THEMA: Raum, Zeit und Masse

Hallo zusammen.

Würde es etwas bringen die direkteste Beziehung zwischen Raum, Zeit und Masse zu finden, die es gibt?
Vorschlag: Zeit = Masse * Weg, also t = ms
Ich bin nur Hobbyphysiker, aber vielleicht hat es hier ein richtiger Physiker, der mir das beantworten kann?
Was würde es bringen, wenn man eine direkte Beziehung zwischen Raum, Zeit und Masse hätte?
Oder gibt es das schon?

Gruss

sonnemerkur

Eine derartige Beziehung gibt es nicht. Masse ist unabhängig von der Zeit.

sonnemerkur schrieb: Würde es etwas bringen die direkteste Beziehung zwischen Raum, Zeit und Masse zu finden

Ich denke, ich erkläre Dir ganz kurz, wie die Physik funktioniert:

Es gibt viele Größen, Größen bestehen aus einer Einheit und einem Zahlenwert. Die Einheiten sind nun das, was Dich zu interessieren scheint.

Daneben gibt es Zusammenhänge zwischen den Größen, das sind die physikalischen Gesetzmäßigkeiten, also die Formeln. Das ist wohl das, worauf Du hinaus wolltest.

Die übliche Anschauung der Welt ist die, dass es den Raum x·y·z=V, die Zeit t und Materie "gibt". Materie wird durch ihre Masse m charakterisiert und kann eine elektrische Ladung Q haben, sich an einem Ort befinden oder sich relativ zum Beobachter bewegen, eine Temperatur haben etc.

Viele Beobachtungen lassen sich durch Raum und Zeit miteinander in Beziehung setzen, zB Geschwindigkeit v=s/t, Impuls p=v·m etc. Es hat sich als praktisch erwiesen, die Länge s, Zeit t, Temperatur T, Masse m und Ladung Q als voneinander unabhängige Größen bzw Eigenschaften der Welt zu begreifen. Daneben gibt es in der Quantenphysik längst neue zusätzliche Eigenschaften, die ich hier nicht weiter erwähnen will.

Und im Laufe der Zeit hat sich eben gezeigt, dass alle anderen beobachteten Größen aus diesen Grundbausteinen zusammengesetzt werden können, Einstein fand vor allem E=c²m, was alles ziemlich abgerundet hat, indem die Energie mit ihren weiteren abgeleiteten Größen in die Massentafel eingeordnet werden konnte. Einzig die Temperatur spielt eine Sonderrolle, sie ist keine elementare Eigenschaft, es ist aber zweckmäßig, sie als solche zu behandeln.

Das System ist vollständig und kann nicht willkürlich neu definiert werden. Die Dichte ist zB ρ=m/V, der Drehimpuls L=m·r·v etc. Natürlich kann man sich neue Größen ausdenken, für die es bisher vielleicht keine sinnvolle Anwendung gibt zB m/t³V, aber damit ist die Größe dann bereits definiert.

Ich habe auf einer meiner HP 6 Tafeln mit allen (vielen) gängigen Größen aufgestellt und die dafür nötigen Formeln gesammelt. Die Tafeln bestehen durchweg aus den Größen Länge s^x und Zeit t^-y, jeweils (Zentralfeld) multipliziert mit den Größen 1, m, Q, m/Q, m/Q² und T. Die beiden Tafeln m/Q und m/Q² sind natürlich nur erforderlich, um das Ganze in der Ebene darstellen zu können. In einem einzigen 4D-Raster könnte alles dargestellt werden, naja bis auf die Temperatur , die würde dann eine Ebene in der 5.Dimension benötigen. Aber in diesem Raster wären eben fast nur diese 6 Ebenen mit sinnvollen Größen belegt. Alles passt aber nicht hinein, zB bräuchte man T⁴ für die Stefan-Boltzmann-Konstante σ_T=π²mP/(60tP³TP⁴)

solche Überlegungen gibt es schon sehr lange
Zitat aus:
www.spektrum.de/lexikon/astronomie/machsches-prinzip/284

"Das Machsche Prinzip ist eines der wesentlichen Prinzipien, das Albert Einstein zu seiner Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) inspirierte. Einstein setzte sich mit diesem Prinzip stark auseinander, weil er erkannte, dass es Raumzeit nur in Verbindung mit Materie zulässt. Für Einstein hatte die Raumzeit allerdings einen unabhängigen Charakter (vergleiche Vakuum-Feldgleichungen der ART). Neben dem Machschen Prinzip sind wichtige Konzepte, die die ART beeinflussten das Äquivalenzprinzip, das Kovarianzprinzip, das Korrespondenzprinzip und das Prinzip minimaler gravitativer Kopplung."

Das finde ich jetzt interessant.
Ich sage deshalb doch noch kurz, was ich mir dabei überlegt habe.
Weg ein Objekt einen Weg macht, dann braucht das Zeit, immer. Je grösser der Weg desto länger die Zeit, also Zeit ist proportional zu Weg. t ~ s
Wenn ich mit einem schweren Rucksack einen Weg mache, dann brauche ich mehr Zeit als mit einem leichten, also je grösser die Masse desto grösser die Zeit, t ~ m.
Daraus folgt. Zeit = Masse * Weg
Oder wenn ein Kilogramm Materie einen Weg von einem Meter macht, dann gibt das eine Sekunde.
Aber dann wäre eine Sekunde ein Kilogramm-Meter. Das geht irgendwie nicht. Oder doch?

sonnemerkur schrieb: Daraus folgt. Zeit = Masse * Weg

Nein, daraus folgt
F = m/a
Zwar ist F·s=E aber die Bewegung kostet keine Kraft/Energie sondern nur die Beschleunigung a, da wir idealisiert annehmen, dass keine Reibung existiert (Rakete im luftleeren Raum).
Und am Ende bekommst Du
t=²(2s/a), (ich lasse das Wurzelzeichen weg und schreibe nur den Radikanten an)
wobei s nur die Beschleunigungsstrecke ist. Und
t=s/v wobei s dieses Mal die Fahrtstrecke nach der Beschleunigung ist.

Verdammt kann das einem Müde machen, Zeit immer wieder erklären zu müssen, also je Länger ich mich ausruhe um so mehr Zeit ist vergangen, somit ist es eindeutig: "Zeit ist Ausruhen", was ein Hobby

Naja sonnemerkur Zeit ist eine Angabe von Änderungen, sobald sich was ändert vergeht Zeit. Es hat weder mit Materie noch mit Raum zu tun in der Hinsicht das man da eine Proportion brauchen wird, eher eine Differenz ist da, jedoch deine Rechnung kannst du eventuell einem Personalbüro vorlegen, die können damit wohl eher was anfangen in der heutigen Ausbeutergesellschaft.

Ich weiss ja, dass die Gleichung t = ms wahrscheinlich nicht richtig ist.
Aber vom Gegenteil konntet ihr mich noch nicht überzeugen.
Übrigens, nacht der ART krümmt Masse den Raum. Gekrümmter Raum hat aber wiederum Einfluss auf die Masse.
Bin ich da richtig?
Also hat doch Raum Einfluss auf die Masse und umgekehrt.

Wenn du jetzt noch nicht überzeugt bist, trotz der ausführlichen Erläuterungen, dank sind weitere Erklärungen wohl sinnlos... Oder kannst du genauer sagen, was dir noch fehlt? Außer das diffuse Gefühl, meine ich...

Und ja. der gekrümmte Raum beeinflusst die Masse, und diese krümmt wiederum den Raum. Das ist so.

sonnemerkur schrieb: Ich weiss ja, dass die Gleichung t = ms wahrscheinlich nicht richtig ist.
Aber vom Gegenteil konntet ihr mich noch nicht überzeugen.
Übrigens, nacht der ART krümmt Masse den Raum. Gekrümmter Raum hat aber wiederum Einfluss auf die Masse.
Bin ich da richtig?
Also hat doch Raum Einfluss auf die Masse und umgekehrt.

Wenn Du den wahren Zusammenhang wissen willst:

τ = ²(1-rs/r)t = ²(1-2G·m/c²r)t
r ist der Abstand von der Masse m, dazu ist keine Bewegung über eine Strecke nötig.
t ist die Zeit in großer Entfernung, τ die Zeit bei r.

Einfach so mit Baukastensystem geht das nicht, auch wenn das einige Gurus und Flachländler so darstellen.... Zeit ist auch nicht Raum, auch wenn man Raum (Abstand) in Lichtlaufzeiten darstellen und dann in SRT und ART ähnlich rechnen kann. Energie und Masse sind auch nicht dasselbe, allerdings in Bezug auf Gravitation quasi schon.

Hi sonnemerkur

....sind gute Fragen!

sonnemerkur schrieb: Ich weiss ja, dass die Gleichung t = ms wahrscheinlich nicht richtig ist.

so etwas wie einen "Massenweg" gibt es in Überlegungen des Eternalismus (Blockuniversum)
Auch hier ist aber immer die Rede von "in spacetime" in der Raumzeit, nicht Masse als Raumzeit selbst.

image.slidesharecdn.com/taqm-12052118244...28.jpg?cb=1337625511

sonnemerkur schrieb: Übrigens, nacht der ART krümmt Masse den Raum. Gekrümmter Raum hat aber wiederum Einfluss auf die Masse.
Bin ich da richtig?
Also hat doch Raum Einfluss auf die Masse und umgekehrt.

ja aber....
Du entziehst der ART in der Form wie sie existiert mit der Überlegung, dass Masse und Raumzeit zusammengehören ihre Berechnungsgrundlage. Man bräuchte dann einen anderen "Hintergrund" als die Raumzeit, da nicht die Masse die Raumzeit beeinflusst, sondern eine hypothetische Massenraumzeit diesen hypothetischen "Hintergrund" beeinflusst.
Und bis auf die Effekte der Dunklen Energie und der Dunklen Materie funktionert das ja sonst auch alles.

"Albert Einstein sah eine Realisierung des Machschen Prinzips im Lense-Thirring-Effekt von 1918[8], was umstritten ist."
aus de.wikipedia.org/wiki/Machsches_Prinzip

--- vieles ist umstritten, noch viel mehr wurde festgelegt ---

seb110 schrieb: Du entziehst der ART in der Form wie sie existiert mit der Überlegung, dass Masse und Raumzeit zusammengehören ihre Berechnungsgrundlage. Man bräuchte dann einen anderen "Hintergrund" als die Raumzeit, da nicht die Masse die Raumzeit beeinflusst, sondern eine hypothetische Massenraumzeit diesen hypothetischen "Hintergrund" beeinflusst.

Weshalb sollte die gegenseitige Beeinflussung von Raumzeit(krümmung) und Masse einen „Hintergrund“ benötigen? Natürlich geht das ohne einen Hintergrund, du benötigst dafür nur die Raumzeit und die Masse (genauer gesagt natürlich den EIT) selbst. Das entzieht der ART nicht ihre Berechnungsgrundlage, es ist im Gegenteil zentral für sie. Das ist sogar exakt der Zusammenhang, den die Feldgleichungen (kurz gesagt G=T) beschreiben.

seb110 schrieb: noch viel mehr wurde festgelegt ---

Was meinst Du denn damit?

Es gibt (nicht nur in der Physik) Freiheiten, die man sinnvoll festlegen muss. Eines davon ist das raumzeitliche Bezugssystem, das man je nach Aufgabenstellung vollkommen frei wählen kann, ohne irgend etwas zu verändern. Beim Potential ist der Bezugspunkt auf die flache Raumzeit definiert Φ_∞=0, was gar nicht zwingend aber sehr sinnvoll ist, etc. Das SI-Einheitensystem legt Bezugsgrößen fest, es wäre auch ganz anders möglich, und macht letztlich überhaupt keinen Unterschied, egal ob das Urkilogramm oder das Plancksche Wirkungsquantum die Bezugseinheit ist etc.

Mal noch eine andere Frage.
Kann mir jemand die Verbindung zwischen Raum und Zeit etwas eklären?
Man sagt ja, dass seit Einstein Raum und Zeit zusammengehören und irgendwie dann doch nicht.
Gibt es einen einfachen Zusammenhang, vielleicht eine Formel, die das gut illustriert? Also ein Beispiel?

Danke im Voraus!

Ich denke bei diesen Diskussionen immer, irgendwann wird man eine Formel finden die, ähnlich wie Einsteins E=mc², zeigt, dass Raum und Masse äquivalent sind und man das eine in das andere umwandeln kann.

blende8 schrieb: Ich denke bei diesen Diskussionen immer, irgendwann wird man eine Formel finden die, ähnlich wie Einsteins E=mc², zeigt, dass Raum und Masse äquivalent sind und man das eine in das andere umwandeln kann.

Fang doch schon mal mit dem Vakuum an ... wäre ein brauchbarer Trick.

Arrakai schrieb:

seb110 schrieb: Du entziehst der ART in der Form wie sie existiert mit der Überlegung, dass Masse und Raumzeit zusammengehören ihre Berechnungsgrundlage. Man bräuchte dann einen anderen "Hintergrund" als die Raumzeit, da nicht die Masse die Raumzeit beeinflusst, sondern eine hypothetische Massenraumzeit diesen hypothetischen "Hintergrund" beeinflusst.

Weshalb sollte die gegenseitige Beeinflussung von Raumzeit(krümmung) und Masse einen „Hintergrund“ benötigen? Natürlich geht das ohne einen Hintergrund, du benötigst dafür nur die Raumzeit und die Masse (genauer gesagt natürlich den EIT) selbst. Das entzieht der ART nicht ihre Berechnungsgrundlage, es ist im Gegenteil zentral für sie. Das ist sogar exakt der Zusammenhang, den die Feldgleichungen (kurz gesagt G=T) beschreiben.

Für Masse ist Raumzeit dieser Hintergrund und das geht nur wenn Masse nicht selbst Raumzeit ist und nur dann funktioniert die ART. Gäbe es die von sonnemerkur erwähnte direkte Beziehung, die dem Machschen Prinzip ähnelt, ist Masse gleich Raumzeit. Eine Beeinflussung von Masse und Raumzeit wäre dann irrelevant. Masse und Raumzeit hätten als hypothetische Einheit einen Einfluss auf einen hypothetischen Hintergrund der nicht Masse-Raumzeit wäre.

@ ra-raisch

Wo soll ich denn anfangen?
nicht überinterpretieren

@ blende8

gibts schon



einen schönen Abend

@seb110

Aus der Wechselwirkung zwischen Raumzeit(krümmung) und Masse (EIT) lässt sich beim besten Willen keine Äquivalenz ableiten.

Die Wechselwirkung ist zentral für die ART und eigentlich leicht einzusehen. Die Sonne folgt ihrer Geodäten (Rsumzeitkrümmung) und verformt dabei fortwährend selbst die Rsumzeit. Ein extremeres Beispiel ist ein SL. Die Materie kollabiert ja nur deshalb unaufhaltsam, weil der Druck/die Dichte weiter zunimmt. Materie, die unter Druck steht, krümmt die Raumzeit stärker, was ab einem gewissen Punkt zu einem Unaufhaltsamen Wechselspiel zwischen Materie und Raumzeit wird.

Also ich weiß wirklich nicht, auf was du hinaus willst...

Arrakai schrieb: Also ich weiß wirklich nicht, auf was du hinaus willst...

Den Stein der Weisen, das Ziel aller Alchemisten.

Du meinst man kann Eisen in Gold verwandeln?


Übrigens, ich habe noch eine lustige Idee.
Die Welt besteht im Innersten aus einem harten Kügelchen,
das sich in alle Richtungen bewegen kann.

über Zeit = Weg/c (genauer Abstand; mit c als Umrechnungskonstante) könnte man diskutieren aber die Masse passt da irgendwie nicht hinein.
Im Minkowski Weg/Zeit -Diagramm stellt man die Zeitachse schon als ct dar.

Arrakai schrieb:
Aus der Wechselwirkung zwischen Raumzeit(krümmung) und Masse (EIT) lässt sich beim besten Willen keine Äquivalenz ableiten.

Doch doch das geht. Die Effekte der Dunklen Energie und der Dunklen Materie lassen sich dann sehr einfach auf Effekte der SRT reduzieren.
Oder ist das zu einfach? Reicht z.B. die Vakuumenergie für die Expansion des Universums nicht aus? Muss es denn Dunkle Energie sein?

Arrakai schrieb: Die Wechselwirkung ist zentral für die ART und eigentlich leicht einzusehen. Die Sonne folgt ihrer Geodäten (Rsumzeitkrümmung) und verformt dabei fortwährend selbst die Rsumzeit. Ein extremeres Beispiel ist ein SL. Die Materie kollabiert ja nur deshalb unaufhaltsam, weil der Druck/die Dichte weiter zunimmt. Materie, die unter Druck steht, krümmt die Raumzeit stärker, was ab einem gewissen Punkt zu einem Unaufhaltsamen Wechselspiel zwischen Materie und Raumzeit wird.

Nur ab einem gewissen Punkt? Ist eine leere Raumzeit in der ART möglich?


@ra-raisch

"Den Stein der Weisen, das Ziel aller Alchemisten."

Alchemisten hm: Suchen die nicht nach etwas Dunklem? Ich bediene mich lieber erst einmal der Dinge die da sind. Raumzeit ist da, auch wenn man nichts sieht!

seb110 schrieb: Doch doch das geht.

Du weißt schon, dass das hier ein seriöses Forum sein will?

Nur zu Deiner Info:
Sowohl Raumkrümmung als auch Vakuumenergie werden in den üblichen Betrachtungen separat berücksichtigt. Die Vakuumenergie wird dabei als DE angesehen.

Hi

ClausS schrieb:
"Eine derartige Beziehung gibt es nicht. Masse ist unabhängig von der Zeit. "

Also hat der Herr Ganteför den Herrn Gassner falsch interpretiert?



ab Minute 40
ra-raisch schrieb:
"Sowohl Raumkrümmung als auch Vakuumenergie werden in den üblichen Betrachtungen separat berücksichtigt."

Ich sage nichts anderes. Ich sage, dass die Ursache nicht kommuntativer Parallelbewegungen genauso gut ein expandierender Raum sein könnte. Nehmen wir mal an, man wüsste z.B. nicht, dass da eine Masse in der Nähe ist.

"Die Vakuumenergie wird dabei als DE angesehen. " Die Vakumenergie ist viel zu groß, um als DE und Ursache der Expansion in Frage zu kommen.
hypothetische Lösung:
Besteht allerdings eine direkte Beziehung zwischen kg und m, besteht auch eine direkte Beziehung zwischen Energie und Dunkler Energie. Sie sind quasi eins.
Da Energie nicht nur Energie sondern auch Masse (kg) ist, ist dann auch DE in Form von Expansion nicht nur Expansion sondern auch Abstand (Weg) m. Das ließe die berechnete Expansion auf die gemessene Expansion schrumpfen.

Mir fehlt die Zeit.
Viel Spass und viele Grüße
seb

Ich vermute...
Der Raum wird mit der Zeit größer bei gleichbleibender Masse. (Zu der ich auch die enthaltene Energie zähle)
PS... sagt man dann Quantenfeld???
P.

Mr.Propper schrieb: Der Raum wird mit der Zeit größer bei gleichbleibender Masse.

Dies nennt man Expansion des Universums, ansonsten gibt es diesen Effekt nicht. Aber an der Expansion ist nicht die Masse "schuld" sondern die Dunkle Energie. DE wird allerdings schon mit der Quantenwelt und zwar der Vakuumenergie in Verbindung gebracht.

Hallo Leute. Ich habe mein Gehirn wieder etwas eingeschaltet.
Tatsächlich habe ich mir wohl Gedanken über die Grundgrössen gemacht.
Und Raum, Zeit und Masse, also s, t und m sind ja unabhängig voneinander.
Sorry, hatte etwas ein Gestürm.