Der Raum - was ist das?

[Marcus_Mevius_efbe11]

Hans: „Wie baut man eigentlich eine Kanone?“
Karl: „ Das ist ganz einfach. Du nimmst ein Loch und ummantelst dieses mit Stahl“
Hans: „ Gut, … aber wo bekomme ich das Loch her?“
Karl: „ Nimm einfach ein altes Ofenrohr und mach‘ das Blech ab“

Hallo,

Dieses ist nicht das Witzebrett und die obige Kurzfassung eines bekannten Ostfriesenwitzes soll auch nur meine eigentliche Frage einleiten. In dem Witz existiert das Loch - ob es nun ummantelt ist oder nicht. In der Physik existiert der Raum und wenn ich es richtig verstanden habe wird dieser Raum sogar gekrümmt (durch Gravitation?) hmmm, also für mich, der nicht so viel von der Physik versteht, hört sich das zunächst nicht weniger witzig an als meine Einleitung. Das „Nichts“ sei also doch etwas und es kann sich verformen. Es kann auch Wellen transportieren… Das geht doch nur wenn es so etwas wie einen Äther gäbe und der Raum somit nicht leer wäre. Es wurde doch aber erklärt, dass wir keinen Äther benötigen (Einstein) und schließlich experimentell nachgewiesen, dass er nicht existiert (Michelson ?) Nun leben wir also mit diesem Nichts welches so wundersame Dinge vollbringt wie sich zu verformen oder Wellen zu transportieren – Oder was habe ich da verpasst? Hat der Raum doch eine Art von Struktur?

Gruß, Marcus

[Frank_b6a3cf]

Hans: „Wie baut man eigentlich eine Kanone?“
Karl: „ Das ist ganz einfach. Du nimmst ein Loch und
ummantelst dieses mit Stahl“
Hans: „ Gut, … aber wo bekomme ich das Loch her?“
Karl: „ Nimm einfach ein altes Ofenrohr und mach‘ das Blech
ab“

Hallo,

Dieses ist nicht das Witzebrett und die obige Kurzfassung
eines bekannten Ostfriesenwitzes soll auch nur meine
eigentliche Frage einleiten. In dem Witz existiert das Loch -
ob es nun ummantelt ist oder nicht. In der Physik existiert
der Raum und wenn ich es richtig verstanden habe wird dieser
Raum sogar gekrümmt (durch Gravitation?)

Physiker und Urknaller reden gern vom gekrümmten Raum. Wahrscheinlich liegt das daran, dasß irgendwann mal ein Professor nicht nüchtern zum Unterricht kam.
Der Raum ist dreidimensional euklidisch. So, wie er auch definiert ist. Er geht garnicht zu krümmen.
Leider fand ich bislang heutzutage noch keinen Physiker, der das kapiert hat.
Auch Gravitation kann keinen Raum krümmen - wie soll das gehen?

Gruß
Frank

[Metapher]

Raum, Geometrie, Äther … and all that
Hi Marcus

nice to see you

Leider ist es nicht einfach, sogar letztlich unmöglich, Grundbegriffe der relativistischen (wie auch der Quanten-Physik) umgangssprachlich so darzustellen, daß sie physikalisch noch korrekt sind. Es mischen sich für den Nichtphysiker immer leicht Versuche ein, sich etwas vorzustellen. Das führt dann oft - wie du schön zeigst - zu Paradoxien, die aber in der Physik selbst in dieser Form gar nicht existieren.

Zunächst zur Raumkrümmung: In diesem Posting
http://www.wer-weiss-was.de/cgi-bin/forum/showarchiv…
hatte ich dazu mal etwas geschrieben: „Krümmung“ ist nämlich ein Ausdruck aus der sog. nicht-euklidischen Geometrie, der nicht mit einem „krummen“ Gegenstand zu verwechseln ist.

Mit Hilfe solcher nicht-euklidischen Geometrien konnte Einstein (in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie) zeigen, daß man Gravitation, die klassisch als Kraft zwischen Massen im (euklidischen) Raum aufgefaßt wurde, auch anders deuten kann, und damit viele Verhaltensweisen astronomischer Objekte besser verstehen (und berechnen) und die großräumige Struktur des Unversums damit überhaupt erst studieren kann.

Er deutete nämlich Gravitation als - durch die Anwesenheit bzw. Verteilung von Massen bewirkte - geometrische Eigenschaft des Raumes. Genaueres darüber, was das bedeutet, findest du in meinem Versuch einer kurzen Zusammenfassung dazu:
http://www.wer-weiss-was.de/cgi-bin/forum/showarchiv…
(Kopie davon ist auch als FAQ:232 anclickbar)

Das Ätherproblem hatte Einstein in seiner Speziellen Relativitätstheorie behandelt: Der in sich widersprüchliche Ätherbegriff hatte das ganze 19. Jhrdt genervt, insbesondere bezüglich der Wellennatur des Lichtes, von dem man zunächst glaubte, daß es ein Medium zur Ausbreitung benötige (wie z.B. Wasserwellen das Wasser oder Schallwellen die Luft). Bei dem Versuch, dieses Medium (eben den hypothetischen „Äther“) nachzuweisen, ergaben sich weitere Wiedersprüche. Diese löste Einsteins Theorie, in der deutlich wurde, daß Licht als elektromagnetische Welle gar kein Medium benötigt (Dies war eigentlich bereits in der Maxwellschen Theorie des Elektromagnetismus enthalten: Die Ausbreitung basiert allein auf der Wechselbeziehung zwischen den elektrodynamischen und magnetodynamischen Eigenschaften der Welle).

Insgesamt kann man zu deiner Frage „hat der Raum Struktur?“ grob zusammenfassend sagen: Ja, auch der Raum der Newtonschen Physik hat Struktur: Die Struktur eines (physikalischen) Raumes wird durch seine sog. Metrik gegeben (eine „Metrik“ gibt an, wie Abstände zu berechnen sind). Aber in der Relativitätstheorie ist die Raumstruktur nicht mehr identisch mit der der Newtonschen Physik. Materie (genauer: Masse) verändert den Raum, in dem sie sich bewegt. Seine Metrik ist hier eine nicht-euklidische.

Soweit erstmal …

Grüße nach Paris

Metapher

[lego]

Hallo Frank,

Der Raum ist dreidimensional euklidisch. So, wie er auch
definiert ist. Er geht garnicht zu krümmen.

*huestel*

Leider fand ich bislang heutzutage noch keinen Physiker, der
das kapiert hat.

Komisch, kein Physiker hat das bisher kapiert von Dir? Zu denen gehoere auch ich

Auch Gravitation kann keinen Raum krümmen - wie soll das
gehen?

*huestel*

Das kann nur jemand schreiben, der auf die irrige Idee kommt, Impuls als die Ableitung von Energie zu beschreiben, sich nicht vorstellen kann, dass zwei raeumlich getrennte Koerper einander anziehen koennen mittels Gravitation/Gravitonenaustausch (siehe QED, virtuelle Photonen und ungleichnamige Ladungen als Parallele einer anderen Kraft) und andererseits meint, nur additiv mit Philosophie und Dialektik die alleinige Wahrheit der Physik finden zu kennen. Gekruemmte Raeume sind eine Tatsache als korrekte mathmatisch-physikalische Beschreibung/Model der Welt, in der wir leben. Wenn Deine Ideen analog mir auf Papier vorliegen wuerden, dann wuerde ich Dir zeigen, wie ich dieses Papier kruemmen kann. Lies auch, bis Du es einmal schaffen wuerdest ausser mit „Ich habe doch recht“ oder „Es geht nur unter Zuhilfenahme von Dialektik und Philosophie die Unlogik aller Physiker zu erkennen“ endlich einmal klar und deutlich mit Rechnungen Deine Thesen allein auch nur halbwegs fundiert zur Diskussion stellen wuerdest. Anders wirst Du Dir weiter gefallen lassen muessen, dass man Dir nicht zuhoert oder gar anhand Deines wahnwitzigen Beispiels: „… ist der Impuls die Ableitung der Energie …“ Dir jegliche mathematischen und physikalischen Grundkenntnisse abspricht, allein der klassischen Mechanik!

viele Gruesse, peter

[lego]

Hallo Marcus,

dass der Raum kruemmbar ist, ist ein zumindest korrektes Modell welches mathematisch die Ergebnisse liefert, die physikalisch beobachtet werden. Zum Beispiel die Ablenkung von Sternenlicht in Naehe grosser Massen.

Eine elektromagnetische Welle „erzeugt“ sich quasi selbst fortlaufend in Ausbreitungsrichtung, indem ein sich aenderndes elektrisches Feld ein magnetisches Feld erzeugt und vice versa, das ist aehnlich wie bei der Selbstinduktion einer Spule. Dazu braucht es keinen Aether. Das dies so schwer vorstellbar ist hat die Aetherthese ueberhaupt erst entstehen lassen. Und das Michelsonexperiment hat die Aetherthese widerlegt. Es gibt keinen Aether.

Das Wasser im Glas nimmt Raum ein und verdraengt die Luft daraus. Wenn auch keine Luft und kein sonstiges „drin“ waere, dann laege schlicht leerer Raum vor, sprich Vakuum. Abgesehen von Quanteneffekten zumindestens. Wo die Atmosphere des Merkur immer noch duenner ist als die besten Vakua der Menschheit, ich kann da ein Lied von singen als ehemaliger Mitarbeiter in der Fusionsforschungsphysik *g*. Wenn Du Licht als kleine Elementarteilchen statt als Wellen auffasst wird es schon viel leichter. Der Fussball als „Teilchen“ fliegt ja auch durch den Raum

viele Gruesse, Peter

[Frank_b6a3cf]

Hi Metapher,

ich will erstmal nicht weiter auf legos unqualifizierten Beitrag eingehen, der kriegt das eh nicht in seinen Kopf.

Leider ist es nicht einfach, sogar letztlich unmöglich,
Grundbegriffe der relativistischen (wie auch der
Quanten-Physik) umgangssprachlich so darzustellen, daß sie
physikalisch noch korrekt sind. Es mischen sich für den
Nichtphysiker immer leicht Versuche ein, sich etwas
vorzustellen. Das führt dann oft - wie du schön zeigst - zu
Paradoxien, die aber in der Physik selbst in dieser Form gar
nicht existieren.

Zwangsläufig kommt es zu Paradoxien, weil nunmal in der Darstellung ein Fähler ist.

Zunächst zur Raumkrümmung: In diesem Posting
http://www.wer-weiss-was.de/cgi-bin/forum/showarchiv…
hatte ich dazu mal etwas geschrieben: „Krümmung“ ist nämlich
ein Ausdruck aus der sog. nicht-euklidischen Geometrie, der
nicht mit einem „krummen“ Gegenstand zu verwechseln ist.

Jain - ich gehe später drauf ein. Zur Einstimmung ein link zum Meister: http://www.idea-tr.com/metinler/relativitetstheorie/…

Mit Hilfe solcher nicht-euklidischen Geometrien konnte
Einstein (in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie)
zeigen, daß man Gravitation, die klassisch als Kraft zwischen
Massen im (euklidischen) Raum aufgefaßt wurde, auch
anders deuten kann, und damit viele Verhaltensweisen
astronomischer Objekte besser verstehen (und berechnen) und
die großräumige Struktur des Unversums damit überhaupt erst
studieren kann.

Das ist genau das, was ich bemängele. Einstein hat in den Minkowskiraum die Gravitation nicht verpacken können und kurzerhand eine logisch negierte Abwandlung dessen mit nem Gausschen Koordinatensystem gemacht. Zitat:
„Die Beschreibung des zeiträumlichen Kontinuums durch GAUSSche Koordinaten ersetzt also tatsächlich die Beschreibung mit Hilfe eines Bezugskörpers vollständig, ohne an den Mängeln der letzteren Beschreibungsmethode zu kranken; sie ist nicht an den euklidischen Charakter des darzustellenden Kontinuums gebunden.“

Das erstaunliche daran ist tatsächlich, daß es vollkommen logisch klingt. Du kannst aber auch in der SRT ganz prima die Gravitation unterbringen. Wie ich stets behaupte, als repulsiven Impuls. Damit wäre dann nämlich auch mein Dreikugelproblem vom Tisch und die Welt wird paradoxienfrei darstellbar.
Der Unterschied zwischen SRT und ART ist doch letztlich nur, wenn man genau hinsieht, daß die Zeit herausgelassen und dafür als Grundlage die Gravitation als ANZIEHENDE kraft betrachtet wurde. Beide beißen sich eigentlich. Bleibt also die Frage offen, wie ich beide Darstellungen unter einen Hut bringe.
Sind meine Gedankengänge soweit nachvollziehbar?

In deiner Vika steht, du hättest auch noch von Dialektik Ahnung - vermutlich hegelianischer? Hast du auch die Kritik von Engels dazu verstanden, damit wir uns über das Determinismusproblem unterhalten können? Auch wenn das lego nicht wahrhaben möchte - nur wenn das wirklich verstanden ist, läßt sich dort die Logik einbauen und dadurch erst die Sichtweisen in ihren Unterschiedlichkeiten erklären.

Er deutete nämlich Gravitation als - durch die Anwesenheit
bzw. Verteilung von Massen bewirkte - geometrische Eigenschaft
des Raumes. Genaueres darüber, was das bedeutet, findest du in
meinem Versuch einer kurzen Zusammenfassung dazu:
http://www.wer-weiss-was.de/cgi-bin/forum/showarchiv…
(Kopie davon ist auch als FAQ:232 anclickbar)

Das Ätherproblem hatte Einstein in seiner Speziellen
Relativitätstheorie behandelt: Der in sich widersprüchliche
Ätherbegriff hatte das ganze 19. Jhrdt genervt, insbesondere
bezüglich der Wellennatur des Lichtes, von dem man zunächst
glaubte, daß es ein Medium zur Ausbreitung benötige (wie z.B.
Wasserwellen das Wasser oder Schallwellen die Luft). Bei dem
Versuch, dieses Medium (eben den hypothetischen „Äther“)
nachzuweisen, ergaben sich weitere Wiedersprüche. Diese löste
Einsteins Theorie, in der deutlich wurde, daß Licht als
elektromagnetische Welle gar kein Medium benötigt (Dies war
eigentlich bereits in der Maxwellschen Theorie des
Elektromagnetismus enthalten: Die Ausbreitung basiert allein
auf der Wechselbeziehung zwischen den elektrodynamischen und
magnetodynamischen Eigenschaften der Welle).

Insgesamt kann man zu deiner Frage „hat der Raum Struktur?“
grob zusammenfassend sagen: Ja, auch der Raum der Newtonschen
Physik hat Struktur: Die Struktur eines (physikalischen)
Raumes wird durch seine sog. Metrik gegeben (eine „Metrik“
gibt an, wie Abstände zu berechnen sind). Aber in der
Relativitätstheorie ist die Raumstruktur nicht mehr identisch
mit der der Newtonschen Physik. Materie (genauer: Masse)
verändert den Raum, in dem sie sich bewegt. Seine Metrik

…ist auch als euklidische problemlos darstellbar. Indem man nämlich anstatt verbogener Räume sich bewegende Materie betrachtet.

Gruß
Frank

[Dilda_8603d5]

Raum, Geometrie, Äther … e tutti quanti
Hallo, admirers of the matters of nature…

Als Mit-Zweifler finde ich die erklärenden Worte von Metapher angenehm, da sie „auf Erklärbarkeit“ ansprechen. Natürlich vergessen wire allzu gerne, daß auch die übliche Vorstellung „des Raumes“ eine Abstraktion (auf der Basis des nicht-mit-den-Händen-erreichen-könnens) ist, und allein die Erfahrung der „Geradheit der Lichtausbreitung“ uns für die Vorstellung der Euklidischen Geometrie des Raumes eingenommen hat.
Einen „gekrümmten Raum“ gibt es aber genausoviel wie wenig wie einen „geraden Raum“. Das ist die Erkenntnis, die mich zum Blicken über den Tellerrand der bescheuerten Erklärungen durch die in Wirklichkeit flachköpfigen meisten Physik/RT-Experten verführt.
Mathematische Modelle sind immer nur Interpolationen aus der begrenzten Erfahrungswelt, sowohl nach außen als auch nach innen.
(erst) damit scheint sich mir Franks und auch meine eigene, „kritische“ Vorstellung, aber eben auch die der „offiziellen Schulrelativität“ zu relativieren.

Relativ absolute Grüße, moin, manni

[lego]

Hallo Frank,

ich will erstmal nicht weiter auf legos unqualifizierten
Beitrag eingehen, der kriegt das eh nicht in seinen Kopf.

Das ist immer witzig in Postings Dritte anzusprechen und dabei gleich noch zu suggerieren, sie haetten unrecht. Netter Versuch *g*! Wie Du selber bemerkt hast an anderer Stelle, stossen Deine Thesen bei allen Physikern, die Du trafst, auf Unverstaendniss.

Damit wäre dann nämlich auch mein
Dreikugelproblem vom Tisch und die Welt wird paradoxienfrei
darstellbar.

Frank und die drei Kugeln! Nur weil Du Dir nicht vorstellen kannst ohne Kopfschmerzen zu bekommen als Nichtnaturwissenschaftler, dass zwei Koerper/Teilchen sich nur allein durch den Austausch von Wechselwirkungsbosonen anziehen koennen, ist es kein Paradoxon. Da hilft Dir Deine Billiardkugelnvorstellung aus Deinem Alltag recht wenig, sie fuehrt Dich nur in die Irre. Wie sieht es denn aus mit zwei ungleichnamig elekrisch aufgeladenen Koerpern aus? Auch diese ziehen sich an durch Austausch von WW-Bosonen, siehe QED.

Sind meine Gedankengänge soweit nachvollziehbar?

Noch nie gewesen, weil Du weder mit Formeln noch sonst klar und deutlich Deine Modelle praezesierst. Wie waere es, wenn Du einen Teil Deiner Zeit in allen Brettern dieses Forums und speziell den Teil, wo Du immer wieder betonst, Du haettest allein angeblich recht mit Deiner „Gravi-These“ einmal dafuer aufwendest fuer die Erstellung einer Seite, wo Du uns dies einmal vorrechnest oder gar Diskussionen von Dir mit namhaften Instituten/Universitaeten/Experten der ART/SRT/Gravitation/Kosmologie veroeffentlichst. Statt immer wieder nur zu behaupten, Du haettest Recht und man koenne alle Physiker nur widerlegen mit Dialektik und Philosophie!

Auch wenn das lego
nicht wahrhaben möchte - nur wenn das wirklich verstanden ist,
läßt sich dort die Logik einbauen und dadurch erst die
Sichtweisen in ihren Unterschiedlichkeiten erklären.

Sowie alle anderen Physiker? Irgendwann erhaelst Du den Nobelpreis fuer die Widerlegung eines ganzen Dutzend Nobelpreistraeger oder Du erhaelst den Preis fuer den Versuch dafuer, dazu muss aber mehr kommen als unrichtige Sprueche wie: „ist der Impuls die Ableitung der Energie“, fuer so etwas gibt es hoechstens Null Punkte im Physikschulgrundkurs

Aber in der
Relativitätstheorie ist die Raumstruktur nicht mehr identisch
mit der der Newtonschen Physik. Materie (genauer: Masse)
verändert den Raum, in dem sie sich bewegt. Seine Metrik

…ist auch als euklidische problemlos darstellbar. Indem man
nämlich anstatt verbogener Räume sich bewegende Materie
betrachtet.

Mach mal, erstelle eine Seite dazu, wenn Du magst, ansonsten drehen wir uns im Kreis und es wird nur ermuedend. Bin gespannt.

viele Gruesse, Peter

[Frank_b6a3cf]

Hallo Manni,

wiedermal dasselbe Thema.
Wenn ich vom Raum rede, ist das ein eindeutig dreidimensionales Gebilde, in welchem STRUKTUREN euklidscher Mathematik genügen. Rede ich von einem vierdimsionalen Raum, den wir nicht kennen können, kommt dort bei dreidimensionaler Betrachtung selbstreden nichteuklidische Mathematik zum Einsatz.
Hier reden wir aber von einem dreidimensionalen Raum, in welchem sich Strukturelemente, also Materie, bewegen. Dadurch entsteht der Zeitbegriff. Diese Zeit kann man anhand der Bewegung auf die Raumkoordinaten umlegen, woraus ein quasivierdimensionales - also kein vierdimensionalers, sonder ein echt verkkümmertes dreidimensionales mit Ablaufachse - entsteht.
Wieso aber in der ART kurzerhand einer der Grundgrößen des Kontinuums, die Zeit, weggelassen und dafür der Raum mit Gravitation verbogen wurde, ist für mich schlicht nicht nachvollziehbar. Schon deshalb, weil der Determinismus durch die Logik beschreibbar ist, welche so richtig schön in den Koordinatenursprung paßt - sprich, wir erleben die Welt eh nur durch unsere Sprachauffassung im Kopf bzw können sie nur so beschreiben, als subjektive Widerspiegelung einer objektiven Realität.
Die Gravitation paßt auch hervorragend in die SRT.

Gruß
Frank