Frage an die Befürworter der SRT
 

Hallo Forumfreunde,

meine Einstellung zur SRT könnt ihr ja aus meinen Beiträgen verfolgen.
Die Gleichungen der SRT folgen Gleichungen der ebenen Geometrie mit dem Unterschied, daß sie auf eine vierte Dimension (Zeit) erweitert wurden.
Diese Leistung vollbrachte Minkowski (1908) wie ihr alle wisst.

Im Zusammenhang mit den instantanen Wirkungen der Quantenmechanik wurde von Bell (nominierter Nobelpreisträger, für seine Bellschen Ungleichungen, die Physikern als die größte Leistung der Physik, nach Newton gilt !!) der ernsthafte Versuch unternommen, wieder ein bevorzugtes Bezugssystem einzuführen und daraus die Lorentzschen Transformationsgleichungen abzuleiten.
Einstein und Lorentz erhalten ja die gleichen Ergebnisse, für Lozentz ist der Effekt real, die Zeit und die Länge ändern sich tatsächlich!, durch Wechselwirkung mit dem Äther ( Fitzgerald), während für Einstein sich diese Maßstäbe nur relativ ändern, das ist ja der große Unterschied, den viele Kritiker der SRT nicht begreifen, wie ich aus den Diskussionen erfahre.

Die Frage ist nun, wenn es gelingen sollte ein bevorzugtes Bezugssystem zu finden, dann könnten sich Dinge in diesem doch mit Überlichtgeschwindigkeit fortpflanzen, ohne wirklich in jeden anderen in der Zeit rückwärts zu gehen.
Instantane Wirkungen wären damit erklärbar und wäre die CMB ein solcher Kandidat ?
Bitte wenns geht mit wenig Formeln.

Grüße

N50

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Öh, nö, das ist eigentlich hyperbolische Geometrie.
dX² = dt²-dx²-dy²-dz² = nicht euklidisch

Der Rest ist mir zu wirr. Was willst Du wissen? Was ist die CMB?

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Hallo Hamilton,

ja richtig, ich hätte schreiben müssen, eine flache vierdimensionale Oberfläche.
Das andere ist aber klar und von grundlegender Bedeutung, also die Sache mit Lorentz und dem Bezugssystem.
Ich bin sogar der Meinung, wenn man das nicht begreift, begreift man die SRt nicht wirklich.

CMB steht für kosmische Hintergrundstrahlung, die ja ein Bezugssystem sein könnte.

Grüße

N50

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Hallo nancy50,
ich könnte dir ein bevorzugtes Inertialsystem nennen und das ist das von masselosen Teilchen (ruhemasse!). Ich bin mit meinem Modell zum Ende gekommen und das ist ein Ergebnis davon. Masselose Teilchen erleben die Welt so, wie man es von einem absolut ruhenden Beobachter erwarten würde. Meine „einfache“ Erklärung dafür ist, dass sie keinen relativistischen Effekten unterliegen oder besser unterlagen (Im Gegensatz zu den Teilchen mit Ruhemasse)
Gruß
EVB
PS: Geschwindigkeit der Sonne gegenüber der kosmischen Hintergrundstrahlung 369.500 m/s (Wiki), das kann es dann wohl nicht sein.

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Das glaube ich nun weniger. Elektromagnetishe Strahlung besteht aus Photonen, fuer die es kein Ruhesystem gibt. Ihre Gschwindigkeit ist in jedem Ruhesystem c. Ein nichtexistierendes System ist als Kandidat fuer ein bevorzugtes System denkbar ungeeignet ...

Ærbødigst
-- Optimist

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Es existiert das System, in dem die Hintergrundstrahlung homogen und isotrop ist. Das System ist bei der
Betrachtung kosmologischer Modelle durchaus bevorzugt. Allerdings hat das mit dem Relativitätsprinzip nicht
viel zu tun, da sich dies aufs Vakuum bezieht.

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Wie ist das gemeint? Wenn in einem Kubiklichtjahr ausser Strahlung nichts anderes ist, würden wir doch immer noch von Vakuum sprechen, oder nicht?

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Die Existenz eines Systems, in dem die Hintergrundstrahlung homogen und isotrop ist, bedeutet eben keineswegs, dass dieses System bevorzugt ist in dem Sinne, dass dort spezielle physikalische Gesetze gelten. Es steht nicht im Widerspruch zum Relativitätsprinzip.

Gruss, Uli

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

ok, so verstehe ich es (auch), fand nur diesen Satz von Eric etwas verwirrend

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Hallo Erik,

das wusste ich in der Tat nicht. Wieder was dazugelernt! :)

Ærbødigst
-- Optimist

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Hallo alle Beantworter,

das mit dem bevorzugten Bezugssystem war mir schon klar, was ich aber absolut nicht begreife und mein Verständnis der SRT erschüttern würde, ist, dass dies irgend etwas mit dem Vakuum zu tun hat.
Das müsst ihr mir erklären.
SRT und Vakuum haben nach meinem Verständnis absolut !! nichts miteinander zu tun.

N50

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Hi Nancy,

die Relativitätstheorie gilt natürlich genauso, wenn kein Vakuum vorliegt.

Die einzige Stelle, in der das Wort Vakuum in der Theorie auftaucht, steht im Zusammenhang mit der Lichtgeschwindigkeit: Das c in den Formeln bedeutet die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Das wars.

Gruß, mike

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Nein, Vakuum bedeutet ja verschwindender Energie-Impulstensor. Strahlung hat
selbstverständlich Energie und Impuls ungleich null.

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Was ist denn verwirrend daran? Eine homogene isotrope Energie- und Druckverteilung

T_mn = diag( rho , -p, -p, -p)

zeichnet auch physikalisch ein Ruhesystem aus (genauer eine 6-parametrige Schar
von Systemen). Schließlich kann man Energie- und Impulsdichteströme messen und wenn
diese null sind, befindet man sich in so einem System. In diesem sehen die
Einsteingleichungen ziemlich einfach aus, deswegen bevorzugt man es auch bei der
Betrachtung kosmologischer Modelle.

Leute, die gerne von der "Gleichberechtigung der Inertialsysteme" reden, finden
es vielleicht unfair, daß dies bei nichtverschwindendem Energie-Impulstensor
nicht mehr zu gelten braucht. Aber in der ART braucht die Metrik im allgemeinen
sogar überhaupt keine Symmetrie mehr zu besitzen. In den kosmologischen Standardmodellen
(Robertson-Walker) sind alle (infinitesimalen) Symmetrietransformationen orthogonal
zum Geschwindigkeitsfeld des idealen Fluids, das das Universum ausfüllt, also rein
räumlich.

Die Bemerkung, daß in keinem BS spezielle Gesetze gelten, bleibt davon unberührt
zwar richtig, sie ist aber als Kriterium ein wenig zu schwach. Man kann nämlich jede
Theorie (auch die Newtonsche Mechanik und SRT) völlig unabhängig von Koordinatensystemen
formulieren. In dieser Formulierung gelten dann in jedem (einschließlich beliebig
beschleunigtem) Bezugsystem dieselben Gesetze. Das ist aber nicht das, was man
mit dem Relativitätsprinzip meint. Dies bezieht sich in der RT auf die Isometrien
des Minkowski-Raums, die von denen des Robertson-Walker-Universums aber abweichen.

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Streng genommen stellt die SRT aus dem Blickwinkel der ART die Lösung der Einsteingleichungen mit
verschwindender Energie und Impulsdichte, also bei Abwesenheit jeglicher Materie und Strahlung
und ohne kosmologische Konstante, dar. Raumzeit-Gebiete ohne Materie und Strahlung sind Vakuum.

Da eine Theorie, die sich lediglich aufs Vakuum bezieht ziemlich sinnlos ist, nimmt man es aber nicht so streng.
Es besteht auch kein Grund dazu, denn man kann auch dann noch die SRT verwenden, wenn die gravitative
Wirkung der Materie in dem betrachteten Gebiet vernachlässigbar ist und deswegen praktisch immer noch
ein Minkowski-Raum vorliegt. Bei der Betrachtung des gesamten Universums geht das aber nicht mehr.

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Verstehe ich nicht. Die Newtonschen Bewegungsgleichungen in ihrer einfachsten Form

F = m d/dt (d/dt x(t))

gelten ja nun einmal ausschliesslich in inertialen Systemen. In beschleunigten Systemen nehmen sie eine kompliziertere Form an (zusätzliche Scheinkräfte).

Ich ahne schon, dass du das auch weisst, Erik. :)

Vielleicht könntest du obiges Zitat von dir (Newton unabhängig vom Koordinatensystem) noch etwas erläutern oder einen Link angeben ?

Gute Nacht,
Uli

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Ja, das ist eben nicht die koordinatenunabhängige Formulierung. ;-)

Einen link habe ich jetzt leider nicht, aber im Misner, Thorne, Wheeler, Gravitation
wird dem Thema ein ganzes Kapitel gewidmet.

Man kann es praktisch genauso machen, wie in der ART, die Raumzeit hat eben nur
eine andere (etwas kompliziertere) Struktur. Man hat eine vierdimensionale Raumzeit
M, ein skalares Feld t: M ---> R als absolute Zeit und eine Metrik auf jedem
tangentialen Unterraum ker(dt).

Die Bahnen von frei fallenden Teilchen gehorchen auch hier dem Äquivalenzprinzip und
definieren die Geodäten der Raumzeit und einen torsionsfreien affinen Zusammenhang D.
Die Krümmung der Raumzeit wird durch die Massendichte rho bestimmt:
Ricci ~ rho dt * dt.

Jetzt gibt es ein paar Axiome, die die Verhältnisse zwischen t und dem affinen Zusammenhang
regeln, z.B. muß das Differential dt kovariant konstant sein D(dt) = 0. Außerdem soll
der absolute Raum flach sein. Also rein räumliche Vektorfelder V (d.h. dt(V) = 0 ) müssen
entlang beliebiger infinitesimaler geschlossener Kurven kovariant konstant sein.
Dasselbe gilt für beliebige Vektoren entlang infinitesimaler geschlossener räumlicher
Kurven.

Eine Kraft ist ein räumliches Vektorfeld F auf M, das eine Abweichung von der geodätischen Bewegung
bewirkt. Die Bewegungsgleichung lautet dann koordinatenunabhängig

D_u(u) = F,

wobei u der Tangentialvektor der Bahnkurve ist, und gilt so in jedem Bezugssystem. In
beliebigen Koordinatensystemen kann diese Gleichung natürlich auch beliebig kompliziert
aussehen. Beschleunigte Koordinatensysteme unterscheiden sich von Inertialsystemen
dadurch, daß in letzteren die Komponenten des affinen Zusammenhangs verschwinden. Scheinkräfte sind
also nichts anderes, als von null verschiedene Zusammenhangskomponenten, aber die stecken
in der kovarianten Ableitung D schon drin und ändern an der koordinatenunabhängigen
Gleichung nichts.

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Danke auch für die umfangreiche Erklärung, Erik; ich ahne vielleicht, was du sagst.
Von koordinatenunabhängigen Formulierungen habe ich nie so recht etwas mitbekommmen; das sind wohl diese differentialgeometrischen Methoden, die mit den Superstrings enorm an Beliebtheit gewannen.
Und das wird in dem alten Buch von Misner, Thorne & Wheeler auch schon behandelt. So weit war ich da im Studium anscheinend nie eingedrungen. :)

Gruss, Uli

AW: Frage an die Befürworter der SRT
 

Hallo Erik,

Das “aus dem Blickwinkel der ART gesehen” hast Du schön gesagt .
Aus diesem Blickwinkel sollte mE. alles gesehen werden.
Allein die Anwesenheit des Universums bewirkt ,dass es keinen Punkt im Universum
gibt, an welchem der Energie-Impuls-Tensor Null ist. Er erscheint uns nur als “flach”, weil er sich auf großen Skalen mittelt. Deshalb hat mE. der Raum zwischen den Sternen und Galaxien ein bestimmtes “Energiepotential”, was noch nicht nachgewiesen werden konnte.(mE. die “Zeit“-Komponente der Raumzeit)
Dieser Teil der Energie entzieht sich unserer Nachweisbarkeit, da sie sich quasi
mit allen Energieformen überlagert.
“gekrümmter Raum” besitzt Energie.
Übrigens würde sich die Hintergrundstrahlung sehr gut als universales Bezugssystem eignen. Jedes Raumschiff ,egal mit welcher Geschwindigkeit es sich bewegt ,
kann es seine relative Geschwindigkeit auf Grund der Doppler-Verschiebung des Spektrums der Hintergrundstrahlung feststellen.
(Entgegenkommende Photonen des CMB sind blau verschoben, hinterher eilende Photonen sind rot verschoben.)

Gruß
Wolfgang H.