Bezugssystem eines Photons

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

Ich hab damal ne Frage, weil ich momentan über die Verschränkung nachdenke und ich schon ziemliche Kopfschmerzen habe.

Wenn so ein Photon tatsächlich mit der Grenzgeschwindigkeit fliegt.
dann müßte doch der Raum in Bewegungsrichtung komplett auf 2dimensionnen schrumpfen. das heißt aber auch 2 Photonen die entgegengesetzer Richtung in unseren Bezugssystem fliegen. wären nie räumlich getrennt in ihrem Bezugssystem.

Wenn es sich wellenartig nach Quantenphysik in allen richtung des Raums ausbreitet, schrumpft ja der Raum komplett zu einem geometrischen Punkt.

Wenn so ein Photon entsteht durch einen Kristall geht in 2 verschränkte aufgespaltet wird dann durch einen Filter geht und schließlich aufprallt. Dann vergeht eigentlich im Bezugsystem des Photons nie Zeit.

Die Zeit steht eigentlich da drinnen immer Still. das bedeutet ja es müsste schon immer dagewesen sein, sowas wie eine Enstehung und ein Ableben gibt es dann nicht. weil dazu bedarf es zeit.
Durch die Raumschrumpfung müsste es an allen orten gleichzeitig existieren.

pfffff grübelnd

Ich glaub ich kapier da eigentlich gar nichts , ob da je jemand ne Lösung findet.

ich hab schon alleine Vorstellungsprobleme wenn ich mir ein Raumschiff mit Lichtgeschwindigkeit vorstelle. weil dann das Raumschiff in seinen Bezugssystem gleich groß bleibt aber der Raum auf null schrumpft. dann müssten ja sein kanten über den raum ragen, wie soll das gehen.

Okay das geht sowieso nicht. Aber irgendwie sagt mir das das dadurch die Formel E= m*c² unvollständig ist, wenn der Weltraum begrenzt sein soll,denn die Ursprungslänge eines Körpers darf nicht größer sein als die durch Längenkontraktion enstandene Raumlänge in Bewegungsrichtung, weil sonst die Kanten aus den Raum ragen was nicht gehen dürfte.

Aber irgendwie wirds kompliziert wenn man sich dinge vorstellt die mit der Grenzgeschwindigkeit fliegen.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18026

Das "Maß für den Abstand" zweier Punkte ist in der Relativitätstheorie das "invariante Längenquadrat"

Der Vorteil dieses "Abstandsbegriffs" ist, dass er invariant ist beim Wechsel des Bezugssystems, d.h. egal von welchem Sysem aus man diesen Abstand betrachtet, der Zahlenwert ist immer identisch.

Betrachtet man nun ein Photonen (1), das von einer Lichtquelle ausgesandt werden, so lautet das "Abstandsquadrat" von der Lichtquelle

Für den Ort des Photons können wir schreiben

Dies ergibt schließlich

D.h. das Photon hat immer den "Abstand" Null von der Lichtquelle. Allerdings handelt es sich dabei nicht um einen gewöhnlichen Abstand im dreidimensionalen Raum, sondern in der vierdimensionalen Raumzeit.

Betrachtet man nun zwei Photonen, die von der Lichtquelle in entgegengesetzte Richtungen ausgesandt werden, so lautet das "Abstandsquadrat"

Für den Ort der Photonen können wir schreiben

Dies ergibt schließlich

Das negative Vorzeichen bedeutet einen "raumartigen" Abstand. Der echte räumliche Abstand, gemessen im Laborsystem, beträgt tatsächlich erwartungsgemäß

Eine Lorentztransformation ins bewegte Bezugssystem wird hier singulär, da es sich um ein mit Lichtgeschwindigkeit bewegtes Bezugssystem handelt. Wir müssen diese aber auch gar nicht durchführen, da wir ja den "vierdimensionalen verallgemeinerten Abstandsbegriff" verwendet haben und dieser für alle Bezugssysteme, d.h. insbs. auch das eine Photons, gültig bleibt. Und demzufolge gilt auch aus Sicht eines der beiden Photonen, dass das jeweils andere das "Abstandsquadrat"

hat.

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5041

Dass Photonen im Vakuum kein Ruhesystem haben, geht bereits aus dem zweiten Einsteinschen Postulat hervor. Damit erübrigen sich alle entsprechenden Spekulationen.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18026

Welche Spekulationen?

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5041

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18026

Ich denke, wenn VeryApe hier derartige Fragen vernünftig stellt, hat er das Recht auf eine vernünftige Antwort.

Deine Antwort besagt lediglich: "lerne die RT, dann brauchst du keine derartigen Fragen stellen". Das hilft ihm wahrscheinlich unheimlich weiter ...

Außerdem interessiert es dich vielleicht, dass man sowohl in Quantenfeldtheorien als auch in der Stringtheorie das sogenannte "infinite momentum frame" bzw. die "Lichtkegeleichung" untersucht. Die Vorgehensweise ist nicht ganz unproblematisch, weil es sich sozusagen um einen singulären Limes der Lorentztransformation handelt, aber völlig abwegig ist das nicht.

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5041

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

ich dachte eigentlich das ich die SRT verstanden hab, zwar autodidakt, hab also keine Vorlesungen genossen, deswegen seh ich auch die Gleichungen von TomS zum ersten Mal.

also der Abstand -4c²t², darunter kann ich mir nichts vorstellen.
Aber du sagst also das mit der Lorentztransformation im Bezugssystem des Lichteils der räumliche Abstand doch singulär wird.

Stimmt das so.

übrigens interessant das man hier die wurzel von -4c²t² mit 2ct angibt.
Also das minus ist hier wohl nicht mathematisch sondern was weiß ich.

wurzel aus einer negativen zahl naja. da müste bei mir was mit i herauskommen.
sehe gerade da gehts nur um den Betrag.

mit der ART hab ich mich noch wenig beschäftigt.

Ich meinte auch das zwischen den Vorgang der Erzeugung und des Ablebens in unserem Bezugssystem zeit vegeht aber im Bezugssystem des Photons keine Zeit vergangen ist.

Ich weiß nicht ich hab irgendwie das Gefühl bei der Verschränkung das da zwar für uns zwei Photonen ersichtlich sind aber irgendwie das ein einziges ist und das gar nicht getrennt ist.

@ TomS und DrStupid

wegen dem ganzen werdet ihr euch doch nicht die haare kriegen.

Mit Meinungsverschiedenheiten muß man leben können.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18026

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

Das heißt also eine Argumentation oder Vorstellung nach unserer Raumvorstellung bringt im Bezugssystem Photon nichts. Da zwar alle an ein und denselben Punkt liegen von unserem Raumverständnis her aber eben sich nicht gegenseitig beeinflussen können und somit vierdimensional trotzdem getrennt sind.

Das heißt im Bezugsystem eines Photons eilt ein anderes diesen mit Lichtgeschwindigkeit voraus.

Jetzt dachte ich aber wenn nun 2 Raumschiffe mit Lichtgeschwindigkeit fliegen so darf ich sie in ein und dasselbe Bezugssystem stecken.

Diese Ansicht ist aber falsch. wenn nun das eine Raumschiff den anderen auf dessen Bezugssystem mit Lichtgeschwindigkeit vorauseilt und das andere auf unser Bezugsystem gesehens schon mit Lichtgeschwindigkeit fliegt. Dann fliegt dieses natürlich auf unser Bezugssystem gesehen auch mit Lichtgeschwindigkeit.

Somit darf man nicht mehr auf gleichwertig schließen. was unter der Lichtgeschwindigkeit ja möglich ist. sprich bei Geschwindigkeiten kleiner als die Lichtgeschwindigkeit.

Ich meins jetzt 2 Raumschiffe miteinander technisch verkoppelt fliegen mit Lichtgeschwindigkeit ein drittes daneben mit Lichtgeschwindigkeit.

Von den 2 gekoppelten kann man wohl annehmen das diese sich im selben gleichwertigen Bezugssystem befinden. Beim dritten ist es unklar.
es kann sowohl im selben sein. Als auch mit Lichtgeschwindigkeit diesen voraus eilen.

Das heißt also Licht eilt Licht voraus. Aber vielleicht sind ja alle Photonen doch im selben Bezugssystem.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18026

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

mir ist nun klar das ich einen Denkfehler hatte.

in jeden Bezugssystem ist die Lichtgeschwindigkeit eine universelle konstante.

Dadurch gibts kein Bezugssystem das ich wählen kann um das Photon im Ruhsystem zu beschreiben.

Das macht ja auch weiteren sinn. da die Längenkontraktion gegen null geht und materie nie lichtgeschwindigkeit erreicht aufgrund der Massenzunahme.

Ich wollte mir irgendwie eine Erklärung ableiten das ein und dasselbe Photon in unserem Bezugssystem an verschiedenen Orten gleichzeitig existieren kann.

Ich wollte irgendwie darauf hinaus das die Verschränkung nix anderes ist als wie das wechselwirkungsprinzip.

Stell ich mir die Wechselwirkung als Vektor vor so ist das reactio auf das actio in allen Punkten genau gleich nur in entgegengesetzter Richtung.

Wenn also nicht die Richtungsverschiedenheit wäre könnte man meinen das wär ein und dasselbe.
actio ist das reactio oder reactio ist das actio.

Da gibts keinen Unterschied nur die Richtungsverschiedenheit. also ne Art Symmetrie Spiegelung.

für mich ist nicht klar ob denn nun eine Kraft eine Beschleunigung erzeugt
oder die Beschleunigung die Kraft, denn beides gibts nur in wechselwirkung.
Genauso ob das huhn vor dem Ei da war oder das ei vor dem Huhn.
Das kann man nicht trennen.

Demnach müsste auch Ursache gleich Wirkung sein und Wirkung gleich Ursache, eine Kausalität gibt es dann nicht.

Aufgabe der Kausalität.
Ursache und Wirkung ist dasselbe.

Es ist ja schließlich auch bezeichnend das die Naturgesetze nicht verletzt werden, wenn die Zeit rückwärts abläuft.
wobei ja die Wirkung zu Ursache wird und die Ursache zur Wirkung.