Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Kann Energie verschwinden ? mein Weltbild wackelt
Zitat aus der Zeitschrift Sterne und Weltraum 3/2013, Seite 58
Schon aus der Sicht der klassischen also der vor-relativistischen Physik können wir nicht erwarten , dass Energie erhalten bleibt.Sie geht auch nicht irgend wo hin oder wandelt sich um, sondern sie verschwindet !, und das steht in keinerlei Widerspruch zu den physikalischen Gesetzten , die schon vor den Relalativitätstheorien bekannt waren.(Ende)
Hintergrund der Betrachtung sind Ausführungen zur Energieerhaltung bei der Ausbreitung von Photonen in einem gekrümmten Raum(M.Bartelmann, Prof. für theoretische Physik, Heidelberg)
Demnach verschindet deren Energie bei der Ausbreitung in die Raumzeit .
Schwieriges Ding,
Hat da wer eine Erklärung ?
danke
n50
es könnte so sein, das dieses Phänomen mit der kosmologischen Kontstante zusammenhängt.
Energie null bedeudet ja nach E. , das vom Objekt keine Schwerkraft ausgeht.
(Energie erzeugt dabei durchaus Schwerkraft !)
Es gibt also einen Wert 0 aus der allgem. Relativitätstheorie.
Das bedeutet aber nicht, das das Universum keine Energie hat, im Gegenteil.
In Lambda steckt ja die treibende Kraft, nur wir haben von dieser Energie nix, da wir uns ja auf dem selben Niveau befinden.
Das Universum kann später durchaus auf ein niedrigeres Null fallen.
Könnte so sein ??
n50
Marco Polo
16.04.13, 17:52
Hintergrund der Betrachtung sind Ausführungen zur Energieerhaltung bei der Ausbreitung von Photonen in einem gekrümmten Raum(M.Bartelmann, Prof. für theoretische Physik, Heidelberg)
Demnach verschindet deren Energie bei der Ausbreitung in die Raumzeit .
Schwieriges Ding,
Hat da wer eine Erklärung ?
Hallo,
der Energieerhaltungssatz gilt zum Einen nur für geschlossene Systeme und zum Anderen nur für Vorgänge die zeitsymmetrisch sind.
Man kann zwar davon ausgehen, dass das Universum ein geschlossenes System ist. Wenn es aber expandiert, dann ist es ja kaum zeitsymmetrisch, da es zu jedem Zeitpunkt eine andere Größe hat.
Überhaupt ist das Prinzip der Energieerhaltung auf ein expandierendes Universum nicht anwendbar. Im Grunde ist daher die Frage, wo die Energie in einem expandierenden Universum bleibt imho wenig sinnvoll.
Der Energieerhaltungssatz gilt also nur für ein statisches Universum.
Oder ein anderes Beispiel: Eine von der Erdoberfläche startende Rakete. Da kann man auch nicht mit dem Energieerhaltungssatz rechnen. Zum Einen wegen des Stoffaustausches (Treibstoff) und zum Anderen wegen der sich ständig ändernden Fallbeschleunigung. Der Vorgang, den wir betrachten, muss also zeitsymmetrisch sein.
Grüsse, MP
Noethers Theorem:
Zeittranslations-Invarianz =
Energieerhaltung
Da das Universum exp. kann der energiererhaltungssatz nicht auf das universum angewandt werden.klar soweit MP.
aber
energie geht aber nicht verloren, darum gehts doch.
nein es ist anders.
die rotverschiebung eines photons hängt von seiner bewegungsrichtung ab.
auf uns zu blau- von uns weg -rot.
nix mit energiegewinn .Ich denke SuW irrt mit der Aussage, das energie verschwindet,
dann schon eher diese aussage
Da die allgemeine Relativitätstheorie i.a. kein abgeschlossenes System definieren kann kennt sie die Energieerhaltung nicht. Daher kann man auch nicht von der Erhaltung der Gesamtenergie im Universum ausgehen.
Wenn sie zu klären versuchen, ob die Energie des ganzen Universums erhalten bleibt, stoßen sie vielmehr an eine fundamentale Grenze, denn sie können der Energie des Universums keinen eindeutigen Wert zuweisen. Darum verletzt das Universum den Energieerhaltungssatz nicht; vielmehr liegt es jenseits von dessen Geltungsbereich.
das wäre dann mein erklärungsversuch in meiner ersten eigenen antwort.
n50
dumm gelaufen.
meine aussage zu den photonen ist falsch.
es bewegt sich ja nix im universum, nur der raum dehnt sich daher die rotverschiebung.alles andere soll so bleiben
n50 (in demut)
WARUM ENERGIE ZU VERSCHWINDEN SCHEINT
auszug
Die Lage wird sogar noch komplizierter, wenn der Buchhalter die Dunkle Energie berücksichtigen will, welche die kosmische Expansion beschleunigt. Wesen und Eigenschaften der Dunklen Energie sind noch völlig rätselhaft, aber anscheinend verdünnt sie sich nicht im Lauf der Expansion. Somit wächst mit wachsendem Membranvolumen auch der Energiebetrag in diesem Volumen, wobei die zusätzliche Energie aus dem Nichts zu kommen scheint! Man könnte meinen, dass die Zunahme der Dunklen Energie die Verluste aller anderen Energieformen ausgleicht, aber das ist nicht der Fall. Selbst wenn wir die Dunkle Energie einkalkulieren, bleibt die Gesamtenergie innerhalb der Membran nicht erhalten.
Ein kosmologischer Buchhalter wird versuchen, die gesamte Energie im Universum zu bilanzieren
Wie vereinbart unser Buchhalter diese wechselnden Energien mit dem Noether-Theorem? Tatsächlich muss er bald einsehen, dass es keinen Grund gibt, warum es für unser wandelhaftes Universum gelten soll. Gemäß der allgemeinen Relativitätstheorie krümmen Materie und Energie den Raum, und je nachdem, wie Materie und Energie sich bewegen - oder sich in einem expandierenden Raum ausbreiten -, verändert sich entsprechend die Form des Raums. Im Alltag sind diese Effekte praktisch unmerklich klein, aber im kosmischen Maßstab können sie eine Rolle spielen.
Diese Formbarkeit des Raums hat zur Folge, dass das Universum nicht zeitsymmetrisch ist. Am einfachsten führt man sich diesen Umstand anhand der Billardkugeln vor Augen. Wenn wir mehrere Filme eines speziellen Stoßes betrachten, der auf einem Tisch mit veränderlicher Geometrie gespielt wird - zum Beispiel auf einem anfangs flachen Tisch, der sich mit der Zeit krümmt -, sieht jeder Film anders aus als die übrigen; man könnte angeben, wann und in welcher Reihenfolge die Filme gedreht wurden. Die Zeitsymmetrie wäre gebrochen (siehe Kasten S. 26/27).
ENERGIEERHALTUNG UND GEOMETRIE DER RAUMZEIT
Erhaltungssätze hängen eng mit natürlichen Symmetrien zusammen. Insbesondere bleibt die Energie erhalten, wenn die Naturgesetze zeitsymmetrisch sind. Man spricht von Zeitsymmetrie, falls das Resultat eines Experiments nicht davon abhängt, wann es durchgeführt wird. Wenn gleichartige Experimente zu verschiedenen Zeiten unterschiedlich ausgehen, kann die Energieerhaltung verletzt sein. Ein Beispiel wäre ein Stoß über Bande auf einem Billardtisch, der während des Spiels seine Geometrie verändert. Da unser Universum in kosmologischem Maßstab eine veränderliche Geometrie hat, ist die universelle Energie vielleicht keine Erhaltungsgröße.
Gekrümmter Billardtisch
Um auf einem Tisch mit gekrümmter - nichteuklidischer - Geometrie zu spielen, muss man die Stöße der Geometrie anpassen. Falls die Geometrie zeitlich konstant bleibt, wird der exakt gleiche Stoß auch in Zukunft funktionieren. Wegen dieser Zeitsymmetrie bleibt die Energie in einem Universum mit fester Geometrie konstant.
Veränderliche Geometrie
Wenn die Geometrie des Billardtischs sich zeitlich ändert, gehen Stöße, die in der Vergangenheit funktionierten, beim nächsten Mal vielleicht daneben - die Zeitsymmetrie ist gebrochen. Etwas Ähnliches kann im Universum geschehen, denn nach der allgemeinen Relativitätstheorie verändert die Bewegung von Materie und Energie die Geometrie des Raums. Unter diesen Bedingungen muss die Energie nicht erhalten bleiben.
(Abbildungen der Originalpublikation im Schattenblick nicht veröffentlicht.)
Wir sind mit unserem ehrwürdigen Erhaltungsprinzip an eine Grenze gestoßen: Wenn Zeit und Raum selbst veränderlich sind, geht die Zeitsymmetrie verloren, und die Erhaltung der Energie muss nicht mehr gelten.
Aber auch wenn die Krümmung sich nicht ändert, ist der Versuch, die Energie des Universums zu bilanzieren, eine unnütze Übung: Die gottähnliche Perspektive unseres Buchhalters trifft auf keinen Beobachter im Universum zu. Insbesondere wird die Energie nicht berücksichtigt, die durch die Passivbewegung der Galaxien relativ zueinander entsteht; die Galaxien scheinen keine kinetische Energie zu haben. Ein weiteres Problem ist die Gravitationsenergie, die mit der gegenseitigen Anziehung der Galaxien verbunden ist. Die allgemeine Relativitätstheorie vermag Gravitationsenergie nicht immer eindeutig in einer Weise zu definieren, die für das Universum als Ganzes gilt.
Kosmische Feinheiten
Demnach bleibt die Gesamtenergie des Alls weder erhalten noch geht sie verloren - sie ist einfach undefinierbar. Wenn wir andererseits den gottähnlichen Standpunkt aufgeben und uns stattdessen auf ein Teilchen zu einer Zeit konzentrieren, finden wir nach Meinung vieler Kosmologen einen natürlicheren Weg, die Reise eines Photons aus einer fernen Galaxie zu beschreiben. Nach dieser Interpretation büßt das Photon letztlich keine Energie ein. Das hat folgenden Grund. Unser Bild des expandierenden Luftballons veranschaulicht zwar die Expansion ganz gut, darf aber nicht allzu wörtlich genommen werden: Der leere Raum hat keine physikalische Realität. Wenn Galaxien sich voneinander entfernen, steht es uns darum frei, diese Relativbewegung wahlweise als »Expansion des Raums« oder als »Bewegung durch den Raum« zu betrachten.
WARUM DIE PHOTONENENERGIE ERHALTEN BLEIBT
Die Rotverschiebung, die wir an fernen Galaxien beobachten, wird gewöhnlich der Dehnung des Raums zugeschrieben; sie kann aber auch durch die Fluchtbewegung der Galaxien gegenüber dem Beobachter erklärt werden. Insofern gleicht sie dem bekannten Dopplereffekt, den man hört, wenn ein hupendes Auto vorbeifährt. Dabei wird zugleich auch die Wellenlänge der vom optischen Warnsignal ausgehenden Photonen beeinflusst (unten). Im Fall des Autos bleibt die Energie erhalten. Ebenso zeigt die Berechnung der galaktischen Rotverschiebung als Dopplereffekt (gegenüberliegende Seite), dass auch die von einer fernen Galaxie ausgehenden Photonen keine Energie verlieren.
Gewöhnliche Dopplerverschiebung
Der Dopplereffekt ist eine Folge der Relativbewegung. Die vom bewegten Lichtsignal ausgehenden Wellen erscheinen nach Blau oder Rot verschoben, wenn sich die Lichtquelle nähert oder entfernt. Der Effekt ist umso größer, je schneller sich die Quelle relativ zum Beobachter bewegt. Das bedeutet aber nicht, dass bei der Dopplerverschiebung die Photonen unterwegs die Farbe wechseln oder Energie verlieren. Sie haben nur vom Standpunkt des Beobachters aus gesehen andere Farben.
Galaktische Rotverschiebung als Dopplereffekt
Die Rotverschiebung einer Galaxie ist identisch mit der Dopplerverschiebung, die ein Beobachter sähe, wenn eine Lichtquelle sich mit derselben Relativgeschwindigkeit entfernte wie die Galaxie - wobei Relativgeschwindigkeit allerdings richtig definiert sein muss. Erstens muss man die Trajektorien der Galaxie und des Beobachters nicht im Raum, sondern in der Raumzeit verfolgen. In unserer schematischen Skizze ist der Raum eine zweidimensionale Fläche, durch welche die Raumzeit-Trajektorien hindurchstoßen. Zweitens muss man die Geschwindigkeit der Galaxie zu der Zeit, als sie das Photon emittierte (lila Pfeil), mit der Geschwindigkeit des Beobachters zu der Zeit vergleichen, als er das Photon empfing (grüner Pfeil). Daraus lässt sich mittels der allgemein-relativistischen Gleichungen die Relativgeschwindigkeit errechnen. Die so ermittelte Dopplerverschiebung stimmt mit der Rotverschiebung der Galaxie überein. Somit lässt sich die Rotverschiebung als Folge der Relativbewegung deuten statt als Raumdehnungseffekt. Darum geht keine Energie verloren.
(Abbildungen der Originalpublikation im Schattenblick nicht veröffentlicht.)
Die kosmische Rotverschiebung wird normalerweise als Folge der Expansion des Raums erklärt. Aber in Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie ist der Raum relativ; was wirklich zählt, ist die Geschichte einer Galaxie - die Trajektorie, die sie in der Raumzeit beschreibt. Darum sollten wir, wenn wir die Relativgeschwindigkeit der fernen Galaxie in Bezug auf uns berechnen, deren Trajektorie und unsere vergleichen. Der Betrag der Rotverschiebung, den der irdische Beobachter an der Galaxie feststellt, erweist sich als identisch mit der Dopplerverschiebung, die er an einem Auto sähe, das sich mit derselben Relativgeschwindigkeit entfernt (siehe Kasten oben).
Das trifft zu, weil die Raumzeit des Universums in genügend kleinen Bereichen annähernd flach ist. Doch in einer flachen Raumzeit gibt es keine Gravitation und keine Dehnung von Wellen; jede Rotverschiebung muss einfach ein Dopplereffekt sein. Somit können wir uns vorstellen, dass das Licht auf seiner Trajektorie viele winzig kleine Dopplerverschiebungen erleidet. Und genau wie im Fall der vorbeibewegten Hupe - wo uns nicht einfiele, dass der Schall Energie gewinnt oder verliert - bewirkt auch hier die Relativbewegung von Sender und Beobachter bloß, dass die beiden die Photonen aus unterschiedlicher Perspektive sehen, und nicht, dass die Photonen unterwegs Energie verloren haben.
Letzten Endes umgibt also kein Rätsel den Energieverlust der Photonen: Die Energien werden von Galaxien aus gemessen, die sich voneinander entfernen, und die Energieabnahme ist nur eine Frage des Standpunkts und der Relativbewegung. Als wir zu klären versuchten, ob die Energie des ganzen Universums erhalten bleibt, stießen wir an eine fundamentale Grenze, denn wir können der Energie des Universums keinen eindeutigen Wert zuweisen. Darum verletzt das Universum den Energieerhaltungssatz nicht; vielmehr liegt es jenseits von dessen Geltung.
Tamara M. Davis promovierte 2004 an der University of New South Wales in Sidney (Australien). Sie forscht an der University of Queensland in Brisbane (Australien) und ist außerordentliche Professorin an der Universität Kopenhagen.
link dazu http://www.schattenblick.de/infopool/natur/physik/npast132.html
wobei die zusätzliche Energie aus dem Nichts zu kommen scheint!
Wenn an einer Stelle Energie (ins Nichts) verschwindet und an anderer Stelle Energie (aus dem Nichts) auftaucht, dann muss man einfach einen Zusammenhang als wahrscheinlich ansehen, oder zumindest für möglich. imho
Selbst wenn wir die Dunkle Energie einkalkulieren, bleibt die Gesamtenergie innerhalb der Membran nicht erhalten.
Man muss DE einkalkulieren, und zwar um die kritische Masse/Energie-Dichte zu erhalten, die wir für eine global flach erscheinende Raumzeit brauchen. (Wenn ich es richtig verstanden habe.)
Auch wenn es "nicht ganz aufgeht" und man trotzdem sagen muss: Energie bleibt nicht komplett erhalten / ein Teil verschwindet, bzw. es erscheint so zu sein, dann ist mir das immer noch lieber, als ca. 70% der Energie einfach "aufzugeben".
Weiß jemand ad hoc zu diesem Punkt ein paar Zahlen? Wenn man DE einkalkuliert, wie viel Energie ist dann trotzdem "weg"?
--
Dieses Greene Zitat ("Kosmos"-Buch; S. 354) erscheint mir für weiterführende Gedanken / Ansätze hilfreich:
In dem Maße, wie das Universum expandiert, verlieren Materie und Strahlung Energie an die Gravitation, während ein Inflaton-Feld Energie aus der Gravitation gewinnt.
(Bei der Inflation handelt es sich um ein sehr anerkanntes Konzept; ein Inflaton-Feld wurde also noch nie "nachgewiesen".)
Wer sich dafür (globale Energieerhaltung) interessiert, sollte sich also evtl auch mal mit dem Inflations-Modell beschäftigen. (Ich verstehe davon leider auch nicht viel. Kann da nicht wirklich helfen.)
Grüße, amc
also, ich habe 2 volle tage im netz recherchiert, zum thema verschwindet die energie der photonen bei rotv.(also der kosmologhischen Rotv.), dabei hab ich mind. 5 verschiedene meinungen, auch von renomierten wissenschaftlern gefunden.
jede menge charlatane toben sich da natürlich auch aus, so dass es schwierig wird.
grüße
n50
Globale Energieerhaltung gibt es in der ART meines Wissens nur für den Spezialfall einer zeitunabhängigen Metrik.
Nach wie vor gelten die Erhaltungsgesetze aber lokal, über kosmische Distanzen jedoch nicht mehr.
Offenbar ist es in der ART schon gar nicht mehr so klar, wie man Energie bei einer zeitabhängigen Metrik überhaupt definieren soll:
http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/energy_gr.html
zum thema verschwindet die energie der photonen bei rotv.(also der kosmologischen Rotv.)
Erstmal ganz klar ja. Zumindest die Photonen verlieren die Energie (werden durch Raumexpansion immer langwelliger - so wird es üblicherweise beschrieben). Ob die Energie nun "verschwindet" oder was mit ihr ist, dazu gibt es wohl verschiedene Meinungen bzw kann man nur Vermutungen anstellen:
Dazu aus Hawkwinds Link:
Those who harbor no qualms about pseudo-tensors will say that radiant energy becomes gravitational energy. Others will say that the energy is simply lost.
Mein Rat: Bleib ganz entspannt. Schnell lösen lässt sich das nicht. Und mit der Zeit, (wenn man selbst mehr versteht,) hat man dann eben ggf. seine eigene Meinung zu bestimmten (offenen) Fragen. Ist auch nicht schlimm, wenn sich Meinungen ändern. Das gehört dazu.
Ich sehe mich nicht in der Lage, hier wirklich begründete Annahmen anstellen zu können (abgesehen von der beobachteten und nicht ausreichend erklärten beschleunigten Expansion). Mir geht es sonst aber wie dir, mit "simply lost" kann ich nichts anfangen.
Grüße, amc
Vielleicht noch der für manche (stillen Leser) zum Verständnis wichtige Hinweis - Gravitation kann auch abstoßend wirken:
Ein negativer (nach innen gerichteter) Druck, verkörpert durch die komsologische Konstante (Einsteins "Eselei"), erzeugt eine abstoßende Gravitationswirkung.
Positiver (nach außen gerichteter) Druck, z.B. durch EM-Abstoßung, bedeutet anziehende Gravitationswirkung (dieser Beitrag zur Gravitation ist normalerweise verschwindend gering, kann aber überhand gewinnen und letzendlich zur Bildung von Schwarzen Löchern führen).
Grüße, amc
Diejenigen, die keine Skrupel mit pseudo-Tensoren haben werden sagen , dass Strahlungsenergie Gravitationsenergie wird. Andere werden sagen, dass die Energie einfach verloren geht. zitat
ja, ruhig bleiben, mehr ist da nicht drinn.
dank und grüße
n50
was ich noch fragen wolle.
es war schon schwer für mich überhaupt einzusehen, warum das licht was sich auf mich zubewegt mehr energie gewinnt.
das wäre dann doch so, dass ein harmloser infrarotstrahler, der sich mit fast c zu mir bewegt, zur gefährlichen gammstrahllungsquelle wandelt.
ich dachte immer, das sei ein, gewissermassen, nur projektionseffekt, scheint aber nicht so zu sein.
Marco Polo
19.04.13, 14:12
was ich noch fragen wolle.
es war schon schwer für mich überhaupt einzusehen, warum das licht was sich auf mich zubewegt mehr energie gewinnt.
das wäre dann doch so, dass ein harmloser infrarotstrahler, der sich mit fast c zu mir bewegt, zur gefährlichen gammstrahllungsquelle wandelt.
ich dachte immer, das sei ein, gewissermassen, nur projektionseffekt, scheint aber nicht so zu sein.
Doch. Das ist tatsächlich so. Wenn du dich mit annähernd c auf eine Strahlungsquelle zubewegst wirst du tödlicher Gammastrahlung ausgesetzt.
Das ist mit ein Grund, warum Raumfahrt mit relativistischen Geschwindigkeiten sehr problematisch, wenn nicht ausgeschlossen ist.
es war schon schwer für mich überhaupt einzusehen, warum das licht was sich auf mich zubewegt mehr energie gewinnt.
Schon mal beim Radfahren eine Fliege ins Auge bekommen? Ich finde an dem Effekt nichts Uneinsichtiges.
na dann verlieren die rotverschobenen photonen tatsächlich energie und die diskussion ob das so ist, ist also sinnlos, was nicht geklärt ist,wie und wohin, da streiten die götter,s.o.
danke
n50
Eyk van Bommel
19.04.13, 14:33
Schon mal beim Radfahren eine Fliege ins Auge bekommen? Ich finde an dem Effekt nichts Uneinsichtiges.
Der Unterschied beim Radfahren gegenüber beim Gehen ist nicht so groß – Motorrad? Aua
Aber newtonsche Gedankenmodelle – bei relativistischen Effekten sind höchst gefährlich…
Gruß
EVB
@Nancy. Es gibt keinen theoretisch berechneten relativistischen Effekt der experimentell nicht auch genauso so gemessen (= gefühlt) wird.
Wenn ein Glühwürmchen mit v~c auch dich zufliegt, dann bekommst du einen Sonnenbrand.:eek:
Hmm:rolleyes: – aber müsste ich mich dann nicht fragen, warum es sich nicht sein Hintern verbrennt?:D
na ein unterschied ist doch.
bei der kosmologischen rotverschiebung und ihrer begründung beweget sich ja nix, nur der raum expandiert, es treten dann auch keine relativistischen effekte auf, mein gott ist das alles komplifiziert.
n50
Eyk van Bommel
19.04.13, 14:56
Hi Nancy,
ich sehe, dass so:
Die Energie eines Teilchens (=die gemessene Energie) ist Beobachter abhängig. Ich sehe es nicht unbedingt so, dass Energien verloren gehen, sondern dass die unterschiedlichen Beobachter unterschiedliche Energien messen. Punkt.
Wenn du die relativistische Trägheit der Teilchen anschauen würdest/messen würdest, dann würdest du sehen, dass sie viel leichter sind…. oder das Glühwürmchen eben viel, viel träger (deswegen verbrennt es nicht)
Also das „rotverschobene“ Photon hat nur Energie verloren, weil du von deinem „heimischen Experimentierkasten“ auf die Photon schließt, die das Objekt x verlassen müssten. Aber die Emission fand schon unter anderen (nicht „heimischen“) Bedingungen statt (zumindest aus dem jetzt betrachtet) – so dass, es am Ende wieder passt.
Kurz: Nicht nur die Photonen sind „heute“ verschoben und die „Ursache“ ist es.
Gruß
EVB
PS: Das Licht von der Erde ist für die in der ISS auch rot verschoben. Aber nicht nur das Licht. Auch die (Reaktionszeit-)Zeit, die Länge, die Trägheit der Teilchen einfach alles. Und wenn sie alles berücksichtigen würden, dann stimmt die zu erwartende Wellenlänge mit der gemessen recht gut über ein. Gut das ist ein ART-Effekt aber – das ist bei der SRT doch nicht anderes.
Hi Nancy,
ich sehe, dass so:
Die Energie eines Teilchens (=die gemessene Energie) ist Beobachter abhängig. Ich sehe es nicht unbedingt so, dass Energien verloren gehen, sondern dass die unterschiedlichen Beobachter unterschiedliche Energien messen. Punkt.
Das eine hat ja nun mit dem anderen gar nichts zu tun. In der nichtrelativistischen Physik und in der SRT ist die Energie zwar abhängig vom Inertialsystem ("Beobachter"), aber dennoch bleibt deren totale Summe erhalten für diesen Beobachter (solange das System abgeschlossen ist).
Eyk van Bommel
19.04.13, 15:52
aber dennoch bleibt deren totale Summe erhalten für diesen Beobachter…
Und ich meine die Summe bleibt auch hier erhalten – man muss aber mehr berücksichtigen wie die Wellenlänge des eintreffenden Lichts?
Nur wenn du alleine über das gemessene Spektrum auf die Sternklasse schließt und dann zurückschießt welche Wellenlänge es hätte sein sollen – dann erhältst du eine Verschiebung des Spektrums.
Würde man den Stern gleichzeitig betrachten bzw. seine Teilchen – die „Quelle“ der Lichtemission, dann würde man (würde man alle Faktoren berücksichtigen) auf genau diese Wellenlänge kommen die man misst.
Da sich die gemessen Signale tatsächlich nicht von einem Dopplereffekt unterscheiden lassen – müssten sich auch die Teilchen der Quelle so verhalten wie man es von der SRT her kennt.
eine frage an marco polo, wenn das wirklich so ist mit der energiezunahme durch den dopplereffekt, was ja umstritten ist, wie verhält sich dann licht, wenn sich gar nix bewegt, also der raum sich nur vergrößert oder verkleinert, triit dann der effekt auch auf.dann wären wir wieder bei der frage , woher oder wohin die energie
n50
bei der relativbewegung unserer galxie mit 650km/s durchs universum, müsste in bezug zur hintergrundstrahlung eigentlich diese ansteigen, das wäre aber ein anderer effekt, also ein reiner dopplereffekt durch tatsächliche bewegung.
hat mit meiner frage oben nix zu tun, nur zur ergänzung
Marco Polo
19.04.13, 22:11
eine frage an marco polo, wenn das wirklich so ist mit der energiezunahme durch den dopplereffekt, was ja umstritten ist, wie verhält sich dann licht, wenn sich gar nix bewegt, also der raum sich nur vergrößert oder verkleinert, triit dann der effekt auch auf.dann wären wir wieder bei der frage , woher oder wohin die energie
Die Energiezunahme infolge des Dopplereffekts ist alles Andere als umstritten.
In der Astronomie sind natürlich nur die Radialkomponenten von Geschwindigkeiten massgeblich. Der transversale Dopplereffekt hat daher i.d.R. nur einen unbedeutenden Anteil am Gesamt-Dopplereffekt, wenn wir weit entfernte Galaxien betrachten.
Hinzu kommt noch folgendes: Wenn sich z.B. ein Stern, den man als isotrope Strahlungsquelle betrachten kann, auf dich zubewegt, dann kommt noch die Aberration des Lichtes hinzu, was sich durch eine ausgeprägte Vorwärtsstrahlung bemerkbar macht. Stichwort Scheinwerfereffekt.
Strahlung, die normalerweise an dir vorbei gehen würde, da sie nicht in deine Richtung zeigt, wird scharf gebündelt. Die Isotropie geht aus deiner Sicht verloren und es entsteht ein Strahlungsmaximum in Bewegungsrichtung.
Mit anderen Worten: Strahlung, die der Stern eigentlich nach hinten abstrahlt trifft dich trotzdem. Nachtrag: Natürlich wäre das erst bei entsprechender hochrelativistischer Relativgeschwindigkeit der Fall.
Wenn sich nur der Raum ausdehnt oder schrumpft, müsste meines Wissens der gleiche Effekt aufreten, wie wenn sich Sender und Empfänger durch den Raum aufeinander zubewegen bzw. voneinander entfernen.
bei der relativbewegung unserer galxie mit 650km/s durchs universum, müsste in bezug zur hintergrundstrahlung eigentlich diese ansteigenSelbstverständlich. In Bewegungsrichtung messen wir die Hintergrundstrahlung blauverschoben und umgekehrt rotverschoben.
Es muss daher ein Bezugssystem geben, in dem diese Strahlung isotrop ist.
Grüsse, Marco Polo
das beruhigt mich.
die dame unter diesem link, macht da für mich unverständliche aussagen, kannst es dir ja mal ansehen
http://www.schattenblick.de/infopool/natur/physik/npast132.html
n50
Marco Polo
20.04.13, 06:23
das beruhigt mich.
die dame unter diesem link, macht da für mich unverständliche aussagen, kannst es dir ja mal ansehen
http://www.schattenblick.de/infopool/natur/physik/npast132.html
n50
Also für mich klingt das alles recht einleuchtend, was die Dame dort von sich gibt.
Was genau findest du dort unverständlich?
machen wir der Reihe nach:
"Doch die kosmologische Rotverschiebung hat nach gängiger Auffassung einen anderen Grund. Dopplerverschiebung entsteht durch die Relativbewegung von Sender und Empfänger. Dabei verlieren oder gewinnen die Photonen keine Energie; sie sehen nur für den Empfänger anders aus als für den Sender. "
ich denke wie oben gesagt, die photonen gewinnen energie ?
n50
Eyk van Bommel
20.04.13, 08:38
aus http://www.schattenblick.de/infopool.../npast132.html
...
Die Energien werden von Galaxien aus gemessen, die sich voneinander entfernen, und die Energieabnahme ist nur eine Frage des Standpunkts und der Relativbewegung.
So war das von mir geschriebene jedenfalls gemeint.
Und ich meine die Summe bleibt auch hier erhalten – man muss aber mehr berücksichtigen wie die Wellenlänge des eintreffenden Lichts?
Das ist nicht so kompliziert, dass man sich alles mögliche zusammenreimen muss; es gilt einfach:
E = h*f
für die Energie E eines Photons der Frequenz f.
EvB ich meinte MP und seine frage, was ich im artikel nicht verstehe.
n50
Eyk van Bommel
20.04.13, 11:08
@nancy
EvB ich meinte MP und seine frage, was ich im artikel nicht verstehe
Da du deine Frage "ausdrücklich" an Marco gestellt hast, habe ich auch nicht versucht deine Frage zu beantworten.
Es war ergänzend bzw. max. auf die Antwort von Marco gemünzt.
Das eine hat ja nun mit dem anderen gar nichts zu tun.
@Hawkwind
Das ist nicht so kompliziert, dass man sich alles mögliche zusammenreimen muss; es gilt einfach:
Darum geht es mir nicht. Sondern darum, welche Wellenlänge erwarte ich. Das verschieben bezieht sich ja auf was - verschoben zu was? Das Photon das wir messen hat ja nicht irgendeine Wellenlänge, sondern beruht auf den physikalischen Prozessen bei der Entstehenung.
Wenn zwei H-Atome fusionieren z.B. welche Energie dabei frei wird kann man berechnen. Hierzu verschiebt sich die Wellenlänge.
Eine Rotverschiebung erhalte ich aber eben nur dann, wenn ich die "falschen" meint „nicht relativistischen“ Größen einsetze.
Aber wenn eine Naturkonstante die Zeit als Einheit oder die Länge beinhaltet, so ändern sich diese Beobachter abhängig. Setzte ich also t´ oder die rel. träge Masse ein dann passt es. Man erhält keine Verschiebung.
Dass man das machen muss, erkennt man doch am Glühwürmchen – Beispiel? Ein Glühwürmchen, dass mit v~c auf einen zukommt, müsste sonst zu brennen anfangen, da der „Hintern“ auf Dauer eine Emission von „ultraharter“ Gammastrahlung nicht aushält.
Die SRT sagt, dass was ich messe ist real und wenn das so ist, dann muss auch der Prozess selbst am Entstehungsort relativistisch betrachtet werden.
Gruß
EVB
blieber evb, bitte warte mal bis marco polo meine frage beantwortet, sonst kommts durcheinander.
hier noch mal die frage an mp
machen wir der Reihe nach: zum artikel der frau prof.
"Doch die kosmologische Rotverschiebung hat nach gängiger Auffassung einen anderen Grund. Dopplerverschiebung entsteht durch die Relativbewegung von Sender und Empfänger. Dabei verlieren oder gewinnen die Photonen keine Energie; sie sehen nur für den Empfänger anders aus als für den Sender. "
ich denke wie oben gesagt, die photonen gewinnen energie ?
n50
In der continous scales Theorie muss weniger Energie zur Verfügung stehen, da sich das Produkt auf einer höheren Skala befindet.
Hier steht weniger Energie zur Verfügung, da sich Zeit kreisförmig durch die Skalen ausbreitet, die Energie dabei in der Gegenwart (Umfang des Kreises) des jeweiligen Systems kreisförmig abnimmt. (e=mc²)
Mods: falls das hier nicht hingehört, bitte löschen, danke!
...
Eine Rotverschiebung erhalte ich aber eben nur dann, wenn ich die "falschen" meint „nicht relativistischen“ Größen einsetze.
Wie meinen?
Eine Dopplerverschiebung folgt aus einer Relativbewegung von Empfänger zum Sender. Das ist so in der nichtrelativistischen Physik und auch in der SRT, wobei sich die Formeln in beiden Fällen leicht voneinander unterscheiden.
Aber wenn eine Naturkonstante die Zeit als Einheit oder die Länge beinhaltet, so ändern sich diese Beobachter abhängig. Setzte ich also t´ oder die rel. träge Masse ein dann passt es. Man erhält keine Verschiebung.
Dass man das machen muss, erkennt man doch am Glühwürmchen – Beispiel? Ein Glühwürmchen, dass mit v~c auf einen zukommt, müsste sonst zu brennen anfangen, da der „Hintern“ auf Dauer eine Emission von „ultraharter“ Gammastrahlung nicht aushält.
Was redest du nur wieder für einen Quatsch! :(
Wer kommt denn auf die Idee, dass die Temperatur eines Objektes vom Bewegungszustand eines Beobachters abhängen soll.
Die SRT sagt, dass was ich messe ist real
Das sagt nicht die SRT sondern die Physik: Realität definiert man am besten über Messbarkeiten.
und wenn das so ist, dann muss auch der Prozess selbst am Entstehungsort relativistisch betrachtet werden.
Was heisst das denn nun wieder?
Relativistik ist interessant, wenn Geschwindigkeiten im Spiel sind, die nicht mehr vernachlässigbar klein gegen c sind. Ansonsten reichen nichtrelativistische Betrachtungen.
Eyk van Bommel
20.04.13, 21:21
2 be-ier or more:D
Dopplerverschiebung folgt aus einer Relativbewegung von Empfänger zum Sender. Das ist so in der nichtrelativistischen Physik und auch in der SRT…
Das folgt aus einer Grenzgeschwindigkeit – die nichtrelativistische Physik benötigt hier (bei Licht) einen Äther die SRT eine Raumzeit….Ohne Grenzgeschwindigkeit kein Doppler.
Ganz so einfach ist es imho nicht.
Wer kommt denn auf die Idee, dass die Temperatur eines Objektes vom Bewegungszustand eines Beobachters abhängen soll.
A)Temperatur ist keine Naturkonstante
B) Dass die Temperatur invariant ist, ist eine Erkenntnis die meines Wissens noch nicht so alt ist. Habe selbst das Paper aus pro-physik hier reingestellt (2009?2010?)….Kann auf wunsch mal nachsehen.
C) Warum ist die Temperatur unabhängig vom Bewegungszustand? Weil die Teilchen eine höhere relative Trägheit aufweisen. Ohne relative Masse wäre die Temperatur in der SRT auch nicht Konstant. Ohne die relative (träge Masse) würden die Teilchen bei einer dauerhaften Emission im Gamma-Bereich doch auf Dauer sehr schnell werden (Gegenimpuls!)?
Das sagt nicht die SRT sondern die Physik: Realität definiert man am besten über Messbarkeiten.
Lorenz sagte was anderes? Ansonsten reichen nichtrelativistische Betrachtungen. Die Rotverschiebung durch die DE ist RT? Wie gesagt ohne Grenzgeschwindigkeit kein Doppler. Wenn Doppler bei Licht, dann SRT oder LET?
Gruß
EVB
Das folgt aus einer Grenzgeschwindigkeit – die nichtrelativistische Physik benötigt hier (bei Licht) einen Äther die SRT eine Raumzeit….Ohne Grenzgeschwindigkeit kein Doppler.
Ganz so einfach ist es imho nicht.
Falsch.
B) Dass die Temperatur invariant ist, ist eine Erkenntnis die meines Wissens noch nicht so alt ist. Habe selbst das Paper aus pro-physik hier reingestellt (2009?2010?)….Kann auf wunsch mal nachsehen.
C) Warum ist die Temperatur unabhängig vom Bewegungszustand? Weil die Teilchen eine höhere relative Trägheit aufweisen. Ohne relative Masse wäre die Temperatur in der SRT auch nicht Konstant. Ohne die relative (träge Masse) würden die Teilchen bei einer dauerhaften Emission im Gamma-Bereich doch auf Dauer sehr schnell werden (Gegenimpuls!)?
Falsch.
Mods: falls das hier nicht hingehört, bitte löschen, danke!
Das hasst du ja schon selbst richtig erfasst. So, wie auch den richtigen Platz für ... . Wozu also ... hier erwähnen?
marco polo du hattest mich gefragt, was ich im artikel von frau prof.davis nicht verstehe, hier ihre aussage
Doch die kosmologische Rotverschiebung hat nach gängiger Auffassung einen anderen Grund. Dopplerverschiebung entsteht durch die Relativbewegung von Sender und Empfänger. Dabei verlieren oder gewinnen die Photonen keine Energie; sie sehen nur für den Empfänger anders aus als für den Sender. "
ich denke wie oben gesagt, die photonen gewinnen energie wenn sich zwei strahlende objekte aufeinander zu bewegen ?
n50
Eyk van Bommel
21.04.13, 08:42
Falsch A)
Doppler bei instantaner Siganlausbreitung? Bei Geschwindigkeitsaddition? Da ändert sich imho nicht die Frequenz?
Falsch B)
B.1 http://quanten.de/forum/showpost.php5?p=11068&postcount=1
O.K 2007
B.2
A bissele vielleicht
Falsch A)
Doppler bei instantaner Siganlausbreitung? Bei Geschwindigkeitsaddition? Da ändert sich imho nicht die Frequenz?
Du bringst mal wieder einiges durcheinander, Alex.
Bsp.: Zwei Kugeln werden in einem Abstand von 1 Sekunde mit Geschwindigkeiten v=1000km/h abgefeuert. Im welchen Abstand treffen sie auf ein Ziel, das sich mit der gleichen Geschwindigkeit auf die Kanone zu bewegt?
Falsch B)
B.1 http://quanten.de/forum/showpost.php5?p=11068&postcount=1
O.K 2007
B.2
A bissele vielleicht
Nein, ganz falsch. Die Temperatur trägt zur Ruheenergie bei. Schon immer, seit die RT formuliert worden ist.
Äquivalenz von Energie und Masse (http://quanten.de/forum/showthread.php5?t=2423)
Dieses Thema sollten wir dann besser dort behandeln.
Eyk van Bommel
21.04.13, 13:37
Im welchen Abstand treffen sie auf ein Ziel, das sich mit der gleichen Geschwindigkeit auf die Kanone zu bewegt?
Sprechen wir nun von Intensität? Es ist doch vielmehr die Energie beim „Einschlag“. Ich weiß auf was du hinaus möchtest, aber ich finde das Beispiel falsch. Die Emission und Absorption eines Lichtquants erfolgt instantan. Das stauchen –dehnen einer Welle, die real als gesamtes Paket (instantan) aufgenommen wird, ist...? Aber deine Frage zielt so oder so auf Intensität ab.
Die Temperatur trägt zur Ruheenergie bei. Schon immer, seit die RT formuliert worden ist.
Ja ein warmer Körper wiegt mehr als ein kalter – ein bewegter Körper wiegt mehr als ein ruhender. Dann wäre aber ein bewegter Körper wärmer :D (scherz)
-->Äquivalenz von Energie und Masse
O.K. da wäre Wiki ein Aufhänger?
BTW: WIKI Temperatur in der Relativitätstheorie (http://de.wikipedia.org/wiki/Temperatur)
..Thermodynamische Gleichgewichtssysteme sind also nicht invariant unter Lorentztransformationen,…
Gruß
EVB
EDIT: Und wenn wir über blau – und rotverschieben sprechen, dann lautet meine Antwort bei der Kugelfrage.
E=p^2/2m
marco polo, hast du meine letzte frage gelesen, komme da nicht weiter.(gestern 7:53)
n50
Sprechen wir nun von Intensität?
Nein, Alex. Ich sprach hier nicht von der Intensität. Du kannst dir die "Kugeln" masselos denken.
Du hast davon gesprochen, das Dopplereffekt aus einer "Grenzgeschwindigkeit" folgt. Das ist halt nicht korrekt. Endlichkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit - ja.
Ja ein warmer Körper wiegt mehr als ein kalter – ein bewegter Körper wiegt mehr als ein ruhender.
Ich habe nicht vom Gewicht gesprochen, was eine Kraft ist, sondern von der Masse.
Ein warmer Körper hat mehr Masse. Die Masse eines Körpers, ob "bewegt" oder nicht, ist eine Invariante.
O.K. da wäre Wiki ein Aufhänger?
Wozu? Es gibt bereits ein passendes Thread. Und der Satz zuvor heisst:
Ein thermodynamisches Gleichgewicht zeichnet ein Ruhesystem aus.
Das ist überhaupt nichts ungewöhnliches. Ein Elementarteilchen (mit m>0) zeichnet auch ein Ruhesystem aus - ihr Ruhesystem. Und?
Gruß
Eyk van Bommel
24.04.13, 14:31
Nein, Alex. Ich sprach hier nicht von der Intensität. Du kannst dir die "Kugeln" masselos denken.
Es gibt die „Einschlagenergie“ und den zeitlichen Abstand, zwischen den „Einschlägen“. Die blau- rotverschiebung entspricht der „Einschlagenergie“.
Der Abstand zwischen den „Einschlägen“ ist nur bei der Frage nach der Intensität von Belang. Intensität entspricht „Energie pro Zeit“ bzw. Energie/Volumeneinheit multipliziert v.
Du hast davon gesprochen, das Dopplereffekt aus einer "Grenzgeschwindigkeit" folgt. Das ist halt nicht korrekt. Endlichkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit - ja.
Ja – o.k. das war irgendwie anders gemeint. A) Das Gegenteil von unendlicher Geschwindigkeit ist aslo nicht die Grenzgeschwindigkeit sondern die Endliche. B) Mein Argument ist wenig nachvollziehbar.
Achtung: Doppelpost: siehe http://quanten.de/forum/showpost.php5?p=72288&postcount=26
Du schreibst:JoAx
Ein warmer Körper hat mehr Masse. Die Masse eines Körpers, ob "bewegt" oder nicht, ist eine Invariante.
und
WIKI:Thermodynamische Gleichgewichtssysteme sind also nicht invariant unter Lorentztransformationen,
Bin nur etwas verwirrt, einmal "nicht invariant" und einmal "invariant" zu lesen.
Man kann sicher sagen, dass die Energie in Form von Wärme zu „mo“ beiträgt und man kann sie danach bei Bewegung vernachlässigen. Aber wie trägt sie bei? Für mich in Form von Ekin der Teilchen. Man sieht es ja auch recht schön in der Wiki-Animation.
Ein Behälter voll Gas. Je schneller die Gasteilchen, desto mehr Energie, desto mehr (träge) Masse besitzt der Behälter.
Aber wenn sich der Behälter mit v~c auf einen zu bewegt, dann bewegen sich die Gasteilchen fast nicht mehr? Aber obwohl die Gasteilchen sich fast nicht mehr bewegen, sehe ich das Gas im Behälter nicht kondensieren?
Gruß
EVB
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