Hallo,
wie kann man am besten andere Menschen (vorzugsweise nicht-Physikern,
Unwissenden und Laien) davon überzeugen, dass nichts schneller als das
Licht sein kann?
Immer wieder höre ich von Leuten aus meinem Umfeld: "Aber in einer Doku
wurde gesagt..."
Das trägt nicht gerade zur Wissensverbreitung in unserer Gesellschaft
bei, wenn fadenscheinige Theorien oder halbgare Ansätze postuliert
werden...
Ich nehme in solchen Fällen gerne die Formel für die relativistische
Massenzunahme. Wenn man hier einen Wert größer als c für v einsetzt,
kommt keine reelle Zahl mehr heraus und die Behauptung kann widerlegt
werden.
Was meint ihr? Wie würdet ihr andere Leute (zwar wissenschaftlich, aber
nicht zu komplex) von den Grenzen der Lichtgeschwindigkeit überzeugen?
Albert Einstein der Kluge schrieb:> wie kann man am besten andere Menschen (vorzugsweise nicht-Physikern,> Unwissenden und Laien) davon überzeugen, dass nichts schneller als das> Licht sein kann?
Warum sollte man das tun? Dieses "Wissen" oder "Faktum" hat im realen
Leben der Menschen keinerlei Bedeutung.
Die Hummel hat keine Ahung von Aerodynamik und fliegt trotzdem!
Albert Einstein der Kluge schrieb:> Wenn man hier einen Wert größer als c für v einsetzt, kommt keine reelle> Zahl mehr heraus
Damit hast du alle, die komplexe Zahlen nicht kennen oder sich sonst
nicht um Mathematik scheren, direkt überfordert.
Netter Ansatz, aber leider nur 2 von 10 Troll-Punkten.
mfg mf
Albert Einstein der Kluge schrieb:> Was meint ihr? Wie würdet ihr andere Leute (zwar wissenschaftlich, aber> nicht zu komplex) von den Grenzen der Lichtgeschwindigkeit überzeugen?
Sprich mit Kurt, der wird dir was erzählen ;-)
DSP_Anfänger schrieb:>>Die Hummel hat keine Ahung von Aerodynamik und fliegt trotzdem!> Urban legend.>> https://de.wikipedia.org/wiki/Hummel-Paradoxon
Du solltest das sinnerfassende Lesen üben. Ich sagte NICHT, daß die
Hummel den Gesetzen der Aerodynamik widerspricht, sondern daß sie, als
lebendes Wesen, kein Wissen oder gar Bewußtsein darüber hat. Auch wenn
das mit dem Bewußtsein sicher diskutierbar ist.
Addierbarkeit von Geschwindigkeiten und eine obere Grenze für alle
Geschwindigkeiten sind ein Widerspruch.
Diesen Widerspruch löst die spez. Relativitätstheorie.
Da ihre Vorhersagen durch Messungen bewiesen wurden, nimmt man an, sie
ist richtig.
Daher ist es auch ziemlich wahrscheinlich dass auch die zugrundeliegende
Annahme richtig ist.
Besser wird's nicht, fürchte ich.
Albert Einstein der Kluge schrieb:> "dass nichts schneller als das Licht sein kann"
Was nicht stimmt, wenn man es ganz genau nimmt ;)
Richtiger wäre: Man kann keinen Gegenstand auf Lichtgeschwindigkeit
beschleunigen. Hier zu wäre nicht nur sehr viel, sondern unendlich viel
Energie notwendig.
Falk B. schrieb:> Auch wenn das mit dem Bewußtsein sicher diskutierbar ist.
ist es;)
<completely off-topic>
Hummeln nutzen eine m.E. bemerkenswerte "copy-when-uncertain"* strategie
bei der Nahrungssuche, die - kurzgefasst - schon ein Bewusstsein > 0
vermuten lässt. *(Sie schauen Verhalten (auch Flugmanöver) bei Kumpels
ab)
Original Quelle: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4938046/
</>
So eine "copy-when-uncertain" Strategie wäre sicher auch interessant für
einen neuen Fuzzy-Logik Ansatz oder als Ergänzung bei AI/ML... (Weil
dann der erste TESLA in die Menschenmenge gerast ist, macht es sein
V2X-Vernetzter Kumpel gleich nach)... Da kann sich aber KybenetikerX
weiter drum kümmern...
Achim H. schrieb:> Albert Einstein der Kluge schrieb:>> "dass nichts schneller als das Licht sein kann">> Was nicht stimmt, wenn man es ganz genau nimmt ;)>> Richtiger wäre: Man kann keinen Gegenstand auf Lichtgeschwindigkeit> beschleunigen. Hier zu wäre nicht nur sehr viel, sondern unendlich viel> Energie notwendig.
Was auch totaler Blödsinn ist.
Natürlich können Teilchen schneller als Licht sein. Kennt jeder aus
Aufnahmen aus dem Atomkraftwerk (Tscherenkow-Strahlung).
Es muss heissen: Vakuum-Lichtgeschwindigkeit!
Es fragt sich: wozu zu versuchen andere von etwas zu überzeugen, was
über deren Horizont geht? Das ist im Ansatz zum Scheitern verurteilt.
Einfach lassen. Entweder sie stolpern irgendwann selber drüber oder
suhlen sich weiter im eigenen Mikrokosmos. Logische Argumente werden
einfach nicht zur Kenntnis genommen wenn es nicht ins eigene Weltbild
passt, fertig.
und wenn das schon mit Frau/Herr Mustermann besprochen werden muß, dann
möchten die auch den Grund dafür hören, dass Licht sehr wohl mit
Lichtgeschwindigkeit unterwegs ist! Also...
Gruß Rainer
Besonders schlimm in dem Zusammenhang finde ich wie leicht es inzwischen
geworden ist mit Scharlatanerie Leute zu fangen, die eigentlich
gebildet/kritisch genug sein sollten diverse Schwindel zu durchschauen.
Irgendwas passiert da mit der Software in der Birne.
... Vorschlag: "Die Geschwindigkeit des Lichts entspricht der
Geschwindigkeit der Kausalität. Oder anders gesagt: Licht ist das
Einzige, das die Geschwindigkeit der Kausalität tatsächlich erreicht.
Alles andere ist langsamer."
Auch ganz gut finde ich: https://youtu.be/coZpk_6YnOw
Albert Einstein der Kluge schrieb:> wie kann man am besten andere Menschen (vorzugsweise nicht-Physikern,> Unwissenden und Laien) davon überzeugen, dass nichts schneller als das> Licht sein kann?
Gar nicht. Genau genommen weiß man das auch gar nicht.
Einstein hat angenommen daß a) die (Vakuum-) Lichtgeschwindigkeit
konstant ist und daß b) nichts schneller sein kann.
Daraus hat er eine Theorie gemacht, die soweit wir bis jetzt wissen, das
Universum und alles darin korrekt beschreibt. Das ändert aber nichts
daran, daß es eine Annahme ist. Eine Theorie.
Es liegt in der Natur von Theorien, daß sie von neueren, besseren
Theorien abgelöst werden. So wie Einsteins ART die Newtonsche
Gravitationstheorie abgelöst hat. Es gibt keinen Grund, daran zu
glauben, daß die ART der Weisheit letzter Schluß ist. Zumal die
Unvereinbarkeit von ART und Quantentheorie bekannt ist.
Albert Einstein der Kluge schrieb:> wie kann man am besten andere Menschen (vorzugsweise nicht-Physikern,> Unwissenden und Laien) davon überzeugen, dass nichts schneller als das> Licht sein kann?
Lichtgeschwindigkeit ist doch voll lahm gegenüber lächerlicher
Geschwindigkeit. Und richtig ab geht es erst bei wahnsinniger
Geschwindigkeit.
Albert Einstein der Kluge schrieb:> wie kann man am besten andere Menschen (vorzugsweise nicht-Physikern,> Unwissenden und Laien) davon überzeugen, dass nichts schneller als das> Licht sein kann?
Hast du kein Leben?
Albert Einstein der Kluge schrieb:> Ich nehme in solchen Fällen gerne die Formel für die relativistische> Massenzunahme. Wenn man hier einen Wert größer als c für v einsetzt,> kommt keine reelle Zahl mehr heraus und die Behauptung kann widerlegt> werden.
Man kann zeigen, dass bereits aus sehr grundlegenden Annahmen die
Lorentz-Transformation und damit die Existenz einer Grenzgeschwindigkeit
für die Ausbreitung von Wirkungen folgt. Dazu reichen die folgenden
Annahmen:
1. Homogenität von Raum und Zeit.
2. Isotropie des Raumes.
3. Das Einsteinsche Relativitätsprinzip, d.h. alle Inertialsysteme sind
gleichberechtigt (d.h. in allen gilt dieselbe Physik, oder formal, dass
Gleichungen, die physikalische Gesetzmäßigkeiten beschreiben, beim
Übergang zwischen Inertialsystemen ihre Form beibehalten).
Aus den Annahmen kann man die Lorentz-Transformation herleiten. Diese
enthält dann eine unbestimmte Konstante mit der Dimension
Geschwindigkeit. Ferner bekommt man die Gruppeneigenschaft der
Lorentz-Transformation, und damit das relativistische Additionstheorem
für Geschwindigkeiten. Letzteres zeigt dann, dass die unbestimmte
Konstante die Rolle einer Grenzgeschwindigkeit spielt.
Die Herleitung ist ziemlich elementar und steht in vielen einführenden
Lehrbüchern. Man kann sich vielleicht auch -- mit ein paar
Einschränkungen -- eine anschauliche geometrische Herleitung oder
Rechtfertigung überlegen. Wobei das für meine Begriffe eher eine
Verkomplizierung wäre.
Die Identifizierung der unbestimmten Grenzgeschwindigkeit mit der
Lichtgeschwindigkeit ist dann letztendlich ein experimentelles Problem
(z.B. durch Abschätzung einer hypothetischen Photon-Masse, da man in der
relativistischen Dynamik zeigt, dass nur Teilchen mit verschwindender
Masse sich mit der unbestimmten Grenzgeschwindigkeit ausbreiten können).
Was ferner die Identifikation der unbestimmten Grenzgeschwindigkeit mit
der Lichtgeschwindigkeit nahelegt, ist die Tatsache, dass sich die
Elektrodynamik Lorentz-kovariant formulieren lässt: Wenn
das Viererpotential ist mit dem Vektorpotential A und dem skalaren
(elektrischen) Potential φ, dann lassen sich die Gleichungen für A^μ in
Lorentz-Eichung kovariant schreiben als
mit der Vierer-Stromdichte
wobei ρ die Ladungsdichte und j die Stromdichte ist. Die
Lorentz-Eichbedingung lässt sich ebenfalls kovariant schreiben:
Dabei ist
der D'Alembert-Operator. Nun ist diese Sache nur dann kovariant, wenn
das in □ bzw. in der Gleichung für A^μ vorkommende c mit der
Grenzgeschwindigkeit in der Lorentz-Transformation identifiziert wird.
Nach Übergang zu den Feldern ist die Grenzgeschwindigkeit also das c,
das in den Maxwell-Gleichungen vorkommt. (Die Felder transformieren sich
allerdings etwas komplizierter, nämlich wie ein kontravarianter
antisymmetrischer Tensor zweiter Stufe, damit ist auch eine kovariante
Formulierung der Maxwell-Gleigungen etwas komplizierter -- und man nimmt
oft lieber das Vierer-Potential).
> davon überzeugen, dass nichts schneller als das Licht sein kann?
Indem Du einen haltbaren Beweis dafür vorlegst.
Einsteins Arbeiten sind aus meiner Sicht ein guter Ansatz, aber sie
reichen mir nicht als absoluter Beweis.
Erstens hat sich der Mensch gerade in Sachen Geschwindigkeit schon so
oft geirrt. Da wurden sogar die recht niedrigen Geschwindigkeiten der
ersten Züge als gesundheitsgefährdend eingestuft - obwohl Pferde
schneller waren (aber die Geschwindigkeit nicht so lange halten können).
Oder es sei unmöglich, schneller zu fliegen als der Schall. Ein paar
Jahre später konnten das verhältnismäßig große Airliner, Kampfjets und
Raketen können es heute noch ohne Probleme, man konnte sogar ein (von
zwei F-4 Strahltriebwerken mit Nachbrenner angeschobenes) Auto bauen,
was schneller als der Schall fahren konnte.
Zweitens, wenn man sich den Weltraum anschaut, gibt's da z.B. schwarze
Löcher, die Phänomene wie den Ereignishorizont haben. Soweit mir bekannt
ist das die Grenze, in dem Objekte bei der Annäherung an die
Singularität die Lichtgeschwindigkeit erreichen. Aber wenn der
Ereignishorizont noch über der "Oberfläche" der Singularität liegt (er
liegt ja definitiv oberhalb des Zentrums), wieso sollte das Objekt oder
das Licht an diesem Punkt plötzlich aufhören, weiter in Richtung Zentrum
zu beschleunigen?
Drittens ist die Geschwindigkeit untrennbar mit dem System der Zeit
verbunden. Schon möglich, daß innerhalb des Zeitsystems keine höhere
Geschwindigkeit möglich ist, aber wieso sollte es keine
Geschwindigkeiten geben, für die Zeit keine Rolle spielt?
Man könnte das Ganze auch umdrehen, für viele Betrachtungen ist die Zeit
unbrauchbar wenn man eine überall gleiche Zeit annimmt bzw. der Begriff
zeitgleich ist in der Betrachtung nur noch eine Annährung. Wenn ich mir
den Mond anschaue, schaue ich 1,3 Sekunden in die Vergangenheit. Die
Sonne sehen wir so, wie sie vor über 8 Minuten einmal ausgesehen hat.
Das sind verglichen mit der Ausdehnung des Universums verschwindend
kleine Entfernungen und wir empfinden das alles zeitgleich, obwohl es da
eigentlich keine Zeitgleichheit gibt. Also angenommen wir würden eine
zeitgleiche Explosion von Sonne und Mond sehen, stimmt das so überhaupt
nicht, denn wenn man annimmt, nichts könne die Lichtgeschwindigkeit
überschreiten, ist die Sonne in Wirklichkeit 8 Minuten früher explodiert
als der Mond.
Vielleicht ist die Lichtgeschwindigkeit nichts weiter als irgend eine
Grenze, die sich bei Messungen ausgehend von einem einzelnen bestimmten
Punkt bemerkbar macht. Das heißt aber nicht, daß sich "da draußen"
nichts schneller bewegen kann als das Licht.
Was ist mit der Warpgeschwindigkeit der Enterprise?
Was im TV läuft muss ja Wirklichkeit sein, oder?
Grundsätzlich ist es doch nur eine wissenschaftliche These, da muss man
nur langegenug abwarten bis sie widerlegt wird.
Freu´ dich doch, dass du etwas weisst, was andere nicht wissen.
Warum willst du andere Leute von deiner Auffassung überzeugen?
Willst du die Welt verbessern?
Es gibt Menschen deren Beruf es ist, Wissen weiter zu geben, lass´ die
das doch machen, die haben auch Konzepte und Strategien dazu.
...und wenn es denen bisher nicht gelungen ist, deine Zielgruppe zu
erleuchten, warum meinst du, dass es dir gelingen sollte?
Mario H. schrieb:> Man kann zeigen, dass bereits aus sehr grundlegenden Annahmen die> Lorentz-Transformation
Man kann sich auch ein Loch ins Knie dengeln.
Der Start-Troll schrieb:
>> wie kann man am besten andere Menschen (vorzugsweise nicht-Physikern,>> Unwissenden und Laien) davon überzeugen,
Merkst du was?
Mit deiner Eierkopf-Erklärung bist du dem Troll voll auf den Leim
gegangen. Die Kunst ist eben nicht, dass man sich an der wunderbaren,
eleganten Mathematik aus dem Lehrbuch einen von der Palme wedelt. Die
Kunst ist es es einfach sein zu lassen.
Ben B. schrieb:> Erstens hat sich der Mensch gerade in Sachen Geschwindigkeit schon so> oft geirrt. Da wurden sogar die recht niedrigen Geschwindigkeiten der> ersten Züge als gesundheitsgefährdend eingestuft - obwohl Pferde> schneller waren (aber die Geschwindigkeit nicht so lange halten können).> Oder es sei unmöglich, schneller zu fliegen als der Schall. Ein paar> Jahre später konnten das verhältnismäßig große Airliner, Kampfjets und> Raketen können es heute noch ohne Probleme, man konnte sogar ein (von> zwei F-4 Strahltriebwerken mit Nachbrenner angeschobenes) Auto bauen,> was schneller als der Schall fahren konnte.
Nicht alles, was hinkt ist ein Vergleich. Das hat absolut nichts mit der
ART oder Einstein zu tun.
Ben B. schrieb:> Drittens ist die Geschwindigkeit untrennbar mit dem System der Zeit> verbunden. Schon möglich, daß innerhalb des Zeitsystems keine höhere> Geschwindigkeit möglich ist, aber wieso sollte es keine> Geschwindigkeiten geben, für die Zeit keine Rolle spielt?
Du widersprichst dir. Geschwindigkeit ist WEG PRO ZEIT. Wenn also Zeit
wegfällt, dann kann man auch nicht mehr von Geschwindigkeit sprechen
sondern eben von etwas anderem als Geschwindigkeit.
Ben B. schrieb:> Man könnte das Ganze auch umdrehen, für viele Betrachtungen ist die Zeit> unbrauchbar wenn man eine überall gleiche Zeit annimmt bzw. der Begriff> zeitgleich ist in der Betrachtung nur noch eine Annährung. Wenn ich mir> den Mond anschaue, schaue ich 1,3 Sekunden in die Vergangenheit. Die> Sonne sehen wir so, wie sie vor über 8 Minuten einmal ausgesehen hat.> Das sind verglichen mit der Ausdehnung des Universums verschwindend> kleine Entfernungen und wir empfinden das alles zeitgleich, obwohl es da> eigentlich keine Zeitgleichheit gibt. Also angenommen wir würden eine> zeitgleiche Explosion von Sonne und Mond sehen, stimmt das so überhaupt> nicht, denn wenn man annimmt, nichts könne die Lichtgeschwindigkeit> überschreiten, ist die Sonne in Wirklichkeit 8 Minuten früher explodiert> als der Mond.
Auch hier hinkt der Vergleich.
Warum es keine Zeitgleichheit gibt erschließt sich mir mit deinen
Argumenten überhaupt nicht.
Nehmen wir an, Sonne und Mond explodieren zum Zeitpunkt t=0. Nach 1,5
Sekunden sehen wir von unserem Standpunkt auf der Erde den Mond
explodieren und nach 8 Minuten die Sonne explodieren. Da aber die
Lichtgeschwindigkeit bekannt ist kann man genau zurückrechnen, dass eben
jene Ereignisse gleichzeitig stattgefunden haben müssen.
Befänden wir uns an einem Punkt, der sowohl von Sonne als auch Mond
genau gleich entfernt wäre, dann sähen wir auch Sonne und Mond zur
gleichen Zeit explodieren.
Und da du dich (und ein paar andere Kandidaten) sich gerne über deine
"Hater" und "Heckenschützen" beschwert hast, mache ich es öffentlich:
Ich habe dir eben aufgrund deiner ziemlich konstruierten und teils - in
meinen Augen - an den Haaren herbeigezogenen Vergleichen ein "-1"
gegeben.
Stefan S. schrieb:> Nicht alles, was hinkt ist ein Vergleich. Das hat absolut nichts mit der> ART oder Einstein zu tun.
Logisch, Ben B. ist ja auch ein Schwätzer vor dem Herrn. Das geht schon
mit dem ersten Satz los. Noch mehr Anmaßung und Größenwahn geht kaum.
"Einsteins Arbeiten sind aus meiner Sicht ein guter Ansatz, aber sie
reichen mir nicht als absoluter Beweis."
Typischer Fall von Kruger-Dunning!
> Ich habe dir eben aufgrund deiner ziemlich konstruierten und> teils - in meinen Augen - an den Haaren herbeigezogenen> Vergleichen ein "-1" gegeben.
Dankeschön, ich hoffe Du hast Dir hinterher auch erfolgreich einen drauf
runtergeholt, denn nur so wird die systematische Negativbewertung aller
meiner Beiträge zum perfekten Erlebnis. Du hast großes Glück, daß ich
mich nicht auf Dein Niveau herablasse, sonst würdest Du bestimmt drei
Tage bitterlich heulen wenn ich Deinen Beitrag mit -1 bewerten würde.
Dirk L. schrieb:> Was ist mit der Warpgeschwindigkeit der Enterprise?
Schlechtes Beispiel. Das Raumschiff bewegt sich dabei nämlich keinen mm
von der Stelle, sondern der Raum wird gestaucht. Und zwar voll Karacho!
So hat es jedenfalls dieser japanisch aussehende US-Wissenschaftstyp
aufgeschrieben, welcher in so ziemlich jeder TV-Doku über Sonne Mond und
Sterne seine Visage in die Kamera halten muss.
Fuer historisch Interessierte gab's damals das Experiment von
Michelson-Morley. Damit war der Aether Geschichte.
Es bedeutet man kann Lichtgeschwindigkeit nicht addieren.
Hannes J. schrieb:> Mit deiner Eierkopf-Erklärung bist du dem Troll voll auf den Leim> gegangen. Die Kunst ist eben nicht, dass man sich an der wunderbaren,> eleganten Mathematik aus dem Lehrbuch einen von der Palme wedelt. Die> Kunst ist es es einfach sein zu lassen.
Dann halt der Inhalt von
Beitrag "Re: Wie andere Leute von Lichtgeschwindigkeit überzeugen?" nochmals in noch
einfacheren Worten:
Man kann Laien die Tatsache, dass "nichts schneller als das
Licht sein kann", dadurch näherbringen, indem man ihnen mitteilt, dass
die Existenz einer Grenzgeschwindigkeit bereits aus wenigen einfachen
Annahmen folgt (Homogenität und Isotropie von Raum und Zeit,
Einstein-Relativitätsprinzip), die sie sofort verstehen können.
Um diese Folgerung im Detail zu verstehen, muss man sich eben mal
hinsetzen und eine Stunde Zeit investieren. Netterweise ist ein Beweis
elementar und braucht nicht mehr als Schulwissen bis zur zehnten Klasse
-- im Gegensatz zu fast allen anderen Dingen, die die theoretische
Physik des 20. Jahrhunderts bewegen.
Pandur S. schrieb:> Fuer historisch Interessierte gab's damals das Experiment von> Michelson-Morley. Damit war der Aether Geschichte.
Damit allein noch nicht wirklich. Das Resultat des Michelson-Experiments
schließt Äthermitführung und die Lorentz-Ätherkontraktion nicht aus.
Erst mit dem Kennedy-Thorndike-Experiment (Nullresultat benötigt
Kontraktion und Zeitdilatation) und dem Ives-Stilwell-Experiment
(transversaler Dopplereffekt, d.h. direkter Nachweis der Zeitdilatation)
hat man hinreichende Gründe.
Heute gibt es hunderte Experimente, die die SRT als wichtigste Grundlage
der modernen Physik auf allen möglichen Wegen und mit großem Aufwand
immer genauer untersuchen. In
https://de.wikipedia.org/wiki/Moderne_Tests_der_Lorentzinvarianz ist
eine ganz brauchbare Literaturliste. Die meisten der neueren Arbeiten
sind auf arXiv.org als Preprint frei zugänglich.
Albert Einstein der Kluge schrieb:> wie kann man am besten andere Menschen (vorzugsweise nicht-Physikern,> Unwissenden und Laien) davon überzeugen, dass nichts schneller als das> Licht sein kann?
Weiß nicht. Wie kann man andere Menschen, vorzugsweise Nicht-Mediziner
von der Existenz des Covid-19-Virus überzeugen?
npn schrieb:> Sprich mit Kurt, der wird dir was erzählen ;-)
:D
Der lief erst letztens hier wieder herum...
Nein, lieber ohne Ihn. Ich gehe 'mal davon aus, dass der Thread von
einem Phsychologiestudenten gestartet wurde, der eine Studie über die
verschiedenen Haltungen der Menschen zum Thema 'andere von seiner
Weltsicht überzeugen' durchführt.
Ein paar ganz brauchbare Antworten hat er (meine ich) ja schon aber Kurt
würde das Gesamtbild doch sehr verfälschen... ;)
M.A. S. schrieb:> Ich gehe 'mal davon aus, dass der Thread von> einem Phsychologiestudenten gestartet wurde, der eine Studie über die> verschiedenen Haltungen der Menschen zum Thema 'andere von seiner> Weltsicht überzeugen' durchführt.
das denke ich mir bei etlichen Fäden...
M.A. S. schrieb:> Ich gehe 'mal davon aus, dass der Thread von> einem Phsychologiestudenten gestartet wurde
Ich denke eher, dass der TO ein Soziologie-Student ist und experimentell
die grössten Selbstdarsteller in einem Forum wie diesem offenbaren
will....was ihm ja auch gelungen ist.
Axel S. schrieb:> Daraus hat er eine Theorie gemacht, die soweit wir bis jetzt wissen, das> Universum und alles darin korrekt beschreibt. Das ändert aber nichts> daran, daß es eine Annahme ist. Eine Theorie.
Die in unserer Physik nur bis knapp vor dem Urknall so 100000 Jahre
gilt,
aber selbst der Urknall ist nur eine Theorie.
Also nicht Genaues weiss man dann doch nicht.
Selbst von Astrophysikern erhält man keine Antwort.
Phasenschieber S. schrieb:> Ich denke eher, dass der TO ein Soziologie-Student ist und experimentell
Der TO ist nicht angemeldet und kann daher hier nichts posten. Und wird
sich sicherlich auch nicht mehr anmelden. So einfach ist das.
Achim B. schrieb:> Warum eigentlich Ur"knall"? Geknallt haben kann es ja garnicht...
Hat auch niemand behauptet, oder?
"Knall" ist hier eine sehr einfache, sehr bildliche Beschreibung für
einen komplizierten Prozess (sehr schnelle Expansion von Materie).
Aber das wusstest du doch?
> Was interessiert den Bäcker, Handwerker, Polizist, Arzt, ... die> Lichtgeschwindigkeit?
Wär sie deutlich kleiner, müsste er morgens nicht so früh
aufstehen ... ;-)
Albert Einstein der Kluge schrieb:> dass nichts schneller als das Licht sein kann?
Es wäre gelogen. Warum sollte es jemand glauben?
Das kann Dir jeder mit einem einfachen Lineal beweisen.
Mario H. schrieb:> Man kann Laien die Tatsache, dass "nichts schneller als das> Licht sein kann", dadurch näherbringen, indem man ihnen mitteilt, dass> die Existenz einer Grenzgeschwindigkeit bereits aus wenigen einfachen> Annahmen folgt (Homogenität und Isotropie von Raum und Zeit,> Einstein-Relativitätsprinzip), die sie sofort verstehen können.
Hat nur den Haken, dass deine Behauptung nicht zutreffend ist.
Aus Homogenität von Raum und Zeit, Isotropie des Raumes und dem
Relativitätsprinzip folgt eben nicht, dass es eine endliche
Grenzgeschwindigkeit gibt. Das alles ist auch 100% mit der
Galilei-Transformation aus der Newton'schen Physik vereinbar.
Und das Relativitätsprinzip ist auch nicht von Einstein sondern
wesentlich älter: von Galilei.
Um zur Lorentz-Trafo zu kommen braucht man schon die Annahme einer
endlichen (Vakuum-)Lichtgeschwindigkeit — oder zumindest Geschwindigkeit
der Kausalität —, die unanhängig von Quelle und Beobachter und in jedem
Inertialsystem beobachtet wird. Und für die Lorentz-Trafo braucht man
noch die Annahme, dass die zu erhaltende Transformation möglichst simpel
gebaut ist.
A. H. schrieb:> Albert Einstein der Kluge schrieb:>> dass nichts schneller als das Licht sein kann?> Es wäre gelogen. Warum sollte es jemand glauben?> Das kann Dir jeder mit einem einfachen Lineal beweisen.
Oh den Beweis würde ich gerne sehen!
Lineal habe ich - also schieß los!
Johann L. schrieb:> Aus Homogenität von Raum und Zeit, Isotropie des Raumes und dem> Relativitätsprinzip folgt eben nicht, dass es eine endliche> Grenzgeschwindigkeit gibt. Das alles ist auch 100% mit der> Galilei-Transformation aus der Newton'schen Physik vereinbar.
Nein. Die Newtonsche Physik und das Galilei-Relativitätsprinzip
beinhalten explizit die Annahme einer absoluten Zeit. Dementsprechend
lautet die Galilei-Transformation für zwei Bezugssysteme S und S' mit
Koordinaten x, y, z, t und x', y', z', t', wobei sich S' gleichförmig in
positiver x-Richtung mit Geschwindigkeit v bewegt und die Ursprünge der
Koordinaten von S und S' bei t = t' = 0 zusammenfallen:
Die Existenz einer absoluten Zeit bekommt man aus der Homogenität von
Raum und Zeit, der Isotropie des Raumes und dem Einsteinschen
Relativitätsprinzip nicht. Im Gegenteil, die Annahme einer absoluten
Zeit wird im Einsteinschen Relativitätsprinzip fallen gelassen.
> Und das Relativitätsprinzip ist auch nicht von Einstein sondern> wesentlich älter: von Galilei.
Es gibt zwei Relativitätsprinzipien: Das von Galilei, und das von
Einstein.
Wie oben schon erwähnt, besagt das Einsteinsche Relativitätsprinzip nur,
dass alle Inertialsysteme gleichberechtigt sind. D.h. in allen gilt
dieselbe Physik, was bedeutet, dass Gleichungen, die physikalische
Gesetzmäßigkeiten beschreiben, beim Übergang zwischen Inertialsystemen
ihre Form beibehalten).
> Um zur Lorentz-Trafo zu kommen braucht man schon die Annahme einer> endlichen (Vakuum-)Lichtgeschwindigkeit — oder zumindest Geschwindigkeit> der Kausalität —, die unanhängig von Quelle und Beobachter und in jedem> Inertialsystem beobachtet wird.
Nein. Das bekommt man allein aus den drei genannten Annahmen:
Homogenität von Raum und Zeit, der Isotropie des Raumes und dem
Einsteinschen Relativitätsprinzip. Die Herleitung ist, wie gesagt, recht
elementar, und braucht vielleicht vier oder fünf Buchseiten. Siehe die
z.B. [1], Seite 22-29, oder [2], Seite 4-9. Insbesondere in [1] steht
eine sehr schöne elementare Herleitung. Es gibt aber noch einen Haufen
andere einführende Bücher, die das ebenfalls behandeln.
> Und für die Lorentz-Trafo braucht man> noch die Annahme, dass die zu erhaltende Transformation möglichst simpel> gebaut ist.
Welche sollte das sein? Allein wegen der Homogenität von Raum und Zeit
muss die Transformation linear sein. Ebenso geht nur mit einer linearen
Transformation eine gleichförmige Bewegung in eine gleichförmige
Bewegung über.
[1] U.E. Schröder: Spezielle Relativitätstheore. Verlag H. Deutsch
(1994).
[2] R.U. Sexl, H.K. Urbantke: Relativity, Groups, Particles. Special
Relativity and Relativistic Symmetry in Field and Particle Physics.
Springer (2001).
Mario H. schrieb:> Johann L. schrieb:>> Aus Homogenität von Raum und Zeit, Isotropie des Raumes und dem>> Relativitätsprinzip folgt eben nicht, dass es eine endliche>> Grenzgeschwindigkeit gibt. Das alles ist auch 100% mit der>> Galilei-Transformation aus der Newton'schen Physik vereinbar.>> Nein. Die Newtonsche Physik und das Galilei-Relativitätsprinzip> beinhalten explizit die Annahme einer absoluten Zeit.
Ack für die Newton'sche Physik.
Aber das Reklativitätsprinzip ist einfach: "Alle Inertialsysteme sind
gleichberechtigt".
> Die Existenz einer absoluten Zeit bekommt man aus der Homogenität von> Raum und Zeit, der Isotropie des Raumes und dem Einsteinschen> Relativitätsprinzip nicht.
Hat auch niemand behauptet. Ich sagte nur, dass es nicht im Widerspruch
steht zu den Prinzipien, von denen du allerdings unterschiedliche
Versionen hast (siehe unten).
>> Und das Relativitätsprinzip ist auch nicht von Einstein sondern>> wesentlich älter: von Galilei.>> Es gibt zwei Relativitätsprinzipien: Das von Galilei, und das von> Einstein.
Relativitätsprinzip: Die Gesetze der Mechanik haben in unterschiedlichen
Inertialsystemen die gleiche Form.
Ok, Einstein fordert, dass dies auch für die Elektrodynamik gilt, wobei
er aber nichts weiter darüber voraussetzt (insbesondere wird nicht
gefordert, dass die Maxwell'schen Gleichungen unabhängig vom
Inertialsystem seien).
Das einzige, was er weiter fordert, ist das Prinzip der Konstanz der
Lichgeschwindigkeit.
Bevor man die Transformationen von einem Inertialsystem in ein anderes
ableiten kann, braucht man erst mal eine Regel, wie man Uhren
synchronisiert, d.h. was Gleichzeitigkeit bedeutet, um die Zeit
unterschiedlicher Beobachter im gleichen Inertialsystem vergleichen zu
können.
In der Klassischen Mechanik ergibt sich das durch Annahme einer aboluten
Zeit.
In der Speziellen RT ergibt sie sich durch
Einstein-Poincaré-Synchronisation, d.h. Austauch von Lichtsignalen
zwischen inertialen, relativ zueinander ruhenden Beobachtern.
Wesentlich ist hier die Annahme der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit,
so dass die Synchronasisation unabhängig vom Bezugsystem ist.
> Im Gegenteil, die Annahme einer absoluten> Zeit wird im Einsteinschen Relativitätsprinzip fallen gelassen.
Genau. Und um Gleichzeitigkeit festzulegen, wird
Einstein-Poincaré-Synchronisation verwendet. Und damit diese vom
Inertialsystem unabhängig ist, braucht es die Konstanz der
Lichtgeschwindigkeit.
Hier nochmal das Relativitätsprinzip gemäß Wikipedia:
1
Und Albert Einstein definierte 1905 das Relativitätsprinzip so:
2
"Die Gesetzte, nach denen sich die Zustände der physikalischen
3
Systeme ändern, sind unabhängig davon, auf welches von zwei
4
relativ zueinander in gleichförmiger Translationsbewegung
5
befindlichen Koordinatensysteme diese Zustandsänderungen bezogen
6
werden."
> Wie oben schon erwähnt, besagt das Einsteinsche Relativitätsprinzip nur,> dass alle Inertialsysteme gleichberechtigt sind. D.h. in allen gilt> dieselbe Physik, was bedeutet, dass Gleichungen, die physikalische> Gesetzmäßigkeiten beschreiben, beim Übergang zwischen Inertialsystemen> ihre Form beibehalten).
Ja, aber wie kommt nur damit zur Lorenz-Trafo? Ohne irgendwas über Licht
oder Ziet (Uhrensynchronisation, was über Licht geht) anzunehmen?
>> Um zur Lorentz-Trafo zu kommen braucht man schon die Annahme einer>> endlichen (Vakuum-)Lichtgeschwindigkeit — oder zumindest Geschwindigkeit>> der Kausalität —, die unanhängig von Quelle und Beobachter und in jedem>> Inertialsystem beobachtet wird.>> Nein. Das bekommt man allein aus den drei genannten Annahmen:> Homogenität von Raum und Zeit, der Isotropie des Raumes und dem> Einsteinschen Relativitätsprinzip.
Damit wir nicht aneinander vorbeireden: Was verstehst du unter dem
"Einstein'schen Relativitätsprinzip", und was unter dem "galileischen"?
Offenbar steckt da was mehr drin, als Einstein selbst gefordert hat?
Albert Einstein der Kluge schrieb:> wie kann man am besten andere Menschen (vorzugsweise nicht-Physikern,> Unwissenden und Laien) davon überzeugen, dass nichts schneller als das> Licht sein kann?
Die interessiert nur was sich am Stammtisch oder Kafferunde gut
verwerten läßt. Das mit der Zeit zum Beispiel. Fliegste schnell genug im
All, altert man langsamer. Wenn Dir Deine (zensiert) zu sehr auf den
Wecker gehen sollte, dann machst Du halt eine ganz schnelle Tour und
wenn Du zurückkommst bist Du nur wenige Tage älter, Deine (zensiert)
dabei von unten die Blümlein ansehen und kannst Dir wieder was neues
suchen. Scheidungskostenfrei durch Lichtgeschwindigkeit.
Eignet sich so auch für die Büttenrede. Das bleibt dann auch im Kopf
hängen. ;) ;o)
● Des I. schrieb:>... Ich gehe 'mal davon aus, dass der Thread von>> einem Phsychologiestudenten gestartet wurde, der eine Studie über die...
Ich denke eher von einem Kommunikationswissenschaftler...
Johann L. schrieb:> Mario H. schrieb:>> Nein. Die Newtonsche Physik und das Galilei-Relativitätsprinzip>> beinhalten explizit die Annahme einer absoluten Zeit.>> Ack für die Newton'sche Physik.>> Aber das Reklativitätsprinzip ist einfach: "Alle Inertialsysteme sind> gleichberechtigt".
Man muss in der Tat zwischen dem Relativitätsprinzip der Newtonschen
Physik und dem Relativitätsprinzip der speziellen Relativitätstheorie,
dem Einsteinschen Relativitätsprinzip, unterscheiden. Diese sind nicht
identisch.
Das Relativitätsprinzip der Newtonschen Physik besagt schlichtweg, dass
Newtons Mechanik in allen Intertialsystemen gilt, diese also
gleichberechtigt sind, was die Newtonsche Mechanik anbelangt. Damit die
Newtonschen Gleichungen in jedem Inertialsystem gelten, braucht es eine
absolute Zeit. Diese Annahme muss man also investieren, damit das
Relativitätsprinzip erfüllt ist.
Nun gibt es für jedes Relativitätsprinzip, egal ob Galilei oder
Einstein, eine zugehörige Symmetrietransformation, die den Übergang
zwischen den Inertialsystemen beschreibt. Für die Newtonsche Physik ist
das die Galilei-Transformation. Entsprechend dem oben gesagten wird bei
der Galilei-Transformation die Zeit nicht mittransformiert -- die Zeit
ist absolut. Nur dann sind die Newton-Gleichungen invariant unter
Galilei-Transformationen.
Anders das Einstein-Relativitätsprinzip: Es besagt, alle Inertialsysteme
sind gleichberechtigt, d.h. in allen gilt dieselbe Physik. Mehr als das
wird nicht angenommen -- insbesondere die Annahme einer absoluten Zeit
wird nicht getroffen. Es stellt sich heraus, dass man eine neue
Symmetrietransformation bekommt: die Lorentz-Transformation. Man findet,
dass die Newtonschen Gleichungen nicht mehr invariant unter dieser
Symmetrietransformation sind. Daher muss man die Mechanik modifizieren,
wenn sie dem Einstein-Relativitätsprinzip genügen soll. Man kommt so auf
die relativistische Mechanik, mit den bekannten Effekten wie
Masse-Energie-Äquivalenz und der Folgerung, dass sich massive Teilchen
nicht auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen lassen, und vieles mehr.
Weiter findet man, dass die klassische Elektrodynamik dem
Einstein-Relativitätsprinzip genügt: Die Maxwell-Gleichungen sind
invariant unter der Lorentz-Transformation. Daher muss die klassische
Elektrodynamik nicht modifiziert werden, um das
Einstein-Relativitätsprinzip zu erfüllen.
Historisch ist es übrigens so, dass die Lorentz-Transformation gefunden
wurde als diejenige Symmetrietransformation, die die Maxwell-Gleichungen
invariant lässt, und das lange vor Einstein. Dem hat man damals aber
keine physikalische Bedeutung zugeschrieben, da man davon ausgegangen
ist, dass die Galilei-Transformation, die mit der Newtonschen Mechanik
kompatibel ist, die physikalisch maßgebliche Symmetrietransformation
ist. Man hat im Gegenteil angenommen, dass die Elektrodynamik ein
bevorzugtes Bezugssystem hat, also keinem Relativitätsprinzip genügt:
der sogenannten Äther, der Träger der elektromagnetischen Felder ist.
Das hat gut ins physikalische Weltbild des 19. Jahrhunderts gepasst,
indem man Licht und andere elektromagnetische Wellen analog zu
mechanischen Wellen interpretieren konnte. Der Äther war im
mechanistischen Weltbild des 19. Jahrhunderts der Träger der
elektromagnetische Wellen, ähnlich wie die Luft Träger der Schallwellen
ist.
Erst Einstein hat den Spieß umgedreht und gesagt, dass die
Lorentz-Transformation die maßgebliche Symmetrietransformation ist, die
Elektrodynamik also einem Relativitätsprinzip genügt, und die Newtonsche
Mechanik neu aufgebaut werden muss, damit sie das neue
Relativitätsprinzip erfüllt. Dazu musste Einstein die Annahme einer
absoluten Zeit aufgeben: die Zeit wird unter der Lorentz-Transformation
mittransformiert. Er hatte Recht, wie wir heute wissen.
>> Die Existenz einer absoluten Zeit bekommt man aus der Homogenität von>> Raum und Zeit, der Isotropie des Raumes und dem Einsteinschen>> Relativitätsprinzip nicht.>> Hat auch niemand behauptet. Ich sagte nur, dass es nicht im Widerspruch> steht zu den Prinzipien, von denen du allerdings unterschiedliche> Versionen hast (siehe unten).
Ja, es gibt -- wie gesagt -- zwei unterschiedliche
Relativitätsprinzipien.
> Relativitätsprinzip: Die Gesetze der Mechanik haben in unterschiedlichen> Inertialsystemen die gleiche Form.>> Ok, Einstein fordert, dass dies auch für die Elektrodynamik gilt, wobei> er aber nichts weiter darüber voraussetzt (insbesondere wird nicht> gefordert, dass die Maxwell'schen Gleichungen unabhängig vom> Inertialsystem seien).
Ja, die Elektrodynamik ist Lorentz-invariant und genügt daher dem
Einsteinschen Relativitätsprinzip, nicht jedoch dem
Galilei-Relativitätsprinzip der Newtonschen Physik.
> Das einzige, was er weiter fordert, ist das Prinzip der Konstanz der> Lichgeschwindigkeit.
Das fordert er in seiner Arbeit in Ann. Phys. aus dem Jahr 1905 ("Zur
Elektrodynamik bewegter Körper"), diese Annahme ist aber redundant, wie
kurz darauf gezeigt wurde, und wie ich schon häufiger erwähnt habe.
> Bevor man die Transformationen von einem Inertialsystem in ein anderes> ableiten kann, braucht man erst mal eine Regel, wie man Uhren> synchronisiert, d.h. was Gleichzeitigkeit bedeutet, um die Zeit> unterschiedlicher Beobachter im gleichen Inertialsystem vergleichen zu> können.>> In der Klassischen Mechanik ergibt sich das durch Annahme einer aboluten> Zeit.>> In der Speziellen RT ergibt sie sich durch> Einstein-Poincaré-Synchronisation, d.h. Austauch von Lichtsignalen> zwischen inertialen, relativ zueinander ruhenden Beobachtern.> Wesentlich ist hier die Annahme der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit,> so dass die Synchronasisation unabhängig vom Bezugsystem ist.
Es gibt vereinfachte Herleitungen der Lorentz-Transformation, die die
Konstanz der Lichtgeschwindigkeit annehmen. Zwingend ist das aber nicht.
Man bekommt dann anstelle der Lichtgeschwindigkeit einen freien
Parameter der Dimension Geschwindigkeit, den man dann mit der
Lichtgeschwindigkeit identifizieren muss. Das habe ich in
Beitrag "Re: Wie andere Leute von Lichtgeschwindigkeit überzeugen?"
bereits zu erklären versucht. Für die Herleitung benötigt man auch nicht
zwingend die Synchronisation bewegter Uhren.
> Ja, aber wie kommt nur damit zur Lorenz-Trafo? Ohne irgendwas über Licht> oder Ziet (Uhrensynchronisation, was über Licht geht) anzunehmen?
Man muss dann am Ende natürlich die freie Konstante der Dimension
Geschwindigkeit, die die Rolle einer Grenzgeschwindigkeit hat, mit der
Lichtgeschwindigkeit identifizieren. Eine Herleitung, die die Konstanz
der Lichtgeschwindigkeit nicht annimmt, und nur von den drei genannten
Annahmen ausgeht, "weiß" natürlich nichts über Licht und dessen
Geschwindigkeit.
Die Sache funktioniert so, dass man sich zunächst überlegt, dass die
Transformation aufgrund der Homogenität von Raum und Zeit linear sein
muss, und die Form
hat. Dabei wird angenommen, dass sich das gestrichene Bezugssystem S'
entlang der x-Richtung mit Geschwindigkeit v in positiver Richtung
bewegt, und dann zum Zeitpunkt t = 0 die Ursprünge zusammenfallen, und
zu dem Zeitpunkt die y- und y'- bzw z- und z'-Achsen parallel sind.
Dabei sind ɣ, α, μ und ε Funktionen ausschließlich der Geschwindigkeit
v. Diese Form ergibt sich aus den drei Annahmen Homogenität, Isotropie
und Einstein-Relativitätsprinzip. Wegen der Isotropie müssen z.B. die
Funktionen in den Gleichungen für y' und z' identisch sein. Ebenso kann
man sich überlegen, dass in der Gleichung für t' die Größen y und z
nicht vorkommen können, etc. Als nächstes kann man aus der Homogenität
folgern, dass ɣ, α, und μ gerade Funktionen sein müssen, und ε ungerade.
Dann kann man das Relativitätsprinzip anwenden und die Rolle von S und
S' tauschen. Nach etwas Rechnerei findet man dann α = 1, ɣ = μ, und eine
fast schon explizite Form für ɣ.
Man kann dann schließlich unter Anwendung der Annahmen die Sache für
Relativbewegungen in beliebiger Richtung und für Raumdrehungen
erweitern, und bekommt schließlich die volle Poincaré-Gruppe.
Das ist, wie gesagt, schön in der Literatur ausgeführt. Wenn ich das
hier reproduzieren sollte, würde ich aber noch zwei Stunden schreiben.
Würde ich gern machen, aber ich fürchte, das sprengt etwas den Rahmen
eines Postings. Die Sache ist aber im Grunde elementar und leicht mit
dem bloßen Auge nachvollziehbar.
> Damit wir nicht aneinander vorbeireden: Was verstehst du unter dem> "Einstein'schen Relativitätsprinzip", und was unter dem "galileischen"?
Ich hoffe, das ist mit dem oben gesagten klarer geworden.
> Offenbar steckt da was mehr drin, als Einstein selbst gefordert hat?
Nein, das keinesfalls.
Mario H. schrieb:> Man muss in der Tat zwischen dem Relativitätsprinzip der Newtonschen> Physik und dem Relativitätsprinzip der speziellen Relativitätstheorie,> ...as keinesfalls.
Das möchte ich nicht so stehen lassen.
Das Relativitätsprinzip der Newtonschen Physik sagt, dass die
Physikalischen Gesetze in jedem Inertialsystem gleich sein sollen. Da
man damals nur die (nicht-relativistische) Formulierung der
Newton-Mechanik kannte, ist die Galileo-Transformation eine FOLGE aus
beiden. Diese ließ alle physikalischen Gesetze, die man damals kannte,
unverändert, und es war (Ockham lässt grüßen) die einfachste
Formulierung.
Die (allgemeine / mathematische) Lorentz-Transformation beinhaltet
ebenfalls die Galileo-Transformation als Spezialfall einer allgemeinen
und unendlichen Grenzgeschwindigkeit.
Das Relativitätsprinzip der Einsteinschen Physik sagt, dass nicht nur
die mechanischen Gesetze, sondern auch die Maxwell-Gleichungen invariant
sein sollen, d.h. dass es keinen Äther gibt (bzw. gleichwertig die
Aussage, dass die Lichtgeschwindigkeit in allen Intertialsystemen
identisch ist).
Damit bleiben noch die Postulate (!) eines isotropen Raums (ist das
so?), einer Homogenität des Raums (ist das so?) und einer Homogenität
der Zeit (ist das so?) übrig, damit man mit einfachen Gesetzen rechnen
kann.
Die heutige (physikalisch interpretierte) Lorentz-Transformation dagegen
beinhaltet als Geschwindigkeitsparameter die als konstant angenommene
Lichtgeschwindigkeit -- und dies ist ein Postulat, was man hineinstecken
muss.
Ob die Galileo-Transformation oder aber die (relativistische)
Lorentz-Transformation oder sonst eine andere Transformation richtig
sind, kann jedoch nicht allein aus der Mathematik abgeleitet werden.
Hierzu MÜSSEN Experimente herangezogen werden, welche die
Verträglichkeit der einen oder anderen Theorie mit der Realität
überprüfen. Die Lorentz-Transformation ist nur deswegen "richtiger",
weil sich die Annahme eine Lichtäthers nicht verifizieren lies, wohl
aber die sonstigen Behauptungen der RT.
Achim H. schrieb:> Das Relativitätsprinzip der Newtonschen Physik sagt, dass die> Physikalischen Gesetze in jedem Inertialsystem gleich sein sollen. Da> man damals nur die (nicht-relativistische) Formulierung der> Newton-Mechanik kannte, ist die Galileo-Transformation eine FOLGE aus> beiden. Diese ließ alle physikalischen Gesetze, die man damals kannte,> unverändert, und es war (Ockham lässt grüßen) die einfachste> Formulierung.
Also besagt das Relativitätsprinzip der Newtonschen Physik, dass die
Newtonsche Physik in jedem Inertialsystem gleich ist, mit der
Galilei-Transformation als zugehöriger Symmetrietransformation;
insbesondere gibt es eine absolute Zeit. Nichts anderes hatte ich
geschrieben.
Und das ist, wie wir heute wissen, im allgemeinen falsch bzw. gilt nur
in einer bestimmten Näherung: Die Newtonsche Mechanik bedarf der
Modifikation, damit sie das Einsteinsche Relativitätsprinzip ("jedes
Inertialsystem ist gleichberechtigt", was auf die Lorentz-Transformation
als Symmetrietransformation führt) erfüllt. die Modifikation ist dann
die relativistische Mechanik.
Nochmal etwas anders gesagt: Auch wenn man sowohl das Galileische
Relativitätsprinzip als auch das Einsteinsche Relativitätsprinzip etwas
lapidar als "jedes Inertialsystem ist gleichberechtigt" formulieren
kann, ist der Inhalt ein völlig anderer. Das Galileische
Relativitätsprinzip liegt vollständig im Begriffsrahmen der Newtonschen
Physik, mit ihrer absoluten Zeit. Sein mathematischer Ausdruck ist die
Galilei-Transformation. Das Einsteinsche Relativitätsprinzip hingegen
findet in der Lorentz-Transformation seinen mathematischen Niederschlag.
> Die (allgemeine / mathematische) Lorentz-Transformation beinhaltet> ebenfalls die Galileo-Transformation als Spezialfall einer allgemeinen> und unendlichen Grenzgeschwindigkeit.
Nein. Die Lorentz-Transformation geht in die Galilei-Transformation über
für kleine Relativgeschwindigkeiten. Ebenso geht die relativistische
Mechanik in die Newtonsche Mechanik über für kleine Energien bzw.
Geschwindigkeiten. Für die Elektrodynamik gilt das allerdings schon
nicht mehr. Die ist bis Energie Null hinab relativistisch.
> Damit bleiben noch die Postulate (!) eines isotropen Raums (ist das> so?), einer Homogenität des Raums (ist das so?) und einer Homogenität> der Zeit (ist das so?) übrig, damit man mit einfachen Gesetzen rechnen> kann.
Für diese Postulate gibt es ziemlich gute Gründe. So unterscheiden sich
die physikalischen Gesetze hier nicht von denen in Amerika (Homogenität
des Raums), und auch haben sie sich seit letztem Jahr nicht verändert
(Homogenität der Zeit). Analoges kann man über die Isotropie sagen.
> Die heutige (physikalisch interpretierte) Lorentz-Transformation dagegen> beinhaltet als Geschwindigkeitsparameter die als konstant angenommene> Lichtgeschwindigkeit -- und dies ist ein Postulat, was man hineinstecken> muss.
Nein, das muss man nicht postulieren. Man muss am Ende nur einen freien
Parameter mit der Lichtgeschwindigkeit identifizieren. Das ist seit über
einem Jahrhundert etabliertes Wissen, entsprechende Literatur habe ich
zitiert.
> Ob die Galileo-Transformation oder aber die (relativistische)> Lorentz-Transformation oder sonst eine andere Transformation richtig> sind, kann jedoch nicht allein aus der Mathematik abgeleitet werden.> Hierzu MÜSSEN Experimente herangezogen werden, welche die> Verträglichkeit der einen oder anderen Theorie mit der Realität> überprüfen.
Ja, das hat auch niemand behauptet. In
Beitrag "Re: Wie andere Leute von Lichtgeschwindigkeit überzeugen?" hatte ich auch auf
neuere Arbeiten zu Tests verwiesen. Die Herleitungen aus grundlegenden
Prinzipien sind aber essentiell, um die Struktur der Theorie zu
verstehen. Und auch um experimentelle Tests zu interpretieren, siehe
z.B. die Robertson-Mansouri-Sexl-Testtheorie.
> Die Lorentz-Transformation ist nur deswegen "richtiger",> weil sich die Annahme eine Lichtäthers nicht verifizieren lies, wohl> aber die sonstigen Behauptungen der RT.
Ja, natürlich. Das letzte Wort darüber hat das Experiment.
Mario H. schrieb:> Achim H. schrieb:>> Das Relativitätsprinzip der Newtonschen Physik sagt, dass die>> Physikalischen Gesetze in jedem Inertialsystem gleich sein sollen. Da>> man damals nur die (nicht-relativistische) Formulierung der>> Newton-Mechanik kannte, ist die Galileo-Transformation eine FOLGE aus>> beiden. Diese ließ alle physikalischen Gesetze, die man damals kannte,>> unverändert, und es war (Ockham lässt grüßen) die einfachste>> Formulierung.>> Also besagt das Relativitätsprinzip der Newtonschen Physik, dass die> Newtonsche Physik in jedem Inertialsystem gleich ist, mit der> Galilei-Transformation als zugehöriger Symmetrietransformation;> insbesondere gibt es eine absolute Zeit. Nichts anderes hatte ich> geschrieben.
Aber ich eben nicht:
Das Relativitätsprinzip der alten Physik sagt: "Die Bewegungen von
Körpern in einem gegebenen Raum sind untereinander die gleichen, ob sich
der Raum in Ruhe befindet oder ob er sich konstant auf einer geraden
Linie bewegt." Dieses Relativitätsprinzip sagt nichts über die Mechanik
dahinter aus; deren Bewegungsgesetze sind ein weiterer Baustein. Erst
aus diesen zweien ergeben sich die Galileo-Transformationen. Hier haben
wir DREI Bestandteile: Relativitätsprinzip, Mechanik und
Galileo-Transformation. Bitte nicht vermischen.
Mario H. schrieb:> Achim H. schrieb:>> Die (allgemeine / mathematische) Lorentz-Transformation beinhaltet>> ebenfalls die Galileo-Transformation als Spezialfall einer allgemeinen>> und unendlichen Grenzgeschwindigkeit.>> Nein. Die Lorentz-Transformation geht in die Galilei-Transformation über> für kleine Relativgeschwindigkeiten.
Das meine ich nicht. Die Lorentz-Transformation IST die
Galilei-Transformation, wenn 1/c = 0 ist. Du setzt schon etwas voraus:
a) "Es gibt eine endliche Grenzgeschwindigkeit" oder "Es gibt eine
Geschwindigkeit, die in allen IS gleich ist." b) Die
Vakuumlichtgeschwindigkeit ist diese Grenzgeschwindigkeit. Ansonsten ist
"c" (oder 1/c) erstmal nur ein Parameter, den man rein mathematisch auch
auf "0" oder die Schallgeschwindigkeit oder eine Geschwindigkeit, die
milliardenmal größer als die Lichtgeschwindigkeit ist, setzen könnte.
Mario H. schrieb:> Achim H. schrieb:>> Damit bleiben noch die Postulate (!) eines isotropen Raums (ist das>> so?), einer Homogenität des Raums (ist das so?) und einer Homogenität>> der Zeit (ist das so?) übrig, damit man mit einfachen Gesetzen rechnen>> kann.> Für diese Postulate gibt es ziemlich gute Gründe. So unterscheiden sich> die physikalischen Gesetze hier nicht von denen in Amerika (Homogenität> des Raums), und auch haben sie sich seit letztem Jahr nicht verändert> (Homogenität der Zeit). Analoges kann man über die Isotropie sagen.
Zum einen gab es auch gute Gründe für die Annahme einer absoluten Zeit
und eines absoluten Raums -- bis sie durch die experimentellen Befunde
zur RT als unvereinbar mit den Beobachtungen erklärt wurden. Zum anderen
sind zwischenzeitlich auch die "guten Gründe" für die Homogenität und
Isotropie fraglich geworden; zum Beispiel auf kleinsten Skalen
(Bestätigt durch die Quantenphysik), zum anderen im riesigen
(Kosmologie).
Mario H. schrieb:> Achim H. schrieb:>> Die heutige (physikalisch interpretierte) Lorentz-Transformation dagegen>> beinhaltet als Geschwindigkeitsparameter die als konstant angenommene>> Lichtgeschwindigkeit -- und dies ist ein Postulat, was man hineinstecken>> muss.> Nein, das muss man nicht postulieren. Man muss am Ende nur einen freien> Parameter mit der Lichtgeschwindigkeit identifizieren.
Doch, das muss erstmal eine Annahme, und/aber die Experimente geben
dieser Annahme Recht. Es wäre genauso eine Physik denkbar, wo die
Maxwell-Gleichungen eben nur relativ zu einem Licht-Träger gelten, wie
auch die Schallausbreitungsregeln nur relativ zum Schallträger gelten.
Eine Frage: Was verstehst Du unter "DIE Lorentz-Transformation"? Die
Gleichungen mit einem freien beliebigen Parameter 1/C (der prinzipiell
auch 0 sein könnte), oder die Gleichungen mit einem festen endlichen
Wert "c"?
Ich will hier mal den Thread kapern, und von links mit einer Frage
reingrätschen.
Angenommen, der Mensch kann ein Raumschiff bauen, welches 90% der
Lichtgeschwindigkeit erreicht. So ein Teil kann ja nicht von jetzt auf
gleich die volle Endgeschwindigkeit erreichen, weil sich dann wegen der
mordsmäßig vielen g das Raumschiff und dessen Inhalt atomisieren würde.
Kann man ausrechnen, wie lange die Beschleunigungsphase von Tempo Null
auf Höchstgeschwindigkeit dauern würde, wenn verlangt ist, dass die
Astronauten dabei vollkommen stressfrei Denk- und Handlungsfähig
bleiben?
Vorbeugemaßnahme: Ein einfaches "Ja" wäre zwar eine Antwort, allerdings
keine, wie sie mir vorschwebt...
Unter Vernachlässigung der relativistischen Massenzunahme ist das
trivial;
a=v/t => t=v/a
v= 90% von 300*10^6 m/s; a= 9,81 m/s²
Da kommen 27,5 *10^6 s heraus, das sind so rund 319 Tage. Da hätte man
im Raumschiff ein komfortables G Schwerkraft durch Beschleunigung,
komfortabler geht's kaum.
Matthias L. schrieb:> Da kommen 27,5 *10^6 s heraus, das sind so rund 319 Tage. Da hätte man> im Raumschiff ein komfortables G Schwerkraft durch Beschleunigung,> komfortabler geht's kaum.
In irgendeinem ScienceFiction-Buch hat das Kolonieschiff 1 Jahr lang mit
1g beschleunigt, eine 180°-Drehung hingelegt und dann 1 Jahr lang mit 1g
gebremst.
Auch eine komfortable Art zu reisen, außerdem braucht es keinen
"Gravitations-Reaktor" o.Ä.
Ok, Suchbegriffe hatte ich ja schon genannt.
Um komfortabel zu reisen hab ich Eigenbeschleunigung von 1g angenommen.
Für einen nicht beschleunigten Beobachter, von dem das Raumschiff bei T
= 0, und X(T=0) = 0 losreist, gilt:
T(u=0.9c) = 2 Jahre
X(2 Jahre) = 1.25 Lichtjahre
Die an Bord vergangene Eigenzeit ist
τ = 1.426 Jahre = 17 Monate
