Raumkrümmung Gravitation und Zeit (richtig verstanden?)v1.2

Lezaza · Anmeldungsdatum: 27.12.2009 Beiträge: 3

Habe ich die Relativitätstheorie richtig verstanden? (Version 1.2)

Ich habe nur populärwissenschaftliches Wissen über dieses Thema. Daher bitte auch nur auf diesem Niveau antworten. Demütigt mich bitte nicht mit Formel.

Gravitation:
Expansion des Universums:
Das Universum expandiert. Dies kann nicht mit einem Rosinenteig verglichen werden, an dem der Teig sich ausbreitet, während die Rosinen am gleichen Ort bleiben. Es ist mehr mit einem Luftballon zu vergleichen. Ist der Ballon leicht aufgepustet, werden Punkte darauf gemalt. Pustet man den Ballon weiter auf, entfernen sich die Punkte alle gleich von einander. Dabei ist die Ballonhaut eine idealisierte zweidimensionale Fläche, und stellt eine Sublimierung unseres dreidimensionalen Raumes dar, indem einfach eine Dimension weggelassen wird. Jede Bewegung in unserem 3D-Raum wird als Bewegung in der 2D-Fläche dargestellt. Ganz gleich ob Hoch (Runter), Vorwärts (Rückwärts) oder Seitwärts.
Der Raum über und in dem Luftballon ist die 4. Dimension. Der 4D-Raum. Während die zweidimensionale Fläche den sublimierten 3D-Raum darstellt.
Gravitation wird nun als Krümmung dieser Ballonhaut dargestellt.
Ich bemühe mich das ganze objektiv zu sehen. Es ist relativ, ob die Fläche als statisch angesehen wird, welche von Materie eingedellt wird.
Oder als statischer Materie, an der die Fläche (der Raum) zieht, während sie sich ausdehnt.

Die Lichtgeschwindigkeit.
Licht als Teilchen: Bewegt sich ein (fasst) masselose Lichtteilchen im 3D-Raum, ist dies als Bewegung auf einer Fläche sublimierbar (wie oben dargestellt). Sieht man diese Bewegung „von der Seite“; in eine Art Querschnitt, dann dellt entweder diese geringe Masse die Fläche. Oder der der Raum drückt gegen dieses Teilchen, dass mit einer irren Geschwindigkeit versucht tangential dagegen anzukämpfen. Wie ein Mensch der versucht einen Fluss zu durchwaten, während das Wasser an ihm zehrt. Durch diese tangentiale Bewegung entsteht vor dem Teilchen eine art Bugstoswelle. Wie bei einem Schiff, das eine Wasserwelle vor dem Bug herschiebt. Da dies in einer (idealisierten) zweidimensionalen Fläche passiert, ist es eine transversale Bugstoswelle. Diese transversale Bugstoswelle ist ebenso eine Krümmung, wie die durch statische Materie, also Gravitation. Eine höhere Geschwindigkeit oder Masse würde eine stärkere transversale Bugstoswelle bedeuten. Da Lichtteilchen schon das Optimum an Masse/Energie-Verhältnis aufweist, ist weder eine höhere Geschwindigkeit, noch dieselbe Geschwindigkeit mit einer höheren Masse zu erreichen.
Licht als Transversalwelle: Bewegt sich das Licht in der Fläche als Transversalwelle bedeutet dies, dass die Fläche an sich vibriert. Kombiniert mit der Ausdehnungsbewegung der Fläche (Expansion des Universums), werden Wellenberge einfach mitgenommen, während Wellentäler gebremst werden. Dies ist ebenfalls eine Art Bugstoswelle.

Zeit:
Je größer die Gravitation oder Geschwindigkeit umso langsamer vergeht die Zeit. Oder: Zeit verhält reziproker zu Gravitation. Für beide Fälle (Gravitation, Geschwindigkeit) habe ich oben versucht darzustellen, dass Gravitation Trägheit im 4D-Raum ist.
Zeit somit die Geschwindigkeit einer Masse im 4D-Raum.
Damit währen Zeitreisen auch ad absurdum geführt. Währe der 4D-Raum die Zeit, müssten einige Regionen des Universums (des Luftballons) sich in die Vergangenheit oder in die Gegenwart ausbreiten.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einige deiner Formulierungen und Gedanken finde ich schon sehr interessant, andere würde ich, auch beim Versuch, das anschaulich ohne Formeln zu sagen, lieber anders formulieren:

* Bei der Expansion des Universums wird keine Materie im Raum beschleunigt. Sondern es expandiert der Raum, und die Materie darin bleibt dadurch an den selben Stellen dieses Raumes, an denen sie vorher waren. Das ist so ähnlich wie Rosinenteig, der beim Backen aufgeht: Der Teig ist der Raum, und bezogen auf diesen Teig bleiben die Rosinen (die Massen) an derselben Stelle.

* Die "Dellen", die du ansprichst, kommen weniger durch "das Drücken des Raumes" zustande, sondern eher durch "das Drücken der Materie", das die "Dellen im Raum" erzeugt. Das könnte man sich vorstellen wie ein Trampolintuch, das durch einen Basketball eingedellt wird, so dass ein Tennisball, der am Basketball vorbeirollt, aufgrund der Delle im Tuch seine Bewegungsrichtung ändert.

(Die Expansion und die "Gesamtform" des Universums braucht man also erstmal nicht für das Erklären des Zustandekommens von Dellen im Raum dort, wo sich Materie befindet.)

* Deine Formulierung

mayap · Anmeldungsdatum: 15.12.2009 Beiträge: 301

Also mit ART kenne ich mich nur recht oberflächlich aus, aber gerade in dem Zusammenhang muss man sehr vorsichtig sein, was die populärwissenschaftlichen Modelle beschreiben. Es sind extrem starke Vereinfachungen, die versuchen, etwas auf Alltagserfahrungen aufzubauen, was eigentlich nciht darauf aufzubauen ist smile

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Lezaza, wenn du deinen anfänglichen Beitrag editierst, statt einen neuen zweiten Beitrag zu schreiben, kann man nicht mehr nachvollziehen, worauf sich die Antworten in diesem Thread beziehen. So ein Forum funktioniert so, dass du unten deinen neuen Beitrag dranhängst, und nicht deinen ersten Beitrag umänderst smile

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Das, was du mit deinem (zweidimensionalen) Bild mit den Punkten auf dem Luftballon zum Ausdruck bringst, ist dasselbe, wie mit dem (dreidimensionalen) Bild des Rosinenkuchenteigs gemeint ist. Die Punkte auf dem Luftballon und die Rosinen im Teig bewegen sich mit der Hülle oder mit dem Teig mit, wenn der Luftballon aufgeblasen wird bzw. der Teig beim aufgeht.

In einem Rastergitter, das man auf den Luftballon draufmalt, oder in einem Würfelgitter im Teig (man stelle sich einen würfelförmig dunkel-hell gefärbten Marmorteig mit Rosinen drin vor Augenzwinkern

) bleiben die Punkte und die Rosinen an ihrem Gitterplatz.

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Manche deiner anschaulichen Bilder könnte man in der Tat so formulieren, zum Beispiel ist die relativistische Massenzunahme bei hohen Geschwindigkeiten als Zunahme der "Gravitationsdelle" um das Masseteilchen herum deutbar.

Manche Teile deiner anschaulichen Überlegungen kann ich aber nicht mit der tatsächlichen Physik in Verbindung bringen. Besonders wenn man zu sehr ins Detail geht, sind anschauliche Bilder oft nicht gut genug geeignet, um als treffende Analogie standzuhalten.

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Allgemeine, anschauliche Bilder mit Formeln können einem sicher zumindest zu einem Teil eine Anschauung vermitteln von Zusammenhängen in der Relativitätstheorie. Ein wirkliches "Verstehen" ohne jegliche Beschäftigung mit Formeln und den genauen Zusammenhängen, die dahinterstecken, dürfte allerdings sehr, sehr schwierig, wenn nicht gar unmöglich sein.

Ich glaube daher, dass es eher nicht wirklich möglich ist, so etwas "richtig zu verstehen", indem man ausschließlich anschauliche Bilder und Analogien verwendet, aber ganz darauf verzichtet, sich zumindest einen großen Teile der Grundlagen anzueignen, die zu der Beschreibung mit Formeln gehören.

Pujima · Anmeldungsdatum: 13.01.2010 Beiträge: 1

Könntest du einen hinweis auf die wie du sie nennst Grundlagen geben? Ich bin gerade mit dem Abitur fertig und würde mich gern ins Thema vertiefen. Ich weiß aber vor ganzen Unwissen nicht wo ich anfangen soll. javascript:emoticon(' grübelnd

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dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die meisten, die sowas richtig lernen, machen das innerhalb eines Physikstudiums. Da lernt man nicht nur in den ersten Semestern etwas über Grundlagen der Mechanik und einiges der nötigen Mathe-Fitness, sondern kann sich dann oft nach einigen Semestern aussuchen, Wahfachvorlesungen zur Relativitätstheorie zu besuchen. Und danach gibt es dann womöglich noch (je nach Uni) die Möglichkeit, in weiteren Spezialvorlesungen und vielleicht sogar manchmal in einem Seminar ... noch weiter in das Thema einzudringen.

Direkt nach dem Abi haben die meisten noch nicht die Grundlagen dafür parat, um sich da selbst schon (zum Beispiel mit Hilfe von Uniskripten, Physikbüchern und vielleicht sogar schon Physikvorlesungen, die man sich anhört) richtig tief einzuarbeiten. Dafür ist zu diesem Zeitpunkt vielleicht für viele schon recht nett und recht interessant, mal ein bisschen in populärwissenschaftlichem zum Thema zu schmökern.

Viele finden da vielleicht sowas wie "eine kurze Geschichte der Zeit" von Hawking schön. Ein echter Geheimtipp zum populärwissenschaftlichen Einlesen in viele der Grundgedanken der Relativitätstheorie sind vielleicht die ersten Kapitel in "Das elegante Universum" von Brian Greene.