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-   -   Quantengravitation ohne Raumzeitkrümmung ! (http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=400)

orca 13.11.07 11:14

Quantengravitation ohne Raumzeitkrümmung !
 
Prof. Dr. Roman Sexl war Vorstand am Institut für Theoretische Physik der Universität Wien und Abteilungsleiter am Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften.

Dr. Herbert ist Oberstudienrat am Kurt Schmidt am Ludwig-Georgs-Gymnasium zu Darmstadt

Sie schreiben in ihrem Buch

R. Sexl / H. K. Schmidt: Raum - Zeit - Relativität
3. durchges. Aufl., Nachdr. - Braunschweig;
Wiesbaden: Vieweg, 1991


Zitat:

5.5 Uhren im Schwerefeld

(...) Wir werden im folgenden mit verhältnismäßig einfachen Überlegungen den Einfluß der Gravitation auf den Gang von Uhren herleiten. Dabei soll gezeigt werden, daß eine Uhr auf einem Berg schneller geht als eine Uhr im Tal. Dieser (...) Effekt der Gravitation ist allerdings so klein, daß er nur mit Atomuhren nachgewiesen werden kann.
Um Mißverständnissen vorzubeugen, sei betont, daß es hier nicht darum geht, den Einfluß eines unterschiedlichen Gravitationsfeldes auf solche Uhren zu untersuchen, die ihr Zeitmaß mit Hilfe der Erdanziehung erzeugen. Sanduhren scheiden also ebenso aus, wie alle Uhren mit Schwerependel. Von den hier benutzten Uhren verlangen wir, daß ihr Gang unberührt davon bleibt, ob wir die Uhren auf den Kopfstellen, oder in irgendeine andere Lage bringen. Ebenso wie Atomuhren erfüllen Uhren mit elektrischen Schwingkreisen als Unruh diese Forderung. Wir betrachten zwei gleiche Uhren, die aus je einem hochfrequenten Schwingkreis bestehen. Um den synchronen Gang der beiden Uhren zu überprüfen, stellen wir die beiden Schwingkreise nebeneinander auf und vergleichen deren elektrische Schwingungen mit Hilfe eines Oszillographen. Sind die beiden Uhren voneinander entfernt aufgestellt, so ist ein Vergleich möglich, wenn die beiden hochfrequenten Schwingkreise Radiowellen ausstrahlen. Über eine Antenne können wir an jedem Ort die beiden Radiowellen empfangen und deren Frequenz f messen. Da die Frequenz der Radiowellen gleich der Frequenz der Schwingkreise ist, vergleichen wir auf diese Weise indirekt den Gang der beiden Uhren.
Für die folgenden Überlegungen benötigen wir das Teilchenbild der elektromagnetischen Strahlung. Photonen, wie man die Lichtteilchen nennt, haben die Energie E = h f, wobei f die Frequenz der Strahlung und h = 6,625 10-34 Js das Plancksche Wirkungsquantum ist. Die Masse eines Photons ergibt sich zu m = E / c² = h f / c².
(....) Wir betrachten nun die beiden von den Schwingkreisen ausgesandten Radiowellen im Photonenbild. Ein Schwingkreis ist im Tal und ein Schwingkreis auf dem Berg aufgestellt. Der Empfänger befindet sich auf halber Höhe zwischen den beiden Schwingkreisen (....). Photonen, die der Sender im Tal ausstrahlt, müssen den Berg 'hinaufsteigen'. Dazu benötigen sie Energie, die sie ihrer Photonenenergie E = h f entnehmen. Beim Empfänger angekommen, ist daher die Photonenenergie kleiner und mit E = h f auch die Frequenz der Radiowelle. Für die Photonen, die der Sender auf dem Berg aussendet, sind die Verhältnisse gerade umgekehrt. Demnach treffen beim Empfänger zwei Radiowellen mit verschiedener Frequenz ein. Die Frequenz der von oben kommenden Radiowelle ist größer als die Frequenz der vorn unten kommenden Welle.(....)

In der Höhe gehen Uhren schneller

Neben dem (...) Geschwindigkeitseffekt gibt es einen (...) Gravitationseffekt. Wir leiten den quantitativen Zusammenhang her: Befindet sich der Empfänger in der Höhe H', so ist die Photonenenergie der aufsteigenden Photonen um DE_Tal = m g H' kleiner, wenn sie beim Empfänger ankommen; m ist die Masse eines Photons und g = 9,8 m/s2 ist die Erdbeschleunigung. Die Energie E = m g H ist die potentielle Energie eines Körpers im Schwerefeld der Erde. Die Photonen, die von der Höhe H des Berges `hinabfallen', gewinnen den Energiebetrag

DE_Berg = m g (H - H').

Beim Empfänger angekommen, unterscheidet sich die Energie der beiden Photonen um
DE = DE_Berg + DE_Tal = m g (H - H') + m g H' = m g H
Für den Frequenzunterschied Df der beiden Wellen folgt aus der Gleichung
E = h f

DE = h Df.

Lösen wir diese Gleichung nach Df auf und setzen DE = m g H ein, so ergibt sich

Df = DE / h = m g H / h

Dieser Frequenzunterschied ist unabhängig von der Höhe H', in der sich der Empfänger befindet. Die Photonenmasse m ersetzen wir mit Hilfe der Gleichung
m = E / c² = h f / c² und erhalten

Df = (g H / c²) f.

Eine Uhr, deren Uhrwerk mit der Frequenz f geht, hat in der Höhe H eine um Df höhere Frequenz. Die Zeitanzeige t der Uhr ist proportional zu ihrer Frequenz f. Die Abweichung in der Zeitanzeige Df ist daher auch proportional zur Frequenzänderung Df. Es gilt
Df / f = Dt / t.
Damit folgt aus obiger Gleichung Dt_g = (g H / c²) t.

Nach der Zeit t geht eine Uhr in der Höhe H um die Zeit

Dt_g = (g H / c²) t

vor im Vergleich zu einer Uhr am Boden.


Der Gang einer Uhr hängt also nicht allein von ihrer Bewegung ab, sondern auch von dem Gravitationsfeld, in dem sie sich befindet. Im Weltall, fern von schweren Massen, gehen Uhren schneller, während sie in der unmittelbaren Nachb*****aft von Sternen langsamer gehen.
Im Gravitationsfeld der Erde ist dieser Effekt jedoch so klein, daß man ihn zunächst für nicht meßbar hielt. So geht zum Beispiel eine Uhr auf der Spitze des Montblanc (H = 4 180 m) in 50 Jahren im Vergleich zu einer Uhr auf Meereshöhe nur um Dt_g = 0,7 ms vor:


Dt_g = (g H / c²) t = 2,28 * 10^-11 a = 0,7 ms

Sie sehen, es besteht kein Anlaß für jemand, der in den Bergen wohnt, wegen dieser 'Lebensdehnung' in die Ebene zu ziehen.
Obwohl der Effekt so klein ist, gelang den Amerikanern Pound, Rebka und Snider in den Jahren 1960 bis 1965 der experimentelle Nachweis. Dies war möglich mit Hilfe des von Rudolf Mößbauer entdeckten und nach ihm benannten Effekts. Mößbauer hatte erkannt, daß man bei der Absorption von Gammastrahlung äußerst geringe Frequenzunterschiede nachweisen kann. Die von einem Atomkern emittierte Gammastrahlung wird von einem anderen Kern gleicher Art nur dann absorbiert, wenn die Frequenz der Strahlung nahezu unverändert ist. Pound, Rebka und Snider hatten am Boden eines etwa 25 m hohen Turms der Harvard-Universität eine y-Strahlungsquelle aufgestellt und oben im Turm einen Absorber angebracht. Wegen der Frequenzverschiebung, bedingt durch das Aufsteigen der Photonen, konnte die Strahlung nicht absorbiert werden. Bewegt man jedoch die Quelle ein wenig in Richtung des Absorbers, so gibt man den Photonen etwas Energie. Diese zusätzliche kinetische Energie erhöht die Frequenz und die Strahlung wird absorbiert. So konnte man eine relative Frequenzverschiebung von Df / f = 2,5 * 10^-15 nachweisen und die Formel für den Gravitationseffekt mit einer Meßgenauigkeit von 1 % bestätigen. Um eine Vorstellung von der Präzision dieser Messungen zu erhalten, sei bemerkt, daß die Frequenz von sichtbarem Licht (f =10^-15 Hz) bei einer Höhendifferenz von 20 m nur um 1 Hz verändert wird. Der Gravitationseffekt macht sich in der Umgebung von Neutronensternen und den sogenannten 'Schwarzen Löchern' besonders stark bemerkbar. Diesen Sternen ist man erst im letzten Jahrzehnt mit neuen Radioteleskopen und durch Satellitenbeobachtung auf die Spur gekommen. Neutronensterne und 'Schwarze Löcher' waren ursprünglich Riesensterne, die nach dem Ausbrennen ihrer Kernenergievorräte unter der Last ihrer Gravitationswirkung in sich zusammenstürzten. Dabei werden sogar die Atomkerne dicht aneinandergepackt. Dies führt zu einem unvorstellbar großen Gravitationsfeld, aus dem keinerlei Strahlung mehr entweichen kann. Daher die Bezeichnung 'Schwarzes Loch'.
Mal eine ganz bescheidene Frage: Brauchen wir die SRT und die ART nun nur noch als esoterischen Religionsersatz, oder haben sie noch eine physikalische Bedeutung?

Gibt es irgendwelche Naturphänomene, die man nur mit der SRT oder der ART beschreiben kann?

MfG
orca

Es ist schon sehr witzig von Dr. Sturm das Wort Nachb*****aft zu zensieren.
Vermutlich möchte er Ilja S. nicht unnötig sexuell stimulieren.:rolleyes:

George 13.11.07 12:12

AW: Quantengravitation ohne Raumzeitkrümmung !
 
hallo orca,
also ich würde mich auf jeden fall fragen wie man den morley-michelson versuch ohne der längenkontraktion beschreiben wollen würde..

orca 13.11.07 13:47

Michelson/Morley-Exp und Armlänge
 
Zitat:

Zitat von George (Beitrag 11443)
hallo orca,
also ich würde mich auf jeden fall fragen wie man den morley-michelson versuch ohne der längenkontraktion beschreiben wollen würde..

A) es gibt keinen Äther
Dann kann man sich den Michelson/Morley-Versuch sowieso schenken. Wenn es nämlich keinen Äther gibt, dann kann gibt es auch keine Möglichkeit, eine Bewegung gegenüber diesem nichtexistierenden Äther nachzuweisen.
Das ist doch logisch, ... oder?


B) es gibt doch einen Äther

- Der Arm in Bewegungsrichtung des Interferometers wird durch den Druck des Ätherwind verkürzt
- Der Arm quer zur Bewegungsrichtung des Interferometers wird durch den Druck des Ätherwindes verlängert
- Der Arm in Bewegungsrichtung des Interferometers erscheint dem Licht verkürzt
- Der Arm quer zur Bewegungsrichtung des Interferometers erscheint dem Licht verlängert
- usw. usw.

C) es gibt nicht/doch einen Äther

- Durch die Bewegung v gegenüber dem nichtexistierenden Äther werden die Arme des Interferometers in Bewegungsrichtung um den Faktor sqrt (1 - v²/c²) verkürzt
- Durch die Bewegung v gegenüber dem nichtexistierenden Äther werden die Arme des Interferometers quer zur Bewegungsrichtung um den Faktor 1 / sqrt (1 - v²/c²) verlängert
- Durch die Bewegung v gegenüber dem nichtexistierenden Äther erscheinen die Arme des Interferometers in Bewegungsrichtung um den Faktor sqrt (1 - v²/c²) verkürzt
- Durch die Bewegung v gegenüber dem nichtexistierenden Äther erscheinen die Arme des Interferometers quer zur Bewegungsrichtung um den Faktor 1 / sqrt (1 - v²/c²) verlängert
- Durch die Bewegung v gegenüber dem nichtexistierenden Äther werden die Arme des Beobachters in Bewegungsrichtung um den Faktor sqrt (1 - v²/c²) verkürzt
- Durch die Bewegung v gegenüber dem nichtexistierenden Äther werden die Arme des Beobachters quer zur Bewegungsrichtung um den Faktor 1 / sqrt (1 - v²/c²) verlängert
- Durch die Bewegung v gegenüber dem nichtexistierenden Äther erscheinen die Arme des Beobachters in Bewegungsrichtung um den Faktor sqrt (1 - v²/c²) verkürzt
- Durch die Bewegung v gegenüber dem nichtexistierenden Äther erscheinen die Arme des Beobachters quer zur Bewegungsrichtung um den Faktor 1 / sqrt (1 - v²/c²) verlängert
Das ist nicht ganz so logisch, .... oder ?


Ich geh halt davon aus, daß es keinen Äther gibt und deshalb werden meine Arme auch nicht längs oder quer durch einen Ätherwind gekürzt oder verlängert.

orca 13.11.07 14:16

Riesenrad und Lichtgeschwindigkeit
 
Wenn man das Interferometer von Michelson und Morley nicht hinlegt, sondern wie ein Riesenrad aufstellt, dann kann man die vermissten Interferenzen leicht beobachten, während der Versuchsaufbau langsam wie ein Riesenrad gedreht wird, weil die Lichtgeschwindigkeit vom Gravitationsfeld abhängig ist.


http://www.riesenrad.de/image/image_1_0.jpg

Eyk van Bommel 15.11.07 22:36

AW: Quantengravitation ohne Raumzeitkrümmung !
 
Ich frage mich nur was das mit Quantengravitation zu tun hat? Also mit Quanten?

Quantengravitation:
Quantengravitation ist der gleiche/ähnliche Vorgang wie beim Tunneln. Das was wir als e- messen, ist nur ca. 50% des eigentlichen, tatsächlichen e-. Der Rest tunnelt durch den 3D-Raum frei herum und verursacht hierdurch Anziehung. Denn wenn sich die anderen 50% an einem bestimmten Ort in der Summe länger aufhalten (zweitgrößte WW), verschiebt sich die gesamte Aufenthaltswahrscheinlichkeit(AHW) (Mittelwert) in diese Richtung – logisch oder? Auf dem Weg dort hin können wir es als EM-Feld oder Gravitationsfeld messen. Das erklärt warum wir innerhalb des Quantenbereichs keine Gravitation messen können, denn tunneln als EM- Grav.- Feld tun sie nur nach außen. Innen zwar auch aber das wissen wir ja und beschreiben es nicht als Gravitationsfeld wobei es aus den 3 Grundkräften resultiert. Naja - aber das ist ja zu fern der realität wie ich erfahren habe. ET sind Punkte und nicht nur eine AHW. Nur der Punkt darf sich in einer AHW aufhalten.

Gruß
EVB

Karl 16.11.07 11:32

AW: Quantengravitation ohne Raumzeitkrümmung !
 
Zitat:

Zitat von Eyk van Bommel (Beitrag 11567)
Ich frage mich nur was das mit Quantengravitation zu tun hat? Also mit Quanten?

Quantengravitation:
Quantengravitation ist der gleiche/ähnliche Vorgang wie beim Tunneln. Das was wir als e- messen, ist nur ca. 50% des eigentlichen, tatsächlichen e-. Der Rest tunnelt durch den 3D-Raum frei herum und verursacht hierdurch Anziehung. Denn wenn sich die anderen 50% an einem bestimmten Ort in der Summe länger aufhalten (zweitgrößte WW), verschiebt sich die gesamte Aufenthaltswahrscheinlichkeit(AHW) (Mittelwert) in diese Richtung – logisch oder? Auf dem Weg dort hin können wir es als EM-Feld oder Gravitationsfeld messen. Das erklärt warum wir innerhalb des Quantenbereichs keine Gravitation messen können, denn tunneln als EM- Grav.- Feld tun sie nur nach außen. Innen zwar auch aber das wissen wir ja und beschreiben es nicht als Gravitationsfeld wobei es aus den 3 Grundkräften resultiert. Naja - aber das ist ja zu fern der realität wie ich erfahren habe. ET sind Punkte und nicht nur eine AHW. Nur der Punkt darf sich in einer AHW aufhalten.

Gruß
EVB


In der klassische Mechanik ist die Gravitation eine geheimnisvolle, unerklärbare Fernwirkung zwischen Massen auch über sehr große Entfernungen hinweg.

F = G*m1*m2/r²

In der Allgemeinen Relativitätstheorie ist die Gravitation eine geheimnisvolle, unerkärbare Fernwirkung der Massen auf die esoterische Krümmung der Raumzeit und zusätzlich noch eine geheimnisvolle, unerklärbare Nahwirkung der esoterischen Krümmung der Raumzeit auf die Bewegung der Massen.

Während die klassische Gravitation nur ein Geheimnis enthält, beinhaltet die Allgemeine Relativitätstheorie gleich drei große Geheimnisse:

- wie kann die Masse über große Entfernungen hinweg die Raumzeit krümmen?

- was ist eine gekrümmte Raumzeit

- wie kann die gekrümmte Raumzeit Massen in ihrer Nähe bewegen?


Wie gesagt: Wahrend die klassische Mechanik nur ein Geheimnis birgt, hat die Allgemeine Relativitätstheorie gleich drei Geheímnisse - das erklärt natürlich die ungewöhnliche Beliebtheit der ART bei den Esoterikern der Popphysik. Bei den "Wissenschaftlern" ist die Allgemeine Relativitätstheorie deshalb so beliebt, weil dafür dutzende Differentialgleichungen, Tensorrechnungen und nichteuklidsche, gekrümmte Raumzeiten erforderlich sind, um annähernd richtige Ergebnisse zu erzielen.

Damit der esoterische Laie an eine Theorie glauben kann, muß sie möglichst viel Geheimnisse bieten und Raum für irrationale, metaphysische Spekulationen bieten.
Damit der esoterische Fachidiot an eine Thorie glauben kann, muß sie möglichst viele komplizierte Formeln und irrarionale Mathematiken für n-dimensionale Räume enthalten.

Was hat nun die Quantentheorie mit der Gravitation zu tun?

Zitat:

Zitat von www.quanten.de
Die Bezeichnung "Quanten" wird allgemein für Elementarteilchen (nicht mehr weiter teilbare Teilchen) benutzt, wenn ihr korpuskulares und nicht ihr wellenartiges Verhalten im Vordergrund steht. Die Erkenntnis, dass jede Materie (Elektronen, Protonen, Atome, Moleküle,...) nicht nur Teilcheneigenschaft besitzt, sondern auch als Welle ("Materiewelle", de Broglie-Gleichung) beschrieben werden kann, ist eine der wichtigsten Errungenschaften der modernen Physik.

Die Quantentheorie stellt einen ganz einfachen Zusammenhang zwischen der den Frequenzen f und df der "de Broglie-Materiewellen" der Quantentheorie und dem Gravitationspotential dPsi der klassischen Mechanik und dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit c² her.

df = f * dPsi / c²

Gravitation ist also nichts anderes, als die das Bestreben der de Broglie-Materiewellen einen möglichst geringen Energiezustand zu erreichen, bzw. eine möglichst geringe Frequenz anzunehmen.

Die Quantengravitation hat den demnach den Nachteil, daß sie kein Geheimnis mehr enthält und mit Grundschulmathematik auskommt.
Damit ist sie natürlich für den esoterischen Laien und den esoterischen Fachidioten nicht akzeptabel.

MfG
Karl

PS Ich hoffe, das war auch im Sinne von orca!

orca 16.11.07 12:09

AW: Quantengravitation ohne Raumzeitkrümmung !
 
Danke Karl!

Bevor Karl mit faulen Eiern oder mit Ruhm bekleckert wird, wollen wir doch mal festhalten, diese Quantengravitation ist bereits vor dreißig Jahren von Prof. Sexl und Dr. Schmidt veröffentlicht wurde.


Zitat:

Die Quantentheorie stellt einen ganz einfachen Zusammenhang zwischen der den Frequenzen f und df der "de Broglie-Materiewellen" der Quantentheorie und dem Gravitationspotential dPsi der klassischen Mechanik und dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit c² her.

df = f * dPsi / c²

Gravitation ist also nichts anderes, als die das Bestreben der de Broglie-Materiewellen einen möglichst geringen Energiezustand zu erreichen, bzw. eine möglichst geringe Frequenz anzunehmen.
Eure vernichtende Kritik bitte an die beiden Wissenschaftler, und nicht an den lieben und unschuldigen Karl, richten. Er ist nur der Bote der schlechten Nachricht von der endgültigen Niederlage der ART.

Liebe Grüße
orca

pauli 16.11.07 13:06

AW: Quantengravitation ohne Raumzeitkrümmung !
 
Oh Himmel, jetzt haben sich Pat + Patachon im Quantenforum gefunden :eek:

rene 16.11.07 19:17

AW: Quantengravitation ohne Raumzeitkrümmung !
 
@orca und Karl

Verwechselt ihr da nicht etwas? Die Quantengravitation ist ein Versuch, die Quantentheorie mit der allgemeinen Relativitätstheorie zu vereinigen!

Die Gravitation widersetzt sich bisher sämtlichen quantenmechanischen Versuchen, sie in lokale Einzelkräfte zu zerlegen, zu erklären und berechnen. Ernsthafter Anwärter hierzu ist die Stringtheorie, in der alle Elementarteilchen durch mehrdimensionale Strings repräsentiert werden. Eine Alternative ist die Loop-Quantengravitation, in welcher auch noch der Raum und die Zeit quantisiert sind; oder die multiple, mehrere Stringtheorien vereinigende M-Theorie, die diese als Spezialfall einer fundamentaleren Theorie betrachtet.

Die Loop-Quantengravitation scheitert nach wie vor an ihrer Vereinigung mit der ART im Bereich der Planck-Skala (Korrespondenzprinzip im Grenzbereich). Auch die Vereinigung aller 4 Grundkräfte der Physik gelang mit der LQG (noch) nicht. Sie erklärt auch nicht die Verletzung der CP-Invarianz (Ladungsparität: gleiche Wechselwirkungen und Zerfälle von Teilchen und Antiteilchen) der schwachen Wechselwirkung.

Das Graviton ist leider nur ein hypothetisches Eichboson einer Quantengravitationstheorie, welches zusammen mit seinen Partnern eine Änderung des normalen 1/r^2- Abstandsgesetzes bewirken kann, das aber mit der Gravitationsstrahlung aus den Feldgleichungen der ART (noch) nicht zufriedenstellend vereinigt worden ist. Eine instantane Fernwirkung wie sie Newton postulierte, hat selbst ihn zurückgeschreckt (philosophisch). Gemäss der ART beträgt die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation Lichtgeschwindigkeit c im Vakuum. Rechnet man die Planetenbewegungen um die Sonne mit dem retardierten Potential, verlieren sie dabei Energie, spiralisieren nach sehr vielen Umläufen in die Sonne unter Abgabe von Gravitationsstrahlung. Der Effekt ist verschwindend klein und könnte nur an massenreichen Objekten bestätigt werden.

Zudem gilt df = f * dPsi / c² nur für hinreichend schwache Gravitationsfelder als gute Näherung.

Grüsse, rene

Karl 16.11.07 19:42

AW: Quantengravitation ohne Raumzeitkrümmung !
 
Zitat:

Zitat von rene (Beitrag 11607)
@orca und Karl

Verwechselt ihr da nicht etwas? Die Quantengravitation ist ein Versuch, die Quantentheorie mit der allgemeinen Relativitätstheorie zu vereinigen!

Mir scheint, du hast da was mißverstanden, die Quantengravitation ersetzt die Allgemeine Relativitätstheorie vollständig. Du kannst deine esoterische ART in die Tonne treten.


Zitat:

Zitat von rene (Beitrag 11607)
@orca und Karl
Zudem gilt df = f * dPsi / c² nur für hinreichend schwache Gravitationsfelder als gute Näherung.
Grüsse, rene

Wie kommst du denn darauf, hast du das etwa nachgemessen?

Bist du auch ganz sicher, daß beim Messen dein Maßstab nicht gekrümmt bzw. irgendwie verdreht war und der Zeiger deiner Uhr nicht verbogen war?

MfG
Karl


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