Lichtgeschwindigkeit unter Gravitationseinfluss?
Gravitationslinseneffekt: Licht wird von Gravitation beeinflusst und daher von Masse abgelenkt.
Weil Licht angezogen wird, ist dessen Geschwindigkeit wenn es auf die Erde zukommt anders von der wenn es von der Erde weggeht?
4 Antworten
Hallo ZuNiceFrage,
das Gravitationsfeld der Erde ist annähernd – bis auf kleine Abweichungen durch ihre Rotation leicht ungleichmäßige Massenverteilung – kugelsymmetrisch.
Ein kugelsymmetrisches Gravitationsfeld einer Masse M wird in der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) durch die sog. SCHWARZSCHILD- Metrik
(1) dτ² = dt²(1−2M⁄r) − dr²⁄(1−2M⁄r) − r²dΩ²
beschrieben, wobei ich hier die Abkürzung
(2) dΩ² := dθ² + sin²(θ)dφ²
und geometrisierte Einheiten*) verwendet habe, damit die Gleichung nicht zu lang wird. Dabei ist
- dτ die Dauer eines sehr kurzen Vorgangs, wie sie eine lokale Uhr Ώ, bei der beide stattfinden, direkt messen würde (Eigenzeit),
- dt die Dauer desselben Vorgangs, wie sie von eined weit entfernten Uhr U aus ermittelt würde (U-Koordinatenzeit), und steht
- r für eine Kugelschale um das Massenzentrum mit Fläche 4πr² (wegen der geometrischen Verzerrung des Raumes ist der räumliche Abstand vom Zentrum größer),
- dr für eine kleine Verschiebung von Ώ in radialer Richtung,
- dθ und dφ für eine kleine Verschiebung von Ώ in tangentialer Richtung, also entlang einer Kugelfläche, und
- 2M steht für den SCHWARZSCHILD- Radius, der im Falle der Erde eine reine Rechengröße bleibt und bei ca. 9mm liegt.
Weil Licht angezogen wird, ist dessen Geschwindigkeit wenn es auf die Erde zukommt anders von der wenn es von der Erde weggeht?
Nein. Das Tempo, mit dem sich Licht bewegt, hängt nicht von der Richtung ab. Insbesondere würde jemand, der sich direkt bei Ώ befindet, immer c messen. Allerdings würde zumindest ein statischer Beobachter bei sehr genauer Messung eine leichte Ablenkung eines Lichtstrahls nach unten feststellen. Ein lokal inertialer Beobachter, also einer, der keine Kraft spürt, weil er im freien Fall oder im Orbit ist, würde relativ zu sich immer eine geradlinige Ausbreitung mit c feststellen.
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*) Eine Naturkonstante wie c ≈ 3×10⁸ m⁄s ist ein Artefakt des Maßsystems, in diesem Falle des SI. Man könnte Längen problemlos durch die Zeiten ausdrücken, die das Licht im Vakuum dafür benötigt. Ein handelsübliches Schullineal ist somit etwa 1 Nanosekunde lang. Meine Gehgeschwindigkeit beträgt ca. 4ppb (engl. parts per billion = Milliardstel) von c, das in diesem Einheitensystem den Wert 1 bekommt.
Eine weitere hier auftretende Naturkonstante ist die Gravitationskonstante G ≈ ⅔×10⁻¹⁰m³s⁻²kg⁻¹. Sie ist mit c zusammen ein Hinweis darauf, dass man die Masse M eines Himmelskörpers auch durch ihren Gravitationsradius GM⁄c² ausdrücken kann (und der wiederum durch die Zeit, die das Licht für so eine Strecke braucht). Im Falle der Sonne mit ihrer Masse von ca. 2×10³⁰ kg ist das knapp 1,5 km oder 5 μs.
Der Gravitationslinseneffekt kommt von der Raumkrümmung und nicht von einer Anziehung von Photonen durch die Gravitation.
Weil Licht angezogen wird, ist dessen Geschwindigkeit wenn es auf die Erde zukommt anders von der wenn es von der Erde weggeht?
Licht hat im Vakkuum immer Lichtgeschwindigkeit somit stimmt dieser Teil nicht.
Richtig, aber da Photonen Masselos sind wirkt auf sie auch keine Kraft. Sie bewegen sich in dem Sinne geradlinig durch einen gekrümmten Raum.
Raumkrümmung
welche man garnicht nachweisen kann.
Aber wie ist es mit der Photonenfrequenz !
Ich denke mal, dass die Lichtkrümmung und der Gravitationslinsen Effekt schon recht gute Nachweise für die Raumkrümmung sind.
Im Endeffekt musst du aber verstehen, dass es am Ende ja auch nur Modelle sind, in denen diese Effekte eben dadurch erklärt werden.
Ein Photon hat an sich keine Frequenz in dem Sinne sondern nur eine Energie. Die Energie korrelliert aber über das Planksche Wirkungsquantum mit der Frequenz der Elektromagentischen Welle deren Energie durch das Photon gequantelt ist.
Ich denke mal, dass die Lichtkrümmung und der Gravitationslinsen Effekt schon recht gute Nachweise für die Raumkrümmung sind.
Nein. Analog kann man kann auch mit Magnetismus auch Licht ablenken. Die Photonen werden durch Gravitationskräfte abgelenkt wie andere Massen auch.
Ein Photon hat an sich keine Frequenz
Eins nicht, aber die Photonenfolge.
das Planksche Wirkungsquantum
Ist keine Entität welche etwa bewirken kann, auch keine Frequenzänderung, sondern ein Verhältniswert.
Mir wäre nicht bekannt dass Magentismus Licht direkt ablenkt. Es gibt zwar magnetooptische Effekte die existieren aber nur in entsprechenden Medien und nicht im Vakuum.
Licht selbst hat keine Masse in so fern wirken da auch keine Gravitationskräfte. Die Ablenkung von Licht lässt sich perfekt über die Raumkrümmung aus den Einsteinschen Feldgleichungen bestimmen. Würdest du zB die relativistische Photonenmasse in das Newtonsche Gravitationsgesetz einsetzen kommt ein falsches Ergebnis raus.
Eine Photonenfolge ja aber was willst du damit sagen?
Ich weiß zwar nicht was du mit deinem Satz über das Plancksche Wirkungsquantum überhaupt sagen möchtest zumal du dich im Kommentar ja auch nur auf das Wort an sich beziehst.
Mir ist zudem nicht ganz klar worauf du überhaupt hinaus willst. Wenn du einfach nur die Etablierte Physik in Frage stellen willst kannst du das gerne tun, aber ich denke mal dass das hier der falsche Raum für diese Dikussion ist
Ablenkung von Licht lässt.......Raumkrümmung aus den Einsteinschen Feldgleichungen
Gleichungen sind keine Kräfte. Außerdem hast du die "Lichtkrümmung" als Beleg für die Raumkrümmung benannt und jetzt die Lichtablenkung durch die Raumkrümmung. Was nun ? Wer belegt wen ?
was du mit deinem Satz über das Plancksche Wirkungsquantum
Du hast dies eingebracht. Was soll es hier bewirken ?
worauf du überhaupt hinaus willst.
Daß die "Argumente" welche du brachtest nichts belegen.
Das eine wäre ohne das andere nicht da. Belegt die Henne dass es ein Ei gegeben hat oder belegt das Ei die Henne die es gelegt hat?
Ja ich habe das Planksche Wirkungsquantum eingebracht weil die Energie eines Photons ebene über E=h*f definiert ist. Das ist auch genau das was ich geschrieben habe.
Dann belegn meine "Argumente" für dich eben nichts. Ich habe hier ehrlichgesagt aber jetzt auch keine Lust einr Grundlagendiskussion mit dir zu führen, zumal du nicht mal irgendeine alternative Beschreibung darlegst.
Das von dir "Im Endeffekt musst du aber verstehen, dass es am Ende ja auch nur Modelle sind, in denen diese Effekte eben dadurch erklärt werden." ist zutreffend.
Das "Modell" der Raumkrümmung ist eben nur ein Solches, mehr nicht.
Belegt die Henne dass es ein Ei gegeben hat oder belegt das Ei die Henne die es gelegt hat?
Genau, deswegen belegt das Modell sich nicht selbst, ist für eine faktische Aussage "der "Raum ist gekrümmt" nicht brauchbar.
Licht selbst hat keine Masse
ist eben falsch, es hat einen Impuls und dieser (Energie !) verändert sich mit der Photonenfolge beim Empfänger, welche auch mit einer Bewegung des Empfängers in Richtung Photonen-Folge bewirkt werden kann.
Lichtablenkung durch Magnetismus (von mir) war natürlich ein Versehen, ich meinte "analog Elementarteilchen-Ablenkung."
Licht hat Impuls und eine Energie allerdings bedeutet das nicht zwingend das es Masse hätte.
Nehmen wir an wir definieren Licht mit Masse welchen Impuls hätte es also wenn es sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt?
Man kann natürlich eine relativistische Masse einführen, aber der Begriff Masse ist definiert als die Ruhemasse und die ist 0. Was ja auch nicht anders möglich ist weil sonst die Energie und der Impuls unendlich wären.
Ja so kann man den optischen Dopplereffekt auch beschreiben. Idr geht dieser aber auch direkt aus der Zeitdilatation hervor oder der relativistischen Feldbetrachtung, hat aber in dem Sinne nichts mit Lichkrümmung zu tun.
Ich bin mir aber an diesem Punkt ziemlich sicher mit dir schon mal diese Diskussion geführt zu haben und so wie damals kommen wir vermutlich nicht auf einen Grünen Zweig.
aber der Begriff Masse ist definiert als die Ruhemasse
Davon ist man schon angekommen. Es ist ja auch so, daß ein Objekt, welches Licht emitiert , "Ruhemasse" verliert.
weil sonst die Energie und der Impuls unendlich wären.
Dem kann ich nicht folgen.
dieser aber auch direkt aus der Zeitdilatation hervor
Bei dem Beispiel meiner Betrachtung nicht. Außerdem ist die Zeitdiation auch nur ein Modell - ein sehr schlechtes.
Nur weil etwas Ruhemasse verliert wenn es Licht abgibt bedeutet das nicht, dass Licht eine Masse hätte. Ich verweise an diesem Punkt auf die RT ohne dad jetzt näher zu erleutern weil du dich ja mal mit den Feldgleichungen beschäftigen kannst, wobei du hier direkt siehst dass im Energie Impulstensor nicht nur die Masse steht.
Du darfst gerne ein alternatives Modell ausarbeiten und publizieren.
Eine Diskussion mit mir wird dich diesem Ziel nicht näher bringen. Ich für meinen Teil kenne bisherigen Alternativvorschläge zur RT und die haben idR mehr Probleme als das sie vermeindlich lösen.
weil du dich ja mal mit den Feldgleichungen beschäftigen kannst,
Wir machen uns hier nicht wichtig mit Feldgleichungen sondern wir diskutieren reale "Bobachtungen" bzw. Gegebenheiten wie es auch der FS angedacht hat, ohne persönliche Hinterfragungen. Bist du dazu in der Lage ?
dass im Energie Impulstensor nicht nur die Masse steht.
genau, auch die Geschwindigkeit, und diese wird hier eben für das Licht als Konstante zu jedem bewegten Bezugssystem infrage gestellt, durch Überlegung - wenn du dies für dich zuläßt - nicht mit Formeln.
Ganz ehrlich auf so eine Diskussion hab ich jetzt auch keine Lust mehr.
Publiziere deine Theorie und gib mir bescheid wenn du das was du behauptest am Ende schlüssig mathematisch Begründen kannst, alles andere hat keinen Sinn.
Also in diesem Sinne bin ich nicht dazu in der Lage eine Sinnlose Diskussion mit dir fortzuführen.
schlüssig mathematisch Begründen kannst,
Was schon gemacht wurde, ganz einfach ist und auch garnicht geleugnet wird nur von Manchen versucht wird mit angelernten Formeln gegen zu halten zBsp. dies von dir:
"...kann man den optischen Dopplereffekt auch beschreiben. Idr geht dieser aber auch direkt aus der Zeitdilatation hervor"
Was Unsinn ist. Der stellt sich ein ohne daß du irgendeine Zeit irgendwo verändern kannst.
Dass beim optischen Dopplereffekt die Energie einzelner Photonen steigt und nicht nur die Photonenfrequenz und das auch nachweisbar ist lässt du dabei natürlich außer acht.
Wie gesagt ich kenne einige alternativ Beschreibungen welche ohne die RT auskommen wollen wie zB die mitgeschleppte Äthertheorie, diese erzeugt am Ende aber mehr Probleme als sie löst und kann zB den relativistischen Dopplereffekt in beschleunigten Bezugssystemen gar nicht beschreiben.
beim optischen Dopplereffekt die Energie einzelner Photonen steigt
Du meinst bei Bewegung des Empfängers zum Photonen- Sender. Wo hast du hier gelesen, daß ich dies außer acht lasse ? Außerdem "steigt" die Energie nicht unbedingt sondern beim Empfänger wird eine größere/kleinere Energiewirkung festgestellt, je nachdem in welcher Richtung dessen (relative) Bewegung (zu den Photonen) ist. Die Photonen wissen davon nichts, der Effekt tritt nur durch Geschwindigkeitsänderung auf.
zB die mitgeschleppte Äthertheorie, diese erzeugt am Ende aber mehr
Daß du mit solchen alten Hüten kommst zeigt, daß du wahrscheinlich nichts verstanden hast.
den relativistischen Dopplereffekt
Wer redet hier von dem ? Ich war hier beim ganz normalen Dopplereffekt, der sich einstellt, wenn ein Empfänger sich in der Richtung (hin oder zurück) zu einem Photonensender (genauer zu einer Photonenfolge im Raum) bewegt.
Der optische DOPPLER-Effekt stellt sich immer ein und würde dies auch ohne "Zeitdilatation" tun, aber eher so wie in der Akustik, nämlich asymmetrisch, d.h., es macht einen Unterschied, ob sich bei einem Signal der Absender oder der Empfänger bewegt.
Das RP bzw. die Tatsache, dass ihm auch MAXWELLs elektromagnetische Wellengleichung unterliegen muss, verlangt jedoch, dass er symmetrisch ist.
verlangt jedoch, dass er symmetrisch ist.
Ich weiß jetzt nicht worauf du hinaus willst. Ich will nur darlegen, daß sich die Geschwindigkeit eine Empfängers zu einer Photonenreihung (Licht, Lichtstrahl) im Raum tatsächlich ändert wenn sich der Bewegungszustand des Empfägers ändert. Dies wird durch wird durch den Dopplereffekt festgestellt und kann elemetar berechnet werden ganz ohne RT/SRT.
Beim optischen Dopplereffekt ändert sich die Energie der Photonen an sich. Ob sich die Rate ändert mit welcher Photonen auf einen bewegten Detektor treffen kann ich weder bestätigen noch wiederlegen.
Allerdings ist es nicht so, dass der optische Dopplereffekt nur durch eine höhere Photonenrate am Detektor erklärbar wäre sonst hätte der Effekt ja keine Auswirkung auf die Energie der einzelnen Photonen.
In wie weit hat das aber noch mit der ursprünglichen Frage zu tun?
Ohne sie würde man allerdings ein anderes Ausmaß erwarten.
Angenommen Du sitzt in einem Raumfahrzeug B, dessen Antrieb abgeschaltet ist. Du gehst also davon aus, dass es sich nicht oder mit konstanter Geschwindigkeit fortbewegt.
Ein Objekt B' kommt auf Dich zu. Du schickst ein Radar- Signal der Periodendauer T₀ und bekommst es 4fach gestaucht zurück.
Die (momentan unbekannte) Geschwindigkeit von B' beträgt v. B' kommt Deinem Signal entgegen, sodass die Differenzgeschwindigkeit 1 + v beträgt*). Die Periodendauer T₁, mit der es auftrifft, muss also um 1/(1 + v) kürzer sein als T₀.
Da die Differenzgeschwindigkeit zwischen B' und reflektiertem Signal 1 − v beträgt, wird die Periodendauer noch einmal um diesen Faktor kürzer und kommt also mit
T₂ = T₀∙(1 − v)/(1 + v) =: T₀∙K² an.
Umgekehrt ergibt sich v durch Umformung zu
v = (K² − 1)/(K² + 1),
was in diesem Fall, K² = 4, v = ⅗ ergibt. Somit ergibt sich auch T₁ = 0,625∙T₀ und T₂ = 0,4∙T₁.
Du kannst allerdings auch annehmen, dass Du Dich auf B' mit v zu bewegst und B' stationär ist. Aufgrund der MAXWELLschen elektromagnetischen Wellengleichung muss das Signal dann relativ zu B' mit c bzw. 1 unterwegs sein.
Daher müsstest Du annehmen, dass Dein Signal, startend mit T'₀, sich mit nur 1 − v von Dir entfernt und dadurch mit T'₁ = 0,4∙T'₀ ankommt. Das reflektierte Signal nähert sich mit der Differenzgeschwindigkeit 1 + v = 1,6, sodass T'₂ = T'₁∙0,625 wäre.
Ich habe nicht zufällig den Faktor (1 − v)/(1 + v) als K² bezeichnet: Das RP verlangt nämlich, dass ich als ein Beobachter auf B' d.h. ich Dein Signal genauso stark gestaucht empfangen würde wie Du eines von mir, also nicht mit T₀/(1 + v) = 0,625∙T₀ und auch nicht mit T₀∙(1 − v) = 0,4∙T₀, sondern mit T₀∙K = 0,5∙T₀.
Das ist um den Faktor √{1 − v²} = 0,8 kürzer als 0,625∙T₀, aber zugleich um den Faktor 1/√{1 − v²} =: γ = 1,25 länger als 0,4∙T₀.
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*) Ich drücke der Kürze halber Strecken in Einheiten der Zeit aus, die Licht dafür benötigt. Daher ist c=1.
Angenommen
Ich nehme garnichts an. Ich gehe von realen Gegebenheiten aus. Dies wäre z.Bsp. der Empfang des Lichtes von Sternen, welche tangential zur Sonnenumlaufbehn beobchet werden und dann 1/2 Jahr später wieder gegenläufig.
Oder - theoretisch - ein ruherder Empfänger eines ruhenden Senders empfängt in 1s f Photonen. Nun bewegt er sich dem Photonenstrahl entgegen , in einer Sekunde 1000 m. Die Anzahl dem empfangenen Photonen erhöht sich in dieser Zeit um den Faktor (c+1000)/c ...(c in m/s). Ich betrachte einfach eine Anzahl, die kann man nicht wegdiskutieren.
Das RP verlangt nämlich,
d.h., du mußt erst RT/SRT hineinstecken, damit RT/SRT wieder herauskommt.
Ich nehme garnichts an. Ich gehe von realen Gegebenheiten aus.
Mit "Angenommen" eröffne ich ein Szenario, in dem Frequenzen gemessen werden.
Oder - theoretisch - ein ruherder Empfänger eines ruhenden Senders empfängt in 1s f Photonen. Nun bewegt er sich dem Photonenstrahl entgegen, in einer Sekunde 1000 m.
Dein "oder theoretisch" ist wie mein "angenommen".
Die Anzahl dem empfangenen Photonen erhöht sich in dieser Zeit um den Faktor (c+1000)/c ...(c in m/s).
Ich betrachte einfach eine Anzahl, die kann man nicht wegdiskutieren.
Es sind mehr Photonen, das stimmt schon, und an der Zahl kann man nichts deuteln, wenn man die alle detektiert. Was freilich schwierig ist. Es ist wesentlich einfacher, die Wellennatur des Lichts auszunutzen und Frequenz bzw. Wellenlänge zu messen.
"In dieser Zeit" setzt allerdings die Existenz von NEWTONs absoluten Zeit voraus.
...d.h., du mußt erst RT/SRT hineinstecken, damit RT/SRT wieder herauskommt.
Du steckst absolute Zeit rein und bekommst absolute Zeit heraus.
Aber ich habe nicht die RT, sondern das RP hineingesteckt. Und dieses stammt schon von GALILEI.
Und MAXWELL, natürlich. Er hatte in den 1850erm die Grundgleichungen der Elektrodynamik formuliert und direkt aus ihnen die elektromagnetische Wellengleichung hergeleitet, aus denen hervorgeht, dass sich elektromagnetische Wellen relativ zu einem ruhenden Körper (was immer "ruhend" bedeutet) in jede Richtung mit dem Tempo c ausbreiten.
Es sind mehr Photonen, das stimmt schon, und an der Zahl kann man nichts deuteln, wenn man die alle detektiert.
Dürfte ich dir dazu dann mal eine kurze Frage stellen?
Wenn die Anzahl der Photonen pro Zeit steigt und gleichzeitig die Energie dieser Photonen muss ja die Leistungsstromdichte mehr steigen als aus den Maxwellgleichungen hervor gehen würde wo eben nur die Frequenz der Welle steigt oder hab ich mich hier verrechnet?
bzw. Wellenlänge zu messen.
Das geht garnicht. Photonen-Anzahl kann man übrigenz schon ganz gut messen und selektieren, wahrscheinlich nur über Laborbedingugen - bin jetzt nicht genau informiert.
Dein "oder theoretisch" ist wie mein "angenommen".
Nun - nicht ganz. Das "theoretisch" kann relativ einfach real dargestellt werden.
dass sich elektromagnetische Wellen relativ zu einem ruhenden Körper
Nun ja - wir betrachten hier ja keine ruhenden Körper (Empfänger).
an der Zahl kann man nichts deuteln, wenn man die alle detektiert.
Nun - es ist dies eine logische Darlegung, welche keiner Detektierung bedarf. Es sind eben in der Zeit auf dieser Bewegungsstrecke keine ander Anzahl Photonen greifbar, weder mehr, noch weniger. Auch an der Zeit kannst du nichts herumpfuschen, daß "Eperiment" ist vollständig in ein Inertialsystem integriert.
Nochmals - es geht hier darum zu belegen, daß die Photonenbewegung zu einem bewegten Empfänger nicht immer c sein kann.
...muss ja die Leistungsstromdichte mehr steigen als aus den Maxwellgleichungen hervor gehen würde wo eben nur die Frequenz der Welle steigt...
Es steigt gar nicht nur die Frequenz der Welle. Die Leistungsstromdichte steigt ebenfalls. Vor allem kommt der größte Teil des Lichts von vorn.
Das geht garnicht.
Natürlich geht das. Die Wellenlänge hat ja z.B. Einfluss auf den Abstand der Maxima bei einer Beugung am Doppelspalt oder am optischen Gitter.
Nun - nicht ganz. Das "theoretisch" kann relativ einfach real dargestellt werden.
Ob man es "angenommen" oder "theoretisch" nennt, ist unerheblich.
Es sind eben in der Zeit auf dieser Bewegungsstrecke keine ander Anzahl Photonen greifbar, weder mehr, noch weniger. Auch an der Zeit kannst du nichts herumpfuschen,...
Ich pfusche nicht an der Zeit herum. Du setzt voraus, dass die Zeit, die von einer Uhr U aus ermittelt wird (U-Koordinatenzeit), dieselbe sein müsse wie die von einer Uhr beim Empfänger direkt gemessene Zeit (Eigenzeit). Das ist eine Annahme, die man erst einmal belegen müsste.
Nochmals - es geht hier darum zu belegen, daß die Photonenbewegung zu einem bewegten Empfänger nicht immer c sein kann.
Dir geht es darum, das zu belegen. O.k., dann musst Du die Geschwindigkeit eines Lichtsignals relativ zu besagtem Empfänger halt messen. Wenn Du da auf etwas anderes als c kommst, hast Du es belegt. Ohne Möglichkeit, etwas zu messen, können wir nur auf der Grundlage der bis dato existierenden Theorien argumentieren. Und da ist nun einmal MAXWELL der Standard.
Und dessen elektromagnetische Wellengleichung besagt, dass sich elektromagnetische Wellen mit c bewegen, relativ zu einem Körper, den man als stationär beschreiben kann.
Wenn Du auf dem Standpunkt stehen, dass GALILEIs Relativitätsprinzip korrekt ist, die Relativitätstheorie jedoch falsch, muss Ihrer Meinung nach logischerweise auch MAXWELL Unrecht haben und es eine GALILEI- invariante Elektrodynamik geben.
War anders gemeint als du es verstanden hast aber hab den Fehler schon gefunden.
Ich dachte dass der Dopplereffekt in der Maxwellschen Theorie die Leistungsstromdichte linear mit der Frequenz anhebt, was ja zur Folge gehabt hätte dass die Anzahl der Photonen nicht steigen kann wenn deren Energie steigt ansonsten würden sich beide Theorien ja nicht decken.
Da die Leistungsstromdichte aber nicht linear mit der Frequenz wächst passt das.
Natürlich geht das.
Nein, die Wellenlänge wird errechnet - messen kann die Keiner.
wie die von einer Uhr beim Empfänger direkt gemessene Zeit
Ich spreche von Systemzeit. Es ist dies eine logische Feststellung, es gibt keinen Handlungsbedarf eine andere Zeit zuzuweisen. Aber auch, wenn du dem Empfänger eine andere "Zeit" mit einer relativistischen Formel zudenkst ist dieser Faktor hier so klein, daß er die veränderte Zählung der Photonen / Sekunde nicht erfaßt. Außerdem - wie willst du eine veränderte Zeit zuweisen, wenn der Empfänger gleichzeitig eine Photonenzählung vornimmt für zwei gegenläufige Photonenfolgen ? (s.Beispiel Sternbeobachtung ĺ )
dann musst Du die Geschwindigkeit eines Lichtsignals relativ zu besagtem Empfänger halt messen.
Es gibt keine Geschwindigkeitsmessungen in solchen " Experimenten" sondern nur Berechnungen mit logischen Zuordnungen.
Wenn Du auf dem Standpunkt stehen, dass GALILEIs Relativitätsprinzip korrekt ist, die Relativitätstheorie jedoch falsch
Rhetorische Hinterfragungen zu bringen statt sachlich logische zeigt, daß man eben keine nachvollziehbaren Argumente mehr hat, eine Bankroterklärung des eigenen Standpunktes bzw. der eigenen Fähigkeiten.
Da die Leistungsstromdichte aber nicht linear mit der Frequenz wächst
Die Frequenz ist ja nur eine Anzahl je Zeiteinheit, diese muß ja auf jeden Fall die "Leistung" (Energie ! ) linear beeinflussen. Wo siehst du die Ursache des nichtlineraren Anteils ? Gewindigkeit ?
Du sprichst dann aber von 2 paar Frequenzen.
Zum einen sprichst du von der Frequenz mit welcher Photonen eintreffen und der Frequenz der Elektromagnetischen Welle.
Ein Photon hat die Energie E=hf
n Photonen transportieren also die Energie En=E*n
Wenn die Anzahl der empfangenen Photonen steigt wenn man sich auf die Quelle zubewegt steigt n. Gleichzeitig steigt aber auch die Energie pro Photon steigt.
Damit steigt sowol E als auch n. Wenn E jetzt proportional zur Annäherungsgeschwindigkeit ist und n proportional zu dieser ist dann ist En proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit.
Wenb die Zeit in beiden Systemen gleich wäre und gilt P=E/t muss auch die Strahlleistung quadratisch zur Geschwindigkeit sein.
Ich spreche von Systemzeit.
Also U- Koordinatenzeit.
Es ist dies eine logische Feststellung, es gibt keinen Handlungsbedarf eine andere Zeit zuzuweisen.
Ich weise nicht zu. Entweder bin ich der Empfänger und messe zwei Ereignisse (Anfang und Ende des Sampels) direkt, oder ich bin ein Beobachter bei U, dann beobachte ich die Ereignisse auf – veränderliche – Distanz und muss die Zeiten beider Ereignisse unter Berücksichtigung der Distanzen und unter der Annahme, dass U stationär ist, berechnen.
Natürlich kannst Du willkürlich festlegen, die U- Koordinatenzeit sei die Zeit schlechthin, das ändert aber nichts daran, dass die vom Empfänger des Lichts
Rhetorische Hinterfragungen zu bringen statt sachlich logische zeigt, daß man eben keine nachvollziehbaren Argumente mehr hat, eine Bankroterklärung des eigenen Standpunktes bzw. der eigenen Fähigkeiten.
Das ist natürlich völlig richtig, passt aber nicht zu meiner Anmerkung, da diese ein logisches und mitnichten bloß rhetorisches Argument ist:
GALILEIs RP sagt aus, dass wir jedem Körper bzw. Beobachter zumindest zu einem bestimmten Zeitpunkt die Geschwindigkeit 0 zuordnen können.
Aus MAXWELLs Gleichungen geht hervor, dass sich elektromagnetische Wellen im materiefreien Raum relativ zu einem stationären Körper bzw. Beobachter immer mit c ausbreiten, unabhängig von ihrer Quelle.
Daraus folgt direkt, dass jeder Beobachter, der die Geschwindigkeit des Lichts relativ zu sich misst, unabhängig von der Richtung auf c kommen muss.
oder ich bin ein Beobachter bei U, dann beobachte ich die Ereignisse auf – veränderliche – Distanz
Nein, wir können auch direkt beobachten mit Hilfe von Sensoren und Zeitmessern vor Ort, welche Daten aufzeichnen. So wird das heutzutage auch gemacht. Außerdem geht es hier um klare logische Bewertungen, welche letztendlich jedes "Experiment" abeschließen. egal ob real oder ein "Gedankenexperiment" wie es Einstein auch nur gemacht hat.
Daraus folgt direkt
daß kein Statement zu einer Gleichung - egal von wem - eine Antwort zu logischen Überlegungen ist, welche damit ignoriert werden sollen.
Natürlich gibts da einen Unterschied. Photonen haben sowohl eine Frequenz mit welcher sie eintreffen als auch eine Frequenz/Energie und das sind 2 paar Schuhe.
Ich kann zB 1 blaues Photon pro Sekunde schicken, oder 10 blaue Photonen pro Sekunde oder 100 rote Photonen pro Sekunde.
Ich will damit sagen dass da etwas i deiner Ausführung nicht ganz stimmt.
Zu Beginn dachte ich nur, dass du etwas gegen die RT hast aber anscheinend wiederstrebt dir vieles.
Photonen haben sowohl eine Frequenz mit welcher sie eintreffen als auch eine Frequenz/Energie und das sind 2 paar Schuhe.
Der Empfänger kennt nur eine Frequenz. Wie kommst du darauf zu unterscheiden ?
Ich kann zB 1 blaues Photon pro Sekunde schicken, oder 10 blaue Photonen pro Sekunde
Nein, das kannst du nicht. Es gibt keine blauen/roten Photonen.
Die "Farbe" generiert sich beim Empfänger entsprechend der Empfangsfrequenz.
dass da etwas i deiner Ausführung nicht ganz stimmt.
Ne - da ist alles OK, nur du liegt mit deiner Vorstellung völlig daneben.
Der Empfänger kann sehr wohl zwischen den Frequenzen unterscheiden und das auch bei einzelnen Photonen.
Aber gut sagen wir mal es geht nur um die Empfangsfrequenz.
E=h*f kann ja dann wohl für EIN Photon nicht stimmen. Denn ein Photon kann keine Frequenz laut dir haben. Es geht ja für dich hier nur um die Folgefrequenz der Photonen.
Wie definierst du in deinem Beispiel also die Energie für genau ein Photon?
Wie erklärst du dir dass man mit Avalanche Photodioden einzelne Photonen detektieren kann und das auch nur in einem bestimmten Spektralbereich, du behauptest ja das Sepktrum ergibt sich nur aus einer Folgefrequenz von Photonen.
Nenne mir mal ein paar Wissenschaftliche Arbeiten woraus du dein Wissen beziehst denn das würde mich auch interessieren.
Der Empfänger kann sehr wohl zwischen den Frequenzen unterscheiden
Genau - nur der Empfänger - habe ich etwas anderes gesagt ?
du behauptest ja das Sepktrum ergibt sich nur aus einer Folgefrequenz von Photonen.
Genau, aus diesem kann ich ein Photon detektieren. Wie willst du an einem Einzelnen im nach hinein dann feststellen daß es "blau" ist ?
Du sagst der Empfänger kann zwischen der Folgefrequenz unterscheiden. Ich sage der Empfänger kann die Frequenz des Photons auch erkennen.
Wie willst du an einem Einzelnen im nach hinein dann feststellen daß es "blau" ist ?
In dem ich die Energie des einen Photons bestimme. Aus E = h*f ergibt sich eine Frequenz und damit eine Farbe.
Sofern du dich auf das Standardmodell beziehst so ist ja ein Photon der kleinste Anregungszustand den das zugrunde liegende Elektromagnetische Feld haben kann. Also eine Quantelung der Energie in diesem.
Das Feld selbst wird dabei aber durch die Maxwellgleichungen beschrieben und diese definieren für H und E ein Feld und um diese Frequenz geht es. Das ist nicht die Ankunftsfrequenz der Photonen. Diese gibt es natürlich auch.
Die Energie eines Strahls aus Photonen kann über E = n*h*f bestimmt werden. Leitet man das nach der Zeit ab folgt P=dn/dt * h * f wobei dn/dt die Zeitliche Abfolge der Photonen beschreibt und f ein Term für die Frequenz des Elektromagnetischen Feldes selbst ist.
Ebenso kann der Sender auch bestimmen welche Photonen er aussendet.
Bei einem Halbleiterlaser entspricht die Bandgap der Energie des Emittierten Photons. Es wird aber nur ein Photon emittiert nicht mehrere. Dieser Energie ist wiederum über f=E/h einer Frequenz des Feldes nach Maxwell zuordenbar. Es gibt also einen Frequenz f und diese wird hier auch einem einzelnen Photon zugeschrieben.
Die Abfolgefrequenz mit welcher Photonen eintreffen ist danach mit der Strahlintensität korrelliert, also der Amplitude von H und E nicht aber mit deren Frequenz.
In dem ich die Energie des einen Photons bestimme. Aus E = h*f ergibt
Und wie machst du das ohne f ?
Das Feld selbst wird dabei aber durch die Maxwellgleichungen beschrieben
Wir sind hier nicht mehr bei unseren Überlegungen - du weichst aus.
Auch dein weiterer Text beinhaltet zur Energiebestimmung immer f, woraus du die anderen "Komponenten" ableitest.
Du meinst wie ich die Energie eines Photons bestimmen kann? Eine Avalanche Diode mit einer Bandgap Eb kann nur von Photonen mit einer Energie welche größer als Eb ist getriggert werden. Daraus ergibt sich f und das auch wenn ich nur ein Photon betrachte. Das kannst du dir auch so aus der Halbleiterphysik herleiten.
Das gilt am Ende auch beim Photoelektrischen Effekt.
Du stellst selbst Überlegungen an die du einfach nur als Realität hinstellst ohne vermutlich jemals eine Messung durchgeführt zu haben. Gleichzeitig behauptest du aber dass durchgeführte Messungen ja auch nichts belegen.
Wie ich schon angemerkt habe ist eine weitere Diskussion von diesem Standpunkt aus auch Sinnlos.
Der Gravitationslinseneffekt kommt von der Raumkrümmung...
Einer Raumzeitkrümmung, wobei diese auch eine geometrische Verzerrung des Raumes impliziert. Allerdings merken wir die Krümmung der Raumzeit sogar im Alltag, eben durch die Gravitation.
Um zu einer geodätischen Weltlinie (wie der des Erdmittelpunktes) parallel zu bleiben, muss die eigene Weltlinie nicht-geodätisch sein, was sich darin auswirkt, dass wir ständig Kraft spüren – unser Gewicht. Ist sie abschnittsweise mal geodätisch, so tendiert sie dazu, auf die des Erdmittelpunktes zuzulaufen, ähnlich wie eine auf irgendeiner geografischen Breite beginnende Großkreis- Linie auf den Äquator.
...und nicht von einer Anziehung von Photonen durch die Gravitation.
Diese Negation ist unnötig. Man kann von einer Anziehung sprechen, ebenso wie man dieselbe Sache als Effekt der Raumzeitkrümmung beschreiben kann.
Diese Negation ist unnötig. Man kann von einer Anziehung sprechen, ebenso wie man dieselbe Sache als Effekt der Raumzeitkrümmung beschreiben kann.
Was ich damit gemeint habe war, dass man Photonen nicht wie massebehaftete Teilchen in einem Gravitationsfeld beschreiben kann, sondern wie Masselose Teilchen in einer gekrümmten Geometrie.
Natürlich hat die Gravitation eine Wirkung auf Photonen, ich will mit dieser Aussage vermeiden, dass hier irgendjemand reininterpretiert, dass die Photonen eine Masse haben.
Sonst kommt am Ende wieder geistig für viele m = hf/c² für die Masse eines Photons rum und diese wird dann eventuel noch in das Newtonsche Gravitationsgesetz eingesetzt um die Ablenkung zu beschreiben. Das wollte ich mit dieser Aussage gezielt vermeiden.
Man kann die "Effektivmasse" hfc⁻² des Photons allerdings tatsächlich auch verwenden, um Frequenzverschiebungen zu erklären und zu bestimmen.
Nur dass das Gravitationspotential eben nur im NEWTONschen Grenzfall NEWTONsch ist und bei tieferen Potentialen davon abweicht.
Man kann dem Photon ja auch eine relativistische Masse oder dergleichen zuweisen. Sollte man in dem Punkt aber dann Streng von dem Begriff Masse alleine abgrenzen weil damit die Ruhemasse gemeint ist.
Ich glaube dass das Newtonsche Gravitationsgesetz mit der relativistischen Masse oder Effektivmasse immer zu einem falschen Ergebnis führt.
Natürlich wird aber der Fehler umso größer je tiefer sich das Photon im Potential befindet.
Die Lichtgeschwindigkeit wird nicht durch die Gravitation beeinflusst. Beschreibung: Nach der speziellen Relativitätstheorie ist die Lichtgeschwindigkeit in allen Bezugssystem konstant, unabhängig vom Vorhandensein eines Gravitationsfeldes. Denn die Lichtgeschwindigkeit ist für alle Beobachter gleich, unabhängig von ihrer Bewegung oder dem Vorhandensein eines Gravitationsfeldes. Das bedeutet, dass die Lichtgeschwindigkeit nicht durch die Gravitation beeinflusst wird.
Das Licht ist immer gleich schnell im Vakuum
Das kommt darauf an, wie man das definiert.
Ein lokaler Beobachter wird immer auf c kommen, wenn er die Lichtgeschwindigkeit relativ zu sich in verschiedene Richtungen misst.
Für einen entfernten Beobachter gilt dies u.U. nicht, nämlich wenn er etwa sich auf einem viel höheren Gravitationspotential aufhält. Aus seiner Perspektive dauert auf tiefem Gravitationspotential alles länger, auch das Zurücklegen einer bestimmten Strecke durch Licht.
Die Anziehung entsteht doch durch Raumkrümmung