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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

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  #1  
Alt 03.12.07, 19:13
pauli pauli ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 03.06.2007
Beiträge: 1.334
Standard Suche nach Abweichungen vom Relativitätsprinzip

Spektrum der Wissenschaft, Spezial 1/2005
"Einstein und die Folgen"

Auf 10 Seiten beschreibt Alan Kostelecky (Prof. für theor. Physik an der Indiana-Uni) Möglichkeiten, kleinste Verletzungen des Relativitätsprinzips, dem Herzstück der SRT, aufzuspüren. Die Motivation ist wohl die Hoffnung auf Fortschritte bei der Suche nach der "Weltformel".

Im Detail werden Lorentz- und CPT-Symmetrien beschrieben, wo und wie sie gebrochen sein könnten, leider gibt es keine Links dazu, und ich fühle mich ausserstande, den Inhalt sinngemäß korrekt zusammenzufassen da ich vieles nicht genau verstehe.

Weiterhin gab es mal einen Link zu einer Entdeckung, bei der in jüngster Zeit Licht verschiedener Frequenzen eines sehr weit entfernten Sterns offenbar nicht gleichzeitig hier ankommt, allerdings weiß ich nicht mehr wo ich das gesehen habe, vlt. kann jemand den Link hier posten.
Weiß auch nicht, was da im Moment Stand der Dinge ist.
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  #2  
Alt 03.12.07, 19:56
Jogi Jogi ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 02.05.2007
Beiträge: 1.880
Standard AW: Suche nach Abweichungen vom Relativitätsprinzip

Hi pauli.

Zitat:
Zitat von pauli Beitrag anzeigen
Weiterhin gab es mal einen Link zu einer Entdeckung, bei der in jüngster Zeit Licht verschiedener Frequenzen eines sehr weit entfernten Sterns offenbar nicht gleichzeitig hier ankommt, allerdings weiß ich nicht mehr wo ich das gesehen habe, vlt. kann jemand den Link hier posten.
Hat Optimist 71 bereits im anderen Thread getan:
http://science-community.sciam.com/t...adID=300004142
Ist leider nur in Englisch verfügbar, deshalb hier ganz grob worum es geht:

Aus einem System, ca. 500 Mio. Lichtjahre von hier, erreichen uns Gammaquanten mit sehr hoher Energie/Frequenz mit ca. 4-minütiger Verspätung im Vergleich zur (offenbar) gleichzeitig emittierten Strahlung mit niedrigerer Energie.

Interpretierend will ich mal nur soviel dazu sagen:

Das erscheint erstmal wie ein Widerspruch zur RT, wonach alle Photonen im Vakuum genau gleichschnell unterwegs sein sollen.

Wenn ich genauer hinschaue, ist das aber eine sehr schöne Bestätigung dafür, dass sich physikalische Objekte nicht mit >c durch den Raum bewegen können.


Gruß Jogi
__________________
Die Geschichte wiederholt sich, bis wir aus ihr gelernt haben.
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  #3  
Alt 04.12.07, 10:46
JotBe JotBe ist offline
Gesperrt
 
Registriert seit: 21.11.2007
Beiträge: 162
Standard AW: Suche nach Abweichungen vom Relativitätsprinzip

Zitat:
Zitat von pauli Beitrag anzeigen
Spektrum der Wissenschaft, Spezial 1/2005
"Einstein und die Folgen"

Auf 10 Seiten beschreibt Alan Kostelecky (Prof. für theor. Physik an der Indiana-Uni) Möglichkeiten, kleinste Verletzungen des Relativitätsprinzips, dem Herzstück der SRT, aufzuspüren. Die Motivation ist wohl die Hoffnung auf Fortschritte bei der Suche nach der "Weltformel".

Im Detail werden Lorentz- und CPT-Symmetrien beschrieben, wo und wie sie gebrochen sein könnten, leider gibt es keine Links dazu, und ich fühle mich ausserstande, den Inhalt sinngemäß korrekt zusammenzufassen da ich vieles nicht genau verstehe.

Weiterhin gab es mal einen Link zu einer Entdeckung, bei der in jüngster Zeit Licht verschiedener Frequenzen eines sehr weit entfernten Sterns offenbar nicht gleichzeitig hier ankommt, allerdings weiß ich nicht mehr wo ich das gesehen habe, vlt. kann jemand den Link hier posten.
Weiß auch nicht, was da im Moment Stand der Dinge ist.
Danke, Pauli.

Da muss ich mir wohl doch den englischen Link antun ...
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  #4  
Alt 06.12.07, 08:21
Benutzerbild von George
George George ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 16.10.2007
Beiträge: 122
Standard AW: Suche nach Abweichungen vom Relativitätsprinzip

Hey Jogi
Zitat:
Aus einem System, ca. 500 Mio. Lichtjahre von hier, erreichen uns Gammaquanten mit sehr hoher Energie/Frequenz mit ca. 4-minütiger Verspätung im Vergleich zur (offenbar) gleichzeitig emittierten Strahlung mit niedrigerer Energie.

Interpretierend will ich mal nur soviel dazu sagen:

Das erscheint erstmal wie ein Widerspruch zur RT, wonach alle Photonen im Vakuum genau gleichschnell unterwegs sein sollen.

Wenn ich genauer hinschaue, ist das aber eine sehr schöne Bestätigung dafür, dass sich physikalische Objekte nicht mit >c durch den Raum bewegen können.
Viel interessanter find ich dabei die Frage, wie es möglich ist, dass jede Art (unterschiedliche Frequenz) von Licht sich in allen Innertialsystemen gleich schnell bewegt. Die Rechnungen von Einstein in der SRT ergeben dann keinen Sinn mehr, da man nicht feststellen kann, was man bei c einsetzen soll. Die ART lässt überlichtgeschwindigkeiten zu, nur dass sie ebenfalls auf der konstanz von c basieren. Interessat find ich den Gedaken, dass unser Universum aus sozusagen "zwei Schichen" besteht. Die Eine, die sich wegen Masse und Geschwindigkeit Krümmt, und die andere, auf die nichts einen Einfluss hat, in der sich die Photonen bewegen. Ich füg mal einen Veranschaulichung hinzu,

LG George
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  #5  
Alt 06.12.07, 09:50
quick quick ist offline
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Registriert seit: 05.05.2007
Beiträge: 742
Standard AW: Suche nach Abweichungen vom Relativitätsprinzip

Hallo Jogi,

Zitat:
Zitat von Jogi Beitrag anzeigen
Das erscheint erstmal wie ein Widerspruch zur RT, wonach alle Photonen im Vakuum genau gleichschnell unterwegs sein sollen.

Wenn ich genauer hinschaue, ist das aber eine sehr schöne Bestätigung dafür, dass sich physikalische Objekte nicht mit >c durch den Raum bewegen können.
Wenn die Photonen sich nicht mit c bewegen, würde ich das zunächst eher auf einen "Sekundäreffekt" zurückführen. Also z.B. eine Folgeereignis, das sich in wenigen Lichtminuten Entfernung vom Ursprungort abspielt.

@George
Zitat:
Zitat von George Beitrag anzeigen
Viel interessanter find ich dabei die Frage, wie es möglich ist, dass jede Art (unterschiedliche Frequenz) von Licht sich in allen Innertialsystemen gleich schnell bewegt.
Das hängt doch nur vom Betrachterstandpunkt ab. Ich kann mir entlang eines Lichtstrahls beliebig viele Inertialsysteme denken und stelle fest, das Licht bewegt sich unabhängig von den Inertialsystemen mit c. Nur weil die Uhren in den verschiedenen IS unterschiedlich gehen ist dort die LG = c.

Die interessante Frage ist für mich, warum gehen Uhren überhaupt unterschiedlich?
Was hat Einsteins Lichtuhr mit realen Atomuhren gemein?

mfg
quick
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  #6  
Alt 06.12.07, 11:27
Jogi Jogi ist offline
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Registriert seit: 02.05.2007
Beiträge: 1.880
Standard AW: Suche nach Abweichungen vom Relativitätsprinzip

Hi George.

Zitat:
Zitat von George Beitrag anzeigen
Interessat find ich den Gedaken, dass unser Universum aus sozusagen "zwei Schichen" besteht. Die Eine, die sich wegen Masse und Geschwindigkeit Krümmt, und die andere, auf die nichts einen Einfluss hat, in der sich die Photonen bewegen.
Wer hat dir denn das erzählt?
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  #7  
Alt 06.12.07, 12:20
Benutzerbild von George
George George ist offline
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Registriert seit: 16.10.2007
Beiträge: 122
Standard AW: Suche nach Abweichungen vom Relativitätsprinzip

Unser ganzes Universum soll demnach aus einzelnen "Streifen" bestehen, die jeweils miteinander durch die Gravitation wechselwirken können, und bei einer "Singularität" verbindung zu sich herstellen. Über all die "Streifen" ist die Photonenschicht verteilt. Diese kann weder Von Geschwindigkeiten, noch Gravitation ihre Konstante Geschwindigkeit ändern. Durch die Unterteilung des Universums in zwei Schichten ist es auch möglich, Photonen mit anderer Geschwindigkeit zuzulassen. Jetzt stellt sich jedoch die Frage auf, welchen Wert man c einordnet und ob dieser Überschritten werden darf. Dazu hätte ich zwei Lösungsvorschläge:

1) Die verschiedenen Frequenzen der Photonen werden Unterschiedlich stark von der Gravitation beeinflußt, deswegen kommen manche bei uns verlangsamt an. Dies widersprich jedoch der Unterteilung des Universums in 2 Schichten, da die Photonen in ihrer geschwindigkeit beeinflußt werden.

2) Wir dürfen den Wert für die Entstehung von Singularitäten nicht gleich der Lichtgeschwindigkeit setzen. Somit gibt es eine klare Abgrenzung zwischen dem Licht und der Enstehung von Singularitäten.

Die Grundgedanken leiten sich allerdings von der Stringtheorie ab.

LG george
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  #8  
Alt 06.12.07, 13:02
Jogi Jogi ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 02.05.2007
Beiträge: 1.880
Standard AW: Suche nach Abweichungen vom Relativitätsprinzip

Hi quick.

Zitat:
Zitat von quick Beitrag anzeigen
Wenn die Photonen sich nicht mit c bewegen, würde ich das zunächst eher auf einen "Sekundäreffekt" zurückführen. Also z.B. eine Folgeereignis, das sich in wenigen Lichtminuten Entfernung vom Ursprungort abspielt.
Keine Sorge, Photonen bewegen sich linear schon mit c.
Aber wenn sie schwingen, wie das bei diesen Gammaphotonen sehr stark der Fall ist,
dann kommt eben dieser seitliche (JGC würde transversale sagen) Ausschlag noch hinzu.
Bei c ist aber keine zusätzliche Querbewegung erlaubt,
also bedeutet die Schwingung jedesmal einen kleinen Umweg der Spitze des Photons.
Ein solches Photon hat also einen minimal längeren Weg zurückzulegen.
Dass der Unterschied bei einer Strecke von 500 Mio. LJ nur vier Minuten beträgt, ist ein Hinweis darauf,
wie flach die Schwingung eines Photons sein muss.
Dies wiederum macht eine klassische, resonante Schwingung, wie sie bspw. eine Stimmgabel ausführt, für ein Photon unwahrscheinlich.
Wir gehen in unserem Modell davon aus, dass die Schwingung eine einzige Welle ist, die auf dem Photon vor- und zurückläuft.
Die Frequenz/Energie resultiert nur aus der Geschwindigkeit dieser Welle auf dem Photon.
Da diese Schwingung keine Bewegung eines physikalischen Objektes darstellt, kann sie jede beliebige Geschwindigkeit annehmen,
daher das praktisch uneingeschränkte Frequenzspektrum.

Zitat:
Die interessante Frage ist für mich, warum gehen Uhren überhaupt unterschiedlich?
Das hängt vom Grav.-Potential ab.
Gravitation ist eine Wechselwirkung, wie die EM-WW auch.
Diese WW bleibt nicht ohne Folgen für das Schwingungsverhalten der Atome.
Und auch Photonen werden durch die Grav.-WW verlangsamt, sonst gäbe es keinen Grav.-Linsen-Effekt.
Dort wo die Gravitonen viel Energie (also eine schnelle Welle) haben, ist die WW mit den Atomen/Photonen heftiger,
ihre Eigenbewegung wird stärker gestört.
Insofern sind Atomuhren und Lichtuhren vergleichbar.

Zitat:
Zitat von George
Die verschiedenen Frequenzen der Photonen werden Unterschiedlich stark von der Gravitation beeinflußt, deswegen kommen manche bei uns verlangsamt an. Dies widersprich jedoch der Unterteilung des Universums in 2 Schichten, da die Photonen in ihrer geschwindigkeit beeinflußt werden.
Damit könnte ich mich anfreunden, siehe oben.

Zitat:
Wir dürfen den Wert für die Entstehung von Singularitäten nicht gleich der Lichtgeschwindigkeit setzen. Somit gibt es eine klare Abgrenzung zwischen dem Licht und der Enstehung von Singularitäten.
Singularitäten bringen uns in Erklärungsnot, deshalb sollten wir diese tunlichst vermeiden.
Die mathematisch basierten Stringtheorien begegnen diesem Problem durch Renormierung.
Das ist ein Kunstgriff, den die Natur so bestimmt nicht macht.


Gruß Jogi
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Die Geschichte wiederholt sich, bis wir aus ihr gelernt haben.

Geändert von Jogi (12.12.07 um 20:35 Uhr) Grund: Typo
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  #9  
Alt 06.12.07, 23:29
JGC JGC ist offline
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Ort: ES
Beiträge: 3.276
Standard AW: Suche nach Abweichungen vom Relativitätsprinzip

Hi...

Mir ist grade eingefallen,

wenn ich immer schneller werde und ich dabei meine Umgebung immer "verkürzter" erlebe, dann müsste ich doch im umgekehrten Falle für den Beobachter ausserhalb immer "verlängerter" erscheinen. Oder??(zumindest aus der Nähe betrachtet, denn in der Ferne wären die einzelnen Photonen viel zu klein, um von uns als Teilchen betrachtet werden zu können)

Das würde doch eigentlich bedeuten, das die Photonen eigentlich Strings sind, und wir nur deren jeweiligen Wirkquerschnitte zu "sehen" kriegen...

JGC

Geändert von JGC (06.12.07 um 23:32 Uhr)
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  #10  
Alt 07.12.07, 11:41
quick quick ist offline
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Beiträge: 742
Standard AW: Suche nach Abweichungen vom Relativitätsprinzip

Hallo Jogi,

Zitat:
Zitat von Jogi Beitrag anzeigen
Wir gehen in unserem Modell davon aus, dass die Schwingung eine einzige Welle ist, die auf dem Photon vor- und zurückläuft.
Die Frequenz/Energie resultiert nur aus der Geschwindigkeit dieser Welle auf dem Photon.
Da diese Schwingung keine Bewegung eines physikalischen Objektes darstellt, kann sie jede beliebige Geschwindigkeit annehmen,
daher das praktisch uneingeschränkte Frequenzspektrum.
Zweifellos kannst Du mit dem offenen Stringmodell vieles erklären, jedoch habe ich erhebliche Zweifel, ob es der Wirklichkeit nahe kommt.
Alles im Mikrokosmos, -und nicht nur dort, soll schwingen, zappeln, rotierten, usw. Auch da frage ich mich, ob das wirklich so ist.

Bei Photonen im Flug kann ich mir vorstellen, dass im Prinzip überhaupt nichts schwingt. Die zu messende Frequenz sollte sich aus der Struktur ergeben und aus einer "inneren" Schwingung resultiert die natürliche Unschärfe.

Nach meiner Vorstellung verzerrt ein Gravitationspotential das Raumzeitgefüge und damit auch die Struktur, sprich Frequenz, des Photons.

mfg
quick
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