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THEMA: Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt?

Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 08 Jul 2019 17:24 #53808

Michael D. schrieb: Rainer, gemäss Einstein gibt es keine 4 Raumdimensionen. Die 4. Dimension ist eine Zeitdimension. Bitte exakt ausdrücken. Das ist sehr wichtig, sonst gibts wieder nur Missverständnisse. Deswegen ist es ja nur ein "Pseudo"-Tensor.

1) Einstein benötigt keine 4 Raumdimensionen aber widerlegt nicht mehr als 3 sondern nur mehr als 3 aktive.
2) Ich sprach von einem Bild nicht von Realität.
3) Auch in meinem Bild gibt es nur 3 aktive Raumdimensionen aber innerhalb von 4 verfügbaren.

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 08 Jul 2019 19:33 #53815

ra-raisch schrieb:

Michael D. schrieb: Rainer, gemäss Einstein gibt es keine 4 Raumdimensionen. Die 4. Dimension ist eine Zeitdimension. Bitte exakt ausdrücken. Das ist sehr wichtig, sonst gibts wieder nur Missverständnisse. Deswegen ist es ja nur ein "Pseudo"-Tensor.

1) Einstein benötigt keine 4 Raumdimensionen aber widerlegt nicht mehr als 3 sondern nur mehr als 3 aktive.
2) Ich sprach von einem Bild nicht von Realität.
3) Auch in meinem Bild gibt es nur 3 aktive Raumdimensionen aber innerhalb von 4 verfügbaren.

Hast Du jetzt etwa ein Alternatives Weltbild? :P

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 08 Jul 2019 20:38 #53817

Michael D. schrieb: Hast Du jetzt etwa ein Alternatives Weltbild? :P

Gewisser Maßen ist jedes Bild alternativ, sonst wäre es ja original und kein Bild. Der Unterschied liegt zwischen Bild und Weltbild.
Wie weit das Bild mit der Realität übereinstimmt ist immer wieder eine spannende Frage.

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 09 Jul 2019 20:57 #53850

ra-raisch schrieb: Zeitdilatation, Lorentzkontraktion und Raumdehnung etc sind nun mal die unverständlichen Punkte in SRT und ART und rufen immer wieder den Widerspruch des gesunden Menschenverstands hervor.

Ich stelle es mir so ähnlich vor, wie es ja auch bildlich dargestellt wird:
die Neigung der x-Achse in eine andere Dimension, vergleichbar mit der Oberfläche einer Kugel:.

Ich nicht.
Ich stelle mir das eher vor wie eine flache Krümmung des Koordinatensystems. Schreibe ich in Rätseln? Vieleicht hilft das Stichwort: Herdplatte.

Oder man stelle sich vor man macht in ein gerades Gummiband einen Knoten. Das Gummiband bleibt gerade aber innerhalb des Gummis ändern sich die Längenverhältnisse. Beim echten Gummiband mag sich das über die gesamte Länge verteilen aber man kann sich auch vorstellen das diese innere Spannung auf die Region um den Knoten begrenzt ist.
Übertragen auf ein Gummituch das irgendwo einen solchen Knoten hat bleibt das Tuch zwar äußerlich flach aber das Koordinatensystem ist dennoch krumm und auch die Wetlinie eines Teichens das über ein solch flaches Gummituch rolt wird krumm da es der Verzerrung der Koordinaten folgt.
...
War das einigermassen verständich?

Das schöne daran: es braucht keine Extra-Dimension in die hinein sich der Raum krümmt; Es reichen die drei Dimensionen die wir schon haben.

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 10 Jul 2019 12:12 #53880

Es gibt doch viele gute 3D-Darstellungen der Raumkrümmung, z.B.



Jetzt kann man darüber streiten, ob man die Krümmung in Relation zu einem absoluten, flachen Hintergrund setzen will oder, gemäss Einstein, eben nicht. Man kann auch darüber streiten, ob der Raum in Richtung der Massen gedehnt wird, wie in dem obigen Bild, oder gestaucht. Das wäre dann der Fall, wenn der Raum aus kleinsten Volumeneinheiten bestehen würde, die dehnbar oder stauchbar wären. Gemäss Einstein ist das nicht der Fall. Ihm gemäss ist im Bereich von Massen einfach "mehr Raum" vorhanden, wobei das Volumen dieser Raumelemente infinitesimal klein ist. Gemäss Einstein ist das obige Bild nur eine Hilfe zur Veranschaulichung.

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 10 Jul 2019 16:15 #53881

@Michael D.

Was meinst du denn mit einem „absoluten, flachen Hintergrund“?

Die Raumzeit ist nicht elastisch, weshalb viele dreidimensionale Darstellungen nicht passen. Das gilt insbesondere für das beliebte Gummituch. (Das andererseits zumindest annähernd die Gravitation beschreibt, da Newton eine gute Näherung ist).

Es ist allerdings nicht korrekt, dass dreidimensionale Darstellungen generell nur eine anschauliche, künstlerische Bedeutung haben (ich habe dich mal so verstanden). Etwas mehr ist schon drin...

Einbettungsdiagramme sind zwar im Allgemeinen zweidimensional, gegen eine dreidimensionale Darstellung spricht im Prinzip allerdings nichts. Man muss sich nur bewusst sein, dass die dritte Dimension dann zwei Rollen einnimmt – zum einen zeigt sie die Streckenänderung, zum anderen dient sie der Darstellung.

Man muss natürlich aufpassen: Die Raumzeit ist trotz dieser Darstellung nicht in eine höhere Dimension eingebettet.

Manchmal richtig und falsch nur Bedeutung haben für kurze Zeit. Nach langer Zeit, nach Jahrzehnten, Jahrhunderten, dann wir sehen, was wirklich geschieht.

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 10 Jul 2019 16:19 #53882

Arrakai schrieb: Die Raumzeit ist trotz dieser Darstellung nicht in eine höhere Dimension eingebettet.

Nicht zwingend aber auch nicht verboten. Oder gibt es einen schlüssigen Gegenbeweis?

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 10 Jul 2019 17:51 #53883

ra-raisch schrieb:

Arrakai schrieb: Die Raumzeit ist trotz dieser Darstellung nicht in eine höhere Dimension eingebettet.

Nicht zwingend aber auch nicht verboten. Oder gibt es einen schlüssigen Gegenbeweis?


Ok, ja. Die Frage ist halt, weshalb die Raumzeit in eine höhere Dimension eingebettet sein sollte. Solange man die Zusatzdimension(en) in der Theorie nicht zwingend benötigt, sind sie eigentlich überflüssig, um die Natur zu beschreiben. (Egal, wie die Natur wirklich ist, aber da sage ich dir ja nichts Neues...)

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 10 Jul 2019 19:12 #53884

Michael D. schrieb: Das wäre dann der Fall, wenn der Raum aus kleinsten Volumeneinheiten bestehen würde, die dehnbar oder stauchbar wären. Gemäss Einstein ist das nicht der Fall.

Ja genau, Raum ist weder kompressibel noch ist er es nicht. Das ist eine Eigenschaft von Materie, eines Mediums. Raum besitzt diese Eigenschaft nicht.

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 11 Jul 2019 14:35 #53902

Merilix schrieb:

Michael D. schrieb: Das wäre dann der Fall, wenn der Raum aus kleinsten Volumeneinheiten bestehen würde, die dehnbar oder stauchbar wären. Gemäss Einstein ist das nicht der Fall.

Ja genau, Raum ist weder kompressibel noch ist er es nicht. Das ist eine Eigenschaft von Materie, eines Mediums. Raum besitzt diese Eigenschaft nicht.


Auf welchen Erkenntnissen beruht diese Aussage? Das weiß niemand (auch wenn die ART m.E. eher das Gegenteil nahelegt).

Wir wissen nur, was wir beobachten können.

Wenn du eine sehr lange Stange aus Stahl nimmst, kann eine Gravitationswelle mit passender Frequenz die Stange zum Schwingen bringen. Hier kannst du noch sagen, das sei eine Eigenschaft der Materie.

Wenn du aber ein Gitter aus kräftefrei fallenden, im gleichen Abstand zueinander ausgerichteten Testpartikeln nimmst, dann werden diese nicht durch Materie verbunden. Dennoch wirst du beim Auftreffen einer GW eine Abstandsänderung zwischen den Testpartikeln messen. Und das, obwohl jedes einzelne Testpartikel kräftefrei bleibt.

Das kann man Messen. Es sagt erst einmal nicht direkt etwas über die Eigenschaften des Raums aus. Es stellt sich trotzdem die Frage, wie erklärst du unter deinen Prämissen diese Beobachtung?

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 12 Jul 2019 18:15 #53928

Arrakai schrieb: Auf welchen Erkenntnissen beruht diese Aussage?

Im Gegensatz zur Stahlstange wird der Raum (das Vakuum) nicht dichter, wenn sich die Abstände von Objekten durch die Metrik (zB Gravitationswellen) verändern. (Disclaimer: Gravitationswellen machen die Objekte nicht dichter, da sie sich sowohl in x-Richtung als auch in +-Richtung orthogonal ausgleichen, gemeint ist daher nur die lineare Dichte ohne Berücksichtigung der orthogonalen Dehnung).

Kann ich zwar nicht belegen, würde aber darauf wetten.

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 12 Jul 2019 19:38 #53932

Arrakai schrieb: Wenn du aber ein Gitter aus kräftefrei fallenden, im gleichen Abstand zueinander ausgerichteten Testpartikeln nimmst, dann werden diese nicht durch Materie verbunden.
Dennoch wirst du beim Auftreffen einer GW eine Abstandsänderung zwischen den Testpartikeln messen. Und das, obwohl jedes einzelne Testpartikel kräftefrei bleibt.

Das kann man Messen. Es sagt erst einmal nicht direkt etwas über die Eigenschaften des Raums aus. Es stellt sich trotzdem die Frage, wie erklärst du unter deinen Prämissen diese Beobachtung?

Testpartikel sind Teilchen, also Materie oder nicht? Materie lässt sich komprimieren. Und... was heist eigentlich "kräftefrei"; auf welchen Erkenntnissen beruht die Aussage die Teilchen wären kräftefrei wenn eine G-Welle darüberrollt?
Raum (als Konzept) kann mehr oder weniger werden, er kann seine geometrischen Eigenschaften unter dem Einfluss von Massen ändern aber da wird nix kompmrimiert oder ausgedehnt; Raum ist weder hart noch weich, Raum hat keine Geschwindigkeit, Raum ist einfach nur da um Abstände zwischen "Dingen" zu definieren die selbst kein Raum sind (Teilchen zum Beispiel).

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 12 Jul 2019 20:29 #53935

ra-raisch schrieb: Im Gegensatz zur Stahlstange wird der Raum (das Vakuum) nicht dichter, wenn sich die Abstände von Objekten durch die Metrik (zB Gravitationswellen) verändern. (Disclaimer: Gravitationswellen machen die Objekte nicht dichter, da sie sich sowohl in x-Richtung als auch in +-Richtung orthogonal ausgleichen, gemeint ist daher nur die lineare Dichte ohne Berücksichtigung der orthogonalen Dehnung).

Kann ich zwar nicht belegen, würde aber darauf wetten.


Die Stange wird nicht verdichtet, sie schwingt mit der GW mit. Sie kann aber zerreißen, falls die durch die GW verursachten Gezeitenkräfte zu groß werden. (Was natürlich praktisch nie passieren wird, das müsste schon eine seeeehr außergewöhnliche GW sein...)

Klar, die Testpartikel müssen sich im Vakuum befinden. Und das Vakuum wird ganz sicher nicht dichter, das ist logisch, sonst würde es ja nicht mehr zu jeder Zeit und an jedem Ort für alle Beobachter gleich aussehen. Die Gleichsetzung von Vakuum und Raum verstehe ich jetzt aber nicht...

Meine Frage beantwortet das jetzt nicht wirklich... Wenn das alles nur „eine Eigenschaft von Materie, eines Mediums“ ist und der Raum an sich durch die GW nicht verzerrt wird, weshalb ändert sich dann der Abstand zwischen den - außer dem Einfluss der GW - kräftefreien Testpartikeln?

Merilix schrieb: Testpartikel sind Teilchen, also Materie oder nicht? Materie lässt sich komprimieren. Und... was heist eigentlich "kräftefrei"; auf welchen Erkenntnissen beruht die Aussage die Teilchen wären kräftefrei wenn eine G-Welle darüberrollt?
Raum (als Konzept) kann mehr oder weniger werden, er kann seine geometrischen Eigenschaften unter dem Einfluss von Massen ändern aber da wird nix kompmrimiert oder ausgedehnt; Raum ist weder hart noch weich, Raum hat keine Geschwindigkeit, Raum ist einfach nur da um Abstände zwischen "Dingen" zu definieren die selbst kein Raum sind (Teilchen zum Beispiel).


Selbst wenn die Testpartikel an sich komprimiert oder gedehnt werden: Inwiefern spielt das eine Rolle für die Abstandsänderung? Bzw. welche ihrer Eigenschaften sind für die Änderung des Abstands verantwortlich? Und inwiefern passt der Begriff „Medium“ auf die Testpartikel?

Kräftefrei bezieht sich natürlich auf den Zeitpunkt, bevor die GW darüber rollt. Du könntest auch sagen, sie befinden sich im Vakuum. Es wirkt anfangs keine Gravitation, sie zünden nicht ihre Nanotriebwerke, und es wirft auch niemand einen Stein auf sie... Sprich: Der einzige relevante Faktor ist die GW.

Ich denke, Raum ist mehr als ein Konzept. Immerhin kannst du dich durch ihn hindurch bewegen, bis deine Bewegung abrupt durch eine Mauer beendet wird. So oder so: Was ist in diesem Fall die Änderung „seine(r) geometrischen Eigenschaften“ anderes als eine Dehnung/Komprimierung des Raums?

(Wenn du im Bild des fließenden Raum bleibst, hat er sogar eine Geschwindigkeit. Aber man kann alle Phänomene natürlich auch ohne fließenden Raum erklären.)

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 13 Jul 2019 00:34 #53937

Arrakai schrieb:

ra-raisch schrieb: Im Gegensatz zur Stahlstange wird der Raum (das Vakuum) nicht dichter, wenn sich die Abstände von Objekten durch die Metrik (zB Gravitationswellen) verändern. (Disclaimer: Gravitationswellen machen die Objekte nicht dichter, da sie sich sowohl in x-Richtung als auch in +-Richtung orthogonal ausgleichen, gemeint ist daher nur die lineare Dichte ohne Berücksichtigung der orthogonalen Dehnung).

Kann ich zwar nicht belegen, würde aber darauf wetten.


Die Stange wird nicht verdichtet, sie schwingt mit der GW mit. Sie kann aber zerreißen, falls die durch die GW verursachten Gezeitenkräfte zu groß werden.

Natürlich wirken die Gezeitenkräfte einer GW abwechselnd verdichtend (stauchend) und dehnend.

Arrakai schrieb: Und das Vakuum wird ganz sicher nicht dichter, das ist logisch, sonst würde es ja nicht mehr zu jeder Zeit und an jedem Ort für alle Beobachter gleich aussehen. Die Gleichsetzung von Vakuum und Raum verstehe ich jetzt aber nicht...

Das Vakuum repräsentiert den Raum. Wo Raum ist, ist auch Vakuum. Der Raum kann sich nicht vergrößern, ohne Vakuum zu produzieren. Der Raum wird aber nicht gedehnt oder gestaucht, sonst würde das Vakuum verdichtet oder verdünnt. Zumindest würde ich die Wörter dehnen und vergrößern unterscheiden wollen.

Arrakai schrieb: (Wenn du im Bild des fließenden Raum bleibst, hat er sogar eine Geschwindigkeit. Aber man kann alle Phänomene natürlich auch ohne fließenden Raum erklären.)

Das ist nur ein Bild, der Raum fließt nicht sondern die Metrik hat eine fließende Charakteristik. Auch die Metrik fließt nicht, aber man kann es als Fluss beschreiben. Bzw kann man mit einem fließenden Bezugssystem eine Metrik beschreiben. Der Raum richtet sich immer nach dem Bezugssystem. Deshalb kann man dann auch sagen, dass der Raum mitfließt. Es ist insoweit widersprüchlich, weil das Bezugssystem eigentlich das Ruhesystem ist ...

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 13 Jul 2019 09:54 #53942

@ra-raisch

Verstehe mich bitte nicht falsch, der Raum ist auch aus meiner Sicht keine Substanz, die im engeren Sinne fließt oder komprimiert wird. Es weiß einfach niemand, was Raum ist und welche Eigenschaften man ihm zuschreiben kann. Allerdings: Wenn er einfach „Nichts“ wäre, könnte ich nicht durch ihn hindurchgehen.

Es ist ähnlich wie bei Feldern. Keiner weiß, was ein em-Feld ist, wir können es nur mathematisch beschreiben. Trotzdem schreiben wir ihm Eigenschaften zu (z.B. dass es sich manchmal wie eine Welle, manchmal wie ein Teilchen verhält).

Natürlich wirken die Gezeitenkräfte einer GW abwechselnd verdichtend (stauchend) und dehnend.


Dann unterscheidet sich unsere Sicht ja nicht, das ist doch gut.

Das Vakuum repräsentiert den Raum. Wo Raum ist, ist auch Vakuum. Der Raum kann sich nicht vergrößern, ohne Vakuum zu produzieren. Der Raum wird aber nicht gedehnt oder gestaucht, sonst würde das Vakuum verdichtet oder verdünnt. Zumindest würde ich die Wörter dehnen und vergrößern unterscheiden wollen.


Wir können gerne dehnen und vergrößern unterscheiden.

Die Argumentation mit dem Vakuum überzeugt mich ehrlich gesagt nicht. Das Vakuum ist ein Zustand der niedrigst-möglichen Energie, und es ist raum- und zeitunabhängig. Du wirst also auch bei einer Streckung oder Dehnung des Raums per Definition keinen Unterschied beim Vakuum feststellen.

Genauer gesagt ist das Vakuum die Feldkonfiguration, bei der die Wahrscheinlichkeit am höchsten ist, dass das Feld den Wert null annimmt (sehr vereinfacht ausgedrückt). Dennoch kann es (mit niedriger Wahrscheinlichkeit) zu Schwankungen kommen, bei denen Anregungen mit sehr hoher Energie entstehen. (Erstaunlicherweise bleibt es laut QFT trotzdem raum- und zeitunabhängig - frag mich nicht...)

Man sieht das gut am Beispiel der kosmischen Inflation. In diesem Fall muss sich der Raum entweder selbst dehnen oder es muss neuer entstehen ( sonst könnte man nicht erklären, dass sich Materie mit Überlichtgeschwindigkeit von uns entfernt). Man erkennt das daran, dass das em-Feld sich verändert (Rotverschiebung). Das Vakuum ist allerdings sofort da und hat dieselben Eigenschaften wie überall sonst. Trotzdem bleibt es eine Feldkonfiguration, die daher (wie alle anderen Felder) m.E. auch nicht mit dem Raum gleichzusetzen ist.

Man könnte ggf. sagen: Der Raum ist der Bereich zwischen Massen, der nur mit Vakuum gefüllt ist. Das macht beide nicht (zwingend) identisch, und es schließt auch nicht aus (erzwingt es aber auch nicht), dass der Raum eigene Eigenschaften hat. Was meinst dazu?

Edit:

(Widerspricht natürlich meiner Aussage mit der Mauer und erklärt irgendwie auch nicht, weshalb wir überall drei Raumdimensionen haben... Trotzdem ggf. ein tauglicher Versuch...?!)

Natürlich ist der Raum überall, und es gibt überall drei Raumdimensionen. Man müsste eher sagen, dass die Definition oben für die Bereiche gilt, in denen es nichts anderes als Raum (und damit natürlich auch Vakuum) gibt.

Das ist nur ein Bild, der Raum fließt nicht sondern die Metrik hat eine fließende Charakteristik. Auch die Metrik fließt nicht, aber man kann es als Fluss beschreiben. Bzw kann man mit einem fließenden Bezugssystem eine Metrik beschreiben. Der Raum richtet sich immer nach dem Bezugssystem. Deshalb kann man dann auch sagen, dass der Raum mitfließt. Es ist insoweit widersprüchlich, weil das Bezugssystem eigentlich das Ruhesystem ist ...


Sicher. Wie sind uns einig, dass es sich nur um ein Bild handelt. Und dass man alles auch ohne fließenden Raum beschreiben kann. Die Bilder sind am Ende nicht mehr als Bilder, die Theorien beschreiben die Natur rein mathematisch. Den Objekten der Theorie müssen dafür aber trotzdem Eigenschaften zugeschrieben werden...

PS.: Offen ist für mich noch immer die Frage, wie die Distanzänderung der Testpartikel nur mit den Eigenschaften der Materie (also der Testpartikel selbst) beschrieben werden kann.

Manchmal richtig und falsch nur Bedeutung haben für kurze Zeit. Nach langer Zeit, nach Jahrzehnten, Jahrhunderten, dann wir sehen, was wirklich geschieht.

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 13 Jul 2019 18:19 #53957

Arrakai schrieb: Das Vakuum ist ein Zustand der niedrigst-möglichen Energie, und es ist raum- und zeitunabhängig. Du wirst also auch bei einer Streckung oder Dehnung des Raums per Definition keinen Unterschied beim Vakuum feststellen.

Für mich sind Vakuum und Raum äquivalent. Der Raum ist die äußere Abmessung und das Vakuum ist das was drin ist.

Arrakai schrieb: Man könnte ggf. sagen: Der Raum ist der Bereich zwischen Massen, der nur mit Vakuum gefüllt ist. Das macht beide nicht (zwingend) identisch, und es schließt auch nicht aus (erzwingt es aber auch nicht), dass der Raum eigene Eigenschaften hat. Was meinst dazu?

Ich würde sagen, da sind wir uns einig. (Raum ist natürlich auch dort, wo Massen das Vakuum ersetzen)

Arrakai schrieb: Das Vakuum ist allerdings sofort da

Nach meiner Anschauung ist der Raum auch "sofort da".

Arrakai schrieb: Distanzänderung der Testpartikel

Meinst Du horizontale Gezeitenkräfte?

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 13 Jul 2019 23:14 #53970

@ra-raisch

Für mich sind Vakuum und Raum äquivalent. Der Raum ist die äußere Abmessung und das Vakuum ist das was drin ist.


Wie passt dazu denn die Aussage, dass Raum auch dort existiert, wo Massen das Vakuum ersetzen? Äquivalent heißt doch, dass das eine nur dann existiert, wenn auch das andere existiert. Aber wenn das Vakuum durch Materie ersetzt wird...

Nach meiner Anschauung ist der Raum auch "sofort da".


Ja, das sehe ich auch so.

Meinst Du horizontale Gezeitenkräfte?


Ja, ich meine Gezeitenkräfte. Bei der Stahlstange ist die Situation m.E. einfach und klar. Sie erfährt durch die Gravitationswelle tatsächlich eine Kraft und wird in eine elastische Schwingung versetzt. Also natürlich nur rein hypothetisch - die Gravitationswelle müsste extrem energiereich und die Stange extrem lang sein (das kann man dann wie gesagt theoretisch soweit treiben, dass die Stange sogar zerrissen wird). Hier kann man also mit Fug und Recht behaupten, dass die Schwingung durch Eigenschaften der Materie entsteht.

Im zweiten Fall geht es um extrem kleine Testpartikel, hier ist die Situation m.E. nicht mehr so klar. Die Testpartikel fallen im Vakuum kräftefrei entlang ihrer Geodäten und sind in einem Gitter mit exakt gleichen Abständen angeordnet. Da die Teilchen praktisch keine Masse haben, verschwinden sowohl Ricci- als auch Energie-Impuls-Tensor.

Jetzt trifft eine Gravitationswelle genau senkrecht auf das Gitter. Die Gezeitenkräfte sorgen jetzt dafür, dass sich der Abstand zwischen den Testpartikeln ändert. Da die Testpartikel nicht aneinander gebunden sind, erfahren sie dabei keine Kraft, es verändern sich lediglich ihre Geodäten. Anders gesagt: Man kann einfach ein Koordinatensystem wählen, in dem die Koordinatenlinien den Gitterlinien entsprechen. Jetzt bewegen sich die Testpartikel gar nicht mehr, es ändern sich lediglich die Abstände zwischen den Koordinatenlinien. Es handelt sich also um einen reinen Koordinateneffekt.

Damit beschreibt man zunächst einmal die Metrik, das passt soweit ja zu deiner Aussage. Man kann durch diese Überlegung nicht entscheiden, ob das eine Eigenschaft des Raums ist oder nicht. Das weiß m.W., wie ich bereits in meinem ersten Post zu diesem Thema geschrieben habe, niemand. (Wobei man dazu natürlich eine Meinung haben kann...)

Jetzt zu der Aussage von Merilix, auf die ich Bezug genommen habe:

Ja genau, Raum ist weder kompressibel noch ist er es nicht. Das ist eine Eigenschaft von Materie, eines Mediums.


Das wird m.E. von dem Gedankenexperiment mit den Testpartikeln widerlegt. Die Testpartikel (Materie) erfährt keine Kraft - welche Eigenschaften der Testpartikel soll dann für die Komprimierung/Dehnung verantwortlich sein? Und wie passt hier der Begriff "Medium"?

Raum besitzt diese Eigenschaft nicht.


Dazu kann man meines Erachtens gar nichts sagen, es stellt sich also die Frage, wo diese (sicher scheinende) Erkenntnis herkommt.

Das Thema interessiert mich wirklich. Das sind keine rhetorischen Fragen...

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 13 Jul 2019 23:26 #53971

Arrakai schrieb:

Ja genau, Raum ist weder kompressibel noch ist er es nicht. Das ist eine Eigenschaft von Materie, eines Mediums.


Das wird m.E. von dem Gedankenexperiment mit den Testpartikeln widerlegt. Die Testpartikel (Materie) erfährt keine Kraft - welche Eigenschaften der Testpartikel soll dann für die Komprimierung/Dehnung verantwortlich sein? Und wie passt hier der Begriff "Medium"?

Wieso sollten die Testpartikel keine Kraft erleben? Dass es sich "nur" um die Geodäten handelt, schließt ja nicht aus, es als Kraft zu bezeichnen, nenn es von mir aus Scheinkraft. Die Testpartikel verhalten sich exakt genauso wie die Eisenstange, da ist kein Unterschied außer der (fehlenden) Gegenkraft des Materials.

Arrakai schrieb: Wie passt dazu denn die Aussage, dass Raum auch dort existiert, wo Massen das Vakuum ersetzen? Äquivalent heißt doch, dass das eine nur dann existiert, wenn auch das andere existiert. Aber wenn das Vakuum durch Materie ersetzt wird...

Nein, das ist doch kein Widerspruch, eine Apfelschale ist für Äpfel da, aber wenn halt Birnen drin sind .... bleibt es dennoch eine Apfelschale für Äpfel. Äquivalent ist es natürlich nur so lange, wie der Raum nicht anderweitig gefüllt ist. Das ist doch trivial.

Arrakai schrieb: Da die Teilchen praktisch keine Masse haben, verschwinden sowohl Ricci- als auch Energie-Impuls-Tensor.

Entweder geht es hierbei um die Wirkung auf andere Materie, oder das "praktisch" ist relativ, oder beides.... Bei jedem Testpartikel nimmt man an, dass er keine Wirkung verursacht, selbst aber Wirkung verspürt. Sonst wäre es ein blöder Test. Dann würden sie sich auch nicht um die Geodäten scheren.

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 13 Jul 2019 23:44 #53974

ra-raisch schrieb: Wieso sollten die Testpartikel keine Kraft erleben? Dass es sich "nur" um die Geodäten handelt, schließt ja nicht aus, es als Kraft zu bezeichnen, nenn es von mir aus Scheinkraft. Die Testpartikel verhalten sich exakt genauso wie die Eisenstange, da ist kein Unterschied außer der (fehlenden) Gegenkraft des Materials.


Weil eines der Grundprinzipien der ART ist, dass Objekte kräftefrei entlang ihrer Geodäten fallen (wollen).

Gravitation (außer Gezeitenkräfte) ist eine Scheinkraft (frag mal Z. wie lange man über diese Thema diskutieren kann... ;)). Ganz allgemein empfindest du nach ART alles als Scheinkraft, was sich dem freien Fall entlang deiner Geodäten in den Weg stellt. Also z.B. der Boden unter deinen Füßen, der dich permanent von deiner Geodäten wegbeschleunigt. Auf die Teilchen wirkt also definitiv keine Scheinkraft, sie können sich frei bewegen. Es handelt sich um einen reinen Koordinateneffekt.

Nein, das ist doch kein Widerspruch, eine Apfelschale ist für Äpfel da, aber wenn halt Birnen drin sind .... bleibt es dennoch eine Apfelschale für Äpfel.


Solange du nicht behauptest, Schale und Äpfel seien äquivalent, ist alles fein.

Entweder geht es hierbei um die Wirkung auf andere Materie, oder das "praktisch" ist relativ, oder beides.... Bei jedem Testpartikel nimmt man an, dass er keine Wirkung verursacht, selbst aber Wirkung verspürt. Sonst wäre es ein blöder Test. Dann würden sie sich auch nicht um die Geodäten scheren.


Ich verstehe jetzt wirklich nicht genau, was du mir damit sagen willst... Geht es um das "praktisch"? Ich würde mal behaupten, wenn dein Testpartikel ein Elektron ist, hat es "praktisch" keine Masse und verursacht in diesem Gedankenexperiment keinerlei Wirkung... Oder um was geht es dir?

(Und warum würden sich massenbehaftete Testpartikel nicht um ihre Geodäten scheren? Verstehe es wohl nicht...)

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 14 Jul 2019 00:51 #53978

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Michael D. schrieb:
Ja genau, zu dem Schluss sollte man kommen. Du weisst aber schon, dass es gemäss Einstein keinen komprimierbaren Raum geben darf, denn das würde Unterschiede in der Raumdichte bedeuten, was letztlich dem statischen Raum eine potentiellen Energieinhalt zuordnen würde.


Nö... nix ich weis ... :P

Raum und Gravitation sind laut Albert eine Einheit. Verdichteter Raum bedeutet somit ganz einfach... hohes G-Potential, angehend "flacher" Raum... ein maximal gering mögliches Pot. Raum ist jedoch nie gänzlich ohne... Wie wir sehen haben Alberts Gleichungen, nicht nur eine art Medium beschrieben, er selbst hat dies auch umgangssprachlich so formuliert. Zudem, wie du ja ad summam .. selbst weist, spricht er dem Raum explizit eine physikalische Realität zu... ;)

Und natürlich kann Raum kompaktifizieren, wie die Brill-Lösung der Artchen-Feldgleichung reiner Gravitationswellen zum Loch verdeutlichen. Selbstredend gänzlich ohne irgendeine art observablen Energie. Materie-Energie-leerer Raum(Zeit), kann sich laut Albert mit größer c fortpflanzen... oder wie Brill "schön hinzugefügt", zu Sl "verdichten". On Top kompaktifizierte Räume, am Limes mit c rotierend, Kerr.

Der ist aber gemäss Einstein "0" wie Du weisst (wir hatten die Diskussion immer und immer wieder). Es hat sich nichts geändert.

Doch doch.. hat sich. Wie du ja zudem weist, ist die gesuchte E lediglich nicht lokal verortbar. Was ja auch kein Wunder da dieser gegen ∞ strebend, ziemlich ausgedehnt. Der Begriff "Lokalität", nur schwierig nachvollziehbaren Umfanges.

Einsteins Gleichungen sind meiner Meinung nach nicht ganz korrekt, weil sie die volumenorientierte (nicht QM-orientierte) Quantisierung des Raumes nicht berücksichtigen.


"Nicht ganz korrekt" ?? Im Grunde erübrigt sich obiges Resultat solch Analyse. Froh seiend, dass dessen Blickwinkel im allgemeinen Einzug gehalten.

Nochmal verdeutlichend, dass dies alles vor hundert Jahren, zu Zeiten wo viele Köpfe noch aus gutem alten Holz geschnitzt in die Welt kam. Veraltete Äther Theorien in diesen Köpfen machten es zudem schwer neues, davon vollkommen unabhängig zu verstehendes, zu postulieren. Wenn er dies auch nachdrücklich angedeutet.

Denn nur diese ermöglicht theoretisch die Fähigkeit zur Kompression.

Wie gesagt Kompaktifizierung ist dem Raum immanent, den Feldgleichungen folgt die gute alte "Kompression" automatisch.

Im Übrigen stelle ich mit Erstaunen fest, wie lange dieser Thread schon läuft und wieviel Interesse er hervorruft. Scheinbar haben wir hier einen interessanten Diskussionspunkt getroffen...


Mal sehen... !?! :lol:



Ja toll ganz der Alte!
Bis später HG Z.

Je suis Julián Assange et je porte un gilet jaune.


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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 14 Jul 2019 08:08 #53980

@Z.

Ich wollte zur Energie ja nix mehr schreiben. Die gefühlt 1000 Posts an anderer Stelle fühlen sicher immer noch... so erschlagend an... ;)

Inhaltlich volle Zustimmung.

(Zur Komprimierbarkeit habe ich mich dagegen geäußert, weil diese Aussagen mir neu sind.. Ich bin ja immer für eine gute Diskussion zu haben. :) )

Manchmal richtig und falsch nur Bedeutung haben für kurze Zeit. Nach langer Zeit, nach Jahrzehnten, Jahrhunderten, dann wir sehen, was wirklich geschieht.

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 14 Jul 2019 09:38 #53981

Arrakai schrieb:

ra-raisch schrieb: Wieso sollten die Testpartikel keine Kraft erleben? Dass es sich "nur" um die Geodäten handelt, schließt ja nicht aus, es als Kraft zu bezeichnen, nenn es von mir aus Scheinkraft. Die Testpartikel verhalten sich exakt genauso wie die Eisenstange, da ist kein Unterschied außer der (fehlenden) Gegenkraft des Materials.


Weil eines der Grundprinzipien der ART ist, dass Objekte kräftefrei entlang ihrer Geodäten fallen (wollen).

Natürlich ist es eine Scheinkraft, weil ja keine Energie aufgewendet wird.

Ich verstehe nur nicht, welches Problem Du damit hast, dass Testpartikel durch die Geodäten komprimiert werden genauso wie die Eisenstange gestaucht wird, etc.

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 14 Jul 2019 11:32 #53988

ra-raisch schrieb:

Arrakai schrieb:

ra-raisch schrieb: Wieso sollten die Testpartikel keine Kraft erleben? Dass es sich "nur" um die Geodäten handelt, schließt ja nicht aus, es als Kraft zu bezeichnen, nenn es von mir aus Scheinkraft. Die Testpartikel verhalten sich exakt genauso wie die Eisenstange, da ist kein Unterschied außer der (fehlenden) Gegenkraft des Materials.


Weil eines der Grundprinzipien der ART ist, dass Objekte kräftefrei entlang ihrer Geodäten fallen (wollen).

Natürlich ist es eine Scheinkraft, weil ja keine Energie aufgewendet wird.


Und das passt jetzt inwiefern nicht zu meiner Aussage, dass „Gravitation [...] eine Scheinkraft“ ist?!

Ergänzung: Scheinkraft ist eigentlich ein Begriff aus der Newtonˋschon Mechanik. Man kann den natürlich auf die ART übertragen. In der ART entspricht die Scheinkraft m.E. aber einer Koordinatenbeschleunigung, der freie Fall entlang einer Geodäten ist damit eigentlich doch keine Scheinkraft... Wobei die Gravitation meist trotzdem so bezeichnet wird (von mir ja auch)... Ggf. kann ja jemand anderes was dazu sagen... (Ggf. wäre das sogar einen eigenen Thread wert...)

Nochmal: Solange die Testpartikel entlang ihrer Geodäten fallen, wirkt laut ART keine Kraft auf sie. Würde eine Kraft auf sie wirken, dann würden sie beschleunigt werden. In ihrem eigenen Bezugssystem ist das aber nicht der Fall, sie fallen aufgrund ihrer Trägheit mit konstanter Geschwindigkeit entlang ihrer Geodäten weiter. Dafür werden ihre Geodäten verschoben, es handelt sich also um einen reinen Koordinateneffekt.

ra-raisch schrieb: Ich verstehe nur nicht, welches Problem Du damit hast, dass Testpartikel durch die Geodäten komprimiert werden genauso wie die Eisenstange gestaucht wird, etc.


Was soll denn „komprimiert“ heißen? Zusammengedrückt? Das sicher nicht. Durch ihre Geodäten ändern sie allerdings ihren Abstand, siehe oben. Falls du das meinst, sind wir uns einig.

Mein Problem dabei ist doch nur, dass dieser Effekt m.E. nicht mit den Eigenschaften der Materie an sich erklärt werden kann. Du benötigst den Raum (der sich komprimiert) oder zumindest ein Feld (das rein mathematisch natürlich ausreicht, um den Koordinateneffekt zu erklären), sonst bleibt die Schwingung zumindest für mich ein Rätsel.

Von daher scheint mir die Aussage von Merilix eindeutig falsch zu sein. Oder anders ausgedrückt: Da sie einfach ohne jede Begründung „in den Raum“ ;) geworfen wurde, kann ich sie nicht nachvollziehen. (Auch die erste und einzige Antwort von Merilix war nicht sonderlich erhellend für mich...)

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 14 Jul 2019 11:46 #53990

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Hallo Arrakai,

(Zur Komprimierbarkeit habe ich mich dagegen geäußert, weil diese Aussagen mir neu sind.. Ich bin ja immer für eine gute Diskussion zu haben. :) )


Ich denke Merilix hat irgendwo zwischen den Zeilen ungefähr geschrieben "das der Begriff Komprimierbar auf Materie/Stoffe anwendbar, nicht auf Gravitation...
Da hat er im Grunde Recht, denn wir reden ja laut Albert von etwas nicht ponderablen... nicht stofflichen, auch wenn Schwarzschild bzgl. innerer Lösung von "nicht komprimierbarer (inkompressibler) Flüssigkeit" sprach... zumindest um sich dem gesuchten Konstrukt zu nähern..

Karl schrieb: § 1. Als ein weiteres Beispiel zur Einsteinschen Gravitationstheorie habe ich das Gravitationsfeld einer homogenen Kugel von endlichem Radius, die aus inkompressibler Flüssigkeit besteht, berechnet. Der Zusatz »aus inkompressibler Flüssigkeit« ist erforderlich, weil in der Relativitätstheorie die Gravitation nicht nur von der Menge der Materie, sondern auch von deren Energie abhängt und z. B. ein fester Körper von bestimmtem Spannungszustand eine andere Gravitation geben würde als eine Flüssigkeit.


Alles Hilfskonstrukte...
Jedoch werden Stoffe durch ein entsprechend starkes G-Feld komprimiert. Oder wie ich oben "wihskeyphantasierte"... wenn wir reine Gravitationswellen annehmen, deren Energie anfänglich weder lokaler noch ponderabler Eigenschaften, sich als Störung des Raumes äußernd und fortpflanzend, schließlich zu einem Masse behafteten Raumsegment (Punkt) kompaktifizieren, welches dauerhaft lokal und somit Stabil. In so fern können wir schon von einem verdichten reden, den Materie freien Raum betreff. Zudem von einer rudimentär verortbaren Gravitationsenergie...

Ich brauch nen Kaffee.. noch son Hilfskonstrukt...
Allen einen schönen Sonntag.. muss wieder an die Urbeit
HGse z.

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 14 Jul 2019 12:07 #53992

@Z.

Du meinst, dass es Merilix nicht darum geht, dass er die Effekte einer hypothetischen Raumkomprimierung durch Materie erläutern will? Sondern nur, dass lediglich Materie komprimierbar ist?

Abschließend könnte nur er das Klarstellen, aber klingt plausibel.... Ich denke zwar, dass Masse und Energie generell komprimierbar sind (also nicht nur Materie als Erscheinungsform von beidem). Aber gut, das wäre ein Detail...

(Unabhängig davon, dass das Bild des komprimierbaren Raums m.E. korrekt ist... ;) )

Danke!

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 14 Jul 2019 14:01 #53993

Arrakai schrieb: Mein Problem dabei ist doch nur, dass dieser Effekt m.E. nicht mit den Eigenschaften der Materie an sich erklärt werden kann. Du benötigst den Raum (der sich komprimiert) oder zumindest ein Feld (das rein mathematisch natürlich ausreicht, um den Koordinateneffekt zu erklären), sonst bleibt die Schwingung zumindest für mich ein Rätsel.

Wenn ich nicht irre, sprichst Du über Gravitationswellen. Diese verändern die Metrik, wodurch sich die Geodäten annähern oder sich voneinander entfernen. Durch beide Wirkungen entstehen Gezeitenkräfte, bei der Eisenstange entstehen Stauchungen und Dehnungen und bei den Partikeln merkt man nicht viel davon außer, dass sie hin und her schwingen.
Wo ist da jetzt ein Rätsel?

Z. schrieb: auch wenn Schwarzschild bzgl. innerer Lösung von "nicht komprimierbarer (inkompressibler) Flüssigkeit" sprach..

Bei der inneren Schwarzschildllösung geht es darum, dass die Materienverteilung entsprechend einer Flüssigkeit angenommen wurde, es geht ja um den Innenraum eines Körpers. Das hatte überhaupt nichts mit einer Nicht- oder etwaigen Raumkomprimierung oder gar flüssigem Raum zu tun, ... eher überflüssig.

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 14 Jul 2019 14:26 #53997

ra-raisch schrieb:

Arrakai schrieb: Mein Problem dabei ist doch nur, dass dieser Effekt m.E. nicht mit den Eigenschaften der Materie an sich erklärt werden kann. Du benötigst den Raum (der sich komprimiert) oder zumindest ein Feld (das rein mathematisch natürlich ausreicht, um den Koordinateneffekt zu erklären), sonst bleibt die Schwingung zumindest für mich ein Rätsel.

Wenn ich nicht irre, sprichst Du über Gravitationswellen. Diese verändern die Metrik, wodurch sich die Geodäten annähern oder sich voneinander entfernen. Durch beide Wirkungen entstehen Gezeitenkräfte, bei der Eisenstange entstehen Stauchungen und Dehnungen und bei den Partikeln merkt man nicht viel davon außer, dass sie hin und her schwingen.
Wo ist da jetzt ein Rätsel?


Gar keins, das sehen wir offenkundig genau gleich. Das Rätsel war nur, wie dieser Effekt nur durch Materie und ohne eine Komprimierung des Raums oder den Einfluss des Feldes erklärt werden kann. Dass es sich dabei ggf. von vorne herein nur um ein Missverständnis gehandelt haben könnte, darauf hatte Z. allerdings bereits hingewiesen. Wahrscheinlich sind wir uns am Ende alle bzgl. der Testpartikel einig...

(Allerdings nicht darüber, welche Eigenschaften man den Raum zuschreiben kann, was ja die ursprüngliche Frage war... ;) )

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 14 Jul 2019 14:56 #53998

Arrakai schrieb: (Allerdings nicht darüber, welche Eigenschaften man den Raum zuschreiben kann, was ja die ursprüngliche Frage war... ;) )

Gut.
Unter Komprimierung des Raums verstehe ich die Idee, dass der Raum etwas wäre, was komprimiert werden könnte.
Unter Raumkrümmung verstehe ich hingegen, dass sich die Metrik krümmt.

Der "gekrümmte Beobachter" an Ort und Stelle nimmt somit gegenüber dem "flachen Beobachter" weit entfernt einen gekrümmten Raum wahr. Beide sehen zwar unmittelbar einen flachen Raum (unkrompimiert) aber im Verhältnis zueinander ist diese Wahrnehmung gekrümmt. Aber auch der entfernte Beobachter sieht in der gekrümmten Metrik keinen komprimierten Raum sondern nur die Metrik im Raum. Den Raum kann ja niemand sehen, sondern allenfalls nur das Vakuum darin. Die Metrik natürlich auch nicht sondern nur die Testteilchen, die den Geodäten folgen. Das Vakuum, das die beiden Beobachter am selben Ortspunkt sehen, sieht zwar für die beiden gleich aus, nicht aber das Vakuum in einem bestimmten durch Testteilchen markierten Volumenbereich. Für einen der beiden ist es mehr Vakuum, für den anderen ist es aber nicht komprimiert sondern eben weniger Vakuum.

Zumindest stelle ich es mir so vor.

Nehmen wir eine Kugeloberfläche zum Vergleich. Die Oberfläche ist gekrümmt, aber kein einziger Quadratmeter weist eine komprimierte Fläche auf. Die Teilchendichte sieht aus der Ferne komprimiert aus, nicht aber die Fläche zwischen den Teilchen, es sieht einfach nach weniger Fläche aus. Fläche ist wie Raum ein abstrakter Begriff (die Größe zwischen Rändern), das kann nicht komprimiert werden, allenfalls sinnbildlich für "Verkleinern". Es gibt weder eine "Ebenenflächendichte" noch eine "Raumvolumendichte" sondern nur ein Verhältnis der unterschiedlichen Wahrnehmung.

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Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 14 Jul 2019 15:29 #54001

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Arrakai schrieb: Das Rätsel war nur, wie dieser Effekt nur durch Materie und ohne eine Komprimierung des Raums oder den Einfluss des Feldes erklärt werden kann.

Wie wäre es damit:
Materie verformt sich. Weshalb? Weil sich der Raum zwischen den Bestandteile der Materie (Atomkern/Elektronen,bzw. zwischen den Atomen) komprimiert. ?

MfG
WL01

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MfG
WL01

Ist der Raum um ein Schwarzes Loch herum gekrümmt? 14 Jul 2019 16:12 #54004

Wie gesagt, Raumkomprimierung ist nicht in meinem Vokabular.

Aber beim Essen habe ich mir gerade die Energie durch den Kopf gehen lassen .......

Die beiden Beobachter fern und nah bzw flach und gekrümmt sehen nach meiner Ansicht immer und überall die gleiche Vakuumdichte ρΛ=Λ/κ. Da sie in markierten Räumen unterschiedliche Volumina V<Vo messen, ist die Gesamtenergie E<Eo der selben Entität unterschiedlich. Wie ist das möglich?

Dies ist nun kein Widerspruch sondern eine Bestätigung!

Das Volumen weicht um den Faktor σ ab. Für den gekrümmten Beobachter ist das Volumen Vo = V/σ und für den fernen flachen Beobachter ist das Volumen V = Vo·σ, das ergibt sich aus der Längenkontraktion ausschließlich in radialer Richtung.

Somit messen beide eine um den Faktor σ unterschiedliche Gesamtenergie VρΛ = E = σEo. Allerdings ist die Energie im Potential tatsächlich infolge der potentiellen Energie um den Faktor σ vermindert. Somit messen beide im Endeffekt genau die gleiche Energie: E = σEo!!!!!! Über den Faktor (Quotienten) E/me = Eo/meo sind sich beide einig!!!!! Sie können auch ein Lichtsignal mit definierter Energie als Maßstab benützen: E/fh = Eo/foh.

Somit ist die Vakuumenergiedichte ρΛ eine Invariante und vollkommen unabhängig von Krümmung und anderen Späßen. Die örtlich gemessene Vakuumenergie ρΛV unterscheidet sich hingegen um den Faktor σ=²(1-rs/r), wie dies ja auch für Materie (Bindungsenergie) und Photonen (Rot-/Blauverschiebung) gilt.

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