THEMA: Energie schon immer da gewesen?

Brooder schrieb: Wenn nun aber ein Photon die Information seiner Existenz durch Wechselwirkung mit Materie preis gibt, würde ich genau diesen Moment als Energiefluss bezeichnen.

kann man sagen. Ich würde es Energieübertragung oder Wechselwirkung nennen, denn der Begriff Energiefluß führt hier leicht zu falschen Bildern.

Wechselwirkung auf jeden Fall, das ist ja gerade der Trick beim Austauschteilchen.

Die Erklärung passt halt nicht...

Hallo Arrakai, du schreibst

Das Photon ist eigentlich weder Welle noch Teilchen, sondern eine Anregung des elektromagnetischen Feldes mit Energie hν. Wobei man beide Bilder natürlich für die Beschreibung des Verhaltens nutzen kann, man darf halt trotzdem nicht vergessen, dass es weder das eine noch das andere ist... In diesem Fall wichtig: Das em-Feld ist ein Photonenfeld - von daher ist das Photom überall, wo es ein solches Feld gibt. Ganz unabhängig von einem Messprozess oder einer Wechselwirkung mit Materie. (Es gibt nicht mal eine Wellenfunktion des Photons, sondern nur eine Aufenthaltswahrscheinlichkeit.)

Hmm, Arrakai, ich bin jetzt etwas überrascht, kann aber mit deiner Wendung etwas anfangen. Bislang war ich der Meinung, dass du die Position Manfreds stützt, dass Ursprung und Heimat der Energie als Eigenschaft in den Teilchen zu suchen ist. Jetzt negierst du aber aus meiner Sicht Teilchen (wie auch Welle) und nennst ein Photon eine Anregung durch Energie (hv). Sind wir jetzt in der (Quanten-)Feld-Theorie? Dort reden wir an sich nur noch über Energie-Eintrag, der dann doch erst die Erscheinung von Teilchen qua Feld möglich macht. Wo bleibt dann letztlich der "Eigenschaftenträger" der Energie? Ist sie nicht eigentlich die Konstituente?
Ich denke, dass du in deinem Post implizit darauf hinweist, dass wir mit Modellen arbeiten und die sind solange gut, bis sie dann ggf. sich als falsch herausstellen. Guter Hinweis, das gilt sicher für alle. Auch Gaßner weist auch immer wieder darauf hin, dass wir mit Modellen arbeiten. Sie sind aber bislang sehr erfolgreich.
Faktisch war das Ptolemäische Weltbild auch erfolgreich, konnte es doch dem damaligen Leben ausreichend Struktur geben. Es war aber deswegen letztlich nicht wahr. Bis dann die Beobachtung irgendwann einmal nicht mehr in den Anzug passte. Und die Mathematik hat sich gar nicht geschert. Sie war grds. immer richtig, weil sie sich letztlich nicht um die Physik schert. Hilft ihr, sie ist aber auch dann richtig, wenn sie "Unsinn" stützt.

@Rajic: Natürlich ist mir klar, dass, wenn wir über Teilchen reden, es sich um die Erregung eines Quantenfeldes handelt. Das ändert nichts an meiner Argumentation. Diese Schwingung des Quantenfeldes hat die Eigenschaften wie Energie, Impuls und Spin, die wir den "Teilchen" zuordnen.

Brooder schrieb: Nach meinem Verständnis wird ein Photon erst zu einem Teilchen, wenn es auf Materie trifft, also wenn die Wellenfunktion zusammenbricht.

Am Doppelspaltexperiment kann sehr gut beobachten, solange es nicht auf irgendeine Weise beeinflusst wird, es ( ich würde es sogar Informationswelle nennen) alle möglichen Wege nehmen kann.

Ich glaube nicht, dass sich der Charakter des Photons beim Zusammenbruch der Wellenfunktion wesentlich ändert. Das einzige ist, dass der Ort des Photon viel präziser bestimmt ist. D.h. die Wellenfunktion hat eine viel kompaktere Form, fängt aber sofort wieder an auseinanderzulaufen. Dadurch, dass der Ort präziser ist, überwiegt der Eindruck eines Teilchencharakters.

Für die Diskussion hier ist es aber nicht von Bedeutung, ob wir als Träger der Energie von einem Teilchen oder von einer Welle im Quantenfeld reden. Mit beiden Bezeichnungen ist das gleiche gemeint.

Arrakai schrieb:

Das em-Feld ist ein Photonenfeld - von daher ist das Photom überall, wo es ein solches Feld gibt. Ganz unabhängig von einem Messprozess oder einer Wechselwirkung mit Materie.

Genau, das Photon ist eigentlich überall

In meinem Beitrag wollte ich darauf hinweisen, dass man Ein Photon nicht nur als Teilchen sehen kann
In Manfred S. Beittrag kam es so rüber:

Es wird keine Energie "hineingepumpt", sondern die Energie kommt von einem anderen Teilchen durch Austausch. Und sei es ein Photon.

Deshalb hab ich die Quantentheorie mit ins Spiel gebracht und es von dieser Warte aus versucht zu betrachten.


Man könnte es auch auf die Spitze treiben.
Der Gedanke kam mir auch beim Schreiben meines Beitrages, habs aber gelassen, um es nicht noch mehr zu komplizieren.
Alle Photonen des Universums sind überall, da es überall elektromagnetische Felder gibt und da sie Zeit- und Raumlos sind.
Nur, von unseren materiellen Sichtweise aus sind sie durch Raum und Zeit getrennt.
Wir können halt nicht überall zu gleich sein.
Die Verschränkungsexperimente öffnen ein kleines Türchen zur Erkenntnis, das alles wohl viel enger miteinander verbunden ist, als es uns aus materieller Sichtweise scheint.

Mir hilft es, auch wenn es nicht ganz richtig sein mag, die Welt der elektromagnetischen Strahlung als Informationsfeld oder auch Informationspotential zu sehen, solange es nicht zu Wechselwirkung mit der anderen Energieform nämlich der Materie kommt.

Und...die Wahrheit hab ich natürlich nicht gepachtet, das versuch in meinen Beiträgen auch mit rüberzubringen.

D.Rajic schrieb: Bislang war ich der Meinung, dass du die Position Manfreds stützt, dass Ursprung und Heimat der Energie als Eigenschaft in den Teilchen zu suchen ist. Jetzt negierst du aber aus meiner Sicht Teilchen (wie auch Welle) und nennst ein Photon eine Anregung durch Energie (hv). Sind wir jetzt in der (Quanten-)Feld-Theorie? Dort reden wir an sich nur noch über Energie-Eintrag, der dann doch erst die Erscheinung von Teilchen qua Feld möglich macht. Wo bleibt dann letztlich der "Eigenschaftenträger" der Energie? Ist sie nicht eigentlich die Konstituente?

Ja, hier geht es um die Quantenfeldtheorie. Das ist die beste Beschreibung für Photonen, die wir haben, sie ersetzt den Teilchen-/Welle-Dualismus vollständig. Aber sie ist nicht sehr intuitiv, und vieles kann man auch mit dem Teilchen-/Wellen-Bild beschreiben. Man kann halt das nehmen, was gerade praktischer ist, liegt mit dem Feld aber nie falsch...

Das elektromagnetische Feld besteht aus Photonen. Es ist also egal ob du sagst, das Photon ist Träger der Energie, oder das Feld selbst... Teilchen an sich gibt es nicht mehr, es gibt nur noch die Anregung des Felds. Wir nehmen das - ja nach Situation - dann als Teilchen oder Welle wahr.

Aber wie gesagt, alles wenig intuitiv. Zumal es auch noch andere Definitionen gibt (die aber äquvalen sind). Martin Bäker hat's mal pragmatisch ausgedrückt: Ein Photon ist das, was ein Photonendetektor detektiert...

Manfred S schrieb: Ich glaube nicht, dass sich der Charakter des Photons beim Zusammenbruch der Wellenfunktion wesentlich ändert

Aber es gibt, wie gesagt, doch gar keine Wellenfunktion für das Photon. Was soll da also zusammenbrechen?

Manfred S schrieb: Für die Diskussion hier ist es aber nicht von Bedeutung, ob wir als Träger der Energie von einem Teilchen oder von einer Welle im Quantenfeld reden. Mit beiden Bezeichnungen ist das gleiche gemeint.

Das ist natürlich richtig. Man muss halt aufpassen, dass man sich das Teilchen nicht zu bildlich vorstellt und daraus dann falsche Schlüsse zieht. Darum ging es mir.

Brooder schrieb: Alle Photonen des Universums sind überall, da es überall elektromagnetische Felder gibt und da sie Zeit- und Raumlos sind.
Nur, von unseren materiellen Sichtweise aus sind sie durch Raum und Zeit getrennt.

Diese Überlegung liest man ja häufiger... Was man weiß ist aber lediglich, dass das Photon aus unserer Perspektive nicht überall zugleich ist. Und es ist vollkommen müßig, über den Zustand des Photons aus seiner eigenen Perspektive nachzudenken - es gibt kein Bezugssystem für das Photon, es hat keine Eigenzeit, es gibt daher auch keine Perspektive des Photons. Man kann daher diesbzgl. einfach gar keine validen Schlüsse ziehen... Das ist so wie darüber nachzudenken, welche Auswirkungen es hätte, wenn ein Raumschiff mit c unterwegs ist. Geht (abgesehen von Koordinatengeschwindigkeiten) einfach nicht. Punkt.

Letztendlich sind Photonen ja (laut Einstein) Energiequanten (Energie in Packetchen gepackt). Um virtuelle
Teilchen "real" zu machen muß man ihnen Energie zuführen. Ich hab zwar geschrieben "hineinpumpen", aber das
war nur umgangs-sprachlich gemeint. Zu sagen dass Energie Eigenschaften von Teilchen sind, oder Teilchen Eigenschaften von
Energie, macht im Grunde genommen sowieso keinen Sinn (finde ich) weil beide ja ineinander umwandelbar sind.

Wenn Materie und Antimaterie in gleich großer Menge zusammenkommen dann werden sie vollständig in andere
Energieformen umgewandelt. Im Prinzip sind sie das gleiche (wie 2 Seiten einer Medaille) nur in anderen
Zustandsformen. Am Anfang (kurz nach dem Urknall) war es ja noch viel zu heiß, da konnte sich noch keine
Materie bilden, durch Abkühlung ist sie dann aus der "Urenergie" auskondensiert, die Felder dazu auch. Naja, so ungefähr, hihi...

Arrakai schrieb (Zitat von Martin Bäker): Ein Photon ist das, was ein Photonendetektor detektiert..

und Albert Einstein schrieb:

„Die ganzen 50 Jahre bewusster Grübelei haben mich der Antwort der Frage ‚Was sind Lichtquanten‘ nicht näher gebracht. Heute glaubt zwar jeder Lump, er wisse es, aber er täuscht sich…“ (zitiert nach Pauli)

Ich weiß es auf jeden Fall auch net

LG

Sonni schrieb: Ich weiß es auf jeden Fall auch net

Ich nämlich auch nicht.
aber ein bisschen drüber phantasieren und spekulieren schad nix.

Lieber Arrakai, du schreibst:

Ja, hier geht es um die Quantenfeldtheorie. Das ist die beste Beschreibung für Photonen, die wir haben, sie ersetzt den Teilchen-/Welle-Dualismus vollständig. Aber sie ist nicht sehr intuitiv, und vieles kann man auch mit dem Teilchen-/Wellen-Bild beschreiben. Man kann halt das nehmen, was gerade praktischer ist, liegt mit dem Feld aber nie falsch...

na, da sind wir doch sehr nahe daran, wohin es mich trieb. Wie du schon andeutest, ist die Erklärung über Felder im Mikro-Bereich die konsistenteste und am Ende sehr erfolgreich. Was die Quantenfeldtheorie aber auch ist: Sie ist am wenigsten belästigt durch Intuition, Anschauung und vielleicht Empirie. Die Konsistenz profitiert davon.

Das elektromagnetische Feld besteht aus Photonen. Es ist also egal ob du sagst, das Photon ist Träger der Energie, oder das Feld selbst... Teilchen an sich gibt es nicht mehr, es gibt nur noch die Anregung des Felds. Wir nehmen das - ja nach Situation - dann als Teilchen oder Welle wahr.

Da bin ich nicht bei dir. Die Frage war doch eigentlich nach dem Wesen von Energie. Wenn ich es einmal in Worte gieße, dann ist doch die quantenfeldtheoretische Sicht, dass das Feld an allen, beliebig vielen Punkten eine Energie hat, die allerdings nicht konstant ist. Wird Energie in das Feld eingebracht, ergeben sich Energiespitzen deren Erscheinung wir dann Teilchen nennen. So war es doch auch mit dem Higgs-Feld. Es zeigte das Higgs-Boson ja auch nicht irgendwie unbestimmt oder gar zufällig. Es brauchte einen Energie-Eintrag von 162 GeV, damit sich dann (vermutlich) das Higgs-Boson zeigte. Damit ist es doch nicht egal, ob ich das Grundlegende (Energie) als Feld-Eigenschaft bezeichne (was sie meiner Meinung auch nicht sein kann) oder als Eigenschaft eines Teilchens bezeichne. Wenn du die Laxheit der Terminierung zulässt, würde ich eher damit umgehen können, dass eine Eigenschaft der Energie qua Feld ein Teilchen sein kann.
Übrigens: Wie öfters in der Physik als es vielen lieb ist, haben wir gar nicht das Ereignis, sondern seine vermutete Folge im Higgs-Feld gesehen. Das Higgs-Boson (ist halt ein Boson) hat nicht wirklich einer gesehen, sondern das Zerfallsprodukt, dass eben an sich nur sein können soll, weil es so ganz aus der Art schlägt.
In der Summe: Das Wesen der Energie lässt sich nicht durch eine Deskription zur linken Hand erklären.

D.Rajic schrieb: Da bin ich nicht bei dir. Die Frage war doch eigentlich nach dem Wesen von Energie. Wenn ich es einmal in Worte gieße, dann ist doch die quantenfeldtheoretische Sicht, dass das Feld an allen, beliebig vielen Punkten eine Energie hat, die allerdings nicht konstant ist. Wird Energie in das Feld eingebracht, ergeben sich Energiespitzen deren Erscheinung wir dann Teilchen nennen. So war es doch auch mit dem Higgs-Feld. Es zeigte das Higgs-Boson ja auch nicht irgendwie unbestimmt oder gar zufällig. Es brauchte einen Energie-Eintrag von 162 GeV, damit sich dann (vermutlich) das Higgs-Boson zeigte. Damit ist es doch nicht egal, ob ich das Grundlegende (Energie) als Feld-Eigenschaft bezeichne (was sie meiner Meinung auch nicht sein kann) oder als Eigenschaft eines Teilchens bezeichne.

Für die Energie des Felds gilt E = hv, und das ist auch genau die Energie eines Photons... In der Quantenfeldtheorie kannst nicht so ohne weiteres zwischen Feld und Teilchen unterscheiden, auch wenn es noch so unintuitiv ist...

Schau mal hier:

scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2015.../was-ist-ein-photon/

Lareth schrieb: Ich lese in letzter Zeit immer mal wieder, dass die Gesamtenergie des Universums von Anfang an da gewesen sein muss (wegen Energieerhaltungssatz). Damit habe ich allerdings so einige Probleme, sobald angenommen wird, dass es anfangs keine Teilchen gab.

Wenn es anfangs keine Materie gibt, gibt es auch keine Masse und dann ist auch die Energie 0. (E = mc²; E = 0c²; E = 0)
Auch die Formel zum Planckschen Wirkungsquantum setzt zumindest die Existenz von Photonen voraus (E = h * f; E = h * 0; E = 0 Anm.: Ich weiß nicht, ob man f=0 setzen darf, wenn es keine Photonen gibt).

Was mache ich falsch?

Moin Lareth

ich verstehe die gesamte Überlegung nicht...
A. Was Energie tatsächlich ist, ist nicht wirklich definiert...
Das was unter Energie verstanden wird, ist unabhängig einer Masse (Ruhemasse) darstellbar, wie E=mc² zeigt.
B. Energieerhaltungssatz gilt nur für geschlossene Systeme, das Universum ist ein offenes System...
C. Energieerhaltungssatz macht nur Sinn wenn Zeit vergeht, vor dem UK gab es noch Zeit keine. ("schon immer"?)
usw.usf.
Gruß Z.

Ich will noch einmal meinen Standpunkt zum Wesen der Energie im Lichte dieser langen Diskussion zusammenfassen.

Energie ist keine geheimnisvolle Substanz, die durchs Unversum wabert. Sie ist eine Eigenschaft wie Impuls oder Spin. Dabei ist es egal ob wir die Träger dieser Eigenschaft Teilchen oder Welle nennen. Ich werde der Einfachheit wegen weiter von Teilchen reden. Ihr redet ja auch von Elektronen, wenn ihr eine bestimmte Schwingung des Elektronfeldes meint. Zur Erzeugung eines Teilchens braucht man natürlich Energie. Diese kommt durch Wechselwirkung von einem anderen Teilchen/Welle. Es ist wie auf einem Billardtisch. Eine Kugel bewegt sich nur, wenn sie durch eine andere angestoßen wird. Genauer gesagt, ein Quantenfeld wird durch Wechselwirkung mit einer Schwingung eines zweiten Quantenfeld aus der Nullage gebracht und fängt an zu schwingen. Dadurch wird die Schwingung des ersten Quantenfeldes langsamer. Es verliert genau den Teil an Energie, den das zweite Quantenfeld gewinnt. Das ist keine Spezialität der Energie. Für den Impuls gilt das gleiche.

Unabhängig von solchen solchen Wechselwirkungen wirken die Quantenfelder auch über Feldkräfte, die dann zur potentiellen Energie führen. Genauso wie das Gravitationsfeld, das bisher nicht als Quantenfeld dargestellt werden kann. Dadurch haben wir die Lagrange Gleichung mit kinetischer und potentieller Energie aus der direkt das Noethersche Theorem folgt (siehe Gassners Video) und die Energieerhaltung für zeitlich invariante Gesetze. Da das Unversum sich ausdehnt ist es nicht zeitlich invariant. Daher gilt die Energieerhaltung dort nicht generell. Das mag daran liegen, dass wir keine zeitlich invariante Lagrange Funktion haben, die über das Universum hinausgeht.

Da das expandierende Unversum auch räumlich nicht invariant ist, gilt ebenso der Impulserhaltungssatz nicht generell.

Hallo Manfred, du schreibst:

Energie ist keine geheimnisvolle Substanz, die durchs Unversum wabert. Sie ist eine Eigenschaft wie Impuls oder Spin. Dabei ist es egal ob wir die Träger dieser Eigenschaft Teilchen oder Welle nennen. Ich werde der Einfachheit wegen weiter von Teilchen reden. Ihr redet ja auch von Elektronen, wenn ihr eine bestimmte Schwingung des Elektronfeldes meint. Zur Erzeugung eines Teilchens braucht man natürlich Energie. Diese kommt durch Wechselwirkung von einem anderen Teilchen/Welle. Es ist wie auf einem Billardtisch. Eine Kugel bewegt sich nur, wenn sie durch eine andere angestoßen wird. Genauer gesagt, ein Quantenfeld wird durch Wechselwirkung mit einer Schwingung eines zweiten Quantenfeld aus der Nullage gebracht und fängt an zu schwingen. Dadurch wird die Schwingung des ersten Quantenfeldes langsamer. Es verliert genau den Teil an Energie, den das zweite Quantenfeld gewinnt. Das ist keine Spezialität der Energie. Für den Impuls gilt das gleiche.

Ja, kann sein, dass es keine geheimnisvolle Substanz ist, aber: Woher weißt du das? Ich habe nicht wahrgenommen, dass Energie über seine Wirkung hinaus definiert ist. Ich kenne auch keine wissenschaftliche Erklärung über das Wesen der Energie, wenn wir auch sie fleißig operabel nehmen. Für mich ist die Eigenschaftenannahme erst einmal dein persönliches Diktum. Bis jetzt hast du es nur postuliert. Dass die Energie auch im Feld durch Wechselwirkung übertragen werden kann oder muss, spielt für mich erst einmal keine Rolle. Du nimmst aber auch an, dass es scheinbar für jedes einzelne Teilchen ein eigenes Feld gibt. Das ist meines Wissens aber nicht die Lehre der Quantenfeldtheorie, Soweit ich es bisher verstanden habe, gibt es für jede Teilchenart dann auch nur ein Feld. Siehe dazu auch den hier schon einmal über scienceblogs verlinkten Videobeitrag von David Tong. Setzen wir aber mal voraus, dass deine Definition stimmt, dann stimmt es nicht, dass Energie Eigenschaft des Feldes ist. Sie wird doch nach deinem Bild von einem anderen induziert. Das abgebende hat sie nicht mehr, das aufnehmende Quantenfeld hat sich noch nicht (wo war sie in der Planckzeit?). Da bist du schnell bei einem infiniten Regress und das mögen die meisten nicht und die Physik erst recht nicht.
Und noch einmal: Die Ausgangsfrage ist doch letztlich, was Energie ist. Also kann es schon sein, dass in der Diskussion ein paar Langatmigkeiten auftauchen. Zulässig, gehören sie doch dazu.
Arrakai schreibt:

Schau mal hier:

Habe ich mir durchgelesen und finde ehrlich gesagt nicht eine Erläuterung, was Energie sei. Operabel wird sie verwendet, ja, aber nicht zum Verstehen gebracht. Du hattest schon in deinem Vorpost dargestellt, dass Bäker den "Bonmot" gebracht hat, dass ein Photon ist, was ein Detektor anzeigt, Mal ab davon, dass das schon ein freches Plagiat bei Einstein war (Zeit ist das, was die Uhr anzeigt), ist nicht jede Aussage einer bekannten Person ein Geistesblitz. Auch bei Einstein vermute ich mal, dass seine Aussage aus Frust entstanden ist. Er hatte selbst und durch Weyl und andere erkannt, dass seine RTen dem Grunde nach die Zeit killen. Das hat ihm nicht gefallen, konnte aber auch nicht gelöst werden. Anekdote dazu, dass nicht immer große Intelligenz hinter einem Verhalten steckt, sondern auch einfach mal gar nichts, außer meiner Annahme. Zu den Zeiten, als in Indonesien noch die hinduistischen und animistischen Einflüsse stark waren, sollen die Menschen in den Wald gegangen sein um einen Orang Utan zu befragen. Wer schon einmal einen Orang Utan (malaiisch Orang=Mensch, Utan=Wald) live gesehen hat, weiß, dass die auf eine besondere Weise ausdauernd und durchdringend einen anschauen können. Aber erstaunlicherweise hat er noch nie eine Frage beantwortet. Das wiederum wurde als weise ausgelegt, weil nur weise Menschen so schweigen können. Der fragende Mensch hatte aber sein Problem in eine Frage gekleidet, sodass er darüber möglicherweise schon einen Fortschritt erzielte.

D.Rajic :Ja, kann sein, dass es keine geheimnisvolle Substanz ist, aber: Woher weißt du das? Ich habe nicht wahrgenommen, dass Energie über seine Wirkung hinaus definiert ist. Ich kenne auch keine wissenschaftliche Erklärung über das Wesen der Energie

Hab auch noch nix gefunden was wissenschaftlich das Wesen der Energie selbst beschreibt, sondern immer nur ihre Wirkung und
dass sie in andere Formen umgewandelt werden kann und, und, und....

Sie wird durch Wechselwirkung übertragen aber das sagt ja überhaupt nix über ihre wahre Natur aus.

Ich meine damit:
Was ist denn das wahre Wesen von dem was da übertragen wird?

Klar tragen Teilchen und Felder Eigenschaften der Energie in sich ( weil die sind ja aus ihr hervorgegangen und
Teilchen sind ja auch wieder in Energie umwandelbar).
Was Energie in Wirklichkeit ist weiß aber kein Mensch (hab auf jeden Fall noch keinen gefunden der mir es erklären könnte).

Manche sagen:

Viele einführende Texte definieren Energie in anschaulicher, allerdings nicht allgemeingültiger Form als Fähigkeit, Arbeit zu verrichten.

Aha, wie lustig, Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu verrichten. Joooo, TOLLE ERKRLÄRUNG
Ich hatte mal Energie woanders rein instinktiv als Kraft bezeichnet. Auweia, da wurde ich aber streng auf den oben genannten
Satz hingewiesen:
Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu verrichten (ich hatte sie instinktiv als Kraft bezeichnet und da wurde ich
fast virtuell gesteinigt, hehe..).

Naja, die älteren Riesen auf deren Schultern wir heute stehen hatten sie noch damals als "lebendige Kraft" bezeichnet.
So verkehrt finde ich deren Bezeichnung eigentlich nicht .
Sie(die Energie) ist fundamental und sie nur als Eigenschaft von Teilchen zu beschreiben wird ihr nicht gerecht weil
die Teilchen die wir kennen nur einen geringen Prozentsatz des Universums ausmachen. Ganz wenig für uns
wahrnehmbar. Nur wenige Prozente von dem gesamten Universum sind für uns sichtbar.
Mindestens 95 Prozent nicht. Hihi, wer weiß die wahre Natur von Energie?

LG

D.Rajic schrieb: Ja, kann sein, dass es keine geheimnisvolle Substanz ist, aber: Woher weißt du das? Ich habe nicht wahrgenommen, dass Energie über seine Wirkung hinaus definiert ist. Ich kenne auch keine wissenschaftliche Erklärung über das Wesen der Energie, wenn wir auch sie fleißig operabel nehmen.

1. Es ist noch keine Energie unabhägig von einem Teilchen beobachtet worden.
2. alle Definitionen der Energie beziehen sich auf Teilchen bzw Wellen - entweder auf ihre kinetische Energie oder auf ihre potentielle Energie in einem Feld.

1. Es ist noch keine Energie unabhägig von einem Teilchen beobachtet worden.

Ja, Teilchen sind aber aus ihr hervorgegangen.

Sonni1967 schrieb:

1. Es ist noch keine Energie unabhägig von einem Teilchen beobachtet worden.

Ja, Teilchen sind aber aus ihr hervorgegangen.

Die Logik dieser Antwort erschliesst sich mir nicht. Du stimmst mir zu mit "Ja", dass es keine unabhängige Energie gibt. Sagst aber gleichzeitig, dass aus dieser Energie, die es nicht gibt, Teilchen entstehen.

Manfred S schrieb: 1. Es ist noch keine Energie unabhägig von einem Teilchen beobachtet worden.
2. alle Definitionen der Energie beziehen sich auf Teilchen bzw Wellen - entweder auf ihre kinetische Energie oder auf ihre potentielle Energie in einem Feld.

Zu 1.: Detektieren kannst du sie nur über ihre messbaren Auswirkungen auf Teilchen/Objekte, das schreibt ja auch D.Rajic. Wenn du das nicht meinst, was meinst du dann?

Zu 2.: Es wäre wirlich interessant, wenn du eine Definition der Energie zitieren könntest. Ich kenne auch keine... Unabhängig davon: Du benötigst zumindest für Gravitation (inkl. Gravitationswellen) kein Feld, du kannst das alleine mit der Raumzeit erklären (die geometrische Interpretaion der ART ist absolut äquivalent zur Feldinterpretation).

Arrakai schrieb:
Zu 2.: Es wäre wirlich interessant, wenn du eine Definition der Energie zitieren könntest. Ich kenne auch keine... .

Du hast eine Definition selbst gebracht: E = hv.
Energy ist bis auf einen konstanten Faktor die Frequenz einer Schwingung in einem Quantenfeld.
Davon kann man alles andere ableiten. Die potentielle Energie ist einfach die Frequenz, die eine Welle gewinnen könnte, wenn sie bis zum Ursprung eines Feldes fallen würde. Die makroskopische Energie ist einfach nur die Summe der Einzelenergien der Wellen die ein Teilchen ausmachen.

Manfred S. schreibt:

Die Logik dieser Antwort erschliesst sich mir nicht. Du stimmst mir zu mit "Ja", dass es keine unabhängige Energie gibt. Sagst aber gleichzeitig, dass aus dieser Energie, die es nicht gibt, Teilchen entstehen.

Sonni hat nicht zugestimmt, dass es keine unabhängige Energie gibt, sondern lediglich, dass keine beobachtet wurde. Darüber hinaus ist deine eigene Schlussfolgerung. Im Übrigen: In der Physik setzen wir doch dauernd Existenzen voraus, die wir noch nicht beobachtet haben (sich aber gut rechnen lassen).

Sicher ist das was wir unter Energie verstehen, schon immer dagewesen. Ansonsten hätten wir ein Problem. Ich bin der Ansicht, dass Energie nur eine weitere Ausdrucksform von dem ist, was wir als ursprüngliches Qantenfeld betrachten.
Ich denke, dass all die uns physikalischen beobachtbaren Parameter verschiedene Ausdrucksformen von Information sind.
Nun könnt ihr mich schlagen!

Manfred S schrieb:

Arrakai schrieb:
Zu 2.: Es wäre wirlich interessant, wenn du eine Definition der Energie zitieren könntest. Ich kenne auch keine... .

Du hast eine Definition selbst gebracht: E = hv.
Energy ist bis auf einen konstanten Faktor die Frequenz einer Schwingung in einem Quantenfeld.
Davon kann man alles andere ableiten. Die potentielle Energie ist einfach die Frequenz, die eine Welle gewinnen könnte, wenn sie bis zum Ursprung eines Feldes fallen würde. Die makroskopische Energie ist einfach nur die Summe der Einzelenergien der Wellen die ein Teilchen ausmachen.

Was ist mit Wärmeenergie? Die Bindungsenergie der starken Wechselwirkung? Der Energie in der Raumzeitkrümmung?

Arrakai schrieb:
Was ist mit Wärmeenergie? Die Bindungsenergie der starken Wechselwirkung? Der Energie in der Raumzeitkrümmung?

Hatte ich schon mal gesagt. Wärmeenergie ist kinetische Energie der Teilchen - also letztlich Frequenz Ihrer Wellen. Bindungsenergie ist potentielle Energie der Teilchen in einem Feld.

Die Raumzeitkrümmung hat - glaube ich - keine Energie. Der Raum wird allerdings durch Energie gekrümmt. Energie hat aber die Veränderung der Raumzeitkrümmung durch Gravitationswellen. Deren Energie wird sicher anders zu berechnen sein als die Schwingungen in Quantenfeldern. Aber das Prinzip Welle bleibt. Und Teilchen im Gravitationsfeld haben natürlich auch potentielle Energie.

Die Gravitationswelle mag u.U. etwas besonders sein, da wir ihr bisher noch kein Teilchen (Graviton) zuordnen können. Dann wäre der Träger der Eigenschaft Energie eben nur die Welle.

Für mich weiter wichtig: wir haben es nirgens mit einem eigenständigen Stoff der Energie zu tun, sondern immer nur mit der Eigenschaft eines Trägers.

Manfred S schrieb:

Arrakai schrieb:
Was ist mit Wärmeenergie? Die Bindungsenergie der starken Wechselwirkung? Der Energie in der Raumzeitkrümmung?

Hatte ich schon mal gesagt. Wärmeenergie ist kinetische Energie der Teilchen - also letztlich Frequenz Ihrer Wellen. Bindungsenergie ist potentielle Energie der Teilchen in einem Feld.

Die Raumzeitkrümmung hat - glaube ich - keine Energie. Der Raum wird allerdings durch Energie gekrümmt. Energie hat aber die Veränderung der Raumzeitkrümmung durch Gravitationswellen. Deren Energie wird sicher anders zu berechnen sein als die Schwingungen in Quantenfeldern. Aber das Prinzip Welle bleibt. Und Teilchen im Gravitationsfeld haben natürlich auch potentielle Energie.

Die Gravitationswelle mag u.U. etwas besonders sein, da wir ihr bisher noch kein Teilchen (Graviton) zuordnen können. Dann wäre der Träger der Eigenschaft Energie eben nur die Welle.

Für mich weiter wichtig: wir haben es nirgens mit einem eigenständigen Stoff der Energie zu tun, sondern immer nur mit der Eigenschaft eines Trägers.

Klar ist Wärmeenergie prinzipiell kinetische Energie. Allerdings kann sie nicht mehr vollständig in andere Energieformen überführt werden.

Und doch, die Raumzeit enthält Energie. Die ist zwar im Mittel 0, da die Raumzeit quellfrei ist. Und sie ist auch nicht lokalisierbar, wegen des Äquivalenzprinzips (die Raumzeit ist lokal immer flach) Aber dass sie da ist, sieht man z.B. an den Gravitationswellen (zwei um sich kreisende Neutronensterne erzeugen Gravitationswellen).

Hauptsächlich ging es ja um das E = hv. Die Beispiele zeigen m.E., dass das keine allgemeingültige Definition von Energie ist.

(Und ja, ein eigenständiger Stoff scheint es mir nicht zu sein.)

Manfred S schrieb: Bindungsenergie ist potentielle Energie der Teilchen in einem Feld.

Nicht ganz, aber fast:

Yukterez schrieb: Die gravitative Bindungsenergie ist daher die Gesamtenergie minus der positiven kinetischen minus der negativen potentiellen Energie, also die Differenz der Ruheenergie und der Gesamtenergie at infinity

i-Punkt reitend,

Yukterez schrieb: Nicht ganz, aber fast:

Die gravitative Bindungsenergie ist daher die Gesamtenergie minus der positiven kinetischen minus der negativen potentiellen Energie, also die Differenz der Ruheenergie und der Gesamtenergie at infinity

Jetzt bin ich verwirrt. Was hat denn die Bindungsenergie der starken Wechselwirkung mit Gravitation zu tun? Es handelt sich doch um das Gluonen-Feld.

Oder was soll „gravitative Bindungsenergie“ genau bedeuten?

Arrakai schrieb: Jetzt bin ich verwirrt. Was hat denn die Bindungsenergie der starken Wechselwirkung mit Gravitation zu tun?

Ich habe nicht mitbekommen dass ihr von der starken Wechselwirkung redet, ich dachte es geht um Gravitation.

Arrakai schrieb: Oder was soll „gravitative Bindungsenergie“ genau bedeuten?

Siehe en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_binding_energy:

Wikipedia schrieb: A gravitational binding energy is the minimum energy that must be added to a system for the system to cease being in a gravitationally bound state.

Aneinander vorbeigeredet habend,

Arrakai schrieb: Klar ist Wärmeenergie prinzipiell kinetische Energie. Allerdings kann sie nicht mehr vollständig in andere Energieformen überführt werden.

Das liegt nicht an der Energie, sondern an der Statistik der vielen Teilchen, die sie tragen.

Und doch, die Raumzeit enthält Energie. Die ist zwar im Mittel 0, da die Raumzeit quellfrei ist. Und sie ist auch nicht lokalisierbar, wegen des Äquivalenzprinzips (die Raumzeit ist lokal immer flach) Aber dass sie da ist, sieht man z.B. an den Gravitationswellen (zwei um sich kreisende Neutronensterne erzeugen Gravitationswellen).

genau das habe ich auch geschrieben.

Hauptsächlich ging es ja um das E = hv. Die Beispiele zeigen m.E., dass das keine allgemeingültige Definition von Energie ist.

(Und ja, ein eigenständiger Stoff scheint es mir nicht zu sein.)

Dafür ein Danke.

Die Gravitationswelle ist schon etwas besonderes. Ich weiß nicht, wie ihre Energie berechnet wird. Ich vermute aber, dass die Frequenz eine gewichtige Rolle spielt. Sicher ohne einen Faktor h. Aber wenn ich die Energie der Gravitationswelle berechne, muß ich sie so berechenen, dass sie konsistent zur Berechnung der Energie nach E = hv ist. D.h. wenn es irgendwo einen Austausch einer Gravitationswelle mit einem Energiequantum nach E = hv gibt, muss die Summe der Energie erhalten bleiben. D.h mit der Definition der Energie durch E = hv, lege ich auch die Energie der Gravitationswelle fest. Es würde natürlich auch umgekehrt gehen. Es ist so ähnlich wie mit der potentiellen Energie. Die muss so groß sein, dass die Energiesumme eines Teilchens, dass im Feld fällt, erhalten bleibt.

Wegen des Erhaltungssatzes hängt alles zusammen, wenn ich an einer Stelle die Energie definiere, lege ich sie überall fest.

Manfred S schrieb: Das liegt nicht an der Energie, sondern an der Statistik der vielen Teilchen, die sie tragen.

Gehört aus meiner Sicht aber zur Definiton dieser Energieform dazu. Hier geht Energie von einem makroskopischen auf ein mikroskopischer System über, mit dem Vorhandensein der kinetischen Energie alleine kann das Verhalten nicht erklärt werden...

Manfred S schrieb:

Arrakai schrieb: Und doch, die Raumzeit enthält Energie. Die ist zwar im Mittel 0, da die Raumzeit quellfrei ist. Und sie ist auch nicht lokalisierbar, wegen des Äquivalenzprinzips (die Raumzeit ist lokal immer flach) Aber dass sie da ist, sieht man z.B. an den Gravitationswellen (zwei um sich kreisende Neutronensterne erzeugen Gravitationswellen).

genau das habe ich auch geschrieben.

Ich wage zu behaupten, dass wir nicht dasselbe meinen. Es geht mir nicht darum, dass die Gravitationswellen die Raum- oder Raumzeitkrümmung ändern. Es geht mir darum, dass die beiden Neutronensterne die Gravitationswellen überhaupt erzeugen. Gravitationswellen entstehen generell bei umeinander rotierenden Massen, und dafür wird Gravitations-Energie aufgewandt. Das ist auch im Sonnensystem so, das System Sonne-Jupiter erzeugt laut Martin Bäker Gravitationswellen mit einer Energie von ca. 40 W. Wo sollte die herkommen, wenn sie keine Eigenschaft der Raumzeit ist? Oder welche Energie sollte das sonst sein?

Manfred S schrieb: Wegen des Erhaltungssatzes hängt alles zusammen, wenn ich an einer Stelle die Energie definiere, lege ich sie überall fest.

Wir hatten es ja schon darüber, das gilt nur für geschlossene Systeme, also z.B. im Universum nicht global (war ja dein eigener Einwurf). Und es gilt auch bzgl. Energieerhaltung nur für den Betrag der Energie, aber teilweise hat sie eben auch andere Eigenschaften (siehe die Wärmeenergie). Aus meiner Sicht ist es daher zu kurz gegriffen, E = hv als Definition für Energie anzuführen. (Deine Intention verstehe ich natürlich, und kann sie auch weitestgehen nachvollziehen.)