. Im Falle der Photonen (Lichtgeschwindigkeit) wird der Öffnungswinkel null.


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Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen?

08.04.2019 um 17:52
@delta.m, vielleicht hilft dir das weiter:

https://www.itp.uni-hannover.de/439.html


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Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen?

08.04.2019 um 20:55
Hi Delta.m
delta.m schrieb:Wieso eigentlich "punktförmig"?mMn müßte es für das Photon eher "flächenförmig" sein, also 2-dimensional: In Flugrichtung keine Ausdehnung aber die beiden anderen Dimensionen sollten davon eigentlich unberührt bleiben.
Ja, die Aussage von Prof. Gassner (dass das Photon das Universum punktförmig erlebt) hatte ich bestimmt mal falsch
verstanden. Hatte mal woanders darüber geschrieben...

Ich hatte seine Aussage damals so interpretiert dass das Photon aus seiner Sicht das Universum punktförmig erlebt weil es sich
ja nicht relativ sondern absolut zu allen Inertialsystemen mit Lichtgeschwindigkeit bewegt und
desshalb würden aus seiner Sicht alle Abstände in Raum und Zeit auf 0 "geschrumpft" sein (also punktförmig).

Das war wohl falsch was ich da von mir gab weil Yukterez dann schrieb:
In dem Fall wurde wohl der optische Lichtkegel mit der tatsächlichen Kontraktion verwechselt. Die Lorentztransformation x'=γ(x-vt), y'=y, z'=z spricht eine klare Sprache, wie man sieht bleiben y und z bei einer Bewegung entlang der x-Achse unkontrahiert.

Ich rede davon was passiert wenn der Limes der Geschwindigkeit auf die Lichtgeschwindigkeit zugeht: dann geht die Kontraktion der x-Achse gegen 0 während y und z unkontrahiert bleiben.


Frank Wunderlich-Pfeiffer schrieb:  
Sie brauchen für die Bewegung von A nach B nicht nur keine Zeit, es ist auch keine Entfernung mehr dazwischen. Aus Sicht des Photons, das aus unserer Sicht mit Lichtgeschwindigkeit über Millionen Lichtjahre fliegt, sind beide Orte an der gleichen Stelle.
Yukterez schrieb:
wobei A und B allesamt auf einer Linie entlang der x-Achse liegen. Alle anderen Orte die außerhalb des Pfads des Photons liegen werden von diesem natürlich nie erreicht, und daher liegen diese auch nicht auf einem Punkt.

Sinnerfassend lesend,


Stimmt ja auch (was Y.schrieb). Ein Objekt was sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt (geht ja nicht, aber
mal angenommen es könnte)"staucht" den Raum ja nur Flugrichtung und alle anderen Abstände die sich "außerhalb"
dieser Wegstrecke befinden bleiben ihm erhalten. Dann passt das ja auch nicht mehr mit dem punktförmigen "erleben"
des Universums (aus Sicht eines Photons).

Ich hab mir dann darum keine Gedanken mehr gemacht, ist ja sowieso bisschen "kirre" sich in die Sichtweise
eines Photons zu versetzen :D und dann kommt ja auch noch der ganze Teilchen / Welledualismus aus dem ganzen
Quantengedöddels hinzu mit den ganzen Wahrscheinlichkeiten. Photonen sind schonn seltsam irgendwo (für mich) :)

LG


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Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen?

08.04.2019 um 23:12
@Z.
Z. schrieb:bzgl. eventueller Inkonsistenzen meiner Aussage ..."Photon am Ende des Universums", hätte ich den klugen Einwand... "es gibt ja gar kein Ende des Universums" eher erwartet...
Im Gegensatz zu Dir habe ich ja klugerweise "Ende" nicht ohne Grund in Anführungszeichen gesetzt ;)
Z. schrieb:Wie du allerdings drauf kommst, dass es sich wohl um ein Photon das gerade emittiert wurde handeln müße (könne), und dies dann sofort am Ende des U landet..., ist mir schleierhaft.
Weiß auch nicht mehr, wie ich auf diese ausgefallene Idee kam,
aber an welche Art Photonen hattest Du den dabei gedacht - etwa welche,
die schon vor Jahrmilliarden (unserer Zeit) entstanden sind oder was sonst ...?
Z. schrieb:Muss leider urbeiten...
mach mal Pause/Urlaub ... :)




@mojorisin
Danke auch für Deinen "Mathe"-Beitrag. Einfach und verständlich :)
mojorisin schrieb:Während also die erste Aussage für das Photon vergeht keine Eigenzeit richtig ist bzw die Distanzen schrumpgen auf null, kann man daraus nicht schlussfolgern das für uns das Photon überall sein muss.
Ok, gut zu wissen.




@pluss
pluss schrieb:vielleicht hilft dir das weiter
Ich nehme an,
Dein Link sollte sich auf die Aussage über den "Öffnungswinkel" von Prof. Gassner beziehen.
Diese optischen "Verbiegungen" bei nahe "c" waren mir bereits bekannt - trotzdem danke.


gn8 zusammen


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Warum werden Funkwellen im All (Vakuum) übertragen?

09.04.2019 um 03:32
Moin delta...
delta.m schrieb:Im Gegensatz zu Dir habe ich ja klugerweise "Ende" nicht ohne Grund in Anführungszeichen gesetzt ;)
Es schallt immer zurück wies reinschallt. ;)
Schaun wir doch mal, was Du so geschrieben hast...
delta.m schrieb:Ich nehme mal an, "U" steht für "Universum".
Aber, wie sollte es da so "schnell" hinkommen???
Gilt für das Photon jetzt nicht mehr v = c ?
Ich sehe da nix von wegen Ende in Anführungszeichen.. ;)
Aber´s ist ja auch "alles" so unglaublich kompliziert heutzutage...
Sicher beziehst du dich kontextuell auf Diskussionsabschnitte mit anderen Forumskollegen.. die expansionsbedingte Zeitdillatation usw usf ansprachen.
delta.m schrieb:Weiß auch nicht mehr, wie ich auf diese ausgefallene Idee kam,
Intuition, Quantenkorrelation, Tunneleffekt, Einstein-Rosen-Brücken, wer weiß schon was einem unbewusst so alles durch den Kopf geht...
Ich schätze aber es war keines davon.. vlt, gings ja in Richtung Vorurteilsrelation... !? Dafür gabs zumindest noch keinen Nobelpreis..soweit ich weiß... Spass beiseite.

Alles jedoch 0 Problemo... mir gings auch öfter mal ... so ähnlich...
delta.m schrieb:aber an welche Art Photonen hattest Du den dabei gedacht - etwa welche,
die schon vor Jahrmilliarden (unserer Zeit) entstanden sind oder was sonst ...?
Ach Mrd. Jahre brauchts da garnicht. Wie gesagt ist es sicher gut, ganz allgemein zuerst ein mal betreff Aufenthaltswahrscheinlichkeit / Wellenfunktionen "siehe QM bzw QCD" nachzuschlagen.. wenn solche Fragen aufkommen... Man kann sich auch "ein idealisiertes Photon" vorstellen, welches gerade eben an der Oberfläche der Sonne emittiert, nur wenige Lichtsekunden hinter sich habend, über einen Bereich von 100tausenden km³ verschmiert vorhanden sein kann, um dann zu berechnen, wos denn gerad am "wahrscheinlichsten" anzutreffen wäre.

Ein guter "Einstieg" bzgl. Photon, zB.:
Was ist ein Photon?
http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2015/04/06/was-ist-ein-photon/

Kontextuell von entscheidender Bedeutung.. Kopenhagener Deutung..
Kern der Deutung
Das Entscheidende an der Kopenhagener Deutung ist die Beziehung zwischen Wellenfunktion und Messprozess: Gemäß Borns neuer Interpretation befindet sich das quantenmechanische Teilchen vor der Messung gleichzeitig an allen Orten, wo die Wellenfunktion nicht verschwindet! Erst im Moment der Messung 'kollabiert' die Wellenfunktion und das Teilchen lokalisiert an einem bestimmten Ort. Die Quantenphysiker sagen: Vor der Messung ist ein Zustand eine kohärente Überlagerung aller möglichen Zustände, nach der Messung steht dann ein bestimmter der möglichen Zustände fest.
https://www.spektrum.de/astrowissen/lexdt_k05.html#kop
delta.m schrieb:mach mal Pause/Urlaub ... :)
Ach 12 -18 Stunden werkeln pro Tag sind oft ganz gut fürn Kopp... in meinem AlZheimer verdächtigen alter zumindest...
Schlaf gut
Z.


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