Raumzeit und Materie

[DUCKFACE]

Hallo!

Welcher Substanz ist das vierdimensionale Raumzeit-Kontinuum der Einstein'schen Relativitätstheorie? Ist sie materiell-energetischer Natur? Oder handelt es sich bei der Raumzeit gar um eine autonome, gänzlich eigene ontologische Entität?

Laut der modernen Physik stellt die Lichtgeschwindigkeit eine Naturkonstante und ein absolutes Limit für Geschwindigkeiten dar. Weder Materieteilchen, noch Energieformen, noch Informationen können sich demnach jemals schneller als mit c = 300 000km/s ausbreiten.

Nun postulieren die Astronomen jedoch, dass es Regionen innerhalb der Raumzeit gebe, die sich mit superluminarer Geschwindigkeit = Überlichtgeschwindigkeit bewegten, so dass uns die Signale aus jenen Arealen des Kosmos niemals erreichen könnten.

Welche Konsequenzen resultieren aus diesen Fakten? Folgende:

1. Die Raumzeit muss etwas mit der Materie und der Energie Differierendes sein.

2. Die Raumzeit muss, sollte sie denn überhaupt real existieren, etwas Autarkes darstellen und somit eine eigene Dimension bilden.

3. Diese beiden Dimensionen = Substanzen (Materie/Raumzeit) müssen imstande sein, miteinander in Interaktion zu treten, um sich gegenseitig in ihrem Verhalten zu manipulieren (Zeitdilatation, Ablenkung elektromagnetischer Wellen, Beschleunigungsprozesse, Induktion der geometrischen Modifikationen der Raumzeit etc.).

Viele Grüße

Duckface

 

[Joey]

Welcher Substanz ist das vierdimensionale Raumzeit-Kontinuum der Einstein'schen Relativitätstheorie? Ist sie materiell-energetischer Natur? Oder handelt es sich bei der Raumzeit gar um eine autonome, gänzlich eigene ontologische Entität?

Die Raumzeit ist zunächst einmal nur das 4-Dimensionale Koordinatensystem. Eine rein mathematische Beschreibung. Die Relativitätstheorien beschreiben, wie sich dieses Koordinatensystem zwischen relativ zueinander bewegten Bezugssystemen und bei Anwesenheit von Materie verhält.

(...) Nun postulieren die Astronomen jedoch, dass es Regionen innerhalb der Raumzeit gebe, die sich mit superluminarer Geschwindigkeit = Überlichtgeschwindigkeit bewegten, so dass uns die Signale aus jenen Arealen des Kosmos niemals erreichen könnten.

Nein, das wird nicht postuliert - zumindest nicht, wenn Du die Rotverschiebung entfernter Galaxien meinst. Andere Postulate, die manchmal als Überlichgeschwindigkeit verwechselt werden, fallen mir gerade nicht ein.

Man darf die Rotverschiebung der Galaxien etc. nicht mit einem Dopplereffekt verwechseln. Der Raum expandiert.

Stell Dir ein Gummiband mit zwei Markierungen vor, das Du auseinanderziehst. Die Markierungen bleiben fix an ihren Positionen am Gummiband, aber sie entfernen sich voneinander. Sie bewegen sich aber nicht - und erst recht nicht mit Überlichgeschwindigkeit. Von der einen Markierung aus betrachtet kann es aber so aussehen.

Welche Konsequenzen resultieren aus diesen Fakten? Folgende:

1. Die Raumzeit muss etwas mit der Materie und der Energie Differierendes sein.

2. Die Raumzeit muss, sollte sie denn überhaupt real existieren, etwas Autarkes darstellen und somit eine eigene Dimension bilden.

3. Diese beiden Dimensionen = Substanzen (Materie/Raumzeit) müssen imstande sein, miteinander in Interaktion zu treten, um sich gegenseitig in ihrem Verhalten zu manipulieren (Zeitdilatation, Ablenkung elektromagnetischer Wellen, Beschleunigungsprozesse, Induktion der geometrischen Modifikationen der Raumzeit etc.).

Du stellst Dir die Raumzeit als etwas zu greifbares vor.


Viele Grüße
Joey

 

[DUCKFACE]

Die Raumzeit ist zunächst einmal nur das 4-Dimensionale Koordinatensystem. Eine rein mathematische Beschreibung.

Mit anderen Worten: Die Relativitätstheorie liefert lediglich eine mathematische Deskription kinematischer Prozesse und Aktivitäten. Dynamische Explikationen jener Phänomene werden nicht offeriert.

Die Relativitätstheorie ist außerstande, das Naturgeschehen physikalisch zu erklären. Sie ist vielmehr ein mathematisches Beschreibungsinstrumentarium, mehr aber eben auch nicht.

Wäre die Raumzeit eine Komponente des physikalisch Realen, widerspräche deren Interaktion mit der Materie bzw. der Energie dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik (Energieerhaltungssatz).

 

[Joey]

Mit anderen Worten: Die Relativitätstheorie liefert lediglich eine mathematische Deskription kinematischer Prozesse und Aktivitäten. Dynamische Explikationen jener Phänomene werden nicht offeriert.

Die Relativitätstheorie ist außerstande, das Naturgeschehen physikalisch zu erklären. Sie ist vielmehr ein mathematisches Beschreibungsinstrumentarium, mehr aber eben auch nicht.

Wäre die Raumzeit eine Komponente des physikalisch Realen, widerspräche deren Interaktion mit der Materie bzw. der Energie dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik (Energieerhaltungssatz).

Keine Theorie kann erklären. Alles ist Beschreibung. Und von welcher "Interaktion" redest Du? Es findet keine Interaktion zwischen der Raumzeit und der Materie statt. Du versuchst die Relativitätstheorie mit unserem Alltags-Verständnis greifbar zu machen, indem Du annimmst, es fände eine Interaktion statt, und da wäre eine "dynamische Explikation" oder ähnliches notwendig. Das ist aber niccht der Fall. Unser Alltags-Verstand ist es, der da unvollständig ist.

 

[Sobek]

Man darf die Rotverschiebung der Galaxien etc. nicht mit einem Dopplereffekt verwechseln. Der Raum expandiert.

Das ist auch nur eine theoretische Erklärung des Rotverschebungseffekts und keinesfalls bewiesen.

 

[Joey]

Das ist auch nur eine theoretische Erklärung des Rotverschebungseffekts und keinesfalls bewiesen.

Was meinst Du mit "keinesfalls bewiesen"? Wie sähen Deiner Ansicht nach Beweise da aus? Es ist eine sehr gut begründete "theoretische Erklärung", die bisher allen Tests, denen sie unterzogen wurde, gut überstanden hat.

 

[Sobek]

Tja, DU hast diese Theorie hier ja mehr oder minder als Tatsache hingestellt - also wärst, wenn, dann Du in derselben Beweispflicht auf Nachfrage ^^.

Und du bist dir da also sicher, daß diese Theorie alle Tests überstanden hat? Worauf basiert deine Annahme?

Gegenfrage: Ist der Raum für dich ein Kontinuum oder ist er gequantelt?

 

[Joey]

Tja, DU hast diese Theorie hier ja mehr oder minder als Tatsache hingestellt - also wärst, wenn, dann Du in derselben Beweispflicht auf Nachfrage ^^.

Ich stelle es als "Tatsache" hin, weil es die gängige Lehrmeinung ist. Sobald irgendeine gut gesichterte und reproduzierte Beobachtung auftaucht, die dieser Theorie widerspricht, wird man sich dem annehmen (z.B. Sternen, die älter zu sein scheinen als das Universum).

Und du bist dir da also sicher, daß diese Theorie alle Tests überstanden hat? Worauf basiert deine Annahme?

Ok, das muss eingeschränkt werdeN. Alle Tests, die ich kenne. Aber das sind so einige. Die allgemeine Relativitätstheorie (ART), auf der die Raum-Expansion beruht - ja geradezu automatisch folgt - ist eine der am besten überprüften Theorien überhaupt. Um mal ein paar der Experimente und Beobachtungen zu neennen:

• Atomuhren im Jumbojet vs. synchronisierte Uhr am Boden
• Gravitations-Rotverschiebung (z.. wenn man einen Laser hoch schießt)
• Merkur-Periheldrehung
• Genauigkeit von GPS
• http://de.wikipedia.org/wiki/Gravity_Probe
• Beobachtung von Pulsarpaaren, deren Verhalten sich wunderrbar mit der Emission von Gravitationswellen deckt.
• ...

Und trotzdem wissen wir, dass die ART nicht das Ende der Fahnenstange ist. Sie ist ja nicht mit der Quantentheorie so einfach vereinbar. Jetzt werden wieder vielleicht einige "Burkhard Heim" schreien und behaupten, er hätte das geschafft, aber wie ich schon in einem anderen Thread schrieb: Das ist umstritten. In diesem Grenzbereich kommen dann z.B. Quanten-Loop-Gravitation, String-Theorien, gequanntelte Raumzeiten etc. zum Tragen...

Gegenfrage: Ist der Raum für dich ein Kontinuum oder ist er gequantelt?

Gute Gegenfrage. Ich weiß es nicht. Allerdings spielt die Quantelung, wenn da eine ist, und wie auch immer die genau aussieht, auf kleinen Skalen eine Rolle. Für große Skalen kann man den Raum ruhig weiterhin als Kontinuum betrachten und beschreiben.

 

[Sobek]

Deine Beispiele oben bestätigen aber nur die ART und die Auswirkung von Gravitation auf die Raumkrümmung.

Gute Gegenfrage. Ich weiß es nicht. Allerdings spielt die Quantelung, wenn da eine ist, und wie auch immer die genau aussieht, auf kleinen Skalen eine Rolle. Für große Skalen kann man den Raum ruhig weiterhin als Kontinuum betrachten und beschreiben.

Im Zusammenhang mit der Frage nach der Rotverschiebung spielt das durchaus eine Rolle. Photonen sind Objekte in einer recht kleinen Skala - es wäre leichtfertig, diese Frage außen vor zu lassen. Immerhin bewegen sich diese Photonen über weite Strecken durch den Raum. Es macht also einen großen Unterschied, ob es Feinstrukturen gibt, die das Photon durchqueren muß, oder nicht. Der Dopplereffekt ist zwar eine durchaus einfache Erklärung für die Rotverschiebung, aber eben diese impliziert ja auch den Urknall als "Frühstadium" des Universums. Dem Urknall entgegen stehen allerdings Makrostrukturen, die dem sichtbaren Universum eher ein schwammartiges Aussehen verleihen.

Die ART ist aber nicht unbedingt die Basis, auf der die Theorie Raumexpansion beruht, sondern die Beobachtung, daß Sternenlicht sich so verhält, wie es sich eben verhält. Die ART hat in der Skalierung eines Photons erhebliche Probleme. Das sollte dabei mal besser nicht übersehen werden - wie auch in den Effekten der Gravitationslinsen im makromaren Bereich sichtbar wird: So sieht man beispielsweise in einem Einsteinkreuz viermal dasselbe Objekt. Eine Supernova in einem solchen Objekt (OK, das ist nur ein Beispiel) würde bei allen vier (!) gleichzeitig sichtbar - und damit existieren vier Photonen anstelle eines einzigen (siehe Doppelspaltexperiment). DAS ist jedoch schon in einer sehr großen Skala sichtbar.

Ich halte die Erklärung der Rotverschiebung für etwas zu leichtfertig und aus der Hüfte geschossen. Meiner Meinung nach wird diese Theorie die nächsten Jahre nicht überstehen.

 

[DUCKFACE]

Keine Theorie kann erklären. Alles ist Beschreibung.

Inkorrekt. Die Evolutionstheorie liefert beispielsweise plausible Erklärungen der Mikroevolution. Wir haben die konkreten Evolutionsmechanismen identifiziert, die zur Diversität der Spezies führen. Das lässt sich auch experimentell imitieren und nachvollziehen! Es ist wissenschaftlich erklärt, nicht nur beschrieben!

Und von welcher "Interaktion" redest Du? Es findet keine Interaktion zwischen der Raumzeit und der Materie statt..

Ein Thermometer misst die Temperatur. Es findet eine Interaktion statt. Doch wie misst eine Uhr die Zeit? Bewegt sich ein Objekt mit hoher Geschwindigkeit, schiebt die Zeit die Zeiger der dortigen Uhr nur noch mit halber Geschwindigkeit vorwärts? Wirkt die Zeit direkt auf die Mechanik der Uhr, indem sie deren Verhalten manipuliert (speziellrelativistische Zeitdilatation, gravitative Zeitdilatation)? Wenn dies nicht der Fall ist, was generiert dann die Gangdifferenz relativ zueinander bewegter Uhren? Soweit mir bekannt ist, taktet eine Uhr nur, weil sie mittels Batterien mit elektrischer Energie versorgt wird... Die Zeit nimmt dabei keinerlei Einfluss auf diese Effekte.