Fragen, die Euch schon immer auf der Seele brannten

[David]

Sagt mal, hat das Forum wieder seine 5 Minuten oder werd ich senil?
Jetzt seh ich hier plötzlich mehrere Beiträge (vor meinem), die vorhin nicht da waren..

Zum Thema: Nur weil wir uns was ausdenken, muss es noch lange keine Realität sein, Stichwort Massenvernichtungswaffen im Irak.
Ansonsten verweise ich mal auf die diversen BG-Foren gleich nebenan, die ganze Magie existiert auch nicht wirklich.

@Ice:
Richtig leeren Raum gibts ja nicht, wenn man nur weit genug weggeht, findet man schon immer irgenteinen Bezugspunkt. Aber frag mich nicht, wie man berücksichtigt, daß sich im Universum ja eigentlich alles irgentwie bewegt.

 

[MK]

@Ice:

Aus dem Relativitätsprinzip folgt unmittelbar, dass es keine Möglichkeit gibt, eine absolute Geschwindigkeit eines Beobachters im Raum zu ermitteln und damit ein absolut ruhendes Bezugssystem zu definieren.

Das besagt aber nicht, dass die Geschwindigkeit eines Objekts nicht absolut sein kann, sondern nur, dass man sie nicht "unparteiisch" bestimmen kann. Logisch betrachtet muss es eine absolute Geschwindigkeit geben, da sie die Basis aller sich für Beobachter ergebenden Veränderungen ist.

Irgendwie habe ich das Gefühl, dass hier noch Missverständnisse herrschen, was eigentlich "Raum" ist. Ich meine mit "leerem Raum" einen "Ort", wo keine Kräfte herrschen, die ein Objekt beeinflussen können. Beobachter beeinflussen das Objekt im Idealfall nicht. Dass ein Beobachter nicht sagen kann, etwas habe sich x weit bewegt, heißt ja nicht, dass es im leeren, eigentlichen Raum keine Bewegung gemacht hat.

 

[Tingil]

Wenn man sich im leeren Raum mit annähernder Lichtgeschwindigkeit (relativ zu ? ) bewegen würde, wäre das so, als wenn man stillstehen würde.

Man kann keine Geschwindigkeit wahrnehmen, wenn man sie nicht messen kann und um sie zu messen braucht man Bezugspunkte.

 

[Diarmuid]

@MK: Danke für Deine Antwort zu "X hoch 0". Das war die erste die ich verstanden habe... Ich find's zwar immer noch unlogisch, habe aber wenigstens verstanden warum das so definiert wurde...

Ich bin beeindruckt von dem in diesem Forum herrschenden intellektuellen Niveau. - und gleichzeitig fühle ich mich auf die Größe eines Kleinzwerges mit Hut reduziert...

 

[MK]

@Tingil: Und da die Bezugspunkte immer Teil des Systems sind, kann man sich auf die Ergebnisse erst verlassen, wenn man "von außen" guckt. Das können wir aber nicht, darum müssen wir uns mit komplizierten Theorien dem annähern, was am meisten Sinn ergibt.

@Diarmuid: Nimm einfach einen großen Hut, den Unterschied merkt keiner.

 

[David]

Selbst wenn es sowas wie leeren Raum geben würde, Geschwindigkeit messen wäre immer noch 'einfach': Etwas aus dem Fenster werfen, und dann messen, wie schnell es zurückbleibt, oder einfach sowas wie eine Lichtschranke aufbauen, also künstliche Bezugspunkte schaffen.

Und da die Geschwindigkeit ja nicht erst entsteht, wenn man solche Hilfsmittel aufbaut, gab es sie auch vorher schon, nur eben nicht für menschliche Sinne wahrnehmbar.

 

[Tingil]

@MK: Definiere "Bezugspunkt"! Definiere "System"! Definiere "von außen"! (Das meine ich ernst.)

Die Relativitätstheorie geht davon aus, daß Geschwindigkeiten immer nur relativ zwischen zwei Systemen angegeben werden. (Alles andere würde auch überhaupt keinen Sinn machen.) Im klassischen Beispiel hat man das System des Beobachters und das System des Raumschiffs, das sich, relativ zum System des Beobachters, mit annähernder Lichtgeschwindigkeit bewegt.

@David: Wenn Du im "leeren Raum" etwas aus dem Fenster werfen würdest, würde es sich mit konstanter Geschwindigkeit weiterbewegen und zwar
a) in die Bewegugnsrichtung des Raumschiffs (mit gleicher Geschwindigkeit) und
b) mit der i.d.R. orthogonal dazu verlaufenden Geschwindigkeit, mit der Du es aus dem Fenster wirfst.
Wie kommst Du zu der Annahme, daß es "stehenbleiben" würde?
Damit hast Du auch wieder nur ein weiteres System geschaffen, das sich relativ zu Deinem System bewegt, nichts absolutes.
Wenn Du eine Lichtschranke aufbaust, hast Du auch wieder ein weiteres System, das sich relativ zu Deinem bewegt.

Es gibt nichts absolutes.

 

[Umbriel]

Wenn man im vollkommen leeren Raum etwas aus dem Fenster des Busses werfen würde, würde es sich doch nach dem Trägheitsgesetz mit derselben Geschwindigkeit wie der Bus weiter fortbewegen, oder etwa nicht?

Wenn man dann im vollkommen leeren Raum eine Lichtschranke aufbauen würde (mal angenommen, das wäre irgendwie möglich) - wie versichert man sich, dass man sich beim Aufbauen nicht auch bewegt (und damit das aufgebaute Messinstrument auch), mit menschlichen Sinnen wahrnehmbare Bezugspunkte gibt es ja nicht?

Dabei noch eine Frage an die bewanderten Physiker hier: Wie hoch kann (bzw. darf) die Relativgeschwindigkeit zwischen zwei geradlinig aufeinander zu bewegten Koordinatensystemen (in denen sich jeweils ein "stillstehender" Beobachter befindet) höchstens sein, wenn die Annahme gilt, dass sich beide Systeme in einem übergeordneten, "stillstehenden" und absolut angenommenen System befinden?

Nach meinen Überlegungen müsste sie sehr knapp unter 2c liegen (da sich ja beide Bezugssysteme mit knapp unter c bewegen dürften, wegen dem materiellen Beobachter). Kann dann aber der eine Beobachter den anderen Beobachter überhaupt noch wahrnehmen? Und darf die Relativgeschwindigkeit c überhaupt überschreiten (rein energetisch müsste das ja möglich sein)?
Und vor allem, angenommen, man definiert eines der bewegten Systeme als absolut und ruhend (obwohl es sich "in Wirklichkeit" im Bezug auf das übergeordnete System mit fast c bewegt), dann würde sich das andere System ja mit einer scheinbaren "Absolutgeschwindigkeit" von 2c bewegen, was ja ausgeschlossen ist. Was darf man also einfach definieren? Darf irgendein System jemals als absolut angesehen werden ("beweisen" können wir es ja nicht)? Wenn nicht, inwiefern können wir dann die RT überhaupt irgendwo sinnvoll anwenden?
Und habt ihr schon so einen Knoten im Hirn wie ich?

*sich auch einen großen Hut aufsetzt*


Tante Edith sagt: Tingil war zuerst da! - und hat schon 80 % der Fragen beantwortet ... :-P

 

[David]

Ups, das mit dem aus dem Fenster werfen stimmt natürlich, hatte da doch eher nen Segelschiff, das seine Knoten zählt, als nen Raumschiff im Kopf.
(Retten könnte man die Idee evtl., indem man das Teil vor dem Anschalten des Triebwerkes zurücklässt)

Aber bei der Lichtschranke hätte man doch keine anderen Probleme, wie wenn man die Erde oder sonstwas als Bezugspunkt nimmt?
Oder gibts irgentwo im Universum einen Punkt, der sich nicht irgentwie bewegt?

 

[Umbriel]

Hm - für irgendwelche Bewegungsexperimente im Weltraum würde ich auch nicht die Erde als Bezugspunkt nehmen, genausowenig wie die Sonne, die Galaxis oder sonst irgendetwas.
Am "korrektesten" wäre es mMn das "Zentrum" des Universums zu nehmen, also derjenige Punkt, von dem aus sich der Raum nach dem Urknall begann auszubreiten ... aber wie findet man den?

 

[David]

Wenn der Raum unendlich sein soll, wäre das Zentrum dann nicht eigentlich überall?

Und wie war das in der Urknall-Theorie noch gleich?
War da nicht aller Raum auf einen Punkt zusammengepresst, so daß es außerhalb davon eigentlich nix gegeben hat?
Genauso wie die Zeit erst beim Urknall angefangen haben soll, es also kein Vorher gab?
In dem Fall gäbe es ja gar keinen Punkt in unserem heutigen Raum, an dem der Urknall stattgefunden hat, weils diesen Raum damals ja noch gar nicht gab.

Ich bin btw. ziemlich sicher, daß man sich über diese Geschichte irgentwann genauso lustig machen wird wie wir heute über die flache Erde..
Evtl. passen unsere Naturgesetze ja nur solange man sich in Größenordnungen bewegt, die wir kennen, und eine Hochrechnung der daraus gewonnen Formeln führt in die Irre.
Bei Sachen wie Urknall oder Lichtgeschwindigkeit liegt zumindest die Vermutung nahe, daß da das letzte Wort noch nicht gesprochen ist.
Die Quantenphysik scheint ja auch zu seltsamen Resultaten zu führen, die nicht in unsere Alltagserfahrung passen.

Aber nochmal wegen der Geschwindigkeitsmessung:
Wenn absolute Geschwindigkeit nicht geht, könnte mans ja mal so versuchen: Man nimmt an, daß die Relativitätstheorie stimmt, und misst einfach mit hochpräzisen Uhren, wie schnell die Zeit vergeht. Über die Realtivitätstheorie müsste man dann doch aus der unterschieldich schnell vergehenden Zeit die Geschwindigkeitsdifferenz ausrechnen können?

Also etwa so:
In dem Moment wo das Raumschiff losfliegt startet eine Uhr im Schiff und eine, die man zurücklässt. Dann fliegt das Raumschiff ein paar Tage lang mit konstanter Geschwindigkeit (wobei das auch nicht einfach sein dürfte, ohne Reibung wird man ja bei konstanter Energie immer schneller) im Kreis, bis es wieder bei der Uhr ist, hält an, und vergleicht die vergangene Zeit. Dann weiß man, wieviel schneller als die Uhr man bei dieser Maschinenleistung unterwegs war. Das Ganze kann man dann solange wiederholen, bis man zu fest aufs Gaspedal getreten hat, und verschwunden ist.

Vorläufiges Fazit: Raumschiff fliegen ist doof, gefährlich, kompliziert und sinnlos.

 

[Tim]

Hhmm... interessante Sache das. Aber ich finde ihr geht das Thema zu wissenschaftlich an.

Die Wissenschaft an sich stößt an Grenzen. Einsteins Relativitätstheorie ist auch nicht das non Plus Ultra Auch wenn sie so einigermaßen als erwiesen anzusehen ist :P

Fakt ist: Unser Organismus, unser Auge ist daran gebunden Lichtreflektionen wahrzunehmen um die Umwelt zu erkennen. Daher ist für den menschlichen Organismus die Lichtgeschwindigkeit die größte WAHRNEHMBARE Geschwindigkeit. Wenn die Wissenschaft eine Möglichlichkeit finden würde Tachionen zu beweisen und für uns sichtbar zu machen, wären wir einen Schritt weiter.

Der Bus, der Mit Lichtgeschwindigkeit fliegt oder fährt, ohne Rücksicht auf die Massenträgheit oder den Abrieb der Reifen bei der Wahnsinnigen Geschwindigkeit zu nehmen, ist für das Menschliche Auge nicht mehr Wahrnehmbar. In der reinen Logik sollte bei einem einschalten des Lichtes für uns Menschen nichts passieren nach dem jetzigen wissenschaftlichen Stand. Das Licht ist halt an, aber die Photonen sind nicht in der Lage die Fläche vor dem Bus zu erreichen bevor der Bus drüber fährt

Just my 2 cents

 

[David]

Naja, aber wenn die Wissenschaftler zugeben würden, daß man über den Bereich der Realität, in dem sich der Mensch bewegt, eigentlich fast alles weiß, wären sie ja arbeitslos.

Mittlerweile muß man eben bis zu solch abstrakten Rechenspielchen wie Lichtgeschwindigkeit, dunkle Materie, Quantenphysik oder Urknall gehen, wenn man noch was wirklich bahnbrechend Neues finden will.
Nichtmal die Marsmenschen sind heute noch eine Option für den Nobelpreis, da hattens frühere Generationen irgentwie einfacher.

 

[Tingil]

@Umbriel: Ok, nehmen wir einmal an, wir hätten 3 Systeme. System P des Beobachters, System Q des einen Raumschiffs und System R des anderen Raumschiffs. Nehmen wir ferner an, die Systeme Q und R würden sich relativ zum System P mit je 99,9% C aufeinander zu bewegen.
Für den Beobachter in System P wäre das ziemlich einfach: Die Systeme Q und R bewegen sich mit 99,9% C.
Wie würde das Ganze nun für einen Beobachter in System Q aussehen? Nun, System P würde sich relativ zu ihm mit einer Geschwindigkeit von 99,9% C bewegen und Sytem R... würde sich mit nahezu 100% C bewegen. C wird R auch für Q niemals erreichen . Dafür hätte System R für System Q aber einen höheren Massegewinn als R für P. Die Energie wird beim Beschleunigen (Beschleunigung ist auch relativ) einfach zu Masse anstatt zu Geschwindigkeit.

@David: Bei Kreisflügen hast Du alles andere als eine "gleichförmige Bewegung" (= Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit), da Du ständig Deine Geschwindigkeit änderst. Geschwindigkeit ist eine gerichtete Größe, d.h. wenn Du die Richtung änderst, änderst Du auch die Geschwindigkeit. (Du bremst in die eine Richtung ab und beschleunigst in eine andere), aber das nur 'mal so am Rande.
Selbst wenn Du ein solches Experiment machen würdest, könntest Du hinterher auch nur sagen, wie die beiden Zeiten sich relativ zueinander verhalten.

Was den "Punkt" des Urknalls in unserem Raum angeht, also sozusagen den Ursprung (wenn es sowas überhaupt gibt), so ist der doch auch nichts anderes, als jeder beliebige andere Punkt im Raum, wenn es darum geht, Geschwindigkeiten zu messen. Von daher ist es völlig schnuppe, ob man nun von diesem "Ursprung" oder von irgendeinem anderen Punkt aus mißt.

@Tim: Die Relativitätstheorie geht weit über das Wahrnehmbere hinaus, von daher wäre es eher ein Schritt zurück, die Beobachtungen nur auf das vom Menschen wirklich wahrnehmbare zu reduzieren.
Die spezielle Relativitätstheorie ist ansich ziemlich simpel, da sie sich hauptsächlich mit Gendankenexperimenten beschäftigt, die jeder nachvollziehen kann.

 

[David]

Also läufts doch darauf hinaus, daß man Geschwindigkeiten niemals absolut messen kann, sondern nur relativ?
Insofern wüsste man erst, daß man zuschnell war, wenn man dank Lichtgeschwindigkeit plötzlich weg ist.

Dann wärs eigentlich auch egal, ob man einen leeren Raum hat oder nicht, denn die wirkliche Geschwindigkeit könnte man ja weder mit noch ohne Bezugspunkte messen. Also wäre das vor dem Start aus dem Fenster geworfenen Stück Blech genausogut wie jeder Planet oder jede Sonne.

Also bleiben wir doch lieber auf der Erde, da haben wir solche Probleme nicht.

 

[Belkar]

Man kann aber nicht mit (Über)Lichtgeschwindigkeit unterwegs sein, sondern braucht immer einen Bezugspunkt. Und wenn du den hast, dann kommt die SRT ins Spiel...

 

[MK]

Definiere "Bezugspunkt"!

Ein Teil eines System, mit dessen Hilfe man die Veränderung anderer Teile des selben System relativ zum ersten Teil wahrnehmen/messen kann.


Definiere "System"!

http://de.wikipedia.org/wiki/System


Definiere "von außen"! (Das meine ich ernst.)

Alles, was nicht zum System gehört, also nicht den Gesetzen des Systems unterworfen ist und somit nicht in Wechselwirkung zu allen Teilen des Systems steht.


Die Relativitätstheorie geht davon aus, daß Geschwindigkeiten immer nur relativ zwischen zwei Systemen angegeben werden.

Wir reden aneinander vorbei. Ich spreche nicht von verschiedenen Systemen, sondern einem einzigen, in dem für alle Teile die selben Regeln gelten. Ob die Teile wiederrum eigene Systeme sind, ist irrelevant, da diese Teilsysteme für sich genommen als Ganzes betrachtet werden. Das kann man deshalb machen, weil sie als Teile des gleichen übergeordneten Systems den selben Regeln unterworfen sind. Auswirkung von Teilsystemen auf das übergeordnete System können die Regeln des übergeordneten Systems nicht verletzen, somit ist egal, ob es sich bei den Teilen um eigene Systeme handelt oder nicht. Klar soweit?


Im klassischen Beispiel hat man das System des Beobachters und das System des Raumschiffs

Für die die selben physikalischen Regeln gelten. Erst ein Beobachter, der nicht Teil des übergeordneten Systems ist, könnte wirklich erkennen, wie die wahre Natur dieser beiden Teilsysteme ist, da er die "Position" der Teile im Ganzen sehen kann. Als Teil des Systems kann man das nicht, weil man auf Bezugspunkte angewiesen ist, die sich von einem selbst nicht unterscheiden.


Es gibt nichts absolutes.

Ja, "innerhalb" des Systems.


Also läufts doch darauf hinaus, daß man Geschwindigkeiten niemals absolut messen kann, sondern nur relativ?

Ja. Allerdings drehen wir uns im Kreis, denn damit ist die Frage nach einer absoluten Geschwindigkeit noch nicht beantwortet. Es ist z.B. durchaus möglich, dass es absoluten Stillstand gibt, wir werden ihn aber nie messen können, da wir niemals wissen werden, wie wir uns als Teil des System wirklich verhalten. Wir haben einfach keinen Bezugspunkt, der uns einen Blick auf das Ganze gewährt, weil wir nur ein Teil des Ganzen sind. Ich hoffe, das ist verständlich...


Der Kniff bei der RT ist nun, dass man eine absolute Höchstgeschwindigkeit annimmt, die von Relationen zwischen den Teilen des Systems, für das die Höchstgeschwindigkeit gilt, losgelöst ist. Das macht von außen betrachtet Sinn (kein Teil des Ganzen kann sich schneller als der erlaubte Wert bewegen), von innen betrachtet ergibt sich dann aber das Paradoxon, dass sich Geschwindigkeiten nicht über die Höchstgeschwindigkeit hinaus addieren können, was eben deshalb unlogisch erscheint, weil man alles nur relativ sieht.

 

[Ice]

Tsaya: Meine Meinung: 2a
Einfach weil diese Annahme eine ganze Menge Seltsamkeiten wie z.B. schwarze Löcher und Zeitdilatation beseitigt, und dann die ganze das-Pferd-am-Hintern-Aufzäunen-Mathe (wo sich Zeit und Längen verändern damit die Geschwindigkeit die von diesen Grössen abhängig ist konstant bleiben kann - Ockams Rasiermesser lässt grüssen!) verschwindet.

MK: "Logisch betrachtet muss es eine absolute Geschwindigkeit geben, da sie die Basis aller sich für Beobachter ergebenden Veränderungen ist."
Ja, aber nur wenn man an der Relativitätstheorie festhält, siehe oben.
Apropos: Niemand bestreitet die Äquivalenz von Materie und Energie (ähhm - zumindest ich nicht!), aber das mit dem absolut konstanten c ist IMO Quatsch. Zudem fühlt sich dann die ganze Quantenmechanik schon viel besser an, wenn ich das mal so salopp formulieren darf.


@Relativitätstheorie: Das Paradoxon, dass A und B sich relativ zu C mit annähernd Lichtgeschwindigkeit c bewegen können und daraus eine relative Bewegung von A zu B untereinander mit annähernd 2c ergeben könnte, löst man mit der Lorentz-Transformation. Darüberhinaus wird postuliert, dass ein von A abgestrahlter Lichtstrahl A mit c und bei B auch mit c ankommt. Man lässt die Zeit sich dehnen und den Raum verändern damit das geht.
DAS meine ich ja mit "das-Pferd-am-Hintern-Aufzäunen-Mathe".
Und das ganze Theater nur, weil man bei Teilchenbeschleunigern festgestellt hat, dass man zum Beschleunigen von ein paar subatomaren Teilchen auf sagen wir mal 99% von c die selbe Energie braucht als wollte man klassisch gerechnet meinetwegen einen Lastwagen auf 0.99c beschleunigen. Daher das Konzept des Massezuwachses und der ganze Rattenschwanz des übrigen (teilweise daraus folgenden) Krempels...


Gruss, Ice

 

[Tsaya]

@David:
Deswegen heißt das Ding doch Relativitätstheorie

@Tim:
Genau genommen ist die Lichtgeschwindigkeit auch nicht als höchste mögliche Geschwindigkeit definiert sondern als höchste Geschwindigkeit, mit der eine Informationsübertragung stattfinden kann (Masse ist in diesem Fall Information).
Höhere Geschwindigkeiten sind durchaus denkbar und auch im Alltag erwiesen. So bewegt sich zum Beispiel, wenn du eine Schere schließt, der Kreuzungspunkt an dem sich die beiden Klingen selbiger treffen, kurz vor dem Ende der Schließbewegung mit Überlichtgeschwindigkeit. Das hat praktisch halt nur keine Relevanz weil der Punkt nicht "echt" ist und keinerlei Information enthält.

Beim Thema Tachyonen wäre ich auch vorsichtig, mehr als eine mathematische Spielerei ist das nämlich bisher nicht. Nur weil die Relativitätstheorie diese Teilchen mathematisch zulässt müssen sie nicht existieren. Mit Mathematik lässt sich ne Menge Unsinn "beweisen", wenn man nur will

 

[MK]

"Logisch betrachtet muss es eine absolute Geschwindigkeit geben, da sie die Basis aller sich für Beobachter ergebenden Veränderungen ist."
Ja, aber nur wenn man an der Relativitätstheorie festhält, siehe oben.

Ob Relativitätstheorie oder nicht, ich sehe keine Alternative zu der Annahme, dass jeder Bewegung eine absolute Geschwindigkeit zugrunde liegt. Alles andere wäre einfach nur unlogisch, wenn man davon ausgeht, dass die physikalischen Regeln in unserem Universum wirklich universell sind (und unser Universum somit das übergeordnete System ist, von dem ich die ganze Zeit spreche).

... eine wesentliche Eigenschaft der Lorentz-Transformation ist, dass nur Transformationen erlaubt sind, die zwischen Systemen stattfinden, deren Relativgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreitet.

Das ist genau das, was ich mühsam zu erklären versuche.