Die zwei SRT-Welten des Lichts

[amc]

Zitat von Derrick

bzw. relativisierend zu beantworten sein dürften.

Jo, Herr Relativisator.

Ich bin übrigends der Televisator!

Cheers.

[Bauhof]

Zitat von Derrick

Man sollte daher ausschließlich die Zeitdilatationsformel verwenden, in der das Problem der Lorentztransformation sozusagen herausgekürzt wurde. Dies ist der entscheidende Ansatz meiner Theorie.

Hallo Derrick,

1. Ist die Lorentztransformation ein Problem?

2. Mit der 'Zeitdilatationsformel' meinst du ausschließlich die Eigenzeit-Formel, richtig? Aber die ist auch nur für v<c gültig.

3. Aus der Formel für die Eigenzeit wurde nicht die Lorentztransformation 'herausgekürzt', sondern die Eigenzeit ist aus der Lorentztransformation herleitbar.

4. Du zitierst aus einem alten Beitrag von mir etwas, ich weiß aber nicht mehr was für ein Beitrag das war. Es gibt den Button "Zitieren". Damit wird der zu zitierende Beitrag in deinem Beitrag eingebunden. Verwende bitte künftig den Button "Zitieren", dann weiß man auf welchen Beitrag du dich beziehst. Hier ist kein "Chat", sondern ein Diskussionsforum.

M.f.G. Eugen Bauhof

[Derrick]

Hallo Eugen Bauhof,

Zitat von Bauhof

4. Du zitierst aus einem alten Beitrag von mir etwas, ich weiß aber nicht mehr was für ein Beitrag das war. Es gibt den Button "Zitieren". Damit wird der zu zitierende Beitrag in deinem Beitrag eingebunden. Verwende bitte künftig den Button "Zitieren", dann weiß man auf welchen Beitrag du dich beziehst. Hier ist kein "Chat", sondern ein Diskussionsforum.

Inzwischen habe ich den Zitierknopf gefunden und werde mich an die Regeln halten.

Zitat von Bauhof

2. Mit der 'Zeitdilatationsformel' meinst du ausschließlich die Eigenzeit-Formel, richtig? Aber die ist auch nur für v<c gültig.

zu 2. Möglicherweise ist das der kritische Punkt. Ich habe mich über diesen Punkt (provisorisch) hinweggesetzt und dies wie folgt begründet:

Zitat von Derrick

Hier im Forum sagen Stimmen, dass auch die von mir verwendete Zeitdilatationsgleichung nicht anwendbar sei. Nun habe ich aber festgestellt, dass deren Anwendung zielführend wäre. Hier bitte ich um physikalische Erklärungen, warum, obwohl v=c mathematisch definiert ist, nicht unter physikalischen Gesichtspunkten definiert ist. Ich glaube, dass wir damit weiterkommen.

Zitat von Bauhof

1. Ist die Lorentztransformation ein Problem?

Nicht die Lorentz-Transformation ist das Problem, sondern die Nulldivision. Dadurch macht sie zum vorliegenden Thema keine Aussage im klassischen Sinn.

Zitat von Bauhof

3. Aus der Formel für die Eigenzeit wurde nicht die Lorentztransformation 'herausgekürzt', sondern die Eigenzeit ist aus der Lorentztransformation herleitbar.

Richtig, die Zeitdilatationsgleichung leitet sich aus der Lorentz-Transformation und enthält interessanterweise das Nulldivisionsproblem nicht mehr. Alles was mit Weg und Geschwindigkeit zu tun hat, wurde sozusagen „herausgekürzt“. Das ist der entscheidende Ansatz meiner Theorie.

[Derrick]

Nach den vergangenen Diskussionen zur besseren Lesbarkeit hier noch einmal das Kernergebnis meiner Überlegungen, in einem Satz zusammengefasst:

Der Dualismus des Lichts entspricht in seinen beiden Ausformungen (Teilchen/Welle) uneingeschränkt dem Dualismus der Bezugssysteme der Zeitdilatation (vgl. Zwillingsparadoxon); dabei entspricht die Welle der Beobachterperspektive und das Teilchen der „Perspektive des Photons“.

Im übrigen verweise ich auf den Eingangsbeitrag, der allerdings den Begriff „Ruhesystem“ zu stark betont.

[Bauhof]

Zitat von Derrick

Nach den vergangenen Diskussionen zur besseren Lesbarkeit hier noch einmal das Kernergebnis meiner Überlegungen, in einem Satz zusammengefasst:

Der Dualismus des Lichts entspricht in seinen beiden Ausformungen (Teilchen/Welle) uneingeschränkt dem Dualismus der Bezugssysteme der Zeitdilatation (vgl. Zwillingsparadoxon); dabei entspricht die Welle der Beobachterperspektive und das Teilchen der „Perspektive des Photons“.

Hallo Derrick,

beim Begriff "Perspektive des Photons" gehen unsere Auffassungen auseinander. Warum? Weil es keine "Perspektive des Photons" gibt.

Eine Sicht oder eine Perspektive des Photons wäre nur dann gegeben, wenn es in der SRT lichtschnelle Inertialsysteme gäbe.

Alle Inertialsysteme in der SRT bewegen sich aber relativ zueinander mit einer Geschwindigkeit v<c. Um eine Sicht oder eine Perspektive des Photons anzunehmen, müsste es ein Inertialsystem geben, in dem das Photon ruht. Und das wäre ein lichtschnelles Inertialsystem.

Ja, es ist ein "Kreuz" mit den Inertialsystemen. Hier kannst du Näheres darüber erfahren: Das Kreuz mit den Inertialsystemen.

M.f.G Eugen Bauhof

[Derrick]

Zitat von Bauhof

müsste es ein Inertialsystem geben, in dem das Photon ruht. Und das wäre ein lichtschnelles Inertialsystem.

Genau das postuliere ich in Anmerkung Nr.8:
8. Aus der Perspektive des Photons findet keine Bewegung statt. Aus der Perspektive der Beobachter findet jedoch eine „scheinbare“ (=IS-bezogene) lichtschnelle Bewegung statt. Gruss Derrick

[Hawkwind]

Zitat von Derrick

Genau das postuliere ich in Anmerkung Nr.8:
8. Aus der Perspektive des Photons findet keine Bewegung statt. Aus der Perspektive der Beobachter findet jedoch eine „scheinbare“ (=IS-bezogene) lichtschnelle Bewegung statt. Gruss Derrick

Bin da etwas hilflos bei deiner "Theorie", da ich die neue Physik nicht sehe.

Mittels Gedankenexperiment in ein lichtschnelles IS mit entsprechend phantastischen Eigenschaften zu wählen, ist ja nun keine neue Idee (auch wenn ich es für nicht wirklich sauber halte). Macht z.B. auch Andreas Müller, wie Timm sagte.

Letztlich geht es in der Physik um nichts anderes als Beobachtungen quantitativ korrekt erklären zu können.

Wie müsste denn nun ein Experiment aussehen, mit dessen Hilfe ich diese neuen Hypothesen oder Vorhersagen testen könnte.

Gruss, Hawkwind

[Timm]

Hi Uli,

Zitat von Hawkwind

Mittels Gedankenexperiment in ein lichtschnelles IS mit entsprechend phantastischen Eigenschaften zu wählen, ist ja nun keine neue Idee (auch wenn ich es für nicht wirklich sauber halte). Macht z.B. auch Andreas Müller, wie Timm sagte.

Die Eigenzeit ist proportional zu sqrt(1-v²/c²). Ich glaube eher, daß Andreas Müller und andere, die Behauptung Photonen würden nicht altern, auf eine Grenzwertbetrachtung stützen. Nähert sich v an c an, muß man kein lichtschnelles IS postulieren, oder siehst Du das tatsächlich anders?

Gruß, Timm

P.S. Gute Besserung und komm gut rüber. Manchmal hilft Rotwein!

[Hawkwind]

Zitat von Timm

Hi Uli,


Die Eigenzeit ist proportional zu sqrt(1-v²/c²). Ich glaube eher, daß Andreas Müller und andere, die Behauptung Photonen würden nicht altern, auf eine Grenzwertbetrachtung stützen.

Ja klar, wenn man in den Lorentz-Transformationen v -> c gehen lässt, dann wird das schon sehr nahe gelegt: hätte unser Photon eine Armbanduhr am Handgelenkt, ihr Sekundenzeiger würde sich nicht bewegen.

Zitat von Timm

Nähert sich v an c an, muß man kein lichtschnelles IS postulieren, oder siehst Du das tatsächlich anders?

Nun ja, die Lorentztransformationen sind doch nichts als eine Koordinatentransformation zwischen 2 Beobachtern oder Inertialsystemen, die sich relativ zueinander mit v bewegen. Wenn ich v=c setze, betrachte ich also die Koordinatentransformation zwischen 2 IS, von denen sich eines relativ zum anderen mit c bewegt, also eine Transformation in das Ruhesystem eines Photons. Wie will ich denn das vermeiden?

Es heisst ja auch immer wieder hier "aus der Perspektive des Photons"; d.h. wir haben einen im System des Photons ruhenden Beobachter
... und da dreht sich mir selbst nach all den Jahrzehnten Abstinenz von professioneller Physik immer noch der Magen um.

Aber ich muss zugeben, ich habe dieses Thema in anderen Gruppen schon einige Male, auch mit sehr kompetenten Leuten, debattiert, so auch mit dem Wiener Physiker Arnold Neumaier, der auch auf seiner Homepage speziell diesem Thema einen Abschnitt widmet:
http://www.mat.univie.ac.at/~neum/physik-faq.txt

dort Kap. S3a für alle, die es nicht lassen können.

Es geht los bei

Ein auf einem Lichstrahl plazierter ''Beobachter'' ist aber kein
Beobachter mehr im oben pr"zisierten Sinn. Das Absprechen des
Beobachterstatus hat schon ganz praktische Gr"unde.
Z.B. muss ein auf einem Lichstrahl plazierter ''Beobachter''
masselos sein, sonst f"allt er sofort vom ihn bef"ordernden Photon
herunter. Der ''Beobachter'' k"onnte also h"ochstens das
Photon selbst sein. In welchen Sinn es aber ohne innere Struktur
beobachten k"onnen sollte (es kann keine Messinstrumente,
Aufzeichnungen, und "Ahnliches bei sich haben), bleibt im Dunkeln...

Man kann aber durchaus auf der rein mathematischen Ebene diskutieren,
wie die Welt von einem Photon wahrgenommen w"urde, wenn es beobachten
k"onnte... Ein auf einem Lichstrahl plaziertes, sich also gleichf"ormig
bewegendes und masseloses Photon erlebt die Welt total anders als
ein 'klassischer' Beobachter!!!
...

Leider hat mein Browser irgendein Problem mit dem Zeichensatz!?

Vielen Dank auch für die guten Wünsche; ich wünschen ebenfalls allen hier einen guten Rutsch und ein erfolgreiches neues Jahr.

Gruss,
Hawkwind

[Derrick]

Hier der Rest des Textes:

Ein auf einem Lichstrahl plazierter ''Beobachter'' ist aber kein
Beobachter mehr im oben pr"zisierten Sinn. Das Absprechen des
Beobachterstatus hat schon ganz praktische Gr"unde.
Z.B. muss ein auf einem Lichstrahl plazierter ''Beobachter''
masselos sein, sonst f"allt er sofort vom ihn bef"ordernden Photon
herunter. Der ''Beobachter'' k"onnte also h"ochstens das
Photon selbst sein. In welchen Sinn es aber ohne innere Struktur
beobachten k"onnen sollte (es kann keine Messinstrumente,
Aufzeichnungen, und "Ahnliches bei sich haben), bleibt im Dunkeln...

Man kann aber durchaus auf der rein mathematischen Ebene diskutieren,
wie die Welt von einem Photon wahrgenommen w"urde, wenn es beobachten
k"onnte... Ein auf einem Lichstrahl plaziertes, sich also gleichf"ormig
bewegendes und masseloses Photon erlebt die Welt total anders als
ein 'klassischer' Beobachter!!!

F"ur ein Photon ist m=0 und p daher lichtartig,
p^2 = -(mc)^2 = 0.
Eine 4-Geschwindigkeit l"asst sich nicht mehr definieren
(Division durch Null). Man kann die Weltlinie des Photons
(d.h. den Lichtstrahl) aber nach wie vor durch den Nu s
parametrisieren,
x(s) = x_0 + s p.
Die Beziehung zwischen Nu und Zeit wird zu
t = t0 + s m = t0
unabh"angig von s. Das heisst, das Photon erlebt
zwar den Nu, aber keine Zeit.

Immerhin erlebt ein Photon den Raum, aber ebenfalls auf
seltsame Weise: Sein affiner Ortsraum
R(s) := {x | p dot x = p dot x(s)}
ist ein f"ur allemal fix,
R(s) = R_tau, tau unabh"angig von s
(aber abh"angig von der Weltlinie als Ganzes),
da wegen p dot p = 0 auch
p dot x(s) = p dot (x_0 + s p) = p dot x_0
von s unabh"angig ist.

Eigentlich kein Wunder - da f"ur ein Photon die Zeit
stehenbleibt, lernt es von der 4-dimensionalen Raumzeit
nur drei Dimensionen kennen!

Sein Ortsraum hat ausserdem einige Merkw"urdigkeiten:
Wegen p dot p = 0 ist die Metrik degeneriert und nur noch
semidefinit. Der Abstand
d(x,y) = sqrt((x-y)^2).
hat die Signatur ++0 und verschwindet f"ur alle Punkte x,y,
deren Verbindungsstrecke parallel zur Weltlinie ist.
Das Photon kann also nur zwei Raumdimensionen ausmessen,
die dritte (zum Impuls parallele) ist ''gleichortig'',
im selben Sinn wie in Newtons Raumzeit verschiedene Orte
gleichzeitig sind. Der 3-dimensionale Ortsraum hat also zwei
raumartige Dimensionen und eine lichtartige, ist also sozusagen
eine 3-dimensionale 'Raumlicht' (statt der 4-dimensionalen Raumzeit
des massiven Beobachters.)


Insbesondere befindet sich das Photon immer am 'gleichen' Ort in diesem
metrischen Sinn: Es bewegt sich n"amlich mit fortschreitendem Nu auf
der in seinem 3-dimensionalen affinen Ortsraum befindlichen Weltlinie;
aber die Punkte dieser Weltlinie haben alle den Abstand null
voneinander. (Man nennt das die transversale Natur des Photons.)

Ein echter (massiver) Beobachter l"auft dagegen stets senkrecht
aus seinem aktuellen Raum hinaus und in den infinitesimal
daneben liegenden Raum hinein.


Interessant ist auch, was zwei (massive) Beobachter, die nicht im
selben Boot (d.h. auf derselben Weltlinie) sitzen, erleben.
Die beiden von ihnen wahrgenommenen R"aume haben (generisch) nur
zwei Dimensionen gemeinsam, nicht drei; sie leben daher in
verschiedenen Welten.

Kein Wunder, dass es unter uns Menschen so viele
Missverst"andnisse gibt, weil jeder seine eigene Welt hat !-)


Man hat also eine 4-dimensionale Version des Ph"anomens der
Perspektive. Eine freistehende Wand kann ganz breit oder ganz
schmal aussehen, je nachdem von wo aus man drauf schaut.
Nat"urlich "andert sich die Wand nicht durchs Draufschauen,
aber es sieht so aus. Das gibt den Lorentzkontraktionen eine
anschauliche Interpretation.