Einzelnen Beitrag anzeigen
  #47  
Alt 05.01.12, 21:27
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
Beitr?ge: 2.427
Standard AW: Inertialsystem in der SRT

Zitat:
Zitat von okotombrok
Zitat:
Zitat von Timm
ich habe den Verdacht, daß ein Inertialsystem ohne Objekt (oder ohne Beobachter) nicht definierbar ist.
Bin ich wenigstens nicht alleine mit meiner Ansicht..
Zitat:
Zitat von amc
Definitiv nicht. Was soll sich denn inertial bewegen, was gar nicht da ist?
Zitat:
Zitat von Hawkwind
Diese Leere wäre dann eine Eigenschaft des Kosmos und nicht eines speziellen Inertialsystems. Wenn der Kosmos leer ist, dann gibt es in keinem IS was zu sehen.
Ja, ein leeres Universum ist witzlos und nicht Gegenstand der Physik.
Jetz muss ich mal grundlegend widersprechen und auf die Ausgangsfrage verweisen:
Zitat:
Zitat von Marco Polo
Müssen sich in einem Inertialsystem eigentlich immer massebehaftete Objekte befinden die dem Trägheitsprinzip folgen, oder gälten auch zwei Koordinatensysteme ohne Objekte, die sich gleichförmig und drehungsfrei gegeneinander bewegen als Inertialsysteme?
Also Frage: braucht ein IS (im Sinne der SRT, darf ich sicher jetzt und im weiteren Fortgang hinzufügen) massebehaftete Objekte oder nicht?
Antwort1: Es gibt keine effektivere Methode, ein IS zunichtezumachen, als irgendwo massebehaftete Objekte zu platzieren. Globale IS sind auf einer flachen Raumzeit definiert, und sonst gar nicht. Wenn man irgendwo Massen haben will, dann ist die Raumzeit nicht mehr flach, und man kann kein IS mehr definieren.
Fertig ist Gegenbeweis zu allen Aussagen, die Definition eines IS erfordere massenbehaftete Objekte. Bei weiteren Argumenten in dieser Richtung möchte ich ab jetzt hören, wie man diesen Beweis umgehen will.
Man muss immer die Objekte genau ihrer Masse berauben, bevor ihr Verhalten in einem IS beschrieben werden kann. Das tut man meist implizit in der SRT. Was bleibt sind dann Weltlinien, also abstrakte eindimensionale Zusammenhänge von Raumzeitpunkten, die diese Objekte darstellen sollen. In einem Spielzeuguniversum, auf dem dann die physikalisch-mathematische Beschreibung - eben diese IS - ansetzt.
(Das ist im Übrigen nicht unphysikalisch. Das ist im Gegenteil das Wesen der Physik, man baut sich Modelle, die nur unter bestimmten Bedingungen bestimmte Eigenschaften der Realität mit bestimmter Genauigkeit beschreiben, aber dafür wenigstens handhabbar sind. Ein solches Modell ist eben die flache Raumzeit mit der SRT. Und innerhalb dieses Modells lebt das Inertialsystem, es ist Teil des Modells, das wiederum ein Modell der Wirklichkeit beschreibt. Es ist abstrakt.)

Dann ist noch zu zeigen, dass IS auch in leerer Raumzeit definiert werden können. Dazu folgende Anmerkungen zu Koordinatensystemen in der Relativitätstheorie:
Als erstes wird das "echte Universum" mit einer Mannigfaltigkeit identifiziert. Das ist immer 1:1 möglich, so sind die Relativitätstheorien aufgebaut.
Als zweites wird auf dieser Mannigfaltigkeit eine Karte definiert, also ein geeignetes Vierertupel von Zahlen an jedem Raumzeitpunkt, die die Mannigfaltigkeit in der Zahlenraum abbildet. Das ist immer möglich, zumindest fleckchenweise. Diese Karten heißen Koordinatensysteme.

Will man ein IS definieren, dann heißt das, man will globale kartesische Koordinaten einführen. Das ist eine bestimmte globale Karte von einer nichtkompakten, krümmungsfreien Mannigfaltigkeit nach R4. Das geht auch immer - sofern man eine nichtkompakte krümmungsfreie Mannigfaltigkeit vorliegen hat.
Wenn man massebehaftete Objekte hat, dann muss man also im allerersten Schritt von ihnen abstrahieren und sie als masselos beschreiben. Erst dann kann man näherungsweise das Universum mit besagter ungekrümmter Mannigfaltigkeit identifizieren. Und erst jetzt, also im Spielzeuguniversum, nicht im echten, können wir ein IS vernünftig definieren. Ob dabei bestimmte Linien in der Mannigfaltigkeit mit bestimmten abstrakten Objekten identifiziert werden oder nicht ist für diesen Schritt nicht wichtig, man kann kartesische Koordinaten natürlich auch im leeren Raum definieren (das tut man auch in der Schule in 3D sehr oft).
Die Frage, ob nun bestimmte Ereignisse mit bestimmten Objekten identifiziert werden oder nicht, spielt erst dann wieder eine Rolle, wenn man mittels des IS z.B. die Bewegung solcher Objekte näherungsweise beschreiben will oder nicht.

Ich sehe also die Position, dass zur Definition von IS massebehaftete Objekte vonnöten seien, als unhaltbar. Diese ganzen Fragen nach "Realität" und "Sinn" eines IS ohne Objekte könnte man vielleicht in folgender Position subsumieren:
-> "Eine notwendige Bedingung, dass ein IS reale massebehaftete Körper beschreiben kann, ist die Existenz realer massebehafteter Körper."
Dem würde ich auch gerne - ungeachtet der Frage nach dem erzielten Erkenntnisgewinn - zustimmen, wenn da nicht noch eine zweite notwendige Bedingung für die Existenz globaler IS selbst wäre, nämlich
-> "Eine notwendige Bedingung, dass die Realität durch IS beschrieben werden kann, ist die Nichtexistenz realer, massebehafteter Körper."

Ge?ndert von Ich (05.01.12 um 21:59 Uhr)
Mit Zitat antworten