Allgemeiner Naturwissenschaften-Thread

@Icebär: Erst einmal ganz vielen Dank für die tolle ausführliche Arbeit, die Du Dir gemacht hast! :)
Der Hinweis auf die „Krümmung des Raumes durch Massen“ war goldwert und ich hoffe, ich verstehe das jetzt richtiger (aber korrigiert mich, wo ich falsch liege):

Durch Einstein wissen wir also, dass Masse, Raum und Zeit miteinander wechselwirken und aus unseren eigenen (->Newton z. B.) selbsterfahrbaren Bezugssytemen kennen wir den Zusammenhang zwischen Masse und kinetischer Energie, sowie das Masse auch ein eigenes Energiepotenzial hat.

Der eigentliche Punkt ist also die „Veränderung des Intertialsystems“ hin auf die relativistisch wirkende, physikalische Wertigkeiten – also, wenn man versucht, sich einer (uns bislang als solche so bekannten) Geschwindigkeitsobergrenze wie der von c anzunähern.
C selbst ist dabei die Bezugsobergrenze zur Geschwindigkeits-Orientierung, gibt aber – danke dafür noch mal, Icebär – auch zugleich essenziell das eigentliche Problem wieder: Licht besitzt keine eigene Masse, sondern ist pure Energie – was dann wohl der Grund überhaupt dafür ist, dass es sich so schnell bewegt bzw. bewegen kann, wie es sich bewegt.

Der Schlüssel ist somit – wenn ich das richtig verstanden habe – dass Masse selbst zwar nicht mehr wird, aber bei höheren Geschwindigkeits-Bezugssystemen (Annäherung an c) seine Wechselwirkung mit Raum und Zeit so stark ausspielt, dass das diese für die Berechnungen berücksichtigbar werden: Also – die Masse eines beschleunigten Objektes an Materie „nimmt sozusagen zu“, weil aufgrund seines Zusammenhangs mit Raum und Zeit eine Art „Bremswirkung“ erzeugt wird.
Man könnte also sagen, ausschlaggebend bei solchen Geschwindigkeiten ist dann, dass die auf solche Geschwindigkeitszunahmen beschleunigte Materie regelrecht wegen dieser Wechselwirkung an Raum und Zeit „zerren“.

Nur noch dazu: Nein, dreht sich solange, bis eine Kraft einwirkt.
Dann würde mich jetzt noch einmal interessieren: Und wie meinst Du, dass das dann aussehen würde, wenn man folgendes Szenario hätte:
Also – in Prinzip passiert dasselbe, wie in meinem Beispiel oben mit der Metallstange beschrieben, nur dass ihre eines Ende nun sagen wir einmal so „angestupst“ wird, dass es (zeitlich relativ überschaubar vorgestellt) nach und nach auf sagen wir c/2 oder gar noch schneller beschleunigt werden würde.
Müsste sich dann nicht nach dem, was auch Icebär oben ausgeführt hat, die Eigenrotation der Stange aufgrund der „Zerrwirkung“ an Raum und Zeit als „entgegenwirkende Kraft“ relativ schnell wieder einstellen und die Form der Bewegung der Stange sich z. B. eher einem geschossenen Pfeil gleich ausrichten?
Oder gar noch interessanter überlegt: Wenn man das eine Ende der Stange wirklich ziemlich schnell auf Geschwindigkeiten nahe c beschleunigen könnte, würde sich dann eigentlich eine relativistische Zerrwirkung der Stange ähnlich (aber nicht so immens stark) wie bei einem Objekt an der Ereignishorizont-Grenze eines Schwarzen Loches einstellen – also das die Stange dadurch, dass das eine Ende viel schneller beschleunigt würde, regelrecht in die Länge gezerrt werden würde?

Aber jedenfalls erst einmal so weit Danke an Euch: Ich glaube, jetzt ist es mir klarer – und, weshalb man eigentliche so viele Hoffnungen auf etwas wie einen „Warb-Antrieb“ setzt. Bei dem wäre ja sozusagen der Vorteil, dass man genau diese „Zerrwirkung“ in Wechselwirkung zwischen beschleunigt bewegter Materie und der Raumzeit umgehen würde, indem nicht die Materie selbst, sondern der direkte sie umgebende Raum eine Beschleunigung erfahren würde. Man würde den Raum also an sich selbst „zerren“ lassen, wenn man so will. :D
 
Könnte es sein, daß du im Prinzip vom "relativistischen Fahrrad" redest, und dich bei diesem sozusagen "auf eine einzelne Speiche" dieses Rades konzentrierst:
Relativistisches Fahrrad

Aufgrund der Mechanik (es handelt sich nun mal um eine Stange) würde wohl eine Eigenrotation entstehen. Sprich das Ende mit c/2 würde mit dieser Geschwindigkeit um ersteres Ende routieren.
Ich denke mal, daß die "Stange/Speiche" in einem "fließenden Übergang" nacheinander die Form der jeweiligen Speichen eines "relativistischen Rades" annehmen würde, so wie in Bild (b) dargestellt.
Aber so extrem, daß man ev. die Übergänge einer "rechtsdrehenden Spirale" zu einer "Geraden/Pfeil" und von einer Geraden/Pfeil" zu einer "linksdrehenden Spierale" u.s.w. beobachten würde.

Da fällt mir ein, ev. würde ersteres Ende (das sich mit c/2 bewegt) das zunächst "ruhende" Ende "mit sich reißen" und es ebenfals auf eine ziemlich hohe Geschwindigkeit nahe c/2 bescheunigen oder ev. würden sich beide Enden bei c/4 einpendeln und entsprechend um einen so entstehenden gemeinsamen "Mittelpunkt" (genau die Mitte der Stange) kreisen.
So geschieht es ja auch auf der Erde, wenn man eine Stange an einem Ende fest hält und diese wegwirft. Beide Enden routieren nach kürzester Zeit gleich schnell.
 
Zuletzt bearbeitet:
@Kung Fu Panda: Ja, so ähnlich ist das mit dem Fahrrad wohl. Doch so richtig beantwortet das meine Fragestellung wohl aber nicht (oder ich verstehe es jetzt falsch. Sry, falls das so ist.)

Vielleicht um es noch einmal mehr zu verdeutlichen, was ich eigentlich meinte:
Mir ging es nicht speziell darum, dass "meine Stange" in Rotation (mit z. B. einer Geschwindigkeit von c/2) versetzt wird, sondern dass ihr eines Ende auf diese Geschwindigkeit beschleunigt wird - und jetzt im letzten dabei innerhalb eines zu vernachlässigenden Beschleunigungszeitraums (also relativ plötzlich).
Dabei ist im Prinzip die Krafteinwirkungsrichtung auf das Stangenende ein wenig mit dafür verantwortlich, welche Art Rotationsbewegung sich ergibt. In sofern können wir auch beides verwenden:

Mir war es einmal um die Frage gegangen, was bei einer solch heftigen Beschleunigung auf z. B. c/2 des einen Stangen-Endes mit einer Krafteinwirkungs-Richtung, als wollte man eigentlich die ganze Stange wegstoßen, erwischte aber nur ihr eines Ende, geschehen würde.
Wichtig ist also auch, dass in meinem Fragebeispiel ein "Stoß" auf das Stangen-Ende die Beschleunigung auf c/2 bewirkt und keine kontinuierlich auf das Stangenende einwirkende Beschleunigungskraft.
Da war dann meine Frage - unter Voraussetzung, dass das Stangen-Ende in eine Richtung gestoßen wird, die das Stangen-Ende im Niedergeschwindigkeitsfall zuerst in eine Richtung stößt und der Rest der Stange sozusagen in dieser Richtung nachfolgen muss (die Rotation entsteht dabei ja eher automatisch, nur die Energie-Kraft-Wirkung auf das Stangenende ist groß und stark genug, dieses zusammen mit dem Rest der Stange auch aus seiner Position im Weltraum zu reißen) - ob der relativistische Bezugsystem-Rahmen (also: plötzliche Stoßbeschleunigung des Stangenendes auf C/2 oder schneller) die Stange nicht sozusagen zum einen recht schnell aus der Eigenrotation herauszerrt und diese gar streckt.

Wir können das aber auch am Beispiel einer perfekten Rotation der Stange mit ca. c/2 an Ort und Stelle machen: Müsste sich entsprechend der plötzlichen Veränderung des Bezugsrahmens für das eine Stangenende in das Relativistische von c/2 die Stange dann nicht eher etwa um ihren Mittelpunkt herum verbiegen, verkrümmen oder gar ebenfalls strecken und auseinanderzerren?

Der Hintergrund meiner Fragestellung: Mich hat die Überlegung neugierig gemacht, was geschieht, wenn man einen Teil fest zusammenhängender Materie in ein Bezugssystem bringt, welches eben die typischen, von Icebär oben ausgeführten Zusammenhänge der relativistischen Auswirkung (Zusammenhang Masse, Raum und Zeit nach Einstein) aufweist, während der andere Materieteil (zunächst - ?? oder: überhaupt - ??) in unserem eher typisch Newton'schen Bezugssystem-Rahmen verbleibt.
 
Ich denke ich weiß wie du es meinst.
Um mir das selber herzuleiten habe ich mal ein einfaches Beispiel auf der Erde genommen:
http://666kb.com/i/c7l5almkn679617i7.png
ein Tribok

Bei "1)" hat der "Schleuderarm" am obersten Punkt die Geschwindigkeit V=0 und die geschleuderte "Masse" hätte nun V=c/2.
Das ist, wie in "2)" abgebildet, von den Beschleunigungskräften her genau die Situation die du meinst. Oder?
Das auf c/2 beschleunigte Ende hat eine große "relative Masse" und das andere Ende hat für den Moment eine unveränderte Masse, weil V=0.

Bei "3)" allerdings sieht man, daß man es bei einer "losen (nicht befestigten) Stange" mit zwei Kreisen zu tun hat, und daß es - aufgrund der mechanischen Gegebenheiten - einen "Mittelpunkt" gibt, den man bei einer aufrecht stehenden Stange als "Schwerpunkt" bezeichnen würde. Sprich, dieser "Mittelpunkt" halbiert die reale Masse der Stange in genau zwei Hälften.

Geschwindigkeit und relative Masse der beiden Enden werden sich also m.E., wie bei "4)" dargestellt, sehr schnell abermals "relativieren" bzw. sich auf gleiches Niveau einpendeln. Wahrscheinlich schon nach der ersten Umdrehung, ähnlich wie das beispielsweise bei einem Bleistift der Fall ist, den man auf einer Seite mit dem Finger wegschnippt.

Ich denke ganz einfach, daß sich die mechanische Gegebenheit gegenüber den "relativistischen Besonderheiten" sehr schnell durchsetzen wird, weil ansonsten die Stange einfach zerstört würde:
"Captain, wir verlieren die strukturelle Integrität"

Was die ganzen "Biegungen" und "Krümmungen" anbelangt so wären diese wohl nur von kurzer Dauer und von minimalem Ausmaß, weil ich denke, daß das zweite Ende der Stange verdammt schnell ebenfals entsprechend beschleunigt würde und seinerseits ersteres Ende verdammt schnell abbremsen würde, weil ansonsten eben nur zu beobachten wäre, wie das Teil in Fetzen fliegt.

Sollte die Stange das doch aushalten, dann würde sie m.E. nach spätestens einer Umdrehung genau so aussehen als wäre sie eine Speiche in einem "relativistischen Rad":
c7l60lsnknxlbjvpb.png
 
Zuletzt bearbeitet:
Wir können das aber auch am Beispiel einer perfekten Rotation der Stange mit ca. c/2 an Ort und Stelle machen: Müsste sich entsprechend der plötzlichen Veränderung des Bezugsrahmens für das eine Stangenende in das Relativistische von c/2 die Stange dann nicht eher etwa um ihren Mittelpunkt herum verbiegen, verkrümmen oder gar ebenfalls strecken und auseinanderzerren?

Also erstmal, wenn du eine Stange an einem Ende einer Kraft aussetzt, wird sie sich unweigerlich in einer perfekten Rotation befinden, weil sie sich immer um den Schwerpunkt dreht. Am schnellsten dreht sie sich natürlich, wenn am äußersten Ende die Kraft angreift, das ergibt sich aus dem Drehmoment (dem äquivalent zur Kraft in der Translationsbewegung).

Zur Betrachtung einer rotierenden Stange bietet es sich erstmal an ein Inertialsystem mit der Stange im Zentrum zu betrachten. Um ein realistisches Bild der Stange zu erhalten, wird wie in der Rotation üblich*, jeder einzelne Massepunkt mit der Lorentztransformation so umgerechnet, dass die relativistischen Effekte berücksichtigt werden. Nun ist die Winkelgeschwindigkeiten im Schwerpunkt gerade 0, also keinerlei Auswirkungen durch relativistische Effekte, diese Effekte nehmen aber zu je weiter man sich vom Schwerpunkt entfernt, dementsprechend wirken Längenkontraktion und Zeitdilatation welche die Koordinatenpunkte des Massenpunktes so verändern, dass sich ein Bogen einstellt...und fertig ist das Bild eines stilisierten S. Das Bild ändert sich je nach Standort des Betrachters.

*In der Rotation spielt die Geometrie eine große Rolle. Das wird dadurch berücksichtigt, dass das Trägheitsmoment die Rolle der Masse einnimmt (diese ist gerade die Summe aller Massepunkte multipliziert mit deren Abstand zur Drehachse (hier Schwerpunkt)).
 
Zuletzt bearbeitet:
@Kung Fu Panda, David Somerset: Noch einmal vielen dank für Eure Mühe und somit die Bestätigung, dass ich es zumindest sinngemäß dann richtig verstanden hatte.

Eure beiden "bildhaften Schilderungen" machen das sehr gut deutlich:
Die Stangen-Enden werden durch die Rotationsgeschwindigkeit im V = c/2-Bezugsrahmen entgegen der sich im Newton'schen Bezugsrahmen befindlichen Mitte (mit ca. V = 0) verzerrt bzw. zur Mitte hinlaufend gebeugt, bis der Relativismus-Inertialrahmen endet.

Und dann glaube ich auch, dass ihr beide jeweils klar recht habt:

@Kung Fu Panda: Zustimmung. Meine hypothetisch perfekte Stange gibt es so natürlich in der Realität nicht. Sie würde bei einer solch entgegen gesetzten "Eigenträgheits"-Überlastung ihres Materials zerfetzt werden. Allerdings habe ich halt eben in dem Beispiel dann auch einen echten "Superhelden"-Arm mit "Superhelden"-Hand, mit der ich ja mal eben zusammen mit einer Eisenstange im Weltraum schwebend dem einen Ende dieser Stange einen c/2-Schubs geben könnte... *o_O* :D

@David: Und Du gingst natürlich vollständig von der Realität meines völlig fiktiven Beispiels aus (danke dafür!), in dem Rotation und Stange "hypothetisch perfekt" sind.

Und daraus resultiert für mich eigentlich eine weitere, mich verblüffende Fragestellung:
Der Nicht-Relativistische (also eher Newton'sche) Inertialrahmen ist ja sozusagen der "Materie-Normalzustand2 bzw. spiegelt diesen in dessen Abhängig zu Raum und Zeit (weshalb es ja gerade im umgekehrten Fall im Relativen Rahmen zu den Verzerrungseffekten kommt bzw. käme, die wiederum äquivalent das Problem mit der "Massenschwere"-Zunahme bei Nahezu-C-Beschleunigungen bestätigen).

Jetzt frage ich mich nur eben, weshalb das eigentlich so ist?
Denn: Licht hat ja (nahezu - ??) keine Masse, wie Icebär schrieb. Was aber ist dann Licht bzw, sind Lichtphotonen? Eine Kuriosität des Universums? Schließlich wird ja Licht auch durch Gravitation beeinflusst (was letztlich Schwarze Löcher ja erst richtig bestätigen!!!). Wie kann das aber eben sein, wenn es keine Masse besitzt?

Weil: Weshalb kommt es in diesem anderen Inertialrahmen dann in der Auswirkung auf Materie überhaupt zu diesen relativistischen Effekten? (Das sie da sind, bestätigt ja der Nachweis der Zeitdilatation - womit wir auch wieder bei Jedihammers Fragestellung mit wären!)

Weil, wenn ich das ja soweit richtig verstehe, funktioniert der Materie-Raumzeit-Gravitations-Bindung im Relativismusrahmen wie eine "Zwille", wobei die Verankerungspunkte der Zwille der "zurückbleibenden" Gravitation der Materie entsprechen, das Gummiband der Zwille der Gravitationswirkung und das Papierkügelchen wäre das auf irgendeinen C-Bruchteil beschleunigte Raumschiff.

Was mich daran eben verblüfft ist, dass bei dem ausgehen von einer universellen Materie-Eigenmasseschwere-Verbindung mit der Raumzeit im Realtivismusrahmen (also jetzt bei einem Interstellarflug) auch deren Schwerepunkt hinter der Materie zurückbleiben würde, oder verstehe ich das jetzt falsch? :confused:
 
Denn: Licht hat ja (nahezu - ??) keine Masse, wie Icebär schrieb. Was aber ist dann Licht bzw, sind Lichtphotonen? Eine Kuriosität des Universums? Schließlich wird ja Licht auch durch Gravitation beeinflusst (was letztlich Schwarze Löcher ja erst richtig bestätigen!!!). Wie kann das aber eben sein, wenn es keine Masse besitzt?

Naja, ein Photon ist quantisiertes Licht und Licht ist elektromagnetische Strahlung. Die Gravitation beeinflusst nicht nur Masse, sondern auch Strahlung und das macht es auch bei Licht (Gravitationslinse, Schwarze Löcher).

Weil: Weshalb kommt es in diesem anderen Inertialrahmen dann in der Auswirkung auf Materie überhaupt zu diesen relativistischen Effekten?

Weil c konstant ist.

Weil, wenn ich das ja soweit richtig verstehe, funktioniert der Materie-Raumzeit-Gravitations-Bindung im Relativismusrahmen wie eine "Zwille", wobei die Verankerungspunkte der Zwille der "zurückbleibenden" Gravitation der Materie entsprechen, das Gummiband der Zwille der Gravitationswirkung und das Papierkügelchen wäre das auf irgendeinen C-Bruchteil beschleunigte Raumschiff.

Die Gravitation bleibt nicht zurück. Sie spielt genauso eine Rolle bei c/2 wie bei 2 m/s.

Was mich daran eben verblüfft ist, dass bei dem ausgehen von einer universellen Materie-Eigenmasseschwere-Verbindung mit der Raumzeit im Realtivismusrahmen (also jetzt bei einem Interstellarflug) auch deren Schwerepunkt hinter der Materie zurückbleiben würde, oder verstehe ich das jetzt falsch?

Ja.
 
@Lord Barkouris: You're welcome! ;)


Naja, ein Photon ist quantisiertes Licht und Licht ist elektromagnetische Strahlung. Die Gravitation beeinflusst nicht nur Masse, sondern auch Strahlung und das macht es auch bei Licht (Gravitationslinse, Schwarze Löcher).

Die Frage ist, ob Licht wirklich durch die Gravitation selbst beeinflusst wird, oder aber eben den Bahnen des verzerrten Raums folgt?!?

Nach meiner Denke kann etwas Masseloses nicht einfach so mit einer Masse aufgrund von Gravitonaustausch wechselwirken. Da müsste doch eher die Raumzeit als niedrigster gemeinsamer Nenner fungieren.

Ich spiele hier vor allem auf die höchst zweifelhafte Quantennatur (->Exkurs: Doppelspaltexperiment) von masselosen Photonen und massebehafteten Atomen/sehr kleinen Molekülen ionisierenden Strahlungen an.
 
Zuletzt bearbeitet:
Die Frage ist, ob Licht wirklich durch die Gravitation selbst beeinflusst wird, oder aber eben den Bahnen des verzerrten Raums folgt?!?

Nach meiner Denke kann etwas Masseloses nicht einfach so mit einer Masse aufgrund von Gravitonaustausch wechselwirken. Da müsste doch eher die Raumzeit als niedrigster gemeinsamer Nenner fungieren.

Die ART kennt keine Gravitonen und dementsprechend sind sowohl die Wechselwirkung der Gravitation mit einer Masse, als auch mit elektromagnetischer Strahlung durch die Krümmung der Raumzeit erklärt.
 
@Lord Barkouris: You're welcome! ;) ...
*Tja-nun... Wie ich es so schön wieder von YCiv san Togru zurück gelernt habe: Hi-hi-hi... mich-kringelig-kicher... You're me welcome too everytime :):D Okay dann... schieb-Schwarzes-Loch-bei-Seite...*

Weil c konstant ist...
*Ach ja, ich liebe solche Antworten immer (@David: Bitte lächeln, ist nicht böse gemeint. Okay?)*
Weil: Die Antwort könnte auch gut und gerne lauten, dass ein Schallmauerdurchbruch bei Tempoüberschreitungen der Geschwindigkeitskonstante von 343 m/s stattfindet.

*Und was ich sogar noch viel, mehr daran liebe ist, wie relativistisch diese Aussage wird, je nachdem ob ein Mann oder eine Frau aussagt, dass in aller Regelfälle und bei schönen 20° C die Schallgeschwindigkeit durchschnittlich 343 m/s beträgt!*

Da bin ich dann jedenfalls schon sehr froh, wenn mir mein Ohrenarzt bei Schilderung des Problems, ich hätte gerade so einen deftigen Knall gehört, nicht entgegnet, dass das gar nicht sein könne, weil sein leichter Klapps auf meinen Hinterkopf allerhöchstens einen Tieffrequenz-Tinitus auslösen würde.

:p:D

Die Gravitation bleibt nicht zurück. Sie spielt genauso eine Rolle bei c/2 wie bei 2 m/s...
*Na, so lange sie nicht vorauseilt, dürfte doch eigentlich alles prima sein! Obwohl - wenn es so wäre, würde das vielleicht gar einige Problemchen lösen... :D*
Nein, ernsthaft(-er): Ach so? Dann drpckt also doch noch irgendetwas im Relativismusrahmen von oben auf die Materie zusätzlich mit Extradruck drauf, oder wie verstehe ich mich?
Ich meine, Einsteins Energierhaltungssatz, der doch wohl gerade auch im Realivismusrahmen gültig sein sollte, sagt doch, dass die Masse ZUUUUNIMMT.
Nach Deiner Erklärung müsste sie nach meinem Verständnis dann aber konstant bleiben.
Nur - so funktioniert Gravitation resp. Schwerkraft ja auch nicht einmal im Newton'schen Gesetzesrahmen.

Die Frage ist, ob Licht wirklich durch die Gravitation selbst beeinflusst wird, oder aber eben den Bahnen des verzerrten Raums folgt?!?

Nach meiner Denke kann etwas Masseloses nicht einfach so mit einer Masse aufgrund von Gravitonaustausch wechselwirken. Da müsste doch eher die Raumzeit als niedrigster gemeinsamer Nenner fungieren...
Hier weiß ich nun ehrlich gesagt nicht, ob ich Dir zustimmen darf oder nicht - weil ich das so schlichtweg nicht ganz verstehe.
Ich habe das irgendwie eher so verstanden gehabt - halt so in meiner mal mehr, mal weniger "quantisierten Denkweise" :-)D) - dass das doch eigentlich nichts unterschiedliches ist.
-Also jetzt da diese Story mit dieser durchhängenden Netzmatte, wo zum Beispiel irgend so ein Planet drin herumbaumelt und diesem unsichtbaren Kram, der meinen Fernseher auf dem Tisch und mich auf dem Erdboden hält (obwohl das im letzteren Fall vielleicht bei mir auch nicht immer so ganz hinhaut, aber da bin ich wohl auch eine kleine resp. sehr kleine Universal-Kuriosität :D)

Weil - ich sehe das so: Wenn ich mir hier eben auf unserer guten alten Mutter-Erde einen größeren Felsklumpen auf den Fuß plumpsen lasse, ist dieser zwar nicht massereich genug, um die Raumzeit ausreichend wirkungsvoll zu verkrümmen, sondern allenfalls die Zehen meines Fußes.
Nun will damit natürlich nicht auf die Frage raus, ob es wohl der Raumzeit ebenso Schmerzen zufügt, wie meinem Fuß, wenn das passiert (obwohl - wer weiß das schon so genau: Vielleicht tut es ja der Raumzeit doch ein bissel weh, wenn ein Stern zur Nova wird. Und dann denkt sie sich halt: "Autsch, du blöder Stern. Na warte, dir gebe ich es..." und presst das ganze Teil hinterher auf die Größe eines Schwarzen Loches zusammen... Ja, ja, schon gut: War auch nur mal so ein Gedanke... :D) - auch, wenn die Raumzeit vielleicht dann denken mögen könnte: "Was für ein Spinner? Was krakelt der hier so rum? Dem soll erst einmal ein Schwarzes Loch auf den Fuß fallen. Mal schauen, was er dann ruft...?"

*Ja, sapperlot-noch-eins-und-herrje-nochmal-ernsthaft-jetzt-abba, Herr Lord Barkouris... stöhn*
Also, wie schon eben versuchsweise (zwischen einigen Lachtränen) angedeutet verstehe ich doch diese komisch durch die Planetenkugel herunterhängende Netzmatte nur als Verbildlichungschema für die Kraftwirkung der Masseschwere eines Materieklumpens.
Wer sagt denn also, dass wir nicht genau davon auch z. B. auf unserer Mutter-Erde festgehalten werden - also, dass das im Grunde doch derselbe Effekt ist (und die Formeln der unterschiedlichen physikalischen Bereiche nur deshalb in ihren Berechnungswertigkeiten abweichen, weil es sich um unterschiedliche Inertialsysteme handelt?)
Schließlich ist ja häufig diese komische Netzhängematte da nur in 2D dargestellt. Ein Planet aber verkrümmt doch die Raumzeit in drei bzw. vier Dimensionen. Sonst wäre das ja so, dass ein Lichtstrahl, der rechts am Jupiter vorbeifliegt, in seiner Bahn abgelenkt wird und einer der drüber fliegt nicht. Na, das wäre allerdings IMO mal eine lustige Erkenntnis, wenn das so wäre.
 
Ich meine, Einsteins Energierhaltungssatz, der doch wohl gerade auch im Realivismusrahmen gültig sein sollte, sagt doch, dass die Masse ZUUUUNIMMT.

Wann nimmt sie denn zu? Sie nimmt nur zu, wenn man sie aus einem in Bewegung befindlichen Bezugssystem betrachtet, was mindestens c/10 schnell ist.

Stark Vereinfacht:

Nimm eine große Kugel die vor dir aus einer Höhe von 1 m auf eine Glasplatte fällt. Die Glasplatte zerspringt, weil die Energie der Kugel nicht aufgenommen werden konnte (Die Scheibe hält nur 10 J aus). Die Energie aus der Bewegung der Kugel ist die kinetische Energie: Ekin = 1/2 m*v². m ist die Masse und beträgt 1 kg. Die Geschwindigkeit ist der Quotient aus Weg/(Fall-)Zeit, also nehmen wir mal 0,2 Sekunden. Damit ist v=5 m/s. Damit errechnet sich die Energie Ekin= 1/2 * 1kg*(5m/s)² = 12,5 kg m^2 s^-2...also 12,5 Joule.

So, angenommen Du fliegst jetzt mit c/2 an diesem Ereignis vorbei und könntest es beobachten. Deine Zeit vergeht langsamer und du siehst, logischerweise das Ereignis verlangsamt. Du siehst die Kugel fallen und stoppst die Fallzeit...sie beträgt 1 Sekunde. Du führst die gleiche Rechnung aus wie oben und kommst zu dem Ergebnis, dass die Kugel eine Energie von 0,5 J aufbringen konnte, die Scheibe ist aber trotzdem zersprungen obwohl sie 10 J aushalten sollte...wo kommt die Energie her? Der Ball fällt, erhält seine Energie also aus der Kinetik seiner Bewegung: Ekin = 1/2*m*v² ....v konnte berechnet werden, die einzige Variable ist die Masse. Um das Phänomen zu erklären, muss die Masse der Kugel 25 kg betragen. Das ist Relativität.
 
Zuletzt bearbeitet:
Wann nimmt sie denn zu? Sie nimmt nur zu, wenn man sie aus einem in Bewegung befindlichen Bezugssystem betrachtet, was mindestens c/10 schnell ist...
Wie, sie nimmt nur dann zu? Wirklich, oder ist unterhalb dieser Geschwindigkeit die Masseschwere nur vernachlässigbar?

Oder machen wir es wieder anders und mit unseren Lieblingen, den hypothetischen Beispielen - nehmen wir also folgendes an:
Man hat jetzt mal ein richtiges großes, schönes Raumschiff - ultramodern eben - und sagen wir so groß wie ein großer Asteroid (also: ordentlicher Brocken mit ordentlich viel Masse!!! - Damit es sich auch lohnt *Augenzwinker*)
Energienachschub (per Treibstoff bzw. Antrieb): Ist jetzt mal überhaupt gar nicht ein Problem, sondern "alles ist möglich" (Na ja, fast alles! ;))
An Bord des Raumschiffes befindet sich nun eine Supertechnik-Apparatur, die ziemlich genau alle möglichen und unmöglichen relevanten Newton'schen Werte und relativen Werte messen könnte - vor allem eben die Masse (und ihre Schwere - und das SEHR genau), Beschleunigung, Geschwindigkeit, Gravitation usw.)
Nun wird dann folgendes gemacht: Das Raumschiff besitzt zum Beginn des "Textfluges" V = 0.
Von dieser Geschwindigkeit (egal jetzt, wie lange es dauert) wird das Schiff durchschnittlich bis langsam, aber - UND DAS IST WICHTIG - durchgängig von V = 0 auf V = c/2 beschleunigt.
Die Frage: Was misst der Super-Apparat im Raumschiff (Schön, oder? - *Doppel-Augenzwinker*)
zu jedem Zeitpunkt der Beschleunigung für - vor allem die relevanten Wertveränderungen für Masse bzw. Massenschwere, Gravitationverhältnis, Kinetische Energie usw. (also eben alle die psyikalischen Kraftaspekte, um die es uns ja gerade ging!). Oder zusammengefasst: Wie würde für uns (die wir im Raumschiff mitfliegen) die Werte-Entwicklung aussehen.

Ausgangsgrundlagen-Prognose für dieses Beispiel:
Du hattest ja behauptet, dass die Massenschwere erst sozusagen ab dem relevanten Inertialsystem mit Tempo-Ausgangswert c/10 einsetzt, im Zusammenhang mit der Beschleunigung anzuwachsen.
Und ich behaupte, dass man eine Massenzunahme mit ausreichend Beschleunigung in Geschwindigkeitsrahmen unter c/10 und noch langsamer mit ausreichend genauer (im Intertialsystem mitgeführten) Aparatur würde messen können.

Denn ich meine eben, dass die Massenschwere im Grunde von Anfang an da ist, nur eben bei sehr niedrigen Beschleunigungen äquivalent so niedrig (natürlich dabei auch wieder abhängig von der Größen der Masse selbst) ist, dass sie kaum bis nicht mehr (mit unseren herkömmlichen Messgeräten) gemessen werden können oder auch für die entsprechend aufzubringende Beschleunigungsenergie keine Rolle spielt.

Weil: Du hast Dir zwar wirklich viel Mühe gegeben, mich mit den Berechnungsbeispielen zu überzeugen. Das Problem sehe ich nur darin, dass es selbstverständlich innerhalb bestimmter Inertialsysteme die Berechnungen auch durchaus Werte vorgenommen werden müssen, die innerhalb bzw. im Zusammenhang damit ermittelt wurden. Von meiner kannst Du also durchaus mit einem Raumschiff mit C/2 an einem anderen Intertialsystem vorbeifliegen und ein darin laufendes Experiment beobachten. Will man die korrekten Berechnungsergebnisse haben, wenn man von dem anderen Beobachtungs-System aus mitrechnen will, muss man dafür natürlich die Werte aus dem Experiment-System verwenden. Dann würde Deine erste Berechnung im zweiten Fall auch wieder stimmen (Also: statt 0,5 Joule würden die im c/2-Raumschiff auch 10 Joule errechnen!!!)
Die relativistischen Effekte ab einem bestimmten Bruchteils-C hatte ich ja nicht bestritten, nur dass hier Masseschwere mit den relativistischen Verzerrungen zusammenhängen würden.
 
Wie, sie nimmt nur dann zu? Wirklich, oder ist unterhalb dieser Geschwindigkeit die Masseschwere nur vernachlässigbar?
Ab da sind sie bemerkbar. Auswirkungen der Relativitätstheorie gibt es schon bei minimalsten Bewegungen, die können wir nur kaum messen. Trotzdem: ohne bewegliches Inertialsystem keine Massenzunahme!

Die Frage: Was misst der Super-Apparat im Raumschiff (Schön, oder? - *Doppel-Augenzwinker*)
zu jedem Zeitpunkt der Beschleunigung für - vor allem die relevanten Wertveränderungen für Masse bzw. Massenschwere, Gravitationverhältnis, Kinetische Energie usw. (also eben alle die psyikalischen Kraftaspekte, um die es uns ja gerade ging!). Oder zusammengefasst: Wie würde für uns (die wir im Raumschiff mitfliegen) die Werte-Entwicklung aussehen.

Die Masse ändert sich nicht, die Zeit ändert sich nicht, die kinetische Energie entsprechend der Literaturformel. Im Raumschiff merkt man gar nichts.

Will man die korrekten Berechnungsergebnisse haben, wenn man von dem anderen Beobachtungs-System aus mitrechnen will, muss man dafür natürlich die Werte aus dem Experiment-System verwenden.

Nee, genau das darf man nicht. Die Ergebnisse aus einem Inertialsystem in Ruhe und die eines Inertialsystems in Bewegung müssen nach entsprechender Transformation passen. Das setzt Einstein voraus. So wie du argumentierst, dass man mit den Ergebnissen aus dem Inertialsystem in Ruhe rechnen soll, widerspricht Einstein der sagt, dass Beobachtungen in JEDEM Inertialsystem auf die gleichen Naturgesetze deuten.
Sonst könnte man auch gleich sagen, dass sich die Ergebnisse der Rechnungen und
Beobachtungen, die wir hier im Sonnensystem durchführen, in einem anderen Sonnensystem nicht mehr korrekt sind. Davon gehen wir aber nicht aus, und dafür gibt es auch keine Hinweise, dafür wurde zuviel von Einsteins Prognosen bestätigt...mehrmals...sehr genau.
 
Zuletzt bearbeitet:
Nee, genau das darf man nicht. Die Ergebnisse aus einem Inertialsystem in Ruhe und die eines Inertialsystems in Bewegung müssen nach entsprechender Transformation passen. Das setzt Einstein voraus. So wie du argumentierst, dass man mit den Ergebnissen aus dem Inertialsystem in Ruhe rechnen soll, widerspricht Einstein der sagt, dass Beobachtungen in JEDEM Inertialsystem auf die gleichen Naturgesetze deuten.
Sonst könnte man auch gleich sagen, dass sich die Ergebnisse der Rechnungen und
Beobachtungen, die wir hier im Sonnensystem durchführen, in einem anderen Sonnensystem nicht mehr korrekt sind. Davon gehen wir aber nicht aus, und dafür gibt es auch keine Hinweise, dafür wurde zuviel von Einsteins Prognosen bestätigt...mehrmals...sehr genau.
*Ja... - öhm - hä? - wie jetzt? :konfus:*
Wie soll denn das jetzt gehen?
Schau, das Intertialsystem hängt doch davon ab, in wieweit es in seinen Wertigkeiten gefasst werden darf. Ich glaube Dir klar, dass selbstverständlich das "bewegte Intertialsystem" mit Werten von "innerhalb von sich" arbeiten muss, um verlässlich Berechnungsergebnisse zu erhalten.
Nur - mit z. B. dem von unserem Sonnensystem aus weit entfernt betrachteten Sonnensystem und den anhand beobachtungstechnisch hergeleiteter Berechnungsergebnisse zu diesem weit entfernten Sonnensystem liegst Du meiner Ansicht nach jetzt mit den Inertialsystemen völlig daneben.
Weil - das ist doch genau das, was ich meinte: Wir SIND ja nicht in der Lage, in dieses weit entfernte Sonnensystem hinzufliegen. Woher wissen Astrophysiker also, wie es dort (in etwa) aussieht? Weil sie natürlich auf grundsätzlich das zurückgreifen, was über die Teleskope und sonstigen technischen "Sicht-in-den-Weltraum-hinaus"-Geräten ermitteln können - und natürlich auch auf Naturkonstanten, von denen inzwischen weitgehend klar oder gar bewiesen ist, dass sie überall im Universum gelten (wie eben z. B. die Konstante c).
ABER: Wenn hier mit unseren physikalischen Formeln sozusagen "ausgerechnet" wird, wie es dort in diesem Sonnensystem etwa aussieht, rechnet man doch mit den Werten des "Weit-entfernten-Sonnensystem"-Inertialsystems (außer eben den hier bei uns auf der Erde ermittelten Naturkonstanten, wobei von denen aber dann auch nur die verwendet werden können und dürfen, die überall im Universum auch so gelten!). Das heißt, man überträgt allenfalls uns bekannte Äquivalenzwerte darauf, wenn andere "aus Beobachtungen ermittelte Werte" darauf gemäß unserer physikalischen Gesetzmäßigkeiten passen.

Das haut also meiner Meinung nach nicht hin, was Du gerade geschrieben hattest. Wenn man z. B. die Entfernung eines Planeten zu seiner Sonne in einem weit entfernten Sonnensystem ermitteln will, greift man doch auch nicht auf z. B. den Berechnungswert für die Gravitationskraft unserer Sonne zurück o. Ä. Im Teleskop oder der technischen Beobachtungsapparatur können ja aufgrund deren heute meist noch nicht möglicher ausreichender Genauigkeit z. B. bloß anhand der Lichtfarbwerte bzw. des Lichtbrechungs-Index und z. B. einer zeitperiodisch regelmäßig auftretenden Verdunklung dieser Sonne für die Umlaufgeschwindigkeit Grundwerte ermittelt werden.

Alles weiteren Werte werden dann danach im Umkehrrückschluss auf physikalische Grundgesetzmäßigkeiten hier aus unserem eigenen Sonnensystem ermittelt. Aber genau das aber heißt doch, dass hier eine Übertragung stattfindet: Natürlich nimmt man dann astrophysikalisch für die Berechnungen grundgesetzliche Berechnungsformeln bzw. Werte, von denen man weiß bzw. ausgehen kann, dass sie überall im Universum Gültigkeit haben. Das heißt aber, dass eine "Übertragung" vorgenommen wird: Und zwar auf das Intertialsystem des weitentfernten Sonnensystems (in der Hoffnung, dass man damit auch mit hoher Wahrscheinlichkeit richtig liegt).
Und alle weiteren Werte werden dann berechnungstechnisch HERGELEITET.

Nach Deiner Erklärung dürfte man das dann aber gar nicht. Denn dann dürfte man es bloß, in dem man hinfliegt und die Werte vor Ort ermittelt - genauso, wie man dann sozusagen den C/2-Vorbeiflug an dem stillstehenden Experiment unterbrechen müsste, um stattdessen dorthin zu fliegen und dort dann zusammen innerhalb diese ruhigen Intertialsystems seine Berechnungen durchzuführen.
Wie gesagt - dann dürften wir auch tatsächlich nicht von unseren Inertialsystem "Erde" (oder "irdisches Sonnensystem") über Intertialsysteme weit entfernter Sonnensysteme Aussagen treffen.

Wobei: Selbstverständlich ist auch eines klar: Die jeweiligen Geschwindigkeitsvektoren und -werte der jeweiligen Inertialsysteme müssen dabei freilich berücksichtigt werden.
 
Das heißt, man überträgt allenfalls uns bekannte Äquivalenzwerte darauf, wenn andere "aus Beobachtungen ermittelte Werte" darauf gemäß unserer physikalischen Gesetzmäßigkeiten passen.

Nee, wir gehen davon aus, dass die Naturgesetze so wie sie in unserer näheren Umgebung sind, überall im Universum sind. Würden wir davon nicht ausgehen, dann könnten wir die Astrophysik ganz abschaffen, weil jede Bogensekunde einen neuen Wundertüte warten würde. Aber das unsere Physik, die wir geschaffen haben auch in anderen Sonnensystemen gelten, ist bewiesen, weil wir genau vorhersagen können wann ein Stern in welcher Entfernung zu uns steht und wo er überhaupt steht und, was noch viel Aussagekräftiger ist, wie sich die Planeten um manche Sterne bewegen.

Aber genau das aber heißt doch, dass hier eine Übertragung stattfindet: Natürlich nimmt man dann astrophysikalisch für die Berechnungen grundgesetzliche Berechnungsformeln bzw. Werte, von denen man weiß bzw. ausgehen kann, dass sie überall im Universum Gültigkeit haben. Das heißt aber, dass eine "Übertragung" vorgenommen wird: Und zwar auf das Intertialsystem des weitentfernten Sonnensystems (in der Hoffnung, dass man damit auch mit hoher Wahrscheinlichkeit richtig liegt).
Und alle weiteren Werte werden dann berechnungstechnisch HERGELEITET.

Es findet KEINE Übertragung statt, es findet eine Transformation statt. Wenn ich etwas übertrage, dann verfälsche ich die Ergebnisse komplett.

Mal ein Beispiel (und das ist auch das Letzte):
Energiebilanz zweier Massen (jeweils 1 kg) die mit einer Feder verbunden sind, welche durch einen Faden gehalten werden. Inertialsystem in Ruhe, also u = 0, mit Mittelpunkt im Schwerpunkt. Der Faden wird zerschnitten und die Massen werden jeweils auf eine Geschwindigkeit von 1 m/s beschleunigt. Energiebetrachtung: jede Masse gewinnt 0,5 J an kinetischer Energie.

Nächster Fall, gleicher Versuchsaufbau, aber das Inertialsystem ist in Bewegung und zwar u = 10 m/s. Aufgrund der Bewegung des System ist die Energiebilanz des Systems bei 100 J. Wir zerschneiden den Faden und und schon jetzt merkt man, dass man mit diesen Werten nicht einfach rechnen kann, weil, der gleiche physikalische Vorgang im bewegten System eine komplett andere Energiebilanz hat. Eine Masse wurde nicht beschleunigt sondern gebremst, die anderen wurde beschleunigt. Es fand auch eine Energieübertragung statt. Energiebetrachtung: Eine Masse verliert Energie, die andere gewinnt Energie.

Summa summarum, man könnte die Werte aus dem bewegten System übernehmen, aber, die Energiebilanz wäre grundlegend anders und einfach nur falsch. Ich muss die Werte transformieren, sonst entgeht mir was. In einer Klausur gibts dafür nicht mal Mitleidspunkte.

Nach Deiner Erklärung dürfte man das dann aber gar nicht. Denn dann dürfte man es bloß, in dem man hinfliegt und die Werte vor Ort ermittelt - genauso, wie man dann sozusagen den C/2-Vorbeiflug an dem stillstehenden Experiment unterbrechen müsste, um stattdessen dorthin zu fliegen und dort dann zusammen innerhalb diese ruhigen Intertialsystems seine Berechnungen durchzuführen.

Das steht da gar nicht. :verwirrt: Da steht, dass die Ergebnisse aus einem beliebigen Inertialsystem zu einem bewegten Inertialsystem nach Transformation passen müssen.

Wobei: Selbstverständlich ist auch eines klar: Die jeweiligen Geschwindigkeitsvektoren und -werte der jeweiligen Inertialsysteme müssen dabei freilich berücksichtigt werden.

Die Erkenntnis kommt aber spät. Den Satz am Anfang und den Rest hätteste Dir sparen können.
 
...Die Erkenntnis kommt aber spät. Den Satz am Anfang und den Rest hätteste Dir sparen können.
Na ja - glaube es mal oder nicht - aber da ich durchaus die Geschichte mit den "zwei aufeinander zufahrenden Zügen" kenne, hatte ich das durchaus zugrunde gelegt gehabt.
Nichts desto trotz - mir war es so erschienen, dass Du Dich oben vertan hattest. Das war wie gesagt gar nicht böse gemeint, was ich schrieb.

Aber für meinen Teil gebe ich problemlos zu (weil ich nie mehr behauptet habe, als ein interessierter Laie zu sein), dass...
...Es findet KEINE Übertragung statt, es findet eine Transformation statt. Wenn ich etwas übertrage, dann verfälsche ich die Ergebnisse komplett...
... ich das mit dem "Transformations"-Begriff schlicht anders verstanden hatte. Ich dachte Du meintest, man müsse die Intertialsysteme "umwandeln" - was mir keinen Sinn ergab! (Komisch - Du hattest doch "Ergebnisse" geschrieben gehabt... Sry, dass war wohl "irrationale Wahrnehmung" meinerseits, dass ich das überlesen hatte... :konfus:) ;)

...Eine Masse wurde nicht beschleunigt sondern gebremst, die anderen wurde beschleunigt. Es fand auch eine Energieübertragung statt. Energiebetrachtung: Eine Masse verliert Energie, die andere gewinnt Energie...
Ach, jetzt verstehe ich, worauf Du hinaus wolltest.

Allerdings ist es auch ganz nett, dass Du mit Deinen Beispielen wie ein Haifisch durch das Goldfisch-Glas jagst und z. T. nicht (mehr) auf das damit eingehst, was ich eigentlich hatte wissen wollen. In meinen Beispielen gab es ja keine Masse, die sich gegen die Beschleunigungs- bzw. Geschwindigkeitsrichtung bewegte.
In sofern gestehe ich aber gerne zu, dass ich daran so nicht gedacht hatte, weil ich ja von grundsätzlich eigentlich von dem Beispiel mit einem gleichmäßigt beschleunigten Raumschiff ausgegangen war (ein hypothetisch perfektes Beispiel, in dem sich die Masse NICHT gegen die Flugrichtung bewegt, was heißt, man hätte ohnehin "nur" den Energie-Zuwachs bei der Masse gehabt.)
Also noch einmal sry, mein Fehler. (Da hing ich gedanklich noch zu sehr in meinen eigenen Beispielen herum... :))

Und darin zeigt sich auch, dass wir von grundsätzlich unterschiedlicher Basis da rangegangen waren und...
...man könnte die Werte aus dem bewegten System übernehmen, aber, die Energiebilanz wäre grundlegend anders und einfach nur falsch. Ich muss die Werte transformieren, sonst entgeht mir was ...
...du freilich in dem Fall - ausgehend von "dem, der rechnet" - recht hast mit "Transformation".
In sofern auch sry, wenn ich Dich da falsch verstanden hatte.

...Das steht da gar nicht. :verwirrt: Da steht, dass die Ergebnisse aus einem beliebigen Inertialsystem zu einem bewegten Inertialsystem nach Transformation passen müssen...
Gut, jetzt habe ich denke ich verstanden, was Du meintest.
Zuvor las sich das für mich völlig chaotisch, weil mir das schlicht wie das genaue Gegenteil von dem klang, was Du darüber geschrieben hattest.

Der Punkt ist: Ich hatte auch schon irgendwo weiter oben mal geschrieben, dass die Werte "angepasst sein müssen" (und Du hattest den Begriff "Transformation" gebraucht, den ich allerdings im falschen Zusammenhang gelesen hatte).

Klar jetzt, was geschehen war?

...In einer Klausur gibts dafür nicht mal Mitleidspunkte...
*Au ja, wo ist dann dir Tür zu dem Verein, wo ich meine Mitleidschaft jetzt anmelden kann? - Meinen-Krückstock-such' :D*
 

An dieser Stelle wäre es vielleicht sinnvoll, den "Allgemeinen Physik-Thread" umzubenennen in "Naturwissenschaften Allgemein", oder so ähnlich? Dann könnte man die Diskussionen wesentlich allgemeiner gestalten.
 
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