Massezunahme bei relativistischen Geschwindigkeiten
Hallo zusammen,
ein weiteres Thema, das mich beschäftigt, ist die Massenzunahme bei relativistischen Geschwindigkeiten. Ich denke nicht, dass man dieses Phänomen an sich anzweifeln sollte, die Tatsache an sich dürfte bewiesen sein (Kaufmann-Bucherer-Neumann-Experimente etc.). Nur, wie entsteht das? Woher "weiss" Materie: hoppla, jetzt nähere ich mich langsam der (noch dazu 'konstanten') Lichtgeschwindigkeit, es wird jetzt langsam Zeit, meine Masse zu erhöhen (nebenbei übrigens, wie stellt sie das dann an?) Die "Äthermodelle" sind ja überholt... trotzdem, was sagt der Materie, dass sie (relativistische) Geschwindigkeit draufhat? Woher bekommt sie diese - hoppla - Information? Bekommt sie die von der Raumzeit, die sie dabei durchquert? Von der "Raumzeit" habe ich persönlich (noch) keine anschauliche Vorstellung. Die bekannten Trichter- oder Netzmodelle mit den Dellen drin helfen mir da im tieferen Verständnis nicht wirklich weiter. Sie taugen m.E. nur als Modell, das beschreibt, was passiert, aber nicht, wieso, warum, und aufgrund welcher Mechanismen. Überhaupt, scheinen mir noch so einige Fragen in der Physik bis heute offen zu sein. Die Forschung scheint sich um diese nicht zu kümmern... oder einfach keine Ideen dazu zu haben... man schiesst lieber Teilchen in großen Beschleunigern um die Wette, anstatt sich um Grundsätzliches zu kümmern (?) Viele Grüße Chris |
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Moin,
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Du hast wohl insofern Recht, als dass jede Masse-Messung an Bord einer relativistisch schnell fliegenden Rakete für ein Objekt in dieser Rakete keine Veränderung von dessen Masse ergeben würde - aber v.a. deshalb, weil jede denkbare Messapparatur von dieser Massezunahme (und auch der entsprechenden Zeitdilatation) in gleicher Weise betroffen wäre. Jedoch nimmt die ermittelte Masse für einen externen Beobachter zu, siehe die beschriebenen Experimente. In diesem Fall ist die von einem externen Beobachter ermittelte Masse ausschlaggebend... u.a. dafür, dass ein (materiebehaftetes) Objekt nicht auf Lichtgeschwindigkeit, oder darüber hinaus, beschleunigt werden kann. Das bedeutet übrigens im Umkehrschluss, dass es durchaus "bevorzugte" Inertialsysteme gibt. Nämlich solche, die so wenig von relativistischen Effekten beeinflusst sind, dass sie noch einigermassen zuverlässige Aussagen über andere Objekte und Inertialsysteme treffen können. Unsere Erde wäre z.B. ein solches... Viele Grüße Chris |
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Viele Grüße Chris |
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In den relativistischen Formeln steht für m grundsätzlich die "Ruhemasse". Das, was Du meinst wird dort als Energie bezeichnet, kann aber natürlich nachträglich über E = mc² auch in eine Masse umgerechnet werden. |
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Warum und wieso, und aufgrund welcher Mechanismen, darauf bleibt die Physik ja bisher die Antwort schuldig. Viele Grüße Chris |
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Witzig finde ich übrigens das folgende: Zitat:
Ist nicht ganz korrekt ;-) Es gibt bessere, objektivere, Inertialsysteme, als andere... Obwohl wohlgemerkt alle physikalischen Vorgänge in jedem Inertialsystem für sich betrachtet immer gleich ablaufen. Viele Grüße Chris |
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Bereits Einstein hat den Begriff der relativistischen Massenzunahme als irreführend und unnötig abgelehnt.
Es gibt genau zwei relevante Konzepte: Die invariante oder Ruhemasse, und die Gesamtenergie. Alles weitere ist nicht falsch, jedoch überflüssig. Sinnvolle Darstellungen verzichten darauf. |
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Kann man sicher auch anders sehen. Viele Grüße Chris |
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Masse ist rein begrifflich etwas, das mit dem Körper verbunden ist, eine dem Körper intintrinsische Eigenschaft. Relativistische Massenzunahme würde dann bedeuten, dass sich durch eine andere Geschwindigkeit an dem Körper etwas ändert, und das ist sicher falsch. Massenzunahme z.B. durch Erwärmung bedeutet dagegen tatsächlich, dass sich an dem Körper etwas ändert - das muss man ganz klar trennen. Und am einfachsten trennt man das, indem man auf das Konzept der relativistischen Masse völlig verzichtet. Die meisten Verständnisprobleme, die ich zu diesem Thema erlebe, resultieren aus der irreführenden Verwendung dieses an sich überflüssigen Begriffs. |
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Sondern was auch immer da passiert, das passiert "unterhalb" der Ebene der Elementarteilchen. Beweis: stecke eine handvoll Elektronen in einen Teilchenbeschleuniger, und bringe sie auf 0,9 c. Dann beobachtest du alle nur denkbaren Effekte einer (wie auch immer) eröhten Masse dieser Teilchen. Zitat:
Viele Grüße Chris |
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Außerdem ist es ausreichend, dies in einem Thread zu diskutieren. Ich habe eine konkrete Antwort in einem anderen Thread gegeben, deswegen sollte die Moderation diesen hier schließen. |
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Da sich Elementarteilchen nicht wie die Lemminge vermehren, wenn man sie beschleunigt (zumindest ist mir dahingehend nichts bekannt), muss und kann man den beobachteten Massezuwachs irgendwie anders erklären. Und damit muss das, was hier passiert, wohl irgendwie "unterhalb" der Ebene der Elementarteilchen passieren. Aber wie auch immer... ist nicht wirklich wichtig... |
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Typo korrigiert
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Ein Elektron "wiegt" in Ruhe z.B. ca. 511 keV. |
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Bernhard, er versteht die Hinweise zur Invarianz der Masse nicht und versteift sich deshalb auf die Elementarteilchen ... .
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Nein, also was Bernhard hier gesagt hat, das leuchtet mir ein, und ist auch nicht allzu schwer zu verstehen, würde ich sagen.
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Eine geeignete Beschreibung für Phänomene, die mit dem gewöhnlichen Alltag nicht mehr viel gemein haben, ist auch nicht trivial und so mancher Blogger kennt da auch schon den einen oder anderen mißglückten und/oder nervenaufreibenden Versuch. |
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Newton E(v) = ½ mv² p(v) = mv Einstein E(v) = γmc² p(v) = γmv m = const. M(v) = γm Lassen wir die letzte Definition für M(v) weg, so bleibt alles zuvor gesagte gültig. E(v) und p(v) sind bezugsystemabhängige Größen, mehr nicht. Die Einführung von M(v) ist unnötig und irreführend, aber nicht falsch. Und unterhalb der Ebene der Elementarteilchen passiert da gar nix, man benötigt ein bisschen Geometrie und gut is'. |
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Und die physikalische Realität selbst und ihre Phänomene sind das eine. Diese durch Mathematik beschreibbar und berechenbar zu machen, ist das andere. Allerdings muss ich sagen, es geht jetzt fast nur noch um sprachliche, teils sogar philosophische, Aspekte, die wohl zu keiner tieferen Erkenntnis oder Revolution hier mehr führen werden. Von demher... |
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Hast du das hier Zitat:
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Im Rahmen der SRT kann man selbstverständlich auf die relativistische Masse verzichten, weil man da überhaupt keine Gravitation beschreiben kann. Und in der ART muss man zur Beschreibung der Gravitation auf die relativistische Masse verzichten, weil letztere höchsten ein Konzept für Punkt- bzw. Testteilchen ist und damit keine Quelle der Gravitation beschreibt; diese folgt aus den Feldgleichungen. Und eine „schwere Masse“, die irgendetwas mit der relativistischen Masse zu tun hätte existiert in diesem Sinne in der ART nicht, weil alle Objekte egal welcher Masse dem selben gravitativen Einfluss in einem Gravitatinsfeld unterliegen; d.h. insbs. dass die Bahnen von Testteilchen völlig unabhängig von der Masse sind. Im Gegenteil, der Schritt von der SRT zur ART fällt einfacher aus, wenn man nicht zuerst sinnlos neue Konzepte einführt, nur um sie dann wieder abzuschaffen. |
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Wie sonst sollen sich Physiker über Aspekte der RT vernünftig unterhalten können, wenn man dafür keine geeigneten Worte zur Verfügung hat? ;):) |
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Der Begriff 'relativistische Masse' taucht doch nur dann auf, wenn klassisch über Trägheit und Gravitation gesprochen wird und dabei Masse mit Ruhemasse gleichgesetzt wird, was zu unzureichenden Beschreibungen führt. Insofern halte ich es für sinnvoll, in diesen Zusammenhängen gleich über Energie zu reden statt über Masse. |
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Im vernünftigen SR-Formalismus gilt F=ma. Man verwendet dafür Vierervektoren, dann funktioniert das alles, und es gibt keine "scheinbare Massenzunahme". Zitat:
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Beispiel einer qualitativen Beschreibung aus dem Umfeld der RT: Zitat:
Wie man sieht, ist in diesem Fall kein einziges mathematisches Formelzeichen vonnöten. Auf abstrakte und die menschliche Vorstellung sprengende Objekte wird hier ebenfalls verzichtet. Das hat - zumindest manchmal - auch seine Vorteile. |
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Na gut, ich bin auch raus.
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M.a.W.: willst du Physik verstehen? dann musst du die Mathematik verstehen! |
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Die relativistische Masse wäre also völlig ungewohnt kein Skalar mehr sondern richtungsabhängig, hätte tensorielle Eigenschaften. Das zeigt doch, dass das recht weit ab von dem ist, was man intuitiv unter "Masse" versteht. https://de.wikibooks.org/wiki/Ruhema...eines_Körpers Auch aus diesem Grund wird die Einführung der relativistischen Masse heutzutage eher als didaktischer Fehlgriff angesehen. |
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