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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Newtons Energieerhaltungssatz und die universelle Ausnahme


inside
06.06.16, 12:28
Hallo mal wieder.
Ich habe auf Youtube "physic's girl" geschaut, mit dem Thema "Is energy always conserved".

https://www.youtube.com/watch?v=GHCc9b2phn0

Da kommen die zu dem Schluss, dass der Energieerhaltungssatz auf den Aspekt der kosmischen Expansion zu mindest für das Photon nicht gilt.

Hintergrund ist:
Durch die Expansion des Raumes wird eine EM-Welle (hier Licht) rotverschoben, dass heisst, die Welle wird in die Länge gezogen, was
man dann als Verlust von Energie interpretiert, weil eine abnehmende Frequenz auch weniger Energie mit sich bringt ( Ich glaube Frequenz geteilt durch planck'sches Wirkungsquantum = Energie-Wellenformel ).

Im expandierenden Universum verschwindet also die Energie einer EM-Welle.

Was haltet Ihr von dieser Aussagen ?

Meine bescheidende Meinung ist, dass das einfach nur eine Ausrede für fehlendes Verständnis ist (wie mit der dunklen Energe und dunklen Materie).

Entweder Newton gilt überall oder nicht. Dass Newton Recht hatte, ist eher wahrscheinlicher, aber dass wir auf dieser Skala was übersehen, ist wahrscheinlicher, als dass Newtons Gesetz eine Ausnahme hat, was eigentlich damit gleichzeitig das Gesetz als solches disqualifizieren würde.

Ich habe eine Vermutung, bei der der Fotoelektrische Effekt eventuell die Lösung ist:

EM-Wellen, die ungehindert durch den Kosmos fliegen, sind der Grund für die Expansion. Denn diese verlieren nicht die Energie durch die Expansion des Raumes, sie geben Energie ab, an den Raum, der diese dann als Expansion weiter nutzt.

A) Newton ist gerettet
B) Dunkle Energie brauchen wir nicht mehr.
C) Kann das überhaupt gehen ? Vom reinen Verständnis hört es sich logisch an, oder ?

Ich
06.06.16, 14:11
Meine bescheidende Meinung ist, dass das einfach nur eine Ausrede für fehlendes Verständnis ist (wie mit der dunklen Energe und dunklen Materie).
Fehlendes Verständnis ist keine Ausrede für derart blödsinnige Meinungen.

Der Zusammenhang zwischen Energieerhaltung und Geometrie ist seit 98 Jahren verstanden.

JoAx
06.06.16, 14:26
Meine bescheidende Meinung ist, ...

Wenn du wirklich bescheiden wärest, dann

1. würdest du deine unqualifizierte Meinung für dich behalten,
2. fragen, wo du dazu etwas lernen könntest.

inside
06.06.16, 14:42
Super Antwort, Ich.

inside
06.06.16, 14:43
Es geht um die Grundlage zu dem Titel meiner Topics.

JoAx
06.06.16, 14:45
Es geht um die Grundlage zu dem Titel meiner Topics.

Genau. Diese Grundlage hast du nicht. => Es macht wenig bis gar keinen Sinn dir da etwas zu erklären.

inside
06.06.16, 14:51
Es hat ja noch keiner begonnen, in irgendeiner Form zu versuchen, irgendwas zu erklären, stattdessen gibt es Schelten, obwohl ich versucht habe, die Frage so korrekt wir möglich zu stellen.

(Und meine Meinung dadrin ist nicht Bestandteil der Frage, sondern nur meine Meinung, und genau da verschiesst Ihr Euer Pulver.
Es gab mal ne Untersuchung in einem Unternehmen, wo ermittelt werden sollte, wie welcher Diskussionsbedarf entsteht.
Es gab dazu zwei Themen, einmal, ob detaillierte, tiefe, finanzielle Optimierungen in diesen und jenen Bereichen vorgenommen werden sollten
oder ob der Fahrradständer ein Dach bekommen soll.

Was meint Ihr, wo am Ende mehr Diskussionsbedarf entstand ? So viel dazu )....



Zurück zum Thema, mit der Bitte um qualifizierte Antworten.
Das newtonsche Gesetz der Energieerhaltung bei expandierendem Kosmos ist nicht mehr/eingeschränkt gültig.

http://www.physikgrundlagen.de/redshift.html

Kapitel 8.3.

Aus diesen Ergebnissen allerdings gleich eine Expansion abzuleiten, ist gewagt.
Marmet geht auf die Menge von H2 ein, und kommt zu dem Schluss, dass, trotz dass diese schwer zu ermitteln sei, ausreichen müsste um die rotverschiebung zu erklären, ohne exotische Kandidaten in Betracht zu ziehen.


Was sagt man generell noch über Marmet ?

TomS
06.06.16, 16:52
Im expandierenden Universum verschwindet also die Energie einer EM-Welle.

Was haltet Ihr von dieser Aussagen?

Meine bescheidende Meinung ist, dass das einfach nur eine Ausrede für fehlendes Verständnis ist (wie mit der dunklen Energe und dunklen Materie).
Das ist keineswegs der Fall.

Energie ist in einem expandierenden Universum keine mathematisch sinnvoll definierbare Größe. Damit scheitert das was du suchst, nämlich die Energieerhaltung dE / dt = 0 bereits daran, dass E nicht global definiert werden kann.

Mathematisch kann man die Änderung der lokal messbaren Frequenz und damit der lokal messbaren Energie eindeutig mittels Paralleltransport entlang der lichtartigen Geodäten C = entlang der Bahn des Photons sowie mittels Projektion auf die Vierergeschwindigkeit des jeweiligen Beobachters berechnen.

https://de.wikipedia.org/wiki/Paralleltransport

Die Definition einer globalen Energie scheitert im Wesentlichen daran, dass in einem expandierenden Universum kein zeitartiges Killingvektorfeld existiert. Dies wäre die Verallgemeinerung einer "Zeittranslationsinvarianz" in der klassischen Mechanik, aus der der Erhaltungssatz der Energie mittels Noether-Theorem folgt.

https://de.wikipedia.org/wiki/Killing-Vektorfeld

Es gibt also weder eine Ausrede noch ein Problem. Man hat das sehr präzise verstanden.

TomS
06.06.16, 16:55
Zurück zum Thema, mit der Bitte um qualifizierte Antworten.
Das newtonsche Gesetz der Energieerhaltung bei expandierendem Kosmos ist nicht mehr/eingeschränkt gültig.

http://www.physikgrundlagen.de/redshift.html

Kapitel 8.3.

Aus diesen Ergebnissen allerdings gleich eine Expansion abzuleiten, ist gewagt.
Marmet geht auf die Menge von H2 ein, und kommt zu dem Schluss, dass, trotz dass diese schwer zu ermitteln sei, ausreichen müsste um die rotverschiebung zu erklären, ohne exotische Kandidaten in Betracht zu ziehen.

Was sagt man generell noch über Marmet ?
Was man generell sagt weiß ich nicht. Ich sage, dass das Quatsch ist

Hawkwind
06.06.16, 17:38
...
A) Newton ist gerettet
...


Der Rettungsversuch ist sowas von überflüssig; es ist doch seit über 100 Jahren klar, dass die Newtonsche Physik nicht ausreicht, wenn es um gekrümmte Raum-Zeit (bzw. starke Gravitationsfelder) und kosmologische Skalen geht. Für die Beschreibung solcher Themen muss die Allgemeine Relativität herangezogen werden. Nun war die Energie bei Newton noch eine skalare Größe, in der Speziellen Relativität kann sie als die 0-te Komponente eines 4-Vektors (Energie-Impuls) definiert werden, in der ART aber ist ihre Definition schon unklar. Dort haben wir stattdessen einen Energie-Impuls-Tensor.

Nur in flachen Raumzeiten (oder eben lokal) lässt sich in der ART so etwas wie Energieerhaltung formulieren: Is Energy Conserved in General Relativity? (http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/energy_gr.html)

The_Theorist
06.06.16, 20:18
Gab es nicht einmal Versuche mit der MOND-Hypthese. Modifizierte Netwonsche Dynamik?
Da war doch das "Überflüssigmachen" der dunklen Materie integriert. Oder die Brans-Dicke-Theorie

TomS
06.06.16, 22:35
Gab es nicht einmal Versuche mit der MOND-Hypthese. Modifizierte Netwonsche Dynamik?
Da war doch das "Überflüssigmachen" der dunklen Materie integriert. Oder die Brans-Dicke-Theorie
Ja, es gibt sogar eine kovariante Formulierung. Ändert aber nix daran, dass das mit der Definition der Energie wieder nicht funktioniert.

inside
07.06.16, 09:16
Danke so weit bis hierhin, schöne qualifizierte Antworten dabei. Also, ich habe mich auch schlau gemacht und ebenfalls den Punkt gefunden, an dem behauptet wird, dass es einen globalen Energieerhaltungssatz im Kosmos so, wie wir ihn auf Laborskalen betrachten, eher nicht gibt. Dennoch, die Viererenergie, da werde ich mich nun mal hineinlesen.
Klingt das von Marmet denn nicht plausibel ? Klar ist überall Gas und Staub im Weltall und auch andere Partikel fliegen umher und so kann es durchaus sein, dass das Licht Energie an diese abgibt. Und da Licht nur Energie verlieren kann, in dem die Frequenz reduziert wird, finde ich das von Marmet zu mindest so formuliert, dass man es nun rein theoretisch schwer wegargumentieren kann. 100 Jahre Kosmologie müssen nicht heissen, dass wir richtig lagen. Das war ja damals mit dem geozentrischen Bild ein Paradigmenwandel.

Ich
07.06.16, 09:21
Super Antwort, Ich.Wenn du statt *facepalm* eine Antwort willst, solltest du an deinen Formulierungen arbeiten.

JoAx
07.06.16, 09:54
100 Jahre Kosmologie müssen nicht heissen, dass wir richtig lagen. Das war ja damals mit dem geozentrischen Bild ein Paradigmenwandel.

Vor allem hat sich die Wissenschaft entwickelt. Und theoretische Physik. Deren Bestreben ist es nicht Dogmen zu entwickeln, was dir offenbar noch nicht klar geworden ist. Eine Theorie ist ein Modell, das möglichst alle Beobachtungen mit möglichst geringer Anzahl an Postulaten (Axiomen) beschreibt (= erklärt). Das schafft die ART momentan am besten. Das ist der Grund, warum sie Main (-stream) ist.

Den "Energieerhaltungssatz" retten zu wollen, ist genau so notwendig, wie das Parallelenaxiom (https://de.wikipedia.org/wiki/Parallelenaxiom) in beliebig gekrümmten Räumen retten zu wollen. Hat der Raum eine von Null verschiedene Krümmung, dann stimmt das Axiom nicht. Ist die Krümmung gleich Null, stimmt es automatisch.

Dem Marmet würde ich die Frage stellen, wie er die hohe Schärfe der Bilder der entferntesten Objekte im Universum erklären möchte. Denn so eine Streuung, die reduziert nicht nur die Wellenlänge, sondern macht das Bild des Objektes unscharf.

Hawkwind
07.06.16, 11:13
100 Jahre Kosmologie müssen nicht heissen, dass wir richtig lagen. Das war ja damals mit dem geozentrischen Bild ein Paradigmenwandel.

Es geht doch nicht nur um Kosmologie. Newtons Gravitation kann schon die Perihelverschiebung des Merkur und die Ablenkung von Licht durch Gravitation nicht quantitativ korrekt erklären.

inside
07.06.16, 13:21
Vor allem hat sich die Wissenschaft entwickelt. Und theoretische Physik. Deren Bestreben ist es nicht Dogmen zu entwickeln, was dir offenbar noch nicht klar geworden ist.

Doch doch, hab ich schon, ich bin ja auch nicht hier um dogmatisch herumträllern zu wollen, dass die alle falsch liegen. Mag hin und wieder danach klingen, aber ist nicht so gemeint. Das dogmatische Festhalten am Mainstream ist nur ein wenig im Weg dabei, revolutionäre Ansätze genauer untersuchen zu wollen, denn die Welt der Physiker, ist, wie wir hier schon öfters festgestellt haben, sehr nachtragend.

Den "Energieerhaltungssatz" retten zu wollen, ist genau so notwendig, wie das Parallelenaxiom in beliebig gekrümmten Räumen retten zu wollen. Hat der Raum eine von Null verschiedene Krümmung, dann stimmt das Axiom nicht. Ist die Krümmung gleich Null, stimmt es automatisch.

Das ist dann aber, als ob man für einen Parameter verschiedene Gesetze anwendet, sofern sich dessen Wert auf einen bestimmten hin verändert. Klingt schon relativ "willkürlich" entschieden (auch, wenn es nur ein Modell ist, das durchaus funktioniert).

Dem Marmet würde ich die Frage stellen, wie er die hohe Schärfe der Bilder der entferntesten Objekte im Universum erklären möchte. Denn so eine Streuung, die reduziert nicht nur die Wellenlänge, sondern macht das Bild des Objektes unscharf.

Sehr guter Einwand. Du meinst also, sofern das Licht durch zig H/H2 Wolken fliegt, dort Energie abgibt und dann rotverschoben wird, sollte man auch weniger von den Galaxien im sichtbaren Spektrum wahrnehmen, was dann wieder in einer Unschärfe des Bildes resultieren würde ? So, als ob wir durch Nebel fahren ?

Ich
07.06.16, 13:39
Das dogmatische Festhalten am Mainstream ist nur ein wenig im Weg dabei, revolutionäre Ansätze genauer untersuchen zu wollenBlickst du's echt nicht? Wenn du deine Fragen nicht äußern kannst, ohne der Wissenschaft (und den anderen Forenteilnehmern) "dogmatisches Festhalten am Mainstream" zu unterstellen, dann hast du hierfür einen eigenen Forenbereich, "Jenseits der Standardphysik". Wenn dir das so wichtig ist, dann kannst du dort versuchen, diese Unterstellung mit Fakten zu belegen.

Wenn es dir um die Physik geht, dann spar' dir diese Metaebene. Das nervt. Insbesondere, wenn diese "revolutionären Ansätze" schon seit Jahrzehnten widerlegt sind und die Kritik am Mainstream aus reiner Ignoranz erfolgt.

Also, geht's auch sachlich?

inside
07.06.16, 13:57
Also, geht's auch sachlich?

Habe es hier bisher sachlicher angehen lassen, als Du, wenn man die Argumentationsstrukturen von uns beiden mal gegenüberstellt. Insbesondere bezüglich meinem Post, der Links/Auszüge/ Beschreibungen enthielt, habe ich das sogar extra gemacht, damit DU runterkommst... und plausible, passable, wissenschaftliche Antworten und Meinungen zu meinen Thesen / Vorschlägen/Fragen haben diese Leute hier gepostet, die auch in der Lage dazu waren. Warum also postest Du nichts in diese Richtung? Warum enthält jeder Deiner Posts nichts als "ahhh, Hilfe, greift der etwa Physiker an ??? " ???.
In KEINEM EINZIGEN DEINER BETEILIGUNGEN ist irgendein Ansatz von Antwort zu erkennen, sondern irgendwelche verzweifelten Versuche, sich gegen nicht vorhandene Angriffe zu wehren. Warum ?

Ich
07.06.16, 14:26
Warum also postest Du nichts in diese Richtung?Weil ich keinen Bock habe.
Warum enthält jeder Deiner Posts nichts als "ahhh, Hilfe, greift der etwa Physiker an ??? " ???.
In KEINEM EINZIGEN DEINER BETEILIGUNGEN ist irgendein Ansatz von Antwort zu erkennen, sondern irgendwelche verzweifelten Versuche, sich gegen nicht vorhandene Angriffe zu wehren. Warum ?Weil es nervt. Hier (und nicht nur hier) werden die fachkundigen Leute sauer gefahren, weil ständig irgendwelche Idioten mit irgendeinem Scheiß ankommen und rumtrollen. Weil die nicht anders können, lösen wir das normalerweise so, dass wir sie erst ins entsprechende Unterforum verbannen und dann rauskicken, wenn sie nicht zu einer sachlichen Diskussion imstande sind.

Du bist zu einer sachlichen Diskussion imstande. Deswegen verstehe ich nicht, warum du unbedingt rumcranken musst.
Und damit du mich nicht falsch verstehst: weder rufe ich um Hilfe noch bin ich verzweifelt. Mir täte es nur leid um dich, wenn ich von meinen Moderationsrechten Gebrauch machen müsste. Du bist vielleicht jung, arrrogant und naiv, aber kein Crank. Deswegen erkläre ich dir nun schon zum xten Mal wortreich, was genau du bleiben lassen sollst, damit du nicht in dieser Schublade landest. Diese Mühe mache ich mir keineswegs bei jedem.

Ich
08.06.16, 10:36
Und jetzt doch noch ein Beitrag zur Sache. Das Thema selbst ist ja durchaus interessant.

Der Energieerhaltungssatz ist nicht vom Himmel gefallen, sondern kann mittels des Noether-Theorems (https://de.wikipedia.org/wiki/Noether-Theorem) aus der zeitlichen Unveränderbarkeit der Metrik abgeleitet werden. Da diese zeitliche Unveränderbarkeit in der ART nicht gegeben ist, gilt auch der Energieerhaltungssatz nicht. Das ist eine zwingende mathematische Konsequenz. Man kann zeigen, dass z. B. in den Friedmann-Modellen stattdessen das Produkt aus Skalenfaktor und Pekuliarimpuls erhalten ist. Daraus wiederum folgt direkt die kosmologische Rotverschiebung.
Wer ein plastischeres Verständnis für die "Wirkungsweise" dieser Rotverschiebung gewinnen will, der kann sich die Sache in näherungsweise statischen Koordinaten ansehen, in denen man die Schulphysik (inklusive Energieerhaltung) wieder brauchen kann. Dann entpuppt sich die kosmologische Rotverschiebung in erster Näherung als einfacher Dopplereffekt, in zweiter Näherung noch überlagert mit gravitativer Rotverschiebung. Für eine populärwissenschaftliche Darstellung siehe hier (http://www.spektrum.de/alias/kosmologie/verliert-das-universum-energie/1053217).

Zu Marmet: Der war vor langer Zeit mal Physiker, ungefähr seit seiner Pensionierung bis zu seinem Tod hat er sich aber als notorischer Crank hervorgetan. Seine Theorien sind das Papier (bzw. den Speicherplatz) nicht wert. Er verbreitet eine Spielart der Lichtermüdungsthese (https://de.wikipedia.org/wiki/Lichterm%C3%BCdung), die seit Jahrzehnten tot ist. Ned Wright hat das hier (http://www.astro.ucla.edu/~wright/tiredlit.htm) schön zusammengefasst.

inside
08.06.16, 13:20
THX. Gutes kann so einfach sein.