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-   -   SRT und Lorentzianische Theorie (http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=1809)

Bauhof 16.12.10 17:16

SRT und Lorentzianische Theorie
 
Hallo zusammen,

bisher war ich der Meinung, dass Einsteins SRT und die Lorentzianische Theorie experimentell unterscheidbar wären. Nun lese ich in [1] auf Seite 145 folgendes:
Zitat:

Einstein eliminiert in seiner Theorie den Äther, der nicht beobachtet werden kann, er eliminiert die universellen Kräfte, die keine unmittelbar beobachtbare Wirkung zeigen, und er eliminiert die absolute Zeit und den absoluten Raum, die durch keine Uhr bzw. keinen Längenmaßstab angezeigt werden. Darin unterscheiden sich Einstein und Lorentz. Die physikalischen Gleichungen bleiben dieselben, doch ihre Deutungen sind völlig verschieden.
Wenn die physikalischen Gleichungen dieselben bleiben, wodurch unterscheidet sich dann Einsteins SRT experimentell von der Lorentzianischen Theorie?

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] Giulini, Domenico und Filk, Thomas
Am Anfang war die Ewigkeit.
Auf der Suche nach dem Ursprung der Zeit.
München 2004. ISBN=3-406-52187-8
http://www.science-shop.de/blatt/d_s...k_nr=041540504
http://www.amazon.de/Anfang-Ewigkeit...2519242&sr=1-4

Marco Polo 16.12.10 18:00

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Hallo Eugen,

Zitat:

Zitat von Bauhof (Beitrag 57714)
Wenn die physikalischen Gleichungen dieselben bleiben, wodurch unterscheidet sich dann Einsteins SRT experimentell von der Lorentzianischen Theorie?

soweit ich weiss lässt sich das prinzipiell, also auch experimentell nicht ermitteln.

Hawkwind 16.12.10 18:37

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Ja, Lorentzsche Äthertheorie (LET) und Einsteins Spezielle Relativität (SRT) sind physikalisch äquivalent und nicht anhand von Vorhersagen unterscheidbar. Der Unterschied ist auf metaphysikalischer Ebene: eine unbenötigte Hypothese (Existenz eines absoluten Bezugssystems) wurde in der SRT fallen gelassen.

Ähnliches gilt nun auch dür die speziell relativistischen Quantentheorien, z.B. die Quantenelektrodynamik (QED): eine auf der LET basierende QED würde dieselben hochpräzisen und hocherfolgreichen Vorhersagen für Beobachtungen liefern wie unsere - auf der SRT basierende - Standard-QED.

Bauhof 17.12.10 14:07

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Hallo zusammen,

die Lorentzianische "Relativitätstheorie" beinhaltet meines Wissens die Lorentz-Fitzgerald-Kontraktionshypothese. Diese kann aber nicht alle Experimente klären, welche die Einsteinsche SRT klärt. Zum Beispiel schreibt Anthony P. French auf Seite 71 seines Buches [1] folgendes zum Kennedy-Thorndike-Experiment:
Zitat:

Im Jahre 1923 führten R. J. Kennedy und E. M. Thorndike ein Experiment durch, das dem Michelson-Morley-Experiment sehr ähnlich war, sich von ihm aber in zwei wesentlichen Punkten unterschied. Zum ersten waren die Arme des Interferometers verschieden lang. Der Unterschied betrug etwa 16 cm, das entsprach einem Wert, durch den man deutliche Interferenzstreifen erhalten konnte. Zum zweiten war die Lage des Apparates im Labor fixiert, und die Interferenzstreifen wurden mehrere Monate lang beobachtet, was größte Anforderungen an die mechanische Stabilität und Konstanz der Apparate stellte. Man fand keinerlei Interferenzmusterverschiebungen die sich auf die tägliche oder jahreszeitliche Änderung in der Bewegung des Labors hätten zurückführen lassen.

Analog zu der obigen Interpretation des Michelson-Morley-Experiments kann die Ergebnislosigkeit des Kennedy-Thorndike-Experimentes als Beweis dafür aufgefasst werden, dass die Zeit, die das Licht für, die Extrastrecke 2 l L2 - L1 | des längeren Interferometerarmes benötigt, in allen Bezugssystemen gleich ist, auch wenn diese sich verschieden schnell bewegen.

Nur ganz nebenbei sei gesagt, dass die Kontraktionshypothese zwar zu Erklärung des Michelson-Morley-Versuchs herangezogen werden kann, das Kennedy-Thorndike-Experiment damit jedoch keineswegs erklärt wird. Nach Gl. (3.2), die eine Lorentz-Fitzgerald-Kontraktion verkörpert, wird sich die mit der Ätherwindhypothese berechnete Zeitdifferenz immer noch mit der Geschwindigkeit ändern, außer in dem Sonderfall, wo L10 = L20. Das allein bedeutet, dass wir unsere Zeit- und Streckenmessung modifizieren müssen.
Kann man da weiterhin behaupten, Einsteins SRT und die Lorentzianische "Relativitätstheorie" können nicht durch Experimente unterschieden werden? Wenn beide Theorien in all ihren Vorhersagen ununterscheidbar sein sollen, dann müsste die Lorentzianische "Relativitätstheorie" auch das Kennedy-Thorndike-Experiment erklären können.

Das Kennedy-Thorndike-Experiment wurde in neuere Zeit wiederholt und lieferte dabei hochpräzise Ergebnisse, welche die Einsteinsche SRT belegen.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] French, Anthony P.
Die spezielle Relativitätstheorie.
M. I. T. Einführungskurs Physik.
Braunschweig 1982
ISBN=3-528-03546-3
http://www.amazon.de/spezielle-Relat...2594266&sr=1-7

Hawkwind 17.12.10 14:46

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Bauhof (Beitrag 57726)
Hallo zusammen,

die Lorentzianische "Relativitätstheorie" beinhaltet meines Wissens die Lorentz-Fitzgerald-Kontraktionshypothese. Diese kann aber nicht alle Experimente klären, welche die Einsteinsche SRT klärt. Zum Beispiel schreibt Anthony P. French auf Seite 71 seines Buches [1] folgendes zum Kennedy-Thorndike-Experiment:

Kann man da weiterhin behaupten, Einsteins SRT und die Lorentzianische "Relativitätstheorie" können nicht durch Experimente unterschieden werden? Wenn beide Theorien in all ihren Vorhersagen ununterscheidbar sein sollen, dann müsste die Lorentzianische "Relativitätstheorie" auch das Kennedy-Thorndike-Experiment erklären können.

Das Kennedy-Thorndike-Experiment wurde in neuere Zeit wiederholt und lieferte dabei hochpräzise Ergebnisse, welche die Einsteinsche SRT belegen.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] French, Anthony P.
Die spezielle Relativitätstheorie.
M. I. T. Einführungskurs Physik.
Braunschweig 1982
ISBN=3-528-03546-3
http://www.amazon.de/spezielle-Relat...2594266&sr=1-7

In der Tat hat Lorentz sein Modell in der Reaktion auf dieses Experiment noch einmal angepasst. Wenn man sagt, SRT und LET seien physikalisch äquivalent, so ist damit immer die historisch letzte Fassung der LET gemeint: das ist die, wo Lorentz die Längenkontraktion und die lokale Zeit bewegter Systeme bereits eingeführt hatte.
Der einzige Unterschied zur SRT ist dann nach meinem Kenntnisstand die Interpretation: die LET sagt: "die Zeit, die Uhren in einem relativ zum Äther bewegten System anzeigen, ist nicht die wahre, absolute Zeit, sondern nur Lokalzeit", während die SRT alle IS als gleichberechtigt ansieht.


Zitat:

Das Kennedy-Thorndike-Experiment ist eine Variante des Michelson-Morley-Experiments (1887). Mit Letzterem sollte die Existenz einer Relativbewegung zwischen Erde und Äther (Ätherwind) festgestellt werden. Um den negativen Ausgang zu erklären, wurde von George Francis FitzGerald (1889) und Hendrik Antoon Lorentz (1892) die Existenz einer Längenkontraktion postuliert. Diese ursprüngliche Kontraktionshypothese wurde später durch die Hinzunahme der Zeitdilatation im Rahmen der lorentzschen Äthertheorie (LET, inzwischen überholt) und der Spezielle Relativitätstheorie (SRT, welche ohne einen Äther auskam) erweitert. Dies bestätigte sich auch experimentell, als sich herausstellte, dass die Kontraktionshypothese für die Erklärung des Kennedy-Thorndike-Experiments unzureichend war und mit der Zeitdilatation zur kompletten Lorentz-Transformation erweitert werden musste.
http://de.wikipedia.org/wiki/Kennedy...ike-Experiment

Gruß,
Hawkwind

Eyk van Bommel 17.12.10 18:43

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

bisher war ich der Meinung, dass Einsteins SRT und die Lorentzianische Theorie experimentell unterscheidbar wären.
Nun wird mir einiges klar – einige deiner Aussagen stellen sich in einem anderen Licht dar und meine solltest du ggf. noch einmal überprüfen.

Und da wir hier in „Wissenschaftstheorie und Interpretationen der Physik“ sind, will ich noch einmal klarstellen (also meine Meinung).

Sowohl die SRT wie auch die LT – bzw. ART vs. „ALT“ ("allgemeine LT") postulieren beide, dass die Lichtgeschwindigkeit unabhängig vom Bewegungszustand des Beobachters mit c gemessen wird.

Diese Tatsache alleine sorgt für die Ununterscheidbarkeit:)

Alle Modelle, die dieses Postulat (bei A.E. das Zweite) beinhalten sind ununterscheidbar! Alle!

Solltest du / oder xy einen Unterschied feststellen können (in einem x-beliebigen Experiment), dann wird das Postulat (c=konstant) nicht mehr eingehalten.

Daher musste man die LT ständig modifizieren. Was bei der LT eben irgendwann dazuführte, dass der Äther nicht mehr nachweisbar wurde.

Eine weitere Folge ist dann, dass das 1. Postulat von A.E. auch durch die LT eingehalten wurde (siehe Kennedy-Thorndike-Experiment: Hinzunahme der Zeitdilatation). Dies hat Lorentz imho nicht postuliert (alle physikalischen Gesetze nehmen dieselbe Form an) – es ist eine indirekte Folge der Anpassung (an c=konstant). Das eine Bedingt das Andere - jedoch nicht umgekehrt (imho).

Zumindest in der LT – in der „ALT“ sind/würden die Beobachtungen die man als nicht lokaler Beobachter wahrnimmt im Gegensatz zur ART real.

Also in der LT ist c nur scheinbar konstant – und die messbar veränderten physikalischen Abläufe der ART real. Also z.B. die Zeitdilatation Erde-GPS oder die Lichtgeschwindigkeit….

In der SRT ist c real konstant - und die messbar veränderten physikalischen Abläufe der ART scheinbar (real: konstante Eigenzeit und c konstant…).

In der "allgemeinen LT" sind die Ablüfe physikalischer Prozesse abhängig vom Gravitationspotential.

Wodurch auch hier experimentell kein Unterschied festzustellen wäre.

Alles im Namen: v Licht lokal immer c.

Gruß
EVB

Bauhof 19.12.10 11:20

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 57727)
In der Tat hat Lorentz sein Modell in der Reaktion auf dieses Experiment noch einmal angepasst. Wenn man sagt, SRT und LET seien physikalisch äquivalent, so ist damit immer die historisch letzte Fassung der LET gemeint: das ist die, wo Lorentz die Längenkontraktion und die lokale Zeit bewegter Systeme bereits eingeführt hatte.

Hallo Hawkwind,

die Geschwindigkeitstunabhängigkeit der Lichtausbreitung testet man mit Kennedy-Thorndike-Experiment, erstmals durchgeführt 1923. Im Jahr 1928 starb Hendrik Antoon Lorentz. Wann hat er zwischen 1923 und 1928 seine Theorie aufgrund dieses Experiments revidiert?

Eine Absolutgeschwindigkeit eines Inertialsystems kann mit keinem Experiment bestimmt werden; damit wurde der "Lichtäther" gegenstandslos. Lorentz blieb deshalb die eigentliche Entdeckung der Speziellen Relativitätstheorie versagt, weil er an der Äther-Konzeption festhielt. Lorentz war so seiner Annahme des absolut ruhenden Äthers verhaftet, dass er nicht die physikalische Bedeutung erkannte, die in den unendlich vielen gleichberechtigten Bezugssystemen liegt. Er glaubte weiter, dass eines von ihnen den ruhenden Äther repräsentiere.

Domenico Giulini und Thomas Filk schreiben auf den Seiten 137 und 188 dazu folgendes:
Zitat:

Vor dem Hintergrund der Speziellen Relativitätstheorie, wie wir sie heute kennen, wirkt das Modell von Lorentz eher befremdlich. Die Annahme einer vom Material unabhängigen, universellen Kraft, die auf jeden relativ zum Äther bewegten Gegenstand wirkt und die ihn um einen Faktor sqrt(1-v²/c²) verkürzt sowie sämtliche Bewegungsabläufe um einen Faktor 1/sqrt(1-v²/c²) verlangsamt, erscheint auf den ersten Blick theoretisch unbegründet und ad hoc, d.h. einzig zur "Erklärung" dieses einen Experiments, erfunden und ohne Bezug auf weitere physikalische Gegebenheiten.

[...]

In der Äthertheorie ist für Beobachter, die sich relativ zum Äther bewegen, der Raum eben nicht mehr isotrop. Die Geschwindigkeit relativ zum Äther zeichnet ja eine besondere Richtung aus. Für die Äthersynchronisation gilt daher allgemein, dass sie von der Richtung und dem Betrag der Geschwindigkeit abhängt, mit der sich das System, in dem die Uhren synchronisiert werden sollen, relativ zum Äther bewegt.

Der auf einer Äthersynchronisation fußende Gleichzeitigkeitsbegriff ist ein absoluter. Sind zwei Ereignisse a und b für einen Beobachter A gleichzeitig, so sind sie es auch für alle anderen Beobachter, unabhängig von deren Bewegungszustand. Das mag man als Vorteil ansehen. Der Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass wir das Ruhesystem des Äthers, gesetzt er existierte, nicht kennen. Wir können natürlich willkürlich ein System auszeichnen, das dann die Rolle des Ruhesystems des Äthers annimmt. Beispielsweise könnte man das Schwerpunktsystem der uns umgebenden kosmischen Massen nehmen oder das System, in dem die kosmische Hintergrundstrahlung aus allen Richtungen gleich erscheint. Von einem Relativitätsprinzip ist nun keine Rede mehr. Wir haben explizit ein System als "ruhend" ausgezeichnet, das Synchronisationsverfahren ist beobachterabhängig und die Lichtgeschwindigkeit ist nicht mehr für alle Inertialsysteme dieselbe.
Ich halte es für wissenschaftstheoretisch zumindest fragwürdig, wenn Einsteins SRT und die Lorentzsche Theorie als äquivalent bezeichnet werden, auch wenn sie rein mathematisch die gleichen Ergebnisse liefert. Beide Postulate der SRT sind seit rund 100 Jahren immer wieder mit zunehmender Präzision bestätigt werden, hingegen für das ausgezeichnete Intertialsystem von Lorentz existiert bis heute nicht ein einziges Experiment, welches diese Annahme belegt.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] Giulini, Domenico und Filk, Thomas
Am Anfang war die Ewigkeit.
Auf der Suche nach dem Ursprung der Zeit.
München 2004. ISBN=3-406-52187-8
http://www.science-shop.de/blatt/d_s...k_nr=041540504
http://www.amazon.de/Anfang-Ewigkeit...2519242&sr=1-4

Dietmar 19.12.10 13:26

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Hallo,

Zitat:

Zitat von Bauhof (Beitrag 57738)
die Geschwindigkeitstunabhängigkeit der Lichtausbreitung testet man mit Kennedy-Thorndike-Experiment, erstmals durchgeführt 1923. Im Jahr 1928 starb Hendrik Antoon Lorentz. Wann hat er zwischen 1923 und 1928 seine Theorie aufgrund dieses Experiments revidiert?

Er hat es nicht aufgrund dieses Experiments revidiert, sonder aufgrund des Trouton-Noble-Experiment, und den Experimenten von Rayleigh (1902) und Brace (1904). Diese Experimente erforderten die Einführung der kompletten Lorentz-Transformation, wie Lorentz selbst ausführte:

http://de.wikisource.org/wiki/Elektr..._Erscheinungen
http://de.wikipedia.org/wiki/Lorentz...%84thertheorie

Zitat:

Ich halte es für wissenschaftstheoretisch zumindest fragwürdig, wenn Einsteins SRT und die Lorentzsche Theorie als äquivalent bezeichnet werden, auch wenn sie rein mathematisch die gleichen Ergebnisse liefert.
Sie sind ja auch nur "Beobachtungsäquivalent", d.h. experimentell nicht unterscheidbar. Hingegen die konzeptionellen und philosophischen Unterschiede sind beträchtlich.

Zitat:

Beide Postulate der SRT sind seit rund 100 Jahren immer wieder mit zunehmender Präzision bestätigt werden, hingegen für das ausgezeichnete Intertialsystem von Lorentz existiert bis heute nicht ein einziges Experiment, welches diese Annahme belegt.
Ja, richtig - und wegen dieser Asymmetrie wird auch Einsteins Theorie bevorzugt - denn ein Äther den man nicht nachweisen kann, interessiert niemanden.

Grüße,

Eyk van Bommel 19.12.10 14:24

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Beide Postulate der SRT sind seit rund 100 Jahren immer wieder mit zunehmender Präzision bestätigt werden, hingegen für das ausgezeichnete Intertialsystem von Lorentz existiert bis heute nicht ein einziges Experiment, welches diese Annahme belegt.
Kann man auch nicht –
Zitat:

„denn ein Äther den man nicht nachweisen kann,“
kann man nicht belegen. Zumindest kann man das ausgezeichnete Intertialsystem nicht belegen.
Der Nachweis eines ausgezeichneten Intertialsystems hingegen wäre eine Falsifikation für beide Theorien. Zumindest für das zweite Postulat.
@Dietmar
Zitat:

„denn ein Äther den man nicht nachweisen kann, interessiert niemanden.“
Ich denke das sollte man so nicht schreiben:

Ein ausgezeichnetes Intertialsystem, welches man nicht nachweisen kann, interessiert niemanden.

Halte ich für besser.

Den Äther weist man ja indirekt über dessen Wirkungsweise (Längenkontraktion, Zeidilatation..) nach:confused:

In der Nachweisbarkeit unterscheiden sich Äther und Raumzeit nicht – beide werden nur indirekt über das Verhalten der Teilchen darin nachweisbar. Ähnlich dem EM-Feld.

Wieso sollte man vom Äther mehr verlangen (die direkte Nachweisbarkeit), wie von der Raumzeit, virtuellen Teilchen und raumartigen Photonen...

Gruß
EVB

Bauhof 19.12.10 17:03

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Eyk van Bommel (Beitrag 57740)
Den Äther weist man ja indirekt über dessen Wirkungsweise (Längenkontraktion, Zeidilatation..) nach:confused:
In der Nachweisbarkeit unterscheiden sich Äther und Raumzeit nicht – beide werden nur indirekt über das Verhalten der Teilchen darin nachweisbar. Ähnlich dem EM-Feld.

Hallo Eyk van Bommel,

die Einsteinsche Zeitdilatation siehst du als indirekten Nachweis für die Existenz eines "Äthers" (was auch immer das sein soll), richtig? Fakt ist aber, dass Einstein die Annahme eines "Äthers" zur Herleitung der Zeitdilatation gar nicht benötigte.

Wenn eine physikalische Beziehung Y hergeleitet wird und diese physikalische Beziehung Y benötigt die Entität X zu Herleitung nicht, inwiefern soll dann die physikalische Beziehung Y ein indrekter Nachweis für die Entität X sein?

M.f.G. Eugen Bauhof

Eyk van Bommel 19.12.10 17:52

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Vorweg: Ich bin kein Lorentzäther verteidigter – ich halte nichts von einem ausgezeichneten Intertialsystem!

Zitat:

die Einsteinsche Zeitdilatation siehst du als indirekten Nachweis für die Existenz eines "Äthers" (was auch immer das sein soll), richtig?
Ich sehe die Einsteinsche Zeitdilatation als Nachweis für die Existenz einer physikalischen Raumzeit (die es nur im Einstein-Modell gibt).

Ich sehe die Lorentzianische Zeitdilatation als Nachweis für die Existenz eines physikalischen Äthers.

Zitat:

dass Einstein die Annahme eines "Äthers" zur Herleitung der Zeitdilatation gar nicht benötigte.
Nein er benötigte eine Raumzeit als physikalische Entität. Die gab es vorher nicht – so wie den Äther. Es ist eine Annahme wie jede andere und muss experimentell nachgewiesen werden.

Aber:

Lorentz hatte ein ausgezeichnetes Intertialsystem UND einen Äther benötigt

Einstein benötigte kein ausgezeichnetes Intertialsystem – sondern nur die Raumzeit.

Gruß
EVB

Zwill-11 03.01.11 21:48

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Liste der Anh?nge anzeigen (Anzahl: 1)
Hallo an Alle. :)

Mir gefällt besonders das von Eugen Bauhoff eingeführte Zitat:

Zitat:

Einstein eliminiert in seiner Theorie den Äther, der nicht beobachtet werden kann, er eliminiert die universellen Kräfte, die keine unmittelbar beobachtbare Wirkung zeigen, und er eliminiert die absolute Zeit und den absoluten Raum, die durch keine Uhr bzw. keinen Längenmaßstab angezeigt werden. Darin unterscheiden sich Einstein und Lorentz. Die physikalischen Gleichungen bleiben dieselben, doch ihre Deutungen sind völlig verschieden.
denn die bekannten Experimente zur Speziellen Relativitätstheorie (Micheson-Morley, Kennedy-Thorndike etc.) werden von beiden Interpretationen richtig vorausgesagt. Für Einstein und seine Nachfolger beweisen die obigen Experimente die Existenz der vierdimensionalen Raumzeit, für Lorentz und seine Nachfolger die Existenz eines Äthers. Was von beidem zutrifft, kann man sich nicht aussuchen, denn entweder es gibt die vierdimensionale Raumzeit oder es gibt den Äther. In dem Buch [1] werden viele unterschiedliche Überlegungen für und gegen beide Interpretationen untersucht. In der dortigen Abb. 24.6 wird ein Gedankenexperiment vorgestellt, das – vielleicht – zwischen beiden Interpretationen unterscheiden kann: Man betrachte einen Eisenbahnzug auf einer kreisförmigen, geschlossenen Bahn. Der letzte Waggon des Zuges liegt wieder vor Lok. Nun erhöhe man für alle Waggons und die Lok gleichzeitig die Geschwindigkeit. Es tritt Lorentz-Kontraktion ein. Nur für die Lok und die Waggons oder auch für die Zwischenräume zwischen den Waggons? Für die Lorentz-Interpretation können nur reale Größen (die Waggons und die Lok) kontrahieren, für die Einstein-Interpretation müssten sich auch die Zwischenräume zwischen den Waggons verkürzen? Oder doch nicht? Beides geht aber nicht, denn der kreisförmige Schienenring ruht und kontrahiert deshalb nicht. Letztlich bedeutet diese Argumentation, dass die Einstein-Interpretation nicht erklären kann, weshalb die Zwischenräume zwischen den Waggons größer werden, die Waggons und die Lok aber kürzer.
In [1] finden sich eine Reihe weiterer Überlegungen, die in üblichen Lehrbüchern kaum diskutiert werden. Ich denke, beide Interpretationen haben ihre Stärken.

Zum besseren Verständnis habe ich ein Bild beigefügt. Anhang 230. Wenn sich die Rotationsgeschwindigkeit der Waggons erhöht, lorentzkontrahieren sie und die Zwischenräume werden größer. Letzteres kann die Einstein-Interpretation - vielleicht - nicht erklären.

Beste Grüße,
Zwill-11

[1] J. Brandes, J. Czerniawski: Spezielle und Allgemeine Relativitätstheorie
für Physiker und Philosophen - Einstein- und Lorentz-Interpretation, Paradoxien
Raum und Zeit, Experimente. Karlsbad 2010
ISBN 978-3-930879-08-3
http://www.amazon.de/Spezielle-Allge...4089928&sr=1-1

JoAx 03.01.11 22:59

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Willkommen Zwill-11!

Zitat:

Zitat von Zwill-11 (Beitrag 57874)
Nur für die Lok und die Waggons oder auch für die Zwischenräume zwischen den Waggons? Für die Lorentz-Interpretation können nur reale Größen (die Waggons und die Lok) kontrahieren, für die Einstein-Interpretation müssten sich auch die Zwischenräume zwischen den Waggons verkürzen?

Das verstehe ich nicht. Verfügen denn die Waggons und die Lok über keine "reelle" (=materielle/energetische) Verbindung zu einander?

Ich schätze - die Überlegung, dass "beides" nicht geht, schlicht falsch ist.


Gruss, Johann

Bauhof 05.01.11 13:13

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Zwill-11 (Beitrag 57874)
Für Einstein und seine Nachfolger beweisen die obigen Experimente die Existenz der vierdimensionalen Raumzeit, für Lorentz und seine Nachfolger die Existenz eines Äthers.

Hallo Zwill-1,

weder die Existenz einer 4-D-Raumzeit noch die "Existenz" eines Äthers sind durch Experimente bewiesen. Der Äther und die 4-D-Raumzeit sind beides nur gedankliche Konstrukte, um Rechnungen durchsichtiger zu machen.

Welches Experiment soll für Lorentz und seine Nachfolger die Existenz eines Äthers beweisen?

Zitat:

Zitat von Zwill-11 (Beitrag 57874)
Man betrachte einen Eisenbahnzug auf einer kreisförmigen, geschlossenen Bahn. Der letzte Waggon des Zuges liegt wieder vor Lok. Nun erhöhe man für alle Waggons und die Lok gleichzeitig die Geschwindigkeit. Es tritt Lorentz-Kontraktion ein. Nur für die Lok und die Waggons oder auch für die Zwischenräume zwischen den Waggons? Für die Lorentz-Interpretation können nur reale Größen (die Waggons und die Lok) kontrahieren, für die Einstein-Interpretation müssten sich auch die Zwischenräume zwischen den Waggons verkürzen? Oder doch nicht?

Warum muss sich der Zug auf einer kreisförmigen, geschlossenen Bahn befinden? Warum so kompliziert? Die relativistischen Effekte (Zeitdilatation und Raumschrumpfung) treten doch bereits bei unbeschleunigten Bewegungen auf.

Zitat:

Zitat von Zwill-11 (Beitrag 57874)
Letztlich bedeutet diese Argumentation, dass die Einstein-Interpretation nicht erklären kann, weshalb die Zwischenräume zwischen den Waggons größer werden, die Waggons und die Lok aber kürzer.

Bei der Einstein-Interpretation gibt es keine Vergrößerung der Zwischenräume, denn nicht das Material schrumpft, sondern der Raum selbst und mit ihm der ganze Zug einschließlich der Zwischenräume. Dabei ist es unerheblich, ob die einzelnen Waggons fest miteinander gekoppelt sind oder nicht. Man kann sich ja ersatzweise einen Zug vorstellen, der nur aus Lokomotiven besteht, die nicht miteinander gekoppelt sind und jede Lokomotive fährt mit der gleichen, gleichförmigen Geschwindigkeit auf gerader Strecke und hält konstanten Abstand zu seinem Vorläufer und Nachfolger.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

Eyk van Bommel 05.01.11 17:03

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Hallo Zwill-1,
vorweg ich sehe für mich gerne alles eher aus der lorenzianischen sichtweise ;)

Daher...
Zitat:

Für die Lorentz-Interpretation können nur reale Größen (die Waggons und die Lok) kontrahieren,..
Real ja - aber aufgrund der ZD die der Beobachter im Äther erfährt, kontrahiert auch der zwischen Raum.

Es gibt ja keinen Unterschied in der Messung zwischen AE und Lorentz...

Beide (müssen!) dasselbe sehen!

@Bauhof
Das von dir geschriebene würde ich alles so unterschreiben wollen.

Gruß
EVB

Bauhof 05.01.11 17:46

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Eyk van Bommel (Beitrag 57897)
Es gibt ja keinen Unterschied in der Messung zwischen AE und Lorentz... Beide (müssen!) dasselbe sehen!

Hallo Eyk van Bommel,

müssen tut gar nichts, aber es wird allgemein so behauptet.
Und Zwill-1 will ja gerade mit seinem Gedankenexperiment darauf hinweisen, dass es experimentelle Unterschiede geben könnte. Mehr noch, Zwill-1 will sogar sagen, dass die Lorentzianische Theorie Experimente erklären könnte, die von Einsteins SRT nicht erklärt werden.

M.f.G. Eugen Bauhof

Eyk van Bommel 05.01.11 20:18

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Hallo Bauhof,
Zitat:

müssen tut gar nichts, aber es wird allgemein so behauptet…
Weil allgemein von einer Beobachter unabhängigen Konstanz der Lichtgeschwindigkeit ausgegangen wird (dem wohl keiner widersprechen möchte?) Und das machen eben auch Lorentz und Einstein.
Zitat:

Und Zwill-1 will ja gerade mit seinem Gedankenexperiment darauf hinweisen, dass es experimentelle Unterschiede geben könnte.
Einen messbaren Unterschied zwischen der Lorentzäthertheorie und der SRT zu suchen, ist genauso „sinnvoll“ wie nach einem Perpetuum mobile zu suchen.

Auch wenn man denkt man hat etwas gefunden, wird es immer einen Maxwellschen-Dämonen geben, der einem zeigt, dass man falsch liegt. Man könnte die Hinzunahme der Zeitdilatation bei Lorentz so sehen.

Oder man hat die Beobachter abhängige Konstanz der Lichtgeschwindigkeit gezeigt – was genauso wahrscheinlich ist wie die Gesetzte der Thermodynamik zu widerlegen.
Zitat:

Mehr noch, Zwill-1 will sogar sagen, dass die Lorentzianische Theorie Experimente erklären könnte, die von Einsteins SRT nicht erklärt werden.
Was mir bei identischen mathematischen Formeln, die Widerlegung der Thermodynamik für wahrscheinlicher erscheinen lässt.;)

Gruß
EVB

Zwill-11 05.01.11 22:06

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Liste der Anh?nge anzeigen (Anzahl: 1)
Hallo an alle :)


Zum besseren Verständnis meines obigen Beitrags habe ich ein Bild beigefügt. Anhang 231. Jetzt kann man besser verstehen, was ich meine. Wenn sich die Rotationsgeschwindigkeit der Waggons erhöht, lorentzkontrahieren sie und die Zwischenräume werden größer. Letzteres kann die Einstein-Interpretation - vielleicht - nicht erklären. Oder doch?

Quellenhinweis: Die obige Abbildung ist dem Buch [1] aus meinem ersten Beitrag entnommen.

Beste Grüße,
Zwill-11

Hawkwind 05.01.11 22:38

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Zwill-11 (Beitrag 57902)
Hallo an alle :)


Zum besseren Verständnis meines obigen Beitrags habe ich ein Bild beigefügt. Anhang 231. Jetzt kann man besser verstehen, was ich meine. Wenn sich die Rotationsgeschwindigkeit der Waggons erhöht, lorentzkontrahieren sie und die Zwischenräume werden größer. Letzteres kann die Einstein-Interpretation - vielleicht - nicht erklären. Oder doch?

Quellenhinweis: Die obige Abbildung ist dem Buch [1] aus meinem ersten Beitrag entnommen.

Beste Grüße,
Zwill-11

Wieso kontrahieren denn nur die Wagen ?

Die Lorentz-Kontraktion resultiert aus einer Koordinatentransformation - da geht es also um Punkte im Raum. Ob da nun zufällig materielle Objekte liegen oder nicht, das interessiert die Lorentz-Kontraktion nicht.

Und die Formeln dieser nach Lorentz benannten Koordinatentransformation sind ja nun in SRT und LET (Lorent-Äther) identisch. Ich sehe nicht, wie die Lorentzkontraktion helfen könnte, zwischen beiden Interpretationen zu unterscheiden.

Marco Polo 05.01.11 23:03

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Hi Hawkwind,

Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 57904)
Wieso kontrahieren denn nur die Wagen ?

Die Lorentz-Kontraktion resultiert aus einer Koordinatentransformation - da geht es also um Punkte im Raum. Ob da nun zufällig materielle Objekte liegen oder nicht, das interessiert die Lorentz-Kontraktion nicht.

Und die Formeln dieser nach Lorentz benannten Koordinatentransformation sind ja nun in SRT und LET (Lorent-Äther) identisch. Ich sehe nicht, wie die Lorentzkontraktion helfen könnte, zwischen beiden Interpretationen zu unterscheiden.

Sehe ich auch so. Streng genommen geht es bei der SRT lediglich um Koordinatentransformationen zwischen Inertialsystemen in Relativbewegung.

Raumschiffe, Beobachter und sonstiger Schnurkes findet man eher in der populärwissenschaftlichen Literatur, um das Ganze zugänglicher zu machen.

Wie du also korrekt angemerkt hast, geht es z.B. bei der Längenkontraktion lediglich um Punkte im Raum. Nicht mehr, nicht weniger. Es ist dabei also völlig wurscht, ob sich an diesen Punkten Materie befindet oder nicht.

Hawkwind 06.01.11 00:19

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Marco Polo (Beitrag 57906)
Hi Hawkwind,



Sehe ich auch so. Streng genommen geht es bei der SRT lediglich um Koordinatentransformationen zwischen Inertialsystemen in Relativbewegung.

Es geht nicht nur um Koordinatentransformationen bei der SRT: die SRT hat auch einen dynamischen Anteil, der weit über die Lorentz-Transformationen hinausgeht: mit Bewegungsgleichungen, in denen Kräfte und Beschleunigungen auftreten: eben die relativistische Verallgemeinerung von Newtons F = m*a. Wobei man dann natürlich eine 4-Vektor als Kraft definiert und eine 4-Beschleunigung einführt. Auf diese Weise erhält man Bewegungsgleichungen, die invariant unter Lorentz-Transformationen sind.

http://upload.wikimedia.org/math/4/3...77a3f3dc26.png

aus
http://en.wikipedia.org/wiki/Special_relativity

Gruß,
Hawkwind

Marco Polo 06.01.11 00:25

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 57907)
Es geht nicht nur um Koordinatentransformationen bei der SRT: die SRT hat auch einen dynamischen Anteil, der weit über die Lorentz-Transformationen hinausgeht: mit Bewegungsgleichungen, in denen Kräfte und Beschleunigungen auftreten: eben die relativistische Verallgemeinerung von Newtons F = m*a. Wobei man dann natürlich eine 4-Vektor als Kraft definiert und eine 4-Beschleunigung einführt. Auf diese Weise erhält man Bewegungsgleichungen, die invariant unter Lorentz-Transformationen sind.

http://upload.wikimedia.org/math/4/3...77a3f3dc26.png

aus
http://en.wikipedia.org/wiki/Special_relativity

Das ist korrekt. Ich hatte mich ungenau ausgedrückt und bezog meine Aussage u.a. auf die von mir angeführte Längenkontraktion.

Hawkwind 06.01.11 08:30

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Marco Polo (Beitrag 57908)
Das ist korrekt. Ich hatte mich ungenau ausgedrückt und bezog meine Aussage u.a. auf die von mir angeführte Längenkontraktion.

Mojn Marco,
hatte mir schon gedacht, dass du das weisst.
Da man aber gar nicht so selten solche Missverständnisse liest, dachte ich, es sei trotzdem eine Klärung angebracht.
Gruß,
Hawkwind

Bauhof 07.01.11 14:42

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 57904)
Die Lorentz-Kontraktion resultiert aus einer Koordinatentransformation - da geht es also um Punkte im Raum. Ob da nun zufällig materielle Objekte liegen oder nicht, das interessiert die Lorentz-Kontraktion nicht.

Und die Formeln dieser nach Lorentz benannten Koordinatentransformation sind ja nun in SRT und LET (Lorent-Äther) identisch. Ich sehe nicht, wie die Lorentzkontraktion helfen könnte, zwischen beiden Interpretationen zu unterscheiden.

Hallo Hawkind,

das Problem, das die "Lorentzianer" m.E. haben, ist die Lorentz-Kontraktion. Ausführlich wird sie "Lorentz-Fitzgerald-Kontraktion" genannt. Diese ist eine rein materiale Kontraktion (im Gegensatz zur Einstein-Kontraktion). Deshalb können keine Zwischenräume kontrahieren.
Fitzgerald hat das aufgebracht und Lorentz hat das in seine Theorie eingebaut. Ob Lorentz das wieder später fallengelassen hat, weiß ich nicht.

Bislang wurde meines Wissens kein Experiment ausgeführt, das die Nichtkontraktion der Zwischenräume belegt.

M.f.G. Eugen Bauhof

Zwill-11 07.01.11 16:33

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Hallo Hawkwind,
hallo Marco Polo.

Die Lorentz-Kontraktion, Zeitdilation etc. sind Folgerungen aus den Formeln für Lorentztransformation, s. o. Buch [1]. Beides sind physikalisch nachweisbare Effekte (Michelson-Morley, Häfele-Keating). Bleiben wir bei der Lorentz-Kontraktion und bei dem Beispiel Kreisbewegung. Was passiert, wenn sich die Waggons immer schneller auf der kreisförmigen Schiene bewegen? Gedanklich gibt es mindestens fünf Möglichkeiten:
a.) Nur die Waggons lorentzkontrahieren und die Zwischenräume wachsen.
b.) Nur die Zwischenräume lorentzkontrahieren und die Waggons dehnen sich aus.
c.) Weder die Waggons noch die Zwischenräume ändern sich.
d.) Sowohl die Waggons als auch die Zwischenräume lorentzkontrahieren
e.) Sowohl die Waggons als auch die Zwischenräume dehnen sich aus.
Punkt d.) und e.) scheiden aus logischen Gründen aus: Die Schienen liegen kreisförmig, sie sind fest im Boden verankert, sie ändern ihre Länge auf keinen Fall. Mit anderen Worten der Kreisumfang bleibt konstant. Wenn sich die Zwischenräume vergößern, müssen die Waggons kleiner werden und umgekehrt. Es bleiben nur a.), b.) oder c.) übrig.
Egal, welche der Möglichkeiten a.), b.) oder c.) man für richtig hält, man führe das Experiment durch und danach weiß man es. Für die Lorentz-Interpretation kommt nur a.) in Frage, für die Einstein-Interpretation ist das nicht so klar.
Meine Frage an Hawkwind und Marco Polo: Welche der Möglichkeiten a.), b.) oder c.) haltet ihr für richtig?

Viele Grüße
Zwill-11

Hawkwind 07.01.11 17:15

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Bauhof (Beitrag 57934)
Hallo Hawkind,

das Problem, das die "Lorentzianer" m.E. haben, ist die Lorentz-Kontraktion. Ausführlich wird sie "Lorentz-Fitzgerald-Kontraktion" genannt. Diese ist eine rein materiale Kontraktion (im Gegensatz zur Einstein-Kontraktion). Deshalb können keine Zwischenräume kontrahieren.
Fitzgerald hat das aufgebracht und Lorentz hat das in seine Theorie eingebaut. Ob Lorentz das wieder später fallengelassen hat, weiß ich nicht.

Bislang wurde meines Wissens kein Experiment ausgeführt, das die Nichtkontraktion der Zwischenräume belegt.

M.f.G. Eugen Bauhof

@Eugen und Zwill-11:
Meines Wissens wurde die Lorentz-Kontraktion noch gar nicht experimentell überprüft; es ist halt nicht so leicht, ein makroskopisches Objekt auf relativistische Geschwindigkeiten zu bringen. In Schwerionen-Experimenten wird sie bei der Auswertung in den Rechnungen zwar berücksichtigt, aber eine experimentelle Überprüfung der Längenkontraktion selbst würde ich das noch nicht nennen.
Bei den Lorentzschen Theorien ist es immer die Frage, welche Version man meint: seine letzte Variante ist ja äquivalent zur SRT und hat die Lorentz-Trabsformationen voll "implementiert" und identische Vorhersagen wie die SRT. In älteren Fassungen hatte er sich wohl mal mit der Einführung von Wechselwirkungen zwischen bewegten Objekten und dem Äther abgegeben, die bewegte Körper dann materiell verkürzen. Anscheinend geht es Zwill-11 um eine ältere Fassung von Lorentz' Theorie, die dieser aber sicher aus gutem Grund überarbeitet hatte.

Gruß,
Uli

Marco Polo 07.01.11 17:48

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Hallo Zwill-11,

der aussenstehende Beobachter ermittelt

U=2*Pi*r

und der mitbewegte Beobachter (im Zug) ermittelt

U’ = 2*Pi*r/sqrt(1-ω^2*r^2/c^2)

Für den mitbewegten Beobachter dehnt sich also der Umfang aus. So eine Art Längendilatation, könnte man sagen.

Zwill-11 07.01.11 21:07

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Hallo Hawkwind,
hallo Marco Polo.

Meine Frage an Hawkwind und Marco Polo: Welche der Möglichkeiten a.), b.) oder c.) haltet ihr für richtig? Und zwar für einen Beobachter, der relativ zum Schienenring ruht. Diese Frage ist noch nicht beantwortet.

Viele Grüße
Zwill-11

Hawkwind 07.01.11 22:10

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Zwill-11 (Beitrag 57940)
Hallo Hawkwind,
hallo Marco Polo.

Meine Frage an Hawkwind und Marco Polo: Welche der Möglichkeiten a.), b.) oder c.) haltet ihr für richtig? Und zwar für einen Beobachter, der relativ zum Schienenring ruht. Diese Frage ist noch nicht beantwortet.

Viele Grüße
Zwill-11


Für einen an den Schienen stehenden Beobachter können wir die Krümmung der Schienen für den Moment vernachlässigen: es passiert ein Zug und er misst Länge der Waggons und deren Abstände voneinander gleichermaßen kontrahiert.
Ich halte also
(d)
für die im Sinne der SRT korrekte Antwort.

Gruß,
Hawkwind

Marco Polo 08.01.11 01:26

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Hi Hawkwind und Zwill-11,

Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 57941)
Für einen an den Schienen stehenden Beobachter können wir die Krümmung der Schienen für den Moment vernachlässigen: es passiert ein Zug und er misst Länge der Waggons und deren Abstände voneinander gleichermaßen kontrahiert.
Ich halte also
(d)
für die im Sinne der SRT korrekte Antwort.

zunächst mal halte ich es für nicht sonderlich sinnvoll, die ganze Thematik anhand einer Keisbewegung zu diskutieren, da diese unzweifelhaft deutlich komplizierter als eine gleichförmige geradlinige Bewegung ist.

Der Vergleich von SRT und Ätherhypothese gelingt auch ohne die Kreisbewegung. Also warum die unnötige Verkomplizierung?

Egal. Bei einer Karusselfahrt, die mit dem Zugbeispiel im Kreis vergleichbar ist, wird gewissermassen die Gravitation nachgeahmt. Tatsächlich ist es sogar so, dass jedwede beschleunigte Bewegung (eine Karusselfahrt ist eine beschleunigte Bewegung) eine Raumzeitkrümmung bewirkt. In diesem Falle sprechen wir von einer sogenannten sattelförmig veränderten Raumzeitgeometrie.

Was bedeutet das? Das ein Beobachter in diesem kreisförmig beschleunigten Zug einen grösseren Umfang der Zugbahn (Kreisbahn) misst, als ein Beobachter im zu diesem Vorgang ruhenden Laborsystem.

Warum ist das so? Das ist eigentlich recht trivial. Der ruhende Beobachter im Laborsystem wirft jetzt dem ruhenden Beobachter im Zugsystem einen Zollstock zu.

So wie Hawkwind es korrekt beschrieben hat, wird der Beobachter im Laborsystem feststellen, dass gemäß der Längenkontraktion dieser Zollstock verkürzt erscheint. Der Beobachter im Zugsystem muss also aus Sicht des Beobachters im Laborsystem diesen verkürzten Zollstock öfter anlegen um den gleichen Umfang zu messen. Zwangsläufig ermittelt er dann einen größeren Umfang als der Beobachter im Laborsystem, da er sich ja im Ruhesystem des Zollstocks befindet, in dem der Zollstock keineswegs längenkontrahiert ist. Aber eben nur, wenn dieser Umfang aus Sicht des Laborbeobachters 2*pi*r beträgt, was ich nicht verstehe. Aber so stehts in der Fachliteratur.

Also schön. Laut Hawkwind trifft e) zu. Der Meinung bin ich auch. Aber jetzt kommts: Trotzdem misst ein Beobachter im Laborsystem für den Umfang der Kreisbahn des Zuges U=2*pi*r, während der Beobachter im Zugsystem U’ = 2*Pi*r/sqrt(1-ω²*r²/c²), also einen größeren Umfang misst.

Wenn aber der Laborbeobachter für Teilstrecken dieses Umfanges (Zollstock) eine Verkürzung gemäß der Längenkontraktion misst, warum kommt er dann trotzdem auf 2*pi*r und nicht auf 2*pi*r*(sqrt(1-ω²*r²/c²))? Demzufolge müsste doch eigentich der Beobachter im Ruhesystem des Zuges für U=2*pi*r messen.

Mit anderen Worten: Wenn sich aus Sicht des Laborbeobachters Teilstrecken (Zollstock) verkürzen, warum misst dieser dann troztdem U=2*pi*r und nicht einen entsprechend kleineren Umfang?

Wenn sich also aus Sicht des Laborbeobachters der Umfang der Kreisbahn aufgrund der Lorentzkontraktion verkürzen würde (was komischerweise nicht der Fall ist) und sich der Umfang dieser Kreisbahn für den mitrotierenden Beobachter verlängert (was definitiv so ist), dann hätten wir ja einen doppelten Effekt, was ja komplett hirnrissig wäre.

Das ist genau das, was ich bis heute noch nicht so recht verstanden habe. :( Das muss was mit dieser sattelförmig veränderten Raumzeitgeometrie zu tun haben. Da kommt dann imho die Differentialgeometrie ins Spiel und die ist nun wirklich alles andere als trivial.

Schlimmer noch ist die sich immer mehr bei mir einschleichende Erkenntnis, dass ich noch nicht mal die SRT richtig verstanden habe. Von der ART ganz zu schweigen. Tja. Irgendwie ernüchternd. *schnief*

Also. Kann da jemand zur Aufklärung dieses Sachverhaltes beitragen?

Fakt ist auf jeden Fall, dass der Laborbeobachter einen kleineren Umfang misst wie der mitrotierende Beobachter. Es spielt dabei keine Rolle, ob sich auf diesem Umfang Züge, Raumschiffe oder sonstwas befinden und es spielt auch keine Rolle, ob die Waggons miteinander verbunden sind. Es geht hierbei nur um Koordinaten der Raumzeit, die auch materiefreie Bereiche miteinschliesst.

Nachtrag: Es gibt zwei Modelle: Das eine ist, dass U für den Laborbeobachter 2*pi*r und U oder genauer gesagt U' für den mitrotierenden Beobachter 2*Pi*r/sqrt(1-ω²*r²/c²) ist. Das ist die offizielle Aussage der Fachliteratur.

Sinnvoller aus meiner laienhaften Sicht wäre wegen der Längenkontraktion aber U=2*pi*r*(sqrt(1-ω²*r²/c²)) und U'=2*pi*r. In beiden Modellen ist der Umfang aus Sicht des mitrotierenden Beobachters der größere. Welches Modell ist jetzt das richtige? Das ist ja nicht unwichtig.

Möglicherweise habe ich aber auch die Fachliteratur falsch gedeutet. Es ist zum verzweifeln. :o

EMI 08.01.11 03:26

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Marco Polo (Beitrag 57942)
zunächst mal halte ich es für nicht sonderlich sinnvoll, die ganze Thematik anhand einer Keisbewegung zu diskutieren, da diese unzweifelhaft deutlich komplizierter als eine gleichförmige geradlinige Bewegung ist.

Genau Marco,

zumindest wenn man das Ganze mit der SRT betrachten will.



Zitat:

Zitat von Marco
Bei einer Karusselfahrt, die mit dem Zugbeispiel im Kreis vergleichbar ist, wird gewissermassen die Gravitation nachgeahmt.
Tatsächlich ist es sogar so, dass jedwede beschleunigte Bewegung (eine Karusselfahrt ist eine beschleunigte Bewegung) eine Raumzeitkrümmung bewirkt.
In diesem Falle sprechen wir von einer sogenannten sattelförmig veränderten Raumzeitgeometrie.

Oder von der ART.



Zitat:

Zitat von Marco
Was bedeutet das? Das ein Beobachter in diesem kreisförmig beschleunigten Zug einen grösseren Umfang der Zugbahn (Kreisbahn) misst, als ein Beobachter im zu diesem Vorgang ruhenden Laborsystem.
Warum ist das so? Das ist eigentlich recht trivial. Der ruhende Beobachter im Laborsystem wirft jetzt dem ruhenden Beobachter im Zugsystem einen Zollstock zu.

Wenn ein Beobachter im Zug mit dem Zollstock den Umfang nachmisst erscheint dieser dem Beobachter im Laborsystem längs der Peripherie verkürzt.
Der Beobachter im Zug muss also aus Sicht des Beobachters im Laborsystem diesen verkürzten Zollstock öfter anlegen um den gleichen Umfang zu messen.

Aus der SRT ist bekannt, dass sich ein mit der Geschwindigkeit v geradlinig bewegter Körper in Bewegungsrichtung verkürzt.
Nun bewegt sich ein Umfang nicht geradlinig an einem Beobachter vorbei. Ein Umfang ist nur im infinitesimal Kleinem gerade. Nur der Zollstock ist gerade und der verkürzt sich.

Es ist schon immer mein reden Marco, das für Beschleunigungen und grav.Felder die ART und nicht die SRT zuständig ist.
Wenn man denkt, man kann sich einfach eine Kreisbewegung aufgeschnitten und geradegebogen vorstellen und das dann mit der SRT behandeln, liegt man halt falsch und wird es nie verstehen.

Nur der Zollstock verkürzt sich gemäß SRT der Rest ist ART, aber das hattest Du ja nun selbst auch erkannt.

Gruß von der rotierenden Scheibe;) und von EMI

Marco Polo 08.01.11 04:34

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Morjen EMI,

wie spät ist das denn jetzt inzwischen? Oh nein. Schon nach fünf. :rolleyes:

Zitat:

Zitat von EMI (Beitrag 57943)
Wenn ein Beobachter im Zug mit dem Zollstock den Umfang nachmisst erscheint dieser dem Beobachter im Laborsystem längs der Peripherie verkürzt.
Der Beobachter im Zug muss also aus Sicht des Beobachters im Laborsystem diesen verkürzten Zollstock öfter anlegen um den gleichen Umfang zu messen.

Genau. Aber das war ja auch meine Rede. Ich zitiere:

Zitat:

So wie Hawkwind es korrekt beschrieben hat, wird der Beobachter im Laborsystem feststellen, dass gemäß der Längenkontraktion dieser Zollstock verkürzt erscheint. Der Beobachter im Zugsystem muss also aus Sicht des Beobachters im Laborsystem diesen verkürzten Zollstock öfter anlegen um den gleichen Umfang zu messen. Zwangsläufig ermittelt er dann einen größeren Umfang als der Beobachter im Laborsystem, da er sich ja im Ruhesystem des Zollstocks befindet, in dem der Zollstock keineswegs längenkontrahiert ist.
weiters:

Zitat:

Zitat von EMI (Beitrag 57943)
Aus der SRT ist bekannt, dass sich ein mit der Geschwindigkeit v geradlinig bewegter Körper in Bewegungsrichtung verkürzt.
Nun bewegt sich ein Umfang nicht geradlinig an einem Beobachter vorbei. Ein Umfang ist nur im infinitesimal Kleinem gerade. Nur der Zollstock ist gerade und der verkürzt sich.

Du sagst es. Das dürfte der springende Punkt sein. Die Kreisbahn ist nicht gerade, aber der Zollstock ist es. So kommt man ganz gewiss nicht zu sinnvollen Ergebnissen. Je kürzer (Lokalitätsprinzip) aber der Zollstock ist, desto genauer werden die Berechnungen trotz geradem Zollstock.

Zitat:

Es ist schon immer mein reden Marco, das für Beschleunigungen und grav.Felder die ART und nicht die SRT zuständig ist.
Wenn man denkt, man kann sich einfach eine Kreisbewegung aufgeschnitten und geradegebogen vorstellen und das dann mit der SRT behandeln, liegt man halt falsch und wird es nie verstehen.
Ich bin nach wie vor der Meinung, dass man jedwede beschleunigte Bewegung vollumfänglich mit der SRT beschreiben kann. Man muss nur wissen wie.

Hierzu ein Wiki-Zitat:

Zitat:

Die spezielle Relativitätstheorie (kurz: SRT) ist eine physikalische Theorie über Raum und Zeit. Sie verallgemeinert das galileische Relativitätsprinzip der klassischen Mechanik auf alle Gesetze der Physik. Dieses Prinzip besagt, dass in allen Inertialsystemen die gleichen physikalischen Gesetze gelten, d. h. sie betrifft nicht nur die Elektrodynamik, sondern auch die Kinematik und Dynamik aller Körper. Die Gültigkeit der speziellen Relativitätstheorie ist dabei nicht nur auf die gleichförmige Bewegung beschränkt, sondern sie kann ebenfalls zur Beschreibung beliebiger Beschleunigungen mit Ausnahme der Gravitation verwendet werden.
Mit den besten Grüssen,

ein Beobachter im Laborsystem

Marco Polo 08.01.11 06:23

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Marco Polo (Beitrag 57942)
Mit anderen Worten: Wenn sich aus Sicht des Laborbeobachters Teilstrecken (Zollstock) verkürzen, warum misst dieser dann troztdem U=2*pi*r und nicht einen entsprechend kleineren Umfang?

Ich Trottel. Jetzt weis ich warum. Die Aussage der Fachliteratur ist U=2*pi*r im Laborsystem.

Um den Umfang zu bestimmen haben wir nur die Variable r. Und diese ist nun mal bezugssysteminvariant. Soll heissen, dass der Radius in beiden Bezugssystemen gleich ist.

Stellen wir uns eine rotierende Kreisscheibe vor. Ein Beobachter auf der Kreisscheibe misst jetzt die Länge des Radius.

Sein Lineal zeigt aber nicht in Richtung der Momentanbewegung der rotierenden Kreisscheibe und erfährt daher auch keine Längenkontraktion.

Ergo wird der Beobachter auf der Kreisscheibe den gleichen Radius wie der Beobachter im Laborsystem ermitteln.

Es gilt also tatsächlich für das Laborsystem: U=2*pi*r. Und zwar definitiv. Es spielt dabei keine Rolle, ob die Kreisscheibe (oder der Zug) stillsteht oder rotiert.

Dennoch misst der Beobachter bei einer Rotation eine Längenkontraktion von Teilstücken dieses Umfangs. Das sticht sich doch, oder? Teilstücke des Umfangs kontrahieren aus Sicht des Laborsystems, aber der gesamte Umfang bleibt gleich. Hmm...

Man kann es also mit der SRT berechnen. Aber eine schlüssige Erklärung liefert imho nur die ART. Die Kreissscheibe (oder genauer die Raumzeitgeometrie) verformt sich aus Sicht des mitrotierenden Beobachters. Siehe Ehrenfest-Paradoxon. Hatten wir das nicht schon mal irgendwo diskutiert?

Allerdings kann man das Ehrenfest-Paradoxon nicht auf den Zug mit Kreisbewegung übertragen, da dieses nur für eine rotierende Scheibe gilt.

Hier zwei Links, die sich mit dieser Thematik beschäftigen und bestätigen, dass die Problematik nicht trivial zu sein scheint:

http://de.wikipedia.org/wiki/Ehrenfestsches_Paradoxon

http://de.wikisource.org/wiki/Gleich...C3%A4tstheorie

Nute Gacht...

Hawkwind 08.01.11 09:14

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Marco Polo (Beitrag 57945)

Allerdings kann man das Ehrenfest-Paradoxon nicht auf den Zug mit Kreisbewegung übertragen, da dieses nur für eine rotierende Scheibe gilt.

Hier zwei Links, die sich mit dieser Thematik beschäftigen und bestätigen, dass die Problematik nicht trivial zu sein scheint:

http://de.wikipedia.org/wiki/Ehrenfestsches_Paradoxon

http://de.wikisource.org/wiki/Gleich...C3%A4tstheorie

Nute Gacht...

Von wegen "Nute Gacht": mojn, mojn:

Habe auch mal ge-googelt. Hier wird ein "rotating ring" behandelt, was der Sache näher zu kommen scheint:
http://arxiv.org/abs/gr-qc/9904078

Ich habe es aber nicht einmal überflogen - da bekommt man in meinem Alter nur Kopfschmerzen von und versteht eh nichts.

Mir scheint - nach wie vor - dass meine Antwort (d) plausibel ist.

Will man nun wirklich eine Kreisbewegung des Zuges betrachten, so wird es verwirrend, denn so etwas wie eine Eigen- oder Ruhelänge des Zuges ist schon gar nicht mehr definiert, denn es gibt kein Inertialsystem, in welchem der Zug ruht. Die Geometrie des Ruhesystem des Zuges muss man mit den Methoden der ART beschreiben (nicht-euklidisch, Fermi-Koordinaten (siehe Link)).
Was nun genau mit dem Zug passiert, hängt auch von den Details ab, wie er beschleunigt wird. Haben wir etwa vorne eine Lok, die zieht, so beschleunigen Ende und Anfang des Zuges im Startsystem nicht gleichzeitig: er wird seine Länge verändern (wenn er elastisch genug ist, andernfalls zerreisst es ihn).
Ich denke auch, die Frage, um die es hier geht, diskutiert man besser für einen geradlinig bewegten Zug. Das sollte reichen.
Nach wie vor sehe ich aber auch nicht, dass solche Überlegungen geeignet sind könnten zwischen SRT und LET zu unterscheiden.

Gruß,
Hawkwind

Hawkwind 08.01.11 09:18

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Marco Polo (Beitrag 57944)
weiters:

Bist du Österreicher ?

Zitat:

Zitat von Marco Polo (Beitrag 57944)
Ich bin nach wie vor der Meinung, dass man jedwede beschleunigte Bewegung vollumfänglich mit der SRT beschreiben kann. Man muss nur wissen wie.

Was man aber nicht mehr so einfach kann im Kontext der SRT, ist ins Ruhesystem des beschleunigten Beobachters zu wechseln. Dazu reichen Lorentz-Transformationen nicht - die Geometrie so eines Systems ist i.a. nicht-euklidisch. Ich weiss, du weisst das eh. :)

Gruß,
Hawkwind

Bauhof 08.01.11 14:29

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Zwill-11 (Beitrag 57936)
Egal, welche der Möglichkeiten a.), b.) oder c.) man für richtig hält, man führe das Experiment durch und danach weiß man es. Für die Lorentz-Interpretation kommt nur a.) in Frage, für die Einstein-Interpretation ist das nicht so klar.

Hallo Zwill-1,

ja, führe du [1] doch mal das Experiment gedanklich durch. Schildere den Messaufbau, um die Kontraktion zu bestimmen, so dass daraus hervorgeht, dass aus der Sicht des ruhenden Beobachters B nur die Waggons kontrahieren und nicht auch die Zwischenräume. Wie willst du das messen?

Vergesse dabei bitte nicht, dass neben der Kontraktion auch eine Zeitdilatation auftritt: Wenn der Waggon A eine Runde gedreht hat, dann vergeht für den ruhenden Beobachter B ein anderer Zeitraum als für den Bebachter A, der im Waggon A sitzt.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] Hier im Forum sind wir alle per "du".

Zwill-11 09.01.11 16:04

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Hallo zusammen,:)
hallo Hawkwind,
hallo Marco Polo,

Zitat:

Zitat von Bauhof (Beitrag 57714)

Wenn die physikalischen Gleichungen dieselben bleiben, wodurch unterscheidet sich dann Einsteins SRT experimentell von der Lorentzianischen Theorie?

Es geht also darum, einen Vorschlag zu machen, um experimentell zwischen der Lorentz-Interpretation und der Einstein-Interpretation der Speziellen Relativitätstheorie zu unterscheiden. In dem unten zitierten Buch [1] finden sich dazu mehrere Vorschläge, besonders der Vorschlag, Kreisbewegungen zu untersuchen, erscheint mir hilfreich.
Man geht von Anhang 231 aus. Zunächst sollen die Waggons ruhen und dann auf die Geschwindigkeit v beschleunigt werden. Was ist passiert, wenn die Waggons die Geschwinigkeit v erreicht haben? Gedanklich gibt es mindestens fünf Möglichkeiten:
a.) Nur die Waggons lorentzkontrahieren und die Zwischenräume wachsen.
b.) Nur die Zwischenräume lorentzkontrahieren und die Waggons dehnen sich aus.
c.) Weder die Waggons noch die Zwischenräume ändern sich.
d.) Sowohl die Waggons als auch die Zwischenräume lorentzkontrahieren
e.) Sowohl die Waggons als auch die Zwischenräume dehnen sich aus.
Punkt d.) und e.) scheiden aus logischen Gründen aus: Die Schienen liegen kreisförmig, sie sind fest im Boden verankert, sie ändern ihre Länge auf keinen Fall. Mit anderen Worten der Kreisumfang bleibt konstant. Wenn sich die Zwischenräume vergößern, müssen die Waggons kleiner werden und umgekehrt. Es bleiben nur a.), b.) oder c.) übrig.

Hawkwind entscheidet sich für d.) und Marco Polo für e.). Da der Kreisumfang sich nicht ändert – alle Betrachtungen oder Messungen erfolgen stets zu dem Inertialsystem, in dem die Schienen ruhen – ist das nicht nachvollziehbar. Deshalb habe ich den Eindruck, dass das Gedankenexperiment aus Buch [1] nicht richtig verstanden wurde. Zunächst sollen die Waggons ruhen und dann auf die Geschwindigkeit v beschleunigt werden, dann gibt es nur die Möglichkeiten a.) bis c.), da sich der Umfang nicht ändert.

Gibt es jemanden, der sich für eine der Lösungen a.) – c.) entscheiden kann?

In [1] finden sich weitere Varianten zu den Kreisbewegungen, besser als alle Zitate ist es, einen Blick in das Buch zu werfen.

Eugen Bauhoff fragt, wie die Messung für Kreisbewegungen vor sich gehen soll. Zunächst einmal ist es ein Gedankenexperiment, es geht deshalb nur um die grundsätzliche Vorgehensweise: Die Lorentzkontraktion, wie sie aus den Lorentz-Transformationen hergeleitet wird, misst man, indem man Anfangs- und Endpunkt der bewegten Stäbe (Waggons) zu einem beliebigen, festen Zeitpunkt im Laborsystem bestimmt und mit der Ruhelänge vergleicht – so wie das in üblichen Lehrbüchern zur Relativitätstheorie beschrieben wird.

Viele Grüße
Zwill-11

[1] J. Brandes, J. Czerniawski: Spezielle und Allgemeine Relativitätstheorie
für Physiker und Philosophen - Einstein- und Lorentz-Interpretation, Paradoxien
Raum und Zeit, Experimente. Karlsbad 2010
ISBN 978-3-930879-08-3
http://www.amazon.de/Spezielle-Allge...4089928&sr=1-1

EMI 09.01.11 16:50

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Zwill-11 (Beitrag 57953)
Es geht also darum, einen Vorschlag zu machen, um experimentell zwischen der Lorentz-Interpretation und der Einstein-Interpretation der Speziellen Relativitätstheorie zu unterscheiden.

Was mir nicht einleuchten will Zwill-11 ist, wie soll den dieses Kreiselzugexperiment da etwas entscheiden.

Kreisbewegungen in relativistischen Geschwindigkeiten lassen sich nur mit der ART genau analysieren und in dieser gibt es keine Lorentz-Interpretation.

Gruß EMI

Hawkwind 09.01.11 17:26

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von EMI (Beitrag 57954)
Was mir nicht einleuchten will Zwill-11 ist, wie soll den dieses Kreiselzugexperiment da etwas entscheiden.

Kreisbewegungen in relativistischen Geschwindigkeiten lassen sich nur mit der ART genau analysieren und in dieser gibt es keine Lorentz-Interpretation.

Gruß EMI

EMI, was verstehst du denn eigentlich unter ART ?

Das heisst dann, der Nikolic diskutiert hier das Problem im Kontext der ART ?
http://arxiv.org/abs/gr-qc/9904078

Ich sehe da aber nichts von Einsteinschen Feldgleichungen etc.; der Autor zeigt vielmehr (Kap. 2), wie man in der SRT mit nichtinertialen Koordinatensystemen arbeiten kann - so nutzt er etwa eine Verallgemeinerung der Lorentz-Transformationen für zeitabhängige Relativgeschwindigkeiten.

Würdest du das als ART bezeichnen ? Ich nicht.

Aber - zugegeben - die Grenzen verwischen sich schon etwas wegen ggf. nichteuklidischer Geometrie in nichtinertialen Systemen in der SRT.

Gruß,
Hawkwind

EMI 09.01.11 17:36

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Marco Polo (Beitrag 57944)
Ich bin nach wie vor der Meinung, dass man jedwede beschleunigte Bewegung vollumfänglich mit der SRT beschreiben kann. Man muss nur wissen wie.

Warum gibt es denn die sogenannten Paradoxien in der SRT Marco?
Wieso treten diese immer dann zutage wenn Beschleunigungen im Spiel sind?
Warum hat z.B. ein EINSTEIN die ART geschaffen um über die geradlinig gleichförmigen Bewegungen von Inertialsystemen hinauszugehen?
Wieso hat er gerade bei Kreisbewegungen erkannt, dass das nur mit krummlinigen Koordinaten geht?
Warum hat er sich deshalb der Mühe unterzogen sich mit GAUSS und RIEMANN zu beschäftigen da es doch auch mit der SRT geht, wenn man nur weis wie?
Oder meinst Du ein EINSTEIN wusste nicht so recht wie man mit der SRT rechnen kann?

Klar kann man mit der SRT beschleunigte Bewegungen berechnen, es sind aber nur Näherungen/Momentaufnahmen und deshalb ein Tummelplatz für Einsteinkritiker.
Warum glaubst Du schlagen wir uns hier immer Seitenweise damit rum, dass sogar ein Hermes darüber grinst?

Du sagst es doch selbst:
Zitat:

Zitat von Marco Polo
Bei einer Karusselfahrt, die mit dem Zugbeispiel im Kreis vergleichbar ist, wird gewissermassen die Gravitation nachgeahmt. Tatsächlich ist es sogar so, dass jedwede beschleunigte Bewegung (eine Karusselfahrt ist eine beschleunigte Bewegung) eine Raumzeitkrümmung bewirkt. In diesem Falle sprechen wir von einer sogenannten sattelförmig veränderten Raumzeitgeometrie.


obwohl Du dem dann gleich mit einem Wikizitat widersprichst:
Zitat:

Zitat von Wiki
Die Gültigkeit der speziellen Relativitätstheorie ist dabei nicht nur auf die gleichförmige Bewegung beschränkt, sondern sie kann ebenfalls zur Beschreibung beliebiger Beschleunigungen mit Ausnahme der Gravitation verwendet werden.


Zitat:

Zitat von Marco Polo
Man kann es also mit der SRT berechnen. Aber eine schlüssige Erklärung liefert imho nur die ART. Die Kreissscheibe (oder genauer die Raumzeitgeometrie) verformt sich aus Sicht des mitrotierenden Beobachters. Siehe Ehrenfest-Paradoxon. Hatten wir das nicht schon mal irgendwo diskutiert?

Hatten wir hier: http://www.quanten.de/forum/showpost...2&postcount=17


Zitat:

Zitat von Marco Polo
Allerdings kann man das Ehrenfest-Paradoxon nicht auf den Zug mit Kreisbewegung übertragen, da dieses nur für eine rotierende Scheibe gilt.

Wieso nicht Marco?
Man braucht den Zug doch nur auf die Scheibe zu schrauben.;)

Gruß EMI

EMI 09.01.11 18:13

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 57955)
EMI, was verstehst du denn eigentlich unter ART ?

Hallo Hawkwind,

müsstest Du eigentlich wissen, ich verstehe unter ART grob folgendes:
Zitat:

Zitat von EMI
Als vor etwas mehr als 100 Jahren ersichtlich wurde, dass die klassische Physik an ihre Grenzen gelangt war, ging EINSTEIN anders als all seine zeitgenössischen, hervorragenden Physiker vor. EINSTEIN versuchte nicht, die alten, bewährten Theorien umzubauen.
Er ging vielmehr auf die ursprünglichen Fragestellungen zurück, die einst zu deren Begründung geführt hatten.

EINSTEIN schloss in der Mechanik direkt an GALILEI und in der Elektrodynamik bei FARADAY an und entwickelte die von diesen geschaffenen Grundbegriffe der Physik neu. EINSTEIN zeigte, dass die mathematisch formulierten Grundgesetze einer physikalischen Theorie ein in sich logisch geschlossenes System von Messvorschriften für die Experimentalphysik bilden, während umgekehrt die Experimente erst durch die Einordnung in eine Theorie eine erkenntnismäßige Bedeutung bekommen.

Auf diese Weise gelangte EINSTEIN zu einer ersten Synthese der Mechanik von GALILEI und NEWTON mit der Feldtheorie von FARADAY und MAXWELL durch seine Neukonzeption von der Raum-Zeit-Vorstellung.
Statt des Raumes, des Inbegriffs der Lagebeziehungen zwischen Punkten, erkannte EINSTEIN, dass die Einheit von Raum und Zeit als Inbegriff der Kausalitätsbeziehungen zwischen den "Ereignissen" das gemeinsame Fundament von Geometrie und Bewegungslehre ist.

Diese Ergebnisse (SRT) ermöglichten es ihn dann mit der ART, auch die Dynamik, die Lehre von Kräften, mit der Raum-Zeit-Geometrie zu verschmelzen.
EINSTEIN formulierte hier sein allgemeines Relativitätsprinzip, nach dem die für einen Weltpunkt als gültig festgestellten elementaren Naturgesetze überall im Raum und zu jeder Zeit gültig sind.

Diese scharfe Formulierung des Prinzips der materiellen Einheit der Welt und der Universalität der Bewegungsgesetze der Materie wurde von EINSTEIN dadurch erreicht, dass er die Geometrie von einer rein mathematischen Disziplin mit Aussagen über denkmögliche Raumstrukturen wieder (wie zur Zeit EUKLIDS) zu einer naturwissenschaftlichen Disziplin mit Aussagen über die im Universum tatsächlich realisierten Raum-Zeit-Strukturen machte.

EINSTEINS Relativitätstheorien sind physikalische Theorien über das mathematische Kontinuum (den physikalischen Feldern) im Sinne der Differentialgeometrie von GAUSS und RIEMANN.

Zitat:

Zitat von EMI
Spezielles Relativitätsprinzip:
Alle gleichförmig geradlinig bewegten Bezugssysteme sind gleichberechtigt und gleichwertig...
Ein im abgeschlossenen Kasten experimentierender Physiker ist mit keinen Mitteln imstande zu erkennen, ob sich der Kasten in Ruhe oder in geradlinig gleichförmiger Bewegung befindet.

Allgemeines Relativitätsprinzip:
Es ist grundsätzlich kein irgendwie gearteter Bewegungszustand vor einem anderen ausgezeichnet...
Ein im abgeschlossenen Kasten experimentierender Physiker ist mit keinen Mitteln imstande zu erkennen, ob sich der Kasten in Ruhe in einem Gravitationsfeld oder in gleichförmiger beschleunigter Bewegung befindet...

Die SRT ist auf den Sonderfall von Bewegungen beschränkt, die mit geradliniger und gleichförmiger Geschwindigkeit zueinander erfolgen.

EINSTEIN dehnte das spezielle Relativitätsprinzip über geradlinige und gleichförmige Bewegungen in der ART auf beliebige Bewegungen, die also auch beschleunigt zueinander ablaufen, aus.

Die SRT erweist sich als Spezialfall der ART für gravitationsfreie Räume.
In der SRT wird die enge Verknüpfung von Raum und Zeit nachgewiesen.
In der ART wird der Zusammenhang von Raum, Zeit und Materie hergestellt.

Die klassische Physik ist ein Spezialfall der SRT wenn die Geschwindigkeit viel viel kleiner als die Lichtgeschwindigkeit ist.

In der SRT werden die Maßstäbe in einem bewegten System in gleicher Weise verkürzt und alle Uhren in einem solchen System (geradlinig und gleichförmig bewegt) zeigen denselben verlangsamten Gang.

Beim Übergang zu gegeneinander beschleunigten Systemen liegen die Verhältnisse komplizierter, da sich wegen der Beschleunigung, die die Systeme gegeneinander haben, die Geschwindigkeit v fortwährend ändert.

Ein Beobachter im Ruhesystem wird von Maßstäben in einem zu ihm relativ beschleunigtem System feststellen, dass sie quer zur Bewegungsrichtung ihre ursprüngliche Länge beibehalten, während sie sich in Bewegungsrichtung entsprechend der jeweiligen Geschwindigkeit verkürzen. Hier ist die Verkürzung der Maßstäbe nicht an allen Orten des Systems dieselbe. Auch der Gang der Uhren ändert sich im System von Ort zu Ort. Um dies alles genau zu erfassen ist die ART anzuwenden.

Wendet man die SRT auf beschleunigte(oder rotierende) Systeme an ist zu beachten, dass die in den Beziehungen auftretende Geschwindigkeit v für die Beschleunigungsbewegung nur die momentane Geschwindigkeit bedeutet.
Man erfasst hier nur einen bestimmten Moment des Bewegungsablaufes.
Nur für ein differentielles Zeitelement kann man die beschleunigte Bewegung als gleichförmige Translationsbewegung von der Größe v auffassen.

Zitat:

Zitat von EMI
In der ART ist die Gravitation die geometrische Eigenschaft der gekrümmten Raumzeit.
Physikalischer Systeme, die Energie und Impuls tragen (Materie) und auf die keine Kraft ausgeübt wird, bewegen sich in der Raumzeit entlang einer Geodäte.
Den Einfluss von Materie auf diese Bewegung, den die KM mithilfe der Gravitation beschreibt, beschreibt die ART ausschließlich über die Geometrie der Raumzeit.

Die ART fußt auf drei grundlegende Prinzipien: das allgemeine Relativitätsprinzip, das Äquivalenzprinzip und das machsche Prinzip.

Allgemeines Relativitätsprinzip:
Die Gesetze der Physik haben nicht nur, wie in der SRT, in allen Inertialsystemen die gleiche Form, sondern in allen auf der Raumzeit möglichen Koordinatensystemen.

Das Äquivalenzprinzip besagt, dass ein Beobachter in einem geschlossenen Kasten ohne Information von außen durch kein Experiment feststellen kann, ob er sich fernab von Massen oder im freien Fall nahe einer Masse befindet.

Das machsche Prinzip besagt, dass die Trägheit nicht von der Bewegung einer Masse relativ zum absoluten Raum, sondern von deren Bewegung relativ zu den anderen Massen im Universum induziert wird. Die Trägheit ist also Resultat der Wechselwirkung von Materie untereinander, ein unabhängig von Materie existierender Raum ist nicht vorhanden.

Die ART wird zuweilen, besonders gern von Kritikern auf die Gravitation reduziert.
Dazu hatte ich mich auch schon geäußert:
Zitat:

Zitat von EMI
Bereits 1917 wurde von Ph.Lenard Kritik am allgemeinen Relativitätsprinzip geübt in den er dieses Prinzip auf ein reines "Gravitationsprinzip" reduziert sehen wollte!
1955 kam es erneut, ausgelöst von V.Fock, zu einer Polemik um diese Thematik. V.Fock ging sogar so weit, das er die Benutzung des Begriffs "Allgemeine Relativitätstheorie" ablehnte und nur die Bezeichnung "Einsteinsche Feldgleichungen der Gravitation" gelten ließ.
Der Hauptkontrahent gegen die Polemik von V.Fock war übrigens kein geringener als L.Infeld!

Einsteins Motivation zu Beginn seiner Arbeiten zur ART bestand darin, die Begrenzung der SRT auf Inertialsysteme zu überwinden und die SRT auf gleichförmige Beschleunigungen auszudehnen. Eine neue Gravitationsdynamik war noch lange nicht in Sicht!
Erst 1912 machte Einstein erste Andeutungen, dass die euklidische Geometrie vieleicht eine unzulässige falsche Vorrausetztung ist.
Er kam zu dieser Auffassung durch Überlegungen an einem rotierenden System wo durch die Lorentz Trafo das Verhältnis von Umfang zu Durchmesser nicht mehr Π ist.

Gruß EMI

PS: Sorry Hawkwind, auf deinen Link kann ich nicht eingehen, ich bin doch nur der deutschen Sprache mächtig. Zumindest etwas.

Hawkwind 09.01.11 18:45

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von EMI (Beitrag 57957)


Die ART wird zuweilen, besonders gern von Kritikern auf die Gravitation reduziert.
Dazu hatte ich mich auch schon geäußert:

Ich sehe da keine "Reduktion" - sie ist ganz klar die klassische Feldtheorie der Gravitation.


Wie auch immer: will man in der SRT zur Beschreibung von Problemen nicht-inertiale Systeme verwenden, so wird's komplizierter als es in der SRT gewöhnlich eh schon ist und man muss ggf. Methoden verwenden, die an die ART erinnern (veränderlicher metrischer Tensor etc.). Das schreibst du ja selbst auch so ähnlich:
Zitat:

Einsteins Motivation zu Beginn seiner Arbeiten zur ART bestand darin, die Begrenzung der SRT auf Inertialsysteme zu überwinden und die SRT auf gleichförmige Beschleunigungen auszudehnen.
Andererseits zwingt uns niemand dazu, zur Beschreibung eines Problems ein nichtinertiales Koordinatensystem zu verwenden.

Gruß,
Hawkwind

EMI 09.01.11 19:00

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 57958)
Ich sehe da keine "Reduktion" - sie ist ganz klar die klassische Feldtheorie der Gravitation.

Das ist sie auch aber eben nicht NUR! Hawkwind,

aus der ART folgen z.B. auch die Antiteilchen:
Zitat:

Zitat von EMI
Wird das grav.Potential durch den metrischen Fundamentalsensor dargestellt und wird die el.mag.Feldstärke durch einen antisymmetrischen Tensor gegeben, so folgt aus den Invarianzeigenschaften der ART, dass zu jedem möglichen Feld, das einem Teilchen mit der el.Ladung +Q entspricht,
auch ein Feld existiert, das ein Teilchen mit der el.Ladung -Q beschreibt welches aber die selbe Ruhemasse wie das erste Teilchen besitzt!
Das ist die erstmalige theoretische Berechnung/Vorhersage von Antimaterie, die direkt aus der ART folgt!
Ausführlich nachzulesen in Einsteins Aufsatz "Elektron und Relativitätstheorie" erschienen 1925!, 3 Jahre vor Dirac seiner Deduktion von Antimaterie auf der Basis der SRT.

Einstein zeigte, dass aus der Invarianz der diagonalen Metrik gegenüber Raumspieglung und Zeitumkehr auch die Invarianz der Masse gegenüber der Ladungskonjugation folgt.
Die Teilchenmasse m muss daher für beide el.Ladungsvorzeichen dieselbe sein.
m --> m für +Q --> -Q

Da aber (1925) nur das Proton mit pos.el.Ladung und das Elektron mit neg.el.Ladung (die sich erheblich in der Masse unterscheiden) bekannt war,
empfand Einstein seine aufgefundene Symmetrie als unerwünscht. Er zweifelte gar an seiner ART und stellte seine Arbeiten zur Einheitlichen Feldtheorie einige Jahre ein.

Dirac dagegen, erklärte einfach die Protonen zu den Antiteilchen der Elektronen und führte dies in seinem Buch "Die Prinzipien der Quantenmechanik (1930)" expliziet aus.
Diracs Überzeugung von der Richtigkeit der SRT und QM war so stark, dass er nicht bereit war den Widerspruch seiner Ergebnisse zur physikalischen Realität anzuerkennen.
Diracs Annahme des Proton als Antielektron war unmöglich, weil die von Dirac verwendeten Symmetriegruppen verlangten, das Teilchen und Antiteilchen die selbe Ruhemasse besitzen und das jede Massedifferenz eine Brechung der SRT-Symmetrie der Raum-Zeit-Welt bedeuten würde.

Dirac hatte aber Glück, da 1932 das Positron, das echte Antiteilchen des Elektron entdeckt wurde.
Dies war das von EINSTEIN! (und eigentlich von Dirac auch) tatsächlich geforderte Elementarteilchen mit Elektronenmasse und pos.el.Ladung.
Damit war nun auch für das Proton ein Antiproton mit der Masse des Protons vorauszusagen, was später auch entdeckt wurde.
Somit wurde klar, das für JEDES Teilchen ein Antiteilchen existiert.

Gruß EMI

Hawkwind 09.01.11 21:43

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Ach so ... .
Ich war bislang auf dem Stand, dass die Kombination von Spezieller Relativität und Quantenmechanik (Dirac-Gleichung etc.) zur Vorhersage von Antiteilchen geführt hatte. Meines Wissens ist Dirac zumindest auf diesem Wege zu seiner Vorhersage von Antiteilchen gekommen, siehe z.B.:
http://www.quantenwelt.de/elementar/antiteilchen.html

So ein Argument mittels ART und Symmetrieforderungen habe ich noch nie gehört, man lernt nie aus.

Gruß,
Hawkwind

EMI 10.01.11 04:02

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 57960)
Ach so ... , man lernt nie aus.

Zu wissen was anregt ist die Kunst des Lehrens.

Gruß EMI

Bauhof 10.01.11 09:10

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Zwill-11 (Beitrag 57953)
Es geht also darum, einen Vorschlag zu machen, um experimentell zwischen der Lorentz-Interpretation und der Einstein-Interpretation der Speziellen Relativitätstheorie zu unterscheiden. [...] besonders der Vorschlag, Kreisbewegungen zu untersuchen, erscheint mir hilfreich.

Hallo Zwill-11,

dein Vorschlag, Kreisbewegungen zu untersuchen, erscheint mir nicht hilfreich, denn wie EMI bereits darauf hinwies, ist es hierbei angebracht, (wenn auch nicht zwingend) das als Problem der ART zu behandeln.

Nachdem es dir hier um die spezielle Relativität geht, ist es einfacher, zunächst mal dein Beispiel auf einer geraden Bahnstrecke und mit gleichförmiger Geschwindigkeit zu diskutieren. Dann können wir uns vielleicht Schritt für Schritt einer Lösung nähern.

Fangen wir mit einer Frage an dich an:
Gemäß (deiner speziellen) Lorentzianischen Interpretation kontrahieren auch hier nur die Waggons, hingegen die Zwischenräume nicht?

M.f.G. Eugen Bauhof

P.S.
Ich empfehle dir, auf Bücher nur dann zu verlinken, wenn auch im Beitrag ein Textauszug aus dem Buch zitiert wird.
Hinweis: Empfehlungen des jeweilen Moderators erscheinen in Blauschrift.

Marco Polo 15.01.11 01:47

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Hi Hawkwind,

Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 57947)
Habe auch mal ge-googelt. Hier wird ein "rotating ring" behandelt, was der Sache näher zu kommen scheint:
http://arxiv.org/abs/gr-qc/9904078

Ich habe es aber nicht einmal überflogen - da bekommt man in meinem Alter nur Kopfschmerzen von und versteht eh nichts.

sorry für meine späte Antwort. Hatte viel um die Ohren.

In deinem Link ist von beidem die Rede. Also von der Scheibe und auch dem Kreisring. Der Unterschied besteht in den Materialverformungen, die nur bei der Scheibe zu berücksichtigen sind, während der Kreisring als infinitesimal schmal angenommen werden kann.

Soweit ich das verstanden habe, gilt aber in beiden Fällen U=2*pi*r aus Sicht des Laborbeobachters und zwar unabhängig davon, ob die Scheibe/der Kreisring rotiert oder nicht.

Der Scheiben- oder Kreisringbeobachter (also der mitrotierende Beobachter) misst einen dilatierten Umfang gemäß: U’ = 2*Pi*r/sqrt(1-ω²*r²/c²).

In deinem Link kommt man also zur gleichen/ähnlichen Aussage, wie ich sie in einem meiner vorhergehenden Beiträge dargestellt habe. Natürlich habe ich auch nur mehr oder weniger aus anderen Quellen abgeschrieben. Ist eh klar.

Soviel erstmal dazu...

Zitat:

Bist du Österreicher?
Nein. Ich bin waschechter geborener Düsseldorfer, arbeitend als Maschbau-Ingenieur im Schwabenland, wohnend in Neuss. Also Pendler. Das mit dem "weiters" habe ich lediglich hier aufgeschnappt, fand es irgendwie witzig und habe es sozusagen missbraucht.

Mehr möchte ich von mir aber nicht preisgeben. Vielleicht noch dass ich 1965´er Jahrgang bin. Also schon etwas angestaubt. :)
Da du auch auf Ozzy stehst, scheinst du ebenfalls etwas angestaubt zu sein. :)

Dann sind wir eben die "Angestaubten". :)

Marco Polo 15.01.11 04:34

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Hi EMI,

Zitat:

Zitat von EMI (Beitrag 57956)
Warum gibt es denn die sogenannten Paradoxien in der SRT Marco?
Wieso treten diese immer* dann zutage wenn Beschleunigungen im Spiel sind?

*Hervorhebung von mir

sorry auch an Dich, für meine späte Antwort. Klar. Es gibt die sogenannten Paradoxien in der SRT. Aber was versteht man eigentlich genau unter einer Paradoxie in diesem Zusammenhang?

Das ist eine abgeschwächte Form eines Paradoxons. Es ist also keine scheinbar zugleich wahre und falsche Aussage wie beim Paradoxon, sondern es ist vielmehr ein dem Geglaubten, Gemeinten oder auch Erwarteten zuwiderlaufender Sachverhalt. Nicht mehr, nicht weniger.

So ist z.B. selbst beim Stab-Haus-Paradoxon, welches ja sogar noch eine Steigerung einer Paradoxie darstellt, von keinerlei Beschleunigung die Rede.

Demnach greift dein Argument nicht wirklich.

Zitat:

Klar kann man mit der SRT beschleunigte Bewegungen berechnen, es sind aber nur Näherungen.
Natürlich sind sie das. Wo ist jetzt das Problem? Nach Newton kann man ebenfalls beschleunigte Bewegungen berechnen. Auch da sind das alles nur Näherungen. Na und? Ist deswegen Newton für kleine Relativgeschwindigkeiten durch moderate Beschleunigungen jetzt etwa nicht mehr gültig?

Wir sprechen doch bei einer Beschleunigung lediglich von einer Veränderung des Geschwindigkeitsvektors. Das ist doch völlig trivial. Alles was bei Newton gilt, muss auch bei der SRT unter der Annahme moderater Relativgeschwindigkeiten Gültigkeit besitzen, da per Definition die SRT eine Verallgemeinerung der newtonschen Mechanik darstellt.

Möglicherweise verwechselst du Galilei-Invarianz und Lorentz-Invariantz?

Die komplette Newtonsche Mechanik ist in der SRT enthalten. Die SRT geht daher für v<<c in diese über. Das betrifft selbstverständlich auch Beschleunigungen, die die zeitliche Ableitung des Geschwindigkeitsvektors oder die zweite zeitliche Ableitung des Ortsvektors darstellen.

Ich sehe da kein Problem.

Ein Exorzismus, genauer ein Anti-Beschleunigungs-SRT-Exorzismus wäre vermutlich die geeignete Wahl, wenn es darum geht, dir diesen Sachverhalt näher zu bringen. :D (kleines Spässle)

EMI 15.01.11 11:34

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Marco Polo (Beitrag 57992)
Das ist doch völlig trivial.

Das ist es eben gerade nicht Marco,

na ja, lassen wir das, Du willst es eh nicht einsehen.



Zitat:

Zitat von Marco Polo (Beitrag 57992)
Möglicherweise verwechselst du Galilei-Invarianz und Lorentz-Invariantz?:D (kleines Spässle)

Man sollte nicht von sich auf andere schließen.

Hawkwind 15.01.11 11:50

AW: SRT und Lorentzianische Theorie
 
Zitat:

Zitat von Marco Polo (Beitrag 57990)
Nein. Ich bin waschechter geborener Düsseldorfer, arbeitend als Maschbau-Ingenieur im Schwabenland, wohnend in Neuss. Also Pendler. Das mit dem "weiters" habe ich lediglich hier aufgeschnappt, fand es irgendwie witzig und habe es sozusagen missbraucht.

Mehr möchte ich von mir aber nicht preisgeben. Vielleicht noch dass ich 1965´er Jahrgang bin. Also schon etwas angestaubt. :)
Da du auch auf Ozzy stehst, scheinst du ebenfalls etwas angestaubt zu sein. :)

Dann sind wir eben die "Angestaubten". :)

Hi Marc, ich stehe nicht auf Ozzy. Ich finde seinen Gesang eher schwach - kaum zu glauben, dass er damit einer der reichsten Männer Englands werden konnte. Black Sabbath höre ich aber bisweilen - trotz Ozzy - ganz gerne.

Was das Alter angeht, so könntest du biologisch fast mein Sohn sein. :)

"Weiters" ist ein Austrianismus - liest man in der österreichischen Literatur sehr oft (in der Schweiz wohl auch).

Zu Beschleunigungen in der SRT: wir hatten hier z.B. ja mal den Thread "Photon verfolgt mit konstanter Kraft beschleunigtes Raumschiff" o.ä., wo die Bewegungsgleichungen der SRT exakt gelöst wurden. Eine Näherung brauchte man dabei nicht zu machen.
Schwierig wird aber die Beschreibung von Problemen mittels nicht-inertialer Koordinatensysteme in der SRT.

Gruß,
Hawkwind


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