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Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Einstein über die Schulter geschaut: Fragestellungen zur Speziellen und Allgemeinen Relativitätstheorie, mathematische Methoden, Bedeutung und Interpretation
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Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von skn » 23. Dez 2016, 16:14

Hier mal was zum Nachdenken für die Feiertage:

Die spezielle Relativitätstheorie basiert bekanntlich auf zwei Postulaten:
1. Es gibt keine absoluten Geschwindigkeiten, sondern nur Geschwindigkeitsunterschiede.
2. Die Lichtgeschwindigkeit zwischen einem Sender und einem Empfänger ist immer gleich groß, egal mit welcher Geschwindigkeit sie sich relativ zueinander bewegen.

Kritiker, welche die vierdimensionale Raumzeit verabscheuen, greifen soweit mir bekannt ist, immer eine dieser beiden Postulate an. Beispielsweise behaupten sie, dass es doch eine Art Äther gibt (Postulat 1 verletzt), dass Messfehler vorliegen, dass die Lichtgeschwindigkeit nur auf der Erde konstant ist (Postulat 2 verletzt) oder ähnliches. Ich persönlich glaube fest an diese beiden Grundannahmen, möchte an dieser Stelle aber mal einen Denkanstoß setzen und zeigen, dass man beide Postulate auch ohne Lorentztransformation erklären kann.

Hier nun die Grundidee:

Mal angenommen, Licht hätte nicht irgendeine feste Geschwindigkeit, sondern würde von "Lichtquellen" mit vielen verschiedenen Phasengeschwindigkeiten emittiert werden. Eine elektromagnetische Welle der Frequenz f hätte also nicht a-priori die Geschwindigkeit w = c, sondern alle möglichen zwischen 0 und Unendlich. Wir nehmen mal weiter an, dass ein "Lichtempfänger" keine beliebig schnellen elektromagnetischen Wellen wahrnehmen kann und zu schnelle Wellen einfach wechselwirkungsfrei durch ihn hindurchgehen.

Betrachten wir nun eine Lichtquelle und einen Lichtempfänger bei denen sich der Abstand zueinander zeitlich nicht ändert (sie ruhen). Die zu schnellen Wellen durchdringen den Empfänger wirkungslos, sie sind quasi unsichtbar. Ab einer bestimmten Geschwindigkeit w = c beginnt der Empfänger die Wellen wahrzunehmen. Das gilt nun auch für alle Wellen mit Phasengeschwindigkeiten w kleiner c. Allerdings, und das kann man sich überlegen, als auch nachrechnen, löschen sich alle Wellen mit Phasengeschwindigkeiten w langsamer c in ihrer Wirkung (Kraft) auf den Empfänger gegenseitig durch destruktive Interferenz aus. Übrig bleibt nur die Welle, die genau die Geschwindigkeit c hat.

Was ist nun, wenn sich Lichtquelle und Lichtempfänger relativ zueinander bewegen? Nun, hier gilt das Gleiche. Der Empfänger ignoriert alle Anteile, die für ihn zu schnell sind. Übrig bleibt immer nur der Anteil, der genau die Phasengeschwindigkeit w = c hat. Das war's, beide Postulate sind erfüllt.

--------

Zur Info: Da man die Lorentztransformation nun nicht mehr braucht, vereinfachen sich alle weiteren Berechnungen radikal. Vieles wird nun auch anschaulich und qualitativ verständlich, wie z.B. die Verformung des elektrischen Feldes einer bewegten Punktladung, wodurch am Ende der Grund für den Magnetismus und die Lorentzkraft offensichtlich wird. Für mich war das eine echtes Aha-Erlebnis muss ich sagen (Siehe http://www.quantino-theory.org/index.ph ... lang=de#27 und insbesondere Animation 2.5.3)

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von positronium » 26. Dez 2016, 14:27

Leider kann ich nicht erkennen, wie sich aus diesem Modell Zeitdilatation bzw. allgemein verschiedene Eigenzeiten ergeben können. Diese ist ja experimentell bestätigt, und man braucht dafür kein Lichtsignal. D.h. ich sehe jetzt nur, dass Du mit Deiner Idee die Lichtgeschwindigkeit konstant halten könntest, aber nicht, dass Du die Lorentztransformation überflüssig machen würdest.

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von skn » 26. Dez 2016, 15:15

positronium hat geschrieben:Leider kann ich nicht erkennen, wie sich aus diesem Modell Zeitdilatation bzw. allgemein verschiedene Eigenzeiten ergeben können. Diese ist ja experimentell bestätigt, und man braucht dafür kein Lichtsignal. D.h. ich sehe jetzt nur, dass Du mit Deiner Idee die Lichtgeschwindigkeit konstant halten könntest, aber nicht, dass Du die Lorentztransformation überflüssig machen würdest.
Du musst berücksichtigen, dass die Positionsbestimmung eines Objektes nur über "Signale" erfolgen kann, die sich maximal mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Das bedeutet, dass man Objekte nicht dort wahrnimmt, wo sie sich befinden und das auch die gemessenen Geschwindigkeiten nicht die sind, die sie wirklich haben.

Wenn man sich die Situation in Weltlinien darstellt, erkennt man es besser. Man kann mit einigen Einschränkungen sagen, dass die Lorentztransformation die Koordinaten und Geschwindigkeiten liefert, die man misst. Der von mir hier skizzierte Mechanismus, liefert die Koordinaten und Geschwindigkeiten, die die Objekte wirklich haben. Die Lorentztransformation ist am Ende eine gute Näherung, mit denen sich die Messwerte berechnen lassen. Daher hat man für bewegte Objekte auch eine virtuelle Zeitdilatation und Lorentzkontraktion. Auch die entsprechenden Dopplereffekte treten auf. Unterschiede werden erst dann sichtbar, wenn man kompliziertere Situationen betrachtet.

Beispiel Zwillingsparadoxon: Bekanntlich ist der zurückgekehrte Zwilling am Ende jünger. Hier ist es so, dass die Scheinkoordinaten exakt denen entsprechen, die man auch mit der Lorentztransformation erhält. Allerdings ist der sich bewegende Zwilling bei genügend großer Geschwindigkeit schon wieder zurück, während beide Zwillinge sehen, wie er sich noch bewegt.

Es ist, als ob man vom Ufer aus einen Fisch im Wasser sieht. Er befindet sich nicht wirklich dort, wo man ihn sieht. Die Lorentztransformation beschreibt quasi den Ort, wo man den Fisch wahrnimmt. Für die Physik spielen die Scheinkoordinaten eine sehr wichtige Rolle, deshalb ist die Lorentztransformation auch so erfolgreich.

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von tomS » 26. Dez 2016, 15:16

Wenn Licht jenseits einer gewissen Grenzgeschwindigkeit nicht detektierbar wäre, müsste man in diversen Experimenten fehlende Energie, also eine Verletzung des Energieerhaltungssatzes feststellen. Da man die Energieerhaltung jedoch immer bestätigt findet, muss diese Hypothese falsch sein.
Gruß
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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von positronium » 26. Dez 2016, 15:36

skn hat geschrieben:Du musst berücksichtigen, dass die Positionsbestimmung eines Objektes nur über "Signale" erfolgen kann, die sich maximal mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.
Sicher, allerdings entfällt das, wenn man Weltlinien mit gleichen Start- und Endpunkten betrachtet. Man muss dann nur die Eigenzeiten vergleichen, ohne auf, wie von Dir angedacht geartete Lichtsignale zurückgreifen zu müssen. Wenn also keine Übertragung in Deinem Sinne mehr nötig ist, kann folglich offensichtlich reale Zeitdilatation nicht durch Dein Modell erklärt werden. - So mein Gedankengang.

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von positronium » 26. Dez 2016, 15:40

tomS hat geschrieben:Wenn Licht jenseits einer gewissen Grenzgeschwindigkeit nicht detektierbar wäre, müsste man in diversen Experimenten fehlende Energie, also eine Verletzung des Energieerhaltungssatzes feststellen. Da man die Energieerhaltung jedoch immer bestätigt findet, muss diese Hypothese falsch sein.
Ich hatte es so verstanden, dass ein Photon ein Paket aus verschieden schnellen Teilphotonen sein soll, und davon beim Empfänger nur das Teilphoton wirkt, welches für diesen gerade mit c unterwegs ist, und nach Wirkung beim Empfänger das ganze Photon "aufgelöst" wird. Jedoch ergibt sich auch hier ein Problem, nämlich dass c nur beim Empfänger, nicht aber auf seiner Flugbahn gelten würde.

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von tomS » 26. Dez 2016, 18:35

Es ergeben sich recht viele Probleme :-)

Nehmen wir an, ein Strahlungsimpuls, bestehend aus unterschiedlichen schnellen Anteilen, wird emittiert und absorbiert. Der absorbierte Anteil überträgt eine gewisse Energie, die jedoch nicht der emittierten Energie entspricht. Im Falle der SRT kann man die jeweiligen Frequenzen und damit Energien aus dem Dopplereffekt berechnen. Diese Berechnungen stimmen mit den Experimenten überein.

Jede alternative Theorie muss diese quantitativen Vorhersagen ebenfalls reproduzieren. Solange dies nicht mathematisch wasserdicht gezeigt wird, ist die Alternative nichts wert. Ich tausche kein iPhone gegen ein Wählscheibentelefon.
Gruß
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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von skn » 26. Dez 2016, 21:02

positronium hat geschrieben: Sicher, allerdings entfällt das, wenn man Weltlinien mit gleichen Start- und Endpunkten betrachtet.
Du meinst eine Kreisbahn? Damit sich etwas auf einer Kreisbahn bewegt, muss es beschleunigt werden. Das ist außerhalb der Domäne der SRT.
positronium hat geschrieben: Man muss dann nur die Eigenzeiten vergleichen, ohne auf, wie von Dir angedacht geartete Lichtsignale zurückgreifen zu müssen. Wenn also keine Übertragung in Deinem Sinne mehr nötig ist, kann folglich offensichtlich reale Zeitdilatation nicht durch Dein Modell erklärt werden. - So mein Gedankengang.
Richtig. Solange keinen Beschleunigungen auftreten, treten auch keine dauerhaften Zeitdilatationen auf.
positronium hat geschrieben: Ich hatte es so verstanden, dass ein Photon ein Paket aus verschieden schnellen Teilphotonen sein soll, und davon beim Empfänger nur das Teilphoton wirkt, welches für diesen gerade mit c unterwegs ist, und nach Wirkung beim Empfänger das ganze Photon "aufgelöst" wird.
Ich hatte es eigentlich rein klassisch gemeint. Um zu den Maxwellgleichungen zu gelangen gewichte ich jede Wellenanteil noch mit einer Amplitude. Aber der Gedanke hier ist hilfreich.
positronium hat geschrieben: Jedoch ergibt sich auch hier ein Problem, nämlich dass c nur beim Empfänger, nicht aber auf seiner Flugbahn gelten würde.
Man muss sich an dieser Stelle überlegen, wie man überhaupt die Geschwindigkeit eines Lichtpulses im freien Raum bestimmen kann. Mir fällt im Moment nur ein Messgerät der folgenden Form ein, wobei der Abstand zwischen den beiden Photodioden bekannt und fest ist:
skizze.gif
skizze.gif (4.41 KiB) 4673 mal betrachtet
Es wird deutlich, dass man unabhängig von der Geschwindigkeit der Lichtquelle oder des Messgerätes immer c messen wird, sofern keine Beschleunigungen auftreten.

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von skn » 26. Dez 2016, 21:08

tomS hat geschrieben: Nehmen wir an, ein Strahlungsimpuls, bestehend aus unterschiedlichen schnellen Anteilen, wird emittiert und absorbiert. Der absorbierte Anteil überträgt eine gewisse Energie, die jedoch nicht der emittierten Energie entspricht. Im Falle der SRT kann man die jeweiligen Frequenzen und damit Energien aus dem Dopplereffekt berechnen. Diese Berechnungen stimmen mit den Experimenten überein.
Wer sagt denn, dass beim Absorbieren die Energieübertragung überhaupt schon erfolgt ist. Es könnte auch so sein, dass sich beim Absorbieren die Energie des gesamten Systems kurzzeitig einfach erhöht und die Energieerhaltung in dieser Strenge überhaupt nicht gilt sondern nur im statistischen Mittel über die Zeit.
Jede alternative Theorie muss diese quantitativen Vorhersagen ebenfalls reproduzieren. Solange dies nicht mathematisch wasserdicht gezeigt wird, ist die Alternative nichts wert. Ich tausche kein iPhone gegen ein Wählscheibentelefon.
Jede Theorie reift durch die Diskussion.

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von positronium » 26. Dez 2016, 22:07

skn hat geschrieben:
positronium hat geschrieben: Sicher, allerdings entfällt das, wenn man Weltlinien mit gleichen Start- und Endpunkten betrachtet.
Du meinst eine Kreisbahn? Damit sich etwas auf einer Kreisbahn bewegt, muss es beschleunigt werden. Das ist außerhalb der Domäne der SRT.
Keine Kreisbahn; ich beziehe mich auf die Raumzeit. Und darin auf die Weltlinie zweier z.B. Uhren. Aber ja: Eine Beschleunigung ist dafür nötig.
skn hat geschrieben:
positronium hat geschrieben: Man muss dann nur die Eigenzeiten vergleichen, ohne auf, wie von Dir angedacht geartete Lichtsignale zurückgreifen zu müssen. Wenn also keine Übertragung in Deinem Sinne mehr nötig ist, kann folglich offensichtlich reale Zeitdilatation nicht durch Dein Modell erklärt werden. - So mein Gedankengang.
Richtig. Solange keinen Beschleunigungen auftreten, treten auch keine dauerhaften Zeitdilatationen auf.
Bedeutet das, Du siehst Zeitdilatation als Effekt von Beschleunigung? - Ich fürchte, das steht im Widerspruch zum Experiment.

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von Struktron » 26. Dez 2016, 22:18

Hallo alle miteinander, erst einmal Frohe Weihnachten!

Wie kommen nach Euren Vorstellungen eigentlich periodische Funktionen zustande, mit denen beispielsweise Photonen, aber auch andere Elementarteilchen, beschrieben werden? Muss da etwas innerhalb der periodischen Strukturen beschleunigt werden? Oder geht das auch ohne so etwas, was mit zweiten Ableitungen beschrieben wird?
MfG
Lothar W.
http://struktron.de/DSM.pdf
Erklären kleine diskrete Objekte die Grundlagen der Standardphysik?

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von tomS » 26. Dez 2016, 22:37

skn hat geschrieben:Du meinst eine Kreisbahn? Damit sich etwas auf einer Kreisbahn bewegt, muss es beschleunigt werden. Das ist außerhalb der Domäne der SRT.
Falsch.

Die SRT kann durchaus mit Beschleunigungen umgehen.
skn hat geschrieben:Solange keinen Beschleunigungen auftreten, treten auch keine dauerhaften Zeitdilatationen auf.
Zeitdilatation resultiert aus Relativgeschwindigkeiten, nicht aus Beschleunigungen.
Gruß
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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von tomS » 26. Dez 2016, 22:40

skn hat geschrieben:Es könnte auch so sein, dass ...
Es könnte alles mögliche sein, aber leider ...
skn hat geschrieben:Jede Theorie reift durch die Diskussion.
Kann ich nichts erkennen, was die Bezeichnung "wissenschaftliche Theorie" rechtfertigen würde. Das ist alles nur leere Spekukation.
Gruß
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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von skn » 27. Dez 2016, 14:03

positronium hat geschrieben: Bedeutet das, Du siehst Zeitdilatation als Effekt von Beschleunigung? - Ich fürchte, das steht im Widerspruch zum Experiment.
OK. Hast Du mal ein Beispielexperiment, dass ich mir anschauen könnte?

---

Ich bin auch mal die Liste wichtiger Experimente zur SRT durchgegangen und habe versucht abzuschätzen, wo es zu Widersprüchen kommen könnte:

- Michelson-Morley-Experiment => Pass
- Kennedy-Thorndike-Experiment => Pass
- Kündig-Experiment => Pass
- Mößbauer-Rotor-Experiment => Pass
- Hammar-Experiment => Pass
- Trouton-Noble-Experiment => Pass
- Rayleigh-Brace-Experiment => Pass
- Trouton-Rankine-Experiment => Pass
- Ives-Stilwell-Experiment => Pass
- Halbwertzeiten bei Höhenstrahlung => Pass
- Hafele-Keating-Experiment => Fail. Muss geklärt werden.
- relativistische Energie-Impuls-Beziehung => Unklar. Muss geklärt werden.
- Kaufmann-Bucherer-Neumann-Experimente => Unklar. Muss geklärt werden.
- Sagnac-Experiment => Pass
- Fizeau-Experiment => Pass
- Aberration des Lichtes => Pass
- de Sitter Doppelstern Argument => Pass

Wie Du schon schnell und richtig festgestellt hast, sollte eine bleibende Zeitdilatation nicht auftreten. Daher steht der Ansatz hier im Widerspruch zum Hafele-Keating-Experiment. Vielleicht findet sich ja ein gutes Argument. Es war ja oft so, dass Erklärungen erst nach Jahrzehnten gefunden wurden.

Das heißt aber nicht, dass dieses "Hugh-Everett-Modell der Relativität" nicht durchdacht werden müsste, wie manche behaupten. Zumindest gehört es (auch wenn es falsch sein sollte) in die Lehrbücher, da sich jeder Student die Frage stellen wird, wieso ich etwas mit vier Dimensionen beschreiben soll, wenn es ausgehend bei Einsteins Postulaten ganz offensichtlich auch mit dreien geht. Die Argumente für die vierdimensionale Raumzeit müssen dann sofort geliefert werden.

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von positronium » 27. Dez 2016, 16:18

skn hat geschrieben:
positronium hat geschrieben: Bedeutet das, Du siehst Zeitdilatation als Effekt von Beschleunigung? - Ich fürchte, das steht im Widerspruch zum Experiment.
OK. Hast Du mal ein Beispielexperiment, dass ich mir anschauen könnte?
Unter anderem in jedem Hochenergieexperiment steckt heute in der Vorhersage und Auswertung die SRT. D.h. dass alle Berechnungen darauf hinweisen, dass Zeitdilatation ein realer und dauerhafter Effekt in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, nicht der Beschleunigung ist. Auch kann ich jetzt nicht nachvollziehen, wie Du z.B. zum Ergebnis
skn hat geschrieben: - Halbwertzeiten bei Höhenstrahlung => Pass
kommst. Zwar hat man es dort auch mit einer Abbremsung zu tun, aber ich kann mir nicht vorstellen, dass diese nach Deinem Modell exakt den gleichen Effekt haben könnte wie es die SRT vorhersagt.

Aber kannst Du denn - ich weiss: das ist sehr mühselig - ein bekanntes Experiment mit Deinen Formeln durchrechnen? Solange man sich etwas nur vorstellt. läuft man Gefahr, Denkfehler zu machen. Wenn Du dabei ein positives Ergebnis liefern könntest, würden sich Physiker bestimmt eher angesprochen fühlen. Ich sehe nur leider das Problem, dass eine Funktion alt(v, ...) nur in seltenen Sonderfällen identische Ergebnisse liefern kann, wie eine Funktion neu(a, ...).
skn hat geschrieben:Wie Du schon schnell und richtig festgestellt hast, sollte eine bleibende Zeitdilatation nicht auftreten. Daher steht der Ansatz hier im Widerspruch zum Hafele-Keating-Experiment. Vielleicht findet sich ja ein gutes Argument. Es war ja oft so, dass Erklärungen erst nach Jahrzehnten gefunden wurden.
Du müsstest vermutlich Zeit (irgendwie :wn: ) neue definieren.
skn hat geschrieben:Das heißt aber nicht, dass dieses "Hugh-Everett-Modell der Relativität" nicht durchdacht werden müsste, wie manche behaupten.
Natürlich muss man alles durchdenken.
skn hat geschrieben:Zumindest gehört es (auch wenn es falsch sein sollte) in die Lehrbücher, da sich jeder Student die Frage stellen wird, wieso ich etwas mit vier Dimensionen beschreiben soll, wenn es ausgehend bei Einsteins Postulaten ganz offensichtlich auch mit dreien geht. Die Argumente für die vierdimensionale Raumzeit müssen dann sofort geliefert werden.
Das werden sie doch. Die SRT wurde auf Grundlage von Experimenten - ich schreibe 'mal - fixiert.

Ich glaube ja auch, dass man die Funktionsweise der Natur verstehen, und nicht nur berechnen können sollte. Gleichzeitig bin ich aber fest davon überzeugt, dass die heute verwendeten, etablierten Theorien in ihren Bereichen funktionieren. Wenn ich also etwas so grundsätzliches wie die SRT nicht nur erklären, sondern ändern wollen würde, dann würde ich mit tiefgreifenden "Transformationen" aller darauf fussenden Theorien und Grössen rechnen. Aus dieser Perspektive: Wer weiss schon, vielleicht hast Du Recht; es gab schon verflucht schlaue Leute, die ihre Meinung felsenfest vertraten, und eines Tages kam jemand, der das zweifelsfrei widerlegt hat.

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von tomS » 27. Dez 2016, 21:37

Das Hafele-Keating-Experiment kann nur mittels der ART analysiert werden. Die relevante Mathematik findet man hier:

http://www.physikerboard.de/topic,37752 ... doxon.html
Gruß
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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von skn » 27. Dez 2016, 21:51

positronium hat geschrieben: Unter anderem in jedem Hochenergieexperiment steckt heute in der Vorhersage und Auswertung die SRT. D.h. dass alle Berechnungen darauf hinweisen, dass Zeitdilatation ein realer und dauerhafter Effekt in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, nicht der Beschleunigung ist.
Dahinter könnte sich ein Zirkelschluss verbergen. Die relativistische Dynamik baut ja auf die Lorentztransformation auf. Das wäre hier aber nicht richtig. Daher könnte die passende relativistische Dynamik anders aussehen.

Falls Du Dich fragst, wieso ich Beschleunigungen für Zeitdilatationen verantwortlich mache, Grund ist eine Äquivalenzüberlegung. Das starke Äquivalenzprinzip besagt ja, dass es unmöglich ist lokal zu sagen, ob ein Objekt beschleunigt wird, oder ob überhaupt keine (Schwer-)Kräfte einwirken. Das "Schwer" kann man vermutlich streichen. Ich gehe jedenfalls davon aus, dass das starke Äquivalenzprinzip für jede Kraft gilt, da alle durch den gleichen Force-Carrier vermittelt werden.

Was passiert nun bei einer Beschleunigung? Das beschleunigte Objekt wird ja immer schneller, d.h. es holt einen Teil seiner eigenen zuvor ausgesendeten Force-Carrier ein. Es entsteht damit eine Gegenkraft. Die Beschleunigung kann daher nicht beliebig groß werden. Sie regelt sich genau so ein, dass sich beide Kräfte kompensieren. Das ist auch die anschauliche Erklärung für das starke Äquivalenzprinzip: Ein beschleunigtes Objekt ist lokal kräftefrei.

Befindet sich nun ein Objekt in einem starken Gravitationsfeld, so wissen wir ja, dass sich der Ablauf physikalischer Prozesse verlangsamt. Wir bezeichnen das als Zeitdilatation. Beim Beschleunigen passiert aber das Gleiche, denn vor jedem beschleunigten Objekt bildet sich eine "Bugwelle" aus Force-Carriern, die immer massiver wird, je stärker das Objekt beschleunigt wird.

Das Hafele-Keating-Experiment könnte sich damit vielleicht erklären lassen (Flugzeug weiter oben => weniger Schwerkraft, Flugzeug zusätzlich beschleunigt).
positronium hat geschrieben: Auch kann ich jetzt nicht nachvollziehen, wie Du z.B. zum Ergebnis "- Halbwertzeiten bei Höhenstrahlung => Pass" kommst.
Die Physik geht davon aus, dass sich die Partikel der Höhenstrahlung nicht mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen. Das gilt aber nur für die Scheinkoordinaten, d.h. die Geschwindigkeit wird unterschätzt. Dementsprechend würden sie viel tiefer in die Atmosphäre eindringen können, bevor sie zerfallen.
positronium hat geschrieben: Aber kannst Du denn - ich weiss: das ist sehr mühselig - ein bekanntes Experiment mit Deinen Formeln durchrechnen? Solange man sich etwas nur vorstellt. läuft man Gefahr, Denkfehler zu machen. Wenn Du dabei ein positives Ergebnis liefern könntest, würden sich Physiker bestimmt eher angesprochen fühlen. Ich sehe nur leider das Problem, dass eine Funktion alt(v, ...) nur in seltenen Sonderfällen identische Ergebnisse liefern kann, wie eine Funktion neu(a, ...).
Mache ich. Folgt demnächst.
positronium hat geschrieben: Das werden sie doch. Die SRT wurde auf Grundlage von Experimenten - ich schreibe 'mal - fixiert.
Naja, ich stelle mir das mehr so vor, dass im Abitur erwähnt wird, dass man beide Postulate auch mit dem hier erklärt werden kann, dass es aber keinen Sinn hat, diesen Weg zu verfolgen, weil ... (hier sind dann möglichst leicht nachzuvollziehende Argumente anzubringen). Das spart den Leuten eine Menge Zeit. Allein schon deshalb sollte man hier tiefer graben.

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von positronium » 28. Dez 2016, 15:59

skn hat geschrieben:Ich gehe jedenfalls davon aus, dass das starke Äquivalenzprinzip für jede Kraft gilt, da alle durch den gleichen Force-Carrier vermittelt werden.
Da musst Du aber noch viel erklären, wenn alle Kräfte mit identischen Objekten Namens "Force-Carrier" übertragen werden sollen - Dir sind ja sicher zumindest grob die unterschiedlichen Eigenschaften und Wirkungen der Kräfte bekannt.
skn hat geschrieben:Was passiert nun bei einer Beschleunigung? Das beschleunigte Objekt wird ja immer schneller, d.h. es holt einen Teil seiner eigenen zuvor ausgesendeten Force-Carrier ein. Es entsteht damit eine Gegenkraft. Die Beschleunigung kann daher nicht beliebig groß werden. Sie regelt sich genau so ein, dass sich beide Kräfte kompensieren. Das ist auch die anschauliche Erklärung für das starke Äquivalenzprinzip: Ein beschleunigtes Objekt ist lokal kräftefrei.
Das ist mir etwas zu unklar formuliert. Du beschreibst ja damit eine Selbstwechselwirkung, und dafür musst Du genau wissen, wie Materie- und WW-Teilchen beschaffen sind. Erst dann kannst Du quantitative Aussagen treffen.
skn hat geschrieben:Befindet sich nun ein Objekt in einem starken Gravitationsfeld, so wissen wir ja, dass sich der Ablauf physikalischer Prozesse verlangsamt. Wir bezeichnen das als Zeitdilatation. Beim Beschleunigen passiert aber das Gleiche, denn vor jedem beschleunigten Objekt bildet sich eine "Bugwelle" aus Force-Carriern, die immer massiver wird, je stärker das Objekt beschleunigt wird.
Leider kann ich Dir hier auch wegen meiner eingeschränkten Kenntnisse der ART nicht folgen.
skn hat geschrieben:Die Physik geht davon aus, dass sich die Partikel der Höhenstrahlung nicht mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen. Das gilt aber nur für die Scheinkoordinaten, d.h. die Geschwindigkeit wird unterschätzt. Dementsprechend würden sie viel tiefer in die Atmosphäre eindringen können, bevor sie zerfallen.
Man kann doch die Teilchengeschwindigkeit messen; auch kann man die kinetischen Prozesse und Energien berechnen. - Du gehst mit Deinem Modell offensichtlich so weit, dass es schwer ist, Deine Überlegungen mit etablierten Theorien zu vergleichen.

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von skn » 28. Dez 2016, 19:20

positronium hat geschrieben: Da musst Du aber noch viel erklären, wenn alle Kräfte mit identischen Objekten Namens "Force-Carrier" übertragen werden sollen - Dir sind ja sicher zumindest grob die unterschiedlichen Eigenschaften und Wirkungen der Kräfte bekannt.
OK, ich fasse mal zusammen, was ich bisher herausgefunden habe: Von der magnetischen Kraft weiß ich im Moment mit Sicherheit, dass sie nur ein elektrischer Effekt ist. Ich erkläre es mal kurz. Also das elektrische Feld einer in x-Richtung gleichförmig bewegten idealen elektrischen Punktladung sieht mit zunehmender Geschwindigkeit so aus (Achtung: keine Feldliniendarstellung, stattdessen ist die Größe eines Pfeiles proportional zur Feldstärke an dieser Stelle):
efields.gif
efields.gif (27.45 KiB) 4582 mal betrachtet
Die Lorentzkraft entsteht nun, indem man genau dieses Feld für jede einzelne Ladung im Draht aufintegriert. Dabei muss man beachten, dass bei einem Strom positive Ladungsträger in eine Richtung und negative Ladungsträger in die andere wandern. Daher haben sie zur bewegten Probeladung eine jeweils etwas andere Differenzgeschwindigkeit. Die Abflachung und Verstärkung des Feldes variiert daher überall ein wenig. Aufintegriert ergibt sich die Lorentzkraft. Einzige Aufgabe des Magnetfeldes ist es, die Lorentzkraft zu beschreiben, indem man den Strom zur Ursache erklärt. Das ist durchaus praktisch, und ich werde in Zukunft weiter mit Magnetfeldern rechnen. Aber es ist eben nicht die elementarste Erklärung und man muss verstehen, dass sich dahinter etwas sehr Einfaches verbirgt.

Hier mal ein Beispiel:
x_middle.png
x_middle.png (70.78 KiB) 4582 mal betrachtet
Oben ist die Probeladung (blau), die sich nach rechts bewegt. Unten sind rot und blau zwei Punktladungen des Stroms dargestellt. Da sich eine davon nach links, und die andere nach rechts bewegt und die Differenzgeschwindigkeit zur Probeladung unterschiedlich ist, kompensieren sich die Felder nicht vollständig. Es bleibt ein Restfeld. Integriert man alle Restfelder auf, ergibt sich die Lorentzkraft, die man dann auch alternativ mit einem Magnetfeld umschreiben kann.
positronium hat geschrieben: Das ist mir etwas zu unklar formuliert. Du beschreibst ja damit eine Selbstwechselwirkung, und dafür musst Du genau wissen, wie Materie- und WW-Teilchen beschaffen sind. Erst dann kannst Du quantitative Aussagen treffen.
Ich habe hier nur wenig von dem dargestellt, was ich bisher herausgefunden habe, daher erscheint es unklar. Einige Teile von dem was ich heute weiß, ist mit ziemlicher Sicherheit richtig, andere Teile sind höchstens wahrscheinlich, der Rest besteht aus gezielten Spekulationen, so wie das Thema dieses Threads hier. Wirklich garantieren kann ich im Moment nur, dass die magnetische Kraft aus der elektrischen entsteht und nur den Status oder den Rang eines Effektes haben sollte, so wie die Corioliskraft, die ponderomotorische Kraft oder die Zentrifugalkraft. Weiterhin ist es wahrscheinlich, dass auch die Gravitation nur ein elektrischer Effekt ist. Der Entstehungsmechanismus ist ähnlich dem des Magnetismus. Ich habe es hier mal durchgerechnet. Aber es hat wohl keiner verstanden.
positronium hat geschrieben: Man kann doch die Teilchengeschwindigkeit messen; auch kann man die kinetischen Prozesse und Energien berechnen. -
Das ist relativistische Dynamik. Sieh mal oben, dass elektrische Feld einer sehr schnellen Ladung wird immer schwächer mit zunehmender Geschwindigkeit. Wenn z.B. ein Elektron eine Geschwindigkeit von 0.999c erreicht, wechselwirkt es praktisch kaum noch mit elektrischen und magnetischen Feldern von ruhenden Beschleunigern. Das kann man dann auch so interpretieren, als ob die Masse sehr groß geworden wäre. Man braucht immer stärkere Felder um überhaupt noch etwas bei so schnellen Partikeln zu bewirken.
positronium hat geschrieben: Du gehst mit Deinem Modell offensichtlich so weit, dass es schwer ist, Deine Überlegungen mit etablierten Theorien zu vergleichen.
Das ist wahr. Leider kommen meine Überlegungen hier ca. 70 Jahre zu spät. Das hätte alles viel früher durchdacht werden müssen.

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von positronium » 28. Dez 2016, 19:39

skn hat geschrieben:Von der magnetischen Kraft weiß ich im Moment mit Sicherheit, dass sie nur ein elektrischer Effekt ist.
Nachdem das Magnetfeld durch elektrische Ströme entsteht, dürfte daran niemand zweifeln.

Ich meinte aber alle vier Grundkräfte mit ihren verschiedenen Ladungen, unterschiedlichen Stärken, abweichenden Abstandsabhängigkeiten usw.. Ich stelle mir darunter verschiedene Mechanismen vor, die aus einer Dynamik resultieren, aber wenn Du nur ein WW-Teilchen vorsiehst, muss dieses eine all das erfüllen. Schwierig...

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von Struktron » 29. Dez 2016, 12:03

Hallo,
Positronium: wenn Du nur ein WW-Teilchen vorsiehst, muss dieses eine all das erfüllen. Schwierig...
Meiner Meinung nach geht das nur, wenn wir das auf der niedrigeren Stufe betrachten, wofür die verschiedenen Erweiterungen der Standardphysik (Strings,...) entwickelt wurden. Das hängt dann auch mit meiner obigen Frage zusammen, auf welche hier bisher niemand eingegangen ist.

Einen bescheidenen Ansatz dafür habe ich in meinen neuen DSM.pdf.
MfG
Lothar W.
http://struktron.de/DSM.pdf
Erklären kleine diskrete Objekte die Grundlagen der Standardphysik?

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von skn » 29. Dez 2016, 12:14

positronium hat geschrieben: Nachdem das Magnetfeld durch elektrische Ströme entsteht, dürfte daran niemand zweifeln.
Klar. Aber sieh Dir mal den Feldstärketensor an. Hier taucht immer B und E zusammen in einer vierdimensionalen Matrix auf. In dieser Darstellung erkennt man nicht, dass alles durch eine konservative Zentralkraft beschrieben werden kann. Und wenn man am Ende wirklich mal die Kräfte haben möchte, braucht man noch das Lorentzkraftgesetz



das einfach grundlos da ist. Wichtig ist hier nun festzuhalten, dass magnetisches Feld und Lorentzkraftformel überflüssig sind.
positronium hat geschrieben: Ich meinte aber alle vier Grundkräfte mit ihren verschiedenen Ladungen, unterschiedlichen Stärken, abweichenden Abstandsabhängigkeiten usw.. Ich stelle mir darunter verschiedene Mechanismen vor, die aus einer Dynamik resultieren, aber wenn Du nur ein WW-Teilchen vorsiehst, muss dieses eine all das erfüllen. Schwierig...
Schwierig, aber vielleicht nicht unmöglich. Ich fasse mal meine Hypothese zusammen:
  1. Gravitation => ergibt sich durch Integration über die elektrischen Kräfte aller idealen Punktladungen einer Struktur unter Berücksichtigung der Differenzgeschwindigkeiten
  2. Magnetische Kraft => ergibt sich durch Integration über die elektrischen Kräfte aller idealen Punktladungen eines Stroms unter Berücksichtigung der Differenzgeschwindigkeiten
  3. Elektrische Kraft => die Grundkraft selbst
  4. Trägheit => entsteht durch Selbstwechselwirkung einer idealen Punktladung beim Beschleunigen. Bei normaler Materie (Protonen und Neutronen) ist die träge Masse per Definition gleich der schweren Masse. Der Proportionalitätsfaktor ist die Gravitationskonstante.
  5. schwache Wechselwirkung => tritt auf, wenn ideale Punktladungen direkt aufeinandertreffen ("Volltreffer"). Bei elektrisch neutralen Strukturen, bei denen sich die enthaltenen idealen Punktladungen so bewegen, dass sie auch nicht auf die Gravitation reagieren, ist das die einzige Art überhaupt wechselzuwirken.
  6. starke Wechselwirkung => Van-der-Waals-Kraft?
Soweit es die klassische Physik betrifft (1 bis 4), lässt sich jedenfalls jetzt schon alles mit einem einzigen Force-Carrier mit den folgenden Axiomen erklären:
  1. Es gibt nur negative und positive elektrische Einheitsladungen mit einem sehr kleinen, aber von Null verschiedenen Volumen.
  2. Eine positive/negative Einheitsladung emittiert ständig positive/negative Force-Carrier (bei mir Quantinos) in zufällige Richtungen mit zufälligen Geschwindigkeiten.
  3. Die Quantinos bewegen sich immer auf geraden Bahnen und wechselwirken nicht mit anderen Quantinos.
  4. Wird eine Einheitsladung von einem Quantino durchdrungen, so verändert es seine Geschwindigkeit um einen festen Betrag und je nach Vorzeichen von Ladung und Quantino in oder entgegen der Quantinobewegungsrichtung.
  5. Die Wechselwirkung einer Einheitsladung mit einem Quantino erfolgt nur, wenn sich das Quantino lange genug in der Einheitsladung aufhält (Anmerkung: hieraus folgt die Lichtgeschwindigkeit. Thema dieses Threads.)
  6. Die Geschwindigkeitsänderung der Einheitsladung bei einer Wechselwirkung mit einem Quantino ist proportional zum Quadrat der Differenzgeschwindigkeit von Quantino und Einheitsladung.
  7. Der betrachtete Raum ist dreidimensional. Es gilt die euklidische Norm.
Das ist schon alles. Man kann nun die Flussdichte des Feldes aller Quantinos einer Einheitsladung berechnen und stellt dann fest, dass diese exakt proportional zur elektrischen Kraft ist. Und mit diesem Gesetz, dass so beinahe auch aus den Lienard-Wiechert-Potentialen folgt, erkläre ich dann Magnetismus, Gravitation, Energie, Impuls, Masse, Trägheit, elektromagnetische Wellen und vieles mehr.

Wie gesagt, die paar Regeln reichen aus, um wirklich alles in der klassischen Physik richtig zu beschreiben. Für mich als E-Techniker ist das eigentlich längst ausreichend. Aber ich würde schon noch gern den Rest verstehen wollen.

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von tomS » 30. Dez 2016, 15:24

Berechne bitte quantitativ folgende Effekte der klassischen Physik bzw. genauer der ART: Periheldrehung, Lichtablenkung, Rotverschiebung, Zeitdilatation.
Gruß
Tom

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Re: Was zum Grübeln: Relativitätstheorie ohne Lorentztransformation

Beitrag von skn » 31. Dez 2016, 13:00

tomS hat geschrieben: Berechne bitte quantitativ folgende Effekte der klassischen Physik bzw. genauer der ART: Periheldrehung, Lichtablenkung, Rotverschiebung, Zeitdilatation.
Solche sehr umfangreichen Berechnungen kann man nicht in einem Forum darstellen. Dafür eignen sich nur Paper. Qualitativ ist erkennbar, wie zu rechnen ist, denn die Gravitation breitet sich unter den Modellannahmen mit Lichtgeschwindigkeit aus und ist mit der elektrischen Kraft und damit auch mit den elektromagnetischen Wellen eng verbunden.

Gravi hat mir aber geschrieben, dass es Beschwerden gab und dass er mich für jemanden hält, der Einstein widerlegen möchte. Es entwickelt sich somit in eine Richtung, die ich nicht gut finde. Daher werde ich jetzt hier abbrechen.

Falls jemand die Grundidee und die interessanten Möglichkeiten dieses hier nur skizzierten Force-Carrier-Konzeptes versteht, kann mir gern per Email schreiben. Über eine gute kontroverse Diskussion auf freundschaftlicher Basis freue ich mich immer.

In diesem Sinne,
Viele Grüße und einen gutes neues Jahr 2017
Steffen

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