Sind Holodecks Physikalisch möglich

[J_T_Kirk2000]

Aber ich hab noch nie gesehen, dass man diese Masse irgendwo verwurschtet, vielleicht bin ich zusehr im Standardzeug gefangen. Jedenfalls geht man in der Physik immer von der Ruhemasse = 0 für ein Photon aus und ist damit bis jetzt wunderbar gefahren. Aber auf jeden Fall wechselwirkt ein Photon nicht mit einem anderen und sie reagieren auch nicht auf Elektro-Magnetische Felder. Das hat man oft genug experimentell überprüft.

Zumindest lassen sich aber Photonen durch Gravitation beeinflussen, denn in der Astronomie gibt es bekanntermaßen einen durch ein schweres, stellares Objekt erzeugten Linseneffekt, welcher auch bei einer Mondfinsternis erkennbar wird, wenn selbst im Kernschatten der Erde der Mond noch Streulicht von der Sonne abbekommt.
Was elektromagnetische Einflüsse auf Photonen betrifft, so kann ich nichts vorbringen, was ich auch beweisen könnte, aber zumindest den Schwerkrafteinfluss auf Photonen kann man bei zumindest jeder totalen Mondfinsternis eindeutig beobachten.
Würde ein Photon nämlich nicht durch Schwerkraft beeinflussbar sein, würde zumindest ein kleiner Fleck, wenn nicht der gesamte Mond, im Kernschatten einer sehr dunklen, totalen Mondfinsternis (also im Kernschatten der Erde und in Erdnähe bei größtem, Abstand zwischen Erde und Sonne) wie zur Neumondphase erscheinen.

Ich weiß leider nicht genau, wie die Ansätze der Quantengravitation ausgehen, aber ihr nehmt an, die Gravitons würden dann an diese bewegte Masse der Photonen koppeln?

Das war wohl ein Gedankengang, welchen ich zumindest noch nicht in Betracht gezogen habe.

Hätte ein Photon wirklich eine kinetische Masse so könnte es gar nicht mit Lichtgeschwindigkeit reisen. Weil die relativistischen Effekte dann auch auftreten würden. Das ist ja gerade "der Trick" dabei.

Ich weiß jetzt nicht, was Du mit kinetischer Masse meinst, aber ein Photon hat zumindest offenbar keine Ruhmasse.
Dennoch hat es aufgrund seiner Energie und Geschwindigkeit durchaus eine errechenbare träge Masse.
Wenn ein Teilchen schon eine Ruhemasse hat, so würde die träge Masse, sobald sich seine Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit nähert, gegen unendlich konvergieren, was bedeutet, es müsste unendlich viel kinetische Enerige aufbringen, wenn dieses die Lichtgeschwindigkeit erreichen soll.
Da ein Photon aber einen nach seiner Energie endlichen Wert hat, ist es vielleicht nicht mathematisch nachvollziehbar, aber durchaus logisch, dass die Ruhemasse gleich null ist, wobei wir wieder beim müßigen Thema von 1/0 oder 1/unendlich wären, aber ich hoffe, dass wir dass nicht wieder aufgreifen müssen, da es keine mathematische Lösung dafür gibt, die auch ein Taschenrechner nachvollziehen könnte.

Die Frage ist nur ob es wirklich nur durch die Anwesenheit der Masse so ist oder durch das Gravitationsfeld der Masse. Einfacher wäre erstes. Aber das klingt irgendwie auch zu einfach.

Und vor allem gibt es ja auch nachgewiesene Experimente von Massenanziehungen. Im Vakuum mit Kugeln bei Schwerelosigkeit.

Da umkreist keine Kugel die andere. Sondern sie ziehen sich wie Magneten an.

Also muß da eine Kraft sein, unabhängig von der Raumkrümmung.

Vielleicht gibt es ja auch einen direkten, proportionalen Zusammenhang zwischen Gravitation und Raumzeitkrümmung, ähnlich wie es einen Zusammenhang zwischen Massenwechselwirkung und Schwerkraft gibt, welche ja eigentlich ein und dasselbe ist, nur ist es bei letzterem offensichtlicher.

Magnetismus ist dann lediglich ein Pendant zur Massenwechselwirkung.

[Skymarshall]

Ja, das stimmt schon.

Die Frage ist nur ob es wirklich nur durch die Anwesenheit der Masse so ist oder durch das Gravitationsfeld der Masse. Einfacher wäre erstes. Aber das klingt irgendwie auch zu einfach.

Und vor allem gibt es ja auch nachgewiesene Experimente von Massenanziehungen. Im Vakuum mit Kugeln bei Schwerelosigkeit.

Da umkreist keine Kugel die andere. Sondern sie ziehen sich wie Magneten an.

Also muß da eine Kraft sein, unabhängig von der Raumkrümmung.

[bozano]

Nein, keine Wellen.

Hier wurde ja schonmal geschrieben, dass man durch gewisse Werkstoffe das Licht krümmen will. Wenn der Raum ständig das Licht krümmt, dann braucht es keine Wellen die ständig ausgesendet werden.

[Skymarshall]

Meinst du "Raumwellen" anstatt "Gravitationswellen"?

[bozano]

Ein Graviton muss ja nicht unbedingt existieren. Es reicht aus, wenn die Masse den Raum so verändert -welche sich in den Raumquanten fortsetzen-, dass sich in der Bewegung durch den Raum einige Veränderungen ergeben.

[Skymarshall]

Du hast recht, auf diese Weise kann man Photonen tatsächlich eine bewegte Masse zuweisen. Oder auch über die Beziehung h*k/2Pi=P also über den Impuls. k ist dabei aber wieder der Wellenvektor. Den Teilchencharakter sieht man ganz gut am Photoeffekt z.B.
Aber ich hab noch nie gesehen, dass man diese Masse irgendwo verwurschtet, vielleicht bin ich zusehr im Standardzeug gefangen. Jedenfalls geht man in der Physik immer von der Ruhemasse = 0 für ein Photon aus und ist damit bis jetzt wunderbar gefahren. Aber auf jeden Fall wechselwirkt ein Photon nicht mit einem anderen und sie reagieren auch nicht auf Elektro-Magnetische Felder. Das hat man oft genug experimentell überprüft.

Hätte ein Photon wirklich eine kinetische Masse so könnte es gar nicht mit Lichtgeschwindigkeit reisen. Weil die relativistischen Effekte dann auch auftreten würden. Das ist ja gerade "der Trick" dabei.

Ich weiß leider nicht genau, wie die Ansätze der Quantengravitation ausgehen, aber ihr nehmt an, die Gravitons würden dann an diese bewegte Masse der Photonen koppeln?

Also ich würde ein Graviton nicht an ein Photon koppeln oder als Antiteilchen vom Photon bezeichnen.

Kann mir aber gut vorstellen das es eine Gegenstück hat. Habe ja alle Teilchen. Falls es existiert.

[Floore]

Du hast recht, auf diese Weise kann man Photonen tatsächlich eine bewegte Masse zuweisen. Oder auch über die Beziehung h*k/2Pi=P also über den Impuls. k ist dabei aber wieder der Wellenvektor. Den Teilchencharakter sieht man ganz gut am Photoeffekt z.B.
Aber ich hab noch nie gesehen, dass man diese Masse irgendwo verwurschtet, vielleicht bin ich zusehr im Standardzeug gefangen. Jedenfalls geht man in der Physik immer von der Ruhemasse = 0 für ein Photon aus und ist damit bis jetzt wunderbar gefahren. Aber auf jeden Fall wechselwirkt ein Photon nicht mit einem anderen und sie reagieren auch nicht auf Elektro-Magnetische Felder. Das hat man oft genug experimentell überprüft.

Ich weiß leider nicht genau, wie die Ansätze der Quantengravitation ausgehen, aber ihr nehmt an, die Gravitons würden dann an diese bewegte Masse der Photonen koppeln?

[J_T_Kirk2000]

Ich würde es als theoretisches Teilchen beschreiben, es ist ja nicht ausgeschlossen, dass es tatsächlich als Teilchen existiert. Aber das nur als kleine Haarspalterei von mir am Rande.
Das Graviton ist das Ergebnis die Gravitation zu quantisieren, wie man das mit allen anderen drei großen Elementarkräften auch geschafft hat. Nur hat man noch keine funktionierende Quantengravitation gefunden.

Wahrscheinlich ist das mit dem Graviton so ähnlich mit der hypothetischen Möglichkeit von virtuellen Teilchenpaaren.

Ich hab keine Ahnung, was du hiermit sagen willst.
Licht als elektromagnetische Welle und Photon sind ein und dasselbe. Das ist das Problem mit dem Welle-Teilchen-Dualismus. Man kann beides einwandfrei nachweisen: Licht ist eine Welle; Licht ist ein Teilchen, man kann das nicht trennen.
Ein Photon (als Teilchen gesehen) hat keine Ruhemasse sondern nur bewegte Masse und keine Ladung, welcher Art auch immer, Spin=1.
Licht breitet sich im Raum immer gradlinig aus, unter Gravitation krümmt sich aber der Raum, das ist ART, da tauchen Gravitonen gar nicht auf.
Ich hatte hier schon mal soetwas ähnliches gepostet.
Es ist übrigens die schwere Masse, die klassisch gesehen gravitativ wechselwirkt, nicht die träge Masse.

Es ist einerseits die Welle-Teilchen-Dualität als auch die Formeln E=h*f und E=m*c^2 auf welche ich hier hinaus möchte.
Aufgrund der Vereinigung beider Formel, was auch bei Photonen durchaus legitim wäre würde man entsprechend der Energie eines Photons durchaus seine träge Masse als Eigenschaft eines Teilchens feststellen können.
Vielleicht habe ich das mit dem Photon bisher immer etwas falsch verstanden, aber bisher sah ich ein solches Photon als Informationsträger, wenn auch in der Tat als Energiequant.

[Skymarshall]

Jo, diskutieren macht doch Spaß.

Wenn du drüber nachgedacht hast, wäre ein Feedback nicht schlecht.

[Floore]

@Skymarshall: Naja, das heißt aber nicht, dass ich die Weisheit mit Löffeln gefressen habe. Ich diskutiere nur gerne rum, das hält beweglich.
Zu deinem Vorschlag, ich schau mir die Passagen noch mal an und denk genauer drüber nach, das kann aber ein Weilchen dauern, und ob ich danach schlauer bin, kann ich auch noch nicht sagen...

[Skymarshall]

Du bist ja sogar Physiker/Astronom. Nicht schlecht. Habe ich ja jetzt erst gesehen.

Naja, ich bin Laie und habe alles nur aus populärwissenschaftlichen Büchern und dem I-Net.

Ich hatte es bisher immer so angenommen:

Masse------->emitiert Gravitonen------->bilden Gravitationsfeld------->krümmt den Raum

Du kannst ja auch die Anzahl der Gravitonen mit den Masseeinheiten gleichsetzen, dann würde das nicht mal der Relativitätstheorie widersprechen meine ich.

Also große Massen verursachen große "Dellen" und kleine Massen eben kleine. Oder viele Gravitonen "große", wenige Gravitonen...

Natürlich ist das ein wenig einfach gedacht. Gravitonen wurden auch noch nicht nachgewiesen. Und vielleicht habe ich auch ein total falsches(altmodisches) Verständnis.

[Floore]

Man könnte genauso behaupten das die Raumkrümmung von Gravitonen verursacht werden welche zu jeder Masse gehören. Dann hätten wir doch ein Schwerkraftfeld welches den Raum krümmt.

Nur das man sie noch nicht nachweisen konnte...

Soweit ich das verstanden habe sind die Gravitonen das Analogon zu den Austauschteilchen der anderen Kräfte. Da dürften die also nur an die Masse oder etwas, über das die Masse definiert ist, koppeln, nicht an den Raum selbst. Deshalb passt es mir nicht, dass Gravitonen den Raum krümmen sollen. Ich bin auch kein Theoretiker, habe nur ein wenig Teilchenphysik gehört und ein Kolloquium, wo jemand was darüber erzählt hat. Vielleicht sollte ich das Maul nicht so weit aufreißen, sorry.

[Skymarshall]

In der ART ist die Raumkrümmung die Ursache für die Gravitationskraft, nicht umgekehrt. Die Gegenwart von Masse reicht aus, um den Raum zu krümmen.

Achso. Ich hatte es bis jetzt immer so verstanden das die Raumkrümmung oder das Gravitationsfeld äquivalent sind. Also eine gemeinsame Ursache haben. Das alleine die Masse ausreicht, nicht wirklich. Aber ist eine sehr feine Idee. Newton ist ja vorher von einem Kraftfeld ausgegangen.

Und es gibt ja noch so Ansätze wie "Vakuum-Abstoßung".

Wie gesagt, Gravitonen tauchen erst bei dem Versuch der Quantisierung auf, die bis jetzt nicht funktioniert.
Es mag Gravitonen oder etwas ähnliches geben, aber die Existenz der Dinger als sicher anzusehen ist einfach falsch.

Als sicher sehe ich sie nicht an. Nur auch nicht als unwahrscheinlich.

Man könnte genauso behaupten das die Raumkrümmung von Gravitonen verursacht werden welche zu jeder Masse gehören. Dann hätten wir doch ein Schwerkraftfeld welches den Raum krümmt.

Nur das man sie noch nicht nachweisen konnte...

[Floore]

Hmmm...
So wie ich das verstanden habe gibt es keinen wirklichen Unterschied. Genauso wie Beschleunigung und Gravitation äquivalent sind. Oder Schwerelosigkeit und freier Fall.

Ja stimmt schon. Wie gesagt, der Unterschied ist konzeptioneller Natur. Ich bin mir gerade nicht ganz sicher, aber ich glaube, dieses Äquivalenzpinzip von träger und schwerer Masse ist ein Axiom. Man hat es nachgemessen und bis auf einen Faktor von 1*10^-9 sind sie gleich, aber wenn man mal feststellen sollte, das die beiden Massen doch nicht gleich sind, kann man so ziemlich alles knicken.

Klar sind Gravitonen hypothetisch. Aber irgendeine Kraft oder Strahlung muß ja das Raumzeit-Gefüge krümmen.

In der ART ist die Raumkrümmung die Ursache für die Gravitationskraft, nicht umgekehrt. Die Gegenwart von Masse reicht aus, um den Raum zu krümmen. Wie gesagt, Gravitonen tauchen erst bei dem Versuch der Quantisierung auf, die bis jetzt nicht funktioniert.
Es mag Gravitonen oder etwas ähnliches geben, aber die Existenz der Dinger als sicher anzusehen ist einfach falsch.

[Skymarshall]

Der Artikel ist ganz hilfreich und vielleicht verständlicher, als das Gestotter, das ich hier gerade produziere...

Äquivalenzprinzip (Physik) - Wikipedia

Hmmm...

Trifft man nun die Unterscheidung in träge Masse und schwere Masse, so ergibt sich als Folge aus dem Äquivalenzprinzip, dass träge Masse und (passive) schwere Masse äquivalent sind. Verzichtet man auf die methodologische Unterscheidung in träge Masse und schwere Masse, so ist die ART davon keinesfalls betroffen, da das Äquivalenzprinzip der ART in seiner obigen Formulierung erhalten bleibt.

Das Äquivalenzprinzip besagt daher, dass die beiden Aspekte, träge Masse und schwere Masse eines Körpers, stets gleich sind, so dass man beide mit nur einer physikalischen Größe beschreiben kann. Allerdings würde ein Experiment oder eine Beobachtung, das die Äquivalenz von träger Masse und schwerer Masse widerlegt, auch das Äquivalenzprinzip widerlegen und daher die Allgemeine Relativitätstheorie in Frage stellen.

So wie ich das verstanden habe gibt es keinen wirklichen Unterschied. Genauso wie Beschleunigung und Gravitation äquivalent sind. Oder Schwerelosigkeit und freier Fall.

Ich wäre mit der Graviton-Geschichte sehr vorsichtig. Die Existenz von Gravitonen ist rein hypothetisch, die Quantengravitation funktioniert nicht.
Es gibt Ansätze in der Stringtheorie und der Loop-Quantengravitation, das sind sehr abgedrehte Theorien und jenseits aller experimental überprüfbaren Möglichkeiten.

Klar sind Gravitonen hypothetisch. Aber irgendeine Kraft oder Strahlung muß ja das Raumzeit-Gefüge krümmen.

Also nur die Anwesenheit von Massen alleine, ist doch eher ein Verständnisbeispiel für die Gummituch-Analogie. Also das/wie Massen den Raum krümmen. Aber keine Erklärung wie Gravitation entsteht.