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 Raumzeit-Dehnung Lichtgeschwindigkeit |
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AtiVe
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 |  Themenstart: 2020-09-04
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Hallo zusammen,
aktuelle Messungen zeigen ja, dass sich das Universum mit immer höherer Geschwindigkeit ausdehnt.
Ist es nicht so, dass die Lichtgeschwindigkeit durch die Raumdehnung wachsen müsste. Ich weiß, dass die Lichtgeschwindigkeit mit dem Meter als Einheit gekoppelt ist und somit der Wert für die Geschwindigkeit immer konstant bleibt. Aber die Raumdehnung müsste doch einerseits auf das Maß Meter und somit auch auf die Lichtgeschwindigkeit Einfluss nehmen.
Ich bin gespannt auf eure Antworten.
Gruß
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sebp
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|  Beitrag No.1, eingetragen 2020-09-04
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\quoteon
aktuelle Messungen zeigen ja, dass sich das Universum mit immer höherer Geschwindigkeit ausdehnt.
\quoteoff
Die Messungen zeigen nur eine Rotverschiebung.
Die kann man in eine entsprechende Fluchtgeschwindigkeit umrechnen.
Es gibt nun Theorien/Weltbilder die behaupten das sei wirklich so.
Direkt gemessen hat man die Raumausdehnung noch nicht, so weit ich weiß.
Aktuell ist die "immer höhere Geschwindigkeit" auch in Frage gestellt.
(Quelle hab ich grade nicht.)
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DrStupid
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| Beitrag No.2, eingetragen 2020-09-04
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\quoteon(2020-09-04 10:03 - AtiVe im Themenstart)
Ich weiß, dass die Lichtgeschwindigkeit mit dem Meter als Einheit gekoppelt ist und somit der Wert für die Geschwindigkeit immer konstant bleibt.
\quoteoff
Es ist umgekehrt. Die Lichtgeschwindigkeit ist per Definition auf 299792458 m/s festgelegt. Daraus und aus der Definition der Sekunde ergibt sich das Maß Meter. Das könnte sich also nur ändern, wenn sich das Zeitmaß ändert.
\quoteon(2020-09-04 10:03 - AtiVe im Themenstart)
Aber die Raumdehnung müsste doch einerseits auf das Maß Meter und somit auch auf die Lichtgeschwindigkeit Einfluss nehmen.
\quoteoff
Raumausdehnung bedeutet, dass sich der Abstand zwischen zwei ruhenden Körpern bei gleichem Längenmaß vergrößert. Wenn man umgekehrt annimmt, dass der Abstand gleich bleibt und stattessen das Längenmaß und damit auch das Zeitmaß kürzer wird, dann sollte das zwar äquivalent sein, wäre aber unpraktisch, weil die Definition der Zeiteinheit dann selbst wieder von der Zeit abhängen würde. Aber zumindest würde sich mit dieser Sichtweise die beliebte Frage erübrigen, wohin sich der Raum ausdehnt.
[Die Antwort wurde vor Beitrag No.1 begonnen.]
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pzktupel
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 | Beitrag No.3, eingetragen 2020-09-04
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AtiVe
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| Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2020-09-04
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Vielen Dank erstmal für die schnellen Antworten.
Müsste sich die Raumdehnung dann aufgrund von gleichmäßiger Energieverteilung nicht auch auf der Erde nachweisen lassen? Raum ist nach meinem Verständnis mit der Zeit indirekt proportional gekoppelt. Somit müsste, wenn sich der Raum tatsächlich ausdehnen sollte, die Zeit immer langsamer verlaufen? Oder sich aber auch der Abstand zwischen Körpern (z.B. Atomradien) im Laufe der Zeit vergrößern.
Der Wert c ist zumindest durch Einsatz von Materie veränderbar. Bei Versuchen an Kristallen konnte Licht bereits sehr stark abgebremst werden:
https://www.scinexx.de/news/technik/neuer-rekord-beim-stoppen-von-licht/
c ist also durch Materie schon veränderbar (zumindest nach unten)
Im materiefreiem Raum sollte zumindest aus Beobachtersicht (Erde) ein Wert über c möglich sein, wenn der Raum sich dehnt.
Gruß
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jacha2
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|  Beitrag No.5, eingetragen 2020-09-04
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Salut,
dessen Zugeständnis ändert aber ...
\quoteon(2020-09-04 11:15 - pzktupel in Beitrag No. 3)
Ich konnte mal einen Professor dazu bringen, das c nicht unbedingt c immer ist, er räumte es zumindest ein.
\quoteoff
...nicht die von DrStupid vorgetragene Definition. Zuvor waren das Urmeter aus Pt/Ir und die Sekunde (aus einer Cs-Atomuhr) maßgeblich für das SI.
\quoteon(2020-09-04 11:15 - pzktupel in Beitrag No. 3)
Ich argumentierte, das wir c immer nur hier auf der Erde mit selbigen Wert bestätigen, weil wir immer diesselben Meßmethoden und immer unter den selben kosmischen Bedingungen den Wert nur so bestimmen können.
Denkbar wäre ja auch, das das Licht auf den Wert hier heruntergebremst wird und nur soweit nur beschleunigt...unter dem Einfluss der Sonne wohlmöglich.
\quoteoff Denkbar ist auch das, aber man stieße hier womöglich auf eine ganze Reihe von zum Konsistenzerhalt einer derartigen Hypothese erforderlichen Zusatzannahmen, daß man sich des Ockhamschen Skalpells bedienen müßte, um sie alle abzuräumen und dann wieder da landet, wo man aufgebrochen ist. Und auch hier ...
\quoteon(2020-09-04 11:15 - pzktupel in Beitrag No. 3)
Wollte nur sagen, um c auch zu bestimmen, müssten wir fernab ( 1Mio Lichtjahre ) dieselben Meßmethoden anwenden und c wieder bekommen , oder eben nicht.
\quoteoff ...ergibt sich nach etwas genauerem Durchdenken, daß "wir" nur "jetzt & hier" sind und an allem, was sich "fernab" befindet, nur durch Detektion von Photonen teilhaben, denen wir noch nicht einmal ansehen können, ob sie mit ihresgleichen verschränkt sind, so daß uns jetzt und hier selbst diese Fernwirkung nichts nützt. Die Rotlichtverschiebung sich entfernender Lichtquellen ist indes experimentell verifiziert.
\quoteon(2020-09-04 11:15 - pzktupel in Beitrag No. 3)
Professionell beobachten wir den Raum vielleicht 100 Jahre. Da passiert nichts weiter an Veränderungen im All. Das geht alles zu langsam für unser Verständnis / Erkenntnis.
\quoteoff Ansichtssache. Vor 100 Jahren hat noch niemand beobachtungsbasierte Kosmologien eines expandierenden Universums aufgestellt.
Adieu
[Die Antwort wurde vor Beitrag No.4 begonnen.]
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jacha2
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|  Beitrag No.6, eingetragen 2020-09-04
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Salut,
könntest Du uns eine Fundstelle für diese Hypothesen bzw. Theoreme ...
\quoteon(2020-09-04 12:03 - AtiVe in Beitrag No. 4)...Müsste sich die Raumdehnung dann aufgrund von gleichmäßiger Energieverteilung nicht auch auf der Erde nachweisen lassen? Raum ist nach meinem Verständnis mit der Zeit indirekt proportional gekoppelt. Somit müsste, wenn sich der Raum tatsächlich ausdehnen sollte, die Zeit immer langsamer verlaufen? Oder sich aber auch der Abstand zwischen Körpern (z.B. Atomradien) im Laufe der Zeit vergrößern.
\quoteoff ... - der gleichmäßigen Energieverteilung im Raum und
- der Kopplung zwischen Raum und Zeit nennen?
Letzteres wäre besonders interessant, da man dadurch, daß man diese Kopplungsgleichung einsetzt, eine bedeutende Vereinfachung vieler Feldgleichungen erhielte, insbesondere in der Elektrodynamik.
\quoteon(2020-09-04 12:03 - AtiVe in Beitrag No. 4)...Der Wert c ist zumindest durch Einsatz von Materie veränderbar. Bei Versuchen an Kristallen konnte Licht bereits sehr stark abgebremst werden:
https://www.scinexx.de/news/technik/neuer-rekord-beim-stoppen-von-licht/
c ist also durch Materie schon veränderbar (zumindest nach unten)
Im materiefreiem Raum sollte zumindest aus Beobachtersicht (Erde) ein Wert über c möglich sein, wenn der Raum sich dehnt...
\quoteoff
Wir haben ein kleines Detail weggelassen. Bei der von DrStupid genannten Definition handelt es sich um die Vakuumlichtgeschwindigkeit c0. "Frei fliegende Photonen" sozusagen. Die von Dir erwähnten Experimente koppeln Licht in einer Art Resonanz mit Materie in einer Art Hohlraum, der durch den Kristall gebildet wird. Langsames Licht in Materie ist ein alter Hut. In Glas der Brechzahl n=1,5 beträgt sie nur noch 2/3 c0. Die Definition der Lichtgeschwindigkeit als Quotient aus Wellenlänge und Frequenz sollte eigentlich als Phasengeschwindigkeit bezeichnet und von der Gruppengeschwindigkeit \(\frac{\partial\lambda}{\partial \nu}\) unterschieden werden. Insbesondere ist zu beachten, daß es sich bei diesen "Langsames-Licht"-Experimenten nicht um irgendwelche Photonen, sondern nur die in einem ganz engen Frequenzintervall handelt. Man könnte -etwas naiv- genausogut sagen, daß ein Photon, das mit einem Hüllenelektron eines Atoms dadurch wechselwirkt, daß es dieses in ein anderes "Orbital" schubst, instantan auf die Geschwindigkeit 0 "herabgebremst" wurde. Ein Photon mit dieser Geschwindigkeit 0 ist keines mehr. Wenn das e- sich wieder "abregt", emittiert es dieses wieder, und wenn selbiges erneut eingefangen wird, ist es wieder nonexistent. So kommen diese Verzögerungen zustande, vereinfacht ausgedrückt. Nichts, weswegen man sich neue Theorien ausdenken müßte.
Adieu
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DrStupid
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| Beitrag No.7, eingetragen 2020-09-04
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\quoteon(2020-09-04 12:03 - AtiVe in Beitrag No. 4)
Der Wert c ist zumindest durch Einsatz von Materie veränderbar. Bei Versuchen an Kristallen konnte Licht bereits sehr stark abgebremst werden:
https://www.scinexx.de/news/technik/neuer-rekord-beim-stoppen-von-licht/
\quoteoff
Der Definition des Meters liegt die Vakuumlichtgeschwindigkeit zugrunden - oder noch präziser formuliert: die bezugssysteminvariante Geschwindigkeit. Die ist per Definition überall gleich und unveränderlich. Der Begriff "Lichtgeschwindigkeit" ist hier einfach nur eine bequeme Abkürzung und nicht zu verwechseln mit der realen Geschwindigkeit des Lichts, die je nach Bedingungen auch langsamer und sogar Null sein kann.
[Die Antwort wurde nach Beitrag No.5 begonnen.]
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Hans-Juergen
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 | Beitrag No.8, eingetragen 2020-09-04
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Hallo AtiVe,
willkommen auf dem Matheplaneten!
Im Beitrag No. 4 schreibst Du: "Somit müsste, wenn sich der Raum tatsächlich ausdehnen sollte, die Zeit immer langsamer verlaufen?" Was verstehst Du darunter genau, und wie stellst Du Dir das konkret vor?
So weit ich weiß, ist bis heute nicht klar, was "Zeit" überhaupt bedeutet, vgl. z. B. hier: https://www.uni-muenster.de/Physik.TP/~munsteg/10Zeit.pdf.
Mit freundlichem Gruß
Hans-Jürgen
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AtiVe
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| Beitrag No.9, vom Themenstarter, eingetragen 2020-09-04
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Hi,
\quoteon(2020-09-04 13:10 - jacha2 in Beitrag No. 6)
Salut,
könntest Du uns eine Fundstelle für diese Hypothesen bzw. Theoreme ...
... - der gleichmäßigen Energieverteilung im Raum und
- der Kopplung zwischen Raum und Zeit nennen?
Letzteres wäre besonders interessant, da man dadurch, daß man diese Kopplungsgleichung einsetzt, eine bedeutende Vereinfachung vieler Feldgleichungen erhielte, insbesondere in der Elektrodynamik.
\quoteoff
... zur Energieverteilung
Laut meiner Auffassung strebt alles in der Physik zu einem Gleichgewicht, sei es Energie, Druck, etc. Jegliche Störung/Ungleichgewichte werden durch Energieaustausch relativiert bzw. solange kein Gleichgewicht geschaffen werden kann, durch Wellen im Raum verteilt bis dort ein Energieaustausch stattfinden kann.
Da ich den Raum als Träger der Energie sehe, ist der Raum selbst aus beschriebenen Gründen als gleichverteilt anzunehmen.
Dieses Gleichgewicht würde natürlich durch die Dehnung des Raumes des in unserer Vorstellung bestehenden Universums zu einem Ungleichgewicht führen, da an der (ich nenne es mal "Hüllfläche") die Dehnung höher ist, als innerhalb des Universums.
Nach Einstein und der Betrachtung des 2D Modells der Raumzeit wird durch Energie (Massen) der Raum bzw. die Raumzeit gekrümmt. Dies führt zu einer Dehnung der vorher flachen Raumzeit, was in der Gravitation mündet. Da an der "Hüllfläche" auch eine Dehnung resultierten würde, würde es bei der reinen Modellbetrachtung ebenfalls zu einer Gravitation in Richtung der Hüllfläche führen. (Das sei zunächst nur dahingestellt. Die Ausführung hat sich gerade nur so ergeben.)
... zur Kopplung zwischen Raum und Zeit
Laut Einstein ist Raum und Zeit grundlegend gekoppelt und nicht zu trennen. Deshalb auch der Begriff der "Raumzeit". Der Zusammenhang ist natürlich nicht trivial.
Meine Interpretation beruht wieder auf dem bekannten 2D Modell der Raumzeit.
Wird beispielsweise durch eine Masse der Raum gekrümmt, entsteht bei seitlicher Ansicht ein Trichter (wobei die Masse am tiefsten Punkt sitzt). Schaut man nun von oben auf diesen Trichter und betrachtet einen Lichtstrahl der knapp an der Masse vorbeigeht, würde dieser durch die Räumkrümmung der Geodäte folgen und somit einen längeren Weg zurücklegen, als wenn der Raum nicht gekrümmt wäre. Da die Lichtgeschwindigkeit konstant ist, der Weg sich aber verlängert hat, muss für die Einhaltung der Gleichzeitigkeit von Ereignissen die Zeit des Lichtstrahles langsamer laufen. (oder eben die Lichtgeschwindigkeit ist nicht konstant, was uns zur Grundfrage zurückkehren lässt)
Habe ich etwas grundsätzlich missverstanden oder kann man das erst einmal so stehen lassen?
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jacha2
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Wohnort: Namur
| Beitrag No.10, eingetragen 2020-09-04
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Salut,
um keinen Kategorienirrtümern anheimzufallen, sei darauf hingewiesen, daß ...
\quoteon(2020-09-04 15:17 - AtiVe in Beitrag No. 9)...zur Energieverteilung
Laut meiner Auffassung strebt alles in der Physik zu einem Gleichgewicht, sei es Energie, Druck, etc. Jegliche Störung/Ungleichgewichte werden durch Energieaustausch relativiert bzw. solange kein Gleichgewicht geschaffen werden kann, durch Wellen im Raum verteilt bis dort ein Energieaustausch stattfinden kann.
\quoteoff
...in der Physik kein derartiges Streben zu beobachten ist. Um Deinen Ausführungen folgen zu können, nehme ich an, daß Du stattdessen an Ausgleichsvorgänge in der Natur denkst. Das wäre der erste Kategorienirrtum Deinerseits: Das Objekt der Beschreibung nicht von der Beschreibung zu trennen.
\quoteon(2020-09-04 15:17 - AtiVe in Beitrag No. 9) ...
Da ich den Raum als Träger der Energie sehe, ist der Raum selbst aus beschriebenen Gründen als gleichverteilt anzunehmen.
\quoteoff Nun ja, Meinungsfreiheit. Die gängige Lehrmeinung der Physik besagt indessen, daß Materie und Energie eine Wechselbeziehung eingehen können.
Der "Raum" ist hierbei nur ein Substrat oder mathematisch gesehen eine Trägermenge, der man keine der Eigenschaften dessen, was sich in ihr abspielt, zuweisen kann. Das wäre der zweite Kategorienirrtum. Es kann dabei offen bleiben, ob es Raum ohne Materie oder Energie geben kann. Das kann man mit eher platten Argumenten bedenken oder man befaßt sich ernsthaft mit dem MACHschen Prinzip. Hans-Juergen hat weiter oben auf eine Quelle verlinkt, in der sinngemäßt steht, Zeit sei das, was verhindert, das alles zugleich stattfinde. Sinngemäß ließe sich hier anmerken, Raum verhindere schlicht, daß alles ununterscheidbar auf einem punktförmigen Haufen liege.
\quoteon(2020-09-04 15:17 - AtiVe in Beitrag No. 9)...
Dieses Gleichgewicht würde natürlich durch die Dehnung des Raumes des in unserer Vorstellung bestehenden Universums zu einem Ungleichgewicht führen, da an der (ich nenne es mal "Hüllfläche") die Dehnung höher ist, als innerhalb des Universums.
\quoteoff Ein Gleichgewicht ist demnach durch Raumdehnung die Ursache eines Ungleichgewichts? Dem vermag ich nicht zu folgen oder mißverstehe ich da etwas?
\quoteon(2020-09-04 15:17 - AtiVe in Beitrag No. 9)
Nach Einstein und der Betrachtung des 2D Modells der Raumzeit wird durch Energie (Massen) der Raum bzw. die Raumzeit gekrümmt. Dies führt zu einer Dehnung der vorher flachen Raumzeit, was in der Gravitation mündet. Da an der "Hüllfläche" auch eine Dehnung resultierten würde, würde es bei der reinen Modellbetrachtung ebenfalls zu einer Gravitation in Richtung der Hüllfläche führen. (Das sei zunächst nur dahingestellt. Die Ausführung hat sich gerade nur so ergeben.)
\quoteoff ...Gibt es denn überhaupt irgendwelche Evidenzen, aus denen sich etwas derartiges ableiten ließe?
\quoteon(2020-09-04 15:17 - AtiVe in Beitrag No. 9)
... zur Kopplung zwischen Raum und Zeit
Laut Einstein ist Raum und Zeit grundlegend gekoppelt und nicht zu trennen. Deshalb auch der Begriff der "Raumzeit". Der Zusammenhang ist natürlich nicht trivial.
Meine Interpretation beruht wieder auf dem bekannten 2D Modell der Raumzeit.
Wird beispielsweise durch eine Masse der Raum gekrümmt, entsteht bei seitlicher Ansicht ein Trichter (wobei die Masse am tiefsten Punkt sitzt). Schaut man nun von oben auf diesen Trichter und betrachtet einen Lichtstrahl der knapp an der Masse vorbeigeht, würde dieser durch die Räumkrümmung der Geodäte folgen und somit einen längeren Weg zurücklegen, als wenn der Raum nicht gekrümmt wäre. Da die Lichtgeschwindigkeit konstant ist, der Weg sich aber verlängert hat, muss für die Einhaltung der Gleichzeitigkeit von Ereignissen die Zeit des Lichtstrahles langsamer laufen. (oder eben die Lichtgeschwindigkeit ist nicht konstant, was uns zur Grundfrage zurückkehren lässt)
Habe ich etwas grundsätzlich missverstanden oder kann man das erst einmal so stehen lassen?
\quoteoff Jedenfalls die letzte Begründung für die "Einhaltung der Gleichzeitigkeit von Ereignissen" zeigt, daß für Dich eine etwas eingehendere Befassung mit MINKOWSKI-Diagrammen lohnenswert wäre. Danach kannst Du die Frage, ob das, was in einem von zwei Inertialsystemen als "gleichzeitig" angesehen wird, auch im anderen "gleichzeitig ist", selber beantworten. EINSTEIN hat sich übrigens auch gefragt, was ein mit einem Photon Reisender zu sehen bekäme.
Adieu
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Hans-Juergen
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| Beitrag No.11, eingetragen 2020-09-05
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Hi,
ich komme auf die zwei im Beitrag No.8 gestellten Fragen zurück, die nicht beantwortet wurden, und fasse Bekanntes zusammen, was über die Zeit gesagt wird:
Sie vergeht oder verstreicht, fließt, eilt dahin, und zwar absolut (Newton) oder relativ (Einstein); Zeit lässt sich sparen und überbrücken.
Dies alles und vermutlich noch mehr "kann" sie, die Zeit; nur was sie ist, wird nicht erklärt.
Es gibt bruchstückhafte und nicht unproblematische Erklärungen wie "eine physikalische Größe" oder, Einstein zugeschrieben, aber nicht verbürgt: "Zeit ist das, was die Uhr anzeigt".
Letzteres, angewandt z. B. auf die Bahnhofsuhr, führt dazu, dass die Zeit jeweils nach einer Minute für einen kurzen Moment still zu stehen scheint. Auch nehmen manche Physiker an, die Zeit sei quantisiert, während andere das bestreiten, vgl. hier: http://hjcaspar.de/hpxp/zeitquant.htm.
Angesichts der weitgehenden Undefiniertheit des Zeitbegriffs ist die in #4 geäußerte, anschaulich nicht nachvollziehbare Vermutung, dass die Zeit wegen der Ausdehnung des Weltalls immer langsamer verlaufe, für mich bedeutungslos.
Nachtrag: die o. g. Internetseite habe ich gelöscht.
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DrStupid
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| Beitrag No.12, eingetragen 2020-09-05
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\quoteon(2020-09-05 21:17 - Hans-Juergen in Beitrag No. 11)
Es gibt bruchstückhafte und nicht unproblematische Erklärungen wie "eine physikalische Größe" oder, Einstein zugeschrieben, aber nicht verbürgt: "Zeit ist das, was die Uhr anzeigt".
Letzteres, angewandt z. B. auf die Bahnhofsuhr, führt dazu, dass die Zeit jeweils nach einer Minute für einen kurzen Moment still zu stehen scheint.
\quoteoff
Der Spruch bezieht sich natürlich auf Uhren, die nach Einsteins Vorschrift synchronisiert werden. Das ist bei Bahnhofsuhren nicht der Fall.
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Hans-Juergen
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| Beitrag No.13, eingetragen 2020-09-05
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Bahnhofsuhren werden synchronisiert mit allen anderen eines bestimmten Einzugsgebiets, wenn auch vielleicht nicht nach Einsteins Vorschrift.
Was aber hat das damit zu tun, dass die Zeit bei ihnen in regelmäßigen Abständen stehen zu bleiben scheint, wenn man die Einstein zugeschriebene Zeit-Erklärung mit der Uhr zugrundelegt?
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DrStupid
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| Beitrag No.14, eingetragen 2020-09-06
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\quoteon(2020-09-05 23:24 - Hans-Juergen in Beitrag No. 13)
Bahnhofsuhren werden synchronisiert mit allen anderen eines bestimmten Einzugsgebiets, wenn auch vielleicht nicht nach Einsteins Vorschrift.
\quoteoff
Nicht vielleicht, sondern ganz sicher.
\quoteon(2020-09-05 23:24 - Hans-Juergen in Beitrag No. 13)
Was aber hat das damit zu tun, dass die Zeit bei ihnen in regelmäßigen Abständen stehen zu bleiben scheint, wenn man die Einstein zugeschriebene Zeit-Erklärung mit der Uhr zugrundelegt?
\quoteoff
Bei Uhren, deren Anzeigen Einsteins Synchronisationsvorschrift genügen, kann das nicht passieren. Auf solche Uhren bezieht sich die Aussage zur Zeit - nicht auf Bahnhofsuhren.
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Hans-Juergen
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| Beitrag No.15, eingetragen 2020-09-07
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Über die Zeit, Uhren und deren Synchronisierung gibt es Ausführliches hier:
https://scilogs.spektrum.de/relativ-einfach/einstein-verstehen-teil-ii/ und hier:
https://scilogs.spektrum.de/relativ-einfach/einstein-verstehen-teil-iii-hintergrundseite/ .
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AtiVe
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| Beitrag No.16, vom Themenstarter, eingetragen 2020-09-08
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Hallo zusammen,
ich möchte zunächst klar stellen, dass ich hier nur zur Diskussion anregen möchte und die allgemeine Lehrmeinung nicht unbedingt in Frage stellen möchte. Ich möchte auch keinem auf die Füße treten, da ich auch von keinem den Wissenshintergrund kenne. Ich selbst habe Physik nur im Grundstudium genossen. Da ist z.B. die relativistische Betrachtung kein Thema gewesen.
Ich versuche nur das spannende Thema etwas offen zu diskutieren um eure Sichtweisen, Theorien und natürlich auch die Lehrmeinung mit neuen/aktuellen Quellen kennenzulernen.
Das Thema ist so komplex und es ist nun mal so, dass die Menschheit da noch nicht wirklich viel Wissen hat. In der Physik ist es nun mal so, dass alles auf Modellen basiert, die mehr oder weniger durch Messungen bestätigt sind. Aber Modell bleibt Modell.
\quoteon(2020-09-04 21:08 - jacha2 in Beitrag No. 10)
Salut,
um keinen Kategorienirrtümern anheimzufallen, sei darauf hingewiesen, daß ...
kein derartiges Streben zu beobachten ist. Um Deinen Ausführungen folgen zu können, nehme ich an, daß Du stattdessen an Ausgleichsvorgänge in der Natur denkst. Das wäre der erste Kategorienirrtum Deinerseits: Das Objekt der Beschreibung nicht von der Beschreibung zu trennen.
\quoteoff
Hierzu muss ich sagen, dass die Aufgabe der Physik ist, die Natur in Modellen zu beschreiben. Somit sind Ausgleichsvorgänge in der Natur mit Gleichgewichtsbetrebungen in der Physik gleichzusetzen. Somit schließt sich mir nicht, warum dies als Kategorienirrtum eingestuft wird.
Ich kann dir auch aus der Physik einige Gleichgewichtsbestrebungen nennen: Kräftegleichgewicht, Temperaturgleichgewicht, Stoffmengengleichgewicht, Druckgleichgewicht, etc..
Ich muss ehrlich sagen, dass mir gerade kein physikalisches Phänomen einfällt, dass nicht auf Gleichgewichtsprozessen basiert. (Ausgenommen Systeme, bei denen von außen Energie zugeführt/abgeführt wird, um ein Ungleichgewicht beizubehalten) Vielleicht habe ich dich einfach durch meine Begrifflichkeiten / Beschreibungen verwirrt... 🙂
\quoteon
2020-09-04 15:17 - AtiVe in Beitrag No. 9 schreibt: ...
Dieses Gleichgewicht würde natürlich durch die Dehnung des Raumes des in unserer Vorstellung bestehenden Universums zu einem Ungleichgewicht führen, da an der (ich nenne es mal "Hüllfläche") die Dehnung höher ist, als innerhalb des Universums.
\quoteoff
Ich versuche es noch einmal in anderen Worten auszudrücken.
Wenn man sich den Raum (Universum) als Kugel vorstellt, diesen in gleichmäßige 3-dimensionale Teilvolumina teilt und sich das Universum ausbreitet (Raumdehnung), dann werden die äußeren Volumina (zur Kugelhüllfläche hin) geometrisch stärker vergrößert/gedehnt als die inneren Volumina.
Dieses Ungleichgewicht (niedrige Raumdehnung/hohe Raumdehnung) ist im Modell der Raumzeitkrümmung (2D) nach Einstein geometrisch auch durch eine Dehnung ersichtlich. (Die vorher quadratischen Raumeinheiten werden zur Masse zu einen Rechteck langgezogen (gedehnt).
Es handelt sich natürlich um eine Hypothese meinerseits, dass das "Raumdehnungsungleichgewicht" zu einer Scheinkraft (Gravitation) führt. Hier kann ich natürlich weder auf Quellen verweisen, noch Nachweise erbringen. Es steht wie gesagt zur offenen Diskussion frei. Da es sich bei der Raumzeitkrümmung auch nur um ein Modell handelt (mathematisch) muss es aus meiner Sicht nicht die Wirklichkeit darstellen bzw. z.B. den Ursprung der Gravitation offenbaren. Für mich ist jede mathematische Beschreibung in der Physik nur ein Werkzeug zur Beschreibung und zur "Vorhersagung" von Zuständen auf Basis von definierten Eingangswerten.
\quoteon(2020-09-04 21:08 - jacha2 in Beitrag No. 10)
Salut,
Jedenfalls die letzte Begründung für die "Einhaltung der Gleichzeitigkeit von Ereignissen" zeigt, daß für Dich eine etwas eingehendere Befassung mit MINKOWSKI-Diagrammen lohnenswert wäre. Danach kannst Du die Frage, ob das, was in einem von zwei Inertialsystemen als "gleichzeitig" angesehen wird, auch im anderen "gleichzeitig ist", selber beantworten. EINSTEIN hat sich übrigens auch gefragt, was ein mit einem Photon Reisender zu sehen bekäme.
\quoteoff
Hier habe ich tatsächlich eine falsche Begründung verwendet. Quintessenz meiner Beschreibung sollte einfach die Darstellung der Zeitdilitation und der Längenkontraktion sein.
Gruß
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DrStupid
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| Beitrag No.17, eingetragen 2020-09-08
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\quoteon(2020-09-08 11:12 - AtiVe in Beitrag No. 16)
Ich versuche es noch einmal in anderen Worten auszudrücken.
Wenn man sich den Raum (Universum) als Kugel vorstellt, diesen in gleichmäßige 3-dimensionale Segmente teilt und sich das Universum ausbreitet (Raumdehnung), dann werden die äußeren Segmente (zur Kugelhüllfläche hin) geometrisch stärker vergrößert/gedehnt als die inneren Segmente.
\quoteoff
Nein, sie werden alle um denselben Faktor gedehnt. Wenn sich der Abstand zwischen zwei beliebigen Punkten auf dem äußeren Segment verdoppelt, dann verdoppelt sich auch der Abstand zwischen zwei Punkten auf dem inneren Segment. Egal wie Du den Raum zerlegst - die Expansion ist überall und auf allen Skalen identisch.
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AtiVe
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| Beitrag No.18, vom Themenstarter, eingetragen 2020-09-08
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\quoteon(2020-09-08 11:57 - DrStupid in Beitrag No. 17)
Nein, sie werden alle um denselben Faktor gedehnt. Wenn sich der Abstand zwischen zwei beliebigen Punkten auf dem äußeren Segment verdoppelt, dann verdoppelt sich auch der Abstand zwischen zwei Punkten auf dem inneren Segment. Egal wie Du den Raum zerlegst - die Expansion ist überall und auf allen Skalen identisch.
\quoteoff
Hallo,
beim Faktor stimme ich dir zu, dass dieser überall identisch ist. Allerdings wächst die äußere Fläche schneller (Flächenbetrag) als die Inneren, da bei einer Kugel die äußere Fläche vom Anfangswert größer ist, als die Innere. (Ähnlich Kugelausbreitung Schall) Der Betrag der Fläche bzw. des Volumens wächst im äußeren Bereich schneller. Somit auch die Volumenänderung. Kleine Kugel/Große Kugel.
\[A=4\cdot \pi \cdot r^{2}\]
Gruß
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DrStupid
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| Beitrag No.19, eingetragen 2020-09-08
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\quoteon(2020-09-08 12:10 - AtiVe in Beitrag No. 18)
Allerdings wächst die äußere Fläche schneller (Flächenbetrag) als die Inneren, da bei einer Kugel die äußere Fläche vom Anfangswert größer ist, als die Innere. (Ähnlich Kugelausbreitung Schall) Der Betrag der Fläche bzw. des Volumens wächst im äußeren Bereich schneller. Somit auch die Volumenänderung. Kleine Kugel/Große Kugel.
\[A=4\cdot \pi \cdot r^{2}\]
\quoteoff
Nein, auch bei den Flächen ist der Faktor überall und auf allen Skalen identisch. Wenn sich alle Abstände um denselben Faktor k vergrößern, dann vergrößern sich alle Flächen um denselben Faktor k² und alle Volumina um den denselben Faktor k³.
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AtiVe
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| Beitrag No.20, vom Themenstarter, eingetragen 2020-09-08
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Hallo,
Zur Veranschaulichung folgendes Bild:
Bild
Nimmt man jetzt an die kleine Fläche A1 (innere Kugelfläche) ist vom Betrag x m² und der Betrag A2 (äußere Kugelfäche) ist vom Betrag 3x m², dann ist bei einer Faktorisierung um r² der Betrag von A1' = r²x m² und A2' = 3r²x m² >> A2 wächst 3 mal so schnell wie A1.
Wie du richtig sagt ist der Faktor in beiden Termen gleich. Allerdings der Flächenbetrag wächst aufgrund der höheren Anfangsfläche schneller.
Ich hoffe ich habe jetzt keinen Denkfehler drin.🥶
Gruß
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DrStupid
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| Beitrag No.21, eingetragen 2020-09-08
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\quoteon(2020-09-08 12:44 - AtiVe in Beitrag No. 20)
Wie du richtig sagt ist der Faktor in beiden Termen gleich. Allerdings der Flächenbetrag wächst aufgrund der höheren Anfangsfläche schneller.
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Nimm doch einfach mal eine entsprechend kleinere Fläche auf der Oberfläche Deiner Kugel. Die wird im Vergleich zu einer größeren Fläche im Inneren um einen kleineren Betrag wachsen. Um welchen Betrag eine Fläche wächst, hängt also nicht davon ab, wo sie sich befindet, sondern nur davon wie Du sie festlegst. Das ist vollkommen willkürlich und somit physikalisch irrelevant. Der einzig objektive Parameter ist hier der Faktor um den sich die Flächen vergrößern und der ist überall gleich.
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AtiVe
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| Beitrag No.22, vom Themenstarter, eingetragen 2020-09-08
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\quoteon
Nimm doch einfach mal eine entsprechend kleinere Fläche auf der Oberfläche Deiner Kugel. Die wird im Vergleich zu einer größeren Fläche im Inneren um einen kleineren Betrag wachsen. Um welchen Betrag eine Fläche wächst, hängt also nicht davon ab, wo sie sich befindet, sondern nur davon wie Du sie festlegst. Das ist vollkommen willkürlich und somit physikalisch irrelevant. Der einzig objektive Parameter ist hier der Faktor um den sich die Flächen vergrößern und der ist überall gleich.
\quoteoff
es geht ja nicht darum wo und wie groß die Flächen gewählt werden. Es geht nur darum, dass wenn man eine innere Fläche und eine äußere Fläche mit gleichem Wachstumsfaktor multipliziert, die äußere Fläche (vom Betrag!) immer schneller wächst. Sobald der Radius nicht gleich ist bestimmt das Flächenverhältnis (= Flächenbetragsfaktor) bei den zwei Flächen den Flächenbetrag. Welche Flächengrößen bzw. welchen Abstand die beiden Flächen zueinander haben ist irrelevant.
Es ist nur so, dass je weiter diese zwei Flächen voneinander entfernt sind desto höher ist im direkten Vergleich der Flächenbetragsfaktor (da dieser von dem Anfangsflächenverhältnis abhängt).
Ziel war es nur mathematisch darzustellen, dass die entfernungsbezogene (r) Flächenbetragsänderung/Volumenbetragsänderung vom Kugelmittelpunkt zur Hüllfläche zunimmt.
Überträgt man dies auf die volumetrische Dehnung, wächst die Dehnung ebenfalls vom Kugelmittelpunkt zur Hüllfläche.
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DrStupid
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| Beitrag No.23, eingetragen 2020-09-08
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\quoteon(2020-09-08 14:09 - AtiVe in Beitrag No. 22)
Es geht nur darum, dass wenn man eine innere Fläche und eine äußere Fläche mit gleichem Wachstumsfaktor multipliziert, die äußere Fläche (vom Betrag!) immer schneller wächst.
\quoteoff
Nein, eben nicht. Die äußere Fläche wächst nur dann um einen größeren Betrag, wenn sie von vorn herein größer war als die innere. Das ist aber vollkommen willkürlich. Wenn Du Dir zwei gleich große Flächen aussuchst, dann wachsen die auch um den gleichen Betrag. Ob innen und außen spielt dabei keine Rolle.
\quoteon(2020-09-08 14:09 - AtiVe in Beitrag No. 22)
Überträgt man dies auf die volumetrische Dehnung, wächst die Dehnung ebenfalls vom Kugelmittelpunkt zur Hüllfläche.
\quoteoff
Da gilt dasselbe. Gleiche Volumina wachsen um den gleichen Betrag, kleinere um einen kleineren und größere um einen größeren - egal ob innen oder außen.
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AtiVe
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| Beitrag No.24, vom Themenstarter, eingetragen 2020-09-08
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\quoteon(2020-09-08 14:34 - DrStupid in Beitrag No. 23)
Nein, eben nicht. Die äußere Fläche wächst nur dann um einen größeren Betrag, wenn sie von vorn herein größer war als die innere. Das ist aber vollkommen willkürlich. Wenn Du Dir zwei gleich große Flächen aussuchst, dann wachsen die auch um den gleichen Betrag. Ob innen und außen spielt dabei keine Rolle.
Da gilt dasselbe. Gleiche Volumina wachsen um den gleichen Betrag, kleinere um einen kleineren und größere um einen größeren - egal ob innen oder außen.
\quoteoff
OK. Jetzt verstehe ich, was du mir sagen willst. Das stimmt natürlich.
Allerdings, jetzt kommt die Krux. Ich versuche es an einem Beispiel zu erklären:
Wenn man nun ein Teilvolumina-Stückchen V1 an einem beliebigen Radius r bei einer Kugelausbreitung betrachtet, wird dieser nach einem Zeitabschnitt t durch einen bestimmten Faktor x größer und befindet sich nun sagen wir bei 2r. Dieses Volumenstückchen hat nun die Größe V2=x*V1
Am Radius r ist nun ein wegen der gleichmäßgen Ausdehnung x ein vorher kleineres Volumen auf das Volumen V1 angewachsen V1 = x*V0.
Nun haben wir zwei Volumina, die wir in Folge in einem neuen Zeitabschnitt begutachten. V1 wächst zu V2 und V2 zu V3...
Was nun aber eben besteht ist, dass beide Volumina bei jedem Zeitschritt nicht gleich sind und somit die Volumenbetragsänderung des größeren Volumens immer größer ist als die des kleineren Volumens.
Dieser Umstand macht natürlich nur Sinn, wenn der Körper sich ausdehnt und die Anzahl der gesamt vorhandenen Voluminastückchen konstant bleibt.
In meiner Betrachtung ist es sozusagen ein fortlaufender Prozess, bei dem die Volumenaufteilung nicht neu beginnt.
Ich hoffe meine Gedanken konnte ich einigermaßen klar darstellen.
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DrStupid
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| Beitrag No.25, eingetragen 2020-09-08
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\quoteon(2020-09-08 15:14 - AtiVe in Beitrag No. 24)
Was nun aber eben besteht ist, dass beide Volumina bei jedem Zeitschritt nicht gleich sind und somit die Volumenbetragsänderung des größeren Volumens immer größer ist als die des kleineren Volumens.
\quoteoff
Dasselbe in grün: Die Volumina und ihre Änderung sind verschieden, weil Du sie unterschiedlich groß definiert hast - nämlich durch die Festlegung, dass sich V0 auf die Größe von V1 ausdehnt. Wenn Du stattdessen zwei gleich große Volumina V bei r/2 und r auswählst, dann hast Du am Ende auch zwei gleich große Volumina 8·V bei r und 2·r. Die absolute Volumenänderung hängt von der willkürlichen Wahl der Ausgangsvolumina ab. Es spielt keine Rolle, wo sie sich befinden. Es gibt hier nichts, worin sich unterschiedliche Bereiche des Universums voneinander unterscheiden.
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AtiVe
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| Beitrag No.26, vom Themenstarter, eingetragen 2020-09-08
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\quoteon(2020-09-08 15:37 - DrStupid in Beitrag No. 25)
Dasselbe in grün: Die Volumina und ihre Änderung sind verschieden, weil Du sie unterschiedlich groß definiert hast - nämlich durch die Festlegung, dass sich V0 auf die Größe von V1 ausdehnt. Wenn Du stattdessen zwei gleich große Volumina V bei r/2 und r auswählst, dann hast Du am Ende auch zwei gleich große Volumina 8·V bei r und 2·r. Die absolute Volumenänderung hängt von der willkürlichen Wahl der Ausgangsvolumina ab. Es spielt keine Rolle, wo sie sich befinden. Es gibt hier nichts, worin sich unterschiedliche Bereiche des Universums voneinander unterscheiden.
\quoteoff
Danke zunächst einmal für deine Geduld und deine ausführlichen Antworten DrStupid.
Einen Versuch starte ich heute noch anhand einer Analogie: 😄
Betrachtet man eine Punktförmige Schallquelle die eine gewisse Schallleisung aussendet. Der Schall breitet sich kugelförmig aus und kann als Schalldruck an Radius r (kleine Teilfläche) und an Radius 2r (große Teilfläche) gemessen werden. Ohne jegliche Dämpfung ist der Schalldruck an Radius r 4 Mal so hoch wie an Radius 2r, da sich die durchflossene Schallleistung auf die Fläche verteilt.
Der Zusammenhang für die Schallintensität auf den entsprechenden Flächen ist:
\[I2 = I1*(r1^2 / r2^2)\]
Die Energie verteilt sich auf die entsprechend größere Fläche.
Von r nach 2 r wäre es Faktor 4.
Von r nach 3r wäre es schon Faktor 9. Von r nach 4r wären es 16.
Nun ist die Differenz, wenn I1 entsprechend 1 ist, von r zu 2r >> 4-1 = 3
und von 2r zu 3r >> 9-4 = 5
und von 3r zu 4r >> 16-9 = 7
Die Flächenzunahme für die Energieverteilung wächst mit Abstand zur Schallquelle.
Als Analogie wäre die Schallenergie der Raum der sich ausbreitet und die Flächenzunahme wäre die Dehnung des Raumes bzw. die Raumzunahme.
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Ehemaliges_Mitglied
| Beitrag No.27, eingetragen 2020-09-08
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Hallo,
Wer sich ernsthaft mit den Eigenschaften des Raumes beschäftigt, der kommt an der Schleifenquantengravitation nicht vorbei. Die Theorie wird unterschätzt und ist weniger verbreitet als die Stringtheorie. Doch ihre Argumente für 4 Raumdimensionen sind gerade für Mathematiker interessant. Auch die atomistische Sicht des Raumes ist eine tiefere Sicht der Metaphysik.
Gruß von BigR2020
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| Folgende Antworten hat der Fragensteller vermutlich noch nicht gesehen.
Er/sie war noch nicht wieder auf dem Matheplaneten |
DrStupid
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| Beitrag No.28, eingetragen 2020-09-08
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\quoteon(2020-09-08 17:27 - AtiVe in Beitrag No. 26)
Als Analogie wäre die Schallenergie der Raum der sich ausbreitet und die Flächenzunahme wäre die Dehnung des Raumes bzw. die Raumzunahme.
\quoteoff
Wenn die zweidimensionale Kugeloberfläche den dreidimensiopnalen Raum repräsentieren soll, dann räpresentiert der Radius die Zeit. Du hast dann zwar unterschiedliche Flächenzunahmen zu unterschiedlichen Zeiten (repräsentiert durch unterschiedliche Radien), aber die Flächenzunahme gleich großer Teile der Oberfläche zu gleichen Zeiten (repräsentiert durch gleiche Radien) wäre trotzdem überall gleich.
Für eine komplette 3D-Analogie könntest Du die Kugel (als Analogie für einen endlichen Teil des Universums) z.B. mit einem idealen Gas füllen (als Analogie zur Materie). Wenn sich der Radius der Kugel langsam vergrößert, dann nimmt die Dichte dieses Gases darin überall gleichmäßig ab - genauso wie sich die Materiedichte im expandierenden Universum verringert. Ein Beobachter auf einem der Teilchen würde dann beobachten, dass die Relativgewegung benachbarter Teilchen zwar ungeordnet ist, dass aber mit zunehmender Entfernung eine zum Abstand proportionale Fluchbewegung dazu kommt, deren Mittelwert über viele Teilchen im Gegensatz zur zufälligen Bewegung nicht verschwindet. Auch diese Fluchbewegung sieht überall gleich aus.
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