Verständnisfrage zur ART
Sgr A* ist 25.640 Lj entfernt.
Gemessen wurde die Entfernung mittels der Parallaxenmessung. Edit: Ich hatte das hier her aber wohl übersehen, dass die Entfernung Sgr A* nicht mit der Parallaxen Methode gemessen wurde. Die Entfernung Sgr A* wurde dort im Artikel nur als Vergleich genannt https://www.weltderphysik.de/gebiet/...-milchstrasse/ Nach meinem Verständnis ist es die Entfernung Erde -> Sgr A* vom Inertialsystem "Erde", einfach über Trigonometrie berechnet. Wenn nun aber mit nichtrelativistischer v << c in Richtung Sgr A* geflogen wird (SRT vernachlässigbar), so würde sich doch die Zeit immer weiter verlangsamen, je kürzer die Entfernung wird, da die in der ART beschriebenen Gesetze die Zeit krümmen. Wenn so der Maßstab der Länge sich nicht ändern, vergeht eben die Zeit viel langsamer, je näher dem Ziel gekommen wird. Mit dem Licht ist es doch genauso. Es ist zwar konstant aber durch die ART ja dennoch verzögert. Dann müsste doch aber die Entfernung bzw. die Zeitspanne zum zurücklegen Erde -> Sgr A*, wenn man wirklich hinfliegen würde, viel länger sein. Das Bezugssystem ändert sich doch immer? Im Grunde ist es doch wie ein Flur den man entlang läuft, der aber kein Ende zu nehmen scheint. Die "wahre" Entfernung bzw. Zeit wäre viel länger, als die von hier aus gemessenen 25.640 Lj. Oder habe ich da was missverstanden? |
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Man muss bei dieser Messung also keine relativistischen Effekte berücksichtigen. |
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Der Raum krümmt sich ja unabhängig davon ob man durchfliegt oder ihn beobachtet. Ganz am Rand der Galaxie ist der Raum nahezu flach und krümmt sich immer mehr, zum Zentrum hin. Ich dachte die Zeitdilation durch die ART ist unabhängig von der relativen Geschwindigkeit. Der Raum würde sich auch krümmen, wenn er in Ruhe wäre. Ansonsten würde ein SL ja nicht schwarz sein, da doch durch die ART das Licht nicht entweichen kann. Oder ist das so, weil beim SL dann immer die SRT dominiert? |
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EDIT: Ich sehe gerade, dass der Abstand zu Sgr A folgendermaßen bestimmt wurde: https://www.aanda.org/articles/aa/fu...a35656-19.html . Da spielt der Stern S2 im unmittelbaren Umfeld des Schwarzen Loches eine wichtige Rolle. Es wird aber auch die Schwarzschild-Metrik benutzt. |
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Wäre es überhaupt möglich auf einer Geraden, also den direkten Flugweg zu nehmen oder wäre man gezwungen in einer Kurve zum Zentrum zu fliegen? (Wenn die Antriebstechnik Leistungsfähig genug wäre und kein Swing-by o.ä. benötigt wird) Zitat:
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a) Die Sonne kreist um Sgr A mit einer Geschwindigkeit von ca. 225 km/s, siehe: https://www.astronews.com/frag/antwo...frage1052.html b) Sehr nahe an Sgr A (innerhalb der Ergosphäre) erzwingt ein möglicher Drehimpuls von Sgr A einen Drehimpuls auf der Bahn des Raumschiffes. Innerhalb der Ergosphäre muss das Raumschiff anschaulich gesprochen mit dem SL mitrotieren, egal wie es in die Ergosphäre eintaucht. Siehe WP-Artikel zur Kerr-Metrik. In einem vereinfachten Modell (SL ohne Drehimpuls) kann man auch radiale Flugbahnen berechnen. |
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a) Ich habe gelesen, dass alle Galaxien, egal welche Größe, am Rand immer ungefähr eine Milliarde Jahre für eine ganze Umrundung benötigen. Dreht sich das Zentrum dann auch bei allen Galaxien gleich bzw. ähnlich schnell? Sgr A* soll ja mit 1/2c rotieren. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit zum Zentrum zunimmt, so kann man ja deswegen schon keine radiale Flugbahn nehmen. Man würde dann in einer Kurve abdriften oder man müsste energieintensiv dagegen steuern. b) Darum meinte ich unter Ausschluss von SRT, was aber nicht geht, da sie sich quasi aufzwingt. Also kann ich sozusagen mit 1000 km/h durchfliegen, werde dabei aber immer schneller und die Raumzeit um mich herum verkürzt sich immer weiter, da die Zeit immer langsamer läuft aber ich würde nichts davon merken. Für mich wäre ja alles ganz normal. Wäre dann ja doch irgendwie, wie ein nicht endender Flur, der immer länger wird, obwohl man sich sogar schneller bewegt? Das Licht bewegt sich aber Radial vom Zentrum weg? |
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Der Drehimpuls eines SL wird besser über den Kerr-Parameter angegeben. Keine Ahnung, ob es da für Sgr A schon Werte gibt. |
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Ok, du hast recht. Mal irgendwo gelesen ist keine gute Aussage. Merke ich mir.
Das mit der Milliarde Jahre Umkreisung (2018). Aber ich habe jetzt schon gelesen, dass es SL's mit verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten bzw. Kerrparameter in weiten Bereichen bis nahe 1 gibt. https://www.scinexx.de/news/kosmos/g...im-gleichtakt/ Das mit 1/2c Rotationsgeschwindigkeit von Sgr A* (ist aber schon von 2003 und somit vielleicht schon nicht mehr gültig): https://www.wissenschaft.de/astronom...schwindigkeit/ |
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Lass also das c weg und es passt. Rotierende SL haben eine Ringsingularität. Die Vorstellung, dass da Materie mit einer direkt messbaren Geschwindigkeit rotiert, ist mE problematisch. Man nimmt deshalb besser den Kerr-Parameter, der den Drehimpuls des gesamten SL beschreibt. |
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Siehe auch: https://de.wikipedia.org/wiki/Tully-Fisher-Beziehung Zitat:
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Die Kerr-Metrik ist der aktuell letzte Stand zur Betrachtung realer SL's oder gibt es dazu weitergehende Alternativen? |
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Was ich ja nun ganz interessant finde ist der Bezug zu einer Cauchy-Fläche und was dort passiert, wenn Dinge hindurchfallen. Es wird dort ja der Ursprung einer Quantengravitation vermutet. |
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Das würde als Ansatz zum einen die Singularität vermeiden und wäre zudem auch ein Ansatz zur Lösung des https://de.wikipedia.org/wiki/Schwar...er_L%C3%B6cher . Man kann sich damit fragen, ob SL "Quantenhaare" besitzen. Es gab dazu erst kürzlich ein Paper, das solche "Haare" in Form von Gravitonen annimmt. Aber wie gesagt, wir verlassen hier teilweise den experimentell abgesicherten Bereich der Physik. Bezüglich der Singularitäten der SL stellt sich im Rahmen der Quantenmechanik recht schnell die Frage, inwieweit eine Lokalisation in einem Raumpunkt als realistisch beurteilt werden kann. |
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Gestern habe ich das hier gefunden: http://www3.mpifr-bonn.mpg.de/staff/...ideBH_netz.pdf Da steht alles schön kompakt, so das sogar ich das ganz gut verstehe. Die Frage ist wie will man das je nachweisen bzw. Messtechnisch bestimmen. Zitat:
Was passiert überhaupt mit der Materie bei einer Supernova, wenn diese als SL verbleibt? Zitat:
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Also wird sozusagen alles an Materie zerlegt und es könnte sein, dass eine Art "reine" Energie übrig bleibt (bei der Entstehung eines SL). |
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Übrig bleibt dann wohl so eine Art Plasma aus verschiedensten Elementarteilchen. Trotzdem sollte es auch dort noch Erhaltungsgrößen, wie zB die Ladung geben. |
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Bezüglich der Raumzeitkrümmung. Gibt es da eigentlich schon ein Nachweis, dass diese wirklich gekrümmt ist oder beruht das nach wie vor auf die Annahme Einsteins? Also ich kenne natürlich Gravitationslinseneffekte, Brechung des Sternlichts nahe der Sonne usw., was darauf hindeutet aber ist das ganz sicher? |
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EDIT: Satellitennavigation ist übrigens auch ein direktes "Kind" der Relativitätstheorie. Ohne die berechenbare Synchronisation der Atomuhren gäbe es keine brauchbare und exakte Satellitennavigation und eine koordinierte Weltzeit wäre auch ziemlich undenkbar, ohne dass ich persönlich jetzt diese speziellen Details der Weltzeit genau kennen würde. |
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Wie ist das mit der em-Strahlung im SL und von außen beobachtet? Ist das SL im inneren heiß? Bezügl. der Erhaltungsfrage könnte man hinterfragen ob die em-Strahlung im SL überhaupt noch wirkt, da ja ab einer bestimmten Temperatur nur noch die elektroschwache Wechselwirkung existiert oder? Zitat:
Ich frage mich nur, ob eine Raumzeitkrümmung nicht vielleicht irreführend ist. Was hätte Einstein wohl dazu gesagt, wenn ein Herr Mandelbrot zu seiner Zeit gelebt und die Fraktale bekanntgemacht hätte. Ich mein Einstein ist 1955 gestorben und Mandelbrot hat den Begriff Fraktal erst 1975 geprägt. Das war dann schon die Zeit, wo viele Theorien nebeneinander entwickelt wurden. Im Beispiel Schwarzschild-Metrik einer Idealform eines SL könnte man doch auch sagen, dass die 3+1D Raumzeit auf 0+0,xxxD gebrochen wird. Die Raumzeit krümmt sich nicht, sie bricht in einen 0D Punkt und die Zeit bricht durch die Zeitdilatation. Es entsteht eine fraktale Raumzeitdimension. Hier im Beispiel eben den unrealistischen Extremfall, direkt von 3+1D, in 0+0,xxxD. Der Bruch in der Raumzeit könnte so eine scheinbare Krümmung hervorrufen. Eine Cauchy-Oberfläche ist ja als eine 3D Hyperfläche im 4D Raum beschrieben. Das ist ja auch eine gebrochene Dimension. Was ist eine Hyperfläche? Ich stelle mir das als mehrschichtige, also topologische 3D Flächen im 4D Raum vor. Also nicht 3D und auch nicht 4D, sondern irgendwas dazwischen und somit eine fraktale Dimension. Vielleicht ist es eben auch eine 2,xxx + 0,xxxD fraktale Dimension. Anhand der lokalen fraktalen Dimension (die zur Gravitationsquelle immer weiter in Richtung 0D bricht), könnte man genauso die Beobachtungen/Messungen erklären und wäre so auch viel verständlicher. Jede Gravitationsquelle bricht die Raumzeit und somit alle Himmelskörper, wie auch die Erde und der Mond. Je stärker die Gravitation wirkt, desto größer wird der Bruch. |
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Wenn du ohne Raumzeitkrümmung argumentieren willst, musst du entweder ein besseres Konzept liefern oder anhand von Experimenten beweisen, dass das Unsinn ist. Ein einfacher Hinweis auf die Existenz der Apfelmännchen reicht da nicht aus. Falls du speziell dieses Thema vertiefen willst, bitte in einem neuen Thema im Bereich "Theorien jenseits der Standardphysik". |
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Kein Problem. Ich will das an dieser Stelle nicht vertiefen. Du hast ja auch schon darauf hingewiesen, dass wir an der Stelle schon lange die Grenze zum überprüfbaren bzw. zum experimentell überprüften überschritten haben. Ist meine Annahme denn richtig, was Hyperflächen sind? Leider ist im Internet nicht so viel zu den Cauchy-Flächen zu finden. |
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Die Kugeloberfäche ist zB eine Hyperfläche im dreidimensionalen euklidischen Raum. Cauchy-Flächen sind Hyperflächen mit zusätzlichen Eigenschaften: https://en.wikipedia.org/wiki/Cauchy_horizon |
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Generell gilt das hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Hyperfl%C3%A4che |
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https://upload.wikimedia.org/wikiped...rder-2.svg.png Zitat:
Da geht es dann ja um die Mannigfaltigkeit, wo es dann zum Homöomorphismus übergeht. Da gibt es noch so einiges, was ich verstehen muss aber ich würde erstmal lesen und dann Fragen stellen. Ich werde mich dazu wohl auch intensiv mit der Mathematik auseinandersetzen müssen. An dieser Stelle schon mal danke, für die Beantwortung meiner Fragen.:) |
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P.S.: Wenn hier ein Berliner mitliest und ggf. sein Wissen zur benötigten Mathematik weitergeben will, der kann sich ja gerne mal per PN melden. Keine Angst, soll keinen Lehrer ersetzen aber oft sind besprochene Fragen besser zu verstehen, als lange Texte. Ansonsten gerne auch Tipps zu Seiten im Internet, wo man gut lernen kann. |
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Zudem ist es tatsächlich eine gewisse Kunst die "Größenordnung", bzw. Bedeutung eines physikalischen Effektes (und davon gibt es ja wirklich viele) korrekt einzuschätzen. In diesem Sinne kann ich eine gewisse Verehrung der antiken griechischen Kultur mit ihren prominenten Vertretern, wie Euklid, Pythagoras und anderen auch durchaus nachvollziehen. Man sollte dabei aber auch nicht vergessen, dass die damals noch keine Computer und vor allem Atomuhren hatten. Will man diese moderneren Werkzeuge und deren Einfluss auf unsere Gesellschaft detailliert verstehen, führt an der Relativitätstheorie und deren erweiterter Mathematik AFAIK kein "schmerzfreier" Weg vorbei. |
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Wenn ich Fragen dazu habe, also auch zur Mathematik, dann würde ich gerne hier meine Fragen stellen, wenn das ok ist. Ich habe mir mal das Programm SMath angeschaut. Das ist kostenlos und scheint eine ganze Menge zu können. Ansonsten habe ich noch mein Ingenieur-Mathelehrbuch aus meinem Versuch einen Techniker zu machen, was damals zeitlich neben dem Job voll in die Hose gegangen ist. Da kann ich das dann von der Wurzel aus angehen. |
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www.matheboard.de www.physikerboard.de sind auch gute Adressen. TomS ist Moderator im physikerboard. Zitat:
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Da gibt es auch einige Beispiele. Die große Anleitung mit knapp 350 Seiten habe ich gerade hier auf Arbeit durch den Drucker gejagt. |
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Gerne erstmal Freeware oder Open-Source Software, bevor ich was kommerzielles kaufe. Die Funktionen bei SMath sehen ja sehr weitreichend aus. Die Brilliant Software sieht aber auch schon etwas grafischer und moderner aus aber das ist ja nebensächlich. |
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Bei Brilliant kann man Online-Kurse machen, die über das Schulwissen hinausgehen. Ich habe damit aber auch noch keine Erfahrungen gesammelt. Es wird auf YouTube auf wissenschaftsorienterten Kanälen empfohlen und beworben. |
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Die Parallaxe einer Bogensekunde (1/3600 eines Grades), entspricht das einer Entfernung von 3,26 Lichtjahren. Bei 25640 Lj wäre das eine 1/7865 Bogensekunde, dies schafft das beste Array von Radioteleskope nicht. https://de.m.wikipedia.org/wiki/Para...Sternparallaxe https://de.m.wikipedia.org/wiki/Inte...dioastronomie) |
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Trotzdem gehört zu so einer Angabe eine Quellenangabe. |
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Installation erfolgt auf eigenes Risiko. Ich persönlich habe mit dieser Software keinerlei Erfahrung. |
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Ansonsten kenne ich mit Computer und Software ganz gut aus. Das SMath kann über ein Plugin mit der Open Source Software Maxima verbunden und so die Funktionen noch wesentlich erweitert werden. Ich habe aber noch weitergesucht und so einige andere Programme gefunden. https://www.mathematik.uni-wuerzburg...are-downloads/ Zu aller erst muss ich aber sowieso mit den Grundlagen anfangen. Ich war nach der 10. Klasse raus in die Arbeitswelt. Insofern ist Schulwissen Abitur erstmal eine Ziellinie. Vorher brauch ich über Feldgleichungen und Metriken gar nicht nachdenken. |
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Hatte ich vergessen nachzutragen. Ist von 2017. https://www.weltderphysik.de/gebiet/...-milchstrasse/ Ich hatte wohl übersehen, dass die Entfernung Sgr A* nicht mit der Parallaxen Methode gemessen wurde. Die Entfernung Sgr A* wurde dort im Artikel nur als Vergleich genannt. Es wird aber beschrieben, wie quer durch die Milchstraße ein Stern in 66.000 Lichtjahre Entfernung gemessen wurde. Danach habe ich aber irgendwo gelesen, dass man im Zentrum der Milchstraße gar nicht oder nur schwer mit der Parallaxe Methode messen kann, da dort die Sterne viel zu dicht zusammen stehen. Dazu finde ich aber gerade die Quelle nicht wieder. |
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Diese Arbeit beschreibt dann auch, wie der angegebene Wert bestimmt wurde. Es geht um den Stern S2, der Sgr A umkreist. Aus einer langjährigen Beobachtung wurde die Zeit für eine Umkreisung und zusätzlich auch per optischer Dopplerverschiebung die Geschwindigkeit auf dieser Bahn gemessen (siehe Bild 1). Aus diesen Messungen kann man dann bereits die große Halbachse der Bahn in km ableiten und daraus dann die Entfernung. Mit Hilfe des dritten Keplerschen Gesetzes kann man aus den Bahnparametern von S2 auch die Masse von Sgr A berechnen. |
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Dann auch gleich noch Tests der ART, durch Messung der Rotverschiebung. |
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Verläuft die Krümmung der Raumzeit eigentlich stetig oder in diskreten Abständen, wenn man die Skala bis auf die Planck-Länge vergrößert?
Also ergibt das eine "runde" Kurve oder eher eine abgestufte Kurve? |
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