SCR - Einsteins Uhrenhypothese

[Benjamin]

Zitat von SCR

Das ist korrekt. Und konkret treffen wir dabei eigentlich auch nur Aussagen über das Verhalten von Materie - Denn daraus bestehen unsere Maßstäbe und Uhren.

Unsere Maßstäbe und Uhren bestehen freilich aus Materie.
Die ART geht aber noch weiter und beschreibt auch das Verhalten von Licht.

Ich sehe es so:
Es gibt einen physikalischen Raum mit konkreten Eigenschaften. Man könnte eine solche Eigenschaft über die Lichtgeschwindigkeit definieren. Die Lichtgeschwindigkeit ist abhängig vom Ort. Aber Vorsicht! Lokal gemessen ergibt die Lichtgeschwindigkeit immer c!
Das führt uns unweigerlich zu einer zweiten Eigenschaft des Raumes. Die räumliche Ausdehnung von Materie und das zeitliche Verhalten derselben ist ebenso abhängig vom Ort.
Damit haben wir einen physikalischen Raum, der in Wechselwirkung mit Materie und Licht steht. Das Verblüffende hierbei ist, dass sich Licht und Materie sehr symmetrisch unter dieser Eigenschaft des Raumes verhalten. Diese Symmetrie lässt sich an folgendem Beispiel gut erkennen: Man kann eine Uhr mit Hilfe des Zerfalls von radioaktiven Elementen kreieren. Das Verhalten der Uhr hängt somit von der Halbwertszeit der Materie ab. Man kann eine Uhr aber auch mit Hilfe des Lichtes kreieren, eine sogenannte Lichtuhr. Ihr Verhalten hängt von der Lichtgeschwindigkeit und der Ausdehnung der Materie ab. Egal, welche Art von Uhr man wählt, und sogar egal, wie im Raum sie orientiert ist (ein ganz und gar nicht unwesentlicher Aspekt), die Uhren verhalten sich völlig identisch.

[SCR]

Hallo Benjamin,

erst einmal herzlichen Dank dass Du mir hier in diesem Thread geantwortet hast. Zum Thema:

Zitat von Benjamin

Dass aber diese Eigenschaft des Raumes, die Zeit zu beeinflussen, über eine vierdimensionale Raumzeit beschrieben wird, sehe ich als einen mathematischen Hilfsgriff an.

in Verbindung mit:

Zitat von Benjamin

Egal, welche Art von Uhr man wählt, und sogar egal, wie im Raum sie orientiert ist (ein ganz und gar nicht unwesentlicher Aspekt), die Uhren verhalten sich völlig identisch.

Deine Sicht gefällt mir sehr gut:
1. Ich würde keiner Dimension intrinsisch eine Richtung geben wollen: Das gilt sowohl für die Zeit als auch den Raum.
Nur sich darin bewegenden Objekten kann ein Bewegungsbegriff und damit überhaupt erst eine Richtung zugesprochen werden. (Wobei ich aber dann noch grundsätzlich ein Problem mit den Begrifflichkeiten "vorwärts" und "rückwärts" habe: IMHO kann man sich überhaupt nicht rückwärts in der Zeit bewegen: Entweder macht eine Uhr "Tick" für ein Objekt oder nicht; ich sehe hier grundsätzlich erst einmal keine Möglichkeit eines negativen Ticks - Das Thema können wir gerne noch vertiefen).
2. Ich sehe Raum und Zeit als Freiheitsgrade der Bewegung eines Objekts an.
Sie sind IMHO substituierbar - Und damit läuft das im Endeffekt auf die/eine Gesetzmäßigkeit hinaus, dass sich ein Objekt entweder im Raum oder in der Zeit bewegen kann. In diesem Sinne könnte man Raum und Zeit als unterschiedliche "Richtungen" der Bewegung eines Objekts interpretieren.
"Bewegen" in einem dieser beiden Sinne muß sich IMHO prinzipiell ein Objekt: Sonst wäre es physikalisch nicht existent.

Erst einmal bis dahin: Wie siehst Du das? Zumindest das ein oder andere dieser meiner Überlegungen meine ich in Deinen Beiträgen zumindest ansatzweise (wieder)erkannt zu haben.

P.S.: Ich erachte es für etwas schwierig, meine Gedanken hierzu in geeignete Worte zu fassen: Viele Begriffe sind mit Bildern aus der Alltagserfahrung vorbesetzt, die nicht ganz das widerspiegeln, was ich mit ihnen auszudrücken versuche.

[SCR]

Ergänzende Anmerkungen:

Zitat von Benjamin

Da wäre zunächst einmal der Umstand, dass Zeit immer so abläuft, dass die Entropie eines geschlossenen Systems zunimmt. Etwas vergleichbares gibt es beim Raum nicht.

Das ist interessant: Ich vermute die Ursache der Entropie nämlich genau "andersherum" (= rauminduziert; Erläuterung der Hintergründe auf Wunsch gerne).
Könntest Du den Ursache-Wirkungs-Zusammenhang, den Du bezüglich der Zeit und der Entropie siehst, näher erläutern? (Wessen Zeit "läuft immer so ab"? ...)

Zitat von Benjamin

Dann kann man in der Zeit nicht ruhen, wobei "ruhen" allein schon ein irreführender Begriff ist, so als ob hier Bewegung vorliege, dabei zeichnet sich Bewegung durch eine zeitliche Veränderung im Raum aus.

Da gebe ich Dir Recht: Es wird an diesen Ecken schwierig mit den "geläufigen" Begrifflichkeiten aus-/zurechtzukommen.
Unabhängig davon möchte ich Dich fragen: Würdest Du ein Photon nicht als in der Zeit ruhend betrachten?
Falls Ja: Wie würdest Du dessen "zeitlichen Zustand" um-/beschreiben?

Zitat von Benjamin

Was soll dann eine Bewegung durch die Zeit sein?

Wenn wir den Bewegungsbegriff etwas allgemeiner fassen als einen zurückgelegten Schritt (z.B. eine Plancklänge/Plancksekunde) bezüglich einer bestimmten Dimension - Dann kann man auch in der Zeit voranschreiten ohne sich dabei räumlich zu bewegen (bzw. sich bewegen zu müssen).

Zitat von Benjamin

Des Weiteren hat die Zeit eine andere, eigene physikalische Dimension. Die Zeitachse mit ct zu definieren, damit diese eine räumliche Dimension bekommt, ist in dieser Hinsicht ebenso ein Hilfsgriff, um einen mathematisch korrekten Abstand definieren zu können. Es gibt keine physikalische Rechtfertigung für diesen Schritt, es ist eine rein mathematische Überlegung.
Folgerichtig dürfte man gar nicht von einer Raumzeit sprechen, sondern von einem Lichtgeschwindigkeit-mal-Zeit-Raum. Immerhin rechnet man gar nie mit der Zeit als eigene Dimension, sondern immer mit ct. Die vierte Dimension der Raumzeit ist nicht die Zeit, es ist Zeit multipliziert mit der Lichtgeschwindigkeit.
Sprichst du nun dem Lichtgeschwindigkeit-mal-Zeit-Raum eine physikalische Realität zu?

Meiner Meinung nach ein ebenfalls hochinteressanter Hinweis von Dir:
Man rechnet dabei die Länge des Weges durch die Zeit, den ein IS (= Beobachter) genommen hat, in den Weg eines Photons durch den Raum, welches man im gleichen Zeitraum beobachtet hätte, um.
Setzt man dabei c=1 zeigt sich umgehend, dass die Dimensionen Raum und Zeit (zumindest in diesem Fall) prinzipiell eine identische Größenordnung aufweisen (müssen).
Ich hatte die Frage schon in einem anderen Thread gestellt: Wie kann man räumliche Abstände zu bzw. zwischen weit entfernten Objekten messen ohne dabei die Dimension Zeit heranzuziehen?

Zitat von Bauhof

Hermann Minkowski argumentiert gerade umgekehrt, Raum und Zeit sind für ihn nur Schatten, nur die Union der beiden soll Selbständigkeit bewahren.

Das sehe ich ähnlich wie Bauhof: Die beiden Dimensionen zu differenzieren / ihre Unterschiede herauszuarbeiten würde Minkowski wohl eher zuwiderlaufen.
Die Frage lautet meiner Meinung nach: Was verbindet Raum und Zeit?
Und zwar - wie Du IMHO schon sehr richtig dargelegt hast - abgeleitet aus dem Verhalten von Maßstäben und Uhren.

Zitat von Benjamin

Weil die Zeit keine räumliche Dimension ist. Sie unterscheidet sich wesentlich vom Raum.

Ich würde sagen "Jein": Beide Dimensionen ähneln sich womöglich mehr als wir denken (Mein "Jein" liegt aber auch in den Unzulänglichkeiten der Anwendung der Begriffe, die bereits durch unseren Alltagsgebrauch anders / mit einer bestimmten Intention besetzt sind, begründet).

Zitat von Benjamin

Freilich sagen die Maxwell-Gleichung, dass sich Licht nicht reflektieren kann, und zumindest für uns zugängliche Energien trifft das zu. Ob dies auch für hohe Energiedichten, wie im Inneren von Protonen, usw., gültig ist, sei dahingestellt,

Ja: Das ist (wie Du selbst andeutest) Spekulation. Ich gehe eher davon aus, dass die Maxwell-Gleichungen den Sachverhalt völlig zutreffend beschreiben: Es gibt meiner Meinung nach einen Grund, warum mindestens ein Partner einer WW ponderabler Gestalt sein muß (Können wir gerne vertiefen).

Zitat von Benjamin

Die gegebene Bedingung, dass sich alle Lichtstrahlen zeitgleich an den Ecken treffen, muss für ruhende und frei fallende Objekte weiterhin gelten.

Insgesamt ein sehr schönes Beispiel - Auch wenn ich Deine Einschätzungen nicht umfassend teile: Mach' bitte weiter so - Deine Gedanken sind sehr inspirierend und gehen IMHO so oder so / auf jeden Fall in eine äußerst interessante Richtung!

[Benjamin]

Zitat von SCR

Könntest Du den Ursache-Wirkungs-Zusammenhang, den Du bezüglich der Zeit und der Entropie siehst, näher erläutern? (Wessen Zeit "läuft immer so ab"? ...)

Wenn die Entropiezunahme nicht Gesetz wäre, könnte prinzipiell jeder Naturvorgang umgekehrt werden. D.h. jedes geschlossene System könnte seinen Anfangszustand wieder einnehmen. Das ist aber in den meisten Fällen nicht möglich. Stell dir einen Kanister Benzin in einem absolut isolierten Raum vor. Wenn du es anzündest, wird das Benzin verbrennen, die Kohlenstoffmoleküle werden sich mit Sauerstoff verbinden und an kinetischer Energie gewinnen. Wärme wird frei. Theoretisch könnte das Benzin aber wieder entstehen, wenn diese Wärme die Reaktion umkehrt und aus dem CO2 (usw.) wieder Benzin und O2 macht. In der Natur wird das aber nie geschehen, weil eine solche Reaktion so extrem unwahrscheinlich ist, dass sie praktisch nicht geschehen kann. Ein System strebt immer vom unwahrscheinlicheren zum wahrscheinlicheren Zustand.
Dieses Gesetz der Wahrscheinlichkeit, das Gesetz der Entropiezunahme eines geschlossenen Systems zeichnet die Zeit aus. Du erkennst das Voranschreiten der Zeit am Zunehmen der Entropie. Wäre dem nicht so, könntest du womöglich jeden Naturvorgang auf Video aufnehmen und beim Ansehen nicht feststellen, ob das Video rückwärts oder vorwärts läuft.

Wenn wir den Bewegungsbegriff etwas allgemeiner fassen als einen zurückgelegten Schritt (z.B. eine Plancklänge/Plancksekunde) bezüglich einer bestimmten Dimension

Ja, das ist es ja gerade! Wonach willst du die Zeit ableiten, welche Veränderung findet statt, dass man sich durch die Zeit "bewegt"?

Setzt man dabei c=1 zeigt sich umgehend, dass die Dimensionen Raum und Zeit (zumindest in diesem Fall) prinzipiell eine identische Größenordnung aufweisen (müssen).

Auch das halte ich für einen mathematischen Hilfsgriff.

[EMI]

Zitat von SCR

Könntest Du den Ursache-Wirkungs-Zusammenhang, den Du bezüglich der Zeit und der Entropie siehst, näher erläutern?

Siehe auch hier SCR:
http://www.quanten.de/forum/showpost...2&postcount=23

Zitat von Benjamin

Auch das halte ich für einen mathematischen Hilfsgriff.

Die Symmetrie zwischen Raum und Zeit wird besonders deutlich, wenn Ort und Zeit in gleichen Einheiten angegeben, c=1 gesetzt wird.
Wenn Raum- und Zeitabstände in gleichen Einheiten gemessen werden, lässt sich der Satz des Pythagoras anwenden, um das Abstandsquadrat zwischen zwei Ereignissen als Summe der Quadrate ihrer Koordinaten ausdrücken. Die Lichtgeschwindigkeit c entspricht dann einem Verhältnis zwischen zwei Abständen, das man gleich 1 setzen darf.
Mit c=1 lässt sich das Raumzeitintervall zwischen zwei Ereignissen durch eine "pythagorasähnliche" Formel ausdrücken. Ähnlich wie sich die grav.Konstante Newtons aus dem Verhältnis zwischen einer natürlichen Masseneinheit und einer willkürlich festgelegten Einheit ergibt, lässt sich c als Verhältnis zwischen zwei unabhängig per Konvention festgelegten Einheiten auffassen.

Gruß EMI

[Gandalf]

Zitat von EMI

Die Lichtgeschwindigkeit c entspricht dann einem Verhältnis zwischen zwei Abständen, das man gleich 1 setzen darf.

Ich denke, - darüber solltest Du nochmal nachdenken

Mit c=1 lässt sich das Raumzeitintervall zwischen zwei Ereignissen durch eine "pythagorasähnliche" Formel ausdrücken.

Die Maßeinheit für ein RaumZeitIntervall ist nicht c sondern die Strecke, die das Licht in einer Zeiteinheit zurücklegt - bezogen auf ein IS

[SCR]

Hallo EMI,

Zitat von EMI

Siehe auch hier SCR:
http://www.quanten.de/forum/showpost...2&postcount=23

Danke - Den Beitrag kannte ich nocht nicht. Den finde ich richtig gut - Da passt IMHO Penrose ganz gut dazu -> z.B. http://www.bild-der-wissenschaft.de/...ct_id=32463139 (*)
Ja - Die Entropie ... Da werde ich noch einige Zeit intensiv nachdenken müssen: Im Moment gehe ich davon aus dass eine (recht konkrete) Aussage des Standardmodells hierzu nicht richtig sein kann ...

Zitat von Gandalf

Ich denke, - darüber solltest Du nochmal nachdenken

Ich denke, das braucht er nicht .


P.S.: (*) Sehe gerade, den Artikel hatte mir Gandalf in einem anderen Thread gerade auch in seiner Antwort verlinkt - Das nenne ich jetzt aber einmal einen 'objektiven Zufall'.

[Gandalf]

Zitat von SCR

Ich denke, das braucht er nicht .

Wenn 'Du' das sagst , - dann glaub ich Dir das nicht

[SCR]

Zitat von SCR

Ja - Die Entropie ... Da werde ich noch einige Zeit intensiv nachdenken müssen:

Was mir da so "im Magen" liegt:

Das Entropieparadox schwarzer Löcher …

SH(M, a) = (2π*kB*c*M / ђ) (rg + √{ rg² - a²})

(mit a=J/Mc und rg=GM/c²)

… kann mir da evtl. einmal jemand die „geläufige“ Begründung für die (exponentiell von der Masse abhängigen) Entropie darlegen?

Ich würde nämlich intuitiv eher das Gegenteil erwarten:
- Die Urknall-Singularität hatte eine ganz niedrige Entropie („0“)

Zitat von EMI

Die Entropie war also am Anfang beim Urknall am niedrigstem, quasi Null

- Gravasterne (als Alternative zu SL) weisen eine niedrigere Entropie auf (meines Wissens linear abhängig von der Masse)
- Auf Anhieb würde ich eher von einem recht homogenen „Etwas“ ausgehen, welches die Kernsingularität bildet
- Wenn die Ursache der natürlichen Tendenz zur Zunahme der Entropie in unserem Universum Ursache tatsächlich in der Expansion zu suchen wäre – und Raumexpansion Anti-Gravitation darstellen sollte – Dann müsste die Gravitation die Entropie stets verringern.

Zitat von SCR

Im Moment gehe ich davon aus dass eine (recht konkrete) Aussage des Standardmodells hierzu nicht richtig sein kann ...

Ich habe da noch ein wenig nachgedacht: Der Logik Penrose kann / will ich zwar eigentlich nicht so recht folgen – Aber sie bietet nichtsdestotrotz IMHO noch eine ganz konkrete Option.

[SCR]

Zitat von Gandalf

Wenn 'Du' das sagst , - dann glaub ich Dir das nicht

Das ist keine Frage des Glaubens