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Zwei entgegengesetzte Laserpointer
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gott



Anmeldungsdatum: 07.09.2023
Beiträge: 1

Beitrag gott Verfasst am: 07. Sep 2023 22:11    Titel: Zwei entgegengesetzte Laserpointer Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Nehmen wir zwei Laserpointer (A und B) und halten sie in entgegengesetze Richtung. Nun schalten wir sie an. Was genau sorgt dafür, dass sich Photonen aus Pointer A nicht bewegen, damit Photonen aus Pointer B sich mit maximal c relativ zu Poton A bewegen kann? Oder bewegen sich beide Photonenstränge nur mit jeweils 1/2 c, weil sie wissen, dass die Relativitätstheorie sonst Unsinn wäre und das wollen Photonen ja bekanntlich nicht. :-)

Meine Ideen:
Meine Idee ist ganz simpel: Hinsehen (bspw. beim Experiment), verstehen was der Fall ist und erst dann nachdenken.
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3406

Beitrag ML Verfasst am: 08. Sep 2023 00:32    Titel: Re: zwei entgegengesetzte Laserpointer Antworten mit Zitat

Oh mein Gott, smile

gott hat Folgendes geschrieben:

Nehmen wir zwei Laserpointer (A und B) und halten sie in entgegengesetze Richtung. Nun schalten wir sie an. Was genau sorgt dafür, dass sich Photonen aus Pointer A nicht bewegen, damit Photonen aus Pointer B sich mit maximal c relativ zu Poton A bewegen kann? Oder bewegen sich beide Photonenstränge nur mit jeweils 1/2 c, weil sie wissen, dass die Relativitätstheorie sonst Unsinn wäre und das wollen Photonen ja bekanntlich nicht. :-)


Es gibt hier zwei Probleme:
a) verwechselst Du die Relativgeschwindigkeit mit der Geschwindigkeitsdifferenz und
b) willst Du (wahrscheinlich) Aussagen zu Geschwindigkeiten treffen, die irgend jemand aus dem "Ruhesystem eines Photons" treffen würde

zu a)
Wir wechseln kurz zu massebehafteten Objekten. Wenn Du ein massebehaftetes Objekt A mit nach links und ein anderes massebehaftetes Objekt B mit nach rechts schickst, dann haben sie eine Geschwindigkeitsdifferenz von . Zur Berechnung subtrahierst Du schlicht die Geschwindigkeiten, die Du in Deinem Ruhesystem misst.

Die Relativgeschwindigkeit wäre die Geschwindigkeit, die man im Ruhesystem von Objekt A für das Objekt B messen würde bzw. umgekehrt. Diese beträgt in diesem Fall etwa

zu b)
Das Ruhesystem eines Photons ist kein sinnvolles Bezugssystem für die Messung von Geschwindigkeiten.


Viele Grüße
Michael
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18206

Beitrag TomS Verfasst am: 08. Sep 2023 07:07    Titel: Antworten mit Zitat

Zu a) d.h. zur Berechnung der Relativgeschwindigkeit, in Einheiten der Lichtgeschwindigkeit, also c=1:



Die Größe ist jedoch für sich betrachtet physikalisch irrelevant, sie ist in keinem Experiment beobachtbar sondern wird lediglich zur Berechnung benötigt. Deswegen würde ich ihr auch keinen Namen geben.

Zu b) d.h. zum Grenzfall, in dem eines der beiden Objekte ein Lichtsignal ist: mit folgt



d.h. die Formel liefert die korrekte Relativgeschwindigkeit zwischen einem beliebigen Objekt mit und einem Lichtsignal.

ML hat Folgendes geschrieben:
Das Ruhesystem eines Photons ist kein sinnvolles Bezugssystem

ist aber korrekt.

Für sehr kleine Geschwindigkeitsbeträge



folgt aus der o.g. relativistischen Formel die Formel



als nicht-relativistische Näherung.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
gott2



Anmeldungsdatum: 09.09.2023
Beiträge: 37

Beitrag gott2 Verfasst am: 09. Sep 2023 17:32    Titel: Re: zwei entgegengesetzte Laserpointer Antworten mit Zitat

Danke für eure Antworten. Hatte ein Problem mit meinem emailaccount, deshalb musste ich mich nochmal neu anmelden mit neuem Namen.


ML hat Folgendes geschrieben:
Oh mein Gott, smile


Es gibt hier zwei Probleme:
a) verwechselst Du die Relativgeschwindigkeit mit der Geschwindigkeitsdifferenz [...]


Das wäre möglich, hängt davon ab, worin man genau den Unterschied versteht. Was ich meinte, ist die Geschwindigkeit, mit der sich zwei Objekte (in diesem Fall eben Photonen) von einander entfernen.


Nun ist mir bereits bekannt, dass man bei großen Geschwindigkeiten in der Physik nicht so rechnet wie bei herkömmlichen Bewegungen. Der Grund dafür ist mir aber noch nicht verständlich.


Dazu mal einen Vergleich, an dem mein Verständnisproblem vielleicht besser erkennbar wird.

Nehmen wir zwei Züge und lassen sie paralleel zueinander fahren mit jeweils gleicher Geschwindigkeit v1=v2. Auf Grund der paralleelen Bahn ist die Geschwindigkeit mit der sich die Züge voneinander (noch nicht) entfernen = Null. Nennen wir diese Geschwindigkeit v3. Nun ändert sich die Bahn eines der beiden Züge, so dass er eine lange Kurve um 180° hinlegt und danach in entgegengesetzter Richtung fährt. v3 steigt nun während der gesamten Bahnänderung von anfänglich v3=0 auf v3=v1+v2 beim Erreichen der entgegengesetzetn Richtung. Ich denkie mal soweit ist aus mechanischer Sicht alles korrekt beschrieben.


Beim Licht muss es nun etwas geben, was verhindert, dass v3>v1 rsp. v3>v2 wird. So habe ich eure Erläuterungen erst einamal verstanden. Nur was genau soll das sein?

Als Vergleichsversuch bietet sich hier evtl. an, einen der beiden o.g. Laserpointer sukzessive rotieren zu lassen, da Photonen ja keine Kurvenbahnen von sich aus absolvieren können. Sollte aber im Endergenbis dieselbe Fragestellung offen lassen.. nämlich, warum summieren sich die Geschindigkeiten bei einem Wikel von >90° plötzlich nicht mehr, wenn sie doch bei einem Winkel <90° problemlos allen mathematischen Ansprüchen genügen? Also was genau ist der phisikalische Grund?


Willkommen im Physikerboard!
Du hast Dich nun zweimal angemeldet, gott wird daher demnächst gelöscht.
Viele Grüße
Steffen
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18206

Beitrag TomS Verfasst am: 09. Sep 2023 18:12    Titel: Re: zwei entgegengesetzte Laserpointer Antworten mit Zitat

gott2 hat Folgendes geschrieben:
Nehmen wir zwei Züge und lassen sie paralleel zueinander fahren mit jeweils gleicher Geschwindigkeit v1=v2. Auf Grund der paralleelen Bahn ist die Geschwindigkeit mit der sich die Züge voneinander (noch nicht) entfernen = Null. Nennen wir diese Geschwindigkeit v3. Nun ändert sich die Bahn eines der beiden Züge, so dass er eine lange Kurve um 180° hinlegt und danach in entgegengesetzter Richtung fährt. v3 steigt nun während der gesamten Bahnänderung von anfänglich v3=0 auf v3=v1+v2 beim Erreichen der entgegengesetzetn Richtung. Ich denkie mal soweit ist aus mechanischer Sicht alles korrekt beschrieben.

Nein, ist es nicht. Man muss die von mir genannte Formel benutzen.

gott2 hat Folgendes geschrieben:
Beim Licht muss es nun etwas geben …

Nein, beim Licht gibt es nichts spezielles, die genannte Formel ist universell gültig. Beim Licht ist lediglich der Effekt nicht klein, wie bei Zügen.

gott2 hat Folgendes geschrieben:
Als Vergleichsversuch bietet sich hier evtl. an, einen der beiden o.g. Laserpointer sukzessive rotieren zu lassen, da Photonen ja keine Kurvenbahnen von sich aus absolvieren können. Sollte aber im Endergenbis dieselbe Fragestellung offen lassen.. nämlich, warum summieren sich die Geschindigkeiten bei einem Wikel von >90° plötzlich nicht mehr, wenn sie doch bei einem Winkel <90° problemlos allen mathematischen Ansprüchen genügen?

Auch das trifft nicht zu.

Bei Licht ist die Situation etwas komplizierter, weil der Grenzfall v = c betrachtet werden muss. Deswegen ist es sinnvoll, das alles anhand von Objekten mit v < c zu diskutieren.

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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
gott2



Anmeldungsdatum: 09.09.2023
Beiträge: 37

Beitrag gott2 Verfasst am: 09. Sep 2023 18:40    Titel: Antworten mit Zitat

@TomS

Deine Formel bezieht sich, wenn ich dich richtig verstehe auf den Sachverhalt Objekt::Lichtsignal. Wobei ich hier erstmal annehme, dass mit Objekt ein materielles Objekt gemeint ist, also irgend ein Gegenstand. Hm.

Ok, ich formuliere mal meine Ausgangsfrage etwas allgemeiner ohne physikalischen "Ballast". Betrachten wir statt Objekten und Lichtsignalen einfach zwei mathematische Punkte im Raum, die jeweils einer Eigenbewegung unterliegen. Das heißt: es gibt einen Punkt x im Raum, von dem aus sie sich (auch für sich jeweils allein betrachtet) entfernen.

Wäre Deine Formel auch hier angebracht, und wenn ja warum bzw. wozu? Denn mE wäre zumindest aus rein math. Sicht erst einmal keinerlei Einschränkung der theoretischen Maximalgeschwindigkeit nötig.

Gehen wir zurück ins Feld der Physik, muss es doch irgend einen objektiv messbaren Grund geben, warum da eine andere Formel nötig wird.

Der Punkt erschließt sich mir noch nicht.
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3406

Beitrag ML Verfasst am: 09. Sep 2023 20:03    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

gott2 hat Folgendes geschrieben:

Betrachten wir statt Objekten und Lichtsignalen einfach zwei mathematische Punkte im Raum, die jeweils einer Eigenbewegung unterliegen. Das heißt: es gibt einen Punkt x im Raum, von dem aus sie sich (auch für sich jeweils allein betrachtet) entfernen.

Im Gedankenexperiment kann man sich viel überlegen. Am Ende kommt es darauf an, in welchem mathematischen Raum Du Dich bewegst und ob dieser die gleiche Struktur aufweist wie der "echte" physikalische Raum.

Der Minkowski-Raum ist ein mathematischer Raum, dessen Strukturen eine korrekte Beschreibung der relativistischen Physik unterstützen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Minkowski-Raum

Zitat:

Gehen wir zurück ins Feld der Physik, muss es doch irgend einen objektiv messbaren Grund geben, warum da eine andere Formel nötig wird.

Stell Dir eine entfernte Lichtquelle L und zwei Beobachter B1 und B2 vor.
- B1 ruht relativ zur Lichtquelle. Wenn er die Lichtgeschwindigkeit misst, so kommt heraus.
- B2 läuft auf die Lichtquelle zu. Wenn er die Lichtgeschwindigkeit misst, so kommt ebenfalls das gleiche heraus, obwohl man aufgrund des Laufens eine etwas höhere Geschwindigkeit hätte erwarten können.

Dieser Zusammenhang ist gemeint, wenn man von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit spricht. Eine Folgerung daraus ist, dass sich Geschwindigkeiten nicht einfach so mit "Plus" addieren, sondern mithilfe der Formel für die relativistische Geschwindigkeitsaddition
https://en.wikipedia.org/wiki/Velocity-addition_formula

Für kleine Geschwindigkeiten geht diese Formel in die normale Addition der Einzelgeschwindigkeiten über, die wir aus dem Alltag kennen.


Viele Grüße
Michael
Aruna_Gast
Gast





Beitrag Aruna_Gast Verfasst am: 09. Sep 2023 21:00    Titel: Antworten mit Zitat

gott2 hat Folgendes geschrieben:

Gehen wir zurück ins Feld der Physik, muss es doch irgend einen objektiv messbaren Grund geben, warum da eine andere Formel nötig wird.
.



Zitat:
Um Einsteins Schritt zu verstehen, sei hier noch einmal die Ausgangslage zusammengefasst, insbesondere mit Blick auf die theoretischen und experimentellen Voraussetzungen[...]:

1. Die Maxwell-Lorentzsche Elektrodynamik von 1895, welche die mit Abstand erfolgreichste Theorie war. Die Lichtgeschwindigkeit ist gemäß dieser Theorie konstant in allen Richtungen im Äther und unabhängig von der Geschwindigkeit der Lichtquelle.
2. Die Unauffindbarkeit eines absoluten Bewegungszustandes als Konsequenz des negativen Ausgangs aller Ätherdrift-Experimente wie auch der Tatsache, dass die Effekte der elektromagnetischen Induktion nur von der Relativbewegung abhängig sind.
3. Das Fizeau-Experiment.
4. Die Existenz der Aberration des Lichts.

Für die Lichtgeschwindigkeit und die damals diskutierten Theorien hat dies folgende Konsequenzen:

    Die gemessene Lichtgeschwindigkeit setzt sich nicht additiv zusammen aus der Vakuumlichtgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit eines bevorzugten Bezugssystems, wegen 2. Dies steht im Widerspruch zur Theorie des ruhenden oder teilweise mitgeführten Äthers.

    Die gemessene Lichtgeschwindigkeit setzt sich nicht additiv zusammen aus der Vakuumlichtgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit der Lichtquelle, wegen 1 und 3. Dies steht im Widerspruch zur Emissionstheorie.
    Die gemessene Lichtgeschwindigkeit setzt sich nicht additiv zusammen aus der Vakuumlichtgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit eines mitgeführten Mediums innerhalb bzw. in der Nähe der Materie, wegen 1, 3 und 4. Dies steht im Widerspruch zur Theorie der vollständigen Äthermitführung.

    Die gemessene Lichtgeschwindigkeit in bewegten Medien setzt sich nicht direkt zusammen aus der Lichtgeschwindigkeit im ruhenden Medium und der Geschwindigkeit des Mediums, sondern folgt dem Fresnelschen Mitführungskoeffizienten, wegen 3.


Nun ist es zwar immer möglich, diverse Ad-hoc-Hypothesen einzuführen, um eine bestimmte Theorie zu retten, jedoch werden in der Wissenschaft solche „Verschwörungen“ von Effekten, die bestimmte Entdeckungen verhindern, als recht unwahrscheinlich eingestuft. Verzichtet man wie Einstein auf Hilfshypothesen und auf unbeobachtbare Eigenschaften, folgt aus obiger Aufstellung (und einer Vielzahl weiterer Experimente, die bis heute durchgeführt wurden[W 1]) unmittelbar die Gültigkeit des Relativitätsprinzips und die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in allen Inertialsystemen.


de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_der_speziellen_Relativit%C3%A4tstheorie#Spezielle_Relativit%C3%A4tstheorie_2
gott2



Anmeldungsdatum: 09.09.2023
Beiträge: 37

Beitrag gott2 Verfasst am: 09. Sep 2023 21:44    Titel: Antworten mit Zitat

Danke an @ML und @Aruna_Gast.

Damit hat sich zumindest ein Teil für mich geklärt (hoffe ich). Ist auch etwas kompliziert, ständig zwischen theoretischen Beobachterpositionen gedanklich hin und her zu pendeln. :-)


Wenn ich soweit eure und TomS Ausführungen richtig verstanden habe, müsste sich bei dem von mir inszenierten "Modellversuch" mit den beiden Lichtquellen in entgegengesetzter Richtung folgendes Ergebnis zeigen: von keiner der beiden Seiten ließe sich eine größere Geschwindigkeit als c messen, selbst dann nicht, wenn das Messgerät sich auf die jeweilige Quelle zubewegt (bzw. von ihrem Pendant wegbewegt, darum gings ja eigentlich). Dennoch aber verändert sich weder v1 noch v2 selbst, so dass ihre bloße Addition c ergeben würde.


In mir rumort der Verdacht, dass dies aber evtl. nur daran liegen könnte, dass es keine Messgeräte gibt, die selbst mit v=c sich bewegen ließen. Wie dem auch sei.. ich muss das ein wenig verarbeiten.

Vielen lieben Dank für eure Hilfe.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18206

Beitrag TomS Verfasst am: 10. Sep 2023 09:26    Titel: Antworten mit Zitat

Die tiefere Begründung liegt in der Geometrie der Raumzeit.

Startet man mit einen beliebigen Beobachter B und einem bzgl. diesem Beobachter mit Geschwindigkeit v bewegten Objekt, so kann man die Addition von Geschwindigkeiten immer dadurch herleiten, dass man einen zweiten Beobachter B' einführt, der sich bzgl. des ersten selbst mit Geschwindigkeit u' bewegt. Sie Frage ist dann, welche Geschwindigkeit v' das o.g. Objekt bzgl. des zweiten Beobachters B' hat.

Dies alleine legt die Regel für die Addition von Geschwindigkeit nicht fest. Eine zulässige Regel ist z.B. die bekannte Addition aus der Newtonschen Mechanik.

Legt man nach Einstein fest, wenn v = c bzgl. des ersten Beobachters B gilt, dann muss auch v' = c bzgl. des zweiten Beobachters B' gelten, so folgt (mit ein paar technischen Annahmen) eindeutig die Geschwindigkeitsaddition nach Einstein.

Dazu führt man statt v die sogenannte Vierergeschwindigkeit V ein. Für diese gilt eine lineare Transformation Lambda, die sogenannte Lorentz-Transformation, so dass für beliebig bewegte Beobachter B', B'' … mit u', u', u'' …immer V', V'' … mit





gilt.

Übersetzt man dies zurück in die normalen Geschwindigkeiten v, v' … etc. so folgt die relativistische Geschwindigkeitsaddition. Die geometrische Struktur ist dann jedoch nicht erkennbar.

Diese Symmetrie unter Lorentz-Transformationen ist das geometrische Fundament der Relativitätstheorie. c als universelle Grenzgeschwindigkeit ist nicht auf dem Spezialfall von Licht beschränkt. Es gibt auch keinen besonderen dynamischen Effekt bei Licht.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Four-velocity
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Lorentz_transformation

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gott2



Anmeldungsdatum: 09.09.2023
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Beitrag gott2 Verfasst am: 10. Sep 2023 14:04    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo TomS

Ich glaube, ich habe die Problematik jetzt soweit verstanden. Will aber nochmal sicher gehen, dass wir nicht aneinander vorbei reden.

Ich habe dazu zwei pics angehängt. Das eine zeigt in etwa, wie ich mir den Modellversuch vorstelle. Das zweite zeigt, wie ich eure bisherigen Antworten verstanden habe. Wenn ich also soweit richtig liege, bezieht sich der Einsteinsche Ansatz auf genau die Hälfte meines Gedankenexperiments. So dass für sA die von Dir vorgeschlagene Formel stimmig wäre. Ich habe mir das jetzt damit erklärt, dass sowohl Emissionsquelle als auch Spiegel und Beobachter einer Geschwindigkeit v unterliegen könnten. Ich hoffe ich bringe nichts durcheinander.

Insofern widerspräche der relativistische Ansatz auch nicht meiner anfänglichen Vermutung, dass sich beide Photonenstränge mit 2c voneinander entfernen. Denn - so mein bisheriger Schluß - wäre die Formel einfach mit 2 zu multiplizieren, denn wir reden ja über zwei voneinader unabhängige Photonen mit jeweils eigenem Weg s.



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TomS
Moderator


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Beitrag TomS Verfasst am: 10. Sep 2023 14:31    Titel: Antworten mit Zitat

Du darfst nicht von deinem nicht-relativistischen Verständnis von Relativgeschwindigkeiten ausgehen; das führt zu nichts. Das gilt leider auch für deine Skizzen.

Und du solltest dir das zunächst nicht mit Photonen überlegen, da der Grenzfall v = c teilweise problematisch ist.

Aus Sicht eines ruhenden Beobachters fliegt ein Raumschiff mit v < c nach rechts, ein zweites mit -v nach links. Die Relativgeschwindigkeit beider Raumschiffe ist < c. Dies gilt auch für kompliziertere Fälle mit nicht-parallelen Richtungen.

Tatsache ist: es gibt keine Relativgeschwindigkeiten > c. Das ist eine Konsequenz der Geometrie. Wann immer du auf Relativgeschwindigkeiten > c stößt, ist deine Argumentation entweder falsch, oder du bezeichnest etwas als Relativgeschwindigkeit, was keine ist.

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gott2



Anmeldungsdatum: 09.09.2023
Beiträge: 37

Beitrag gott2 Verfasst am: 10. Sep 2023 15:10    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:

Tatsache ist: es gibt keine Relativgeschwindigkeiten > c. Das ist eine Konsequenz der Geometrie. Wann immer du auf Relativgeschwindigkeiten > c stößt, ist deine Argumentation entweder falsch, oder du bezeichnest etwas als Relativgeschwindigkeit, was keine ist.


Das wäre nach meinem Verständnis auch kein Problem, denn mit welchem Begriff man letztendlich das Verhältnis (relatio) zweier Photonen zueinander ausdrückt, ist eher sekundärer Natur. Wichtig sind die Tatsachen. Da stimmen wir überein. Und genau aus diesem Grund hatte ich den theoretischen Aufbau auch so gewählt, denn er impliziert ein paar Vorteile. A) wir reden nicht über irgendwelche hochkomplizierten Vorgänge im Labor, sondern etwas, was praktisch jeder im Wohnzimmer ausprobieren könnte. Zwei Laserpointer in die Hand genommen und schauen was passiert. Das Ergebnis ist soweit klar: es erscheinen Punkte an den jeweilgen Wanden. B) Wir können auf genug physikalisches Wissen zurückgreifen, sodass wir schon bei bloßer theoretischer Anordnung genau vorhersagen können, wie das Ergebnis ausfällt. Denn alle nötigen Größen sind bekannt.


Wichtig dabei ist, dass 2 Photonen sich die Gesamtstrecke teilen. Und sie entfernen sich sukzessive voneinander. Das sind die Tatsachen. Denken wir uns nun ein Vergleichsobjekt, dass sie gesamte Strecke sA+sB in der gleichen Zeit zurücklegen müsste, die sich Photon A und Photon B geteilt haben, dann müsste (Konjunktiv!) sich dieses Ohjekt mit 2c bewegen, was nach bisherigem Kenntnisstand nicht geht. Zumindest kennen wir solche Objekte nicht. Ist auch nicht relevant, denn wir betrachten 2 Objekte, die sich die Gesamtarneit teilen. Und genau deshalb weiß man auch welches Ergebnis der Versuch liefern würde.


Ihr habt mir aber dennoch wirklich weiter geholfen. Denn ich denke, dass sich dadurch in Zukunft Ungenauigkeiten und der Formulierung - was genau meint man eigentlich - hier und dort vermeiden lassen.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18206

Beitrag TomS Verfasst am: 10. Sep 2023 15:26    Titel: Antworten mit Zitat

Siehe oben; m.E. gehst du das Thema falsch an.
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gott2



Anmeldungsdatum: 09.09.2023
Beiträge: 37

Beitrag gott2 Verfasst am: 10. Sep 2023 16:29    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Siehe oben; m.E. gehst du das Thema falsch an.


Ja, vermutlich. Ich hätte vielleicht nicht am Anfang von Relativität sprechen sollen. Das hat vermutlich die Assoziationen etwas getrübt.

Mir geht es um den Abstand zweier Photonen, der sich nachweislich ändert. Das heißt, es gibt eine Geschwindigkeit v mit der sich ihr Abstand zueinander vergrößert. Im Grunde soweit unproblematisch.

Die zu erwartenden Ergebnisse des Versuchs sind daher eindeutig und kaum diskutabel.

Die Frage ist mE eher, wie geht man damit um, denn irgendein relevanter Einfluß auf bisherige Erkenntnisse der Physik ist damit ja nicht wirklich gegeben. Ich würde aber auch nicht sagen wollen, dass es Wissen ist, was die Welt nicht braucht. :-)
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5064

Beitrag DrStupid Verfasst am: 10. Sep 2023 16:46    Titel: Antworten mit Zitat

gott2 hat Folgendes geschrieben:
Mir geht es um den Abstand zweier Photonen, der sich nachweislich ändert. Das heißt, es gibt eine Geschwindigkeit v mit der sich ihr Abstand zueinander vergrößert. Im Grunde soweit unproblematisch.


Geschwindigkeit ist die Änderung eines Ortes mit der Zeit. Du redest hier über die Änderung eines Abstandes mit der Zeit. Die hat zwar die Dimension einer Geschwindigkeit, aber es ist keine und sollte deshalb auch nicht so genannt werden. Das mag jetzt kleinlich klingen, aber in der Naturwissenschaft ist es wichtig, Fachbegriffe mit ihrer korrekten Bedeutung zu verwenden. Andernfalls kommt es zu Missverständnissen. Das scheint bei Dir der Fall zu sein.
Aruna_Gast
Gast





Beitrag Aruna_Gast Verfasst am: 10. Sep 2023 16:58    Titel: Antworten mit Zitat

gott2 hat Folgendes geschrieben:

Die Frage ist mE eher, wie geht man damit um, denn irgendein relevanter Einfluß auf bisherige Erkenntnisse der Physik ist damit ja nicht wirklich gegeben. Ich würde aber auch nicht sagen wollen, dass es Wissen ist, was die Welt nicht braucht. :-)


Wie geht man womit um?
Von welchem "Wissen" sprichst Du?
grübelnd
gott2



Anmeldungsdatum: 09.09.2023
Beiträge: 37

Beitrag gott2 Verfasst am: 10. Sep 2023 17:13    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
gott2 hat Folgendes geschrieben:
Mir geht es um den Abstand zweier Photonen, der sich nachweislich ändert. Das heißt, es gibt eine Geschwindigkeit v mit der sich ihr Abstand zueinander vergrößert. Im Grunde soweit unproblematisch.


Geschwindigkeit ist die Änderung eines Ortes mit der Zeit. Du redest hier über die Änderung eines Abstandes mit der Zeit. Die hat zwar die Dimension einer Geschwindigkeit, aber es ist keine und sollte deshalb auch nicht so genannt werden. Das mag jetzt kleinlich klingen, aber in der Naturwissenschaft ist es wichtig, Fachbegriffe mit ihrer korrekten Bedeutung zu verwenden. Andernfalls kommt es zu Missverständnissen. Das scheint bei Dir der Fall zu sein.


Hm. Da muss ich nachhaken. Wenn sich der Abstand zwischen zwei Dingen ändert, ändert sich implizit der Ort mindestens von einem der beiden Dinge. Oder? Welches der beiden DInge sich tatsächlich bewegt und in Bezug auf was ist eine andere Frage, aber ich denke, wegen der Ruhemasse = Null können wir davon ausgehen, dass keines der beiden betrachteten Photonen am Ort stehten bleibt.

ps: Ja, ich verwende wahrscheinlich zu oft Begriffe, die schon mit anderen Kontexten fest belegt sind. Das lässt sich aber meistens klären, wenn dem so ist.
gott2



Anmeldungsdatum: 09.09.2023
Beiträge: 37

Beitrag gott2 Verfasst am: 10. Sep 2023 17:34    Titel: Antworten mit Zitat

Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:
gott2 hat Folgendes geschrieben:

Die Frage ist mE eher, wie geht man damit um, denn irgendein relevanter Einfluß auf bisherige Erkenntnisse der Physik ist damit ja nicht wirklich gegeben. Ich würde aber auch nicht sagen wollen, dass es Wissen ist, was die Welt nicht braucht. :-)


Wie geht man womit um?
Von welchem "Wissen" sprichst Du?
grübelnd


Hallo Aruna

Das "damit/womit" bezieht sich auf den Umstand, den ich weiter oben schon beschrieben habe, nämlich, dass zwei Photonen zusammen in entgegengesetzter Richtung eine Strecke in der Zeit t absolvieren, die - würde sie von einem einzelnen Objekt/Punkt/Entität/was auch immer absolviert - mit v= 2c nur zu erklären wäre. Und allein der Ausdruck 2c löst verständlicherweise Unbehagen aus, weil dann vermutlich sofort assoziiert wird, hier ginge es um die Bewegung von Körpern.

Das "Wissen" bezieht sich auf das zu erwartende Ergebnis der von mir angedachten Versuchsanordnung. Es sei denn jemand möchte behaupten, dass dabei völlig unerwartbare Ergebnisse kämen, dann würde ich den Begriff Wissen natürlich zurückstellen und von Hypothesen sprechen. Ich denke aber nicht dass dem so ist.
antaris



Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 477
Wohnort: In einem chaotischen Universum

Beitrag antaris Verfasst am: 10. Sep 2023 18:13    Titel: Antworten mit Zitat

gott2 hat Folgendes geschrieben:

Das "damit/womit" bezieht sich auf den Umstand, den ich weiter oben schon beschrieben habe, nämlich, dass zwei Photonen zusammen in entgegengesetzter Richtung eine Strecke in der Zeit t absolvieren, die - würde sie von einem einzelnen Objekt/Punkt/Entität/was auch immer absolviert - mit v= 2c nur zu erklären wäre.


TomS hat Folgendes geschrieben:

Zu b) d.h. zum Grenzfall, in dem eines der beiden Objekte ein Lichtsignal ist: mit folgt



d.h. die Formel liefert die korrekte Relativgeschwindigkeit zwischen einem beliebigen Objekt mit und einem Lichtsignal.


Wenn in dem Beispiel v_1 = 1 und v_2 < 1 ist, so musst du v_2 doch auch nur auf 1 setzen um zwei Lichtsignale miteinander zu vergleichen, wobei dann v_rel = 0 ist.

Wenn es für Licht, also bei v=c kein Ruhesystem gibt, dann kann man dass m.E. nur vom Ursprung aus betrachten, also zwischen den beiden Laserpointern bzw. dort wo das Licht emittiert wird. Der Ursprung befindet sich zu beiden Lichtsignalen in Ruhe und für beide Lichtsignale gilt dann v=c, relativ zum Ursprung?


Zuletzt bearbeitet von antaris am 10. Sep 2023 18:15, insgesamt 2-mal bearbeitet
Aruna_Gast
Gast





Beitrag Aruna_Gast Verfasst am: 10. Sep 2023 18:14    Titel: Antworten mit Zitat

gott2 hat Folgendes geschrieben:
Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:
gott2 hat Folgendes geschrieben:

Die Frage ist mE eher, wie geht man damit um, denn irgendein relevanter Einfluß auf bisherige Erkenntnisse der Physik ist damit ja nicht wirklich gegeben. Ich würde aber auch nicht sagen wollen, dass es Wissen ist, was die Welt nicht braucht. :-)


Wie geht man womit um?
Von welchem "Wissen" sprichst Du?
grübelnd


Hallo Aruna

Das "damit/womit" bezieht sich auf den Umstand, den ich weiter oben schon beschrieben habe, nämlich, dass zwei Photonen zusammen in entgegengesetzter Richtung eine Strecke in der Zeit t absolvieren, die - würde sie von einem einzelnen Objekt/Punkt/Entität/was auch immer absolviert - mit v= 2c nur zu erklären wäre. Und allein der Ausdruck 2c löst verständlicherweise Unbehagen aus, weil dann vermutlich sofort assoziiert wird, hier ginge es um die Bewegung von Körpern.


Bei wem soll das Unbehagen auslösen?
Wenn jemand behauptet, dass ein Körper, eine Wirkung oder eine Information mit einer Geschwindigkeit größer c ausbreiten, löst das eher Unglauben aus.
Mit zwei Photonen, von denen eines von Ort A an den Ort B und das andere vom Ort A in entgegengesetzter Richtung an den Ort C fliegt, kann man aber keine Information von B nach C übertragen.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5064

Beitrag DrStupid Verfasst am: 10. Sep 2023 18:48    Titel: Antworten mit Zitat

gott2 hat Folgendes geschrieben:
Wenn sich der Abstand zwischen zwei Dingen ändert, ändert sich implizit der Ort mindestens von einem der beiden Dinge. Oder?


Ja, zumindest in klassischer Mechanik und spezieller Relativitätstheorie ist das so.

gott2 hat Folgendes geschrieben:
Welches der beiden DInge sich tatsächlich bewegt und in Bezug auf was ist eine andere Frage, aber ich denke, wegen der Ruhemasse = Null können wir davon ausgehen, dass keines der beiden betrachteten Photonen am Ort stehten bleibt.


Das ist zwar korrekt, ändert aber nichts am eigentlichen Problem, dass Du etwas als Geschwindigkeit bezeichnest, was keine ist und Dich dann darüber wunderst, dass es nicht die Eigenschaften hat, die man von einer Geschwindigkeit erwartet. Das ist ungefähr so, als wenn Du ein Huhn als Auto bezeichnest und Dir dann den Kopf darüber zerbrichst, warum es keine Räder hat.
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3406

Beitrag ML Verfasst am: 10. Sep 2023 22:25    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

gott2 hat Folgendes geschrieben:

ps: Ja, ich verwende wahrscheinlich zu oft Begriffe, die schon mit anderen Kontexten fest belegt sind. Das lässt sich aber meistens klären, wenn dem so ist.

schau Dir mal zum Reinkommen in die Thematik die Videos zum Minkowski-Diagramm an.

https://www.youtube.com/watch?v=RtJpyzDejaw
https://www.youtube.com/watch?v=1R6j-VFAxyM

Das Grundproblem beim Verständnis ist, dass Längen und Zeitdauern in unterschiedlichen Bezugssystemen unterschiedlich gemessen werden. Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit ist dabei nur der Anfang. Eine Konsequenz ist auch, dass unterschiedliche Beobachter verschiedene Ereignisse als gleichzeitig bezeichnen.
So etwas gibt es in der Newtonphysik nicht. Ursache von alledem ist die spezielle Geometrie der Raumzeit.

Viele Grüße
Michael


Zuletzt bearbeitet von ML am 10. Sep 2023 22:30, insgesamt einmal bearbeitet
gott2



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Beitrag gott2 Verfasst am: 10. Sep 2023 22:28    Titel: Antworten mit Zitat

Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:

Mit zwei Photonen, von denen eines von Ort A an den Ort B und das andere vom Ort A in entgegengesetzter Richtung an den Ort C fliegt, kann man aber keine Information von B nach C übertragen.


Sehe ich genauso. Deswegen schrieb ich ja irgendwo weiter oben, dass ein "Objekt", was dies ermöglichen würde, mit 2c unterwegs sein müsste, was aber nicht geht. Ist aber nicht schlimm, denn wir haben ja realistische Werte zum Vergleich, nämlich c und nochmals c. Auch wenn einige hier meinen, dass man das nicht einfach additiv zusammenrechnen könnte, zeigt uns der alltägliche Umgang mit Laserpointern, dass es eben doch so ist. Bspw. wenn man als Architekt den Abstand zu Brückenpfeilern messen möchte. Diese Werte sind eben deshalb verlässlich, weil es dort keine offenen Fragen gibt. Stell Dir vor, man würde den Abstand zwischen drei Pfeilern messen und das Ergebnis wäre das gleiche als würde man nur den Abstand von zwei der drei Pfeiler messen. Klingt absurd oder?
ML



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Beitrag ML Verfasst am: 10. Sep 2023 22:33    Titel: Antworten mit Zitat

gott2 hat Folgendes geschrieben:
Auch wenn einige hier meinen, dass man das nicht einfach additiv zusammenrechnen könnte, zeigt uns der alltägliche Umgang mit Laserpointern, dass es eben doch so ist.

Ich sagte schon einmal, dass die Differenz von zwei Geschwindigkeiten etwas anderes ist als eine Relativgeschwindigkeit. Niemand hat gesagt, man könne nicht einfach Geschwindigkeiten zusammenrechnen. Ganz im Gegenteil. Ich habe gesagt, man kann das. Man kriegt dann aber eben nicht die Relativgeschwindigkeit heraus.
gott2



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Beitrag gott2 Verfasst am: 10. Sep 2023 22:41    Titel: Antworten mit Zitat

Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:

Mit zwei Photonen, von denen eines von Ort A an den Ort B und das andere vom Ort A in entgegengesetzter Richtung an den Ort C fliegt, kann man aber keine Information von B nach C übertragen.


Sehe ich genauso. Deswegen schrieb ich ja irgendwo weiter oben, dass ein "Objekt", was dies ermöglichen würde, mit 2c unterwegs sein müsste, was aber nicht geht. Ist aber nicht schlimm, denn wir haben ja realistische Werte zum Vergleich, nämlich c und nochmals c. Auch wenn einige hier meinen, dass man das nicht einfach additiv zusammenrechnen könnte, zeigt uns der alltägliche Umgang mit Laserpointern, dass es eben doch so ist. Bspw. wenn man als Architekt den Abstand zu Brückenpfeilern messen möchte. Diese Werte sind eben deshalb verlässlich, weil es dort keine offenen Fragen gibt. Stell Dir vor, man würde den Abstand zwischen drei Pfeilern messen und das Ergebnis wäre das gleiche als würde man nur den Abstand von zwei der drei Pfeiler messen. Klingt absurd oder? Das ist aber ungefähr die Aussage, die man formulieren müsste, wenn man davon ausgeht, dass sich Photonen in entgegengesetzter Richtung nur mit v=c von einander entfernen.


@ML danke für die Links zum Minkowski-Raum. Scheint mir nicht wirklich das zu thematisieren, worum es mir hier geht.


ps: Vielleicht, um das nochmal zu unterstreichen: es geht hier nicht um die Frage, wie sich massehafte Körper im Raum bewegen und ein Beobachter diese wahrnimmt mittels Lichtsignalen, sondern darum, wie sich zwei Lichtsignale zueinander verhalten.


Zuletzt bearbeitet von gott2 am 10. Sep 2023 22:56, insgesamt einmal bearbeitet
nub
Gast





Beitrag nub Verfasst am: 10. Sep 2023 22:48    Titel: Antworten mit Zitat

Für einen aussenstehenden Beobachter ist es klar das niemals eine Information von B nach C übertragen wird aber das muss sie ja auch nicht, woher soll B oder C wissen das eine Information überhaupt da ist. Sowas wie absolute Gleichzeitigkeit gibt es nicht, es ist immer eine Kombination aus Zeit und Ort.
gott2



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Beitrag gott2 Verfasst am: 10. Sep 2023 23:16    Titel: Antworten mit Zitat

ML hat Folgendes geschrieben:
gott2 hat Folgendes geschrieben:
Auch wenn einige hier meinen, dass man das nicht einfach additiv zusammenrechnen könnte, zeigt uns der alltägliche Umgang mit Laserpointern, dass es eben doch so ist.

Ich sagte schon einmal, dass die Differenz von zwei Geschwindigkeiten etwas anderes ist als eine Relativgeschwindigkeit. Niemand hat gesagt, man könne nicht einfach Geschwindigkeiten zusammenrechnen. Ganz im Gegenteil. Ich habe gesagt, man kann das. Man kriegt dann aber eben nicht die Relativgeschwindigkeit heraus.


Ja, tut mir leid, ich hatte das auch schon an @TomS geschrieben, dass ich da vorschnell von Relativität gesprochen habe am Anfang, mein Fehler. Obwohl es natütlich im weitesten Sinne schon eine Relation zwischen ihnen gibt.
ML



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Beitrag ML Verfasst am: 10. Sep 2023 23:23    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

gott2 hat Folgendes geschrieben:

@ML danke für die Links zum Minkowski-Raum. Scheint mir nicht wirklich das zu thematisieren, worum es mir hier geht.

Doch, schon. Du weißt es bloß noch nicht.

Zitat:

ps: Vielleicht, um das nochmal zu unterstreichen: es geht hier nicht um die Frage, wie sich massehafte Körper im Raum bewegen und ein Beobachter diese wahrnimmt mittels Lichtsignalen, sondern darum, wie sich zwei Lichtsignale zueinander verhalten.

Du willst hier Schritt 2 vor Schritt 1 machen. Erst kommt der Fall für v1, v2 < c, dann der Grenzfall für v1, v2 = c.


Viele Grüße
Michael
TomS
Moderator


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Beiträge: 18206

Beitrag TomS Verfasst am: 11. Sep 2023 09:41    Titel: Antworten mit Zitat

gott2 hat Folgendes geschrieben:
… es geht hier nicht um die Frage, wie sich massehafte Körper im Raum bewegen und ein Beobachter diese wahrnimmt mittels Lichtsignalen, sondern darum, wie sich zwei Lichtsignale zueinander verhalten.

Dieser Schritt ist – wie oben gesagt – nachgelagert. Grund ist, dass der zu betrachtende Grenzfall v=c in gewisser Weise singulär ist, d.h. insbs., dass Informationen verloren gehen.

Betrachte die Relativgeschwindigkeiten verschiedener massebehafteter Objekte O bzgl. verschiedener Beobachter B. Dies liefert Geschwindigkeiten v(O,B), die von O und B abhängen.

Wenn wir nun masselose Photonen als Beobachter B betrachten, so erhalten wir für alle Geschwindigkeiten v(O,B) = c.

D.h. dass die tatsächlich verschiedenen Objekte O bzw. deren verschiedene Geschwindigkeiten aus Sicht der Photonen als Beobachter nicht mehr unterscheidbar sind. Daher ist es sinnlos, mit dem Fall der Photonen zu starten.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Aruna_Gast
Gast





Beitrag Aruna_Gast Verfasst am: 11. Sep 2023 21:19    Titel: Antworten mit Zitat

gott2 hat Folgendes geschrieben:
Ist aber nicht schlimm, denn wir haben ja realistische Werte zum Vergleich, nämlich c und nochmals c. Auch wenn einige hier meinen, dass man das nicht einfach additiv zusammenrechnen könnte, zeigt uns der alltägliche Umgang mit Laserpointern, dass es eben doch so ist.


Wer meint hier, dass man das nicht einfach "additiv" zusammenrechnen kann?
Das ist doch das, was ML schon im zweiten Beitrag zur Differenzgeschwindigkeit geschrieben hat.
Ich kann mich nicht erinnern, dass hier irgendjemand was anderes schrieb.

gott2 hat Folgendes geschrieben:

ps: Vielleicht, um das nochmal zu unterstreichen: es geht hier nicht um die Frage, wie sich massehafte Körper im Raum bewegen und ein Beobachter diese wahrnimmt mittels Lichtsignalen, sondern darum, wie sich zwei Lichtsignale zueinander verhalten.


Also doch die Relativgeschwindigkeit?
gott2



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Beitrag gott2 Verfasst am: 12. Sep 2023 03:28    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo zusammen,

ich versuche mal bezugnehmend auf die letzten drei Antworten eine Zusammenfassung dessen, was mir nach bisherigem Kenntnisstand plausibel erscheint.


1) Grundsätzlich ist mit dem Wort "Relativbewegung" oder auch "Relativgeschwindigkeit" nie eine Eigenbewegung oder Eigengeschwindigkeit gemeint, sondern immer in Bezug / im Verhältnis zu etwas anderem. Das heißt, eine Formulierung wie "A hat die Relativgeschwindigkeit von v" ist eine sinnlose Formulierung. Man muss also immer mit angeben, wozu sich A relativ bewegt. Also bspw. A bewegt sich relativ zu B mit v=x, aber realtiv zu C mit v=y. Das wäre eine prinzipiell sinnvolle Aussage.

2) Die Formulierung "es gibt keine Relativgeschwindigkeiten > c" ist deshalb eine unglückliche Formulierung, weil die korrekte Formulierung "es gibt keine Relativgeschwindigkeiten > c, die direkt beobachtbar wären" zugleich auch verdeutlicht, warum das so ist. Denn ein Lichtsignal zwischen zwei Objekten, welche sich mit > c voneinander entfernen würden, würde beim beobachtenden Objekt (also eins der beiden Objekte sei ein Beobachter) niemals ankommen können. Eigentlich selbst erklärend.

3) Auch wenn das erst einmal für eine Reihe anderer Formulierungen problematisch erscheint (bspw. hinsichtlich des Minkowski-Raums), können wir sehr wohl von einer Relativbewegung zwischen Photon A und Photon B sprechen. Denn die grundsätzliche Formulierungsbedingung ist hier (siehe 1) gegeben. Wir sprechen also mit hoher Plausibilität, wenn wir sagen:

"Photon A bewegt sich relativ zu seiner eigenen Emissionsquelle mit c, relativ zu Photon B aber mit 2c und relativ zu einem Beobchter C mit einer bestimmten Geschwindigkeit v, abhängig davon, wo sich der Beobachter befindet und ob er sich selbst auch bewegt."


Und das können wir mE alles auch deshalb mit gutem Gewissen so formulieren, weil in der Peripherie der Relativitätstheorie das Verhältnis zweier Photonen in dieser Hinsicht nicht betrachtet wird. Sondern immer das Verhältnis massehafter Objekte zueinander, wobei das Lichtsignal (hier unser Photon) als Informationsübertragungsmittel fungiert. Es gibt hier also keine sich widersprechenden Berührungspunkte.

Ob sich damit Einflüsse auf bisherige physikalische Betrachtungen ergeben, weiß ich nicht, ich denke aber eher nicht, denn an den Gesetzen im Universum selbst dürfte sich dadurch kaum etwas ändern, dass der Mensch anders darüber spricht. An unseren Bezugnahmen - dass bezieht sich dann auf eine ganze Reihe theoretische Betrachtungen - könnte dies aber ser wohl einen Einfluss haben. Ich denke das bspw. an das Phänomen der Verschränkung in der Quantenphysik.
gott2



Anmeldungsdatum: 09.09.2023
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Beitrag gott2 Verfasst am: 12. Sep 2023 04:43    Titel: Antworten mit Zitat

Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:


Wer meint hier, dass man das nicht einfach "additiv" zusammenrechnen kann?


Es ging weiter oben, in einem Beitrag von TomS (Verfasst am: 09. Sep 2023 18:12) darum, welche Formel anzuwenden wäre. Er hat eine vorgeschlagen und meine Frage war daraufhin, warum ich nicht einfach v=v1+v2 verwenden kann (ich hatte explizit nach den physikalsichen Gründen gefragt). Die Erläuterungen musst Du dir ggf. selbst durchlesen bei Interesse. Ein Teil der Erläuterungen kam übrigens von dir selbst. :-)
Aruna_Gast
Gast





Beitrag Aruna_Gast Verfasst am: 12. Sep 2023 04:58    Titel: Antworten mit Zitat

gott2 hat Folgendes geschrieben:

Wir sprechen also mit hoher Plausibilität, wenn wir sagen:

"Photon A bewegt sich relativ zu seiner eigenen Emissionsquelle mit c, relativ zu Photon B aber mit 2c und relativ zu einem Beobchter C mit einer bestimmten Geschwindigkeit v, abhängig davon, wo sich der Beobachter befindet und ob er sich selbst auch bewegt."


Das mag aus Ihrem Bezugssystem erscheinen, Herr Gott, aber aus meinem sieht das wie hohe Beratungsresistenz aus.
gott2



Anmeldungsdatum: 09.09.2023
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Beitrag gott2 Verfasst am: 12. Sep 2023 05:03    Titel: Antworten mit Zitat

@ML

Ich habe nochmal über das von Dir verlinkte Video hinsichtlich des Minkowski-Raums nachgedacht.

Folgendes ist mE etwas irreführend. Vielleicht kannst Du mir da weiterhelfen.

https://youtu.be/RtJpyzDejaw?t=340 (ff)

Der Sprecher sagt explizit "wir senden vom blauen Punkt aus ein Licht.. einmal nach rechts, einmal nach links".

Meine Frage: wie kann im Minkowski-Diagramm Licht einmal eine konstante 45° Linie einnehmen, das tat der Sprecher am Anfang und bei Bedarf auch andere Linien in einem anderen Winkel? Das finde ich seltsam, denn das würde ja bedeuten, dass Licht unterschiedliche Maximalgeschwindikeiten haben kann. Oder?

Oder anders gefragt: müsste nicht jegliche Bewegung im Diagramm auch der anfänglich festgestellten Richtung folgen? Ich meine damit, das nach links ausgesendet Signal, müsste doch trotzdem als Diagrammverlauf nach rechts zeigen?


Meine Begründung lautet: Es gibt in diesem Diagramm keine eigens betrachtbare x, y, oder z-Koordinaten, denn diese werden bereits durch den Ort repräsentert. Folglich muss jede im Diagramm dargestellte Bewegung vom Koordinatenursprung links unten nach rechts oben verlaufen. Allein der Winkel stellt die eigentliche Bewegungsgeschwindigkeit dar.


Zuletzt bearbeitet von gott2 am 12. Sep 2023 05:41, insgesamt einmal bearbeitet
Aruna_Gast
Gast





Beitrag Aruna_Gast Verfasst am: 12. Sep 2023 05:18    Titel: Antworten mit Zitat

gott2 hat Folgendes geschrieben:
Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:


Wer meint hier, dass man das nicht einfach "additiv" zusammenrechnen kann?


Es ging weiter oben, in einem Beitrag von TomS (Verfasst am: 09. Sep 2023 18:12) darum, welche Formel anzuwenden wäre. Er hat eine vorgeschlagen und meine Frage war daraufhin, warum ich nicht einfach v=v1+v2 verwenden kann (ich hatte explizit nach den physikalsichen Gründen gefragt). Die Erläuterungen musst Du dir ggf. selbst durchlesen bei Interesse. Ein Teil der Erläuterungen kam übrigens von dir selbst. :-)


Da ging es, explizit hervorgehoben, um die Relativgeschwindigkeit zwischen zwei Objekten, die sich gegenüber einem Beobachter mit den Geschwindigkeiten v1 und v2 bewegen.
Wenn Du aber davon sprichst, dass ein Architekt mit einem laserbasierten Messgerät Entfernungen über Lichtlaufzeiten misst, dann sind das die Lichtlaufzeiten in dem Bezugssystem des Architekten.
Und da bewegt sich jedes Photon mit der Geschwindigkeit (Betrag) c
Wenn die in entgegengesetzte Richtungen abgestrahlt werden, dann ist die Geschwindigkeitsdifferenz , oder die "Geschwindigkeit", mit denen sich ihr Abstand aus Sicht des Architekten vergrößert (was, wie Dir DrStupid erklärte, keine Geschwindigkeit im Sinne von Ortsveränderung mit der Zeit ist) 2c.
ML hat im zweiten Beitrag schon versucht, Dir am Beispiel von massebehafteten Objekten den Unterschied zwischen Relativgeschwindigkeit und Geschwindigkeitsdifferenz zu erklären:

ML hat Folgendes geschrieben:

zu a)
Wir wechseln kurz zu massebehafteten Objekten. Wenn Du ein massebehaftetes Objekt A mit nach links und ein anderes massebehaftetes Objekt B mit nach rechts schickst, dann haben sie eine Geschwindigkeitsdifferenz von . Zur Berechnung subtrahierst Du schlicht die Geschwindigkeiten, die Du in Deinem Ruhesystem misst.

Die Relativgeschwindigkeit wäre die Geschwindigkeit, die man im Ruhesystem von Objekt A für das Objekt B messen würde bzw. umgekehrt. Diese beträgt in diesem Fall etwa



Es gibt also schon bei massebehafteten Objekten die Möglichkeit, dass die Geschwindigkeitsifferenz von einem Beobachter aus gemessen größer als c ist, aber nicht, dass die sich relativ zueinander, also von einem der Objekte aus gesehen mit einer Geschwindigkeit > c bewegen.
Aruna_Gast
Gast





Beitrag Aruna_Gast Verfasst am: 12. Sep 2023 05:32    Titel: Antworten mit Zitat

gott2 hat Folgendes geschrieben:
@ML

Ich habe nochmal über das von Dir verlinkte Video hinsichtlich des Minkowski-Raums nachgedacht.

Folgendes ist mE etwas irreführend. Vielleicht kannst Du mir da weiterhelfen.

youtu.be/RtJpyzDejaw?t=340 (ff)

Der Sprecher sagt explizit "wir senden vom blauen Punkt aus ein Licht.. einmal nach rechts, einmal nach links".

Meine Frage: wie kann im Minkowski-Diagramm Licht einmal eine konstante 45° Linie einnehmen, das tat der Sprecher am Anfang und bei Bedarf auch andere Linien in einem anderen Winkel?



der Sprecher sagt und zeigt explizit, dass die Weltlinien des Lichts jeweils 45°-Winkel zu der x-Achse einnehmen.
Nur wird einmal x mit der Zeit mit Bezug auf den Koordinatenursprung größer und einmal kleiner.

gott2 hat Folgendes geschrieben:

Das finde ich seltsam, denn das würde ja bedeuten, dass Licht unterschiedliche Maximalgeschwindikeiten haben kann. Oder?


Nein, das bedeutet nur, dass Licht in unterschiedliche Richtungen abgestrahlt werden kann.
gott2



Anmeldungsdatum: 09.09.2023
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Beitrag gott2 Verfasst am: 12. Sep 2023 05:43    Titel: Antworten mit Zitat

Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:

Nein, das bedeutet nur, dass Licht in unterschiedliche Richtungen abgestrahlt werden kann.


Objektiv betrachtet sendet man zwei Singnale in unterschiedliche Richtungen aus, ja. Im Diagramm wird die Richtung aber garnicht erfaßt. Deshalb muss mE alle Bewegung in die selbe Richtung zeigen. Im Diagramm ist nur die Ortsveränderung über die Zeit hinweg darstellbar. Das Diagramm hat keine x-y-Koordinate.

Oder einfacher formuliert: eine Linie im Diagramm, die von recht unten nach links oben verläuft, ergibt keinen Sinn. Denn vom Tensor [t,x,y,z] sind die letzten drei Parameter zu einer Koordinate zusammenfasst und daher auch nicht mehr in der Darstellung differenzierbar.

ps: Das heißt, solche Begriffe wie links und rechts haben im Minkowski-Raum keinerlei explizite Bedeutung mehr, da sie bereits im Ort enthalten sind.


Zuletzt bearbeitet von gott2 am 12. Sep 2023 05:58, insgesamt einmal bearbeitet
gott2



Anmeldungsdatum: 09.09.2023
Beiträge: 37

Beitrag gott2 Verfasst am: 12. Sep 2023 05:56    Titel: Antworten mit Zitat

Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:


Es gibt also schon bei massebehafteten Objekten die Möglichkeit, dass die Geschwindigkeitsifferenz von einem Beobachter aus gemessen größer als c ist, aber nicht, dass die sich relativ zueinander, also von einem der Objekte aus gesehen mit einer Geschwindigkeit > c bewegen.


Gut. Dann stimmen wir in dem Punkt überein.
Aruna_Gast
Gast





Beitrag Aruna_Gast Verfasst am: 12. Sep 2023 06:02    Titel: Antworten mit Zitat

gott2 hat Folgendes geschrieben:
Aruna_Gast hat Folgendes geschrieben:

Nein, das bedeutet nur, dass Licht in unterschiedliche Richtungen abgestrahlt werden kann.


Objektiv betrachtet sendet man zwei Singnal in unterschiedliche Richtungen aus, ja. Im Diagramm wird die Richtung aber garnicht erfaßt.


doch, natürlich
Also nach vorne oder nach hinten, weil der Raum ja nur eindimensional dargestellt ist.
Wenn man das dreidimensional macht (also den Raum zweidimensional) und statt der x-Achse eine Fläche auf der die Zeitachse senkrecht steht, dann sind die möglichen Richtungen ein Kegelmantel.

de.wikipedia.org/wiki/Lichtkegel

gott2 hat Folgendes geschrieben:

Deshalb muss mE alle Bewegung in die selbe Richtung zeigen.


Ist aber nicht so.

gott2 hat Folgendes geschrieben:

Im Diagramm ist nur die Ortsveränderung über die Zeit hinweg darstellbar. Das Diagramm hat keine x-y-Koordinate.


Auch im Eindimensionalen kann sich x mit der Zeit vergrößern oder verkleinern.
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