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Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

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Re: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Beitrag von tomS » 23. Sep 2010, 10:55

Hallo Wilfried,

mit dem folgenden hast du nicht ganz recht:
wilfried hat geschrieben:Die Argumentationen bzgl c = endlich ... enstammen der ART. ... sie sind aber letztlich phänomenologisch und zeigen keine physikalische Begründung.

Nirgendwo in der ART steht ein Grund geschrieben, warum das so ist, es steht nur, wie es sich darstellt.

...

1. ART ja, aber phänomenologisch, die ART gibt keinen Grund dafür an.
Man muss zwei Dinge auseinanderhalten:
1) eine Begründung der ART in einer anderen Theorie (z.B. der LQG)
2) eine Begründung der Konstanz Lichtgeschwindigkeit c aus der klassischen Feldtheorie (d.h. ART + Maxwell)

1) begrüße ich natürlich, allerdings denke ich nach wie vor, dass du auf der fundamentalen Ebene keine Geschwindigkeit definieren kannst. Du kannst die Struktur der ART ableiten - und aus dieser Struktur wiederum endliches und konstantes c.
2) im Rahmen von ART + Maxwell ergibt sich endliches und konstantes c mathematisch exakt!
Gruß
Tom

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Re: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Beitrag von tomS » 23. Sep 2010, 13:50

Sculletto hat geschrieben:
tomS hat geschrieben:2) im Rahmen von ART + Maxwell ergibt sich endliches und konstantes c mathematisch exakt!
das kann man so nicht sehen.
Doch, kann man. Es geht nicht um den exakten Wert von c und wo der genau herkommt, sondern nur um die Tatsache, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit eine universelle Konstante ist. Dazu wird nur die Struktur der Differentialglechungen benötigt, sonst nichts.
Gruß
Tom

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Re: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Beitrag von tomS » 23. Sep 2010, 17:55

Nein.

Du könntest auch eine kovariante Differentialgleichung für die el.-mag. Felder einführen, die kein konstantes c als physikalische Ausbreitungsgeschwindigkeit produziert.

Die Struktur der Gleichungen bedeutet, dass masselose Felder mit konstanter, frequenzunabhängiger Geschwindigkeit propagieren. Diese Struktur folgt also nicht alleine aus der Kovarianz und auch nicht alleine aus der Tatsache, dass du Konstanten einbaust, aus denen du dimensionsmäßig eine Geaschwindigkeit basteln kannst. Hättest du ausschließlich massebehaftete Felder, so wäre c ein netter Parameter ohne phänomenologische Relevanz.
Gruß
Tom

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Re: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Beitrag von tomS » 23. Sep 2010, 19:55

So trivial ist die Antwort nicht, wenn du die Maxwellgleichungen an das Graviatinsfeld koppelst.
Gruß
Tom

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Re: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Beitrag von Skeltek » 23. Sep 2010, 21:00

Sorry, aber zitieren auf dem Uralthandy ist etwas arg schwierig. Meist beziehe ich mich auf den letzten Post, nur leider kommen meist ein paar dazu, bis ich fertig bin mit Handy tippen.

Bei meinem Beispiel werd ich mal umformulieren und den Sachverhalt etwas anders beschreiben:
Es gibt 4 Raumschiffe.
Raumschiff1 bewegt sich mit 0,99c weg.
Raumschiff2 ruht
Raumschiff3 bewegt sich mit 0,99c weg in die entgegengesetzte Richtung wie R1.
Raumschiff4 kommt mit 0,99c näher, fliegt in dieselbe Richtung wie R3.

Der Abstand von R1 und R2 ist also immer exakt gleich wie der Abstand R3 und R2

Aus Sicht von R3 haben sich R2 und R1 mit fast derselben Geschwindigkeit von ihm weg bewegt. R3 wird jederzeit feststellen, daß die Strecke R3-R2 zu jedem Zeitpunkt ca 100mal länger ist als R2-R1 !

Das Problem liegt also daran, daß R3 die ersten beiden Schiffe R1 und R2 fast gleich entfernt wahrnimmt, woran aber eigentlich die Messung durch R4 schuld ist

Wenn man die Entfernung zwischen 2 Schiffen zu einem Zeitpunkt bestimmen möchte geht das nicht so ohne weiteres. Zu einer Abstandsmessung gehören 2 Raumzeitpunkte.
Die Entfernung von R1 oder R2 zu R3 zu einem bestimmten Zeitpunkt zu bestimmen klingt nett, aber welcher Zeitpunkt von R1 soll nun mit welchem Zeitpunkt von R3 in Beziehung gebracht werden?

Die Frage nach dem Geschwindigkeitslimit c führt also nicht zwangsläufig über die zurückgelegte Strecke sondern auch über die unterschiedliche Wahrnehmung der Zeit und kausalen Zusammenhänge im anderen Relativsystem.

Ist jetzt klarer was ich meine? Mir geht es nicht darum zu ermitteln, warum c das Limit ist und ausgerechnet diesen Wert hat, sondern wo die unterschiedliche Wahrnehmung der zurückgelegten Strecken zu suchen ist.
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Re: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Beitrag von AlTheKingBundy » 24. Sep 2010, 08:01

@Sculetto

Ich hoffe, das war nur ein Spaß, dass Du Skeltek dazu aufgefordert hast, einen PC zu kaufen (habe kein Smile sehen können). Ich wäre für jeden dankbar, der sich hier an einer Diskussion beteiligt - und noch dankbarer, wenn er mit so viel Eifer dabei ist, dass er sogar seine Beiträge auf einem alten Ziegelstein einhackt.
Gruß Al

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Re: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Beitrag von Skeltek » 24. Sep 2010, 13:44

Mist, jetzt hab ich gestern vergessen auf senden zu drücken bevor ich ins Bett bin >.<
Ha nee, meine PCs und Laptop stehn daheim. Arbeiten tu ich öfter mal 6 tage die woche 12h plus Fahrtzeit, bleibt net viel Zeit zum essen und Hobby. Da tippt man halt heimlich bei der Arbeit wenn man kurz Luft hat ^^

Danke für die Skizzen Sculletto, entspricht exakt dem, was ich im Kopf hab.
Mit der lokalen Konstanz von c hab ich eigentlich kein Problem; ich denke selbst wenn c variabel sein sollte, würde sich das ohnehin nicht bemerkbar machen. Könnte mir gut vorstellen, daß die Periodendauer des Übergangs von zwei Hyperfeinstrukturniveaus von Caesium als auch der Radius der Orbitale eines Atoms von c abhängig sind, oder zumindest von denselben Naturkonstanten abhängig sind. Das Licht würde nach x Periodendauern immer das gleiche y-fache eines Atomdurchmessers weit wandern. Das würde für mich bedeuten, daß es lokal einfach keinen Unterschied macht oder nicht feststellbar ist, wie hoch c ist.

Daß Masse nicht schneller als c sein kann ist auch recht plausibel. Paralelle Photonen können nicht kollidieren. Bei einer (vollelastischen?) Kollision zweier unterschiedlich gerichteter Photonen scheint es auch relativ naheliegend, daß Konstrukte aus den Endprodukten sich maximal mit einer kleineren Geschwindigkeit ausbreiten können.

Das einzige womit ich ein Problem habe ist die schöne grüne Linie, die Sculletto freundlicherweise für mich eingezeichnet hat. Die Zeitachsen sind im Winkel gegeneinander gedreht, wodurch sich für mich die Limitierung von c fast automatisch ergibt. Die Frage die sich daraus für mich ergibt ist nicht wirklich formulierbar, bzw ich kann sie nicht niederschreiben.
Aber ich versuchs mal: Ich glaube es führt die Frage wieso c gerade so groß ist bzw begrenzt erscheint nicht über die zurück gelegte Strecke oder Zeit im Inertialsystem, sondern rührt vermutlich von der maximalen Zeitdillatation und Streckenvarianz der unterschiedlichen Bezugssysteme her.
Die Frage ist also nicht, wieso c als Grenze da ist, sondern, wo wir überhaupt anfangen sollen nach dem Grund zu suchen...


@ 1weiterunten: Zur Not spendierste mir nen I-Pad ;P
Zuletzt geändert von Skeltek am 24. Sep 2010, 14:32, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Beitrag von AlTheKingBundy » 24. Sep 2010, 14:33

Zu einem Mac hätte ich vor ein paar Jahren auch noch geraten, bevor sich die Apple-Kisten mit dem Intelchip infiziert haben :P
Gruß Al

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Re: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Beitrag von Skeltek » 24. Sep 2010, 14:54

Sculletto hat geschrieben:
Skeltek hat geschrieben:Die Zeitachsen sind im Winkel gegeneinander gedreht, wodurch sich für mich die Limitierung von c fast automatisch ergibt.
daraus ergibt die sich aber nicht. Man könnte sich in dem Diagramm auch eine Weltlinie vorstellen, die gegenüber der von R2 um einen beliebigen Winkel < 90° gekippt ist. Die Beschränkung aller Dreiergeschwindigkeiten auf c oder kleiner bedeutet, dass der Winkel nicht größer als 45° werden darf.
Deshalb hatte ich ja geschrieben " ergibt sich fast"
So langsam verstehst du mich. Daß die Achsen nicht um mehr als 45° gekippt sein dürfen ist auch klar.
Das Problem was ich habe ist die Lorenzkontraktion, wobei mich auch der begriff der Kontraktion stört.
Das mit der maximalen Zeitdillatation war etwas untreffend ausgedrückt. Was ich meinte war, wieso die grüne Linie überhaupt um bis zu 45° gekippt werden darf.

Klar kann man das mit den Formeln belegen, diese sind aber auch nur ein Spiegel der Realität und geben nicht an, wieso die Dinge sind wie sie sind.
Bevor die beiden Weltlinien der Objekte sich wieder kreuzen, ist nicht feststellbar, bei welchem mehr Zeit vergangen ist.

Egal, ich denke das schweift zu sehr vom ursprünglichen Thema ab.
Also lasst euch mal nicht weiter stören, ich denke meine Fragen lassen sich dazu ehh nicht viel genauer beantworten; da brauch ich erstmal etwas Zeit für zum nachdenken.

Gruß, Skel
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Re: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Beitrag von wilfried » 25. Sep 2010, 09:58

Tag zusammen


Tom argumentiert:
Man muss zwei Dinge auseinanderhalten:
1) eine Begründung der ART in einer anderen Theorie (z.B. der LQG)
2) eine Begründung der Konstanz Lichtgeschwindigkeit c aus der klassischen Feldtheorie (d.h. ART + Maxwell)

1) begrüße ich natürlich, allerdings denke ich nach wie vor, dass du auf der fundamentalen Ebene keine Geschwindigkeit definieren kannst. Du kannst die Struktur der ART ableiten - und aus dieser Struktur wiederum endliches und konstantes c.
2) im Rahmen von ART + Maxwell ergibt sich endliches und konstantes c mathematisch exakt!
Schauen wir auf die Permeabilität:

Sie ist ein 3-dimensionaler Tensor 3. Stufe, jedoch wird sie meist als Skalar hingeschrieben. Im Grunde haben wir es mit Kerneigenschaften zu tun Der Spin (Elektronen als auch gesamter Spin) als auch der Bahndrehimpuls spielt eine wesentliche Rolle darin. Ich schaue hier natürlich auf die relative Permeabilität. Magnetismus in jeder Form kommt nur vor, wenn wir bewegte elektrische Ladungen vorliegen haben. (Hinweis auf den Casimir Effekt).

Innerhalb der Matierie selber finden dauernd Bewegungen statt, deshalb auch in der Materie selber: Bildung von magnetischen Feldern.

unser Problemkreis:

Das ist die absolute Permeabilität. Sculetto meinte ja, ich tät das Pferd von hinten aufzäumen. Da Sculetto sehr schnell mit negativer Kritik zugegen ist, möchte ich ihn hiermit bitten folgende Überlegung durchzuführen (bitte keinen Schnellschuss!!):

Ich schaue auf \: Das wird als Stoffkonstante angesehen. Damit wird die Verbindung der Induktion zum Magnetfeld geschaffen. Kann ich diese absolute Permeabilität nicht auch aus der äußeren Errgegung heraus erklären, also aus den Eigenschaften der Materie als auch des Vakuums?

Traditionell kann argumentiert werden:



Ein wenig rechnerei und wir erhalten:

Damit wären wir wieder beim Pferd, welsches von hinten aufgezäumt wird.

Aber was, wenn wir nach der Ursache der absoluten Permeabilität fragen? Natürlich erwarte ich, dass die Verbindung zum magnetischen Feld vorhanden sein muss.

Ich kennen kein paper, welche diese Ursache beschreibt, vieleicht ist jemandem von Euch ein solches paper bekannt.

Deshalb frage ich nach dem Zusammenhang einmal unabhängig (Vorsicht eventuelles Missverrständnis möglich!!) von dem Produkt sondern abhängig von einem , welches insgesamt die Eigenschaft des magnetischen Verhaltens in sich trägt. Das wäre meines Erachtens nach sauberer.

Tun wir mal so, wir könnten das, dann darf doch auch die Frage weitergestellt werden:

Die Verbindung zur Lichtgeschwindigkeit c (siehe oben) stellt nichts weiteres dar, als eben die Ausbreitung der EM Welle.
Der Grund von liegt aber in Materieeigenschaften wie oben erläutert, dann muss es auch eine Diskretisierung in einer Form wie ich sie in dieser Diskussionsrunde anführe als mögliche Ursache einer lasst mich mal sagen naturbedingten maximalen Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts sein. Ob es nun eine LQT oder eine andere Theorie bzw. Hypothese ist, welche diese Effekte beschreibt lassen wir mal dahingestellt.

Zum Schluss sei noch angefügt:

Alle Eure Argumente sind richtig. Ich habe auch nicht vor die "alten" Theorien zu bezweifeln. Das wäre auch wenig konstruktiv.

Da es aber keine richtige Erklärung gibt, warum c endlich ist und warum c sich relativistisch so verhält, deshalb hinterfrage ich. bitte auch keine Verwirrung aufkommen lassen: Ich bezweifle nicht die SRT und ART, ich bezweifle auch nicht die Elektrodynamik!!!!

Ich suche nur nach einen Grund, dem warum.

Netten Gruß

Wilfried
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Re: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Beitrag von wilfried » 25. Sep 2010, 11:06

Tag tensor

Danke für diese Antwort!

Code: Alles auswählen

Die Konstanz der Vakuum-Lichtgeschwindigkeit ist ein Prinzip in der Physik, dem nach heutigem Erkenntnisstand kein übergeordnetes Prinzip zugrunde liegt. Würde ein solches gefunden werden, so wären die Folgen für die Physik revolutionär. Ich kann nicht ausschließen, dass ein solches Prinzip vorhanden ist.
Exakt so ist das heute. Jedoch ist es auch eine Aufgabe der Wissenschaft dieses ewige Nachfragen nach einen möglichen Grund nicht aufzugeben. Ohne dies hatnäckige Fragen wären wir ja keine Wissenschaftler oder?

Fast vergessen:

seeker fragte ja:

Code: Alles auswählen

Was passiert nun, wenn der Kasten (konstant nach "vorne") beschleunigt?
Ich bin der Meinung, dass in diesem Fall die Geschwindigkeit des Lichts, die der Beobachter feststellt, nicht mehr in alle Richtungen gleich ist. Natürlich bemerkt er auch eine Kraft: Die Trägheit der Masse.

Was ich konkret wissen möchte:
Was sieht der Beobachter? Wie verändert sich die gemessene Geschwindigkeit seines Taschenlampenlichtstrahls in welchen Richtungen? Ist sie z.B. für ihn nach vorne hin schneller oder langsamer, etc.?
Wie verändern sich die Abstände? Verändert sich auch seine (von ihm bemerkte) Masse dabei?
@seeker:
Ich meine, unsere Antworten haben all diese Fragen wohl bedacht, oder hast Du noch eine Fraqge unbewantwortet gefunden?

Gruß

Wilfried
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Re: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Beitrag von wilfried » 25. Sep 2010, 22:48

Tag zusammen

@Sculetto

kleine Berichtigung:

ja Du hast recht (war auch ein Schreibfehler bei mir):

, und auch sind 3x3 Tensoren. Transformiert man diese auf die Hauptachsen, zeigen sie 3 Komponenten.

jedoch "werden" sie zu Skalaren, wenn man kubische als auch isotrope Körper anninmmt.

Es sind Tensoren 2. Stufe. Sorry, wenn ich schrieb 3. Stufe., Das war ein reiner Tippefehler.


Dann weiter:

worauf ich ziele ist, dass im allgemeinen c sich entweder über erklärt als auch über die Lorentz Trafos als endlicher Wert definiert wird.

Ich finde aber nichts über die Ursache, das warum c tatsächlich endlich ist. Nehme ich die LT, so ist c ncht endlich, es existiert eine Grenze, oberhalb derer c komplex wird, somit einen Phasenwinkel erhält.
Aber eine Ursache erklärt das nicht.

Der Casimir Effekt, warum ich ihn nannte:

wir nehmen die Ausbreitung einer EM Welle im Vakuum. Seltsam ist doch, dass hier "nur" die absolute Permeabilität und Dielektrizität gelten. Wo ist Materie, welche Ladung (Verschiebungsladung) bildet? Der Casimir Effekt zeigt jedoch, dass auf 2 parallelen Platten im Vakuum eine Kraft ausgeübt wird. Grund sind die Vakuumfluktuationen: virtuelle Teilchen.

Nun, warum darf ich nicht fragen, ob nicht auch (dito) auf eine "Stoffkonstante" oder lass mich mal sagen: stoffliche Abhängigkeit zurückführbar wäre. Das ist was ich mit "aus der äusseren Erregung heraus" meine.

Ja, ich anerkenne Deine Kritiken, ich habe auch nicht vor an den Grundfesten der Elektrodynamik zu rütteln. Diese stehen und sind in ihren Eigenschaften bestens bekannt und exakt. Aber ich sage trotzdem dazu: ich sehe diese eher phänomenologisch, als auf physikalischen Eigenschaften ruhend und schaue bei diesen Worten eben auf die "absolute" Permeabilität / Dielektrizität.

Bezgl. der paper, die eventuell 100 Jahre oder älter sind:

Es gibt darin zum Teil hochinteressante Dinge. So z.B. habe ich herausgefunden, dass Brown die Molekularbewegung nicht erstveröffentlicht hat! Weiter hat Maxwell in seiner treatise eine technologie vorgestellt, deren Erfüllung erst in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts machbar wurde. Und so gibt es durchaus Anlass genug sich auch alter paper anzunehmen.

Wie gesagt: mir ist kein paper bekannt -betonung liegt auf mir, welches die Ursache aufzeigt, warum denn c eine Konstante sein soll.

Im Prinzip hat meine Frage auch damit zu tun, dass sich dei Wissenschaft fragt: gibt eine Vereinigung aller Grundkräfte? Gibt es ein darüberliegendes physikalisches Prinzip, welches wir noch zu entdecken haben?

In allen Grundkräften stecken diese Naturkonstanten. Und es wird nirgendwo erläutert, welchen ursprung diese eben haben. Der einzige vorsichtige Ansatz dazu finde ich in der LQT, welche den Spin mit seinen Quantisierungen als Grund angibt.

Nochmals: alle Kritikpunkte, welche Du benennst, wo Du meinst ich habe Dinge nicht verstanden, kann ich nachvollziehen, unterstreichen und Dir sagen: ja, ich kenne dies nur allzu gut, erläutere diese Grundlagen z.T. auch in meinen Vorlesungen.
Also haben wir kein Problem damit und ich denke und hoffe, wir müssen diese Form der Diskussion nicht länger fortführen, denn sie führt uns nicht weiter.

netten Gruß

Wilfried

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Re: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Beitrag von Skeltek » 26. Sep 2010, 21:01

wilfried hat geschrieben: Wie gesagt: mir ist kein paper bekannt -betonung liegt auf mir, welches die Ursache aufzeigt, warum denn c eine Konstante sein soll.

Nochmals: alle Kritikpunkte, welche Du benennst, wo Du meinst ich habe Dinge nicht verstanden, kann ich nachvollziehen, unterstreichen und Dir sagen: ja, ich kenne dies nur allzu gut, erläutere diese Grundlagen z.T. auch in meinen Vorlesungen.
Hmm, ihr müsst denke ich zwischen lokalem c und der "Lichtgeschwindigkeit" unterscheiden(Ihr müsst mir jetzt nicht sagen, dass das das gleiche ist, das weiß ich eigentlich). Egal wie schnell sich Licht wirklich im Raum ausbreitet, wird sich lokal das Verhältniss des definierten Meters(die alte Definition) gegenüber der definierten Sekunde nicht ändern.
c ist eine Konstante, die nur Lokal das Progressionsverhalten von Licht gegenüber der Geschwindigkeit von atomaren Prozessen angibt.
Materie entsteht aus kollidierenden Photonen, könnte also mit viel Phantasie als stehendes Interferrenzphänomen betrachtet werden(wie genau das gehen soll spielt erstmal keine Rolle).
Ändert sich die Geschwindigkeit von Licht, müssten Elektronenorbitale und alles andere automatisch mitskaliert werden.
Man könnte sagen: Egal wie schnell Licht wirklich ist, würde sich das lokal vermutlich nie bemerkbar machen.

Naja, nur meine Meinung, kann jeder selber denken, was er von hält ^^

Gruß, Skel
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Re: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Beitrag von wilfried » 26. Sep 2010, 22:52

Tag zusammen

ein wunderbares paper, welches tief in die Historie geht -zurück bis Aristoteles- ist lesenswert. Leider ist es offensichtlich nicht ganz fertig.

http://quantumrelativity.calsci.com/Rel ... pter1.html

Auch diese paper sind interessant:

http://www.setterfield.org/report/report.html
http://www.setterfield.org/report/report.html


http://universe-review.ca/R01-07-quantumfoam.htm

Gruß

Wilfried
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Re: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Beitrag von wilfried » 27. Sep 2010, 09:03

Guten Tag Sculetto

erst mal Danke für die vielen Antworten und natürlich auch die Geduld bei meiner Hartnäckigkeit.

Ich habe es schon verstanden, dass meine ideenrichtung offensichtlich nicht zum Ziele führt. War ja auch "nur ein Gedanke", den wir hier ausdiskutierten.

Ich meine, wir können das damit auch abschliessen. Danke für die Diskussion.

Netter Gruß

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