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THEMA: Raum - wozu ?

Raum - wozu ? 22 Mär 2016 23:38 #4308

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badhofer schrieb: Und was ist der absolute Punkt für die räumlichen Koordinaten?

Och menno... Ich habe doch gesagt, fragt nicht. :D

Und nein, ich fange hier jetzt nicht wieder von meiner Theorie an. Dazu eröffne ich einen eigenen Faden, in welchem ich euch meine Vorstellungen näher bringe, wenn ich die korrekten Worte gefunden habe (also Worte ohne irgendwelche Unterstellungen mit Betriebsblindheit usw). ;)

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Raum - wozu ? 22 Mär 2016 23:56 #4309

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Vakuumfluktuation
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Teilchen und Antiteilchen können sich im Vakuum (den theoretisch unendlich vielen Möglichkeiten) auf nichts beziehen. Sie haben keinen Bezugspunkt. Ohne Bezugspunkt ist alles sowohl / als-auch (sowohl unendlich schnell als auch bewegungslos) Das Teilchen bewegt sich (fast) unendlich schnell, sein Antiteilchen ist (fast) bewegungslos. Ohne Bezugspunkt ist auch ihr Aufenthaltsort sowohl / als-auch, das bedeutet, (fast) überall und (fast) nirgends. Das gleiche gilt für die Zeit. Ohne Bezugspunkt fluktuieren die Teilchen in jedem Augenblick und in aller Ewigkeit. Doch irgendwann geschah zufällig etwas, was nie zuvor geschehen war: Teilchen und Antiteilchen fluktuieren zur selben Zeit am selben Ort. Das Unheil, das wir Urknall nennen, beginnt seinen Lauf. Der Nullpunkt für Raum und Zeit ist gesetzt.

So sehe ich das zumindest aus der Sicht der Philosophie. Was spricht dagegen?
.

Ohne etwas wäre nicht einmal nichts

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Ohne etwas wäre nicht einmal nichts

Raum - wozu ? 23 Mär 2016 00:04 #4310

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badhofer schrieb: So sehe ich das zumindest aus der Sicht der Philosophie. Was spricht dagegen?

Was genau ist Vakuum? Wo genau trifft man es an? Wenn es sich dabei um teilchenleeren Raum handelt, frage ich mich, ob nicht auch der Raum zwischen dem Elektron und dem Proton eines Wasserstoffatoms nicht auch als Vakuum zu bezeichnen ist. Das würde das Vakuum omnipräsent machen. Jeder beliebige Punkt in diesem Vakuum kann als absoluter Bezugspunkt herhalten. Ändert aber nichts daran, dass trotzdem sowohl Raum als auch Raumzeit gute und durchaus halbare Konzepte sind.

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Raum - wozu ? 23 Mär 2016 02:03 #4311

Irgendwie versteh ich nicht so richtig worum es hier geht.
Soll zwischen Raum und Vakuum und Nichts unterschieden werden?
Macht eine solche Unterscheidung überhaupt einen Sinn?
Gut, man kann unterscheiden zwischen real existierendem Vakuum und dem mathematischen Konstrukt Raum... mehr aber auch nicht.

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Raum - wozu ? 23 Mär 2016 07:10 #4313

Spacerat schrieb:

Vektoren im Raum sind Strecken und in der Raumzeit sind es Geschwindigkeiten.

Ich glaube, da kann ich dich korrigieren:
Ein (Dreier)Vektor ist zunächst nur ein Punkt im Raum. Um eine Strecke zu definieren, muss man die Differenz zwischen zwei Raumvektoren bilden.
Ein Vierervektor (mit Zeitangabe) ist ein Punkt im Raum zu einer bestimmten Zeit (Weltpunkt). Um eine Bewegung zu beschreiben, muss man die Differenz zweier Vierervektoren bestimmen. Damit ist dann auch die Geschwindigkeit festgelegt - sofern es sich um eine gleichförmige Bewegung handelt.
Für beschleunigte Bewegungen wird es komplizierter. Das wäre aber alles noch klassische Mechanik.
Der Nullpunkt des Koordinatensystems ist eine Vereinbarung. Er wird so gewählt, dass die Rechnung möglichst einfach wird.

Die Diskussion, was der Raum überhaupt ist - das ist noch mal eine ganz andere Baustelle! Wird der (wirkliche) Raum beispielsweise durch Energie/Materie erst konstituiert? Was ist da eigentlich Stand der Wissenschaft?
Wieviel Energie braucht man, um einen Kubikmeter Raum zu machen? Frage ich jetzt mal ganz provokativ ;)

Nicht alles, was hinkt, ist ein Vergleich.

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Raum - wozu ? 23 Mär 2016 10:37 #4318

Michael Herrmann schrieb: Spacerat schrieb:

Vektoren im Raum sind Strecken und in der Raumzeit sind es Geschwindigkeiten.

Ich glaube, da kann ich dich korrigieren:
Ein (Dreier)Vektor ist zunächst nur ein Punkt im Raum. Um eine Strecke zu definieren, muss man die Differenz zwischen zwei Raumvektoren bilden.
Ein Vierervektor (mit Zeitangabe) ist ein Punkt im Raum zu einer bestimmten Zeit (Weltpunkt). Um eine Bewegung zu beschreiben, muss man die Differenz zweier Vierervektoren bestimmen. Damit ist dann auch die Geschwindigkeit festgelegt - sofern es sich um eine gleichförmige Bewegung handelt.

Hier würde ich einwenden das man definieren muss was mit dem Vektor gemeint ist. Punkt oder Richtung? Insofern hat spacerat recht das ein Vektor eine Strecke beschreibt, hat nur nicht gesagt wo die Strecke anfängt. Über die Bedeutung(en) des Vektors im 4D sag ich jetzt mal nix um nix falsches zu sagen ;)

Michael Herrmann schrieb: Die Diskussion, was der Raum überhaupt ist - das ist noch mal eine ganz andere Baustelle! Wird der (wirkliche) Raum beispielsweise durch Energie/Materie erst konstituiert? Was ist da eigentlich Stand der Wissenschaft?
Wieviel Energie braucht man, um einen Kubikmeter Raum zu machen? Frage ich jetzt mal ganz provokativ ;)

Die lass ich mal stehen, würde mich auch interessieren :)

PS:
Das erinnert mich gerade an eine SF Geschichte von Sergej Snegow "Menschen wie Götter". Snegow hat schon 1966 die Umwandlung von Materie in Raum und umgedreht erfunden und damit Raumschiffe angetrieben ;)

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Raum - wozu ? 23 Mär 2016 10:45 #4319

Lieber Torsten,
"Die Vorstellung von Energie scheint sich zu etwas im Austausch Befindlichem zu entwickeln, wobei sich die Vorstellung von Masse zum Merkmal eines Aufenthaltsortes entwickelt. Energie = bewegtes Phänomen zwischen Orten … und Masse = statisches Phänomen in einem Bezugssystem." so hatte ich es in einem Gedankenexperiment formuliert ... vielleicht hilft das.
Das pfiffige an Einsteins Formel ist die Gegenüberstellung von absolut Bewegtem/Flüchtigen (E) und absolut Statischem (m) bezogen auf ein Bezugssystem.

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Raum - wozu ? 23 Mär 2016 11:28 #4320

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@Torsten C:"Worum geht es Dir ?"
Es geht mir darum, den Begriff Raum in Frage zu stellen.
Wikipedia ist mir dabei egal. Wikipedia sagt auch nur, was alle sagen, daß der Raum einfach da ist. Deshalb habe ich provozierend gefragt: Wozu Raum ?

Man muß differenzieren. Das zeigt die Diskussion ganz deutlich.

- es gibt das Nichts außerhalb des Universums. (oft auch als Vakuum bezeichnet)

- es gibt das expandierende Universum. Da unterscheide ich nicht zwischen Universum und expandierendem Raum. Hier zeigt die Rotverschiebung eine Geschwindigkeit größer Lichtgeschwindigkeit an.

- und es gibt den Raum im gravitativen Umfeld, in dem das Wechselspiel zwischen Materie, Raum und Zeit von der Relativitätstheorie beschrieben wird. In diesem Bereich verwende ich den Einstein'schen Begriff Raumzeit. Hier gilt die Begrenzung auf Lichtgeschwindigkeit.

- den Bereich innerhalb der Atome lasse ich mal aussen vor. Da machen die Begriffe Raum oder Vakuum wenig Sinn.

Verstanden und akzeptiert ?

@Merilix:"Soll zwischen Raum, Vakuum und Nichts unterschieden werden ?"
Mit dem Begriff Vakuum würde ich vorsichtig umgehen (auch @Spacerat), weil er von jedem anders verstanden wird. Ich persönlich unterscheide nicht zwischen Nichts und Vakuum. Den Raum differenziere ich wie oben gesagt nach gravitativer Raumzeit und expandierendem Universum.

@Michael Herrmann:"Wieviel Energie braucht man, um einen Kubikmeter Raum zu machen ?"
Mit dieser Frage sind wir, nachdem wir die Begriffe geklärt haben, am Kern des Problems. Nach dem Standardmodell, das nicht zwischen gravitativer Raumzeit und expandierendem Raum unterscheidet, ist der Raum selbst kräftefrei und energielos. Daher kann das Standardmodell die beschleunigte Expansion des Universums auch nicht erklären.
Das ist meine Motivation dafür gewesen, den expandierenden Raum des Universums auf das Energiefeld des Urknalls, das Inflaton, zurückzuführen.

@badhofer:"Teilchen und Antiteilchen fluktuieren zur selben Zeit am selben Ort. Das Unheil, das wir Urknall nennen, beginnt seinen Lauf. Der Nullpunkt für Raum und Zeit ist gesetzt."
Dem stimme ich nicht ganz zu. Teilchen und Antiteilchen entstehen erst im Energie-/Strahlungsfeld des Urknalls. Die eigentliche Quantenfluktuation des Urknalls bringt dieses Energiefeld hervor. Beim Nullpunkt für Raum und Zeit bin ich mir nicht sicher. Und welcher Raum ist gemeint, der expandierende Raum des Universums oder die gravitative Raumzeit ?

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Raum - wozu ? 23 Mär 2016 13:25 #4323

Wie können verschiedene Diskussionsteilnehmer die Frage: "Raum-wozu?" diskutieren, wenn der Begriff "Raum" nicht einheitlich definiert ist. Da redet ja jeder von etwas anderen. Wie soll da etwas Sinnvolles herauskommen?

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Raum - wozu ? 23 Mär 2016 14:49 #4324

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Michael Herrmann schrieb: Ich glaube, da kann ich dich korrigieren:
Ein (Dreier)Vektor ist zunächst nur ein Punkt im Raum. Um eine Strecke zu definieren, muss man die Differenz zwischen zwei Raumvektoren bilden.

Das sehe ich anders. Vektoren werden erst zu Positionen, wenn man den Bezugspunkt (P{0,0,0}) "unterschlägt". Ist zwar nur eine andere Sichtweise, aber mathematisch bzw. programmtechnisch (z.B. in OpenGL) funktioniert es so - das ist der Unterschied zwischen Distanz und Länge.



Wie auch immer - man kann einen dreidimensionalen Vektor stets um eine Dimension (eigentlich beliebig viele) erweitern und den Wert einheitenlos konstant auf 1 setzen und die restlichen Dimensionen dadurch teilen. Bei Raumvektoren kommt man so bei x, y, z, l und d immer auf eine Strecke. Bei Raumzeitvektoren aber ist diese 4. Dimension nicht unbedingt 1 und schon gar nicht einheitenlos und wenn man dort also teilt, bekommt man eine Strecke pro Zeit also eine Geschwindigkeit. Eigentlich wollte ich nur darauf hinaus. ;)

Den Rest beantworte ich mal Pauschal

Zunächst ist Vakuum im Gegensatz zu Raum ganz konkret definiert: Vakuum ist die Abwesenheit von Materie. Das bedeutet ferner, dass sich in einem Vakuum Wellen (EM-Wellen) aufhalten bzw. befinden dürfen. Für Vakuum wird die Vorstellung des Raumes benötigt, weil ein solches Länge, Breite und Höhe hat.
Nichts ist afaik auch wohldefiniert: Es ist der Raum, in welchem sich weder Materie noch Wellen aufhalten. Auch Nichts hat demnach Länge, Breite und Höhe und benötigt demnach definitiv Raum.
Raum aber ist nicht wohldefiniert. Es gibt Wohnraum, Lebensraum, Weltraum usw usf. Raum ist aber in all seinen Erscheinungsformen ein Konzept in welchem man etwas beschreibt - im kosmologischen Bereich z.B. das bzw. ein Universum. Raum und Raumzeit sind also unheimlich nützliche Konzepte, die muss man nicht in Frage stellen - und irgendwie gelange ich immer konkreter zu der Überzeugung, dass sich weder Raum noch Raumzeit in irgendeiner Form verändern können oder gar erschüttert werden können. Wenn dann erschüttert sich höchstens etwas in diesen Konzepten oder dehnt sich darin aus. Und um Raum zu kreieren benötigt man mMn nur genug Hirnschmalz - Wieviel Energie steckt also in so einem Dextro-Energeen? Mehr wird evtl. gar nicht benötigt. :D

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Raum - wozu ? 23 Mär 2016 15:41 #4327

Hallo,
hier mal ein Vorschlag an alle. Vielleicht bin ich der einzige Amateur hier, aber ich denke, es ist hilfreich, uns erstmal den jetzigen Stand der Forschung anzusehen.
Falls ihr der englischen Sprsche mächtig seid, hier eine Videoreihe von Professor Greene (Stringtheoretiker und Professor of Mathematics and Physics):


Sie ist sehr up-to-Date und sehr empfehlenswert. Wie badhofer angemerkt hat, sollten wir alle auf dem gleichen Stand seien und jedem muss klar sein, was mit "Raum" gemeint ist, daher könnte so ein Video hilfreich sein. Der einzige Nachteil ist, dass es sehr lang ist.

Falls ihr alle Experten seit, ignoriert mich ruhig!

Viele Grüße,
Nirusu

Nachtrag: Die Dokumentation fängt relativ langsam an, falls es euch nicht gefällt, lässt es einfach :)

"Wir stehen selbst enttäuscht und sehn betroffen
Den Vorhang zu und alle Fragen offen"
- Berthold Brecht, Der Gute Mensch von Sezuan

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Raum - wozu ? 23 Mär 2016 17:33 #4329

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Spacerat schrieb: ... , dass sich weder Raum noch Raumzeit in irgendeiner Form verändern können oder gar erschüttert werden können. Wenn dann erschüttert sich höchstens etwas in diesen Konzepten oder dehnt sich darin aus.

Es gibt die Galaxien unter dem Einfluß der Gravitation und es gibt die materiefreien Zonen zwischen den Galaxien. Was ist dort ? Unveränderlicher Raum, in dem sich das Universum ausdehnt ? Was ist das Universum, wenn es kein Raum ist ? Das ist genau der Punkt, um den es geht.

@Nirusu: Prof. Greene unterscheidet wie alle Physiker nicht zwischen der gravitativen Sphäre, in der Materie, Raum und Zeit untrennbar nach der RT miteinander gekoppelt sind, und dem expandierenden Raum des Universums, in dem Lichtgeschwindigkeit keine Grenze mehr ist. Für ihn ist das ein einziger Raum.

Warum macht es Sinn, diese beiden 'Räume' zu unterscheiden ?
Weil man dann analog der Zuordnung Gravitation / Higgsfeld frei ist in der Auswahl eines Feldes für das expandierende Universum, z.B. dunkle Energie, Inflaton oder Anderes.

Prof. Greene spricht nämlich nicht das Problem an, daß die dunkle Energie auch Galaxien auseinanderreißen würde. Die Gravitation wirkt nur innerhalb der Galaxien, die dunkle Energie aber überall.

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Raum - wozu ? 23 Mär 2016 17:57 #4330

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Hallo Dick
Ich kann diese Fragen nur für mich selber beantworten. Das tue ich unter Zuhilfenahme meiner Sinne bis hin zum Verstand. Alles Andere führt zwangsläufig dazu, dass man sich, wie dieser Faden deutlich zeigt, im Kreise dreht, was Fragen und Antworten angeht. Meine Vorstellungen habe ich inzwischen - denke ich - eindeutig dargelegt und das führte dazu, dass man sich mehr über meine Thesen unterhalten hat anstatt über deine, wie es sein sollte.

Evtl. hat Torsten C ja auch die falsche Frage gestellt. Anstatt "Worum geht es dir hier?" hätte sie evtl. lauten müssen: "Wie stellst du dir ein Universum, Physik, Kosmologie oder was auch immer ohne Raum überhaupt vor?" (aber die wurde afair auch schon gestellt).

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Raum - wozu ? 24 Mär 2016 10:13 #4349

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Ich fasse das Thema mal kurz zusammen.
Ausgangspunkt ist: Die gängige Vorstellung vom Raum kann die beschleunigte Expansion des Universums nicht erklären. Auch dunkle Energie führt auf Widersprüche, weil je nach Argumentation der expandierende Raum kräftefrei sein muß oder nach der RT Lichtgeschwindigkeit eingehalten werden muß. Beides ist nicht der Fall. Daher stelle ich das Raumkonzept des expandierenden Universums in Frage.

Ich möchte hier keine Theorie zur Lösung dieses Problems vorstellen. Das wäre vermessen. Aber ich habe im Laufe des Threads schon auf Überlegungen hingewiesen, die für mich widerspruchsfrei sind. Diese Überlegungen setzen im Urknall an. Ich wiederhole sie kurz.

"Es gab im Anfang das Nichts und Energie als Folge einer Quantenfluktuation. Noch bevor es zum Symmetriebruch kam, noch vor dem Phasenübergang und der Inflationsphase und bevor das Higgsfeld aktiv wurde und Materie entstand, expandierte die Energie. ...Wir gehen nicht den Umweg über den Raum, sondern behaupten, daß das, was da expandiert, die Energie oder ein Energiefeld selbst ist, kein Raum also, sondern ein ins Nichts expandierendes Energiefeld."
"Als Alternative möchte ich eine andere Energieform nennen, die nicht einfach Energie in Nichts ausschüttet, sondern als polare Energie dem Nichts eine ausgeglichene Bilanz vorlegt. Man stelle sich einen Tornado vor, der rechtsherum dreht. Dem wird ein Tornado überlagert, der linksherum dreht. In Summe herrscht Windstille. Oder addieren sich die Energien ? Analog dazu könnte man sich das Energiefeld im Urknall als gegenläufiges Geschwindigkeitsfeld vorstellen. Ich erwähne das hier, weil diese Interpretation eines expandierenden Feldes eine räumliche Komponente mit einer Energieform anschaulich verbindet, ohne m.E. die Quantenfeldtheorie zu verletzen."

In der anschließenden Inflationsphase kollabiert im Symmetriebruch eines der beiden Geschwindigkeitsfelder, die Geschwindigkeiten rollen sich ein und bilden Materie. Gleichzeitig entwickelt sich Strahlung, Temperatur, Higgsfeld usw. Der weitere Ablauf ist bekannt. Das andere Geschwindigkeitsfeld bleibt in seiner vollen Größe erhalten und entwickelt sich gegenläufig, d.h. expandierend zum heutigen Universum. Dieses Universum ist demnach nicht als Raum, sondern als Geschwindigkeitsfeld zu denken.

Kommentare dazu sind ausdrücklich erwünscht.
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