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Wissenschaftstheorie und Interpretationen der Physik Runder Tisch für Physiker, Erkenntnis- und Wissenschaftstheoretiker

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  #11  
Alt 21.02.10, 20:58
Timm Timm ist offline
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Standard AW: Zeitsymmetrie in der Physik

Zitat:
Zitat von Uli Beitrag anzeigen
Ich bin da nun alles andere als ein Experte, aber ich würde denken, da wo ein 3. Körper (Komet) eingefangen wird (was sicher selten genug geschieht - Normalfall ist ja eine annähernde Kegelschnittbahn mit der Sonne als Brennpunkt), da besteht im Prinzip auch die Möglichkeit, dass ein Körper aus dem System wieder herauskatapultiert wird (sicher ebenso eine Seltenheit).
Bei Doppelsternsystemen ist das Herauskatapultieren von Planeten aber anscheinend schon die Regel:
Mit wieder herauskatapultieren habe ich kein Problem, Uli.

Was bedeutet Zeitumkehr-Invarianz? Ist es nicht so, dass ein Film, der physikalisches Geschehen zeigt, vorwaerts oder rueckwarts abgespult mit den Gesetzen der Physik vereinbar sein muss?

Lasse ich den Film nun rueckwaerts laufen, dann umkreist der eingefangene Komet eine Weile den Planeten, entfernt sich irgendwann wie vom Geisterhand um hinfort den Stern zu umkreisen. Das Einfangen ist klar, denn der Planet kam dem Kometen nahe. Aber die Zeitumkehr sehe ich nicht und das ist das Problem. Was ist der physikalische Anlass dafuer? Erkennst Du einen Denkfehler?

Gruss, Timm
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Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #12  
Alt 21.02.10, 21:36
Benutzerbild von EMI
EMI EMI ist offline
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Standard AW: Zeitsymmetrie in der Physik

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Was bedeutet Zeitumkehr-Invarianz?
Ist es nicht so, dass ein Film, der physikalisches Geschehen zeigt, vorwaerts oder rueckwarts abgespult mit den Gesetzen der Physik vereinbar sein muss?
So ist es Timm,

Mit den Gesetzen der Physik vereinbar bedeutet aber, das Du dann auch eine negative Zeit einsetzen musst.

Entwickelt sich ein System von einem Anfang-Zustand A zu einem Ist-Zustand B, bedeutet Zeitumkehr, das sich das System B halt zu A entwickelt.

Nur die Thermodynamik "verletzt" diese Zeitsymmetrie.
Je weiter (zeitlich) der Zustand A vom Zustand B entfernt ist, je unwahrscheinlicher wird es, das bei Zeitumkehr das System B wieder ins System A zurückkehrt.

Deshalb ist es auch nicht möglich aus einem gegenwärtigen System (z.B. unser Universum) beliebig weit in die Vergangenheit dieses Systems zu extrapolieren.

Gruß EMI
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Sollen sich auch alle schämen, die gedankenlos sich der Wunder der Wissenschaft und Technik bedienen, und nicht mehr davon geistig erfasst haben als die Kuh von der Botanik der Pflanzen, die sie mit Wohlbehagen frisst.
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  #13  
Alt 22.02.10, 12:25
Uli Uli ist offline
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Standard AW: Zeitsymmetrie in der Physik

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Mit wieder herauskatapultieren habe ich kein Problem, Uli.

Was bedeutet Zeitumkehr-Invarianz? Ist es nicht so, dass ein Film, der physikalisches Geschehen zeigt, vorwaerts oder rueckwarts abgespult mit den Gesetzen der Physik vereinbar sein muss?
Genauso ist es.

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Lasse ich den Film nun rueckwaerts laufen, dann umkreist der eingefangene Komet eine Weile den Planeten, entfernt sich irgendwann wie vom Geisterhand um hinfort den Stern zu umkreisen. Das Einfangen ist klar, denn der Planet kam dem Kometen nahe.

Gruss, Timm
Ist im Prinzip die gleiche Erklärung: wenn Situationen entstehen, in der 3-Körper-Effekte wichtig werden, kann die Umkehrung genauso gut ablaufen
(z.B. Abstand von der Sonne nicht groß genug). Solche Störungen können sich aufschaukeln; vgl. meinen 2. Link im letzten Posting ("Einfluss des Jupiter auf die Erdumlaufbahn: wenn er um einiges schwerer wäre, würde die Erde mal die Sonne und mal den Jupiter umkreisen - abwechselnder Einfang).

Gruß,
Uli
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  #14  
Alt 22.02.10, 20:50
Timm Timm ist offline
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Standard AW: Zeitsymmetrie in der Physik

Zitat:
Zitat von Uli Beitrag anzeigen
Ist im Prinzip die gleiche Erklärung: wenn Situationen entstehen, in der 3-Körper-Effekte wichtig werden, kann die Umkehrung genauso gut ablaufen
(z.B. Abstand von der Sonne nicht groß genug). Solche Störungen können sich aufschaukeln; vgl. meinen 2. Link im letzten Posting ("Einfluss des Jupiter auf die Erdumlaufbahn: wenn er um einiges schwerer wäre, würde die Erde mal die Sonne und mal den Jupiter umkreisen - abwechselnder Einfang).
Hi Uli,

Ja, der Jupiter Link ist beeindruckend. Gar keine Frage, es gibt sicherlich viele Beispiele, die Zeitsymmetrie belegen, auch wenn Stoerungen im Spiel sind.

Dennoch, was ist mit den Sternen, die das zentrale schwarze Loch in unserer Milchstrasse umkreisen, von dem sie eingefangen wurden. Deren Bahn wird von Astronomen eines Max Planck Instituts verfolgt. Oder vielleicht einfacher, Doppelstern Systeme enstehen aus Begegnungen zweier Sterne. All meine Intuition sagt mir, dass dieser gegenseitige Einfangprozess nicht zeitumkehrbar ist. Es waere falsch, eine dritte Masse in Erwaegung zu ziehen, das duerfte klar sein. Wie sollten diese beiden Sterne die Bindung, die sie eingegangen sind, wieder loesen koennen. Mit welcher Physik waere das zu deuten? Mir fehlt das Expertenwissen und ich kann zur Zeit nicht tiefer graben, denn ich lebe in Trennung von meinem Buecherregal.

Unnoetig zu sagen, dass es nicht ums Rechthaben, sondern um die Sache geht. Wie kommen wir weiter? Vielleicht kontaktiere ich einen mir bekannten Redakteur einer Zeitschrift,

Gruss, Timm
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  #15  
Alt 22.02.10, 20:56
Timm Timm ist offline
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Standard AW: Zeitsymmetrie in der Physik

Hallo EMI,

Zitat:
Zitat von EMI Beitrag anzeigen
Mit den Gesetzen der Physik vereinbar bedeutet aber, das Du dann auch eine negative Zeit einsetzen musst.

Entwickelt sich ein System von einem Anfang-Zustand A zu einem Ist-Zustand B, bedeutet Zeitumkehr, das sich das System B halt zu A entwickelt.

Nur die Thermodynamik "verletzt" diese Zeitsymmetrie.
Je weiter (zeitlich) der Zustand A vom Zustand B entfernt ist, je unwahrscheinlicher wird es, das bei Zeitumkehr das System B wieder ins System A zurückkehrt.

Deshalb ist es auch nicht möglich aus einem gegenwärtigen System (z.B. unser Universum) beliebig weit in die Vergangenheit dieses Systems zu extrapolieren.
bin mit allem einverstanden, die Thermodynamik waere ein extra Thema.

Wie siehst Du die Einfangprozess Thematik, den ich gerade mit Uli diskutiere? Gibt es den nicht zeitumkehrbaren Einfang?

Gruss, Timm
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  #16  
Alt 22.02.10, 21:56
Uli Uli ist offline
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Standard AW: Zeitsymmetrie in der Physik

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Hi Uli,

Oder vielleicht einfacher, Doppelstern Systeme enstehen aus Begegnungen zweier Sterne. All meine Intuition sagt mir, dass dieser gegenseitige Einfangprozess nicht zeitumkehrbar ist. Es waere falsch, eine dritte Masse in Erwaegung zu ziehen, das duerfte klar sein.

Gruss, Timm
Das ist mir gar nicht klar, Timm: 2 Sonnen ohne Dritteinflüsse bewegen sich nach den Keplerschen Gesetzen, d.h. entweder umkreisen sie auf elliptischen Bahnen den gemeinsamen Schwerpunkt in einem Brennpunkt, oder sie bewegen sich auf Hyperbelbahnen um das Massenzentrum, d.h. nähern sich an, entfernen sich dann und sehen sich nie wieder.

Wenn aus der Hyperbelbahn ein elliptischer Orbit werden soll, sind Dritteinflüsse notwendig, denn es gibt keine Lösungen des 2-Körper-Kepler-Problems, bei denen ein Einfang stattfindet, d.h. aus einer hyperbolischen eine elliptische Bahn wird.

Ich bin überzeugt davon, dass all diese Probleme (zumindest solange man die Ausdehnung der Körper gegen die Abstände vernachlässigen kann, es keine Kollisionen gibt etc.) zeitumkehrbar sind.

Anders wird es natürlich, wenn du die Prozesse, die sich in den Sonnen abspielen mit berücksichtigen willst; dies sind Viel-Teilchen-Probleme, bei denen die Thermodynamik eine Rolle spielt.

Auch, was schwarze Löcher angeht, würde ich mich eher zurückhalten: es soll zwar in der ART auch die entsprechenden inversen Singularitäten prinzipiell als Lösungen geben, doch sind sie in der Natur anscheinend nicht realisiert. Zudem ist das Aufsaugen eines Materiestroms durch ein schwarzes Loch ein Viel-Teilchen-Prozess, für den die Thermodynamik relevant ist. Hawking z.B. hat das diskutiert.

Gruß,
Uli
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  #17  
Alt 23.02.10, 02:48
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EMI EMI ist offline
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Standard AW: Zeitsymmetrie in der Physik

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Hallo EMI,
bin mit allem einverstanden, die Thermodynamik waere ein extra Thema.
Wie siehst Du die Einfangprozess Thematik, den ich gerade mit Uli diskutiere? Gibt es den nicht zeitumkehrbaren Einfang?
Gruss, Timm
So recht verstehe ich (noch) nicht, was dich eigentlich umtreibt Timm,

Beim "Einfangprozess" wird doch Energie frei (Bindungsenergie).
Beim "zeitumgekehrten" Einfang muß Energie zugeführt werden.
Hmm, das sind Entropieänderungen / Thermodynamik pur.

Gruß EMI
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  #18  
Alt 23.02.10, 20:13
Timm Timm ist offline
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Zitat:
Zitat von Uli Beitrag anzeigen
Das ist mir gar nicht klar, Timm: 2 Sonnen ohne Dritteinflüsse bewegen sich nach den Keplerschen Gesetzen, d.h. entweder umkreisen sie auf elliptischen Bahnen den gemeinsamen Schwerpunkt in einem Brennpunkt, oder sie bewegen sich auf Hyperbelbahnen um das Massenzentrum, d.h. nähern sich an, entfernen sich dann und sehen sich nie wieder.

Wenn aus der Hyperbelbahn ein elliptischer Orbit werden soll, sind Dritteinflüsse notwendig, denn es gibt keine Lösungen des 2-Körper-Kepler-Problems, bei denen ein Einfang stattfindet, d.h. aus einer hyperbolischen eine elliptische Bahn wird.
Ja, hier lag ich total falsch, Du hast mich ueberzeugt , Uli. Danke fuer die klare Darstellung.


Zitat:
Zitat von Uli Beitrag anzeigen
Anders wird es natürlich, wenn du die Prozesse, die sich in den Sonnen abspielen mit berücksichtigen willst; dies sind Viel-Teilchen-Probleme, bei denen die Thermodynamik eine Rolle spielt.
Und die Annaeherung der Komponenten eines binaeren Pulsars duerfte nicht zeitumkehrbar sein, weil auch hier die Thermodynamik (Abstrahlung von Gravitationswellen) ins Spiel kommt.

Gruss, Timm
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  #19  
Alt 24.02.10, 21:14
SCR SCR ist offline
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Standard AW: Zeitsymmetrie in der Physik

Ein anschauliches Dreikörper-Problem:
http://neo.jpl.nasa.gov/news/news136.html (-> Die Animation ist recht nett)
http://www.kosmologs.de/kosmo/blog/g...9-09-20/j002e3

Und hier möchte ich auf den ersten Kommentar verweisen:
http://www.kosmologs.de/kosmo/blog/a...jupiter/page/2
Den finde ich sehr gut.

Ge?ndert von SCR (24.02.10 um 21:23 Uhr)
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  #20  
Alt 25.02.10, 19:53
einsteinjunior einsteinjunior ist offline
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Standard AW: Zeitsymmetrie in der Physik

Die Entschlüssellung des tatsächlichen Wesens der Zeit wird eins der bahnbrechensten Ereignisse der nächsten 100.000 Jahre in der evolutionären Entwicklung des Homo Sapiens Sapiens sein (wenn der Mensch bis dahin nicht schon einen anderen wissenschaftlichen Namen tragen muss). Mich würde es allerdings nicht wundern wenn die Zeit, wie wir sie empfinden und messen nur eine Illusion des dreidimensionalen Universums ist, in dem wir leben.
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