Äquivalenzprinzip und allg. Relat.prinzip

 
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lambda



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BeitragVerfasst am: 25.04.2010, 13:57    Titel: Äquivalenzprinzip und allg. Relat.prinzip Antworten mit Zitat

Hi,


bei der Beschäftigung mit dem Äquivalenzprinzip in dem Büchlein "Über die spezielle und allgemeine R.", wo für Einstein das daselbe ist wie das heute bekannte allgemeine Relativitätstprinzip, habe ich wieder einen kleinen Stein im Kopf, der mir irgendwie ein vollkommen klares Verständnis verweigert.

So, um was es geht: Ziel Einsteins war die Gleichwertigkeit der physikalischen Gleichungen in jedem beliebigen Bezugssystem.

Ich verstehe nun nicht, warum durch das Äquivalenzprinzip gleichförmig bewegte und beschleunigte Bezugssysteme gleichwertig sein sollen?!

Irgendwie ist da Einstein nicht eindeutig, da er nur sagt, dass man auch annehmen kann, dass das Bezugsystem ruhend in einem Gravitationsfeld sich befindet. Er führt dann auch noch das Beispiel mit der Eisenbahn an. Bremst diese ab, dann kann der Insasse im Zug sagen, dass dort sich ein zeitlich sich veränderndes Schwerefeld befindet. Dadurch spürt er eine Kraft nach vorne. Aber er spürt doch immerhin eine und kann sagen, dass er sich NICHT in einem geradlinigem gleichförmigen Bezugssystem sich befindet. Für ihn gibt es nur die 2 Möglichkeiten: Gravitation oder beschleunigung.
Aber ich weiß nicht, wie dadurch die Gleichwertigkeit ALLER Bezugssystem zustande kommt?

Meint er nur damit, dass eben Beschleunigung keine absolute Bewegung sei, da man auch ruhend sein kann, allerdings in einem Schwerefeld?

Für mich sind aber gleichförmige und beschleunigte Systeme damit nicht relativ.

Wie kommt man da wieder raus?


Grüße
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Barney



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BeitragVerfasst am: 25.04.2010, 14:48    Titel: Re: Äquivalenzprinzip und allg. Relat.prinzip Antworten mit Zitat

lambda hat Folgendes geschrieben:

Wie kommt man da wieder raus?

Hi lambda,

wir kennen uns ja bereits aus dem Nachbarforum, deswegen komme ich gleich mal grob zum Thema. Dir grobe Theorie kennst Du ja bereits, deswegen wird es für dieses Thema darauf ankommen, sich die Details mal etwas näher anzusehen und davon gibt es in der ART schon einige wesentliche Dinge, die man selber einmal verstanden haben sollte.

Was heißt nun "gleichwertig"? Antwort: Physikalisch gleichwertig ist beispielsweise ein gleichförmig beschleunigtes Bezugssystem und ein ruhendes Bezugssystem mit Gravitationskraft (Äquivalenzprinzip).

"gleichwertig" heißt aber auch, dass es vom Standpunkt der Physik her egal sein sollte, ob man einen physikalischen Vorgang in Kugel- oder Zylinderkoordinaten beschreibt (dreidimensionales Kovarianzprinzip). Diese zweite Bedeutung ist allgemein etwas weniger bekannt, spielt bei Einstein aber eine ganz wesentliche Rolle. Weil für Einstein das Kovarianzprinzip damals so wichtig war, wollte er übrigens seine Theorie ursprünglich auch Invariantentheorie nennen, was jedoch schlecht aufgenommen wurde und so nahm die Geschichte in diesem Punkt eben eine andere Wendung.

Nochmal zur Verdeutlichung: Betrachtet man z.B. den freien Fall im Schwerefeld der Erde, so berechnet man das normalerweise gemäß den Galileischen Fallgesetzen in kartesischen Koordinaten. Genauso kann man aber auch Kugelkoordinaten verwenden. Verallgemeinert man diese Unabhängigkeit auf vier Dimensionen gelangt man wieder zum allgemeinen Kovarianzprinzip.
MfG
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lambda



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BeitragVerfasst am: 25.04.2010, 15:24    Titel: Antworten mit Zitat

Das Kovarianzprinzip kenne ich auch.

Ich verstehe nur nicht, wie man von dem Äquivalenzprinzip zum allgemeinen Relativitätstprinzip und damit auch zum allgemeinen Kovarianzprinzip kommt. Es geht hier nicht um den mathematischen Formalismus.
Aber Einstein schreibt das gerade so, als wäre das selbstverständlich, dass diese Gleichwertigkeit zwischen gleichförmig beschleunigtes Bezugssystem und ein ruhendes Bezugssystem mit Gravitationskraft eine Gleichwertigkeit aller Bezugsysteme erzwingt.
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Barney



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BeitragVerfasst am: 25.04.2010, 15:49    Titel: Antworten mit Zitat

lambda hat Folgendes geschrieben:
Ich verstehe nur nicht, wie man von dem Äquivalenzprinzip zum allgemeinen Relativitätstprinzip und damit auch zum allgemeinen Kovarianzprinzip kommt.

Hallo lambda,

Gravitationsfelder können sich ja theoretisch auch mal ändern. Wenn man dann auch den allgemeinsten Fall berücksichtigen will und diesen dann mit Hilfe des Äquivalenzprinzips in eine beliebig beschleunigte Bewegung transformiert, sieht man die Notwendigkeit eine Theorie zu entwickeln, die alle stetigen Transformationen kovariant "verträgt". Genau diesen Weg geht man bekanntlich auch bei den Riemannschen Normalkoordinaten. Auch dort ist es möglich jede beliebige Metrik durch eine geeignete Koordinatentransformation in einem speziellen Raumzeitpunkt in die Minkowski-Metrik zu transformieren.
MfG
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lambda



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BeitragVerfasst am: 25.04.2010, 16:12    Titel: Antworten mit Zitat

Allerdings sind doch offensichtlich beschleunigte und gleichförmige Systeme nicht gleichwertig, egal ob ich ruhend in einem Gravitationsfeld bin oder in einem beschleunigten System. In beiden Fällen sehe ich eine Lichtkrümmung, die es in einem gleichförmigen System nicht gibt...Also sind physikalischen Gesetze nicht die gleichen, um bei der Anlehnung zum Buch zu bleiben.
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Barney



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BeitragVerfasst am: 25.04.2010, 16:48    Titel: Antworten mit Zitat

lambda hat Folgendes geschrieben:
Allerdings sind doch offensichtlich beschleunigte und gleichförmige Systeme nicht gleichwertig

Hallo lambda,

Trotzdem hat die Geodätengleichung in beiden Systemen die gleiche Ausgangsgestalt (s. Wikipedia). Erst wenn man dann die konkreten Christoffelsymbole einsetzt unterscheiden sich beide Fälle. Der Unterschied ist zugegebenermaßen sehr akademisch, weswegen Originalliteratur auch nur mit Vorsicht als Lehrmaterial verwendet werden kann.
MfG
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lambda



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BeitragVerfasst am: 25.04.2010, 17:29    Titel: Antworten mit Zitat

Hi Barney,

gut die Gleichung ist kovariant. Ich dachte aber, dass man das ohne Mathematik erklären kann, da Einstein ja auch ohne Mathematik erklärt. Für meinen Vortrag wollte ich mich eigentlich auf den Meister selbst beziehen.Wink

Er spricht ja zunächst im Eingangskapitel von der bremsenden Eisenbahn. Man stellt also fest, dass die mechanischen Gesetze relativ zu beschleunigten Bezugssystemen nicht die gleichen sind wie in einem gleichförmigen. Also könnte man das gegen das allgemeine Relativitätsprinzip verwenden. Er nimmt das Beispiel wieder später auf und zeigt nur, dass Beschleunigung nicht absolut ist, also in diesem Sinne relativ.
Allerdings sehe ich nicht wie er damit die Relativität zwischen gleichförmigen und beschleunigten Bezugssystemen, also zwischen jedem beliebigen Bezugssystem, herstellen will.

Verstehst du überhaupt, was ich meine?

Confused
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Barney



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BeitragVerfasst am: 25.04.2010, 18:14    Titel: Antworten mit Zitat

lambda hat Folgendes geschrieben:
Verstehst du überhaupt, was ich meine?

Hallo lambda,

ohne die Originalliteratur ist das halt etwas schwierig. Wenn Du willst kannst Du ja aus Deiner Quelle zitieren.

Unter
Zitat:
Relativität zwischen gleichförmigen und beschleunigten Bezugssystemen

kann ich mir momentan eben nur die bereits erwähnte Kovarianz vorstellen. Alles andere macht doch wegen der von Dir bereits erwähnten Beschleunigungskräfte recht wenig Sinn.
MfG
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lambda



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BeitragVerfasst am: 25.04.2010, 18:50    Titel: Antworten mit Zitat

Ich dachte, dass wenn man so studiert ist wie du, hat man so ein berühmtes Werk schon mal gelesen. Very Happy

Mal sehen wie ich das mache. Aber mehr ist das ja nicht, wie ich es im letzten Post von mir schrieb.

Barney hat Folgendes geschrieben:
Alles andere macht doch wegen der von Dir bereits erwähnten Beschleunigungskräfte recht wenig Sinn.


Genau darum geht es ja.
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Barney



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BeitragVerfasst am: 25.04.2010, 19:35    Titel: Antworten mit Zitat

lambda hat Folgendes geschrieben:
Ich dachte, dass wenn man so studiert ist wie du, hat man so ein berühmtes Werk schon mal gelesen. Very Happy

Hallo lambda,

für den Fall, dass Dir meine Kenntnisse nicht ausreichen sollten, empfehle ich ganz dringend eine Kontaktaufnahmen mit Prof. Thim aus Linz. Vielleicht gefallen Dir ja dessen Vorstellungen von Relativität besser als meine Very Happy .
MfG
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lambda



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BeitragVerfasst am: 25.04.2010, 19:53    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
für den Fall, dass Dir meine Kenntnisse nicht ausreichen sollten, empfehle ich ganz dringend eine Kontaktaufnahmen mit Prof. Thim aus Linz. Vielleicht gefallen Dir ja dessen Vorstellungen von Relativität besser als meine



Jetzt bin ich ein wenig verwirrt. Mad

Ach denkst du, ich sei ein Relativitäts-Kritiker? Ich bin keiner! Ich habe mich angemeldet, um über RT zu diskutieren, weil ich dachte, dass das so ziemlich das einzige im Netz ist.

Woran hast du das jetzt festgemacht? Nur weil ich dachte, dass du das Werk von Einstein gelesen hast? D.h. du bist ein Kritiker?

Ich habe ja schon gemerkt, dass es hier in diesem Forum sehr streng und gewöhnungsbedürftig zu geht! Aber gleich so beschuldigt zu werden.


Rolling Eyes
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Barney



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BeitragVerfasst am: 25.04.2010, 20:28    Titel: Antworten mit Zitat

[ironie]
Barney hat Folgendes geschrieben:
empfehle ich ganz dringend

[/ironie]
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lambda



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BeitragVerfasst am: 25.04.2010, 20:44    Titel: Antworten mit Zitat

Sorry. Aber im Internet, besonders wenn man neu in einem Forum ist, ist es manchmal schwer die wahre Ironie zu erkennen.Wink
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