Photon am Ereignishorizont

[Marco Polo]

Hallo SCR,

Zitat von SCR

Doch, kann man. Aber nachdem wir bei den Spießen sind ziehe ich diese Frage zurück und frage Marco Polo lieber "Warum denn nicht?".

nein kann man nicht. Weil man Teilchen mit Ruhemasse nicht mit Teilchen ohne Ruhemasse vergleichen kann. Wobei ein Photon ja eigentlich kein Teilchen ist. Egal. Jeder weiss was gemeint ist.

Viele glauben, dass es da so eine Art fliessenden Übergang gibt zwischen vrel=0,9999999c und c. Je näher man c kommt, desto langsamer vergeht die Zeit.

Was liegt da also näher, als zu schlussfolgern, dass dann bei c die Zeit stillsteht.

Das ist aber Mumpitz, da man für ein lichtschnelles Koordinatensystem keine Zeitachse definieren kann. Joachim aus dem Nachbarforum hat dazu folgendes interessantes geschrieben:

Nun ist es aber so, dass jedes Teilchen, dessen Masse auch nur um ein Winzigkeit von Null abweicht, grundlegend andere Eigenschaften hat, als eines, dessen Masse Null ist. Es gibt da also tatsächlich einen Sprung:
m>0: Es gibt ein Ruhesystem.
m=0: Es gibt kein Ruhesystem.
Man kann für jedes noch so schwere Teilchen ein Inertialsystem angeben, in dem es fast Lichtschnell ist und in dem seine Zeit folglich recht langsam geht. Man kann aber kein Inertialsystem angeben, in dem ein masseloses Teilchen beinahe ruht.

Ein hypothetischer Beobachter in einem lichtschnellen Koordinatensystem würde das Licht zudem als stehendes räumlich oszillierendes Feld wahrnehmen. Schon seit Maxwell weiss man, dass dies unmöglich ist.

Und genau dieser Gedanke hat Einstein auf die SRT gebracht, wird zumindest gemunkelt.

Gruss, Marco Polo

[Bauhof]

Zitat von Marco Polo

Ein hypothetischer Beobachter in einem lichtschnellen Koordinatensystem würde das Licht zudem als stehendes räumlich oszillierendes Feld wahrnehmen. Schon seit Maxwell weiss man, dass dies unmöglich ist. Und genau dieser Gedanke hat Einstein auf die SRT gebracht, wird zumindest gemunkelt.

Hallo Marco Polo,

so ist es. Das hatte ich bereits vor ein paar Tagen so ähnlich geschrieben. Also ist es jetzt aus mit der "Nullzeit-These" mancher Leute, die glaubten, dass man dem Photon eine Eigenzeit zuschreiben könnte.

Wenn ich mich recht erinnere, fragte sich Einstein, ob man bei einem Lichtquant "nebenherlaufen" kann.

M.f.G. Eugen Bauhof

[AndreD]

Zitat von Timm

Radarechos von Planeten, die nahe an der Sonne vorbeilaufen, kommen tatsächlich zeitverzögert zurück, aber nicht langsamer. Sie kommen mit c an. Die Gravitationsverschiebung dürfte sich annähernd kompensieren, vermute ich mal. Bei Annäherung an die Sonne ist das Signal blauverschoben, bei Entfernung rotverschoben,

Gruß, Timm

also gibt es zwei möglichkeiten:
das photon besitzt genug fluchtenergie um dem sl zu entkommen und bewegt sich mit C, oder es fällt ins SL zurück (auch mit c?!)
"dem sl entkommen und dabei langsamer werden ist nicht möglich"..

[Timm]

Zitat von SCR

Und bei "LG ist am EH = 0" kann man das nun trotzdem nicht als Ruhesystem ansehen weil ...?
Und ist dieses LG=0 nun "echt" oder nur die "Erscheinung" für den Beobachter? (Schließlich haben wir immer noch als Aussage "Das Photon bewegt sich lokal mit c" da stehen)

c = 0 gilt nur für den weit entfernten Beobachter, für ihn, in seinem Koordinatensystem, steht die Zeit am EH still. Das Photon am EH bewegt sich aber dort, würde man also lokal seine Geschwindigkeit messen, mit c. Ich weiß, es ist schwer verdaulich. Manche Autoren sprechen in Zusammenhang mit der Zeitdilatation auch von Zeitkrümmung.

Falls das so ist wird dort alles unendlich bescheunigt - und führt dort nun zu was: v=0, v=c oder gar v>c?

Eine ins SL fallende Masse überquert den EH, würde man dort, lokal, messen mit v = c.

Gruß, Timm

[Marco Polo]

Zitat von Bauhof

Also ist es jetzt aus mit der "Nullzeit-These" mancher Leute, die glaubten, dass man dem Photon eine Eigenzeit zuschreiben könnte.

Genau Eugen. Aber eigentlich ist es nicht erst jetzt damit aus. Das war schon immer so. Eigenzeit=0 und keine Eigenzeit sind nämlich keine äquivalenten Beschreibungen. Eigenzeit=0 gilt nur zwischen 2 Ereignissen auf lichtartigen Weltlinien. Das ist etwas völlig anderes und sagt nicht aus, dass für ein Photon die Eigenzeit=0 ist.

Wenn ich mich recht erinnere, fragte sich Einstein, ob man bei einem Lichtquant "nebenherlaufen" kann.

Ich meine sogar, er hätte sich vorgestellt wie es sei, wenn man auf einem Photon reitet.

Toll übrigens deine Quellenhinweise mit Amazon-Link. Es sei denn du arbeitest für Amazon. Dann wärs natürlich grenzwertig.

Gruss, Marco Polo

[SCR]

Hallo Timm,

A) Ruhesystem Photon / Definition Ruhesystem

Zitat von Timm

c = 0 gilt nur für den weit entfernten Beobachter, für ihn, in seinem Koordinatensystem, steht die Zeit am EH still.

Du sprichst von v = 0 für den Beobachter, EMI zeigt es auch auf -> Wir hätten laut den einschlägigen Definitionen demnach aber nun einmal ein Ruhesystem vorliegen:

Zitat von wikipedia

Ein Ruhesystem ist ein spezielles Bezugssystem, das sich relativ zum Beobachter in Ruhe befindet. Im Ruhesystem hat der Beobachter also weder eine Geschwindigkeit noch wird er in ihm gedreht oder beschleunigt. Dies bedeutet aber nicht, dass eine Masse im Ruhesystem keine Kräfte erfahren kann.

Auch wenn man es nicht zu meinen glaubt: Selbst ich gehe ja gar nicht davon aus dass das Photon am EH ruht -> Die Ruhesystem-Defintion ist aber erweiterungsbedürftig.
Und "mit meinen Worten" würde diese Erweiterung in etwa so lauten: Ein Ruhesystem setzt voraus, dass sich das Bezugssystem und der Beobachter gleichförmig zur / in der Raumzeit bewegen.

B) Zeitloses Photon
Das Photon ist zeitlos = Dem Photon fehlt eine Dimension.
Eine (3D-)Kugel, der eine Dimension fehlt, wird zu einer (2D-)Kreisfläche/Scheibe in einem xy-Koordinatensystem.
Ein 3D-Betrachter kann diese Kreisscheibe in der Tiefe z staffeln - Davon bekommt die Kreisscheibe "mit ihrer xy-Sicht nichts mit". Sie kann maximal Aussagen über weitere 2D-Objekte in ihrer aktuellen Ebene treffen.
Somit ergibt sich ein völlig unterschiedliches Bild über die gleiche Sachlage aus Sicht des 3D-Betrachters und der 2D-Kreisscheibe.
Der 3D-Betrachter könnte nun noch die Zeit hinzunehmen und die Kreisscheibe in z-Richtung auf- und abbewegen - Auch davon bekäme die Kreisscheibe erst einmal "nichts mit". Mit zwei Ausnahmen:
a) Falls der 3D-Betrachter Bewegungen in xy-Richtung mit einbezieht
b) Falls der 3D-Betrachter andere 2D-Objekte auf verschiedenen z-Ebenen staffeln würde. In der eigenen xy-Ebene könnten dann aus Sicht der Kreisscheibe andere 2D-Objekte plötzlich für einen kurzen Moment auftauchen und gleich wieder verschwinden.

Übertragen auf das Photon bedeutet das nun meines Erachtens:
1. Ohne die Dimension Zeit gibt es gar keine Bewegung - Aus seiner eigenen Sicht ruht das Photon stets.
2. Alle Ereignisse finden für ein Photon gleichzeitig statt: Es gibt keine zeitliche Differenzierung im Sinne Vergangenheit / Gegenwart / Zukunft.
3. Im Unterschied zu "Es vergeht keine Zeit" bedeutet meiner Meinung nach "zeitlos" zusätzlich dass es keine fixierte Reihenfolge von Ereignissen gibt.

Nebenaspekt: Punkt 2 und 3 könnten meiner Einschätzung nach (neben der VWT) ein Ansatzpunkt zur Erklärung des Verschränkungsphänomens sein (Die Messung findet aus Sicht des /der Photonen ja gar nicht "später" statt).

Punkt 1 in Verbindung mit Punkt 2 bedeutet meines Erachtens, dass sich das Photon aus seiner Sicht stets überall im 3D-Raum aufhalten kann.

Ein Beobachter sieht aber ein Photon sich üblicherweise immer mit c von einem Punkt A nach einem Punkt B bewegen - Wie passt das zusammen? Aber bevor wir dazu kommen möchte ich wissen: Sind meine o.g. Folgerungen falsch bzw. korrekturbedürftig?

C) v=c / v>c
Ausgehend von der Fluchtgeschwindigkeits-Argumentation "Photonen an einem SL" hieße das doch übertragen auf Gravitonen dass deren v>c sein muß um dem SL zu entkommen bzw. solche Effekte zu erzielen:

Zitat von Timm

Ich entferne mich nun von Deinen Nachkommen mit Überlichtgeschwindigkeit [...]

Zitat von Timm

Bei großem R geht dieser Faktor [Anmerkung SCR: gemeint ist die Gravitationskraft] gegen 1, geht R gegen R', so wird er unendlich.

P.S.:

Zitat von Timm

Mach ich gern. Zunächst stelle ich fest, daß die weit-weg-Zeit, immer schneller vergeht

Bist Du Dir sicher? Du befindest Dich schließlich im freien Fall bzw. ich bewege mich parallel zu Dir.
Hatten wir das nicht erst kürzlich in einem anderen Thread diskutiert - so in dem Sinne "Wann wird die ZD überhaupt wirksam?"

[Timm]

Es gibt 3 prinzipiell verschiedene Möglichkeiten .

1. Außerhalb des SLes

Ist die Bahn genügend steil, entweicht das Photon, ist die Bahn flacher gekrümmt, so erreicht das Photon den sog. Photonenorbit tangential und umrundet das SL, ist die Bahn noch flacher, wird sie in Richtung SL gekümmt und das Photon verschwindet darin. Der Photonenorbit befindet sich bei 1,5 Schwarzschildradien. Er wird auch von Photonen, die ihn von außen kommend tangential erreichen, umrundet.

2. Auf dem Ereignishorizont

Das 'radiale' Photon auf dem EH bleibt dort, es kann weder entweichen, noch wird es nach innen gezogen.

3. Alle innerhalb des EH emittierten Photonen nähern sich unabhängig von der Richtung der Singularität. Es sollte hier vermerkt werden, daß manche Physiker es ablehnen, sich mit dem Inneren SLer zu beschäftigen. Die Schwarzschild Metrik macht zwar klare Vorhersagen, diese sind aber prinzipiell unbeobachtbar.

Wo immer das Photon sich befindet, es bewegt sich gemäß SRT lokal mit c durch das Vakuum!

Gruß, Timm

[Bauhof]

Zitat von Marco Polo

Toll übrigens deine Quellenhinweise mit Amazon-Link. Es sei denn du arbeitest für Amazon. Dann wärs natürlich grenzwertig.

Hallo Marco Polo,

ich wünschte mir, dass auch andere Forenteilnehmer ihre Quellen etwas genauer angeben, damit ich die Sachen im Zweifelsfall auch in meinen Büchern nachlesen kann, die behauptet werden. Zu Links auf "Wiki" habe ich kein so großes Vertrauen.

Nein, für Amazon arbeite ich nicht. Einen Buchlink zu Amazon setze ich nur dann, wenn das Buch im Shop von Wissenschaft-Online nicht mehr angeboten wird. Dort bestellle ich all meine Bücher. Ich arbeite auch nicht für diesen Shop, kann ihn aber trotzdem empfehlen.

M.f.G. Eugen Bauhof

[SCR]

Hallo Timm,

es ist unstrittig dass sich ein Photon (lokal) immer mit c bewegt - Es bewegt sich aber auch in jedem Bezugssystem mit v = c.
Je nach Rahmenbedingungen sind lediglich Auswirkungen auf Frequenz und Energie zu verzeichnen - nie aber auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit c (@EMI: Bitte Widerspruch falls Dein Beitrag #42 lokal zu interpretieren wäre).

Beim Fall "Photon radial nach außen am EH" stellen wir nun aber (leider) den Fall v = 0 aus Sicht Beobachter und damit v = 0 für das Photon im Bezugssystem des Beobachters fest.
Und damit würde dies nach einschlägiger Definition nun einmal ein Ruhesystem darstellen - Oder sehe ich das falsch?

P.S.: Nochmal: Dass es de facto kein Ruhesystem sein kann - kein Widerspruch. Die Definition eines Ruhesystems hat meines Erachtens möglicherweise "etwas Nachbesserungsbedarf".

P.P.S.: Deine Einschätzung zu den "anderen Punkten"?

[Timm]

Hallo SCR,

erst mal soweit:

Zitat von SCR

es ist unstrittig dass sich ein Photon (lokal) immer mit c bewegt

Stimmt.

Es bewegt sich aber auch in jedem Bezugssystem mit v = c

Stimmt nicht bei Raumzeitkrümmung, s. entfernter Beobachter. Für ihn erscheint c umso kleiner, je näher das Photon am Gravitationszentrum ist. Am EH schließlich geht für ihn die Lichtgeschwindigkeit gegen null. Der ganze Sachverhalt ist recht gut aufbereitet in "Kleines 1x1 der Relativitätstheorie" von Gottfried Beyvers / Elvira Krusch, wobei Mathematik der Mittelstufe ausreicht. Ich kann Dir dieses Buch empfehlen.

Beim Fall "Photon radial nach außen am EH" stellen wir nun aber (leider) den Fall v = 0 aus Sicht Beobachter und damit v = 0 für das Photon im Bezugssystem des Beobachters fest.

Stimmt.

Und damit würde dies nach einschlägiger Definition nun einmal ein Ruhesystem darstellen - Oder sehe ich das falsch?

Ich glaube nicht, daß man den Begriff Ruhesystem im Rahmen der ART, wenn es also um Zeitdilatation geht, anwenden kann. Wenn das einer anders sieht, möge er sich bitte äußern. Lokal auch nicht, wie ja schon dargelegt wurde.

Gruß, Timm