Einstein und die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

[Scrypton]

Du hast gut verstanden, wo bei dieser “Theorie” der Hase im Pfeffer liegt.

Was redest du, bist du mal wieder verwirrt?
Erwin fantasiert wieder!

[Halman]

Okay, lass uns noch ein Gedankenexperiment betrachten, in dem der Pythagoras eine Rolle spielen wird. Nimmt einmal an, ein drei Meter langer und ein Meter breiter fliegender Teppich bewegt sich mit 80% der Lichtgeschwindigkeit relativ zum erdgebundenen Bezugssystem, wobei die "Teppich-Front" von einer der 3 Meter breiten Teppichränder gebildet wird.

Auf der linken Seite schmalen Kante des Teppichs steht Alice mit einer Art modifziertem Fotoapparat mit intregierter Uhr. Es sieht irgendwie gefährlich aus, wie sie direkt auf der Teppichkante steht.
Ihr Apparat ist so konstruiert, dass es imstande ich, die Zeitpunkte exakt zu registrieren, wann es einen Lichtblitz aussendet und wann es einen empfängt und somit auch die Zeit genau zu messen, die zwischen diesen Ereignissen liegt.

Bob steht auf der gegenüberliegenden rechten schmalen Teppichseite, auch gefährlich auf der Teppichkante und somit genau drei Meter von Alice entfernt. Als Empfänger und Reflektor hält er einfach einen Spiegel in den Händen.

Alice sendet nun einen Lichtblitz aus, welches vom gegenüberliegenden Spiegel reflektiert wird. Wichtig: Bei diesem Gedankenexperiment ist die Verbindungslinie zwischen Alice und Bob senkrecht zur Bewegung des fliegenden Teppichs.
Alice registriert den reflektierten Lichtblitz und misst genau die Zeit, die zwischen dem Blitz-Ereignis und dem Mess-Ereignis vergeht.

Vom erdgebunden Bezugssystem aus betrachtet erscheint es uns Beobachtern so: Während sich das Licht von Alice zum Spiegel bewegt, fährt der Teppich 4 Meter weiter.
Der 4-Meter-Streckenabschnitt, auf dem sich der Teppich bewegt, sowie der 3-Meter-Abstand zwischen Alice und Bob, bilden also hier die Katheten (Achtung: eine raumzeitliche Fläche). Die Strecke, die das Licht von Alice zu Bob's Spiegel vom erdgebundenen Bezugssystem aus betrachtet zurücklegt, bildet die Hypotenuse und die beträgt logischerweise 5 Meter.
Während also der Teppich 4 Meter zurücklegt, legt das Licht eine Strecke von 5 Metern in einer Zeit von 5 Metern Lichtlaufzeit zurück (eine seeehr kurze Zeit). Bob's Spiegel reflektiert das Licht und bis zur Messung bewegt sich der Teppich abermals 4 Meter weiter:
• Der Teppich bewegt sich vom Blitz-Ereignis bis zum Messereignis 8 Meter
• Das Licht legt eine Strecke von 10 Metern in 10 Metern Lichtlaufzeit zurück

Aber was misst Alice? Nun, vom ihrem Standpunkt legt das Licht lediglich eine Strecke von 2 m x 3 m = 6 m zurück. Dabei misst die Uhr in ihrem Apparat eine Zeit von 6 Metern Lichtlaufzeit.

Was stimmt nun? Offenbar ist es unmöglich sich in unterschiedlich bewegten Bezugssystemen über räumliche und zeitliche Maßeinheiten zu einigen. Das Problem lässt sich mit einem Trick lösen, indem man die Werte quadriert und subtrahiert (Pythagoras hätte vermutlich seine Freude daran).

Vom erdgebundenem Bezugssystem aus betrachtet: Das Quadrat von 10 Metern Lichtlaufzeit sind 100 Quadratmeter Lichtlaufzeit (Zeitmaß).
Der Teppich legt 8 Meter zurück (räumliches Längenmaß). Das Quadrat beträgt 64 Quadratmeter. Die Subtraktion ergibt 36 Quadratmeter und die Wurzel daraus 6 Meter.
Hier wird das Quadrat eines räumlichen Maßes von dem Quadrat eines zeitlichen Maßes subtrahiert – Raum und Zeit „verschmelzen“ hier zu einem Kontinuum, der Raumzeit. Raum und Zeit sind in der SRT nur die „Schatten“ der Raumzeit.

Vom Teppich aus betrachtet ruht das System, während das Licht die Strecke von 6 Meter in einer Lichtlaufzeit von 6 Metern zurücklegt. Das Quadrat der Lichtlaufzeit sind 36 Quadratmeter. Die Subtraktion von 0 Meter in Quadrat ändert daran nichts, so dass die Wurzel 6 Meter ergibt.

Das raumzeitliche Intervall beträgt unabhängig vom Bezugssystem 6 Meter. Dies könnt ihr mit beliebig anderen Zahlen ausprobieren, die hier gewählten dienen der Anschaulichkeit.

Nun kann man auch das Intervall des Lichtes für die halbe Strecke berechnen. Bei geraden Strecken wird man da immer auf einen Intervall von Null kommen. Licht hat einen Nullintervall ; das ist das Kennzeichen lichtartiger Weltlinien.

Bei diesem vom Wheeler inspiriertem Gedankenexperiment verbindet das Licht zeitartig getrennte Ereignisse durch Nullintervalle, weil die Weltlinie des Lichtes durch die Spiegelreflektion „geknickt“ wird. Das Blitz-Ereignis hier ist zeitartig von dem Messereignis dort durch ein zeitartiges Intervall von 6 Meter getrennt.
Für die halbe Strecke trifft dies aber nicht zu. Dort verbindet das Licht lichtartig getrennte Ereignisse (Lichtblitz hier, und Reflektion dort) durch einen Nullintervall (Photonen altern nicht).


Für Hinweise von Fehlern, die sich eingeschlichen haben könnten, bin ich dankbar.

[Zeus]

Für Hinweise von Fehlern, die sich eingeschlichen haben könnten, bin ich dankbar.

Gib bitte nicht die Schuld den schleichenden Fehlern. Es sind DEINE Fehler.
Darum - das ist die gute Nachricht - hast du auch das Recht sie denen zu schenken die sie gefunden haben.

Gruß und gute Nacht
Zeus

[seeadler]

Halman

Vom erdgebundenem Bezugssystem aus betrachtet: Das Quadrat von 10 Metern Lichtlaufzeit sind 100 Quadratmeter Lichtlaufzeit (Zeitmaß).
Der Teppich legt 8 Meter zurück (räumliches Längenmaß). Das Quadrat beträgt 64 Quadratmeter. Die Subtraktion ergibt 36 Quadratmeter und die Wurzel daraus 6 Meter.
Hier wird das Quadrat eines räumlichen Maßes von dem Quadrat eines zeitlichen Maßes subtrahiert – Raum und Zeit „verschmelzen“ hier zu einem Kontinuum, der Raumzeit. Raum und Zeit sind in der SRT nur die „Schatten“ der Raumzeit.

Vom Teppich aus betrachtet ruht das System, während das Licht die Strecke von 6 Meter in einer Lichtlaufzeit von 6 Metern zurücklegt. Das Quadrat der Lichtlaufzeit sind 36 Quadratmeter. Die Subtraktion von 0 Meter in Quadrat ändert daran nichts, so dass die Wurzel 6 Meter ergibt.

Das raumzeitliche Intervall beträgt unabhängig vom Bezugssystem 6 Meter. Dies könnt ihr mit beliebig anderen Zahlen ausprobieren, die hier gewählten dienen der Anschaulichkeit.

das ist ja für mich ja das Faszinierende und Interessante, dass man alle Einsteinchen Gleichungen trigonometrisch darstellen und erklären kann. Darum bin ich ja auch von meiner Erkenntnis überzeugt, dass das gleiche auch in Bezug der drei Größen Gravitation Lichtgeschwindigkeit und elektromagnetische Kräfte funktioniert. Hier wäre wie auch bei deiner Rechnung die Lichtgeschwinidigkeit die einzigste konstante Größe, also c = c; zu bestimmen wäre dann a= Gravitation (Geschwindigkeit im gegebenen Abstand zum gravitierenden Körper) und / oder b = elektromagnetische Größe (Geschwindigkeit der Elektronen).
Hier wäre dann c² - (c-vb)² = ve² ... das nur als Idee ( vb= Geschwindigkeit im Abstand x um das Massenzentrum; ve= Geschw. des Elektrons auf der 1.Schale)

Daran wird erkennbar, dass alle drei Größen ebenfalls in einem trigonometrischen Verhältnis zueinander stehen. Und darum glaube ich auch, wenn man dies durchrechnet in seiner Konsequenz, dass es noch weit mehr verschiedenartige Atome gibt, die wir aber hier auf der Erde nicht wahrnehmen und erkennen können, weil es schlicht zu ihnen aus unserer Perspektive heraus keine Wechselwirkung gibt, respektive wir auch eifrig dabei sind, eigentlich vollkommen andersartige Atome als Isotope einzuordnen, um unser Bild vom Periodensystem nicht zu "verletzen". Denn wir meinen ja, wir wüssten da bereits alles. So ließe sich aber auch locker die Dunkle Materie in seiner unermesslichen Bandbreite erklären. Ebenso eine Konsequenz dieser Erkenntnis ist auch, dass die Radioaktivität keine unveränderliche Eigenschaft darstellt, sondern lediglich den aufgesetzten "Willen" der Materie sich so lange zu spalten, bis ein bestimmter Ruhezustand und Gleichklang mit gegebener vorhandener normaler Materie besteht. Denn ein hier auf der Erde als radioaktiv einzuordnender Stoff muss dies nicht überall sein. Und anders herum kann dann durchaus ein hier "harmloser" Stoff auf einem anderen Planeten zu einem radioaktiven Element mutieren, weil es dort eigentlich nicht existieren kann


Gruß
Seeadler

[Halman]

Für Hinweise von Fehlern, die sich eingeschlichen haben könnten, bin ich dankbar.

Gib bitte nicht die Schuld den schleichenden Fehlern. Es sind DEINE Fehler.
Darum - das ist die gute Nachricht - hast du auch das Recht sie denen zu schenken die sie gefunden haben.

Gruß und gute Nacht
Zeus

Guten Morgen Zeus.

Kennst Du das, wenn jemand im Unterricht etwas ganz selbtverständlich weiß und ihm dies in der Klausur plötzlich nicht mehr einfällt? Wenn der Schüler es schlicht nicht wusste, ist es nicht weiter verwunderlich; doch für den Schüler Halman ist dies noch peinlicher, weil ich es wusste:

Zitat von Halman (17.11.2010, 00:01):
Auch Nuklearwaffen sind im Grunde Strahlungsbomben. Die Druckwelle ist eine Folge dessen, indem freigesetzte Strahlungsenergie in thermische Energie und diese in Bewegungsenergie umgewandelt wird.

Zitatquelle

Wenn mir Fehler unterlaufen, muss dies nicht zwangläufig darauf zurückzuführen sein, dass ich es nicht weiß. Diese Annahme ist eine falsche Dichtomie, wie die Erfahrung lehrt.

In diesem Fall schenke ich den Fehler Dir, Zeus - da Du ja darauf so großen Wert legst. Ich kann den eh nicht gebrauchen.

das ist ja für mich ja das Faszinierende und Interessante, dass man alle Einsteinchen Gleichungen trigonometrisch darstellen und erklären kann. Darum bin ich ja auch von meiner Erkenntnis überzeugt, dass das gleiche auch in Bezug der drei Größen Gravitation Lichtgeschwindigkeit und elektromagnetische Kräfte funktioniert.

Die Gravitation wird in der ART tatsächlich als geometrische Funktion beschrieben. Allerdings ist die ART sehr viel anspruchsvoller als die SRT.

Bezüglich der elektromagnetischen Kräfte muss ich gestehen, dass ich über Maxwells Feldtheorie deutlich weniger weiß als über Einsteins geometrische Theorie der Gravitation und selbst da ist mein bescheidenes Wissen eher rudimentärer Art.

Daran wird erkennbar, dass alle drei Größen ebenfalls in einem trigonometrischen Verhältnis zueinander stehen. Und darum glaube ich auch, wenn man dies durchrechnet in seiner Konsequenz, dass es noch weit mehr verschiedenartige Atome gibt, die wir aber hier auf der Erde nicht wahrnehmen und erkennen können, weil es schlicht zu ihnen aus unserer Perspektive heraus keine Wechselwirkung gibt, respektive wir auch eifrig dabei sind, eigentlich vollkommen andersartige Atome als Isotope einzuordnen, um unser Bild vom Periodensystem nicht zu "verletzen". Denn wir meinen ja, wir wüssten da bereits alles.

Seriöse Wissenschaftler dürften sich hier wohl kaum angesprochen fühlen, denn sie denken dies sicher nicht. Aber das Periodensystem gehört zu den Dingen, die wir tatsächlich wissen können.
Isotope zeichnen sich dadurch aus, dass die Neutronenzahl (und damit die Masse) verschieden ist. Isotope des selben Elements haben aber die gleiche Protonenzahl, woraus sich ein identischer Aufbau der Atomhülle ergibt, die das chemische Verhalten bestimmt. Somit liegt das selbe Element vor, nur etwas verschieden in der Masse und bei instabilen Isotopen radioaktiv.

Ich vermute, dass sich Darkside damit gut auskennt.

So ließe sich aber auch locker die Dunkle Materie in seiner unermesslichen Bandbreite erklären.

Dein Eifer, alles zu vereinheitlichen findet sich ja auch in der Fachwelt, aber vor der Synthese kommt die Analyse. Daher bin ich bestrebt, die Dinge richtig einzuordnen, bspw. zu erkennen, unter welchen theoretischen Geltungsbereich eine Fragestellung fällt usw.
Isotope sind ganz normale Atome und gehören zur baryonischen Materie. Freilich gibt es auch baryonische Dunkle Materie, diese wird aber nicht über Isotope erklärt.

Da mein Unwissen über Dunkle Materie größer ist als mein Wissen (wie Du HIER unschwer feststellen kannst), habe ich Dir mal ein PDF-Uni-Protokoll der Universität Regensburg rausgesucht: http://www.physik.uni-regensburg.de/for ... eII.13.pdf

Ebenso eine Konsequenz dieser Erkenntnis ist auch, dass die Radioaktivität keine unveränderliche Eigenschaft darstellt, sondern lediglich den aufgesetzten "Willen" der Materie sich so lange zu spalten, bis ein bestimmter Ruhezustand und Gleichklang mit gegebener vorhandener normaler Materie besteht. Denn ein hier auf der Erde als radioaktiv einzuordnender Stoff muss dies nicht überall sein. Und anders herum kann dann durchaus ein hier "harmloser" Stoff auf einem anderen Planeten zu einem radioaktiven Element mutieren, weil es dort eigentlich nicht existieren kann

Warum ist dies eine Konsequenz daraus? Der radioaktive Zerfall wird von der schwachen WW bestimmt und dabei handelt es sich um eine Kernkraft. Warum sollte die Physik auf anderen Planeten anderen Regeln folgen als auf der Erde? Diese Annahme klingt mir nicht besonders einleuchtend. Diesbezüglich verweise ich mal auf das Posting eines Experten.

[R.F.]

Liebe Experten!

Bevor ihr mit euren Berechnungen auch noch den Tapfersten unter den Lesern verscheucht, solltet ihr zunächst mal erklären, was euch zur Annahme verführt hat, dass es außer der einen Weltzeit noch viele weitere gibt. Dieser Herre Einstein schaffte es jedenfalls nicht, dieses Glaubensgeheimnis in der Vernunft zugängliche Worte zu fassen...

Übrigens: Der “Satz des Pythagoras” ist wesentlicher Bestandteil eines jeden Werkes über die SRT.

[Pluto]

Bevor ihr mit euren Berechnungen auch noch den Tapfersten unter den Lesern verscheucht...

So lange du uns die Treue hältst lieber Erwin, ist alles halb so schlimm.

[Halman]

Liebe Experten!

Bevor ihr mit euren Berechnungen auch noch den Tapfersten unter den Lesern verscheucht, solltet ihr zunächst mal erklären, was euch zur Annahme verführt hat, dass es außer der einen Weltzeit noch viele weitere gibt.

Soetwas wie eine Weltzeit gibt es tatsächlich, wie Du aus folgendem Zitat entnehmen kannst:

Zitat von Agent Scullie:
für die Photonen selbst nicht. Aber die Altersangabe von 13,82 Mrd. Jahren bezieht sich auch nicht auf die Eigenzeit, die für die Photonen vergangen ist. Sie bezieht sich vielmehr darauf, dass die Expansion des Universums durch die Robertson-Walker-Metrik beschrieben werden kann, in der ein sog. mitbewegtes Koordinatensystem ausgemacht werden kann, und dass in dessen Koordinatenzeit (der sog. Weltzeit) 13,82 Mrd. Jahre vergangen sind. Genauer gesagt kann anhand dieses Koordinatensystems die Raumzeit in einen Stapel raumartiger Hyperflächen zerlegt werden, von denen eine dem heutigen Universum entspricht und eine dem Urknall, und diese beiden raumartigen Hyperflächen liegen in der Weltzeit 13,82 Mrd. Jahre auseinander.

Zitatquelle
(Hervorhebung von mir)

Dies ändert aber nichts daran, dass es viele Eigenzeiten gibt. Wenn dies falsch sein soll, steht es Dir frei, das Michelson-Morley-Experiment neu zu interpretieren. Bedenke bitte dabei, dass Hendrik Antoon Lorentz sich aufgrund des experimentellen Befundes gezwungen sah, seine Lorentz-Transformationen aufzustellen.

Dieser Herre Einstein schaffte es jedenfalls nicht, dieses Glaubensgeheimnis in der Vernunft zugängliche Worte zu fassen...

Doch, in seinem Gedankenexperiment mit dem fahrendem Zug. Siehe hierzu die Erläuterung.

[Janina]

Auch Nuklearwaffen sind im Grunde Strahlungsbomben. Die Druckwelle ist eine Folge dessen, indem freigesetzte Strahlungsenergie in thermische Energie und diese in Bewegungsenergie umgewandelt wird.

Nicht ganz. Die Prozesse der Energiefreisetzung bei einer Kernspaltung sind primär Bewegungsenergie der Spaltprodukte durch ihre elektrostatische Abstoßung. Also die Kernkraft hat den Kern zusammengehalten, wie eine Luftballonhaut eine Handvoll Gas unter Druck. Beim Platzen wird der Inhalt seiner Abstoßung überlassen.
Kleine Trümmer entfernen sich in Form schneller Neutronen, große Trümmer in Form von heißem Gas. Die Neutronen hätten die Form von Strahlung, der Rest die Form von Hitze. Da die großen Kerntrümmer in der Regel angeregt sind, senden diese zum Abregen noch Gammastrahlung aus.
Zündet man eine Kernwaffe in großer Höhe, wird kein Erdmaterial kontaminiert, und die Hitze der Spaltprodukte spielt keine große Rolle, so dass als Schadenswirkung tatsächlich nur die Strahlung bleibt. Das ist dann eine Neutronenbombe, schön umweltfreundlich und kurzfristig wieder besiedelbar.

[Pluto]

Das ist dann eine Neutronenbombe, schön umweltfreundlich und kurzfristig wieder besiedelbar.

Du hast ja eine besonders hübsche Vorstellung von Umweltfreundlichkeit...