E=mc² widerspricht der klassischen Physik...

Hier wird die Relativitätstheorie Einsteins kritisiert oder verteidigt

E=mc² widerspricht der klassischen Physik...

Beitragvon julian apostata » Fr 26. Okt 2018, 14:05

...umgestellt nach m ergibt sich nämlich m=E/c². Das heißt jede Energieform muss Masse besitzen, also auch Wärmeenergie.

https://de.wikipedia.org/wiki/Stoß_(Physik)#Unelastischer_Stoß

[img]https://de.wikipedia.org/wiki/Stoß_(Physik)#/media/File:Inelastischer_sto%C3%9F.gif[/img]

Hier haben wir zunächst zwei gleiche Massen. Und nun tun wir mal so, als hätten wir noch nie was von SRT gehört und betrachten das Szenario aus Sicht eines mittigen Beobachters. Beide Massen rasen mit u=v/2 auf ihn zu und kommen direkt vor seiner Nase zu stehen. Hatten beide Massen vor dem Zusammenstoß noch 2 m so beträgt die Gesamtmasse nach dem Stoß 2m + mu²/c².

Δm=mu²/c² ist nämlich die Masse der thermischen Energie, welche durch Umwandlung der kinetischem Energie entstanden ist.

Hatten wir also vor dem Stoß einen Impuls m*v, so betrüge der Impuls nach dem Stoß
(2m+Δm)*v/2. Nach dem Stoß ist der Impuls also größer als vor dem Stoß. So sind wir ohne SRT dazu gezwungen, gegen das Impulserhaltungsgesetz zu verstoßen.

In der SRT müssen wir das nicht, denn da haben wir die relativistische Geschwindigkeitsaddition. Und somit haben wir nach dem Stoß nicht die arithmetische Hälfte vom v sondern die relativistische Hälfte u, wobei gilt



Gemacht habe ich also Folgendes. Auf beiden Seiten

1. durch c geteilt
2. quadriert
3. das Vorzeichen gewechselt und 1 dazu gezählt
4. die Wurzel gezogen
5. den Bruch gestürzt.
6. das Ganze mit v multipliziert.

Und dabei ist was völlig Unwahrscheinliches passiert. Die linke Seite ist viel komplizierter geworden und auf der rechten Seite hat sich nur im Nenner das Vorzeichen geändert.

Nun habe ich vollstes Verständnis dafür, wenn jemand diese ganzen Umformungen nicht selber überprüfen möchte. Dafür gibt es ja auch eine Onlineversion von Geogebra.

https://www.geogebra.org/classic

Richtet mal einen Schieber (0<u<1) ein und kopiert folgende drei Befehle in die Eingabezeile

v=2u / (1 + u²)
a=v / sqrt(1 - v²)
b=2u / (1 - u²)

Wenn ich richtig umgeformt habe, werdet ihr kein a<>b finden. Und nun multiplizieren wir beide Seiten mit m. Dann steht auf der linken Seite der Impuls vor dem Stoß und auf der rechten nach dem Stoß.



Die Gültigkeit der Näherungslösung kann man auch in "Geogebra" überprüfen. Man gebe ein:

f=1/sqrt(1-x²)
TaylorReihe[f, 0, 2]

Als Ergebnis kriegt ihr 1+x²/2

Nach dem Stoß haben wir also eine thermische Zusatzmasse von m*u²/c² und eine zusätzliche thermische Energie von m*u², wobei gilt:

(thermische Energie)=(thermische Masse)*c².

Dasselbe Gedankenexperiment (allerdings wesentlich umständlicher als bei mit) könnt ihr auch bei Max Born nachlesen.

https://de.wikipedia.org/wiki/Die_Relativitätstheorie_Einsteins#Das_spezielle_Einsteinsche_Relativitätsprinzip

Mittels der relativistischen Additionstheoreme für Geschwindigkeiten und der Analyse des unelastischen Stoßes wird zunächst die Geschwindigkeitsabhängigkeit der Masse aufgezeigt und darauf aufbauend die Trägheit der Masse, das heißt die Äquivalenz von Masse und Energie hergeleitet,
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Re: E=mc² widerspricht der klassischen Physik...

Beitragvon Lagrange » Fr 26. Okt 2018, 14:50

Der Begriff der relativistischen oder relativistisch veränderlichen Masse wird in der populären Literatur heute noch benutzt. In der Fachsprache wird er jedoch zunehmend vermieden, damit der Begriff der Masse konsequent für eine vom Beobachter unbeeinflusste Eigenschaft des Teilchens oder Systems verwendet werden kann.

https://de.wikipedia.org/wiki/Masse_%28Physik%29#Relativistische_Masse
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Re: E=mc² widerspricht der klassischen Physik...

Beitragvon Nicht von Bedeutung » Fr 26. Okt 2018, 16:26

Das ist nur teilweise richtig. Zumindest widerspricht E=mc² der klassichen Formel für kinetische Energie und der klassischen Definition von Masse. Das ist aber alles kein großes Problem.
Erstens ist bekannt, dass die klassische Formel für kinetische Energie sich auch in jener Formel wiederfindet, die Fritz Zwicky bei seiner Untersuchung des Coma-Haufens verwendete und zweitens ist bekannt, dass die klassische Definition von Masse Fritz Zwickys Vermutung durch die Arbeit von Vera Rubin bestätigt wurde, wogegen auch die ART nicht ankam.
Bild
Sind wir uns einig darüber, dass sich F und a im nicht Kepler-Orbit von F und a im Kepler-Orbit unterscheiden?
Sind wir uns einig darüber, dass M im nicht Kepler-Orbit im Gegensatz zum Kepler-Orbit keine anteilige Beschleunigung erfährt und die beiden m im nicht Kepler-Orbit wegen der Käfte F deswegen die komplette Beschleunigung a erfahren?
Das ist wahrscheinlich ein Aspekt, den man erstmal verstehen muss, um Konsequenzen draus zu ziehen. Und wenn man die hat, dann kann man sich vermutlich von G und Kappa verabschieden.
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Re: E=mc² widerspricht der klassischen Physik...

Beitragvon Mikesch » Fr 26. Okt 2018, 17:18

Nicht von Bedeutung hat geschrieben:Das ist nur teilweise richtig. Zumindest widerspricht E=mc² der klassichen Formel für kinetische Energie und der klassischen Definition von Masse.
Wieso?
Mikesch
 
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Re: E=mc² widerspricht der klassischen Physik...

Beitragvon Nicht von Bedeutung » Fr 26. Okt 2018, 18:10

Mikesch hat geschrieben:
Nicht von Bedeutung hat geschrieben:Das ist nur teilweise richtig. Zumindest widerspricht E=mc² der klassichen Formel für kinetische Energie und der klassischen Definition von Masse.
Wieso?
Steht das nicht irgendwie schon da? die klassische Formel der kinetischen Energie ist Bestandteil des Virialtheorems und die Definition der Masse Teil der Newtonschen Dynamik. Beides führte ab spätestens 1964 zur ernsthaften Annahme von Dunkler Materie, die man seither vergeblich sucht und selbst die ART bzw. die Definition der Masse über den Viereripuls konnten daran nichts ändern. Und selbst wenn dies Alles ein Irrtum war, heisst das nicht, dass E=mc² auch einer ist. Schon gar nicht dann, wenn man etwas findet, womit man über E=(γ-1)mc² an E=mc² kommt.
Z.B. wenn man zwischen zwei Teilchen zunächst von einer Anziehungskraft im Bereich der Coulombkraft ausgeht, reduziert sich die radial nach außen wirkende Kraft einer Kugel etwa um

wobei n die Anzahl der Teilchen auf einem Durchmesser und kC die Coulombkonstante ist. Das gilt zwar so nur für Teilchen in einer Reihe, aber darauf kommt es nicht an. Wichtig ist, dass man eine sich entwickelnde Kraft mit einer oberen Grenze erhält, für die

und

wobei i überstrich die Agilität und i die Trägheit des aus n Elementarteilchen bestehenden Objekts ist. n sei nun Proportional zu m, F bleibt F und i überstrich sei Proportional zur Beschleunigung a.

erinnert mich stark an γ-1 der relativistischen Kinetik-Formel, nur leider habe ich das bisher noch nicht wirklich verbinden können. Aber eine Definition der Masse über die Anzahl der Einzelteilchen in einem Objekt finde ich persönlich schon mal gar nicht soweit hergeholt - Avogadroprojekt
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Re: E=mc² widerspricht der klassischen Physik...

Beitragvon Mikesch » Fr 26. Okt 2018, 20:23

Nicht von Bedeutung hat geschrieben:
Mikesch hat geschrieben:
Nicht von Bedeutung hat geschrieben:Das ist nur teilweise richtig. Zumindest widerspricht E=mc² der klassichen Formel für kinetische Energie und der klassischen Definition von Masse.
Wieso?
Steht das nicht irgendwie schon da? die klassische Formel der kinetischen Energie ist Bestandteil des Virialtheorems und die Definition der Masse Teil der Newtonschen Dynamik. Beides führte ab spätestens 1964 zur ernsthaften Annahme von Dunkler Materie, die man seither vergeblich sucht und selbst die ART bzw. die Definition der Masse über den Viereripuls konnten daran nichts ändern. Und selbst wenn dies Alles ein Irrtum war, heisst das nicht, dass E=mc² auch einer ist. Schon gar nicht dann, wenn man etwas findet, womit man über E=(γ-1)mc² an E=mc² kommt.
(v=0 reicht.) Ich sehe keine Erklärung, warum das ein Widerspruch sein soll.
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Re: E=mc² widerspricht der klassischen Physik...

Beitragvon Nicht von Bedeutung » Fr 26. Okt 2018, 23:47

Mikesch hat geschrieben:(v=0 reicht.)
Wie, v=0 reicht? In Galaxien gibt es nur nahe des Kerns etwa v=0 und der Comahaufen hat afaik keine zentrale Galaxie. Also gibt es dort kein v=0 und die Diskrepanzen gehen los. Aber damit noch nicht genug. Man sehe sich mal an, wovon das v² in der klassischen Energieformel abgeleitet wurde - vorstellbar, dass m=F/a nicht mehr passt, wenn man beliebig v ändert, welches von v=a*t und s=at²/2 kommt und damit nur für ein s und ein t passt. Die Definition der Masse über Kraft zu Beschleunigung oder der Impulserhaltung führen zu einem Widerspruch und wie gesagt, der Viererimpuls hat auch nicht geholfen. Die Definition der Masse über die Coulomb-Konstante und die Anzahl ihrer Einzelteilchen (Elementarladungen oder Elementarmassen (Neutrinos) ist erst mal Nebensache) führt hingegen zu einem Widerspruch zur Gravitationskonstanten (bei dessen Messung ohnehin ein unverstandener Aspekt vermutet wird) und vermutlich zu E=(γ-1)mc² und von da aus ists nicht mehr weit zu E=mc². Der Trick wäre nun von 1 auf γ (Gesamt), von i auf γ-1 (Trägheit) und von i überstrich auf 1 (Agilität) zu kommen.
Je mehr Teilchen zu einem Objekt verklumpen, desto geringer wird ihre Agilität und desto höher ihre Trägheit. Von der Agilität und der Trägheit hängt ab, wie sehr sich das Objekt gegen Beschleunigungskräfte wehrt (das ist soweit nichts Neues). Neu ist aber, dass die Definition über Anzahl der Teilchen und der Coulomb-Konstanten (bzw. über ihren Wert, weil du sicher Wert auf Einheiten legst) aus Dunkler Materie den selben Effekt macht, wie den Massendefekt und beides löst. Das scheint auch Alltagserfahrungen und gesundem Menschenverstand zu entsprechen, denn viele interessierte Laien haben es schon verstanden, nur Mainstreamer wollen experimentelle Beweise haben, weil sie ganz offensichtlich keine Augen im Kopf haben wollen.
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Re: E=mc² widerspricht der klassischen Physik...

Beitragvon Mikesch » Sa 27. Okt 2018, 05:42

Nicht von Bedeutung hat geschrieben:
Mikesch hat geschrieben:(v=0 reicht.)
Wie, v=0 reicht? In Galaxien gibt es nur nahe des Kerns etwa v=0 und der Comahaufen hat afaik keine zentrale Galaxie. Also gibt es dort kein v=0 und die Diskrepanzen gehen los. ...
Das scheint auch Alltagserfahrungen und gesundem Menschenverstand zu entsprechen, denn viele interessierte Laien haben es schon verstanden, nur Mainstreamer wollen experimentelle Beweise haben, weil sie ganz offensichtlich keine Augen im Kopf haben wollen.
Deine ganze Gedankenführung ist kein Beweis, sondern reine Spekulation. Es bleibt bei:Für kleine v ist die kinetische Energie klassisch und relativistisch gleich. Für hohe v entsprechend der relativistischen Formel.

Auch wenn du es nicht glaubst: Fernsehen mit der guten, alten Röhrentechnologie lieferten dann erst ein richtig scharfes Bild, als bei der Konstruktion relativistische Effekte berücksichtigt wurden. Die Elektronen werden dabei auf relativistisch relevante Geschwindigkeiten beschleunigt, dass man, um einen scharfen Punkt auf dem Bildschirm abbilden zu können, dass bei der Steuerung berücksichtigen muss.

Deine letzte Anmerkung kommt aus der Esoterik bzw. Homöopathie: Ich brauche keinen Beweis, ich sehe es ja. Ich kenne einen, der kennt einen, bei dem hat das funktioniert. Das ist keine Wissenschaft.
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Re: E=mc² widerspricht der klassischen Physik...

Beitragvon julian apostata » Sa 27. Okt 2018, 07:03

Leute, macht doch nicht Alles viel komplizierter, als es in Wirklichkeit ist.

Das Born'sche Gedankenexperiment könnt ihr kinderleicht simulieren, wenn ihr nur einen Schieber (-5<=t<=5) einrichtet und drei Punkte definiert.

https://www.geogebra.org/classic

L=Wenn[t<0, (t,0), (0,0)]
R=Wenn[t <0,(-t,0),(0,0)]
R'=(-t,1)

L bewegt sich mit der Geschwindigkeit u auf den Koordinatenursprung zu.
R und R' bewegen sich mit der Geschwindigkeit -u auf den Koordinatenursprung zu.

Und nun beschreibt Max Born das Szenario aus Sicht von R'.

R ruht zunächst. L bewegt sich auf R zu mit der Geschwindigkeit.

klassisch 2*u
relativistisch 2*u/(1+u²/c²).

Nach dem Crash bewegt sich LR mit der Geschwindigkeit u weiter. Beim Crash wird kinetische Energie in thermische Energie verwandelt. Diese thermische Energie hat Masse. Also muss die Clustermasse mehr Masse haben, als die Massensumme von L+R.

Und genau hier verstrickt sich die klassische Physik in Widersprüche. Ganz anders ist es bei der SRT. Über die relativistische Geschwindigkeitsaddition kann man die Gleichung E=mc² ableiten.

Bei arithmetischer Geschwindigkeitsaddition muss man das Impulserhaltungsgesetz aufgeben.

Könnten vielleicht jetzt auch mal Kommentare kommen, die was mit dem Thema zu tun haben?
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Re: E=mc² widerspricht der klassischen Physik...

Beitragvon Lagrange » Sa 27. Okt 2018, 07:57

julian apostata hat geschrieben:Nach dem Crash bewegt sich LR mit der Geschwindigkeit u weiter. Beim Crash wird kinetische Energie in thermische Energie verwandelt.

Das hat man früher so gedacht. Jetzt geht man davon aus, dass sich die Masse nicht ändert.

Bei arithmetischer Geschwindigkeitsaddition muss man das Impulserhaltungsgesetz aufgeben.

Impulserhaltungssatz kann nicht aufgegeben werden.
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