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Einfluß von Massen auf Licht
 
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newview



Anmeldungsdatum: 26.12.2016
Beiträge: 2

Beitrag newview Verfasst am: 26. Dez 2016 11:24    Titel: Einfluß von Massen auf Licht Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Wenn Photonen keine Masse haben, wie können Massen dann Einfluß auf Licht haben? (Rotverschiebung) Gibt es eine Formel zur Berechnung der Massenanziehung auf das Licht?

Meine Ideen:
Photonen habe doch Masse da sie mit Lichtgeschwindigkeit fliegen.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 13870

Beitrag TomS Verfasst am: 26. Dez 2016 12:38    Titel: Antworten mit Zitat

newview hat Folgendes geschrieben:
Photonen habe doch Masse da sie mit Lichtgeschwindigkeit fliegen.

Ich verstehe ich nicht, was du meinst.

Man "erklärt" teilweise, dass bewegte Objekte eine größere "relativistische Masse" hätten; dieser Sprachgebrauch ist veraltet, wurde schon von Einstein abgelehnt, und er ist aus vielen Gründen überflüssig und irreführend.

Bewegte Objekte haben bei derselben Ruhemasse eine größere Gesamtenergie. Ein Objekt mit Ruhemasse m und mit Impuls p eine Gesamtenergie E von



Für Photonen mit Ruhemasse m = 0 folgt



d.h. die Energie wächst linear mit dem Impuls. Eine "relativistische Masse" spielt da gar keine Rolle.

newview hat Folgendes geschrieben:
Wenn Photonen keine Masse haben, wie können Massen dann Einfluß auf Licht haben?

Nach Einstein ist nicht Masse sondern Energie, Impuls und Druck die Quelle der Gravitation.

Stell' dir einen mit heißem Photonengas (Wärmestrahlung) gefüllten Kasten vor. Betrachtet man den Kasten von innen, so kann man die Gesamtenergie E des Photonengases im Wesentlichen mittels der o.g. Formel berechnen. Betrachtet man den Kasten von außen, so kann man ihm eine gravitierende Wirkung zuschreiben, die letztlich aus der Energie des (und dem Druck) Photonengases folgt. Nun schreibt man dem Kasten eine "schwere Masse" M gemäß



zu. Das ist letztlich eine Übersetzung in den Newtonschen Sprachgebrauch. Tatsächlich hat der Kasten vermöge der eingeschlossenen Photonen eine Energie E, und daraus resultiert nach Einsteins ART seine gravitierende Wirkung.

Wir benötigen also weder "Masse", um die Energie der Photonen zu beschrieben, noch "Masse", um eine gravitierende Wirkung zu erklären.

newview hat Folgendes geschrieben:
Gibt es eine Formel zur Berechnung der Massenanziehung auf das Licht?

Ja, so etwas gibt es.

Zunächst mal muss man mittels der ART (genauer: den Einsteinschen Feldgleichungen) die Geometrie der Raumzeit berechnen, die aus einer Energie-Impuls-Verteilung der Materie und Strahlung resultiert (im Falle eines Planeten darf man dazu dann auch gerne Massenverteilung sagen). Anschließend muss man die sogenannte Geodätengleichung lösen. Aus ihr folgen die Bahnen von massebehafteten Körpern (wie Planeten) sowie von masselosen Teilchen (wie Photonen) in dieser Raumzeitgeometrie = im Gravitationsfeld. Für den Newtonschen Grenzfall folgen aus der Geodätengleichung z.B. die seit Newton bekannten elliptischen Umlaufbahnen der Planeten. Einstein hat damit u.a. die Lichtablenkung durch die Sonne berechnet, die dann einige Jahre später im Rahmen einer totalen Sonnenfinsternis auch nachgewiesen werden konnte. Die Berechnung der Lichtablenkung kann auch mit einer „gebastelten“ Newtonschen Variante durchgeführt werden, führt jedoch auf falsche Ergebnisse.
newview



Anmeldungsdatum: 26.12.2016
Beiträge: 2

Beitrag newview Verfasst am: 27. Dez 2016 12:15    Titel: Verrotung des Lichtes Antworten mit Zitat

Je weiter wir ins Weltall hinaus schauen, um so weiter schauen wir zurück in die Zeit in ein damals dichteres Universum. Je weiter wir ins Weltall hinausschauen umso mehr ist das Licht, das von dort kommt Richtung Rot verschoben.
Kann es nicht sein, dass diese Rotverschiebung alleine durch die größere Massendichte hevorgerufen wird?
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