Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Hallo zusammen,

folgendes Gedankenexperiment:

Ein Reisender in einem relativistisch schnellen Zug hüpft im Zug in Fahrtrichtung nach vorne.

Danach hüpft er quer zur Fahrtrichtung im Zug.

Dabei stellt er folgendes fest:

In Fahrtrichtung zu hüpfen ist viel schwerer, als quer zur Fahrtrichtung.

Begründung:

In Fahrtrichtung zu hüpfen bewirkt eine signifikante Zunahme seiner relativistischen Masse, da sich der Reisende ja weiter der Lichtgeschwindigkeit nähert, und diese erhöhte Masse zu beschleunigen, benötigt zusätzliche Energie.

----

Auf der Erde herrschen jedoch immer normale Verhältnisse (Beweis: trivial-empirisch): ein Hüpfen in jede beliebige Richtung bedarf immer der gleichen Anstrengung (Energie).

Auf dem relativistisch schnellen Zug gelten also die bekannten Naturgesetze nicht mehr uneingeschränkt.

Wie kann dieses Paradoxon, das das Relativitätsprinzip in Frage stellt, aufgelöst werden?

Viele Grüße
Chris

Indem du endlich versuchst zu verstehen was dir in den diversen Threads erklärt wird.

Ich weiß gar nicht wo man hier anfangen soll. Dieses "Gedankenexperiment" strotzt geradezu vor Unkenntnis der Relativitätstheorie.

1.) Was soll DIE relativistische Masse sein? Ja es gibt den Begriff relativistische Masse, aber dieser ist als eine vom Bezugssystem abhängige Größe definiert. Es gibt also NICHT die eine relativistische Masse eines Objekts, weil in jedem Bezugssystem mit unterschiedlicher Relativgeschwindigkeit diese Größe einen anderen Wert annimmt. Es ist also KEINE Eigenschaft des Objekts.

2.) Wenn du schon mit relativistischer Masse daher kommst, dann bitte richtig. Das Bezugssystem des Reisenden, sein Ruhesystem, zeichnet sich genau dadurch aus, dass der Reisende sich darin in Ruhe befindet. Im Bezugssystem des Reisenden gilt v=0 und daher M(v)=gamma*m=m. Der Reisende nimmt also stets nur seine Ruhemasse wahr. Er wird sich NIE schwerer fühlen. Kein Widerspruch, kein Paradoxon.

3.) Im Gegensatz zu der von dir so oft angeführten, bezugssystemabhängigen, relativistischen Masse M(v) ist m eine Eigenschaft des Objektes, und nicht vom Bezugssystem abhängig. Es ist völlig ausreichend diese zu kennen, um sämtliche Berechnungen anzustellen. Die relativistische Masse ist unnötig und taucht nur dann auf, wenn man in allen Gleichungen gamma*m durch M(v) ersetzt. Man gewinnt dabei allerdings nichts, ich hätte es auch mit U substituieren können und es relativistischen U-Wert nennen können. Das wäre vermutlich auch besser so denn es käme wohl niemand auf die Idee dass ein Objekt einen U-Wert besitzt welcher sich auf wundersame weise auf einer Ebene unterhalb der Elementarteilchen ändert wenn sich das Objekt bewegt.

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Nein, anders als in der Beschleunigungsphase, stellt der Reisende bei konstanter Geschwindigkeit keinen Unterschied fest.

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@physicus - Vergiss den Gedanken, dass du etwas von SRT verstehst und fange bei Null an. Folgendes Buch ist unbedingt zu empfehlen:


Physik der Raumzeit: Eine Einführung in die spezielle Relativitätstheorie
von Edwin F Taylor, A John Wheeler

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Ich habe zwei relativ zueinander bewegte Objekte.

Welchem Objekt ordne ich die kinetische Energie zu?

Vorschlag: dem aus beiden Objekten bestehendem Gesamtobjekt.

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Ich habe nicht behauptet, dass er sich schwerer fühlt. Sondern ausgeführt, dass er, wenn er sich weiter in Fahrtrichtung beschleunigt, eine höhere Gegenkraft erfährt, als wenn er quer zur Fahrtrichtung beschleunigt.

Weil sich seine Geschwindigkeit dadurch weiter der Lichtgeschwindigkeit nähert. Beim Beschleunigen quer zur Fahrtrichtung ist das nicht der Fall.

Genau dieses Phänomen der relativistischen Masse wurde auch schon mehrfach im Forum erwähnt.

Damit dürfte auch Dein Post beantwortet sein.

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p.s. Rückmeldung: in Zukunft bitte ich jetzt um einen stets freundlichen, und sachlichen, Tonfall, und auch darum, Beleidigungen gegen mich fortan zu unterlassen (==> @n4mbuG0t0 !)

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Nein. Die kinetische Energie besitzt natürlich das Objekt, das beschleunigt worden ist, in diesem Fall der Zug. Diese kinetische Energie führt zur Erhöhung der Gesamtenergie des Zuges, bzw. physikalisch betrachtet, zum Phänomen der erhöhten relativistischen Masse.

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Dafür, dass du noch weniger Ahnung hast als ich, erscheint dein Auftreten im Forum so langsam etwas unangemessen.

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Du hast meinen Beitrag nicht voll verstanden. In seinem Bezugssystem ist v=0. Er nähert sich in seinem Ruhesystem keineswegs der Lichtgeschwindigkeit. Es gibt keine absolute Geschwindigkeit. Seine Bewegung ist gleichförmig. Ich kann jederzeit in ein Bezugssystem wechseln in welchem der Reisende ruht und v=0 gilt. Es gibt kein Experiment mit welchem er unterscheiden kann ob er sich mit v=const. bewegt oder ruht. Er erfährt keine höhere Gegenkraft.

Wie meinst du das, die kinetische Energie? Ich kann ein beliebiges Bezugssystem wählen und beiden Objekten eine entsprechende Energie zuordnen. Es zwingt mich niemand eines der beiden als Ruhesystem anzusehen und nur dem anderen kinetische Energie zuzuordnen.

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OK, ich versuche das so freundlich und sachlich als möglich: Du stellst einerseits Fragen, ohne auf unsere Antworten einzugehen und diese verstehen zu wollen oder zu können; Anderseits stellst du Behauptungen auf, die bekanntermaßen falsch sind - sowohl theoretisch als auch experimentell belegt - ohne unsere Richtigstellungen ernst zu nehmen. Du tust dies innerhalb eines Threads, und - was die Diskussion noch weiter erschwert - über Threads hinweg.

Deine Sprache mag zwar höflich sein, dein Auftreten ist angesichts deiner offensichtlichen Inkompetenz jedoch höchst unangemessen! Du diskutierst hier teilweise mit Leuten, die Physik studiert oder darin gar promoviert haben. Du kannst also davon ausgehen, dass sie wissen, was sie sagen, und dass sie genervt reagieren, wenn ihre Erklärungen nicht ernst genommen werden.

Mit anderen Worten, wir fühlen uns durch dein Verhalten provoziert und legen dir nahe, das zu ändern.

Ein Ratschlag von mir: da du die Grundlagen nicht verstehst - obwohl du das selbst evtl. anders beurteilst - solltest du jede deiner Aussagen als Verständisfrage formulieren, nicht als Behauptung!

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Ich weiss im Nachhinein nicht, welches der beiden Objekte beschleunigt wurde, wenn ich eine Relativgeschwindigkeit messe.

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Ok, zumindest dieses Problem ist sicher einfach zu lösen. Lasst uns ab jetzt und hier und in diesem Faden einfach versuchen, das Paradoxon sinnvoll zu entwirren. Es stimmt ja nun nicht, dass ich auf Posts hier nicht eingehe - und das Paradoxon habe ich ja auch ganz eindeutig als Verständnisfrage formuliert. Übrigens, nicht nur bei (möglicherweise) euch, sondern auch bei mir beginnt der Genervtheitspegel allmählich zu steigen - vor allem auch deshalb, weil ich viel mehr Zeit als ursprünglich beachsichtigt schon hier im Forum, und bei diesen Thematiken lasse. Das ist in meiner Zeitplanung überhaupt nicht vorgesehen (gewesen).

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

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Studiere das Buch, das ich empfohlen habe. Das wird das sinnvollste sein. Es spart unser aller Zeit und wird dich dazu befähigen, themenübergreifend zu begreifen, wo du so alles falsch liegst.

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Doch, ich habe das schon verstanden. Das Problem ist nur, das widerspricht stark physikalischer Anschauung, und damit eben möglicherweise auch der physikalischen Realität.

Betrachte einen Teilchenbeschleuniger. Die Verhältnisse sind eindeutig, und experimentell bewiesen: Die Arbeit, die aufgewendet werden muss, um ein Teilchen nahe c in Flugrichtung weiter zu beschleunigen, ist im Verhältnis sehr viel größer, als die Arbeit, es seitlich zu beschleunigen.

Das ist der experimentelle Beweis dafür, dass eine Beschleunigung quer zur Flugrichtung im Verhältnis weniger Kraft erfordert, als eine Beschleunigung weiter in Flugrichtung.

Jetzt übertrage diese Verhältnisse auf das Makroskopische. Betrachte den relativistisch schnellen Zug aus einer angemessenen Entfernung:

Wenn der Zugreisende sich in Fahrtrichtung beschleunigt, nähert er sich unzweifelhaft weiter der Lichtgeschwindigkeit - von aussen betrachtet. Mit genau den selben Effekten: eine höhere Energie ist dazu notwendig.
Beschleunigt er um den gleichen Faktor seitlich, dann nicht.

Ich brauche dazu gar keine Betrachtung "innerhalb des Bezugsystems des Zuges".

Denn durch Betrachtung von ausserhalb weiss ich bereits, was Sache ist, und Sache sein muss, und das genügt.

(würde ich sagen...)

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:EDIT:

Stop, ich gebe mir selbst die Antwort darauf gemäß SRT: ich treffe ja genau eine Aussage über die Verhältnisse innerhalb eines Bezugssystems A (dem Zug) von einem anderen Bezugsystem B aus (der Erde).

Gemäß SRT muss man solche Aussagen in einer geeigneten Weise transformieren.

===

Meine abschliessende Frage wäre, ob das schon einmal experimentell bestätigt worden ist: dass Beschleunigungen entlang aller drei Raumachsen in relativ zueinander bewegten Systemen immer identisch sind.
Das wäre dann eine Bestätigung der SRT in diesem Punkt.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Wenn Du es für notwendig erachtest, kannst Du diesen Faden in das entsprechende Unterforum verschieben, oder notfalls auch schliessen. Dann ist die Diskussion allerdings natürlich beendet.

Viele Grüße
Chris

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Es widerspricht DEINER physikalischen Anschauung, das wars dann aber auch.
Deine Anschauung und Intuition sind der Physik egal. Die Gleichungen lügen nicht.
Deine Argumentation ist: Ich finds nicht anschaulich, also ist es falsch.
Bitte halte dich an die Ratschläge von TomS und Ich.

Genau da liegt ja dein Problem. Ich skizziere deine Argumentation:

Deine Behauptung: Reisender erfährt mehr Gegenkraft wenn er in Fahrtrichtung spring.
Deine Begründung: Er nähert sich der Lichtgeschwindigkeit stärker an.
Deine Schlussfolgerung: Das Relativitätsprinzip ist verletzt.

Nun dein Fehler:

a.) Deine Behauptung ist falsch, sofern es eine Behauptung im Ruhesystem des Reisenden ist, denn darin erfährt er keine höhere Gegenkraft. Damit wäre deine Schlussfolgerung falsch, denn die Behauptung auf der sie basiert ist falsch.

b.) Deine Behauptung betrachtet die erforderliche Energie aus dem Ruhesystem eines äußeren Beobachters, zu welchem sich der Zug relativ bereits sehr schnell bewegt. Aus Sicht dieses Beobachters ist die erforderliche Energie tatsächlich erhöht, aber die Schlussfolgerung stimmt nicht mehr, denn das Relativitätsprinzip ist dann auch nicht verletzt.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

ja

möglicherweise ja, tatsächlich jedoch nein; warum sollte sich die Natur nach unserer Anschauung richten?


Falsch - weil du das Beispiel des Teilchenbeschleunigers nicht exakt übertragen hast - vermutlich, weil du es nicht verstanden hast.

Konkret:

1) Um ein Teilchen der Ruhemasse m um die Geschwindigkeitsdifferenz Δv von v nach v+Δv zu beschleunigen, dann benötigst du aus Sicht des Betreibers des Beschleunigers eine Energie ΔE(v,Δv). Diese Energiedifferenz wächst für festes Δv jedoch wachsendes v, und divergiert wenn v gegen c geht.

2) Um ein Teilchen der Ruhemasse m um die Geschwindigkeitsdifferenz Δv von v‘=0 nach v’=Δv zu beschleunigen, dann benötigst du aus Sicht des Teilchens eine Energie ΔE’(Δv). Diese Energiedifferenz bleibt für festes Δv jedoch wachsendes v konstant, weil du dies immer aus Sicht des Ruhesystem des Teilchens und damit v’ = 0 betrachtest.

Zurück zum Zug: ich kann als Passagier eines fahrenden Zuges in jede beliebige Richtung auf Δv beschleunigen, dazu bedarf es für mich immer die selbe Energie. Aus Sicht eines ruhenden Beobachters am Bahnsteig ist dies anders.

Aber sicher brauchst du das.

Nee, es genügt eben nicht - und das ist genau eine der Aussagen, die uns hier nerven. Mach endlich einen komplett-Reset, vergiss alles, was du zu wissen glaubst! Nach dem, was du hier schreibst, hast du leider fast alles falsch verstanden.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Nicht mit Zügen :-)

Die SRT stellt einen geometrischen Rahmen dar, innerhalb dessen die moderne Physik formuliert wird, insbs. Elektrodynamik, Quantenelektrodynamik etc. Die experimentelle Bestätigung dieser Theorien bestätigt auch den geometrischen Rahmen und damit die SRT.

Alleine die Tatsache, dass der LHC als Beschleuniger so funktioniert, wie er funktionieren soll, zeigt, das die Methoden zur Konstruktion des LHC korrekt waren. Und diese Methoden sind untrennbar mit der SRT verbunden.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

@TomS
Gerade gefunden:

Tests der speziellen Relativitätstheorie (Wiki)

Mal sehen, was sie so schreiben...

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Das ist selbstverständlich richtig (und mir auch bekannt).

Genaugenommen ist somit aber nur der experimentelle Beweis erbracht für gewisse Teilvorhersagen der SRT.

Die Verlangsamung der Eigenzeit relativistisch bewegter Körper (Zeitdilatation, diesen Effekt mag ich besonders ;) ) wurde ja ebenfalls experimentell bestätigt - und zwar durch die verlängerte Lebensdauer instabiler Teilchen mit relativistischen Geschwindigkeiten im Teilchenbeschleuniger.

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Also ich habe im bezeichneten Wikilink jetzt kein bestätigendes Experiment für die hier im Faden besprochene Vorhersage der SRT gefunden.

Das heisst unter anderem folgendes :o

Ob es uns nun schmeckt, oder nicht: man darf nämlich anzweifeln, ob sich die reale Physik in diesem Punkt so verhält, wie es die SRT vorhersagt. Solange es nicht bestätigt ist, da ist es eben offen.

Auch wenn zwanzig andere Vorhersagen der SRT schon experimentell bestätigt wurden, dann heisst das nicht, dass speziell diese Vorhersage zwangsläufig ebenfalls physikalische Wirklichkeit werden muß.

(übrigens, solche Dinge kennen wir ja auch schon: auf die Newton'sche Mechanik folgte die SRT, auf die SRT dann die ART, weil jede Theorie ihre spezifischen Schwächen bezüglich der physikalischen Realitäten hatte - und jede niedrigere Theorie enthält die höhere als Grenzfall)

Ich denke, wir haben alle hier im Faden Fehler gemacht. Ich, indem ich eine empirisch vielleicht naheliegende, aber ansonsten unbewiesene Behauptung (der Reisende erfährt unterschiedliche Kräfte) mehr oder weniger zur Tatsache erklärt habe. Das ist unzulässig, und zur Beweisführung nicht geeignet.

Und ihr, indem ihr immer wieder mit dem Argument kamt "Die SRT sagt aber aus, dass ..." und deswegen muss es auch physikalische Realität sein. Das ist fast genauso falsch; denn wie gesagt, solange etwas nicht experimentell bestätigt ist, kann, aber muss es nicht, tatsächlich die physikalische Realität abbilden.

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Zu guter Letzt... es sollte erlaubt sein, wissenschaftlichen Theorien kritisch gegenüberzutreten - insbesondere dann, wenn gewisse Vorhersagen von ihnen einem persönlich wirklich spanisch vorkommen.
Und auch die Lorentzkontraktion ist ja noch nicht experimentell bestätigt - wen wundert's, bringe mal einen hinreichend großen Körper in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit, und messe dann mal im Vorbeiflug dessen Länge aus.

Ich denke, das wars ;)

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Kannst du eine mathematisch formulierbare Aussage bzgl. prinzipiell beobachtbarer Größen und somit eine quantitative und prinzipiell experimentell überprüfbare Aussage der SRT benennen, für die die prinzipielle Messbarkeit gegeben ist, für die jedoch kein praktisch durchgeführtes Experiment existiert? Wie sähe eine prinzipielle experimentelle Überprüfung bzw. Messung aus?

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Du schaffst es immer wieder. Ich hatte Hoffnung du verstehst jetzt was wir dir versuchen zu erklären. Und dann das.
Und wieder überlege ich wo anfangen weil du scheinbar gar nichts verstanden hast. Also
fange ich mal mit dem offensichtlichen an:

Du schreibst erst

was denkbar ungünstig formuliert ist, aber lassen wir das mal bei Seite. Danach schreibst du das:

Dir ist offenbar nicht klar, dass diese beiden Effekte Hand in Hand gehn und der von dir angeführte experimentelle Beweis beides bestätigt. Im Bezugssystem des Beobachters am Boden geht die Uhr des Myons langsamer, das Myon merkt davon aber nichts. Es lebt in seinem Ruhesystem und da hat es v=0. Was es aber sieht ist die Welt an sich vorbeirauschen und daher gestaucht durch die Lorentzkontraktion. Für das Myon erscheint die Strecke zum Boden verkürzt. Nur mit Zeitdilatation UND Lorentzkontraktion ergibt sich eine widerspruchsfreie Beschreibung in der sich beide, Beobachter und Myon, einig über den Ausgang der Reise des Myons sind.

Alle bisher zur Überprüfung der SRT durchgeführten Experimente stimmen mit der SRT überein.

Nein es ist noch nie einer in einem sich mit v=0.9c bewegten Zug nach vorne gesprungen, aber das ist auch nicht notwendig. Die von uns dargelegten Begründungen warum dein Paradoxon keines ist sind allgemein gültig und wären sie es nicht hätten zahlreiche Experimente das bereits aufgezeigt.

Alles in allem bleibst du Resistent gegenüber Erklärungen und ich habe auch keine Lust mehr mich zu wiederholen. Du scheinst nicht in der Lage zu sein wissenschaftliche Ergebnisse über deine Anschauung/Intuition zu stellen.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Wie erklärst Du die extrem guten Übereinstimmungen im Rahmen der Quantenelektrodynamik (Beschreibung der Antimaterie, Anomales_magnetisches_Moment_des_Elektrons, usw.) und dem experimentellen Nachweis der Gravitationsstrahlung? Beide Theorien gäbe es ohne die SRT nicht. Reine Zufallstreffer erscheinen bei diesen Theorien schon als ziemlich abwegig.

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Du hast nicht die erforderliche Qualifikation, um die SRT zu kritisieren. Lies das von mr empfohlene Buch, dann kann sich das ändern.

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Die Frage überfordert mich im Moment.
Natürlich verstehe ich, was Du meinst. Und Dir sollte klar sein, dass hier bisher kein Experiment erster Ordnung existiert (und ich führe das jetzt nicht näher aus)
Weiss ich. Na und? Lass ein neuartiges zukünftiges Experiment dazu fehlschlagen. Dann wird das Buhu sicher besonders gross... :D
Das ist Quark, und Du hast leider gar nichts von dem, was ich in meinem Beitrag schrieb, verstanden...
Ob nun neue zukünftige Experimente die SRT infrage stellen werden oder nicht, ist eine Frage der persönliche Einschätzung der Wahrscheinlichkeit dazu. Man kann diese auf 0,001 oder 0,999 setzen, je nach persönlichem Gusto.

Ich persönlich habe nicht einmal eine persönliche Meinung dazu *schulterzuck*

Wozu soll ich sowas auch präjudizieren...

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Doch, ich denke, das habe ich schon gemacht, - wenn ich davon ausgehe, dass ich zu jedem Zug ein Objekt finden kann, zu dem er eine Relativgeschwindigkeit von v=0.9c hat. :)

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Den Fehler hast ausschließlich du gemacht, weil hier die Standardtheorien diskutiert werden. Die sind hier Gesetz.
Natürlich. Im entsprechenden Unterforum.
Diese Regel hat gute Gründe, und beim nächsten Verstoß werde ich sie durchsetzen.

-Ich-

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Klasse Begründung...sehr professionell.

Wundert mich nicht dass du das nicht näher ausführen willst.
Erst schreibst du Zeitdilatation sei bewiesen, dann Längenkontraktion nicht, jetzt plötzlich beides nicht mehr weil kein Experiment erster Ordnung...

Eine Theorie kann nicht bewiesen werden. Sie hat einen gewissen Gültigkeitsbereich
und kann nur falsifiziert werden.
Bisher wurde die SRT in ihrem Gültigkeitsbereich nicht falsifiziert.

Du dachtest du hast ein Paradoxon entdeckt. Wir haben dir aufgezeigt, dass es keines ist, sondern du da etwas nicht bzw. falsch verstanden hast.
Anstatt zu versuchen unsere Darstellungen zu verstehen, und ein Verständnis der SRT zu entwickeln, kommst du nun mit so einem Beitrag.
Niemand hat etwas dagegen wenn etablierte Theorien kritisch hinterfragt werden.
Du bist nicht der erste der solche Fragen stellt und wirst auch nicht der Letzte sein. Das ist auch keineswegs schlimm. Niemand erwartet dass die SRT von jedem sofort akzeptiert wird. Was man sich aber erwartet ist ein gewisser Fortschritt wenn man sich die Zeit nimmt um jemandem zu helfen ein Verständnis davon zu erlangen.

Und somit bin ich nicht mehr gewillt meine Zeit zu opfern um dir zu antworten, denn dieser Fortschritt ist hier nicht erkennbar. Wenn du an Physik nicht interessiert bist, ist ein Forum welches sich damit beschäftigt evt. nicht der richtige Ort für deine Fragen.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Eine Theorie kann - zumindest teilweise - durch entsprechende Experimente verifiziert werden. Und das ist i.d.R. auch notwendig für deren Akzeptanz. Einstein z.B. wurde durch die erste (Teil-)Verifikation seiner RT auf einen Schlag weltberühmt. Vorher war alles im wahrsten Sinne des Wortes bloss eine Theorie (in Fachkreisen).
Fehler sind dazu da, um gemacht zu werden (aber weniger, um endlos wiederholt zu werden). In diesem Sinne habe ich hier im Forum das eine oder andere falsch aufgezogen. Ist mir bewußt, und habe ich auch verstanden.
Ob es allerdings ein nächstes mal geben wird, weiss ich nicht. Denn mir gehen jetzt die Ideen aus. Und die Zeit auch...

(war auch zuviel erwartet, und spricht euphemistisch betrachtet für ein "gesundes Selbstbewußtsein", dass jemand denkt, er könne sein Physikwissen vier Tage lang aufpolieren, ein wenig nachdenken, und dann gestandene Theorien ernsthaft in Gefahr bringen :D;) (und nebenbei auch gleich noch eine eigene, besser geeignete, entwickeln)

So geht's halt nicht...

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

So viel Selbsterkenntnis erlebt man hier selten. Mir ist allerdings völlig unklar, wie du mit so einem Ziel hier aufschlagen kannst. Normalerweise würde man sagen, wenn man nach 4 Tagen ein paar Grundzüge der Theorie ein gutes Stück besser verstanden hat, ist das ein Erfolg. Das hätte dir auch mehr gebracht, weil Ideen so ganz ohne Ahnung rauszuschießen ja nicht wirklich ein vielversprechender Ansatz ist.
Aber gut.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Danke für die ehrliche Antwort.

Aber dann überfordert dich alles weitere auch, und du solltest - wie ich schon mal geschrieben habe - von Behauptungen zu Fragen übergehen.

Ich selbst verstehe z.B. kein Chinesisch und würde deswegen einen chinesischen Philosophen wegen angeblicher Ungereimtheiten in seinen Schriften kritisieren sondern den Fehler in meinem mangelhaften Verständnis der chinesischen Sprache suchen.

Aber wir leben natürlich in einem freien Land, und du darfst beliebige Schlussfolgerungen ziehen, wenn es dir Spaß macht ...

The gostak distims the doshes.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Danke.
Du hast natürlich Recht. Allerdings würde ich trotzdem sagen, dass sich die Zeit bisher gelohnt hat, und ich einiges gelernt bzw. einiges wissenswertes erfahren habe, Dank euch.
Eine Frage hätte ich tatsächlich (bzgl ART, und rein interessehalber): erzeugt ein Elektron mit relativistischer Geschwindigkeit (z.B. im Teilchenbeschleuniger) eine höhere Gravitation um sich herum, als ein Elektron in Ruhe (seine relativistische Masse ist ja auch erhöht)?

EDIT
Nachtrag: ich meine natürlich betrachtet vom Bezugsystem des Kernforschers aus, nicht des Elektrons.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Nein. Das kannst du dir aber auch selbst überlegen. Glaubst du, die beiden Billardkugeln auf meinem Tisch bewegen sich plötzlich aufeinander zu, nur weil du in deiner Rakete mit fast LG vorbeifliegst? Macht keinen Sinn, oder?
Gruß,
OldB

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Nein, das würde, anschaulich gesprochen, wirklich keinen Sinn machen. Vielen Dank für die Antwort.

Gruß, Chris

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Oh, das ist einfach.
Wenn ich das jetzt im Kopf richtig sortiert habe: Wenn das Elektron direkt auf dich zukommt, hast du die relativistische Masse. Fliegt es an dir vorbei, ist seine Anziehungskraft noch stärker, die Korrektur ist dann vier mal so groß wie für die relativistische Masse. Ferner noch eine Komponente, die bis zum sechsfachen dieser Korrektur geht und in Richtung der Geschwindigkeit des Elektrons geht.
Wenn man das zusammenfasst, für ein Elektron das auf dich zufliegt und knapp verpasst, in Vielfachen der Korrektur zur relativistischen Masse:
Erst -5, also schwächere Anziehung als beim ruhenden Elektron. Das gilt auch, wenn es sich wieder entfernt.
Wenn es vorbeifliegt: Kompliziert, die Zusatzkraft von eben wird immer schwächer und verschwindet bei 90°. Derweil wird die andere Korrektur immer stärker, und bei 90° ist sie vierfach. Man wird also stärker vom Elektron angezogen, als man wegen relativistischer Masse meinen würde.

Fehler in dieser Analyse sind wahrscheinlich.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Danke für die Mühe!

Ich überlege gerade, wie die Raumzeitkrümmung rund um das bewegte Elektron dann ausschaut. Eine Delle mit konzentrischen Kreisen kann es ja nicht mehr sein, da sich Gravitation selbst ja auch "nur" mit LG ausbreitet.

Vermutlich - im Querschnitt - dann irgendwie so (das Gebilde läßt sich sicher mathematisch beschreiben, vermutlich durch die Formeln in Deinem Link):

https://abload.de/img/bthixk.jpg

Das würde dann auch die von Dir beschriebenen Effekte in etwa erklären. Kommt das Elektron auf mich zu, dann erreicht mich die Gravitation erst sozusagen "verspätet", weil sie ja in Flugrichtung gestaucht ist. Bei einem Elektron in Ruhe in derselben Entfernung wäre ich der - bereits ausgebreiteten - Gravitation ja dann schon voll ausgesetzt (ich hoffe man kann verstehen, was ich meine). Ich werde dann also vom bewegten Elektron in dieser Situation erstmal weniger stark angezogen.

Beim nahen Vorbeiflug "erwischt" mich dann eine Front eng gestauchter Gravitation, die sich in einer ziemlich hohen Anziehung äußert, und beim Flug des Elektrons von mir weg unterliege ich dann wieder einer verringerten Gravitation.

(ohne Garantie auf Richtigkeit/Vollständigkeit)

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzi
 

Anmerkung zu Wikipedia:

A sei ein Testkörper im Labor, auf den die Gravitation wirkt.
B sei das beschleunigte Teilchen.
C existiert nicht, da wir nur zwei Teilchen haben, d.h. alle diese Terme sind Null.

Außerdem kann man noch eine weitere Näherung mit v_A ≃ 0 ansetzen, wenn

v_A ≪ v_B ≪ c

gilt.

@Ich: die Näherung bis O((v/c)²) taugt natürlich nicht für v_B ≃ c, d.h. nicht für ultra-relativistische Elektronen; ich hätte jetzt den Aichelburg-Sexl-Ultraboost angesetzt, konnte dafür jedoch keine Geodätengleichung finden.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Das ist ein Paradebeispiel dafür, warum "relativistische Masse" nicht nur didaktisch ein völliger Blödsinn ist.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Das würde ich jetzt nicht so sagen, denn wie willst Du einem (womöglich nur durchschnittlich begabten) Pennäler sonst anschaulich näherbringen, was mit einem Elektron in einem Teilchenbeschleuniger passiert?

Allerdings gebe ich Dir auch recht. Eine wie auch immer geartete "Masse", die keine Gavitation erzeugt, das ist schon eine seltsame Sache, in der Anschauung.

Der Begriff "relativistische Trägheit" wäre wohl ein klein wenig treffender, denn Trägheit bringt man vielleicht nicht sofort mit Gravitation in Verbindung.

Aber wie auch immer...

Dieser Terminus hat sich in der Physik eingebürgert, und es muss immer sehr triftige Gründe dafür geben, wenn man einen Terminus beispielsweise durch einen anderen ersetzen will.

Daher auch für uns hier im Forum: lieber keine "relativistische Trägheit" o.ä., sondern weiterhin "relativistische Masse" (würde ich sagen).

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Ich erkläre ihm, dass die Energie zunimmt.

Wenn ihm vorher niemand diesen Käse mit der relativistischen Masse erzählt hat - und er aus seinem Tunnel nicht mehr rauskommt - dann ist das kein Problem.

Das mag dir so vorkommen.

Fakt ist, dass dieser Begriff in der modernen Physik praktisch nicht verwendet wird, dass jedoch Lehrbuchautoren und Didaktiker nicht willens sind, nachzudenken und damit aufzuhören, voneinander abzuschreiben. Die Gründe sind m.E. teilw. Ignoranz und Bequemlichkeit. Ich sehe auch an anderen Stellen in der Lehre das Problem der Beratungsresistenz - siehe z.B. bei den Atommodellen, wo didaktisch noch viel größerer Schaden angerichtet wird.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Was wird denn bei den Atommodellen "ungünstiges" erzählt? (ich frage rein interessehalber)

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Ähm, doch, ganz entschieden sogar.

https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%84...inzip_(Physik)

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Vlt. ist es gar nicht so erstrebenswert...

Solange du unter "relativistischer Trägheit" nicht "relativistische träge Masse" meinst, hat die Überlegung sogar korrekte Richtung.

dp/dt

bleibt wie bei Newton gültig. Nur transformiert sich der Vektor p anders.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Zunächst mal ist fraglich, ob das Thomsonsche und das das Bohrsche Modell überhaupt dargestellt werden sollten; sie haben allenfalls eine historische Berechtigung, um den Modellbegriff zu diskutieren, jedoch keinesfalls, um unser aktuelles Wissen zu vermitteln. Stellen wir uns eine Schüler vor, der sich geistig nach dem Bohrschen Modell ausklinkt. Er wird Zeit seines Lebens etwas falsches Wissen; ist das besser, als nichts zu wissen?

Zur Nutzung in der Chemie kann man auf den Begriff der Elektronenbahnen, der Bohrschen Quantisierungsbedingung etc. ohnehin verzichten; hier geht es um anzuwendende Regeln bzgl. Ionen- sowie kovalenter Bindung, die man auch ohne dieses falsche Wissen lernen und anwenden kann.

Das Orbitalmodell wird gerne vor der Diskussion des quantenmechanischen Atommodells eingeführt. Dann bleibt jedoch rätselhaft, was die Form der Orbitale eigtl. zu bedeuten hat. Es bleiben so platte Sätze wie "dass das Elektron sich innerhalb des Orbitals aufhält" - ja, aber eben auch außerhalb.

Ich halte es für didaktisch blödsinnig, immer den historischen Weg vom Einfachen zu Schwierigen zu gehen, dabei in jedem Schritt den vorherigen für unzureichend zu erklären, und oft genug auch für nutzlos, um zum jeweils nächsten zu gelangen. Ich halte eine alternativen - rein qualitativen - Ansatz, der direkt mit dem quantenmechanischen Orbitalmodell startet und daraus das Orbitalmodell u.ä. Veranschaulichungen entwickelt für bedenkenswert.

Ein krampfhafte Ableitung der Energieniveaus für das H-Atom - und nur für das H-Atom (!) - aus dem Bohrschen Modell halte ich für verzichtbar.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Ursprünglich hatte ich dir eigentlich widersprechen wollen, denn es kam mir didaktisch sinnvoll vor, erst einmal nur einen kleineren Schritt von der klassischen Physik weg zu machen.

Allerdings legt das Bohrsche Modell doch einige Missverständnisse nahe, von denen der Schüler sich dann wiederum erst wieder lösen muss, was offenbar nicht so leicht fällt. So ergaben Interviews mit Physik-Lehramtsstudenten:

− Der Bahnbegriff wird implizit (teils sogar explizit) weiterbenutzt (vgl. Bohrsches Modell).
− Die Teilchenvorstellung von Elektronen („Kügelchen“) scheint sehr stabil zu sein.
− Quantenobjekte werden als permanent lokalisiert angesehen.

Physiklehrer mit solchen Vorstellungen auf die Schüler "loszulassen" ist schon bedenklich.

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Quelle z.B.
Vorstellungen von Lehramtsstudenten zur Interpretation der Quantenmechanik − Ergebnisse von Befragungen

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Ich glaube, so ganz langsam sickert bei mir endlich durch, was ihr damit immer gemeint habt...

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Wenn ich die Eigenschaften von Energie kenne, dann genügt es tatsächlich zu sagen, die Energie des Elektrons, oder eines beschleunigten Körpers, wird erhöht.

Eine wichtige Eigenschaft von Energie ist, dass sie Trägheit besitzt.

Dass infolgedessen beim relativistisch bewegten Elektron im Teilchenbeschleuniger eine höhere Trägheit vorliegt, folgt dann ohne weiteres Nachdenken von selbst.

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Eine zweite wichtige Eigenschaft von Energie ist, dass sie selbst keine Gravitation erzeugt.

Das tut nur Masse, als "feststofflich kondensierte Form" von Energie (also Elementarteilchen, Atome, ...).

Eine gespannte Feder erzeugt also keine höhere Gravitation um sich herum als eine entspannte, genauso wenig wie ein relativistisch schnell bewegtes Elektron.

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Und zu guter Letzt:

Die gespannte Feder ist hier auf der Erde allerdings schwerer, das heisst, Gravitation wirkt auf Energie (obwohl Energie selbst keine Graviation erzeugt).

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Ist das jetzt alles richtig so, insbesondere der letzte Satz?


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p.s. vor diesem Hintergrund verstehe ich jetzt, warum der Begriff "relativistische Masse" jemandem, der auf diese Weise denkt, förmlich in's Gesicht schlägt.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Das stimmt so nicht ganz: Auch elektromagnetische Felder haben ihr eigenes Gravitationsfeld, das von einem Vakuumfeld abweicht.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Ok, danke.

AW: Paradoxon zum Relativitätsprinzip
 

Nein. Und solange du die Mathematik zur Prosa ignorierst, wirst du auch eher zufällig mal Treffer landen.

Bsp: die Masse eines Neutrons beträgt (ca.)

mn = 939.565 MeV/c²

Massen der (current) Quarks, aus denen das Neutron besteht (ich nehme mal obere Grenze):

mu = 2.8 MeV/c²
md = 5.2 MeV/c²

Zusammengezählt kommen wir für mudd auf ca. 13.2 MeV/c², was gerade mal 1,5% der Masse des Neutrons ausmacht. Wo kommt die restliche Masse her?