Was ist Masse denn nun?

[ghostwhisperer]

Hi there ! Ich hätte da noch ne Frage..

Es ist ja so, dass die Gravitationswellen - von denen im Allgemeinen die Rede ist - aus einer linearisierten Form der ART abgeleitet sind, sprich, nur innerhalb einer Minkowski-Metrik und nur mit geringen Amplituden gültig.

Was ergibt sich aus der "vollen" ART?
Ich meine ich hätte mal vor langer Zeit gelesen, dass es die Spekulation gibt, dass "starke" G-Wellen aufgrund der Nichtlinearität der ART - vollkommen selbständig - zu Schwarzen Löchern kollabieren könnten, sofern die Energiedichte nur ausreicht.

Stimmt das ? Ich weiss nicht mehr wann oder wo ich diese Speku gehört hab..

Wenn das nun stimmt, krümmen sie sich faktisch in sich selbst zurück.
Nun hat auch eine G-Welle per Definition nur Impuls, keine Ruhmasse - und Schwarze Löcher HABEN Ruhmasse.
Daher erinnert mich dieser Vorgang in etwa an Paarbildung. Ein Photon von 1,022 MeV Impulsenergie kann zu Elektron + Positron werden, Ruhmasse entsteht.

Auf der Basis könnte man das Problem der Masse erklären.
Was ist (Ruh-)Masse?
In diesem Kontext das Ergebnis davon, dass sich etwas in sich selbst krümmt und dadurch eine Art stationären Zustand annimmt,sozusagen eine Selbsthaltung etabliert.
Ein Zustand, der gewissermassen an den äusseren Vorgängen nur noch bedingt, wenn überhaupt, teilnimmt ( hier das Schwarzes Loch). Sich sozusagen der "Kommunikation verweigert".

Ein Muster der Raumzeit selbst, das sich statisch/störrisch -> TRÄGE verhält, während um es herum alles in fließender Bewegung ist.

Wie Treibgut in einem reissenden Fluß. Nur das hier der Fluß die Zeit darstellt.

MFG Torsten

Nachtrag: HABS GEFUNDEN:
Wusst ichs doch. Es gibt derartige Berechnungen, über die sogenannten kritischen Brillwellen:
Die Energie dieser Wellen ist in der propagierenden Raumkrümmung gespeichert. Mathematisch beschreibt man sie mit einem axialsymmetrischen Linienelement (siehe dazu auch Raumzeit). Je nach Energiedichte bzw. Intensität dieser Welle handelt es sich - bei kleinen Intensitäten - lediglich um linear propagierende Wellen in einer flachen Raumzeit, die einen geglätteten, flachen Raum hinterlassen. Diese Wellen nennt man subkritische Brill-Wellen. Bei sehr hoher Intensität handelt es sich um einen Kollaps ohne Materie von reinen Gravitationswellen zu einem Schwarzen Loch. Diese Wellen heißen superkritische Brill-Wellen. Bei noch höheren Energiedichten können die Brill-Wellen von Anfang an Schwarze Löcher bilden..
Aus:
http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_b06.html#brill

SCR was hältst du davon??

[mermanview]

Hallo Ghostwhisperer,

ich habe nicht so viel Ahnung von der Minkowskimetrik und wußte nicht, dass
Gravitationswellen etwas propagieren können.

Allerdings weiß ich, dass "hohe Energiedichte" doch gelichbedeutend sein kann mit massebehafteter Materie.
Materie mit sehr hoher Dichte/Masse soll angeblich zum Gravitationskollaps führen, Materie mit sehr hoher Dichte/ Masse ist eine hohe Energiedichte.
Da gab es doch die Äquivalenz zwischen Enregie und Masse.


Gravitation an sich, hab ich bisher bloß als Scheinkraft verstanden, da Energiedichte die Zeit langsamer fließen lässt, erfährt die Raumzeit eine Verzerrung, welche, in unserer Wahrnehmung, alle Objekte in ihrer Bahn beeinflusst.

Masse selber wäre demnach die Eigenschaft, an der man Mateire erkennt.
Materie ist umrechenbar und umwandelbar in reine Strahlung, der Energiewert bleibt dabei gleich.

Qualitativ bleibt dann der Unterschied zwischen Strahlung und Materie, dass Materie diese Energie lokal "bündelt".

Uff..., keine Ahnung, ob das ein guter Beitrag zum Thema Masse war, oder Schnee von gestern...

Gruß
Merman

[mermanview]

Nachtrag:

... oh, "stationärer Zustand", du hattest bereits selber die lokale Bündelung erwähnt, sorry, nicht richtig gelesen....

Du meinst also, diese Form der Bündelung, der Mechanismus für ein in sich selber gekrümmtes Muster der Raumzeit, ist ein Gravitationskollaps durch hohe Energiedichte.

Ich bin bisher nur zur Bezeichnung "lokales Strahlungsknäuel" mit noch nicht geklärtem Mechanismus gekommen, allerdings ganz unempirisch.

"Treibgut in reissendem Fluss" und dann auch noch kommunikationsfaul fand ich auch gut.

Ich bin kein Physiker, insofern sind meine Beiträge bloß Spekulation, bzw. Frage.

Beim Thema Singularität hätte ich noch die Frage, ob das quantitaive Verhältnis zischen uns bekannter Materie zu schwarzem Loch eine Aquivalenz hat, mit dem Verhältnis zwischen Strahlung und uns bekannter Materie.
(Jaja, das gehört schon wieder in die Ecke: "Jenseits der Standardphysik")

Grüße,
Merman

[mermanview]

... ich komm heut nicht davon los...

interessant wäre ja die Frage grundsätzlich, warum die Zeit bei zunehmender Energiedichte langsamer verstreicht ?

Merman

[ghostwhisperer]

Du meinst also, diese Form der Bündelung, der Mechanismus für ein in sich selber gekrümmtes Muster der Raumzeit, ist ein Gravitationskollaps durch hohe Energiedichte.
Beim Thema Singularität hätte ich noch die Frage, ob das quantitaive Verhältnis zischen uns bekannter Materie zu schwarzem Loch eine Aquivalenz hat, mit dem Verhältnis zwischen Strahlung und uns bekannter Materie.
(Jaja, das gehört schon wieder in die Ecke: "Jenseits der Standardphysik")
Grüße,
Merman

Ich denke ja, dass eine TOE (theory of everything) eine Quantengeometrie sein muss. Das würde bedeuten, dass alle Materie Zustände der Raumzeit selbst sind. Ich hab zB überlegt, dass Zeitdilatation daher rührt, dass "in" Materie nicht derselbe Zeitbegriff herrscht wie "ausserhalb". Der Extremfall ist natürlich ein Ereignishorizont(t/t'=0)."Normale" Materie könnte analog ein teilweiser "Zeitstop" sein oder aber ein völliger mit geringer Reichweite.
Die messbare Zeitdilatation wäre dann ein Ausgleich zwischen innen und aussen. So wie wenn ein Fels im Fluß liegt. Es ergibt sich ein Strömungsprofil, dass (vom Fels aus) mit Null beginnt und gegen ein Maximum geht.
Energie wäre also nicht Ursache, sondern Wirkung einer Zeitvariation. Gäbe es keine Zeit(-Strömung) so gäbe es auch keine effektive Energie.

Weiterhin könnte ein Gravitationskollaps einer kritischen Brill-Welle für die Gravitation dasselbe sein, was Paarbildung von Elektron+Positron für den Elektromagnetismus ist. Ich sehe da eine Analogie der Kräfte.

Fragt sich jetzt nur, was ist Elektromagnetismus in Relation zu Gravitation..

Wie gesagt, ich denke dass Quantengeometrie der Weisheit letzter Schluß ist. Die Stringtheorie betrachte ich hingegen als nettes Zahlenexperiment, vielleicht maximal als Arbeitshypothese (richtige Ergebnisse aus vereinfachten Grundbedingungen ähnlich makroskopischer Thermodynamik). Aber ihre Grundaxiome haben keinen reellen Bezug zur Raumzeit. Der einzige Bezug ist, dass die starke Kraft zwischen Quarks sich ähnlich verhält wie ein gespanntes Gummiband (daher der Name STRING-Theorie).

[amc]

... ich komm heut nicht davon los...

interessant wäre ja die Frage grundsätzlich, warum die Zeit bei zunehmender Energiedichte langsamer verstreicht ?

Merman

Lese mal die Abschnitte Zeitdilatation durch Gravitation (http://de.wikipedia.org/wiki/Zeitdilatation#Zeitdilatation_durch_Gravitation) und Gravitative Rotverschiebung (http://de.wikipedia.org/wiki/Rotverschiebung#Gravitative_Rotverschiebung)

[amc]

... der Weisheit letzter Schluß ...

Sowas gibt es? ;)

[ghostwhisperer]

Sowas gibt es? ;)

Kann natürlich auch sein, daß, wenn eine Frage beantwortet ist, sich zehn neue auftun...

PS: Ich würde das anders ausdrücken:
Nicht, ZDilatation durch Gravitation sondern
ZDilatation IST Gravitation
Das heisst, eigentlich ist Gravitation ein 2fach differenzierbares Feld mit der Grundfunktion Zeitdilatation bzw allgemeiner RaumZeit-Dilatation.

[mermanview]

Naja "Zeitdilatation durch Gravitation" und "Gravitative Rotverschiebung",
beides sind Artikel welche die Tatsache der Dehnung der Zeit und deren Folgen beschreiben.

Es wird nicht beschrieben, warum Zeit langsamer fließt, sobald Energiedichte z.B. durch große Massen gegeben ist.

Einstein stellte fest, dass durch das Postulat der konstanten Lichtgeschwindigkeit, ein anderer Faktor nachgeben muss.
Da in seiner Gleichung die beiden Faktoren Strecke pro Zeit vorkamen, hat er es mit der Zeit probiert.
Heraus kam die Zeitdilatation, welche für alle physikalischen Phänomene gilt.
Also auch für elektromagnetische Wellen, die sich von einer großen Masse aus weg bewegen,
was in der Ferne zur Messung einer Rotverschiebung führt.

In deinem Vergleich, würde das Wasser in der Nähe des Felsens schlechter in der Hauptrichtung des Gesamtstromes vorankommen,
insofern ein passendes Gleichnis.

Ich habe zu wenig Ahnung, ...wenn es nicht bereits in der ART, oder woanders physikalisch ausführlich beschrieben ist,
dann kann man sich der Frage:
WARUM lässt massenbehaftete Materie Zeit langsamer verstreichen nur in Gedankenexperimenten nähern.
Um diese zu beschreiben eigenen sich derartige Vergleiche.

Materie hat als Merkmal eine räumlich verteilte Gleichzeitigkeit,
ein Stück Holz existiert links oben zur gleichen Zeit wie Mitte unten,
eine Eigenschaft, die ihr die reine Strahlung nicht so leicht nachmacht.
(Auch wenn innerhalb des Holzes nicht instantan kommuniziert werden kann).

Strahlung/ Wellen, dagegen sind eher nicht gegenwärtig, eher zeitlich verteilt.

Alles weitere, was mir dazu einfiel, hab ich lieber unter "jenseits der Standardphysik" gepostet,
Link: http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=2025

Gruß Merman

[Bauhof]

Einstein stellte fest, dass durch das Postulat der konstanten Lichtgeschwindigkeit, ein anderer Faktor nachgeben muss. Da in seiner Gleichung die beiden Faktoren Strecke pro Zeit vorkamen, hat er es mit der Zeit probiert. Heraus kam die Zeitdilatation, welche für alle physikalischen Phänomene gilt.
Hallo Merman,

Einstein hat es nicht nur "mit der Zeit probiert", sondern auch mit dem Raum. Raumabstände und Zeitdauern ändern sich gemäß den Lorentz-Transformationen immer zusammen. Das mathematische Konstrukt, indem man dies beschreibt, nennt man Minkowski-Raumzeit.

M.f.G. Eugen Bauhof

[MCD]

Naja "Zeitdilatation durch Gravitation" und "Gravitative Rotverschiebung",
beides sind Artikel welche die Tatsache der Dehnung der Zeit und deren Folgen beschreiben.

Es wird nicht beschrieben, warum Zeit langsamer fließt, sobald Energiedichte z.B. durch große Massen gegeben ist.

Hier ist es recht einfach beschrieben, lies mal ab S.2, der Abschnitt mit Pound und Rebka:http://www.math.uni-bonn.de/people/karcher/EinsteinsUhren.pdf

Gr.
MCD

[mermanview]

Hallo Bauhof,

danke, Lorentz Kontraktion ist mir ein Begriff,
ich finde sie erschließt sich auch bildlich:
Mein Raumschiff kann links nicht gleichlang sein wie rechts, wenn links die Zeit langsamer fleißt, schließlich ist es bestrebt einen Meßpunkt mit beiden Seiten gleichzeitig zu passieren.

Die Minkowskimetrik selber, schien mir bisher in ihrer sprachlichen und mathematischen Darstellung allerdings zu komplex (war es hier, wo ich zum ersten Mal von Tensoren hörte, ich glaub der Tensor "hieß" Ricky o.ä. und hatte eine abstrakte Schreibweise) ?).

Vielen Dank MCD für Pound und Rebka, hab die pdf noch nicht gelesen,
aber die Veranschaulichung am Ende: Beschleunigung/ Zeit als Kreisbogenspirale und Polygonabschnitte ist Bombe, hat sofort im Kopf funktioniert, hier bin ich zu Haus.
Hab nun was, womit ich selber basteln kann.

Gruß,

Merman

[Bauhof]

Hallo Bauhof, danke, Lorentz Kontraktion ist mir ein Begriff,...
Hallo Merman,

ich hatte nicht auf die Lorentz-Kontraktion hingewiesen, sondern auf die die Lorentz-Transformationen.

M.f.G. Eugen Bauhof

[mermanview]

Hallo Herr Bauhof,

Ich hatte die Lorentz-Transformation für mich damit abgetan,
dass die daraus hervorgehende Längung/ Verkürzung von Strecken,
sich aquivalent zur Dehnung der Zeit mit dem Pythagoras berechnen lässt.

Bei 0,6-facher Lichtgeschwindigkeit, wäre eine Länge um den Faktor 0,8 verkürzt.

0,8 = Wurzel( 1- 0,6^2)

Das bedeutet, dass ich mir das vollständige Lesen und Verstehen der Lorentz-Transformation verkniffen habe, ...ja aus Bequemlichkeitsgründen.

Vielleicht hab ich dabei übersehen, dass hier erklärt wird, WARUM Zeit bei hoher Energiedichte langsamer Verstreichen muss.

Als bildlich, mechanisch und (ein wenig mathematisch) veranlagter Mensch, begnüge ich mich zunächst mit Pound und Rebka,
die Zeitspirale + Polygone auf der letzten Seite der oben (von MCD) erwähnten PDF Datei, erschien mir geometrisch und begrifflich auch für Bequeme erfassbar,
und auch für Leute, die nebenbei noch Kinder und Job haben, sprich begrenzte Zeit.

Ich befürchte, ich werd aber so oder so nicht um das ausführliche Studium der doowen Minkowskimetrik samt Tensoren und ihrer **** Schreibweise herum kommen.
Wenns klappt, sehen wir uns im Hilbertraum wieder.

Wie sagte Einstein, der Schlaumeier mal:
"Nachdem die Mathematiker sich über die Relativitätstheorie hergamcht haben, begriff ich sie selber nicht mehr."

Gruß, Merman

[EMI]

...verficketen Schreibweise...Einstein, der Schlaumeier...Hallo Merman,

vorsicht mit solchen Äusserungen...sind hier nicht gern gesehen/geduldet.

Gruß EMI

PS: Bei MINKOWSKI braucht's noch keine Tensoren.

[mermanview]

... Tschuldigung, war'n Ausrutscher,

ich meinte:
Von weit außen kommend, erschienen mir damals die mathematische Schreibweise/ Darstellung von Tensoren u.a. zu abstrakt.

Ich weiß, wer ernsthaft hier mitreden will kommt nicht um die höhere Mathematik,
allerdings muss man sich auch gleichzeitig ihre verallgemeinernde und zusammenfassende Schreibweise/ Terme aneignen.

Mathematik schreckt mich nicht ab, allerdings such ich noch einen geeigneten Einstiegspunkt, mir schwebt da "kausale Geometrie" in Koordinatensystemen vor, ich vermute (mal wieder anmaßend) so hat Minkowski auch mal angefangen.
Werde mich bemühen nicht mehr kräftig zu Fluchen.

Gegen "Schlaumeier" hätte Herr Einstein, glaube ich, selber nichts einzuwenden gehabt.

Außerdem, EMI, hätt ich nix dagegen, wenn du schriebest, "Merman, du Schwindeligen, jetzt lies dir endlich mal die Grundlagen der höheren Mathematik durch, bevor du hier alles verdrehst, ...na gut, hast 'n paar gute Ansätze, aber an der Präzision musste noch feilen...",
und außerdem solltest du, EMI, mal an die frische Luft, du siehst ganz ungesund aus, ...das hab ich auf deinem Profil- Pic genau erkannt... ;- ))
(Aua-aua, ich geh schonmal in Deckung)

Gruß Merman

[amc]

...wenn du schriebest, "Merman, du Schwindeligen...

Merman, du Schwindeligen, du bist echt der Größte :D

[mermanview]

Danke amc,

... bin nicht ganz sicher, wie das gemeint ist,..

Ich wollte EMI aber nicht verunglimpfen, das war freundschaftlich gemeint, wenn ich mir die mathematisch gespikten Dispute hier anschaue, dann ziehe ich durchaus den Hut.

Ich vermute EMI gehört auch zu denen, die was "drauf haben", und er hat offensichtlich keine Lust auf nicht fundierten "Kinderkram" (wie er es vielleicht nennt) zu antworten.

Trotzdem fordere ich natürlich sachlich begründete Antworten, das Meiste postiere ich deswegen unter "jenseits der Standardphysik".

Da kann ich übrigens gleich nochmal Mister Einstein dranhängen:

"Eine neue Art von Denken ist notwendig, wenn die Menschheit weiterleben will."

So und jetzt wechsel zur "Expansion" rüber, ... bisPeter

Merman

[amc]

... bin nicht ganz sicher, wie das gemeint ist,..

Ich habe mich nur ein wenig über deinen Text lustig gemacht. Nicht persönlich nehmen, du hast ja gesagt, dass du sowas abkannst. Deine Art dich auszudrücken ist eben nicht gerade immer leicht verständlich.

... wenn ich mir die mathematisch gespikten Dispute hier anschaue, dann ziehe ich durchaus den Hut.

Mit recht, ich auch. Jedoch, um laienhaft grundsätzliche physikalische Zusammenhänge zu verstehen braucht es garantiert nicht unbedingt Mathematik. Du solltest also erstmal versuchen zu verstehen, worum genau es z.B. bei der Lorentz-Transformation geht, bevor du darüber nachdenkst dich mit ihrer Mathematik zu beschäftigen.

[ghostwhisperer]

ÄH, ihr wisst, dass Zeit-Dilatation in seiner eigentlichen mathematischen Schreibweise eine Kontraktion ist?
Man sagt Dilatation, wenn gefragt wird: wie lange muss ich hier warten, bis dort 1 Minute verstrichen ist.
Aber die mathematische Schreibweise (Metrikkoeffizient) beantwortet die Frage: wieviel Zeit vergeht dort, wenn hier 1 Minute verstreicht.

ZB ist bei grav. Zeitdilatation: g00=(t'/t)^2= 1- 2*phi/c^2
phi =0 g00=1 (keine Dil.)
phi>0 g00<1
So ergibt sich am Ereignishorizont eines Blackholes:
Rs= 2*y*M/c^2 Phi=y*M/R=y*M*c^2/2/y/M=c^2/2
g00=1-2*c^2/2/c^2 =0 !!

Die Schreibweise t'=t/Wurzel(1-v^2/c^2) hat mich früher immer irritiert, weil s/t!=s'/t' ist und nicht c ergibt. Jetzt stimmts, wenn man von Zeitkontraktion ausgeht:
S'/T'= c*t*Wurzel(..)/(t*Wurzel(..)) = c !!

Natürlich ist das alles relativ, sagt schon der Name. Aber mathematisch korrekt ist der Begriff Zeitkontraktion.

Übrigens gibt es eine sehr einfache Darstellung dafür, was ein Tensor (2. Stufe) eigentlich bewirkt: er streckt oder staucht einen Vektor in Abhängigkeit von der Richtung aus der der Vektor kommt (zumindest in dem Bildverarbeitungstool das ich programmiert habe). Daraus ist eine Form des Tensors definierbar. So wie ein Vektor (3d-)Länge und Richtung hat, hat ein Tensor 2.Stufe eine Ausrichtung und eine (3d-)Form, die einer Ellipse entspricht. Diese schrägliegende Zerr-Ellipse beschreibt wie stark ein Vektor zB gestaucht wird.
Und wie die Länge eines Vektors zB unter Koordinaten-Drehung invariant ist, so ist die Form des Tensors ebenso invariant.
Die Invarianz kann man prinzipiell darüber herleiten, dass transf. Vektor*transf Tensor dasselbe Ergebnis ergeben muss (neuer Vektor A), wie ursprüngl. Vektor*Tensor:
A=M*V=M'*V' Beide Rechnungen ergeben denselben Vektor A in seiner symbolischen Schreibweise, nur die Koeffizienten teilen sich anders auf.

MFG

[Marco Polo]

ÄH, ihr wisst, dass Zeit-Dilatation in seiner eigentlichen mathematischen Schreibweise eine Kontraktion ist?

Nein, das wissen wir nicht.

Man sagt Dilatation, wenn gefragt wird: wie lange muss ich hier warten, bis dort 1 Minute verstrichen ist.Bei einem Gammafaktor von 2 wären das 2 Minuten.

Dort vergeht 1 Minute
Beim Beobachter vergehen 2 Minuten

Aber die mathematische Schreibweise (Metrikkoeffizient) beantwortet die Frage: wieviel Zeit vergeht dort, wenn hier 1 Minute verstreicht.Bei einem Gammafaktor von 2 wären das 30 Sekunden.

Dort vergehen 30 Sekunden
Beim Beobachter vergeht 1 Minute

Bei beiden Redewendungen ergibt sich also die Tatsache, dass das Eigenzeitintervall des Messobjektes, also die Zeitspanne in dessen Ruhesytem, aus Sicht des relativ dazu bewegten Beobachters gedehnt wird.

Wo soll da jetzt also bitte der Unterschied sein? Oder ist mit dem "dort" im zweiten Zitat das andere Inertialsystem gemeint?

Gr. MP

[ghostwhisperer]

Bei beiden Redewendungen ergibt sich also die Tatsache, dass das Eigenzeitintervall des Messobjektes, also die Zeitspanne in dessen Ruhesytem, aus Sicht des relativ dazu bewegten Beobachters gedehnt wird.
Wo soll da jetzt also bitte der Unterschied sein? Oder ist mit dem "dort" im zweiten Zitat das andere Inertialsystem gemeint?
Gr. MP

Es geht mir um die Nahebringung der Mathematik dahinter. Und die bedeutet, dass die Sichtweise allein vom Bezugspunkt abhängig ist:
Für den Beobachter (Bezugspunkt!!) bedeutet dass zB:
Eigen-Geschwindigkeit ist NULL, Eigen-Koordinaten sind Null, Die Eigen-Metrik ist der MAßSTAB (=1) um andere Metrik zu definieren oder zu messen.
Daraus ergibt sich in SRT immer, dass t'/t<1 ist, wenn t die Eigenzeit ist.
In ART ist es komplizierter, aber die Eigen-Metrik ist immer deine Meß-Einheit. Alles was näher am G-Zentrum ist, ist für dich immer <1 und alles, was weiter weg ist >1.
Die Formel g00=1-2*phi/c^2 geht von einem Beobachter aus, der sich im Unendlichen und damit ausserhalb des Gravitationsfelds befindet.

MFG!!