E=m*c² Der Physikthreat

[Blue Sparkle]

Da es einen für Mathe und Chemie gibt, dachte ich mir einer für Physik kann nicht schaden.

Im Prinzip das gleiche wie für die anderen Beiden.
Bei Problemen und Fragen findet man hier Rat. Es kann auch gerne über die Physik an sich philosophiert werden und auch Rätsel gepostet werden.

Ich bin selbst Student der Physik und stehe gerne mit Rat und Tat zur Seite.

[Sternenschweif]

Ist Zeitreisen deiner Meinung nach möglich?

Was passiert, wenn man die Vergangenheit verändert?

Da gibt es folgende Möglichkeiten.

1. Option: Die eigene Gegenwart hat sich verändert.

2. Option: Die eigene Gegenwart hat sich nicht verändert und gleichzeitig ist ein neues Paralleluniversum entstanden.

[MaSc]

(16.10.2012)Sternenschweif schrieb:  Ist Zeitreisen deiner Meinung nach möglich?

Was passiert, wenn man die Vergangenheit verändert?

Da gibt es folgende Möglichkeiten.

1. Option: Die eigene Gegenwart hat sich verändert.

2. Option: Die eigene Gegenwart hat sich nicht verändert und gleichzeitig ist ein neues Paralleluniversum entstanden.

Das hat doch jetzt nichts mit Physik zu tun sondern ist einfach nur Käse

[ShyGuy]

Physik-Philosophieren? Dann fang ich doch gleich mal an:
Als wir, vor langer Zeit, das Thema Kreisbewegungen hatten, gab es auch eine Aufgabe, die die Meinungen auseinanderbrachte:
In der Mitte einer gleichmäßigen Schale liegt eine Kugel. Wie schnell muss man die Schale drehen, damit die Kugel die Mitte verlässt und an der Seite der Schale entlangrollt?
(An Maße und sonstige Angaben erinnere ich mich nicht)
Das Problem:
"Wenn die Kugel exakt in der Mitte liegt, dürfte sie eigentlich nie nach außen wandern, unsere Rechnung ergab aber, dass sie es ab einer gewissen Drehzahl tut."
Entgegnung eines anderen Mitschülers:
"Es gibt ja sowieso keine perfekte Kugeln und Schüsseln!"
Stimmt natürlich, ABER wir hatten es ja ohne solche störenden Einflüsse berechnet, in der Theorie also eine perfekte Kugel exakt in der Mitte angenommen und damit dieses Ergebnis bekommen. => Allgemeines Kopfzerbrechen
Ich hoffe ich hab nichts wichtiges vergessen, ist ja doch schon ein paar Jährchen her.

PS. Gehen wir bald alle Schulfächer durch?

[Ember Drop]

Im Prinzip müsste die Kugel in der Mitte bleiben, wenn man von mathematisch idealen Körpern ausgeht. Allerdings ist es so, dass die Kugel bei der kleinsten Abweichung nach außen getrieben wird. Die Mitte ist also eine instabile Ruhelage, da jegliche Abweichung eine Vergrößerung der Abweichung bewirkt. Man kann das auch in Form von Gleichungen beschreiben:
F_a = m*g ...m=Kugelmasse, Gewichtskraft ist nach unten gerichtet, entlang der Drehachse (daher a für axial)
F_r = m*omega²*r ...omega=Winkelgeschwindigkeit der Kugel in der Schale, F_r=radiale Kraft

Für ein bestimmtes omega würde sich also ein bestimmter Ring ergeben, auf welchem die Kugel sich mitdreht. Ist r=0, so kann sich keine Radialkraft ausbilden, die die Kugel nach außen befördern kann. Ist r allerdings ein bisschen größer als 0, so ergibt sich eine winzige Kraft, die die Kugel weiter nach außen verschiebt, r also größer wird. Dies geschieht solange, bis die resultierende Kraft aus Fliehkraft und Gewichtskraft senkrecht zur Schalenwand sind.

Dabei wird allerdings eine Kugel angenommen, die sich mit dreht und nicht wirklich rollt. Würde sie nur rollen und sich nicht mit der Schale mitdrehen, würde ich sagen, dass sie in die Mitte rollen würde, allerdings kann das mit Kreiselmomenten und sowas zu tun haben, womit ich noch nicht viel gerechnet hab.

Mich würd mal interessieren, wie euer Lehrer das gerechnet hat und wie er auf das Ergebnis kommt.

Edit: macht mal einer im Titel einen Physikthread daraus? Wir wollen doch keinem mit Physik drohen

[Corexx]

(16.10.2012)MaSc schrieb:  Das hat doch jetzt nichts mit Physik zu tun sondern ist einfach nur Käse

Die Möglichkeit von Zeitreisen kann man tatsächlich physikalisch diskutieren, die weitergehenden Fragen waren natürlich eher philosophischer (und damit unnötiger) Natur.
Aber Physik wird in manchen Richtungen früher oder später sehr philosophisch, wie ein befreundeter Quantenmechaniker immer mal wieder zu sagen pflegt.

[Blue Sparkle]

Zur Zeitreise.
Egal wie man es angeht es liegen gigantische Hürden im Weg.
Wenn man nur sich selbst in der Zeit versetzen will muss man die Energieerhaltung überwinden, denn man würde in der Vergangenheit doppelt vorkommen und somit temporär den Enerieinhalt des Universums verändert, übrigens parallel mit dem Informationsgehalt, einem weiteren Problem.
Alternativ kann man auch das ganze Universum nehmen, also ein Reset. Dafür müsste man den Thermodynamischen Zeitpfeil zeitweise umkehren und die Entropie in Eutropie verwandeln. Die Energie die dafür nötig ist, will ich gar nicht ausrechnen, es dürften allerdings ein paar Universen voll Masseenergie sein.

Beide Probleme kann man durch Tricks umgehen.
Ersteres, indem man parallel auch Masse aus der Vergangenheit in die Zukunft holt.
Zweites, indem man den Reset nur auf einen kleinen Teil des Universums beschränkt.

Das wie, ist aber nichts, womit sich Studenten so beschäftigen.

Zur Kugel in der Schale:
Wenn wir bei Newton bleiben, bleibt die Kugel wo sie ist.

Und ja, wegen mir können wir die Fächer durchgehen.

PS: Ein Problem ist noch die Quantenmechanik. Die verhindert uns ein Deterministisches Universum. Alles ist nur einer von unzähligen möglichen Wegen, wie sich alles entwickeln könnte. Die Konsequenz ist das Multiversum. Wahrscheinlich wäre es einfach in ein Paralleluniversum zu gelangen als in die Vergangenheit.

[Ember Drop]

Man kann durch die Zeit reisen, macht ja schließlich jeder dauernd
Geht nur nicht rückwärts, aber die Reisegeschwindigkeit lässt sich dank der Relativitätstheorie anpassen. Blue Sparkle darf mich gerne berichtigen, wenn ich Mist schreibe, aber war es nicht so, dass man bei höherer Bewegungsgeschwindigkeit langsamer durch die Zeit reist? Also dass die Umgebung schneller vonstatten geht, als das bewegte System? Ähnliches soll ja auch in der Nähe von schwarzen Löchern passieren, am Ereignishorizont soll die Zeit sogar komplett stehen bleiben. Aber sicherlich hat er dazu noch etwas interessantes zu sagen.

Irgendwie erinnere ich mich gerade an die South-Park-Folge, wo einer eine Zeitmaschine erfindet und sofort lauter Zeittouristen in die Gegenwart strömen. Würde Zeitreisen gehen, müssten also schon überall Leute aus der Zukunft herumrennen. Mit ihrer Hilfe könnte man auch unendlich schnellen Fortschritt ermöglichen, indem man in die Vergangenheit reist, den jetzt aktuellen Stand der Technik verbreitet, in die Gegenwart zurück reist und den neuen Stand der Technik wieder in die Vergangenheit bringt. Irgendwie bin ich ganz froh, dass es nicht geht

Andere Sache: das Teleportieren. Dazu hab ich mal ein interessantes Kapitel im Buch "Summa Technologiae" von Stanislaw Lem gelesen. Angenommen, die Teleportationsmaschine wird so realisiert, dass sie die atomare Struktur eines Körpers in sehr kurzer Geschwindigkeit speichert, woanders hin überträgt und dort wieder aufbaut, wer garantiert dann, dass das "Original" vernichtet wird? Und was ist dann eigentlich das Original? Im Prinzip würde man schon im Scannen einer atomaren Struktur stecken bleiben, aber das wurde hier bewusst zur Seite geschoben.

Ansonsten finde ich es immer wieder interessant, was sich alles mit Portalen aus "Portal" erschaffen ließe. Mir würden jedenfalls schon einige Konzepte für Perpetua Mobile einfallen.

[ShyGuy]

(16.10.2012)Ember Drop schrieb:  Ist r=0, so kann sich keine Radialkraft ausbilden, die die Kugel nach außen befördern kann. Ist r allerdings ein bisschen größer als 0, so ergibt sich eine winzige Kraft, die die Kugel weiter nach außen verschiebt, r also größer wird.

Genau das war damals das Problem an der Vorstellung: Der Radius, der mit 0 angenommen wurde, hat sich rausgekürzt.
Ich denke, damals hab ich das ganze mit durch-0-teilen abgetan, ist aber wie gesagt schon zu lange her für genauere Aussagen

[Blue Sparkle]

Der Radius ist ja auch egal. Bei einer so homogenen Masseverteilung heben sich sowieso alle Kräfte auf.

@Ember Drop:
Nö ist schon richtig. Man kann zu einem gewählten Bezugssytem beliebig langsam die Zeit vergehen lassen. Die subjektive Zeit bliebt jedoch immer konstant.

So wie du es schreibst wäre Teleportation nur leider nicht möglich.
Der Knackpunkt liegt im Passus: Auslesen der Struktur.
Die Heisenbergsche Unschärferelation verhindert die vollständige Auslesung aller Quantenstrukturen, die du ja zwangsläufig brauchst um das Gehirn auszulesen (das einzig wichtige, der Rest ist nur Optik). Um die Gedanken einzufangen müsste man ja auch die elektrischen Signale mitteleportieren.
Abgesehen davon gibt es auf der Erde nicht genug Speicherkapazität um die komplette Information eines Körpers zu speichern. Und zum Streamen gibt es nicht genug übertragungskapazität.
Beispiel: Das LeibnitzRechenzentrum (lrz) bei uns an der Uni hat den 4. größten Rechner der Welt und arbeitet mit 10 Gbit Leitungen. An einem Haar würde der Monate knabbern, da du ja nicht du die Position von Milliarden Atomen (Trilliarden im ganzen Körper, wahrscheinlich noch ein paar Größenordnungen mehr vgl. 1 mol). Sondern auch noch Art, Quantenzustand, Verknüpfungen und wenns ganz dicke Kommt auch den Zustand der SchrödingerGleichung für jedes Atom berechnen/verschicken. Letzteres schaffen auch die besten Rechner nur für 1-Elektronen-Systeme. Die Differentialgleichungen der Koppelterme sind einfach nicht in sinnvoller Zeit zu lösen, wenn überhaupt.

[For the End Times]

Zu der Zeitreise: Das ist nur möglich wenn man davon ausgeht, dass man schneller als das Licht ist. Und das ist möglich, zumindest theoretisch. Licht verändert seine Geschwindigkeit wenn es durch Gase oder ein anderes transparentes Material muss. Darin wird es verlangsamt und bekommt seine maximale Geschwindigkeit von etwas weniger als 3 x 10 ^ 8 Metern pro Sekunde erst wieder, während es ein absolutes Vakuum durchquert.
Nehmen wir an die Welt würde von Haus aus kein absolutes Vakuum aufweisen (was eigentlich auch so ist) und man würde einen Tunnel durch diese transparente, dämpfende Welt bauen, in dem ein Vakuum besteht. Dann könnte man mit einem entsprechenden Fortbewegungsmittel, welches annähernd Lichtgeschwindigkeit erreicht durch diesen Tunnel fliegen und wäre schneller als das Licht, welches außerhalb dieses Tunnel strahlt. Man könnte also in die Vergangenheit bereisen, sie aber nicht verändern, da man sich ständig mit annähernd Lichtgeschwindigkeit im Vakuum © fortbewegen muss.

Ein anderes Beispiel: Angenommen man besitzt ein Gefährt welches (aus welchen Gründen auch immer, beispielsweise durch einen Generator der eine Vakuumblase erzeugt) schneller als das umgebende Licht fliegt. Man hat an Bord dieses Fortbewegungsmittels ein theoretisches Fernglas mit unbegrenzter Vergrößerung und eine Taschenuhr. Mit dem Gefährt stellt man sich vor einen Uhrturm und fliegt dann mit wachsender Geschwindigkeit davon weg. Beobachtet man jetzt die Turmuhr mit dem Fernglas, so sieht man, dass die Zeiger immer langsamer werden, bei erreichen der umgebenden Lichtgeschwindigkeit stehen bleiben und sich bei überschreiten rückwärts bewegen. Die Taschenuhr die man dabei hat verändert ihre Zeigergeschwindigkeit derweil nicht.

Das Problem an der Sache ist nur: Was nützt es einem die Vergangenheit zu sehen während man sich rasend schnell vom Schauplatz entfernt? Das wäre im Endeffekt nur eine lustige Augenwischerei auf einem abgespacten Alien-Vergnügungspark oder sowas.

[Blue Sparkle]

Zum ersten Beispiel:
Das ist nur Trickserei. Man reist nicht wirklich in die Vergangenheit. Lichtgeschwindigkeit ist nicht die Geschwindigkeit des Lichts im Augenblick (natürlich auch, aber das tut jetzt ncihts zur Sache), sondern die Naturkonstante. Genau das ist es worauf es ankommt. Du kannst natürlich damit in die Vergangenheit blicken, aber das kann ich auch, mache ich auch abends wenn ich in den Himmel gucke und nach Sternbildern suche. Eine "echte" Reise in die Vergangenheit ist dies nicht.

Zum zweiten Beispiel:
Genau das. Es ist ein Taschenspielertrick. Abgesehen davon existiert ein solches Gefährt nur Theoretisch. Man würde zwar beobachten, was du beschreibst, aber was nützt das, wenn diese Objekte nicht existieren.
Übrigens würde man eigentlich ncihts sehen, denn im Augenblick in dem man Lichtgeschwindigkeit erreicht bleibt für einen selbst die Zeit stehen.

[Ember Drop]

Wieso, man kann ja auch im Kreis fliegen, die Zeit würde ja trotzdem einen anderen Verlauf nehmen. Die Fliehkräfte dürften einen nur ziemlich stark zermatschen
Nagut, bei einem Radius von 9 Milliarden Kilometern wärs nurnoch 1G, dafür ist man für eine Runde 22 Tage unterwegs. Allerdings dachte ich, dass die Zeiger der Turmuhr schneller laufen müssten, da ja die Zeit im Fahrzeug langsamer vergeht. Wenn man die Zeit berücksichtigt, die das Licht braucht, könnte das aber wieder hinkommen.

[Blue Sparkle]

Ich nehme mal an es bezieht sich auf das zweite Beispiel.
Auch eine Kreisbewegung hilft da nicht.
Der Effekt der sich rückwärts drehenden Turmuhr stellt sich nur ein wenn man sich von ihr entfernt.
Wenn man überlichtschnell fliegt müsste sich die Taschenuhr rückwärts bewegen, da ja die persönliche Zeit rückwärts vergehen würde.

Abgesehen davon, dass das alles nicht geht.

[HeavyMetalNeverDies!]

(16.10.2012)Blue Sparkle schrieb:  Ich nehme mal an es bezieht sich auf das zweite Beispiel.
Auch eine Kreisbewegung hilft da nicht.
Der Effekt der sich rückwärts drehenden Turmuhr stellt sich nur ein wenn man sich von ihr entfernt.
Wenn man überlichtschnell fliegt müsste sich die Taschenuhr rückwärts bewegen, da ja die persönliche Zeit rückwärts vergehen würde.

Abgesehen davon, dass das alles nicht geht.

Wäre dann die Taschenuhr nicht mit betroffen. Immerhin bewegt sich diese ebenfalls mit Lichtgeschwindigkeit.

Ansich finde ich ja absurd dass Lichtgeschwindigkeit eine obere Grenze darstellt. Es war mal davon die Rede dass die evtl. von Neutrinos durchbrochen wurde aber da habe ich dann nichts neues mehr gehört.
Prinzipell ist ja nur Masse an sich das begrenzende Medium.

[Leon]

Nicht vergessen: Die Zeitdilatation funktioniert auch dann, wen das betreffende Objekt zum Ausgangspunkt zurückkehrt. Siehe auch Wikipedia: Zwillingsparadoxon

(16.10.2012)HeavyMetalNeverDies! schrieb:  

Spoiler (Öffnen)

(16.10.2012)Blue Sparkle schrieb:  Ich nehme mal an es bezieht sich auf das zweite Beispiel.
Auch eine Kreisbewegung hilft da nicht.
Der Effekt der sich rückwärts drehenden Turmuhr stellt sich nur ein wenn man sich von ihr entfernt.
Wenn man überlichtschnell fliegt müsste sich die Taschenuhr rückwärts bewegen, da ja die persönliche Zeit rückwärts vergehen würde.

Abgesehen davon, dass das alles nicht geht.

Wäre dann die Taschenuhr nicht mit betroffen. Immerhin bewegt sich diese ebenfalls mit Lichtgeschwindigkeit.

Ansich finde ich ja absurd dass Lichtgeschwindigkeit eine obere Grenze darstellt. Es war mal davon die Rede dass die evtl. von Neutrinos durchbrochen wurde aber da habe ich dann nichts neues mehr gehört.
Prinzipell ist ja nur Masse an sich das begrenzende Medium.

Also zumindest alle Teilchen, die eine Ruhemasse haben, können nicht Lichtgeschwindigkeit (oder mehr) erreichen, da deren Masse dann unendlich groß wäre.
Die Ursache der scheinbaren Überlichtgeschwindigkeit-Neutrinos, die neulich mal gemessen wurden ist höchstwahrscheinlich eine Fehlinterpretation der Messergebnisse. Diese Ergebnisse waren auch nicht reproduzierbar.

Man könnte noch tiefer in das Themengebiet eintauchen, wobei das an dieser Stelle zu weit ginge. Ich empfehle einen Blick auf die Wikipedia-Artikel zur Lichtgeschwindigkeit und zur Überlichtgeschwindigkeit.

[Sternenschweif]

Zur Serie "Zurück in die Vergangenheit" habe ich eine Frage.

Hier gibt es das Intro der Serie:

http://www.myvideo.de/watch/7383642/Zuru...it_Intro_3

Ist diese Darstellung der Zeitreise theoretisch möglich ?

[Cheetah]

(17.10.2012)Sternenschweif schrieb:  Zur Serie "Zurück in die Vergangenheit" habe ich eine Frage.

Hier gibt es das Intro der Serie:

http://www.myvideo.de/watch/7383642/Zuru...it_Intro_3

Ist diese Darstellung der Zeitreise theoretisch möglich ?

Bitte! Sag ja nicht, dass die Frage ernst gemeint war. Falls du die paar Posts gelesen hättest, würdest du sehen, dass die Frage nach einer Zeitreise sehr mit der oberen Schranke der Lichtgeschwindigkeit zusammenhängt. Und nach heutigem Stand der Wissenschaft kann man sie nicht einmal theoretisch überschreiten. Also nein.

[Blue Sparkle]

Das mit der Taschenuhr wäre in sofern auch nicht zu beobachten, da dann auch die erlebte Zeit rückwärts laufen würde.
Im Endeffekt hat man das Gefühl anzukommen ehe man gestartet ist, weil den Start nur das zukünftige Ich erlebt hat, dass durch das Rückwärtsreisen vernichtet wurde.
Aber wie gesagt, du bist dann unendlich schwer, schrecklich deformiert und überhaupt wohl nicht mehr existent.

Das Video kommentiere ich jetzt mal nicht.
Nach Stand der Wissenschaft ist Zeitreise nicht möglich.

[Sternenschweif]

Zu "Zurück in die Vergangenheit": Es gibt ja verschiedene Arten, wie Zeitreisen aussehen können. Soweit ich mitbekommen habe ist die Variante von "Zurück in die Zukunft" nicht möglich. Ich habe die anderen Posts überflogen gelesen. Worauf ich hinaus wollte ist, dass es einen Unterschied macht, ob man eine Maschine (Fahrzeug,...) mit einer Person darin oder nur eine Person (wie in der Serie "Zurück in die Vergangenheit") durch die Zeit reisen lässt. Beim letztgenannten halte ich diese Szenario in ferner Zukunft für realistischer, dass es durchführbar sein könnte,als das erstgenannte. Deshalb wollte ich das mal diskutieren, ob das theoretisch ginge.