nochmal ne Frage zu Zeitdilatation

[tomS]

Hallo delfi,

ich denke, gewisse Dinge musst du einfach akzeptieren, da es sich dabei nicht nur um theoretische Konstrukte sondern um experimentell gestützte "Realität" handelt. Experimente zur Zeitdilatation liegen auf unterschiedlichen Skalen mit jeweils hoher Genauigkeit vor (Pion-Zerfall, satellietngestützte Messungen, ...).

Bzgl. deines Einwandes, die Raumzeit hätte eine sehr konkrete Struktur: ja, das ist sicher richtig. Insbs. ist ja der Lichtkegel so eine Struktur. Es gibt sogar Ansätze, diese Lichtkegelstruktur als eigentlich fundamental und die Raumzeit als abgeleitete Größe zu betrachten (Twistor-Theorie). Wichtig ist, dass diese Struktur lokal und mikrokausal ist, d.h. die Raumzeit ist für jede kleine Umgebung eines Raumzeitpunktes durch diese Lichtkegelstruktur geprägt. Die relativistischen Effekte kommen nun entweder durch verschiedene Koordinatensysteme ins Spiel - und da gibt es schon immer ein Realtivitätsprinzip, denn diese Koordinatensysteme sind ja künstlich eingeführt und nicht real - oder durch nichtlokale Betrachtungen wobei (große) Entfernungen eine Rolle spielen.

Wenn du etwas suchst, was sozusagen absolut, nicht relativ ist, dann ist es die lokale Lichtkegelstruktur. Zugrunde liegen dann im Wesentlichen immer zwei Forderungen - und die sind absolut:
- die Naturgesetze sind unabhängig von der Wahl des Koordinatensystems
- die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Koordinatensystemen gleich
Die erzwingt aber umgekehrt wieder die zuvor genannten Begriffe von Relativität.

Gruß
Tom

[delfi]

hallo tomS,

nun, da lag ich ja nicht so schlecht mit dem Lichtkegel.
Ausgangspunkt meiner Überlegungen waren "philosophische" Diskussionen von Deterministen, die immer noch nicht ausgestorben sind
und die sich ausgerechnet auf die SRT berufen haben.
Danach wurde über verschiedene "Zeitebenen" spekuliert, die es ermöglichen sollten,
dass hier örtliche Ereignisse in einer "anderen Zeitebene" schon Vergangenheit seien,
damit sei durch die Hintertür der Determinismus bewiesen.
Nach Einstein gäbe es keine Gleichzeitigkeit.

Ich weis, das ist verrückt, aber sowas lieben "Philosophen".
Mein Gegenargument war die "Gleichzeitigkeit der Gegenwart" überall im Kosmos und das Lichtkegelmodell.
Das kann man beliebig verschieben (Lorenz.Transformation?) aber immer nur parallel zur x-Achse,
also der Schnittpunkt, die Gegenwart, könnte nicht verschoben werden.
Wenn zeitlose Beobachtung möglich wäre, was natürlich nicht der Fall ist (Lichtgeschwindigkeit),
gäbe es nur eine Gegenwart, die "wie eine Welle überall gleichzeitig rollt".
Natürlich könnte man dann je nach Relativgeschwindigkeit Zeitraffer- oder Zeitlupengeschehnisse sehen,
niemals aber Vergangenheit oder gar Zukunft.
Dass wir real immer in die Vergangenheit sehen, hängt mit der Lichtgeschwindigkeit zusammen.
Lokal wird uns das zwar nicht bewusst dank Lichtgeschwindigkeit, geht aber nicht anders,
nicht nur Sehen, auch Denken braucht Zeit.
Zukunft ist noch nicht realisierte Potentialität, auch makroskopisch.
Wie dem auch sei, die kosmische Konstante ist ja wieder modern und als erster hat sich
Aristoteles bei der Zeit-Definition auf den Kosmos gestützt.

Was zählt sind letztlich Fakten, Beobachtungen
und hier ist die vielzitierte Zeitreise (für den Mensch) bisher Theorie, wenn es in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit kommt.
Er würde es wohl nicht überleben. Harmlose "Hintergrundstrahlung" würde plötzlich zu tödlicher gamma-Strahlung .

Gruss
delfi

[tomS]

Hallo,

ich weiß ehrlich gesagt nicht genau, auf was du hinauswillst.

Ich habe ein paar Punkte genannt, die m.E. "Tatsachen sind", in dem Sinne, dass auf Basis zweier einfacher Postulate exakte Vorhersagen in Übereinstimmungen mit dem Experiment möglich sind. Insofern ist die Begrifflichkeit "minimal" - gemäß dem Ockhamschen Rasiermesser. Alles, was darüber hinausgeht ("Zeitebenen" - kenne ich nicht) wäre zunächst von den Leuten zu erklären, die es erfunden haben; und es wäre zu zeigen, dass es zu etwas nützt, also, z.B. mehr Vorhersagekraft oder einfachere Beschreibung der Realität.

Ich habe aber den Eindruck, dass diese zusätzliche Begrifflichkeit uns nicht wirklich voranbringt.

Kennen diese "Philosophen" (sind es nun Philosophen oder "Philosophen" ?) denn das Galileische Relativitätsprinzip? Man erhält ja alle Vorhersagen der klassischen Mechanik im Grenzfall v/c = 0. D.h. dass die SRT mehr zu bieten hat als Newton, ohne dafür mehr Ballast einzuführen. Der Ballast erscheint nur als solcher, da er unserer Alltagserfahrung zu widersprechen scheint. Tatsache ist aber, dass lediglich unsere Begriffe unpassend gewählt sind. M.E. ist es besser, sich an neue, exaktere Begrifflichkeiten zu gewöhnen, diese jedoch weiterhin "minimal" zu halten, als statt dessen immer neue Begriffe einzuführen, ohne diese exakt zu definieren. Dadurch wird die Vorhersagekraft (egal ob physikalisch oder metaphysisch bzw. ontologisch) ja nicht verbessert.

... die es ermöglichen sollten,dass hier örtliche Ereignisse in einer "anderen Zeitebene" schon Vergangenheit seien ...

Wenn man "örtlich" durch "räumlich getrennte", und "andere Zeitebene" durch "anderes Bezugssystem" ersetzt, dann wird ein Schuh draus. Jedes Ereigniss "hat" seinen eigenen Lichtkegel. Damit ist klar, dass es bzgl. meines Koordinatensystems räumlich getrennte Ereignisse gibt, die ihre eigene Vergangenheit = Vergangenheitslichtkegel haben. Geht man nun weit genug zurück, so werden sich beide Vergangenheitslichtkegel (meiner und der des Ereignisses) irgendwann überschneiden, d.h. es gab im "meiner" Vergangenheit Ereignisse, die sowohl mich als auch räumlich von mir getrennte Ereignisse beeinflussen konnten - es gab also eine gemeinsame Vergangenheit.

Genauso kann man auch für eine gemeinsame Zukunft argumentieren. Ein räumlich getrenntes Ereignis wird zu einem für mich späteren Zeitpunkt in meiner Vergangenheit liegen (Vergangenheit dann wieder bezogen auf den späteren Zeitpunkt).

... damit sei durch die Hintertür der Determinismus bewiesen

In gewisser Weise ja; den Determinismus wird man erst über die Quantenmechanik los, aber auch da nicht unbedingt so, wie sich Philosophen, die z.B. Willensfreiheit propagieren, sich das wünschen.

Was man einfach akzeptieren muss ist die Tatsache der endlichen Lichtgeschwindigkeit und die damit verbundene kausale Struktur. Diese ist seit ca. 100 Jahren zigfach theoretisch und praktisch verwendet bzw. bestätigt worden. Wenn es also harte Fakten gibt, dann diese! Wenn daran gerüttelt werden soll, ist es am besten, die Diskussion einzustellen.

Gruß
Tom

[wilfried]

Tag Delfi

auch von mir, wenn auch etwas verspätet, ein herzliches Willkommen im Forum.

So ein wenig verstehe, oder meine es zumindest, ich, was Du sagst.

aber es trifft nicht meine Frage.
Meine "Philosophie" ist die Erkenntnis von Grenzen, selbst für die Mathematik (Gödel).
Und ich suche Gegenpositionen zur Einstein (Fehl-) Interpretation "alles ist relativ".
Das Fundament ist doch gerade die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit.
Wäre Zeit grundsätzlich relativ, wie könnten dann die Photonen wissen, wie schnell sie fliegen müssen?
Man spricht ja auch von quantisierter Zeit und quantisiertem Raum.
Zudem ist, soviel ich als Laie gehört habe,
die Energie im Kosmos bei weitem überwiegend, etwa 400 Photonen/pro cm3 im "leeren Weltraum".
Die (sichtbare) Materie ist also eher die Ausnahme, vielleicht sehen wir die Zusammenhänge also zu "subjektiv".

Stellen wir uns eine große Kiste vor. Darin ist nur eine kleine Ameise, sonst nichts. Diese sucht Futter, läuft demnach ständig herum: von hier nah da, überall mal hin. Ihre Eigengeschwindigkeit ist endlich, mal steht sie, mal geht sie.

Vom Standpunkt der Ameise in dieser riesengroßen Kiste ist es ein zeitlich enormer Aufwand von der einen Position auf eine weit entfernte zu gelangen. Mag sogar sein, die Kiste ist so groß, dass sie das Ende nicht sieht.

Die Ameise vermag keine Aussgae zu machen, ob eine Uhr am anderen ende gleich tickt oder nicht. Aber eines kann sie dennoch sagen:

Ich stelle mir einen riesengoßen Ameiserich vor, so enorm groß, dass für ihn diese Kiste wahnwitzig klein ist. Und der hat Uhren, die stellt er alle gleich und legt die eine Uhr in diese Ecke, die andere in jene Ecke. Diese Ecken sind für mich als winzig kleine Ameise wahnsinnig weit auseinander, wie gesagt, so weit, daß ich die uhren nicht sehen kann.

Die kleine Mikroameise DEFINIERT die Zeit ganz lokal auf ihren Standort , die riesige Makroameisn tut das gleiche für sich selber.

ich will damit sagen, Zeit ist eine künstliche Größe. Die Physik kennt Zeit nicht. Es gibt kein Mass, kene Norm für Zeit. Zeit ist eine relative Größe, die von uns "erfunden" wurde, um den Fortschritt von Ereignissen zu bewerten.

Insoweit kann auch nicht von einer absoluten Zeit gesprochen werden.

Du willst einen Kontrapunkt zu Einstein setzen. Gut, das kannst Du tun. Du bist in der Lage -ich setze mal voraus, Deine mathematischen Fähigkleiten lassen das zu- diese Situation der beiden Ameisen in mathematische Form niederzuschreiben.

Was ist erfordlich?

Du musst dem, was Du Zeit nennst erst einmal eine Definition verpassen. Du musst den Wechsel von Ereignissen eine Beschreibung mitgeben, in der Dein Begriff von "Zeit" verwertet ist. Du musst eine Wechselbeziehung innerhalb der Dimensionen (Asudehnungen) Deiner Kiste so beschreiben, dass alle Bewegungen, ob Stillstand, gleicheförmige bewegung (Beschleunigung = 0) oder beschelunigte Bewegungen korrekt beschrieben sind.
Du musst die Beobachtungen innerhalb Deiner Kiste mit Deinem Modell in Kongruenz bringen. Soll heien, alle Ereignisse, die Du erkennst, die Du misst, die Du erlebst muss Dein Modell beschreiben.

Du machst einen Versuch mit Licht, so wie Michelson. Mach ihn, wende Dein Modell an..Ergebnis?
Du machst einen Versuch mit Licht mit einem Gitter. Du siehst Interferenzen. Beschreibt Dein Modell das?
Du macht einen Versuch einen Punkt, der sich auf einem Lichtstrahl bewegt zu beschreiben. Beschreibt Dein Modell das richtig?

Jetzt füllen wir diese zunächst leere Riesenkiste mit einem Zentralkörper großer Masse, um den drehen sich andere.
Beschreibt Dein Modell die Bahnen der Körper richtig? Sieht Dein Modell auch, daß ein Körper, der sich jetzt an seinem nächsten Punkt zu diesem Zentralkörper befindet, beim kommenden Durchlauf seine Nahposition leicht verändert hat?

Du siehst einen Lichtstrahl, der den Zentralkörper gerade so tangiert. Dummerweise fällt Dir auf, dass es offensichtlich eine Bewegung gibt, die den Licht aussehdnen Körper plötzlich hin und her bewegt, wenn er sich diesem Zentralgestirn extrem nähert. Beschreibt das Dein Modell?

Du erkennst, daß Materie sich nicht punktförmig beschreiben läßt, Du erkennst eine Unschärfe in Position, Energie, Impuls. Beschreibt das Dein Modell?

Ich kann diese Liste noch lange fortsetzen.

Es steht Dir völlig frei, ein neues Modell u entwerfen, schließlich macht das die Physik ja dauernd,da ihre "alten" oder besser ausgedrückt das "alte" oder das Standard Modell einer stetigen Modifikation auf grund hinzugewonnener Erkenntnisse bedarf.

Du kannst aber auch einen anderen Weg gehen, Tom hat es Dir zurecht vorgeschlagen:

Las Mikroameise suchst Du einen Freund, der ein wenig mwehr weiß als Du und lernst von ihm. Du stellst natürlich das Erlernte auf die Probe (ist auch richtig so!), aber Du erkennst, daß das Gelernte ja nicht falsch ist. Mag sein im Zug Deiner Erkenntnisse, daß Du mit einigen Dingen anfängst zu hadern. Dann stell Dir die Frage: "was ficht mich an hier zu hadern?" und ergründe das.

Dann bist Du im Kreis der Wissenschaftler angekommen.

Wäre Zeit grundsätzlich relativ, wie könnten dann die Photonen wissen, wie schnell sie fliegen müssen?

Eine Aussage von Dir. Erkläre mir, was Du mit grundsätzlich meinst, was bei Dir relativ ist. Wo ist Dein Bezugspunkt? Welches System verwendes Du für Deine Beschreibung?

Solch ein Satz, der schneit vom Himmel und ist erst einmal nur ein völlig banaler Satz und sonst gar nichts. Deine Aussagen solltest Du schon, wenn Du Deinen Anspruch auf eine andere Philosphie, eine anderen philsosophische Betrachtung bringen willst sehr sorgfältig überdenken und uns Deinen Rahmen der Betrachtungen, Dein Grundsystem, Deine Pfeiler Deiner Physik und Mathematik bekanntgeben.

Gruß

Wilfried

[tomS]

Weil Wilfried das anspricht:

Die Eigenzeit eines physikalischen Objektes entlang seiner eigenen Weltlinie entspricht der "vierdimensionalen Länge" der Weltlinie. Diese "Länge" ist für Weltlinien von Photonen immer Null, d.h. für ein Photon vergeht keine Zeit; Photonen altern nicht!

[delfi]

Danke für die freundliche Begrüssung

Tag Delfi

auch von mir, wenn auch etwas verspätet, ein herzliches Willkommen im Forum.

......
Stellen wir uns eine große Kiste vor. Darin ist nur eine kleine Ameise, sonst nichts. Diese sucht Futter, läuft demnach ständig herum: von hier nah da, überall mal hin. Ihre Eigengeschwindigkeit ist endlich, mal steht sie, mal geht sie.

Das kann meine Frage nach der Gleichzeitigkeit nicht beantworten.
Ich denke die Frage, ob es Gleichzeitigkeit gibt (Gegenwart immer überall gleichzeitig)
und die Frage, was Zeit ist,
sind zwei verschiedene Fragen.
Möglicherweise setzt die Beantwortung der ersten Frage die zweite voraus.

Nun, bei der zweiten hilft mir eher die Mathematik.
Mathematik ist keine "Vorstellung" wie die Betrachtung der Ameise.
Vorstellungen entspringen Sinneswahrnehmungen, die man, grob gesprochen, mit Hilfe des Gedächtnisses reproduzieren kann,
also eine höchst persönliche (subjektive) Angelegenheit,
und man hat sich ja wohl darauf verständigt, dass das bei der Mathematik nicht subjektiv ist.
Toll, dass man sie trotzdem in der Realität so gut anwenden kann.
Also es gibt schlicht kein Sinnesorgan für die Zeit,
nur eins für die Bewegung.
In der Mathematik ist Zeit nichts anderes als ein Zahlensymbol ohne Bedeutung.
Bedeutung bekommt sie erst in der Physik.
Können wir Zeit physikalisch messen?
Eine wichtige Frage.
Bei genauer Betrachtung messen wir doch nur das, was wir sinnlich wahrnehmen können,
nähmlich Bewegung.
Danach, das geschieht auch unbewusst, wenn wir über Zeit reden,
"abstrahieren" wir Objekt und Strecke weg,
und übrig bleibt die Zeit.
Reicht das schon, die reale Existenz zu behaupten?

Nein.


Was ist nun eine "Abstraktion", ein Begriff?
Was wir von der Realität "abziehen" ist ein "Merkmal" (Aristoteles),
ein Merkmal ohne physikalische Existenz (daher zeitlos),
das hier logische Beziehung von Realem beschreibt.
Zeit = Strecke/Geschwindigkeit

Also hat Zeit keine eigene physikalische Existenz, sondern gibt eine Beziehung wieder.
So weit, so relativ.

Was aber berechtigt den Physiker von einem "Weltalter" von 13,... Milliarden Jahren zu reden?
Oder von einem konkreten Alter von Objekten überhaupt, etwa der Erde?
Wo doch alles relativ sein soll.
Und ich bestehe immer noch auf der Gleichzeitigkeit der Gegenwart,
im ganzen Kosmos.

Gruss
delfi

[delfi]

Weil Wilfried das anspricht:

Die Eigenzeit eines physikalischen Objektes entlang seiner eigenen Weltlinie entspricht der "vierdimensionalen Länge" der Weltlinie. Diese "Länge" ist für Weltlinien von Photonen immer Null, d.h. für ein Photon vergeht keine Zeit; Photonen altern nicht!

hi tomS,

klingt so ein Bischen wie ein Spiel mit Worten.
Warum sollen Photonen keine Weltlinie haben?
Ich denke, gerade die ist doch in dem schönen Lichtkegelmodell bestens definiert.
Sie ist hier die maximal mögliche Länge.
Im übrigen scheinst du "Altern" mit "Veränderung" gleichzusetzen.
Würde ich nicht tun.

Gruss
delfi

[wilfried]

Liebe(r) delfi

Du schreibst mir diese Dinge etwas zu lässig hin. Tom, Tensor, gravi haben Dir schon soviele Antworten gegeben. Du solltest auch einmal folgendes bedenken:

wir können Dir mit der mathematik viel erzählen. Dazu jedoch ist es in jedem Fall wichtig zu wissen, wie Deine mathematischen und physialischen Bildungen sind. Gib uns doch eine Info: hast Du Abi, hst Du Physik, mathe studiert oder studierst Du gerade und wie weit bist du darin, oder bist Du nicht "vom Fach".

Das soll keine Minderung sein, soll uns aber die Möglichkeit geben, Dir eine verständliche Antwort zu geben.

Die Zeit ist ein Fortschritt von Ereignissen. Du kannst nicht sagen, alles ist gleichzeiti, ebenso wenig wie Du sagen kannst alles hat eine einheitliche Uhr.

Das, was wir sagen und auch nutzen ist: wir haben hier bei uns einen zeitlichen Standard, wir haben viel gelernt über das Verhalten im Zeitbereich und Frequenzbereich. Wir wissen ein klein wenig über relative Ereignisse: spezielle und allgemeine Relativitätstheorie machen Aussagen über den zeitlichen Verlauf.

Die Fragen nach Gleichzeitigkeit stellen sich im großen Rahmen nicht, nur dann, wenn wir uns irgendwo makroskopisch bewegen. So z.B. wenn meine Studenten gleichzeitig mit denen eiens Kollegen eine Klausur schreiben. Dann sagen die: wir schreiben gleichzeitig Physik. Aber wenn wir genauer hisehen, so stimmt das schon nicht mehr. Wie Du ja richtig sagst: "bewegung". Das ist eine Änderung des Ortes pro Zeiteinheit. Beschleunigung: das ist eine Änderung der Bewegungsgröße pro Zeiteinheit. Das gilt ganz allgemein. Wenn wir hingehen und diese Bewegung niederschreiben, dann nutzen wir eine einheitliche Sichtweise: ein Koordinatensystem. Jede Bewegung teilen wir in ihre Komponenten so auf, dass sich die Spuren dieser bwegung auf den Achsen des Koordinatensystems abbilden.

Jetzt können wir weiter arbeiten. Sagen wir es existiert eine ideal gerade Strasse und wir bewegen uns mit ideal konstanter Geschwindigkeit v. Dann legen wir in gleichen Zeitabschnitten gleich lange Wege zurück. Auch dies kann wahrgenommen werden: auf der Autobahn beispielsweise. Du siehst den Verlauf der Strasse an Die vorbeiziehen. Im Zug: Du stehtst im Bahnhof und der nachbarzug fährt los. Hast Du gewiß erlebt und Du ahst auch gewiß erlebt, daß Du meintest, Dein zug führe los und warst überrascht, daß Dein Zug steht.

Das ist in gewisser Weise eine Erfahrung der Relativität. In diesem Fall hast Du den eigenen Bezugspunkt verloren, oder Du hast als Bezugspunkt Deinen Sitzplatz gewählt. Und dieser ist bei Dir, Du stehst in diesem System immer an dr gleichen Stelle. Soll heißen, Deine Geschwindigkeit ist immer Null, sofern Du nicht aufstehst und herumwanderst (im Zug). Und alle anderen Bewegungen sind zu Deiner Position bezogen. Das nennt man dann relative Bewegungen.

Dann bringst Du den Begriff der Existenz mit in diese Diskussion.

Dann fragst Du nach Weltlinien und ob Photonen denn keine haben.
Du sprichst Lichtkegel an ...

Nochmals: bitte gib uns eine Info über Deinen Wissenstand, daß wir auf Augenhöhe antworten könnten. Ich fürschte nämlich, wenn Du Details forderst, daß diese auch kommen. Und wenn Tom etwas aus seinem Zylinder zieht, dann kann das ganz schön schnell heftig zur sache gehen...Da fliegen dann die Differentialoperatoren und herimitschen Funktionen, die hamiltonians oder die Lagrange Funktionen. Und wenn Du dann nur noch Bahnhof verstehst ist Dir nicht geholfen, aber Tom hat es exakt erklärt. Und was hat es Dir gebracht???



Mein Vorschlag:

Sortiere mal Deine Fragen und konzentriere Dich auf ein Thema. Dann wird die Hilfe sehr sicher zielführender werden. ok?

Netten Gruß

Wilfried

[tomS]

Hallo,

ich schließemich Wilfried grundsätzlich an, d.h. es wäre schön, wenn du a) deine Fragen etwas besser strukturieren und b) ggf. nur häppchenweise hier stellen würdest und c) uns etwas zu deinem Kenntnisstand bzgl. Mathe und Physik mitteilen würdest.

Weil du aber zu einem speziellen Punkt von mkr geantwortet hast, hier nochmal meine Aussage zum "Altern der Photonen" - jetzt eben exakter formuliert:

Die Weltlinie eines Photons verbinde Raumzeitpunkte X und Y. Alle möglichen Punkte Y für alle möglichen Weltlinien, die von X ausgehen, liegen auf dem Vorwärts-Lichtkegel von X. Nun gilt füralle diese Punkte X und Y in allen beliebeigen Bezugssystemen und sogar in der allgemeinen Relativitätstheorie mir Raumkrümmung folgendes:

Das "vierdimensionale Abstandsquadrat" d² ist für zwei beliebige Punkte X und Y (wobei Y auf dem Lichtkegel von X liegt) imme Null; d.h.

d²(X,Y) = 0

Nun ist aber die Eigenzeit eines beliebigen physikalischen Objektes immer die Zeit, die entlang seiner von ihm durchlaufenen Weltlinie vergeht, d.h die Zeit, die ein Objekt auf einer mit ihm mitbewegten "Uhr" misst. Demzufolge entspricht die Eigenzeit immer diesem "vierdimensionalen Abstand". Da nun d² = 0 für alle möglichen = erlaubten Weltlinien von Photonen gilt, folgt daraus, dass für Photonen keine Eigenzeit vergeht (das hat nichts mkit altern zu tun - war etwas lax formuliert). Das gilt übrigens identisch für andere masselose Objekte analog.

D.h. für masselose Objekte ist das Eigenzeitintervall zwischen zwei beliebigen Raumzeitpunkten, die das Objekt entlang seiner Weltlinie durchläuft, immer identisch Null; oder anders formuliert: für masselose Objekte vergeht keine Eigenzeit.

[gravi]

Dem könnte man noch Einstein's "Ritt auf einem Photon" hinzu fügen.
Er hat sich ja mal gefragt, was er denn sehen würde, wenn er auf einem Photon durchs All reiten könnte.
Die korrekte Antwort lautet: NICHTS!

Da Photonen zeitlose Teilchen sind, können sich ihnen keine Ereignisse eröffnen. Ein Ereignis ist ja stets durch einen Ort und einen Zeitpunkt beschrieben, aber ohne Zeit eben auch kein Ereignis.

Gruß
gravi

[delfi]

Die Weltlinie eines Photons verbinde Raumzeitpunkte X und Y. Alle möglichen Punkte Y für alle möglichen Weltlinien, die von X ausgehen, liegen auf dem Vorwärts-Lichtkegel von X. Nun gilt füralle diese Punkte X und Y in allen beliebeigen Bezugssystemen und sogar in der allgemeinen Relativitätstheorie mir Raumkrümmung folgendes:

Das "vierdimensionale Abstandsquadrat" d² ist für zwei beliebige Punkte X und Y (wobei Y auf dem Lichtkegel von X liegt) imme Null; d.h.

d²(X,Y) = 0

Was bedeutet das Abstandsquadrat?
Es definiert die Art der Trennung. O heisst nichts anderes als eine "lichtartige Trennung" der beiden Punkt x und y.
Darunter liegt die "zeitartige Trennung" und darüber die "raumartige Trennung".
Lichtartige Trennung ist hier die Definition für die Art der Verbindung, mehr nicht, und sie ist deshalb eine kausale Verbindung, weil sie zeitlich hintereinander liegt. Auch diese Linie ist eine reale "Weltlinie".
Dass man bei einem "Ritt auf einem Photon" nichts sehen kann versteht sich von selbst, wir können nun mal nicht mit Überlichtgeschwindigkeit sehen.
bedeutet aber nicht Zeitlosigkeit.

Aber, ich sehe, ihr seid sehr unzufrieden mit mir.
Das Thema Zeit scheint uninteressant.
ich bin ca. 2500 Jahre alt für den neugierigen Wilfried, wegen der "Augenhöhe".
Schade, dann ist wohl eine Konversation nicht möglich.
delfi bedankt sich trotzdem für die Mühe

[tomS]

Das Thema Zeit ist sogar sehr interessant und wurde hier im Forum bereits mehrfach diskutiert - daran scheitert es nicht.

Ich habe versucht, dir sachlich und auf einer physikalisch exakten Ebene zu antworten, d.h. also das spekulative Element etwas herauszunehmen und die Physik (so wie wir sie heute verstehen), in dem Mittelpunkt zu stellen - das ist hier im Forum der Stil.

Wilfried hat dir - und da schließe ich mich an - versucht nahezubringen, das von dir gewünschte Niveau, auf dem sich diese Diskussion bewegt, selbst vorzugeben. Außerdem hat er um eine Strukturierung gebeten. All das ist sinnvoll und zielführend, um die Diskussion auf den Punkt zu bringen.

Wenn du also hier mit uns diskutieren möchtest, dann bist du herzlich willkommen, aber du must uns hier schon ein klein wenig entgegen kommen. Für den Fall, dass du das tun möchtest, freue ich mich auf eine spannende "Auseinandersetzung".

[wilfried]

Guten Tag delfi

ich möchte Dich bitten den Kommunikationsstil unseres Forums einzuhalten. Lese bitte einmal, was unser Admin -gravi- dazu sagt. Es ist eine Frage der Höflichkeit andere Menschan anzuerkennen. Das pflegen wir hier im Forum sehr intensiv und reagieren auch empfindlich darauf, wenn dieser Stil nicht eingehalten wird. Allenfalls an der fachlichen Tiefe dre Beiträge wirst Du merken, aus welcher Ecke jemand kommt. Hier diskutiert der Professor mit dem Schüler, der Hausfrau, dem Studenten, der Putzfrau, des LKW Fahrers und was weiß ich mit wem..mit jedem!! Jeder ist hier anerkannt, gerne gesehen und es gibt keinerlei Vorzüge dem einen oder anderen gegenüber.

Auch Du bist willkommen, aber nur, wenn Du Dich diesem Stil fügst.

Zurück zum Thema:

Zu Deinen Punkten:

Das Abstandsquadrat bedeutet, daß es eine quadratische Proportinalität (zugehörige Abhängigkeit) zum Abstand gibt.
Nein, das Abstandsquadrat definiert keine Art irgendeiner Trennung.
Es gibt keine lichtartige Trennung
Die Sache mit der kausalen verbindung und der Begründung weil sie zeitlich hintereinanderleigt ist völlig unverständlich.
Wenn es reale Weltlinien gibt, gibt es dann auch imaginäre?
Zeitlosigkeit bedeutet nicht, dass man auf einem Photon nichts siehts.

Nochmals zur Zeit, zum Begriff derselben:

Unsere Physik ist durch die Vernetzung von Bewegungen und Beschleunigungen zu einer mehrdimensionalen Darstellung gelangt. Die Grundlage dazu wird Raumzeit genannt. Diese Raumzeit erweitert den gewohnten 3-dimensionalen Raum in eine 4-dimensionale Metrik, worin die 4. Komponente ct ist. Das ist das Produkt der Lichtgeschwindigkeit mit der Zeit. Dadurch wird es möglich zeitliche veränderungen zu beschreiben.

ABER:

Darin steckt keinerlei Definition, was eigentlich Zeit ist, hier wird ein Begriff angewandt, der sich aus Theorie und acu aus sehr vielen äußerst sorgfältig durchgeführten Messungen als physikalisch tragbar erwiesen hat.

Planck erkannt -und das bitte lies mal auf unserer http://www.abenteuer-universum.de Startseite durch, daß es eine Quantisierung der Zeit geben muß. Das war eine reine Annahme auf Grund seiner philosophisch anturwissenschaftlichen Gedanken. Diese Gedanken wurden beeinflußt durch Heisenberg, der feststellt und auch damals erst einmal postulierte -messen konnte er das nicht- daß es keine Möglichkeit gibt, den Ort eines Teilchens und den Zeitpunkt, wann denn das Teilchen an diesem Ort sei anzugeben. Er stellte fest, daß diese Aussage nur eine gewisse Wahrscheinlichkeit besitzt, daß ein Teilchen eben "jetzt" "dort" ist. Der begriff des Wirkungsquerschnitts wurde damit geboren.

Auf Grund der Verknüpfung der Grundeinheiten Gravitationskonstante, der endlichen Geschwindigkeit des Lichts (hier schauen wir darauf, daß das Licht bis zu einer Geschwindigkeit von c nur einen Realteil hat und der Imaginärteil bis dahin Null ist, darüber hinaus wird die Lichtgeschwindigkeit in der komplexen Ebene beschrieben, bsitzt also einen zugehörigen Phasenwinkel). Auf diesen Grundbausteine berechnete Planck die Planck'schen Grundeinheiten:
die Plancklänge 1.62 e-35m
die Planck Zeit 5.4e-44sec
die Planck Masse 2.2 e-8kg
(dieser Begriff verbindet die Compton Wellenlänge mit dem Schwarzschildradius)
die Planck Temperatur 1.4 e32 K

Wir kennen in der Quantentheorie die Wechselwirkungen. Si stellen wir fest, wie Teilchen kommunizieren. Darauf aufbauend haben die Physiker im Laufe der Entwicklung, der Verfeinerung des Weltbilds das Quantenuniversum kennengelernt. Dazu haben wir in unseren Beiträgen schon eine Menge gesagt. Ich will das nicht alles wiederholen. Bitte lies mal in unseren Beiträgen, stöber einfach mach alles durch. Da wirst Du sehr viele Antworten und wahrscheinlich auch neue Fregestellungen finden.

Wir haben festgestellt, dass es zu Schleifenbildungen kommt. Diese Schleifen sind "einen Moment" stabil und kippen dann "schlagartig" in einen anderen Zustand. Diese Zustände bestimmen sich durch ihre Quantenzustände, durch ihre Drehimpulse.

Schau mal ind dieser Beitragsfolge:

viewtopic.php?f=52&t=213

Wir haben gelernt, da0ß die Raumzeit kein starres, Materie transportierendes "Gebilde" ist, sondern eine dynamische Geometrie. Das ist eine der Erkenntnisse der Gruppe um die Uni Potsdam und Pennsylvania (USA) namentlich zu nennen sind Prof. Bojowald, Prof. Ashtekar, Prof. Thiemann. Dazu wurden diese Leute auch mit einem Pris geehrt. Es geht darum, daß die Teams erkannt haben, dass eine Hintergrund Unabhängigkeit (HU) der Quantengravitation gibt. Diese HU ist eine Fundamentaleigenschaft der ART. Die Raumzeit bestimmt sich aus diesen Ansätzen heraus als "rauh", als gequantelte Folge von Zuständen. Ob die klassischen Singularitäten dadurch umgangen sind / werden muss sich jedoch noch erst erweisen, es sieht aber gut aus dafür. Prof. Thiemann (Potsdam) arbeitet auf diesem Thema.

Die Arbeitsgruppe um Prof. Bojowald -Potsdam und Pennsylvania State University- arbeitet an der Vereinigung die Quantengravitation mit den klassischen Gleichungen und konkreten Phänomenen der Physik zu verbinden. Der wesentlich Kern ist die Verfeinerung der Symmetrie in der Quantengravitation, was zur Darstellung der SchleifenQuantenGravitation führte. Interessant hierbei ist, dass seine Gruppe zur Erkenntnis gekommen ist, die die Existentz kosmischer Singularitäten und auch die Inflation des Universums nicht bestätigen, diesen Punkten gar widersprechen!

Was ist da los?

Diese SQT ist sehr nahe an Einstein. Die Geometrie Raum -Zeit ist quantisiert, unterwirft sich Heisenberg's Unschärfe.
Im Gegensatz dazu die Stringtheorie: Hier wird die Geometrie von Zeit und Raum vorgegeben.

Leist Du unsere Beiträge wirst Du feststellen, daß wir -die meisten von uns jedenfalls- der Stringtheorie nicht viel abgewinnen können. Der letze kurze Satz von mir, das ist der Kern, warum wir die ST "nicht mögen".

Denn:

Die Vorgabe von Raum und zeit ist zu den Einstein Prinzipien widersprüchlich!

Was muss denn sein?

Die Zeit und der Raum müssen dynamisch von der Materie he bestimmt werden:
- die Materie krümmt den Raum
- die Krümmung des raums bedingt die Beschleunigung der Materie
- damit wird dies, bekannt als Hintergrund Unabhängigkeit, zum Prinzip und formuliert so die Grundlagen des SQT Ansatzes von Prof. Bojowald.

Ich hoffe Dir damit den Begriff zeit etwas nöher gebracht zu haben. Das Thema ist problematisch, ist zur Zeit höchst kontrovers. Die Schulen der String Theoretiker mit ihren ranen usw. stehen im Konflikt mit den Scheifen Quanten Leuten. Verfolge hierzu unsere Diskussionen in diesem Forum, lese einmal unsere beiträge und Du wirst verstehen, wo die haken begraben sind.

In den Fachbeiträgen gehen wir tief, zum Teil sehr tief in die Physik und da wirst uns offensichtlich in folgen können, wenn ich Deine Bemerkungen richtig interpretiert habe, forderst Du mehr Grundlagen Darstellung. Lies und Du hast diese Informationen!

Jetzt ist mir noch etwas eingefallen, was ich Dir aufzeigen kann:

In der Quantnmechanik reden, wie ich oben sagte, von Symmetrien. Wir kennen darin die die Symmetrieen der klassischen Physik, auf die hier rückwirkend eingehen möchte:

1. Homogenität des Raums

Soll diese Annahme gültig sein. heißt das, der Raum ist überall gleich gestaltet oder beschaffen. Auch heißt es, dass der Raum invariant gegenüber Translationen, Bewegungen, ist.
Die Lagrange Funktion eines Teilchens ist unveränderlich, auch wenn sich hinzu ändert. Es mussgelten:



Rechnest Du diese Beziehung weiter nach -das überlasse ich Dir quasi als Eigenübung- stellst Du fest, daß der Impulssatz der Mechanik Gültigkeit an jeder Ecke des universums hat!

2. Homogenität der Zeit

Dies bedeute, daß die Naturgesetze in abgeschlossenen Systemen invariant gegenüber Translationen in der Zeit sind. Soll heißen, ein Naturgesetz gilt heut, galt gestern und wird morgen gelten.

Formulieren wir auch dies mathematisch:



Diese Lagrange Gleichung wird damit:


Wäre die Lagrange Beziehung zeitanhängig, müssten wir hier einen Term hinzufügen!

Die obrige Beziehung ergibt sich zu:



welches sich auch umschreiben läßt zu:



Damit haben wir die Erhaltung der Energiegröße dargestellt:


Das ist die Hamilton Funktion der Energie und diese zeigt, daß die Energie linear bzgl. L ist, also additiv wirkt. Damit addiert sich die energie mehrerer Systeme, sofern keine Wechselwirkung innerhalb ider besser zwischen den Systemen auftritt. Diese Energieerhaltung gilt für angeschlossene UND zeitlich konstante äußere Felder. Die Lagrange Fuktion L ist unabhängig von der Zeit. Diese Systeme nennen sich konservative Systeme, da diese die Energie erhalten (=konservieren).


Ich hoffe auch seitens der Quantenmechanik habe ich Dir jetzt ein wenig über die zeit in Systemen als auch den Bezug zur Energie erzählt.


Gruß

Wilfried

[delfi]

Das Thema Zeit ist sogar sehr interessant und wurde hier im Forum bereits mehrfach diskutiert - daran scheitert es nicht.

Ich habe versucht, dir sachlich und auf einer physikalisch exakten Ebene zu antworten, d.h. also das spekulative Element etwas herauszunehmen und die Physik (so wie wir sie heute verstehen), in dem Mittelpunkt zu stellen - das ist hier im Forum der Stil.

Wilfried hat dir - und da schließe ich mich an - versucht nahezubringen, das von dir gewünschte Niveau, auf dem sich diese Diskussion bewegt, selbst vorzugeben. Außerdem hat er um eine Strukturierung gebeten. All das ist sinnvoll und zielführend, um die Diskussion auf den Punkt zu bringen.

Wenn du also hier mit uns diskutieren möchtest, dann bist du herzlich willkommen, aber du must uns hier schon ein klein wenig entgegen kommen. Für den Fall, dass du das tun möchtest, freue ich mich auf eine spannende "Auseinandersetzung".

Nun,
bleiben wir einfach beim Thema und nicht bei meiner Person.
Wenn eine Verständigung möglich sein soll, muss ein Wort eine eindeutige Bedeutung haben.
Dies ist bei dem Wort "Zeit" in der Physik ganz offensichtlich nicht der Fall.
Ich frage hier daher weniger nach Formeln, da bin ich euch selbstverständlich unterlegen, wie wilfried unterstellt,
sondern ich frage nach der Bedeutung des Begriffes Zeit.
Es muss zu Missverständnissen kommen, wenn dieser Begriff, wie hier im Forum, mit unterschiedlicher Bedeutung verwendet wird.
Natürlich geht es bei Abstraktionen nicht ohne Mathematik.
Ich möchte selbstverständlich der realen Zeit auf die Spur kommen, soweit das eben möglich ist.
Das heisst zur Verständigung muss zwischen formaler Definition (die ja wechseln kann) und der "gemessenen" Realität unterschieden werden.
Wenn wir uns darauf einigen könnten?

Ein Naturwissenschaftler wird also den Satz vom ausgeschlossenen Widerspruch zu beachten haben.
Das heisst Zeit kann nicht sowohl existieren, als auch nicht existieren.
Wenn ein Photon "zeitlos" ist, wie kann es dann eine Geschwindigkeit haben.
Gelegentlich wird das damit begründet, es "altere" nicht.
Nun, das tut ein Elektron auch nicht.
Das zunächst als Versuch eines Neustartes

Freundliche Grüße
delfi

[delfi]

hallo Wilfried

Zurück zum Thema:

Zu Deinen Punkten:

Das Abstandsquadrat bedeutet, daß es eine quadratische Proportinalität (zugehörige Abhängigkeit) zum Abstand gibt.
Nein, das Abstandsquadrat definiert keine Art irgendeiner Trennung.
Es gibt keine lichtartige Trennung
Die Sache mit der kausalen verbindung und der Begründung weil sie zeitlich hintereinanderleigt ist völlig unverständlich.
Wenn es reale Weltlinien gibt, gibt es dann auch imaginäre?
Zeitlosigkeit bedeutet nicht, dass man auf einem Photon nichts siehts.

Nochmals zur Zeit, zum Begriff derselben:

Unsere Physik ist durch die Vernetzung von Bewegungen und Beschleunigungen zu einer mehrdimensionalen Darstellung gelangt. Die Grundlage dazu wird Raumzeit genannt. Diese Raumzeit erweitert den gewohnten 3-dimensionalen Raum in eine 4-dimensionale Metrik, worin die 4. Komponente ct ist. Das ist das Produkt der Lichtgeschwindigkeit mit der Zeit. Dadurch wird es möglich zeitliche veränderungen zu beschreiben.

ABER:

Darin steckt keinerlei Definition, was eigentlich Zeit ist, hier wird ein Begriff angewandt, der sich aus Theorie und acu aus sehr vielen äußerst sorgfältig durchgeführten Messungen als physikalisch tragbar erwiesen hat.

Nehm bitte statt "Trennung" einfach die lineare Verbindung (Ds) zwischen zwei Punkten, p1 und p2 (Ereignisse im Minkowski-Raum).
Dieser Raum ist definiert (also ein mathematisches Konstrukt) durch Koordinaten. Damit wird er zu einem euklidischen Raum.
Jedem Punkt kommt ein Raumwert (Dx) und ein Zeitwert (Dct) zu.
"Abstandsquadrate" der beiden Koordinatenstrecken werden mit dem Satz des Pytagoras benutzt, um die Strecke zwischen p1 und p2 zu messen. Die Invarianz der Lagrange-Gleichung, die prinzipiell schon Galilei erkannte,
heisst nichts anderes, als dass die Länge diese Strecke unanhängig von dem Koordinatensystem ist, sei es gekippt oder gedreht,
sie bleibt unverändert. Also bei höherer Geschwindigkeit (x) kleinere Zeitstrecke (ct) und bei geringerer Geschwindigkeit grössere Zeitstrecke. Ds² = Dx²+Dct²
Sozusagen, eine absolute "Relativität" von "Eigen-Zeit". (wären da nicht die Photonen)
In dem Modell wäre allerdings Gleichzeitigkeit zweier Ereignisse im Koordinatenkreuz in der "Koordinaten-Zeit" definierbar.

Gruss
delfi

[tomS]

Hallo Delfi,

auf deinen zweiten Beitrag möchte ich nicht eingehen; er enthält einige Fehler, die aber nichts an der grundsätzlichen Argumentation zum Thema Zeit ändern und die ich als "Details" betrachte. Evtl. will Wilfried darauf direkt antworten.

Zu deinen Anmerkungen aus dem ersten Posting:

"... muss ein Wort eine eindeutige Bedeutung haben. Dies ist bei dem Wort "Zeit" in der Physik ganz offensichtlich nicht der Fall. ..."
Ganz so ist das nicht. Es gibt in der Physik klare Definitionen für Begriffe wie Eigenzeit und Koordinatenzeit. Möglicherweise verwenden wir diese hier nicht unbedingt durchgängig, dann bitte ich das zu entschuldigen. Es ist auch richtig, dass Zeit als Observable = Messgröße noch nicht vollständig verstanden ist, da hier offensichtlich eine formale Definition nicht ausreicht. Ich möchte dich dazu auf die Diskussion unter Physikprofessor behauptet: "Zeit existiert nicht"!] verweisen.

"Es muss zu Missverständnissen kommen, wenn dieser Begriff, wie hier im Forum, mit unterschiedlicher Bedeutung verwendet wird."
s.o.

"Ich möchte selbstverständlich der realen Zeit auf die Spur kommen, ..."
:-) Wie definierst du denn nun die reale Zeit?

"Wenn ein Photon "zeitlos" ist, wie kann es dann eine Geschwindigkeit haben."
Ein Photon ist insofern zeitlos, als für das Photon keine Eigenzeit vergeht. Die Eigenzeit eines Objektes ist mathematisch definiert als die Länge seiner Weltlinie in der vierdimensionale Raumzeit.



Aufgrund der Minkowski-Struktur ist diese Länge dabei nicht euklidisch durch den (vierdimensionalen) Pythagoras definiert, sondern es tritt ein Minusteichen in der Definition auf:



(ich setze immer c=1, damit werden die Formeln einfacher)

Für Photonen gilt nun x=t; damit ist dieses s immer exakt Null, d.h. dass das Photon eine Zeit t und eine Strecke x zurücklegen kann, ohne dass dabei Eigenzeit s vergeht. t ist dabei von der Eigentzeit s zu unterscheiden! t ist eine Koordinatenzeit, d.h. z.B. die Zeit t, die ein Beobachter in einem Laborsystem festlegt. Die Geschwindigkeit des Photons ist dabei ganz normal als c=x/t definiert. Wichtig ist nur, dass diese Geschwindigkeit c "von außen" gemessen wird, d.h. hier wird das Photon im Bezug auf ein Koordinatensystem beobachtet und auch die Geschwindigkeit bzgl. dieses äußeren Koordinatensystems definiert und gemessen, während die Eigenzeit s selbst ohne dieses äußere Koordinatensystem definiert ist.

"... Zeit kann nicht sowohl existieren, als auch nicht existieren"
Ja! Auch hier nochal ein Verweis auf Physikprofessor behauptet: "Zeit existiert nicht"!].

Zur Idee: In der Physik wird Zeit tatsächlich in unterschiedlichen Begrifflichkeiten verwendet. Zwei hatten wir schon, nämlich die Eigenzeit s und die Koordinatenzeit t. Rovellis Idee ist es nun, eine "reale Zeit" so wie du sie möglicherweise verstehst, "operational" zu definieren, d.h. ausschließlich durch die Beobachtung und Messung von Prozessen. Dies wäre der dritte Begriff von Zeit. Ohne dabei auf die Details der Quantenmechanik einzugehen, möchte ich hier nur anmerken, dass diese Definition über Messungen und Prozesse tatsächlich für alle möglichen anderen Entitäten funktioniert, z.B. für Entfernungen, Energien usw. Nur die Zeit sperrt sich gegen diese Definition. Rovelli schlägt dazu zunächst eine Änderung des Formalismus der QM dergestalt vor, dass Zeit analog zu den anderen Objekten behandelt und interpretiert werden kann.

Nun tut Rovelli dies nicht aus philosophischen Gründen, sondern weil er ein ernsthaftes physikalisches Problem hat. In der Relativitätstheorie spielt ja die Zeit keine Sonderrolle, sie wird analog zum Raum betrachtet. Im gewählten Formalismus der Quantenmechanik dagegen verschwindet auf einmal die Zeit, wenn man die QM auf ein relativistisches System anwendet! Das System ist zeitlos geworden! D.h. der Formalismus der QM benötigt zum einen die Zeit t als Parameter, der irgendeine Entwicklung beschreibt ("ein System ist für t=0 hier und für t=T dort"), zum anderen legt er aber auch nahe, dass t eben eigentlich gar nicht mehr auftreten sollte! Dies erscheint zunächst als Widerspruch - ist es aber nicht!

Rovelli argumentiert nun wie folgt: Dass t aus dem Formalismus verschwindet, ist gut und richtig! Es handelt sich bei diesem t nämlich weder um die o.g. Koordinatenzeit noch die Eigenzeit eines Objektes, sondern lediglich um einen künstlichen Parameter. Auf der anderen Seite muss aber eine Zeit im operationalen Sinne tatsächlich vorhanden sein, denn wir erleben diese Art von Zeit im Sinne von Alterungsprozessen, Abkühlen, Bewegung usw. Dieser reale Begriff von Zeit ist dem Formalismus jedoch nicht eingebaut, sondern er muss quasi erst durch die Anwendung des Formalismus auf reale Systeme entstehen. Er wird z.B. nicht entstehen, wenn man den Formalismus auf ein einzelnes Photon anwendet, denn für dieses existiert der Begriff ja eben nicht, weil es eben nicht altert!

Was Rovelli also behaupet ist folgendes:

1) Zeit als Koordinate bzw. als Parameter kann und muss aus dem Formalismus eliminiert werden; er gibt auch Hinweise, wie dies zu funktionieren hat.
2) Zeit als operationaler Begriff ist dem Formalismus nicht eingebaut, sondern entsteht erst bei der Anwendung desselben auf makroskopische Systeme ...
3) d.h. mit der Einschränkung, dass diese einen Begriff Zeit in diesem Sinne zulassen bzw. hervorbringen.

3) ist in dem Sinn zu verstehen, dass auch andere Begriffe erst im Kontext eines bestimmten Systems Sinn ergeben (und in einem anderen Sytem möglicherweise nicht!) So ist z.B. der Temperaturbegriff damit verknüpft, dass ein System sich (näherunsgweise) in einem thermodynamischen Gleichgewicht befindet. D.h. es gibt durchaus Systeme in der Natur, für die der Begriff Temperatur nicht definiert ist! Selbiges gilt - ob du es glaubst oder nicht - für den Energiebegriff. Dieser erfordert, dass das System bestimmte Raumzeit Symmetrien aufweist, die nicht unbedingt existieren müssen. So ist zwar immer der Begriff einer lokalen Eneriedichte sinnvoll definierbar, aber nicht unbedingt der Begriff einer globalen, in einem bestimmten Volumen enthaltenen Energie. Dies scheitert im wesentlichenan der Definition dieses Volumsns selbst. Ein Beispiel sind expandierende Universen, die teilweise eine Definition ihres Enerieinhaltes nicht zualssen!

Ich hoffe, dass ich etwas dazu beitragen konnte, verschiedene Begriffe der Zeit außeinanderzuhalten und dir die aktuellen Forschungsrichtungen dazu näherzubringen.

[delfi]

Hallo Delfi,

auf deinen zweiten Beitrag möchte ich nicht eingehen; er enthält einige Fehler, die aber nichts an der grundsätzlichen Argumentation zum Thema Zeit ändern und die ich als "Details" betrachte. Evtl. will Wilfried darauf direkt antworten.

Zu deinen Anmerkungen aus dem ersten Posting:

"... muss ein Wort eine eindeutige Bedeutung haben. Dies ist bei dem Wort "Zeit" in der Physik ganz offensichtlich nicht der Fall. ..."
Ganz so ist das nicht. Es gibt in der Physik klare Definitionen für Begriffe wie Eigenzeit und Koordinatenzeit. Möglicherweise verwenden wir diese hier nicht unbedingt durchgängig, dann bitte ich das zu entschuldigen. Es ist auch richtig, dass Zeit als Observable = Messgröße noch nicht vollständig verstanden ist, da hier offensichtlich eine formale Definition nicht ausreicht. Ich möchte dich dazu auf die Diskussion unter Physikprofessor behauptet: "Zeit existiert nicht"!] verweisen.

"Es muss zu Missverständnissen kommen, wenn dieser Begriff, wie hier im Forum, mit unterschiedlicher Bedeutung verwendet wird."
s.o.

"Ich möchte selbstverständlich der realen Zeit auf die Spur kommen, ..."
Wie definierst du denn nun die reale Zeit?

"Wenn ein Photon "zeitlos" ist, wie kann es dann eine Geschwindigkeit haben."
Ein Photon ist insofern zeitlos, als für das Photon keine Eigenzeit vergeht. Die Eigenzeit eines Objektes ist mathematisch definiert als die Länge seiner Weltlinie in der vierdimensionale Raumzeit.



Aufgrund der Minkowski-Struktur ist diese Länge dabei nicht euklidisch durch den (vierdimensionalen) Pythagoras definiert, sondern es tritt ein Minusteichen in der Definition auf:



(ich setze immer c=1, damit werden die Formeln einfacher)

Für Photonen gilt nun x=t; damit ist dieses s immer exakt Null, d.h. dass das Photon eine Zeit t und eine Strecke x zurücklegen kann, ohne dass dabei Eigenzeit s vergeht. t ist dabei von der Eigentzeit s zu unterscheiden! t ist eine Koordinatenzeit, d.h. z.B. die Zeit t, die ein Beobachter in einem Laborsystem festlegt. Die Geschwindigkeit des Photons ist dabei ganz normal als c=x/t definiert. Wichtig ist nur, dass diese Geschwindigkeit c "von außen" gemessen wird, d.h. hier wird das Photon im Bezug auf ein Koordinatensystem beobachtet und auch die Geschwindigkeit bzgl. dieses äußeren Koordinatensystems definiert und gemessen, während die Eigenzeit s selbst ohne dieses äußere Koordinatensystem definiert ist.

"... Zeit kann nicht sowohl existieren, als auch nicht existieren"
Ja! Auch hier nochal ein Verweis auf Physikprofessor behauptet: "Zeit existiert nicht"!].

danke Tom,

das bringt mich schon ein Stück weiter.
Die Quantenmechanik will ich bitte zunächst ausklammern.
Einstein hat also durch die Einführung der konstanten Lichtgeschwindigkeit die Invarianz eingeschränkt,
etwas absolutes anderer Art eingeführt. Transformationen bekommen jetzt den Lorenz-Faktor, der sich erst in der Nähe Lichtgeschwindigkeit deutlich auswirkt. Kann man das sagen?

Dass der Raum nicht euklidisch ist, weiss ich, hierfür wurde die ART eingeführt.
Trotzdem sollte man im Sprachgebrauch imho nicht soweit gehen, zu sagen, die Zeit existiert nicht.
Eigenzeit und Beobachter, womit ich keinen Mensch meine, sind offenbar beide "unverzichtbar".
Ich denke dabei an die "Gleichzeitigkeit" und die Vektorgebundenheit der Zeit, die eine Rückkehr in die Vergangenheit verhindern.
Auch ein Photon legt eine Strecke zurück und wird von der Gravitation beeinflusst.
"Altert" nun ein Elektron oder nicht?
Die Argumentation des zitierten Professors teile ich natürlich nicht.
Meinen Satz vom ausgeschlossenen Widerspruch muss ich nur insofern präzisieren, als die "Situation"
der Aussage natürlich identisch sein muss.
Selbstverständlich existiert eine Wasseroberfläche.
Was im subatomaren Bereich gültig ist, ist eine andere Frage, hier geht es ja nicht nur um Zeit.

Mit freundlichem Gruss

delfi

p.s.
mit der Frage nach der "realen" Zeit hast du mich erwischt,
danach frage ich ja.
Ich kann das auch nicht ohne Verwendung des Raumbegriffes.
Ganz naiv würde ich hierfür die Laufzeit (Strecke) von Licht nutzen, da diese absolut ist.

[tomS]

"Einstein hat also durch die Einführung der konstanten Lichtgeschwindigkeit die Invarianz eingeschränkt, etwas absolutes anderer Art eingeführt."
Ich weiß nicht genau, was du mit Einschränkung der Invarianz meinst: alle Koordinatensysteme sind gleichberechtigt, physikalische Aussagen bzgl. verschiedener Systeme sind gleichwertig; ich kann da keine Einschränkung erkennen. Es ist jedoch richtig, er hat die absolute Zeit abgeschafft und statt dessen die Lichtgeschwindigkeit als absolut und konstant gesetzt (bzw. erkannt, dass die Natur das so tut :-)

"Dass der Raum nicht euklidisch ist, weiss ich, hierfür wurde die ART eingeführt."
Korrektur: bereits der Minkowskiraum der SRT ist aufgrund der Beziehung s² = t² - x² nichteuklidisch; sonst würde nämlich der Satz des Pythagoras gelten. In der ART kommt allerdings hinzu, dass diese Beziehung lokal variieren kann, während sie in der SRT global gültig ist.

"Trotzdem sollte man im Sprachgebrauch imho nicht soweit gehen, zu sagen, die Zeit existiert nicht."
Offensichtlich benötigt man etwas Raum, das auszuführen :-) Wie wär's mit "Zeit existiert nicht als fundamentale Entität" ?

"Gleichzeitigkeit und die Vektorgebundenheit der Zeit, die eine Rückkehr in die Vergangenheit verhindern"
Ich weißwas du meinst, aber "Vektorgebundenheit" ist sicher der falsche Begriff.
Bzgl. Rückkehr in die Vergangenheit: Es gibt kein physikalisches Prinzip, das dies verhindert (und das man heute schon umfassend versteht), es ist jedoch als Konsistenzforderung sinnvoll. Wenn man jedoch Zeit prozessual fassen möchte, dann sollte mit dem "Entstehen" von Zeit auch diese Eigenschaft der Zeit "mitentstehen".

"Altert" nun ein Elektron oder nicht?"
Nein, wenn du es isoliert und ohne Wechselwirkung mit einem externen System betrachtest.
Nein, wenn du damit meinst, dass es sich irgendwie verändern würde.
Ja, bzgl. der formalen Definition seiner Eigenzeit.

"Die Argumentation des zitierten Professors teile ich natürlich nicht."
Welche???
(Zunächst mal war das nicht eine Argumentation, sondern viele. Außerdem war das meine Interpretation bzw. Zusammenfassung seines Artikels, also stimmst du nicht mit mir überein)

"Selbstverständlich existiert eine Wasseroberfläche"
In welchem Sinne?

"mit der Frage nach der "realen" Zeit hast du mich erwischt, danach frage ich ja. Ich kann das auch nicht ohne Verwendung des Raumbegriffes.
Ganz naiv würde ich hierfür die Laufzeit (Strecke) von Licht nutzen, da diese absolut ist."
Genau damit wirst du Schwierigkeiten haben, denn die Nichtexistenz der Zeit (im obigen Sinne) bedeutet gleichzeitig auch die Nichtexistenz des Raumes. Andersherum formuliert: genauso wie Zeit bzw. der Zeitbegriff im operationalen Sinne erst entsteht, genauso entsteht der Raumbegriff! Da Raum und Zeit in dieser Argumentation auf der gleichen Ebene der Begrifflichkeit angesiedelt sind, müssen sie auch gemeinsam begründet werden.

[wilfried]

Guten tag delfi

Du schreibst:

Ich frage hier daher weniger nach Formeln, da bin ich euch selbstverständlich unterlegen, wie wilfried unterstellt,
sondern ich frage nach der Bedeutung des Begriffes Zeit.

Ich bin über solche Äußerungen wenig erfreut! Das impliziert, ich täte Dich nicht anerkennen oder Dir Unwissen oder sonst etwas unterstellen . Ich habe niemals jemandem etwas unterstellt, werde es auch nicht tun. Lediglich habe ich gebeten, damit uns die Antworten einfacher fallen, daß Du uns sagst auf welcher Ebene -das meinte ich mit Augenhöhe- wir Dir antworten sollen.

Das meint aber nicht, dass wir "dazu herablassen" oder daß "wir dazu hinaufsteigen", sondern meit lediglich mit welcher wissenschaftlichen Tiefe möchtest Du unsere Antworten haben.

Du sagst ja selber im gleichen Satz, daß Du Dich mit Formeln nicht so gut auskennst.

So, und jetzt bitte ich Dich nochmals um einen freundlicheren Schreibstil, denn hier im Forum legen wir darauf wert!


Tom sagte bereits, daß ein paar Dinge Deiner Antwort nicht so ganz richtig sind.

Das Gesetz des Abstandsquadrats hat nichts mit Pythagora zu tun, obgleich der gute Pythagoras sich mit Quadraten sehr intensiv beschäftigt hat.
Strahlung -Licht, elektromagnetische Strahlung, Wärme- vermindert ihre Leistungsdichte proportinal zum Quadrat des Abstands, sofern die Quelle punktförmig ist. Das hat zu tun mit der Kugelfläche. Sollte jedoch innerhalb des Beobachtungsraum Strahlung absorbiert werden, so ist dieses Gestzt scheinbar nicht mehr gültig. Bei Messungen muss deshalb streng darauf geachtet werden, daß die Bedingungen auch passen.

Zur Invarianz der Lagrange Gleichung sei gesagt:
Wenn ein Vorgang, der in einem Koordinatensystem beschreiben wurde aus gewissen Günden in ein anderes Koordinatensystem übertragen -transformiert- wird, so ist darauf zu achten, daß der Vorgang dabei unverändert -invariant- bleibt. Insbsondere hat sich Galilei darum bemüht, jedoch hat er nur ausgesucht günstige Szenarien benutzt.
Diese ausgesucht günstigen Szenarien haben damit zu tun, dass diese Koordinatensystem Transformation zu sehen ist, dass das erste und das zweite System sich in ihrer Geschwindigkeit unterscheiden. Jedoch ist die Geschwindigkeit des Koordinatensystem immer noch gering im Vergleich zur Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum. Diese Trafo wird Galiilei Transaformation genannt.
Nähern sich die Geschwindigkeiten der Lichtgeschwindigkeit wird dies komplizierter, denn dann muss relativistisch gerechnet werden.

Zur Beschreibungen physikalischer Vorgänge werden Energieen bzw. Impulse benutzt. Es gibt potentielle Energie -das ist die Energie der Lage oder der Ruhe- und es gibt kinetische Energie -das ist die von bewegten Dingen. Meist jedoch sind beide notwendig in die Berechnungen bzw. Betrachtungen mit aufgenommen zu werden.
So kann man einerseits die Differenz oder andererseits die Summe der Energie nutzen. Solche Systemen werden dann Lagrange oder Hamilton Beschreibungen genannt.

Du schreibst:

Die Invarianz der Lagrange-Gleichung, die prinzipiell schon Galilei erkannte,

1642 verstarb Galilei, 1788 hat Lagrange seine berühmte Energiebetrachtung in die heute so genannte Lagrange Gleichung eingefügt.

Galiliei hat davon noch nichts geahnt.

netten Gruß

Wilfried

[delfi]

"Einstein hat also durch die Einführung der konstanten Lichtgeschwindigkeit die Invarianz eingeschränkt, etwas absolutes anderer Art eingeführt."
Ich weiß nicht genau, was du mit Einschränkung der Invarianz meinst: alle Koordinatensysteme sind gleichberechtigt, physikalische Aussagen bzgl. verschiedener Systeme sind gleichwertig; ich kann da keine Einschränkung erkennen. Es ist jedoch richtig, er hat die absolute Zeit abgeschafft und statt dessen die Lichtgeschwindigkeit als absolut und konstant gesetzt (bzw. erkannt, dass die Natur das so tut

Mit Einschränkung der Invarianz meine ich den Lorenz-Faktor
(Einstein soll ja überlegt haben seine Theorie "Absolutheitstheorie" zu nennen.)

"Dass der Raum nicht euklidisch ist, weiss ich, hierfür wurde die ART eingeführt."
Korrektur: bereits der Minkowskiraum der SRT ist aufgrund der Beziehung s² = t² - x² nichteuklidisch; sonst würde nämlich der Satz des Pythagoras gelten. In der ART kommt allerdings hinzu, dass diese Beziehung lokal variieren kann, während sie in der SRT global gültig ist.

Einverstanden,
und hier zeigt sich besonders deutlich, dass die Winkelsumme eines Dreiecks nicht 180° beträgt, oder Parallelen sich doch treffen ,
der Unterschied von "Theorie und Praxis".

"Trotzdem sollte man im Sprachgebrauch imho nicht soweit gehen, zu sagen, die Zeit existiert nicht."
Offensichtlich benötigt man etwas Raum, das auszuführen Wie wär's mit "Zeit existiert nicht als fundamentale Entität" ?

Wie wär's mit "Zeit existiert als fundamentale Entität"

"Gleichzeitigkeit und die Vektorgebundenheit der Zeit, die eine Rückkehr in die Vergangenheit verhindern"
Ich weißwas du meinst, aber "Vektorgebundenheit" ist sicher der falsche Begriff.
Bzgl. Rückkehr in die Vergangenheit: Es gibt kein physikalisches Prinzip, das dies verhindert (und das man heute schon umfassend versteht), es ist jedoch als Konsistenzforderung sinnvoll. Wenn man jedoch Zeit prozessual fassen möchte, dann sollte mit dem "Entstehen" von Zeit auch diese Eigenschaft der Zeit "mitentstehen".

Nun, dann beschreiben die bekannten physikalischen Prinzipien die Natur nur unvollständig.

"Altert" nun ein Elektron oder nicht?"
Nein, wenn du es isoliert und ohne Wechselwirkung mit einem externen System betrachtest.
Nein, wenn du damit meinst, dass es sich irgendwie verändern würde.
Ja, bzgl. der formalen Definition seiner Eigenzeit.

gute Antwort, einverstanden!

"Die Argumentation des zitierten Professors teile ich natürlich nicht."
Welche???
(Zunächst mal war das nicht eine Argumentation, sondern viele. Außerdem war das meine Interpretation bzw. Zusammenfassung seines Artikels, also stimmst du nicht mit mir überein)

"Selbstverständlich existiert eine Wasseroberfläche"
In welchem Sinne?

In dem fundamentalen "Erkenntnis"-Sinn,
dass das "Ganze" mehr ist als die Summe seiner Teile (Aristoteles). Das lässt sich nur indirekt beweisen. Aber auch die Naturwissenschaft bedient sich überwiegend indirekter Beweise (Satz vom ausgeschlossenen Dritten, Logik, Aristoteles)
Man kann die Existenz von Wasser nicht mit dem Hinweis auf die Bausteine des Wassers in Zweifel ziehen. Denn es kommt hier etwas neues hinzu, dass durch die Interaktion der Bausteine, nicht aber durch diese selbst definiert ist (Emergenz).

"mit der Frage nach der "realen" Zeit hast du mich erwischt, danach frage ich ja. Ich kann das auch nicht ohne Verwendung des Raumbegriffes.
Ganz naiv würde ich hierfür die Laufzeit (Strecke) von Licht nutzen, da diese absolut ist."
Genau damit wirst du Schwierigkeiten haben, denn die Nichtexistenz der Zeit (im obigen Sinne) bedeutet gleichzeitig auch die Nichtexistenz des Raumes......

Die Schwierigkeiten hat eher der, der die Nichtexistenz der Zeit postuliert. Die Probleme sehe ich in der Meßbarkeit, nicht in der Existenz. Die Astronomie kann ja nicht ohne sie leben. Fundamentale Merkmale (Begriffe) haben es an sich, dass sie sich nicht (vollständig) durch andere Merkmale beschreiben lassen. Daher auch die Probleme der Meßbarkeit.
Ich hoffe das hört sich jetzt nicht zu spitzfindig an.
Den Unterschied zum Raum sehe ich in der Richtung, das wollte ich mit dem Vektor-charakter ausdrücken.
Nur diese Eigenschaft verhindert Reisen in die Vergangenheit. "Prinzipielle Umkehrbarkeit" ist ein Relikt Newton'scher Mechanik und zeigt damit die Falscheit mathematischer Modelle in der Natur im Sinne eines Reduktionismus, bei dem ein Teil der Realität auf der Strecke bleibt.

Gruss
delfi

[delfi]

Guten Tag Wilfried

Du sagst ja selber im gleichen Satz, daß Du Dich mit Formeln nicht so gut auskennst.

Das meine ich auch so und das bedauere ich selbst, da ich Mathematiker bewundere.
Falls es dich interessiert, ich bin Arzt im weiteren Sinne, stehe als auf der "Anwender-Seite" der Naturwissenschaft und es stinkt mir gelegentlich, wenn man hier im Erkenntnisfortschritt die Achsel zucken muss und nach den "Statistikern" ruft, die sich gelegentlich wie eine Geheimwissenschaft abschotten. Ich bemühe mich, Zusammenhänge zu verstehen, sie nicht nur zu glauben. Ich hoffe das war nicht unfreundlich.

Strahlung -Licht, elektromagnetische Strahlung, Wärme- vermindert ihre Leistungsdichte proportinal zum Quadrat des Abstands, sofern die Quelle punktförmig ist.

wie schafft das nun diese Laserstrahlung, dass sie sich auf eine definierte "Richtung" beschränkt?

Zur Invarianz der Lagrange Gleichung sei gesagt:
Wenn ein Vorgang, der in einem Koordinatensystem beschreiben wurde aus gewissen Günden in ein anderes Koordinatensystem übertragen -transformiert- wird, so ist darauf zu achten, daß der Vorgang dabei unverändert -invariant- bleibt. Insbsondere hat sich Galilei darum bemüht, jedoch hat er nur ausgesucht günstige Szenarien benutzt.
Diese ausgesucht günstigen Szenarien haben damit zu tun, dass diese Koordinatensystem Transformation zu sehen ist, dass das erste und das zweite System sich in ihrer Geschwindigkeit unterscheiden. Jedoch ist die Geschwindigkeit des Koordinatensystem immer noch gering im Vergleich zur Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum. Diese Trafo wird Galiilei Transaformation genannt.
Nähern sich die Geschwindigkeiten der Lichtgeschwindigkeit wird dies komplizierter, denn dann muss relativistisch gerechnet werden.

Danke, also eine Reduktion aus einer größeren Menge an Möglichkeiten.

Galiliei hat davon noch nichts geahnt.

netten Gruß

Wilfried

wie konnte er auch,
aber er war ein Beispiel für geniale Wissenschaftler, die eine Ordnung erkennen können,
bevor man sie beweisen kann.

Oder sollte man sagen,
ein Beweis setzt die begriffliche Vorstellungskraft voraus,
wie Wirklichkeit sein könnte???

Schöne Grüße
delfi

[tomS]

"Mit Einschränkung der Invarianz meine ich den Lorenz-Faktor"
Das ist keine Einschränkung der Invarianz, sondern Ausdruck bzw. mathematische Formulierung der Invarianz. Einstein sagt, dass der Ausdruck s² = t² - x² invariant ist. t und x (jedes einzeln) transformieren sich nach genau festgelegten Regeln, s² bleibt invariant. Da gibt es keine Einschränkung!

"Wie wär's mit "Zeit existiert als fundamentale Entität""
Wie ich weiter unten ausführe, ist das wohl nicht der Fall. Alles deutet ggw. darauf hin, dass Konzepte wie Raum, Zeit, Bewegung, Energie, Temperatur, Materie usw., die wir aus unserer Alltagswelt als fundamentale Entitäten zu kennen glauben, eben genau das nicht sind. Dazu muss man sich jedoch mit dem Formalismus der modernen Physik auseinandersetzen, um eben zwei Dinge zu erkennen:
- eine Art Dekonstruktion bzw. Reduktion dieser Begriffe auf fundamentalere Strukturen
- eine Art Emergenz bzw. Wiedererstehung dieser Begriffe auf eben dieser Basis

Beides geht Hand in Hand und ist - leider - ohne grundsätzliche Kenntnis der Methoden der modernen Physik kaum nachvollziehbar. Du musst dich also entweder mit dem Formalismus beschäftigen, oder uns das glauben. Es hilft jedenfalls überhaupt nichts, mit Begrifflichkeiten der Alltagswelt zu argumentieren, da diese offensichtlich und nachweisbar zu kurz greifen.

"Nun, dann beschreiben die bekannten physikalischen Prinzipien die Natur nur unvollständig."
Nein! Ich weise dich zunächst darauf hin, dass ich gegen eine falsche Begrifflichkeit "Vektorgebundenheit" argumentiere. Außerdem hast du ein grundsätzlich falsches Verständnis von Physik, wenn du zu deiner Erfahrung bzgl. "Rückkehr in die Vergangenheit" ein physikalisches Prinzip forderst, das das verbietet. So funktioniert Physik nicht!

Evtl. gibt es dieses Prinzip nicht - dann wäre zu klären, ob so etweas eben doch vorkommt; oder es gibt ein Prinzip, das allerdings auf einer fundamentaleren Ebene argumentiert. Vergleiche das doch bitte mit der Thermodynamik: diese trifft z.B. Aussagen über den Begriff Temperatur, ohne diese Aussagen untermauern zu können. Im Zuge der statistischen Mechanik können diese Ausasagen dann untermauert werden, aber eben auf einer anderen, fundamentaleren Ebene. Demzufolge ist es z.B. möglich, aber eben extrem unwahrscheinlich, dass ein zersprungenes Glas sich wieder zusammensetzt.

Jedenfalls wäre es grundfalsch, nur aufgrund einer Beobachtung, ein Prinzip einzuführen, das diese Beobachtung sicherstellt. WIssenschaft funktioniert dagegen so, dass es einige wenige Grundlegende Prinzipien gibt, die eine Fülle von Beobachtungen sicherstellen. Genau das meine ich mit Wenn man jedoch Zeit prozessual fassen möchte, dann sollte mit dem "Entstehen" von Zeit auch diese Eigenschaft der Zeit "mitentstehen".

"Selbstverständlich existiert eine Wasseroberfläche"
s.o. meine Argumentation bzgl. Dekonstruktion / Reduktion sowie Emergenz. Beides zusammen ist zwingend notwendig. Ersteres ist DIE physikaliache (allg. naturwissenschaftliche) Methdode schlechthin; letzteres funktioniert nur, wenn ersteres ordentlich durchgeführt wurde. Andernfalls betreiben wir nicht Physik sondern Philosophie.
(nichts gegen Aristoteles, aber der hat auch nicht immer Recht; insbs. in der Mathematik und theoretischen Physik tust du dir mit Platon teilw. eine größeren Gefallen - aber das ist hier das falsche Forum dafür)

"Die Schwierigkeiten hat eher der, der die Nichtexistenz der Zeit postuliert"
Einigen wir uns doch bitte darauf, dass nicht die "Nichtexistenz der Zeit" sondern eben die "Nichtexistenz als fundamentale Entität" gefordert wird.
"Die Probleme sehe ich in der Meßbarkeit, nicht in der Existenz. Die Astronomie kann ja nicht ohne sie leben." Die Astronomie misst übrigens überhaupt keine Zeit (denn wie soll sie die Zeitspanne zwischen Aussendung eines LIchtsignals und Messung desselben messen, wenn dazwischen Lichtjahre liegen???) Für die Astronomie ist Zeit immer und grundsätzlich eine abgeleitete Größe!
"Den Unterschied zum Raum sehe ich in der Richtung, das wollte ich mit dem Vektor-charakter ausdrücken."
Nochmal: Ich weiß, was du meinst, aber der Begriff Vektorcharakter ist hier mathematisch falsch. Ich behaupte auch nicht, dass die Zeit diese Eigenschaft (dass sie immer nur "vorwärts" vergeht) hat, ich bezweifle aber, dass du das dadurch in den Griff bekommst, ihr diese Eigenschaft einfach zuzusprechen. Es ist doch viel besser, wenn diese Eigenschaft eben auf Basis fundamentalerer Gesetze im prozessualen bzw. operationalen Sinne erst entsteht.
Um es nochmal klar zu sagen: Die Unsymmetrie bzgl. Zukunft und Vergangenheit gibt es erst auf makroskopisch relevanten Skalen; mikroskopisch, d.h. in der Quantenmechanik bzw. Elementarteilchenphysik ist die Zeit perfekt symmetrisch!
"... zeigt damit die Falscheit mathematischer Modelle in der Natur im Sinne eines Reduktionismus, bei dem ein Teil der Realität auf der Strecke bleib"
Ich verweise nochmal auf die Dekonstruktion / Reduktion und Emergenz sowie auf meine operationale Begründung dieses Zeitbegriffs.

Grundsätzlich: Ich sehe, dass du ein Problem mit einer sehr eingeschränkten Definition des Zeitbegriffs hast. Ich weiß nicht, woher diese Sichtweise stammt, aber ich gebe mir redlich Mühe, dir hier eine erweiterete Begrifflichkeit darzustellen.

[wilfried]

Lieber Delfi

Falls es dich interessiert, ich bin Arzt im weiteren Sinne, stehe als auf der "Anwender-Seite" der Naturwissenschaft und es stinkt mir gelegentlich, wenn man hier im Erkenntnisfortschritt die Achsel zucken muss und nach den "Statistikern" ruft, die sich gelegentlich wie eine Geheimwissenschaft abschotten. Ich bemühe mich, Zusammenhänge zu verstehen, sie nicht nur zu glauben. Ich hoffe das war nicht unfreundlich.

Schwamm drüber und weiter geht es! Bei uns mußt Du nicht im Erkenntnisfortschritt die Achseln zucken, sondern wir bemühen uns stets um eine gute Diskussion und versuchen unser Bestes auch fundierte Antworten zu geben.

Auch kennen wir es, daß meist mehr Fragen da sind als Antworten, aber das ist halt die Wissenschaft.

Du weißt doch:

Wissenschaft heißt Wissenschaft, da sie mit Wissen schafft, was Wissen schafft.

wie schafft das nun diese Laserstrahlung, dass sie sich auf eine definierte "Richtung" beschränkt

Zunächst einmal ist ein Laser oder auch ein Maser nichts anderes als eine elektromagnetische Welle. Was den Laser ausmacht ist die Kohärenz im sichtbarenb und nahen UV und IR, was den Mase ausmacht ist die Kohärenz aber in Mikrowellstrahlung, Röntgenlicht.

Die Ausbreitung einer Lichtquelle beschränkt sich nicht auf eine Richtung, die ist zunächst einmal Raumwinkel unabhängig. Im Falle einer Raumwinkel Einschränkung z.B. durch eine Linse wird nicht kohärentes Licht zwar gebündelt, jedoch auch hier wird der Lichtsrahl sich wieder aufweiten, da eben keine Kohärenz vorhanden ist und die Wellenlängen mannigfaltig sind.

Im Falle Laser / Maser haben wir Licht einer exakten Wellenlänge und auch Gleichphasigkeit (Kohärenz). Das Licht streut nicht, es breitet sich, wenn es gerichtet ist als scharfer Strahl aus.

ein Beweis setzt die begriffliche Vorstellungskraft voraus,
wie Wirklichkeit sein könnte???

Das gefällt mir! Im Pronzip zeichnet das einen guten Wissenschaftler aus. Ein guter Wissenschaftler braucht viel, sehr viel Phantasie. Die Vorstellungskraft, wie Zusammenhänge sein könnten eröffnet neue Wege des Denkens.

Erst die Phantasie und dann der Weg, dieser Phantasie Gestalt zu verleihen.

Gruß

Wilfried

[delfi]

"Mit Einschränkung der Invarianz meine ich den Lorenz-Faktor"
Das ist keine Einschränkung der Invarianz, sondern Ausdruck bzw. mathematische Formulierung der Invarianz. Einstein sagt, dass der Ausdruck s² = t² - x² invariant ist. t und x (jedes einzeln) transformieren sich nach genau festgelegten Regeln, s² bleibt invariant. Da gibt es keine Einschränkung!

Nun, so schnell geb ich nicht auf:
Eine absolute Konstante wie c schränkt die "Relativität" ein, das wollte ich damit sagen. Sie kommt zum variablen Beobachter dazu. Also Invarianz mit der Grenze eines nicht relativen, sondern absoluten Wertes. Zum Beispiel ist eine einfache Addition, wie im euklidischen Raum von Geschwindigkeiten nicht möglich. Und das hat Folgen für die Realität.
Das Model des Lichtkegels gibt diese Einschränkung des Ereignisraumes graphisch wieder.
Wenn man hier (zeitlich) rückwärts gehen wollte, ist leicht zu errechnen, dass man Ereignispunkte nur ausserhalb des Vergangenheitskegels erreichen kann, was immer das bedeuten mag. Den Bereich des inneren Vergangenheitskegels könnte man also nur mit Überlichtgeschwindigkeit (rückwärts) erreichen. Das mathematische Modell, das die gemessene Naturkonstante beinhaltet, ermöglicht damit keine Rückkehr in die reale (eigene?) Vergangenheit.
Der Euklidische Raum hat diese Einschränkung nicht.

.... Dazu muss man sich jedoch mit dem Formalismus der modernen Physik auseinandersetzen, um eben zwei Dinge zu erkennen:
- eine Art Dekonstruktion bzw. Reduktion dieser Begriffe auf fundamentalere Strukturen
- eine Art Emergenz bzw. Wiedererstehung dieser Begriffe auf eben dieser Basis

Beides geht Hand in Hand und ist - leider - ohne grundsätzliche Kenntnis der Methoden der modernen Physik kaum nachvollziehbar. Du musst dich also entweder mit dem Formalismus beschäftigen, oder uns das glauben. Es hilft jedenfalls überhaupt nichts, mit Begrifflichkeiten der Alltagswelt zu argumentieren, da diese offensichtlich und nachweisbar zu kurz greifen.
Außerdem hast du ein grundsätzlich falsches Verständnis von Physik, wenn du zu deiner Erfahrung bzgl. "Rückkehr in die Vergangenheit" ein physikalisches Prinzip forderst, das das verbietet. So funktioniert Physik nicht!

Das wollen wir erst noch herausfinden, "Glauben" ist ein schlechtes Argument.

.... Im Zuge der statistischen Mechanik können diese Ausasagen dann untermauert werden, aber eben auf einer anderen, fundamentaleren Ebene. Demzufolge ist es z.B. möglich, aber eben extrem unwahrscheinlich, dass ein zersprungenes Glas sich wieder zusammensetzt.

Statistik ist meine Wirklichkeit:
Nun, das Glas willst du mir aber bitte nicht als eine Reise in die Vergangenheit verkaufen. Es wäre eine Neusynthese im unbeeindruckten Zeitfluss. Ich hab mich auch schon über Spritzer aus dem Kochtopf gewundert, die bis in mein Auge gegangen sind.
Zudem habe ich Zweifel, ob es nicht natürliche Grenzen gibt, die so ein "menschengemachtes" Glas mit Hilfe der Statistik unmöglich machen könnten.

Jedenfalls wäre es grundfalsch, nur aufgrund einer Beobachtung, ein Prinzip einzuführen, das diese Beobachtung sicherstellt.

... erklärt mein Freund, mehr nicht! Wissenschaft funktioniert nur so, dass gedachte Prinzipien durch Beobachtungen bestätigt werden.

"Selbstverständlich existiert eine Wasseroberfläche"
s.o. meine Argumentation bzgl. Dekonstruktion / Reduktion sowie Emergenz. Beides zusammen ist zwingend notwendig. Ersteres ist DIE physikaliache (allg. naturwissenschaftliche) Methdode schlechthin; letzteres funktioniert nur, wenn ersteres ordentlich durchgeführt wurde. Andernfalls betreiben wir nicht Physik sondern Philosophie.
(nichts gegen Aristoteles, aber der hat auch nicht immer Recht; insbs. in der Mathematik und theoretischen Physik tust du dir mit Platon teilw. eine größeren Gefallen - aber das ist hier das falsche Forum dafür)

Wir bleiben bei der Naturwissenschaft,
die Wasseroberfläche kann gerne "dekonstruiert" werden, dadurch verschwindet sie nicht, sie wird bei analytischer Betrachtung ihrer Bestandteile allerdings sofort unsichtbar. Sie taucht also auch nicht wieder neu auf und sie kann auch imho nicht so ohne weiteres aus den Bestandteilen "konstruiert" werden, das gäbe sofort einen Nobel-Preis, ich denke, sie wird nur wieder sichtbar. Hier gibt es eine ganze Pyramide an Emergenz, aber bleiben wir bei der Physik.

Ich verweise nochmal auf die Dekonstruktion / Reduktion und Emergenz sowie auf meine operationale Begründung dieses Zeitbegriffs.

Grundsätzlich: Ich sehe, dass du ein Problem mit einer sehr eingeschränkten Definition des Zeitbegriffs hast. Ich weiß nicht, woher diese Sichtweise stammt, aber ich gebe mir redlich Mühe, dir hier eine erweiterete Begrifflichkeit darzustellen.

Ich sehe das nicht als Problem, meine Sichtweise stammt natürlich aus dem Alltag, der aber nicht gänzlich unwissenschaftlich abläuft.
Aber der Begriff der Symmetrie ist überaus faszinierend,
vielleicht nur noch übertroffen von dem Begriff des Symmetriebruchs,
mit dem die Zeit auf der Bildfläche erscheint.
Könnte man sagen, die Zeit begann mit dem Symmetriebruch?

Gruss
delfi

[wilfried]

Lieber delfi

ich bekomme den Eindruck nicht so recht los, daß diese Diskussion gar nicht so sehr um physikalische Dinge geht, sondern um Dinge geht, die Du meinst zurechtlegen zu müssen.

Ich möchte Dir anheim legen, Dich mit den Fachbeiträgen dieses Forums oder mit der Physik selber intensiv auseinanderzusetzen. Tom versucht die ganze Zeit Dir die Physik so nahe zu bringen als nur möglich. Und ich erkenne nicht, daß Du einmal hingeht und nachdenkst über das, was Dir hier gesagt wird. Ich habe den Eindruck, daß Du meinst Du müsstest uns hier in eine Ecke hineimanövrieren, von der aus wir sagen müssen, daß wir es einfach nicht mehr wissen, wie wir Dir antworten können.

Du sagtes Du seiest Arzt, wenngleich auch ein entfernterer. Was immer das heißt, ich nehme an Du hast studiert. Dann hast Du auch gelernt daß man sich einmal hinsetzen muß und Dinge, die ein erfahrener Mensch erzählte erst einmal selber nachzuvollziehen und wenn das nicht geht, so zumindest darüber nachzudenken.

Vorschlag:
Hast Du mal die Artikel gelesen, die Tom gerade schreibt? Schau dort einmal rein und versuche diesen Artikeln zu folgen. Darin stehen alle Antworten Deiner Fragen. Wir haben auch eine Suchfunktion.

Mir tut es leid zu sehen, wie Du hin und her fragst und ich werde das Gefühl nicht los, daß Du einfach so mit Fragen überlastet bist, daß Du es nicht schaffst Ordnung in Deine Fragenwelt zu bringen.

Lass uns deshalb, bevor wir wieder loslegen das Frage Antwort Spiel zu treiben, versuchen eine Ordnung und eine Reduktion Deiner Fragen aufzubauen. Dann kann auch Hilfe, Wissensvermittlung, Diskussion viel besser und zielgerichteter ablaufen.

Gruß

Wilfried