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Gedanken zur Dunklen Materie

P_E_T_E_R

Mitglied
Die ART basiert darauf, dass c im Vakuum eine Konstante ist. Wäre sie es nicht, dann gäbe es auch keine ART.
Es ist halt immer wieder so, dass Formulierungen von mir mit der Lupe auf Fehler abgesucht werden, und dass dann daraus Diskussions-Nebenstränge entstehen, welche vom eigentlichen Thema wegführen.
Wenn du die Invarianz der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, welches ein Grundpfeiler von SRT und ART ist, abstreitest - und das belegen deine unter (a) bis (c) aufgezählten Spekulationen in grotesker Weise - dann können wir mit dir nicht mehr vernünftig debattieren. Das sind dann auch keine unbedeutenden Nebensächlichkeiten, wie du meinst, sondern fundamentale Angelegenheiten.
Aber ich finde es irgendwie schade immer wieder nur das Loblied auf die ART zu hören ...
Gerade in solchen Situationen könnte der ART-Experte zeigen wie zielführend diese eingesetzt werden kann ...
Eben noch scherst du dich einen Teufel um fundamentale Grundprinzipien der ART und nun forderst du Auskunft vom ART-Experten. Wie schizophren ist das denn?

Und was sagen die ART-Experten dazu? Die Orbits von Photonen an einem Kerr-SL sind ja ausführlich in den oben bereits angegebenen Links behandelt. Da du darauf aber gar nicht eingehst, muss ich annehmen, dass nichts davon bei dir 'Klick' gemacht hat: Kerr photon orbits

Schade ...

Und um noch mal auf (a) bis (c) zurückzukommen: für ART-Experten gilt natürlich selbstverständlich die Invarianz von c - ist also nichts mit c/2 oder 3/2 c !!!

Die Frage zeugt also nicht gerade von Verständnis ...
 
Zuletzt bearbeitet:

kirk11

Mitglied
Wenn du die Invarianz der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, welches ein Grundpfeiler von SRT und ART ist, abstreitest - und das belegen deine unter (a) bis (c) aufgezählten Spekulationen in grotesker Weise - dann können wir mit dir nicht mehr vernünftig debattieren. Das sind dann auch keine unbedeutenden Nebensächlichkeiten, wie du meinst, sondern fundamentale Angelegenheiten.

a) - c) sind keine Spekulationen meinerseits, sondern theoretische Möglichkeiten.
Bisher habe ich mit keinem Wort geschrieben, welche davon ich für (am ehesten) richtig halte.
Erst wenn ich das mache, kann man mir konkret Spekulation vorwerfen.

Zu c) möchte ich folgendes anmerken:
der Grundgedanke ist folgender:
Ein Auto ist mit einer (Maximal-)Geschwindigkeit von 100 km / h unterwegs, solange es sich auf einer normalen Straße befindet.
Wenn es (hypothetisch) - mit der selben Geschwindkeit - statt auf einer normalen auf einer beweglichen planen Unterlage (z.B. einer Art langem Förderband) unterwegs ist, welches sich mit 10 km / h bewegt, dann ändert sich zwar an der Eigengeschwindigkeit des Autos nichts, aber die Gesamtgeschwindigkeit im Auto beträgt nun 110 km / h, durch die Summe 100 + 10.

Auf ein Photon umgesetzt: normalerweise bewegt sich ein Photon mit c durch die statische Raumzeit.

Wenn sich an der Eigen-Geschwindigkeit des Photons nichts ändert (weiterhin c), es aber in den Bereich der rotierender Raumzeit gerät welches sich mit einer Geschwindigkeit von z.B. c/2 bewegt, dann ergäbe sich rechnerisch eine Geschwindigkeits-Summe für das Photon von 1 1/2 c.

Das ist aber ohne Berücksichtigung der speziellen Umstände welche rund um ein SL herrschen.

Um Mißverständnissen vorzubeugen:
ich schließe c) nach derzeitigen Kenntnisstand aus, schon allein deshalb weil ich außerhalb von SL eine Geschwindigkeit von > c für nicht möglich halte.
Für innerhalb von SL würde ich das derzeit weder ausschließen noch behaupten.

Eben noch scherst du dich einen Teufel um fundamentale Grundprinzipien der ART und nun forderst du Auskunft vom ART-Experten. Wie schizophren ist das denn?

Ein bisschen runterkommen wäre manchmal nicht schlecht.
Ich fordere gar nichts (und kann auch gar nichts fordern, mit welchem Druckmittel denn ?), Dir sollte schon klar sein, dass jedes Wort welches Du in diesem Forum schreibst, auf freiwilliger Basis erfolgt.

Alle von Dir verlinkten Links bin ich inzwischen zumindest Übersichts-mäßig durchgegangen.

Am ehesten eine Antwort auf meine Frage habe ich allerdings an anderer Stelle gefunden, aber dazu etwas später mehr.

Eine Anmerkung zum 'Setting' meiner Frage:
ich meinte damit konkret ein Photon welches 'von außerhalb' vom SL eingefangen wird, in das SL fallen wird und eben vorher im betreffenden Bereich vor dem Ereignishorizont zur Mitrotation mit der Raumzeit gezwungen wird.

Die Photonenspähre ist deswegen mE wieder ein etwas anderer Kaffee, die betreffenden Photonen werden erst im näheren Umfeld des SL erzeugt und scheinen stabil um das SL zu rotieren.

Was nach meiner bisherigen Recherche am ehesten in Richtung Antwort geht, ist folgendem Link entnommen (wiederum Müller, who else ?)


und hier der Abschnitt:

...
Ein interessanter Umstand ist, dass das rotierende Schwarze Loch am Horizont alles, Materie, Licht, Magnetfelder, Beobachter etc. zwingt in seine Umlaufrichtung und mit gleicher Winkelgeschwindigkeit zu rotieren. Das verwundert nicht, denn das Loch ist die Raumzeit selbst, die rotiert. Dieses 'Mitschleppen von Objekten und des Bezugssystems' bezeichnen Relativitätstheoretiker mit dem englischen Fachbegriff frame dragging (engl. frame: Bezugssystem; to drag: ziehen).
...

Aufgrund der derzeit etwas aufgeheiztem Stimmung in diesem Thread lasse ich das vorerst hier unkommentiert so stehen, und werde meine Meinung / Interpretation dazu erst bei späterer Gelegenheit festhalten.

Interessant ist noch, dass von ihm auch der gegenteilige Effekt erwähnt wird, nämlich der Anti-Frame-Drag, in Zusammenhang mit statischen SL.
Da aber die Existenz statischer SL - soweit ich im Bilde bin - noch nicht nachgewiesen wurde, ist dieser Effekt in der realen Astrophysik (zumindest betreffend SL) möglicherweise nur ein theoretisches Konstrukt.
 

hhh

Mitglied
...

Zu c) möchte ich folgendes anmerken:
der Grundgedanke ist folgender:
Ein Auto ist mit einer (Maximal-)Geschwindigkeit von 100 km / h unterwegs, solange es sich auf einer normalen Straße befindet.
Wenn es (hypothetisch) - mit der selben Geschwindkeit - statt auf einer normalen auf einer beweglichen planen Unterlage (z.B. einer Art langem Förderband) unterwegs ist, welches sich mit 10 km / h bewegt, dann ändert sich zwar an der Eigengeschwindigkeit des Autos nichts, aber die Gesamtgeschwindigkeit im Auto beträgt nun 110 km / h, durch die Summe 100 + 10.

Auf ein Photon umgesetzt: normalerweise bewegt sich ein Photon mit c durch die statische Raumzeit.

Wenn sich an der Eigen-Geschwindigkeit des Photons nichts ändert (weiterhin c), es aber in den Bereich der rotierender Raumzeit gerät welches sich mit einer Geschwindigkeit von z.B. c/2 bewegt, dann ergäbe sich rechnerisch eine Geschwindigkeits-Summe für das Photon von 1 1/2 c.

Das ist aber ohne Berücksichtigung der speziellen Umstände welche rund um ein SL herrschen.


Da liegt dein Verständnisproblem. Dein Beispiel gilt nur bei Geschwindigkeiten deutlich unterhalb der Lichtgeschwindigkeit. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten funktioniert das nicht mehr. Photonen bewegen sich exakt mit c. Wenn du eine Taschenlampe in einem sehr schnellen Zug einschaltest, dann wird dein Lichtstrahl nicht schneller oder langsamer. Das ist das fundamentale Physik. Die notwendigen Formeln findest du in der Fachliteratur.
Das ist nunmal so.
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Kirk, du hast ja offensichtlich nicht einmal die Prinzipien der SRT begriffen und versuchst damit, Verständnis von rotierenden SL zu gewinnen. Das kann ja wohl nicht gelingen. Da kann dir auch Andreas Müller nicht helfen.

Zum Glück sind SL für uns hier auf der Erde nicht essentiell. Insofern hält sich der Schaden von Missverständnissen darüber in überschaubaren Grenzen.

Nichts für ungut,
weiterhin mit freundlichen Grüßen,
Peter
 

kirk11

Mitglied
Da liegt dein Verständnisproblem. Dein Beispiel gilt nur bei Geschwindigkeiten deutlich unterhalb der Lichtgeschwindigkeit. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten funktioniert das nicht mehr. Photonen bewegen sich exakt mit c. Wenn du eine Taschenlampe in einem sehr schnellen Zug einschaltest, dann wird dein Lichtstrahl nicht schneller oder langsamer. Das ist das fundamentale Physik. Die notwendigen Formeln findest du in der Fachliteratur.
Das ist nunmal so.


Wenn Du meinen Beitrag zur Gänze analysiert hättest, dann wärst Du (u.a.) auch darüber gestolpert:

,,,ich schließe c) nach derzeitigen Kenntnisstand aus, schon allein deshalb weil ich außerhalb von SL eine Geschwindigkeit von > c für nicht möglich halte.

Also warum unterstellst Du mir etwas, was ich gerade zuvor explizit ausgeschlossen habe ?

Es gibt da offensichtlich ein Verständnisproblem darüber was eine theoretische Möglichkeit ist und dem was ich glaube bzw. was meine Meinung ist.

Wenn ich schreibe dass es eine theoretische Möglichkeit ist, dass im Laufe des Jahres 2021 die Erde von einem größeren Kometen getroffen wird (inklusive den entsprechenden Verwüstungen), dann heißt das keineswegs dass ich dies auch tatsächlich glaube.

Die Chance dafür wird wahrscheinlich ca. im Bereich von 1 : 10.000.000 liegen - eine theoretische Möglichkeit ist es aber trotzdem.

Zu Deinem Beispiel mit der Taschenlampe: natürlich hast Du damit recht (etwas so großes wie die Taschenlampe ließe sich allerdings auch schon gar nicht auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen), trotzdem gibt es einen Punkt zu beachten:

beim Taschenlampen-Beispiel würde die Geschwindigkeit (bezogen auf die lokale Raumzeit) > c werden, bei rotierender Raumzeit würde ein Photon bei seiner normalen Geschwindigkeit c - wiederum bezogen auf die lokale Raumzeit - verbleiben, und erst durch die Summe der beiden Geschwindkeiten (Raumzeit + Photon) würde sich für den Beobachter ausreichend weit außerhalb eine Geschwindigkeit > c ergeben.

Aber nochmals in aller Deutlichkeit:
ich schließe es nach meinem Wissensstand aus, dass in der Realität außerhalb von SL eine Geschwindigkeit von > c möglich ist (auch nicht durch eine Summe von 2 Geschwindigkeiten wie oberhalb ausgeführt);
Auch schon deswegen weil falls es im beobachtbaren Universum tatsächlich zu Überlichtgeschwindigkeit gekommen wäre bzw. kommen würde, dann wäre das wohl schon längst detektiert worden.
 

kirk11

Mitglied
Ich habe noch etwas recherchiert aber leider keinen weiteren relevanten Treffer gelandet.

Deswegen verbleibt obiges Zitat von A.M. (obwohl die betreffende Abhandlung schon knapp 15 Jahre alt ist) das nach meiner Einschätzung noch am meisten Thema-bezogene, zur Klärung der von mir gestellten Fragestellung:

...
Ein interessanter Umstand ist, dass das rotierende Schwarze Loch am Horizont alles, Materie, Licht, Magnetfelder, Beobachter etc. zwingt in seine Umlaufrichtung und mit gleicher Winkelgeschwindigkeit zu rotieren. Das verwundert nicht, denn das Loch ist die Raumzeit selbst, die rotiert. Dieses 'Mitschleppen von Objekten und des Bezugssystems' bezeichnen Relativitätstheoretiker mit dem englischen Fachbegriff frame dragging (engl. frame: Bezugssystem; to drag: ziehen).
...

Zum Zwecke der besseren Übersichtlichkeit auch nochmals meine Punkte a) - c):

a) Sie werden auf die betreffende Raumzeit-Rotationsgeschwindigkeit abgebremst, z.B. die 1/2 Lichtgeschwindkeit
b) Sie bewegen sich mit Lichtgeschwindkeit, wobei 50 % durch die Geschwindkeit der Raumzeit-Rotation + 50 % Eigengeschwindigkeit
c) Sie bewegen zusätzlich zur 1/2 Lichtgeschwindigkeit mit der vollen normalen Eigengeschwindigkeit c, aufsummiert also mit 1 1/2 facher Lichtgeschwindigkeit


Auf c) bin ich schon eingegangen und habe auch schon begründet warum ich das ausschließen würde.
b) würde ich auch ausschließen

a) klingt zwar wohl für's erste als die absurdeste Option, aber im Lichte des obenstehenden Zitats bzw. des frame dragging-Effekts
schaut das - zumindest für mich - etwas anders aus.

Als wichtig sehe hier das Detail ...mit gleicher Winkelgeschwindigkeit... an.
Leider führt A.M. diese spezielle Thematik nicht näher aus.

Möglicherweise hat sich die diesbezügliche Erkenntnislage seit dem Erscheinen des betreffenden Elaborates geändert, sodass seine damaligen Ausführungen nicht mehr dem letzten Stand des Wissens entspricht.
Aber ich habe bei meinen Recherchen nichts diesbezügliches gefunden, sonst hätte ich diese Quelle natürlich angeführt.
 

Adhara

Mitglied
Wird ein Objekt, welches sich einen Schwarzen Loch nähert, nur durch die Gezeitenkräfte zerstört oder gibt es noch andere zerstörerische Mechanismen? Was spricht dagegen, daß die Materie im Schwarzen Loch, in dem was wir als "Singularität" bezeichnen, in einer Form mit Planck-Dichte ( Planck-Einheiten ) vorliegt?
 

hhh

Mitglied
All die Hypothesen bringen nichts, die ART liefert bereits eine Beschreibung für die Effekte nahe des Ereignishorizonts. Das alles ist berechenbar und es gibt aktuell keinen Grund an der Gültigkeit zu zweifeln. Das "Innere" des SL ist dazu auch nicht relevant. Die "Alltagserfahrung" kann mit solch extremem Bedingungen nicht mehr weiterhelfen. Man braucht dazu Gleichungen und Simulationen um das wenigstens ein bisschen visualisieren zu können. . Dazu muss man aber schon sehr tief in die Physik eintauchen mit anspruchsvoller Mathematik. Spekulationen auf Basis populärwissenschaftlicher Beschreibungen führen nur zu immer absurder werdenden Vorstellungen.

In den letzten 15 Jahren gab es (meines Wissens nach) nicht viele neue theoretische Erkenntnisse. ABER es gab viele experimentelle Fortschritte und alle haben die Vorhersagen der Relativitätstheorie bestätigt.
Für eine komplett neue Physik muss man das alles erstmal mindestens genausogut erklären können, vorher ist das niemand (Relevanter) ernst nehmen.
 

kirk11

Mitglied
Wird ein Objekt, welches sich einen Schwarzen Loch nähert, nur durch die Gezeitenkräfte zerstört oder gibt es noch andere zerstörerische Mechanismen? Was spricht dagegen, daß die Materie im Schwarzen Loch, in dem was wir als "Singularität" bezeichnen, in einer Form mit Planck-Dichte ( Planck-Einheiten ) vorliegt?
Auf einen Deiner beiden angefragten Punkte möchte ich kurz eingehen:

SL sind ja nicht gerade einheitlich - schon in Punkto Masse gibt es Unterschiede im Faktor von bis zu ~ 1 : 20.000.000.000.
Weiters unterscheiden sie sich durch den Drehimpuls (Rotationsgeschwindigkeit) sowie dadurch ob sie eher aktiv oder schlafend sind (in Punkto Materie-Zufluß).

Aber prinzipiell sehe ich für Objekte welche von einem SL geschluckt werden u.a. noch folgende gefährdende Mechansimen bzw. Faktoren: Hitze, Strahlung sowie Magnetströme, auch schon (knapp) außerhalb des Ereignishorizonts.
Aber die Gefahrenmomente sind bei einem kleinem stellaren SL sicher anders zu bewerten als z.B. bei supermassereichen SL / Quasaren.
 

kirk11

Mitglied
All die Hypothesen bringen nichts, die ART liefert bereits eine Beschreibung für die Effekte nahe des Ereignishorizonts. Das alles ist berechenbar und es gibt aktuell keinen Grund an der Gültigkeit zu zweifeln.

Wiederum der übliche Allgemeinplatz statt - wenn Du schon zu dem Themenkreis so oft Stellung bezogen hast - dass Du endlich mal eine eigene Einschätzung dazu abgibst (oder einen Link anführst wo das Deiner Meinung nach korrekt dargestellt wird).

Solange man so allgemein-unverbindlich bleibt, macht man sich natürlich auch nicht angreifbar und kann die konkreten Stellungnahmen anderer Forumsmitglieder aus sicherer Deckung kritisieren.

Auf so ziemlich alle kniffligeren astrophysikalischen Detail-Fragen passt Deine Antwort die ART liefert bereits eine Beschreibung für die Effekte aber ohne eine zumindest rudimentäre Ausführung welche, trägt das genau gar nichts zur Klärung bei.
 

hhh

Mitglied
Du suchst immer noch Literatur?
Viel Spaß bei der Lektüre, rechne aber doch mit mehr als einem Wochenende. Sind halt keine Gaßner Videos wo man nach ein paar Minuten die Weltformel lernt...

...wir haben übrigens bisher die Reissner-Nordström und Kerr-Newman-Metrik Metrik vernachlässigt, falls du für Zwischendurch ein paar neue Gedankenexperimente ausprobieren willst ;)

 

kirk11

Mitglied
Jedenfalls danke für die Buch-Tipps.

...wir haben übrigens bisher die Reissner-Nordström und Kerr-Newman-Metrik Metrik vernachlässigt, falls du für Zwischendurch ein paar neue Gedankenexperimente ausprobieren willst

Ich weiß jetzt nicht, inwieweit das ironisch gemeint ist, aber für statische SL (2 der 4 möglichen SL-Kategorien) fällt die Thematik wie sich Photonen in der rotierender Raumzeit verhalten, naturgemäß weg.
Davon abgesehen dass der Beweis dass es solche auch tatsächlich gibt, mW noch aussteht.
Wenn es solche gäbe dann würden wohl 'eingefangene' Photonen und Materie (durch den Wegfall der Rotation) auf der 'direttissima' auf das Gravitationszentrum des SL zusteuern.

SL nach der Kerr-Newman-Metrik dürfte es ja nur in völliger Isolation geben (damit sich die Ladungsunterschiede nicht ausgleichen können), was eine nicht gerade sonderlich realistische Vorgabe ist.
Davon abgesehen: wenn man die Antwort finden würde bzw. hätte in Bezug auf die Kerr-Lösung von SL, dann wäre diese wohl auch - eventuell mit leichter Modifikation - für die elektrisch geladenen, rotierenden SL relevant.
 

kirk11

Mitglied
Aus A.M.'s Kapitel Andreas Müller - Schwarze Löcher - Relativitätstheorie

Die SRT vergleicht die Messung von Ereignissen, die durch Orts- und Zeitkoordinaten festgelegt sind, in verschiedenen Bezugssystemen. Ein Bezugssystem ist ein Ort, von dem aus Beobachtungen beschrieben werden. Es ist jedoch nicht nur ein Bezugs- oder Referenzpunkt im Raum, sondern auch in der Zeit.
In der Relativitätstheorie sind sowohl räumliche, als auch zeitliche Angaben wichtig. Um ein Ereignis eindeutig festzulegen gibt man vier Werte an: drei Raumkoordinaten und eine Zeitkoordinate. Ein anschauliches Beispiel für diese vier Zahlen ist ein Termin: Sie gehen in eine bestimmte Straße (erste Raumkoordinate), zu einer bestimmten Hausnummer (zweite Raumkoordinate), in eine bestimmte Etage des Gebäudes (dritte Raumkoordinate) zu einer bestimmten Uhrzeit (die Zeitkoordinate). Diese 'Termine' heißen in der Relativitätstheorie Ereignisse oder Weltpunkte. Sie sind vierdimensional, weil sie durch vier voneinander unabhängige Zahlen eindeutig festgelegt werden können.


In der 'normalen' Raumzeit funktioniert das 4-dimensionale Koordinaten-System mit seinen Weltpunkten unter der Rahmenbedingung, dass die Raumzeit zwar gekrümmt sein kann aber im Prinzip eine statische Natur aufweist (das ist zwar vielleicht nicht sehr geschickt formuliert, aber ich hoffe es ist verständlich was damit gemeint ist).

Das ist letztendlich eine ganz wichtige Basis dafür dass die ART + SRT so funktionieren kann, wie es in den Lehrbüchern steht.

Wenn man jetzt die Raumzeit in (schneller) Rotation damit vergleicht:

Das 4-dimensionale Koordinatensystem gibt es zwar (auch dort) natürlich nach wie vor, aber die Koordinaten befinden sich nun in permanenter, rasanter Bewegung.

Dadurch stellt sich mir die Frage inwieweit das nicht eine modifizierte Interpretation relativistischer Effekte verlangt, um dieser (neuen) wesentlichen Basis-Rahmenbedingung Rechnung zu tragen.

Wenn die Berechnung relativistischer Effekte wohl schon unter den Bedingungen der 'normalen' Raumzeit ziemlich schwierig & komplex sein kann, so dürfte dieselbige bei schnell rotierenden Koordinaten jedenfalls noch deutlich kniffliger werden.
 

kirk11

Mitglied
Ich möchte hier ein paar Gedankensplitter rund um das Thema Photonen / (Raum)Zeit darstellen.

Dass auch die Raumzeit in Verbindung mit Quanten bzw. Quantelungen steht, wird ja gelegentlich vermutet, z.B. im Zusammenhang eines besseren Verständnisses was im Inneren eines SL passiert.

Quanten als kleinste bekannte Einheiten sind ja geläufig u.a. bei Licht, Energie und (Teilen der) Materie - auch bei der Gravitation gibt es zumindest Überlegungen in diese Richtung.

Ich möchte die Raumzeit jetzt folgendermaßen gedanklich aufsplitten:
die 3 Raumdimensionen sind unter Normalbedingungen quasi der (weitgehend) statische Faktor, während die Zeit das dynamische Element, quasi die bewegliche Dimension verkörpert.

Ich postuliere jetzt einfach mal dass es so etwas wie Zeit-Quanten gibt.
Diese sollen im weiteren Sinne vergleichbar sein mit Photonen in ihrer Eigenschaft als masselose 'Teilchen', welche sich deswegen unter Normalbedingungen mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen, durch die 3 Raumdimensionen.

Zur Veranschaulichung stellen wir uns sowohl Zeit-Quanten als auch Photonen als Züge mit unzähligen Waggons vor.

Je schneller die Waggons der Zeit-Quanten am Bezugsobjekt vorbeirauschen, desto schneller vergeht die Zeit - der Geschwindigkeitsunterschied beträgt bei einem (fast) ruhenden Bezugsobjekt (fast) Lichtgeschwindigkeit.

Je schneller sich das Bezugsobjekt bewegt, desto langsamer vergeht die Zeit (für einen Beobachter von außerhalb), weil sich der Geschwindigkeitsunterschied jeweils entsprechend verringert.

Jetzt kommen wir auf die Photonen zurück und denken uns diese als 'Photonen-Zug'.

Genauso wie der 'Zeit-Zug' bewegt sich der 'Photonen-Zug' mit Lichtgeschwindigkeit - 'die Zeit steht still', da sich beide Züge quasi parallel, Geschwindikeits-technisch im Gleichklang bewegen.
Wenn man also vom Photonen-Zug z.B. auf den auf der linken Seite parallel fahrenden Zeit-Zug schauen könnte, dann würde man immer denselben Waggon erblicken (= denselben Zeitpunkt).

Wenn sich ein Teilchen (rein hypothtisch) in Überlichtgeschwindigkeit bewegen würde und man das dann als 'Tachyonen-Zug' bezeichnen würde, dann wäre dieser Zug natürlich schneller als der 'Licht-Zug'.
Man würde laufend Waggons von weiter vorne erblicken (was Waggons aus der Vergangenheit entsprechen würde) und deswegen würde sich der Tachyonen-Zug in Richtung Vergangenheit bewegen.

Das soll mal einen ganz groben ersten gedanklichen (Arbeits-)Entwurf darstellen und man kann mir bei selbigem wohl zu recht (noch) Logik-Löcher vorwerfen (nach eigener Einschätzung).
Z.B. warum sich Zeit-Quanten und Licht-Quanten parallel bewegen sollten, wenn sich Licht-Quanten (z.B. bei Laserstrahlen) nur in eine bestimmte Richtung bewegen.

Aber ich halte es halt schon (und das war der Ausgangspunkt für diese etwas bunt ausgeschmückten Überlegungen) für verblüffend, dass sich einerseits Masse-lose 'Teilchen' (wie Quanten) immer mit c (unter Normalbedingungen) fortbewegen und dass anderseits bei Photonen 'die Zeit still steht' (was ja mW experimentell nachgewiesen ist).

Diese beiden Gegebenheiten habe ich bei meinen obigen Ausführungen in Zusammenhang gebracht.
 

kirk11

Mitglied
Der Wert für Lichtgeschwindigkeit (c) ist ja 299792458 m/s.

Es ist schon interessant dass für alle derzeit als existierend bekannten (oder von der Lehrmeinung her postulieten) Masse-losen 'Teilchen' genau diese Geschwindigkeit die Maximal-Geschwindigkeit ist.
Anders als bei Materie wäre ja wohl nicht der Energie-Aufwand das Problem (eben da die Masse = 0 ist) für eine weitere Beschleunigung, aber c ist eben nicht zu übertreffen.

Möglicherweise hängt das damit zusammen das 'Teilchen' nicht schneller werden können als die Zeit, welche ja auch mit c unterwegs wäre, sollte es (freie) Zeit-Quanten tatsächlich geben.

Interessieren würde es mich jedenfalls, was denn die gängige Erklärung dafür ist, warum die Zeit (fast) still steht, wenn sich z.B. ein Photon mit c bewegt.

Mit ist eine solche bisher nicht bekannt - was aber nichts heißen muß;
wenn es eine solche in schlüssiger Form geben sollte, dann wäre mein oberhalb dargestelltes Gedankenmodell vermutlich obsolet.
 

Nebelhorn

Mitglied
Dass die Zeit "still steht" ist doch einfach die Folge des Postulats, dass es eine maximale Geschwindigkeit gibt. Wenn dem nicht so wäre, dann hätte man Kausalitätsprobleme.
 

kirk11

Mitglied
Eine Kernfrage ist wohl, was ist Zeit - aus astrophysikalischer Betrachtungsweise.

Ich habe mal weiter oben den hypothetischen Input gegeben, dass auch Zeit auf Quantenbasis zu interpretieren sein könnte.
Daraus würde sich praktisch zwangsläufig ergeben dass sich Zeit-Quanten (als Masse-lose 'Teilchen') im Normalfall mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen.

Man könnte Zeit auch als statische Dimension interpretieren, als eine Art immanente Eigenschaft des Raumes, ohne Mitwirkung von 'Teilchen'.

Und natürlich gibt es da noch einige weitere Möglichkeiten, mir ist diesbezüglich aber nicht bekannt, in welche Richtung die moderne Astrophysik dies interpretiert.

Dass die Zeit still steht bei Lichtgeschwindigkeit betrachte ich - nach meinem Wissensstand - als (abgesichertes) Mess-Ergebnis.

Oft wird etwas postuliert - es fehlt aber (noch) die Verifizierung.

In diesem Fall sehe ich es eher umgekehrt - die Fakten sind klar, aber die Ursache (zumindest noch) nicht.

Wieso muß die Geschwindigkeit c dazu führen dass die Zeit still steht - was ist da die logische Begründung, nach dem aktuellen Konsensus ?

Und wieso gäbe es Kausalitätsprobleme wenn die Zeit bei Lichtwindigkeit nicht still stehen würde ?
 

kirk11

Mitglied
Im Artikel


wird die Relativitätstheorie auf einfachstem Niveau dargestellt.

Hier ein Zitat

...Denn Einstein erkannte als Erster die Konsequenzen: Wenn Licht immer gleich schnell ist, bedeutet das, dass Zeit nicht immer gleich schnell vergehen und der Raum nicht immer gleich groß sein kann. Denn Geschwindigkeit ist gleich Strecke durch Zeit. V = s/t. V ist im Fall von Licht aber immer 299.792.458 m/s...

...Würde das Raumschiff Lichtgeschwindigkeit erreichen, würde die Zeit an Bord stillstehen. Käme der Astronaut am Ziel an, hätte er von der Reise also nichts mitbekommen...


Von der Formel V = s/t kann ich aber jedenfalls nicht (logisch) ableiten, dass die Zeit still stehen muß bei Lichtgeschwindigkeit.

Der Wert t ist ungleich 0, im Grunde ergibt diese Formel 'nur' die Geschwindigkeit des betreffenden Objekts.

Lichtgeschwindigkeit ist mE ein etwas unglücklich gewählter Ausdruck.

Z.B. 'Maximale Vakuumgeschwindigkeit' würde ich als passender einschätzen.

Einerseits weil c ja nicht nur die Lichtquanten betrifft, andererseits weil unter herkömmlichen Bedingungen die Reise des Lichts oft nur sehr kurz ist.
Wenn man z.B. in einem Raum ohne Fenster eine Lampe einschaltet dann geht die Reise des Lichts gerade mal bis zu den Wänden des betreffenden Raums.

Ich hatte jedenfalls die Möglichkeit angedacht, dass es auch Zeitquanten geben könnte welche sich ebenfalls mit c bewegen.

Zur Relativität:
Z.B. von der Relativität der Zeit zu sprechen könnte etwas unpräzise sein.
Die Relativität entspricht mE weniger der Natur der Zeit als dem Umstand dass die Zeitwahrnehmung Geschwindigkeits-sensitiv ist.

Nehmen wir als Beispiel ein Auto welches konstant mit 100 km / h auf der Autobahn fährt.
Daran allein sehe ich noch keinerlei relativen Moment.
Dieser kommt ins Spiel sobald man die Geschwindigkeit anderer Autos auf dieser Autobahn berücksichtigt.
Für ein langsam fahrendes Auto (mit 50 km / h) bewegt sich unser Auto (auch) mit 50 km / h, für ein Auto mit 150 km / h bewegt sich dieses mit - 50 km / h.
Für ein anderes Auto mit exakt 100 km / h scheint unser Auto stillzustehen, wenn sich beide Autos auf gleicher Höhe befinden (natürlich weil sich die beiden Geschwindigkeit aufheben).
Dass die Zeit 'still steht' sehe ich analog nicht als einen Fakt sondern als einen Relativwert an, welcher sich aus der Geschwindigkeit des Bezugsobjekts ergibt.

Ich würde deswegen eher von der Relativität der Zeitwahrnehmung als von der Relativität der Zeit sprechen.
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Für Inertialsysteme, welche sich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit bewegen, vergeht die Zeit eben langsamer, und zwar um den Faktor γ, welcher die Zeitdilatation beschreibt:

γ = 1 / SQRT (1 - β²)

mit β = v/c

Wenn nun die Geschwindigkeit v immer näher an c herankommt, geht ß gegen 1 und γ gegen unendlich.

Dass die Uhren in schnell bewegten Systemen langsamer gehen, sieht man z.B. daran, dass kurzlebige Myonen mit einer Lebensdauer von 2,2 μs, welche beim Aufprall kosmischer Protonen in der hohen Erdatmosphäre entstehen und nach klassischer Rechnung nach einer Flugstrecke von wenigen Kilometern längst zerfallen sein sollten gleichwohl am Erdboden noch nachweisbar sind. Diese bewegten Teilchen zerfallen nach unseren Uhren eben mit einer um γ dilatierten Lebensdauer.

Ähnliche Effekte sieht man an Teilchenbeschleunigern, wo man sogar noch wesentlich kurzlebigere Teilchen beobachtet.
 
Zuletzt bearbeitet:

kirk11

Mitglied
Für Inertialsysteme, welche sich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit bewegen, vergeht die Zeit eben langsamer, und zwar um den Faktor γ, welcher die Zeitdilatation beschreibt:

γ = 1 / SQRT (1 - β²)

mit β = v/c

Wenn nun die Geschwindigkeit v immer näher an c herankommt, geht ß gegen 1 und γ gegen unendlich.

Dass die Uhren in schnell bewegten Systemen langsamer gehen, sieht man z.B. daran, dass kurzlebige Myonen mit einer Lebensdauer von 2,2 μs, welche beim Aufprall kosmischer Protonen in der hohen Erdatmosphäre entstehen und nach klassischer Rechnung nach einer Flugstrecke von wenigen Kilometern längst zerfallen sein sollten gleichwohl am Erdboden noch nachweisbar sind. Diese bewegten Teilchen zerfallen nach unseren Uhren eben mit einer um γ dilatierten Lebensdauer.

Ähnliche Effekte sieht man an Teilchenbeschleunigern, wo man sogar noch wesentlich kurzlebigere Teilchen beobachtet.
Danke jedenfalls für diese Beispiele.

Im Prinzip sehe ich es so dass die angesprochenen Sachverhalte sowohl Mess-technisch als auch mathematisch eindeutig (belegt) sind.

Das Problem liegt aber woanders und dazu möchte ich ein Beispiel bringen welches in diesem Thread nur zu gut bekannt ist:

Die Rotationsgeschwindigkeit im äußeren Bereich von Spiralgalaxien.
Auch hier steht sowohl unter mathematischen als auch unter Mess-technischen Aspekten die Ampel eindeutig auf grün.

Aber wieso es sich so verhält, das bereitet den Astrophysikern seit ca. 90 Jahren einige Kopfweh und hat maßgeblich zu der Erkenntnis beigetragen dass DM im Universum eine wesentliche Rolle spielt, u.a. als Masse-Faktor.

Trotzdem kann man in beiden Punkten - sowohl in der Rotationsfrage als auch was einige wesentliche Aspekte der DM betrifft - wohl mit Recht feststellen, dass hier jeweils noch einiges zu klären ist.

Die Frage des 'Warum' sehe ich jedenfalls ganz allgemein keinesfalls als Nebenaspekt an.

Um zum Thema Zeit zurückzukommen:
Eigentlich weiß schon jedes Kind, was landläufig darunter zu verstehen ist.
Aber ein echtes Verständnis nach astrophysikalischen Gesichtspunkten ist da schon etwas ganz anderes und natürlich ungleich schwieriger.

Zeit ist eine der vier Dimensionen und wird meist gemeinsam mit dem 'Raum' behandelt -> deswegen 'Raumzeit'.

Aber ich denke dass es leichter fallen könnte zu einem besseren Verständnis zu kommen, wenn man Zeit (auch) gesondert von den 3 Raumdimensionen zu analysieren versucht.

Welche Eigenschaften hat 'Zeit', ist sie z.B. statisch oder ist sie in permanenter (lichtschneller) Bewegung ?

Wenn man die Zeit(dimension) statisch interpretiert, dann kann ich den Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Zeit (je schneller das Bezugsobjekt desto langsamer vergeht die Zeit) irgendwie überhaupt nicht logisch nachvollziehen.

Ich habe es u.a. deswegen mit dem Postulat von Zeit-Quanten versucht, wo sich Geschwindigkeit und (im Falle der Geschwindigkeit c stillstehende) Zeit zumindest ansatzweise in einen logischen Zusammenhang bringen läßt.

Der Vollständigkeit halber:
Chrononen als (hypothetische) Zeitquanten haben zwar schon den Weg in Wikipedia gefunden, aber da geht's nicht um 'Zeit pur' in meinem Sinne sondern um ...Chrononen welche die kleinste Einheit auf der Zeitebene bestimmter Teilchen darstellen sollen...

Dass die Planck-Zeit eine fundamentale physikalische Konstante ist, hilft mir im Verständnis leider auch nicht wirklich weiter.
 

Nebelhorn

Mitglied
Ja ich weiß. Kirk11s lichtschneller Raumfahrer wäre dann quasi an jedem Punkt seiner Flugstrecke gleichzeitig.

Viele Grüße
Jörg
 

holger_merlitz

Mitglied
Ein Photon kann sein Leben nicht genießen - mit der Eigenzeit identisch Null erreicht es sein Ziel gleichzeitig mit seiner Entstehung, oder, anders gesehen: Jede Wegstrecke im Universum erscheint ihm unendlich kurz. Photonen haben kein Alter.

Viele Grüße,
Holger
 

Adhara

Mitglied
Wenn alle Inertialsysteme gleichwertig sind, dann müßte das Leben in einem Inertialsystem, welches sich gegenüber der Erde fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegt und in dem für uns auf der Erde die Zeit merklich langsamer vergeht,. prinzipiell nicht unterscheiden. Da stellt sich die Frage: gibt es Inertialsysteme, in denen für Beobachter auf der Erde die Zeit merlich schneller vergeht.
 

M_Hamilton

Mitglied
Hallo,

die Frage, wessen Zeit schneller oder langsamer vergeht, ist so nicht klar formuliert und führt zu dem Zwillingsparadoxon (da sich der eine relativ zu dem anderen bewegt, müsste bei ihm die Zeit langsamer vergehen - bei wem vergeht sie jetzt schneller oder langsamer?).

Die klar definierte Frage ist: Welche Eigenzeit vergeht für einen Beobachter, der sich von Ereignis A zu Ereignis B in der Raumzeit bewegt? In der speziellen Relativitätstheorie ist es so, dass für den frei fallenden Beobachter (Inertialsystem), der sich von A nach B bewegt, immer die längste Eigenzeit vergeht. Der frei fallende Beobachter bewegt sich in der Minkowski-Raumzeit entlang einer Gerade (=Geodäte) von A nach B und die Eigenzeit entlang dieser Gerade ist maximal unter allen kausalen Kurven von A nach B. Das liegt an der Lorentz-Metrik und ist ähnlich wie die bekannte Aussage, dass die Gerade im euklidischen Raum (mit der euklidischen Metrik) die kürzeste Verbindung zwischen zwei Punkten ist.

Siehe z.B. hier:


Es gibt auch nur eine gerade Kurve von A nach B, insofern stellt sich die Frage, in welchem Inertialsystem die Zeit langsamer oder schneller vergeht, nicht. Jede andere Raumzeit-Kurve von A nach B ist kein Inertialsystem.

Viele Grüße
Mark
 

kirk11

Mitglied
Ein Photon kann sein Leben nicht genießen - mit der Eigenzeit identisch Null erreicht es sein Ziel gleichzeitig mit seiner Entstehung, oder, anders gesehen: Jede Wegstrecke im Universum erscheint ihm unendlich kurz. Photonen haben kein Alter.

Viele Grüße,
Holger
Es entbehrt wohl nicht einer gewissen Paradoxität dass ausgerechnet Photonen ein ganz zentrales Hilfsmittel sind, nicht nur zur Bestimmung von Abständen sonder auch des Alters von Objekten im Universum.
 

P_E_T_E_R

Mitglied
Bevor das zu Missverständnissen führt, sollte man bedenken, dass das Photon als stabil gilt.

Solange ihm nichts in den Weg gestellt wird, setzt es seine Reise fort, bis zum Ende des Universums ...
 

kirk11

Mitglied
Ich versuche hier nach besten Können & Wissen (schwer genug wird's) einige meiner Gedanken zum Thema Zeit festzuhalten.

Der Aspekt des Raums - da ja Zeit meist im Rahmen der Raumzeit betrachtet wird - lasse ich bis auf weiteres praktisch außen vor, um es nicht zu verkomplizieren.

Zuerst möchte ich auf die Zeit im 'Ruhezustand' eingehen.
Ich sehe diese als praktisch allgegenwärtig im Universum an, in diesem Punkt noch am ehesten vergleichbar mit Dunkler Energie, Dunkler Materie oder Neutrinos.

Solange in einem bestimmten Raumbereich (z.B.) nichts passiert, befindet sich die Zeit dort (z.B. im Vakuum) im Ruhezustand.
Sobald in diesem Bereich aber etwas konkret passiert - unabhängig davon ob dies nun ein kleines oder großes Ereignis ist - wechselt die Zeit im betreffenden (Unter-)Sektor sozusagen in den Aktivzustand und übermittelt die Information dieses Ereignis (wellenartig) in Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen.

Diese 'Zeitwelle' ist per se ungefährlich, da sie nur Information überträgt, nicht aber die Energie dieses Ereignisses.

Nehmen wir jetzt zur Illustration das Beispiel eines Seebebens:
die Zeitwelle trägt unmittelbar die Information dieses Seebeben in alle Richtungen.
Wenn man jetzt postuliert dass die einzige physisch gefährlich Folge dieses Seebebens ein dadurch ausgelöster Tsunami ist, so wird dieser z.B. 3 Stunden später an der Küste aufschlagen und dort eine Überschwemmung mit großen Schäden und möglicherweise Toten verursachen.
Die Zeitwelle dieses Seebebens hat sich in diesen 3 Stunden aber schon konzentrisch mit c vom Ursprungsort entfernt (und natürlich nirgendwo Schaden angerichtet).

Kann man diese Zeitwelle(n) nach derzeitgem Kenntnisstand bzw. mit derzeitiger Technik messen ?

Ich denke nicht; einerseits weil dies vermutlich noch gar nicht angedacht wurde und andererseits weil diese Wellen mE nur minimalste energetische Schwankungen im subatomaren Bereich (und damit so gut wie unmeßbar) sein dürften.

Wenn man die Zeit mit einer Festplatte vergleicht:

Die Zeit im Vakuum (wenn man vorraussetzt dass dieser Bereich abseits aller Ereignisse gehalten werden könnte) entspräche einer leeren Festplatte.
Jedes Ereignis produziert quasi eine Spur auf der Festplatte, wobei die Gesamt-Speicherkapazität gegen unendlich geht bzw. praktisch unbegrenzt ist.
Die Zeit ist in ihrer Gesamtheit der universelle Informationsspeicher, in welchem alles 'abgelegt' ist was jemals im Universum passiert ist.

Zeitwellen sind zum Teil vergleichbar mit anderen Wellen wie Licht- oder Gravitationswellen, so bewegen sie sich z.B. mit der gleichen Geschwindigkeit (c) fort.

Der Begriff 'Information' soll nicht darüber hinwegtäuschen, dass es sich bei dem was eine Zeitwelle transportiert (wenn auch ungefährlich so doch) um etwas energetisch Reales handelt.

Ohne die Fähigkeit der Zeit sich mit Lichtgeschwindigkeit fortzubewegen, hätte sich unser Universum (nach dem 'Urknall') nie so wie rekonstruiert ausdehnen und entwickeln können.
Die erste Zeitwelle dehnt sich noch immer mit Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen aus und trägt die betreffende Information in immer neue Raumbereiche (jeweils am Rande unseres Universums).

ME gibt es (noch) keine Möglichkeit irgendeines Zugriffs auf Zeitwellen.
Das entsprechende Wissen bzw. die dafür notwendigen technischen Hilfsmittel fehlen einfach noch.
Man müßte sich deswegen diesbezüglich bis auf weiteres auf theoretische Überlegungen beschränken.

Aber indirekt glaube ich schon dass es gute Indizien gibt, dass in dieser Darstellung ein wahrer Kern liegt.
Wenn z.B. von einem 13 Milliarden alten Quasar (bzw. in 13 Milliarden Lichtjahren Entfernung) ein Lichtstrahl abgegeben wurde welcher von einem unserer 'Hochleistungs-Detektoren' wahrgenommen werden konnte, dann entspricht die Reisezeit des Lichts auch der Reisezeit der betreffenden Zeitwelle.
Die 'Reisegeschwindigkeit' ist nämlich für beide ident, nämlich c.

Die Frage ob wir in die Vergangenheit reisen können, beantwortet sich insofern von selbst:
Wir werden (ohne es (zumindest bewußt) zu merken) laufend durchflutet von den verschiedensten Zeitwellen aus der Vergangenheit, die Vergangenheit kommt also - in winzigkleinen Bruchstücken - von selbst zu uns.

Beim Beispiel des Quasars veranschaulicht durch den von ihm ausgesendeten Lichtstrahl, welcher einen kleinen Einblick davon vermittelt wie der Quasar vor 13 Milliarden ausgeschaut hat.

Ich hoffe dass mir niemand böse ist, dass ich mich in diese Grenzbereiche vorgewagt habe.

Ich fühle mich einfach besser wenn ich mich traue solche Gedanken aufzuschreiben, weil ich hoffe dadurch nach und nach ein Mehr an Erkenntnis zu erlangen in einem Bereich, wo ich zuvor einfach keinen Plan hatte wie das funktionen soll, z.B. was die Struktur und die Funktion der Zeit betrifft (aus astrophysikalischer Sicht) - natürlich abgesehen davon was schon als bekannt und theoretisch abgesichert betrachtet werden kann.
Dass dies nur ein erster, ganz kleiner Schritt ist und dass ich damit auch einfach weit daneben liegen kann, ist mir auch klar...
 
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