Der Äther der Relativitätstheorie

[SCR]

Guten morgen allerseits!

zur Diskussion:

Der Äther der SRT:

[973]

Es wurden zunaechst einmal Eigenschaften zusammengestellt, die ein Aether haben sollte, falls es ihn gibt; spaeter wurde er dann als ganz ueberfluessig erkannt.

Der Sachverhalt, daß Beschleunigungen - anders als Position und Geschwindigkeit - nicht wegtransformierbar sind, koennte z. Bsp. rein an der Metrik (etwa der Art ... dt^2 - 1/c^2 dx^2 ...) liegen, oder an sonstigen Eigenschaften des Raumes, und durch sie bedingt sein, ohne daß dies weder einen Aether, noch sonstige 'absolute' Eigenschaften des Raumes, bedeuten wuerde; diese Eigenschaft haengt ihrerseits mit der beobachteten Grenzgeschwindigkeit ( = c) zusammen, und ist insofern bereits in der SRT enthalten. Energie- und Masse-Verteilung ist nur fuer die Gravitation also Kruemmung des Raumes relevant, die von der ART beschrieben wird, aber offensichtlich nicht fuer die Traegheit. In der ART nun sieht es so aus, daß mindestens eine Singularitaet noetig ist (Einzelheiten sind noch nicht endgueltig geklaert), und besteht im Urknall mindestens eine der Zeit, jedoch bedeutet auch das erstens keinen Aether, und zweitens ist das Konzept einer Unterscheidung von absolut oder relational immer nur auf bestimmte, einzelne, Eigenschaften sinnvoll (wenn ueberhaupt). Eigenschaften wie zBsp die Verschraenkung koennten besser verstanden werden, wenn man annimmt, daß bestimmte Objekte nur eine "aermere" eigene Geometrie haben - als einfachstes Beispiel derart daß bei solchen Objekten nur Ort der Emission und Distanz aber nicht die Tangentialkoordinaten bestimmt sind, sodaß sie in unserem System in gewisser Weise als Kugelwelle interpraetiert werden koenten, und eine Wechselwirkung wie Absorption am Ort A zBsp Absorption das Objekt objektiv in seinem Eigensystem vernichtet und es deshalb i.og.Sinne unvollstaendiger Umrechenbarkeit auch nicht mehr an anderen fuer uns weit entfernten Objekten B vernichtet werden kann, der im (zBsp nur eindimensionalen) Eigensystem des Obkektes 'hinter' A liegen wuerde wo das Objekt nicht mehr existiert, eine eigentliche 'Fernwirkung' also gar nicht gegeben ist -- also die Situation bei korrekter Umrechnung (nur von unserem System in Richtung Eigensystem korrekt moeglich) auch total verstaendlich und uebersehbar ist.

Photonen bewegen sich nicht, ds² = 0, und gehören (fast) keiner Dimension an, erscheinen uns aber mit den relativistischen bzw. quantigen Eigenschaften je nach unserer Betrachtungsweise und Dimensionen, und wenn das falsch erfolgt, kann beliebiger Murks produziert werden. Sie sind mE nicht zu kompliziert, sondern zu einfach, daß wir sie verstehen koennten. Einstein hat ganz zu recht gesagt, daß wir nicht wissen, was Photonen ueberhaupt sind. Ich selbst gehe nur soweit, eine Liste der Eigenschaften zu machen, die wir bei ihnen phänomenologisch beobachten, und dann zu ueberlegen, ob diese diversen 'Eigenschaften' solche des Photons selbst oder aber unserer eigenen Betrachtungsweise und Dimensionen sind, und mE nach sollte der Informationshaushalt der Photonen und die Gueltigkeit / Reichweite welcher Informationen und Erscheinungen nur fuer das Photon oder auch fuer uns, versucht geklärt zu werden. Wenn ich oben 'fast' schreibe, so gibt es, für das Photon selbst, offenbar zumindest unterschiedliche Weltpunkte der Emission und Absorption, also einen Ereignisraum mit einer gewissen kausalen Ordnung (ohne E keine A moeglich). Übrigens sind diese Fragen nur teilweise relevant fuer die RT und sowieso nicht kritisch für sie.

Die SRT und die ART beschreiben momentan die Welt korrekt, und zwar von kleinsten bishin zu groessten Dimensionen hin; sollten Aenderungen noetig sein, dann muessen diese von Erfahrungen als relevante, gesicherte Beobachtungen ausgehen. Daß alle globalen Groessen des Weltalls (Alter, Kruemmungsradius, Expansion / RV) auf jedenfalls besser als einen Faktor 10 uebereinstimmen ( statt Diskrepanzen von etwa 10⁶ ), bedeutet daß weitflächig die Gravitation ~ r² abnimmt und Zustandsgleichungen wie R ~ cT , M ~ c²/G R usw bestehen, die ihrerseits auf Metriken der Art ... da² - db² + ... (mit irgendwelchen Vorfaktoren) statt etwa einer weitflaechigen Gravitation ~ r³ und Metriken der Art da³ - db³ ... hindeutet, sowie, daß daran selbst großflaechig auch keine wesentlichen (allenfalls nebensaechliche) Neu-Entdeckungen mehr zu erwarten sind.

[galileo2609]

Hallo RSC,

Quellenangaben? Oder muss ich bei zu Guttenberg nachgucken?

Grüsse galileo2609

[SCR]

Hallo 973,

Vielen Dank für Dein Feedback!

[galileo2609]

Hallo SCR,

[galileo2609]

Hallo SCR,

[SCR]

Hallo galileo2609,

[galileo2609]

Hallo SCR,

[SCR]

Hallo galileo2609,

[Nathan5111]

Kommt da noch was Neues?
*Gähn*

[973]

@SCR, dein 2. post oben:

Die SRT wird dadurch 'Teil' der ART, indem die Feldgleichungen auf Metriken der Form ... dt² - 1/c² dx² ... angewendet werden , und tritt durch dabei herauskommende Vorfaktoren von 1 in solchen Grenzfällen auf, wo die Gravitation vernachlässigbar oder wegtransformierbar ist, zBsp: kleines Gebiet über welches hinweg die Krümmung durch die Gravitation also die Gezeitenkräfte gering sind; 'fehlende' Gravitation oder ebener Raum (sehr große Masse sehr weit entfernt oder über ein großes Volumen verteilt); fallendes System. Daß dies so ist, ist dadurch sichergestellt, daß die FG so eingerichtet wurden, daß sie in solchen (und anderen) Grenzfällen die klassische Physik wiedergeben; aber auch dabei ging übrigens indirekt in die FG die Metrik als grundsätzlich der o.g. Form ein (die nämlich die Realität wiedergibt). Beides beinhaltet vom Ansatz her nur die Trägheit und die Gravitation, nicht aber QT Effekte.

Die FG als brauchbare Gleichungen der Theorie zu finden, ist zweifelsohne eine sehr große Leistung. Hierzu wurden verschiedene Wege beschrittern. Einstein ging von dem Grundgedanke aus, daß Raum und Gravitation miteinander verbunden sind, genauer gesagt Energie und Impuls die befundmäßig Gravitation erzeugen, mit der Krümmung des Raumes. Überlegungen unter Anwendung verschiedener Prinzipien, Grenzfälle, allgemeiner zu erwartender Eigenschaften ergaben dann die genaue Form der Gleichungen. Hilbert ging entsprechend der erfolgreichen Ableitung der Bewegungsgleichungen oder Feldgleichungen von allen anderen konkreten oder kontinuierlichen Systemen davon aus, daß sie sich durch ein Extremalprinzip ergeben sollten, am besten der Wirkung, wobei deren genaue Form als Funktion der sonstigen Dimensionen ebenfalls durch die Korrespondenz zur klassischen Physik zu adaptieren war. In der Praxis muss man beachten, die FG nicht auf zu sehr unterschiedliche Metriken anzuwenden, als in ihrer Konstruktion implizit enthalten, weshalb eigentlich die Trennung von beidem (also das ganze Konzept von FG) etwas fraglich wird.

Die Bewegungsgleichungen, also auch die FG, verbinden letztendlich die 'statischen' Observablen wie Zeit, Ort mit den dynamischen wie Energie, Impuls. In der SRT beispielsweise stecken in der Umrechnung von den einen zu den anderen (auch beider Formen der Darstellung, die man dort oft als Bogen und als Vierervektor bezeichnet) die wesentlichen physikalischen Beziehungen. In der ART verbindet beide die FG.


Ich hatte schon befürchtet, daß es wieder auf den Äther hinausläuft. deshalb hatte ich im ersten post schon gesagt, daß die Naturkräfte den Dimensionen direkt entsprechen, insbesondere sich Gravitation und Raum, so wie das auch ganz korrekt Einstein vorgeschwebt sein dürfte, ohne daß das notwendigerweise einen Äther oder ähnliche Verkörperung des Raumes bedeutet oder bedarf. Hierzu reichen allein eine geeignete Metrik und ihr Transformationsverhalten - und die Metrik iW der o.g. Form (also ds² = dt² - 1/c² dx² ... oder dementsprechend m²c⁴ = E² - c²p² ...) ist durch die endliche und einzig absolute Grenzgeschwindigkeit sichergestellt. Die flache Metrik ist ein Grenzfall der überall hintergrundunabhängigen allgemeinen Metrik, und die SRT als Grenzfall in der ART enthalten, einerseits durch die Konstruktion der FG, andererseits durch Einsetzen derartiger Metriken wie oben erläutert.

Wie ist denn die Endlichkeit der Geschwindigkeit überall lokal feststellbar ? Ganz einfach, indem eine Trägheit feststellbar ist, also eine spürbare Kraft etwas zu beschleunigen, denn ohne endlicher Gg gäbe es keine Trägheit um sie zu verwirklichen. Ganz ohne Äther, aber auch ohne 'fernen Massen'. Die og Form der Metrik nun, und ihre Transformation von Beschleunigungen von A nach B, macht es hinreichendermaßen, daß man in jedem System (insbesondere im Eigensystem) solange beschleunigen kann wie man will, aber trotzdem in keinem anderen System die Gg c erreicht.

Natürlich existiert der Raum physikalisch (jedenfalls der reelle, in der Natur vorkommende; nicht irgendwelche mathematischen abstrakten Räume), denn er wurde bewirkt [im mehrfachen Sinne des Wortes] und wirkt seinerseits. Er braucht deshalb aber nicht verstofflicht zu sein. Stoff / Materie ist nur eine Vorstellung von irgendwas was in einem Raum ist; Dimensionen selbst - etwa die Zeit - sind nicht verstofflicht, die Zeit hat keinen Äther, warum soll dann der Raum einen haben ?? Es reicht, daß der Raum irgendwie Effekte bewirkt, also durch Naturkräfte verkörpert wird. Daher hat der Raum auch überall eine Metrik, und eine in ihm überall gültige globale Naturkonstante, aus der sich die Naturkräfte ergeben, ohne notwendiger Verstofflichung. Ein einfaches Beispiel ist oben die Trägheit, die überall aus Metrik und NK c folgt. Meiner persönlichen Meinung nach, sind diese Eigenschaften des Raumes schon bei seiner Entstehung entstanden; viel später entstandene Gegenstände / Teilchen sind dafür nebensächlich.

Strings haben ersichtlichermaßen mit Trägheit oder Gravitation nichts zu tun, und sind dafür überflüssig. Diese beiden Kräfte sind dem 3D Raum zugehörig. Sonstige Dimensionen können an ihnen wenig ändern; sie hätten stattdessen ihre eigenen Naturkräfte. Die Schleifenquantentheorie sieht ein dynamisches Netzwerk des Raumes in Planck-Skala an. Meiner rein persönlichen (nicht der ethablierten Physik angehörigen) Meinung nach, wird ein Raum zusammen mit seiner Naturkraft zunächst einmal durch ein oder wenige Ereignisse bewirkt, dies beinhaltet eine Konkretisierung von mindestens einem Punkt ebendieses Raumes der Größenordnung seiner globalen Zustandsgröße. Neue Ereignisse enthalten eine neue Lokalisierbarkeit in den Dimensionen ihres Vaters zzgl. einer neuen Dimension. Punkte eines Raumes existieren daher für einen Beobachter nur so, dort und wenn ihn von dort eine Auswirkung erreicht; diese wird aber immer die Eigenschaften der Metrik jenes Raumes zeigen.

[SCR]

Guten Morgen Nathan5111!

Nathan - Ein Nick mit Verpflichtung.

[SCR]

Guten Morgen 973,

ich konnte auch Deinem ersten Beitrag schon (zumindest im Groben) folgen.

[SCR]

Hallo Nathan5111!

[973]

Ich hatte eigentlich schon alles beantwortet, was du explizit oder implizit gefragt hast. Diverse Punkte sind dabei meine eigene Meinung, andere Teilnehmer können dir in diesen vielleicht eine bessere oder alternative Antwort geben als ich.

Der Raum braucht nicht aethermäßig realisiert zu sein. Irgendwie realisiert ist er aber (jedenfalls der existierende Raum, im Gegensatz zu rein abstraktem). Dies kann hinreichend durch eine globale Eigenschaft der Fall sein - beispielsweise durch eine individuelle Naturkonstante, neben ansonsten gattungsmaessigen, allen Raeumen gleichen Eigenschaften wie beispielsweise eine Metrik mit dem Quadrat der Koordinaten. Daraus folgen, wie erläutert, bereits die Naturkräfte, auch die Gravitation. Auch dann wenn Raumpunkte nicht dauerhaft statisch realisiert sind, sondern allein dadurch daß, wenn und wie von ihnen her eine Auswirkung erfolgt, dies Teil einer solchen Lokalisierung die Befolgung der genannten Metrik, Naturkonstanten also globalen Eigenschaften des Raumes ist, reicht f¨ur diese Eigenschaften aus. Als Beispiel für die lokal ueberall messbaren Auswirkungen dieser globalen Eigenschaften (Metrik der Form ... da^2 - db^2 ... und deren Transformationsverhalten, mit Konstanten wie c -- hinreichend ohne Aether) wurde genannt, die ueberall messbare endliche Grenzgeschwindigkeit, und die überall feststellbare nicht-wegtransformierbare Beschleunigung und Trägheit, fuer den eindimensionalen Ortsraum als Beispiel. Beschleunige mal was, oder dreh dich um deine Achse (eindimensional durch eine Oszillation also periodisch aendernde Beschleunigung ersetzbar), wie du dann die Traegheit bzw Fliehkraft spürst; diese ueberall lokal feststellbare Eigenschaft folgt unmittelbar rein aus der Metrik, lokal und ohne das dazu der Raum weit ausgedehnt sein braucht. Mit dieser Situation bereits im 1D-Ortsraum und Trägheit und beschrieben durch die SRT, ist nicht die Situation im 3D-Ortsraum zu verwechseln, deren mit dem Raum verbundene Naturkraft die Gravitation ist, wobei dessen Raumrichtungen, Beschleunigungen und Masse mit denen der 1. Richtung durch das Aequivalenzprinzip verbunden sind (welches aufgrund der Aehnlichkeit der Dimensionen auch global und dauerhaft gilt). Die ART faßt diese Erscheinungen zusammen, wobei der ideale Fall der SRT einer nur durch die Traegheit und nicht auch durch die Gravitation beeinflusten Umgebung nur unter den oben genannten Bedingungen gilt, und in ihr enthalten ist.

Sie erklärt somit auch die Gravitation korrekt als Eigenschaft des Raumes selbst - naemlich der Metrik und der endlichen Grenzgeschwindigkeit c. Die metrischen Koeffizienten, die innere Verteilung und aeußere Form des Raumes exakt angeben, sind dabei prinzipiell nebensächlich. QT Effekte sind anscheinend fuer die Gravitation nicht noetig, offensichtlich auch nicht fuer kleinste Dimensionen; die QT zeigt Effekte eigener Art, die zwar unter bestimmten Bedingungen zu denen der Gravitation hinzukommen, jedoch die die Gravitation selbst (erst recht ohne dem Vorliegen dieser Bedingungen also ohne daß QT Effekte vorhanden sind) auch in kleinsten Dimensionen unveraendert lassen. Nach dem Standardmodell der Elementarteilchen gibt es bestimmte Teilchen, die die Kräfte hervorrufen. Es gibt jedoch erhebliche Argumente gegen diese Auffassung und zugunsten der reziproken Bedingung von Geometrie also Dimensionen und Naturkräften.

Warum die QT und die RT nicht vereinbar sind, ist eine andere Frage. Sie aendert nichts daran, daß die RT jedenfalls die Gravitation korrekt beschreibt. Daß die gewoehnlichen FG der RT nicht die QT enthalten - und zwar auch dann nicht, wenn man in sie geaenderte Metriken einsetzt - ist kein Wunder, da dies bei der Konstruktion der FG, etwa bei der variierten Wirkung, nicht vorgesehen wurde, das sieht man bereits an den in den FG vorhandenen Naturkonstanten (die iW das Aequivalenzprinzip ausdruecken). Bevor man daran was aendert, muß man sich aber erst fragen, was man von solch einer 'Vereinigung' ueberhaupt erwarten kann. Die QT und die RT beschreibt nun einmal wesenmäßig unterschiedliche Naturkraefte und Erscheinungen; man wird bereits nie die Zeit vollstaendig durch den Raum ersetzen koennen oder umgedreht, entsprechend auch nicht die von ihnen produzierten Naturkraefte. Dies darf nicht damit verwechselt werden, daß f¨ur Intervalle von Vorgaengen, ausgedrueckt in den jeweiligen Koordinaten, bestimmte Zusammenhaenge bestehen, die auch Hinweise auf Wesen und Zusammenhaenge dieser Dimensionen selbst geben koennen - so etwa Metrik / Lorentz-Transformationen. Man könnte die zu einer Dimension gehörenden Naturkräfte als primäre bezeichnen. Was nun passiert ist, daß sie uns selten isoliert vorkommen, sondern in verschiedenartigen Kombinationen was zu jeweils unterschiedlichen Erscheinungen führt. Dabei sind ferner zusaetzliche (in der Fruehzeit der Welt) zufaellig entstandene Ereignisse als zufaellige Zahlenwerte fuer nebensaechliche Effekte moeglich. Diese Redundanzen kann man nun reduzieren. So war es moeglich, vermeintliche eigene Naturkraefte auf andere zurueckzufuehren. Es werden jedoch immer die primaeren Naturkraefte als nicht vereinigbar bleiben. Das bedeutet, statt einer vermeintlichen 'Vereinheitlichung', kann man sehr komplizierte Formeln erhalten, in der dann alle Kräfte und ihre Wechselwirkungen bis zu einer bestimmten Ordnung enthalten sind; hierbei mag es dann sehr von Vorgehen und gewählten Eigenschaften abhaengen welche Darstellungs-Form solcher Theorien lang oder kurz wird; für die meisten Anwendungsfälle ist es aber ausreichend, weiterhin die unterschiedlichen Kräfte nebeneinander zu betrachten.

Nochmal: viele obige Punkte sind meine rein private, nicht der (in diesen Punkten meist nicht vhd.) ethablierten Physik angehörige, Meinung. Soweit es aber um die Frage geht, ob ein Aether nötig ist, oder ob die RT einen solchen impliziert, gibt das genug Beispiele daß nein - einschlieslich ob die Verwirklichung des Raumes eine äthermäßige Überall-Repräsentierung benötigt, oder aber wenige globale Eigenschaften die jedoch überall lokal feststellbar und dadurch überall verwirklicht sind (endliche LG, Trägheit), ausreichen.