Experimentelle Beweise für relativistische Massenzunahme?
Gibt es experimentelle Beweise für relativistische Massenzunahme oder ist das Konzept rein theoretisch?
4 Antworten
Hallo ZuNiceFrage,
die Aussage die Masse eines Körpers nehme mit wachsender Geschwindigkeit zu, korrespondiert mit der Erkenntnis der Trägheit der Energie.
Schon vor der Entdeckung der SRT überlegte sich HASENÖHRL, dass die in einem Kasten vorhandene Strahlung eigentlich zu seiner Masse beitragen müsse, wenn auch nur minimal.
EINSTEIN argumentierte später, dass eine in ihrem eigenen Ruhesystem gleichmäßig in alle Richtungen strahlende Lichtquelle ihren Bewegungszustand beibehalten muss.
Das Problem: In einem Koordinatensystem, in dem sie sich mit einer 1D-Geschwindigkeit v bewegt, ist ihr Licht blau- und in Gegenrichtung rotverschoben. Nun wusste man damals aber schon, dass Licht Kraft ausübt, und zwar umso mehr, je höher seine Frequenz ist. Das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht übt also nach vorn mehr Kraft aus als nach hinten.
Kraft ist aber die Änderungsrate des Impulses, d.h., die Lichtquelle muss an Impuls verlieren. Sie muss daher an Geschwindigkeit oder/ und an Masse verlieren, und da Ersteres nicht sein kann, muss sie Masse verlieren – allein durch die Abstrahlung von Licht. Dieses muss daher "was wiegen". Wenn aber eine Energieform "was wiegt", muss dies für alle gelten, da Energieformen ständig ineinander umgewandelt werden.
Das gilt auch für die von einem relativ zu einem gegebenen Bezugskörper bewegten Körper "mitgeschleppte" kinetische Energie.
Das lässt sich tatsächlich an beschleunigten z.B. Elektronen feststellen, wenn man sie durch ein Magnetfeld fliegen lässt. Dies tun sie wegen der LORENTZkraft in einem Kreis, der bei verhältnismäßig kleinen kinetischen Energien den Radius
R = mv/-eB,
hat, wobei m ihre Masse, v ihr Tempo, -e ihre elektrische Ladung und B die magnetische Flussdichte ist. Variiert man v und B gleichzeitig im selben Maße, bleibt R gleich. Bei großen Geschwindigkeiten ändert sich das allerdings. Man braucht dann stärkere Magnetfelder für denselben Radius.
so nebenbei: in der modernen physik (also auch schon wieder seit hundert jahren) spricht niemand von einer geschwindigkeitsabhängigen masse. masse ist eine invariante größe. dummerweise hat man vergessen das den physiklehrern zu sagen, und jetzt bekommt man den blödsinn nicht mehr tot. wenn studenten an die uni kommen muss man in das was sie am der schule erzählt bekommen habe erst wieder austreiben, damit man es ihnen dann richtig beibringen kann.
so, nach meinem üblichen rant zum thema, zu deiner frage:
dass die beschleunigung die eine kraft bewirkt von der geschwindigkeit abhängt sieht man zB in einem teilchenbeschleuniger als alltäglichen effekt.
... masse ist eine invariante größe.
Ja, dank der Definition der Ruheenergie (geteilt durch c² natürlich) als Masse. Einen Effekt auf Trägheit hat allerdings auch die "mitgeschleppte" kinetische Energie, nur dass der nicht isotrop ist (es ist leichter, einen Körper abzulenken als ihn schneller oder langsamer zu machen).
Auch auf die gravitative Wechselwirkung wirkt sie sich aus: Nach der ART, genauer der EINSTEINschen Feldgleichung, wird die Krümmung der Raumzeit durch den gesamten Energie- Impuls- Tensor bestimmt.
Änderung der Umlauffrequenz im Syncroton
