Was sieht ein Photon?

Die Richtung des ursprünglichen Photons kann als Teil-Information ganz sicher nicht beibehalten werden, da eine Richtung durch einen mathematischen Vektor beschrieben wird. Ich sehe nicht, wie bei einer Absorption und nachfolgender Emission dieselben Vektoreigenschaften dem emittierten Photon mitgegeben werden sollen.

Das mit den Bandwurmsätzen finde ich gut.

Moin,
ein Photon ist eine quantentechnische Beschreibung (Austauschteilchen) für die elektromagnetische Kraft. Es ist müssig, es mit 'konventionellen' Eigenschaften beschreiben zu wollen. Man wird immer ein Gegenbeispiel finden, wo eine solche Beschreibung an ihre Grenzen gelangt. Das fängt beim Welle-Teilchen-Dualismus an, geht weiter mit verschränkte Quanten sowie bei der Interaktion mit Materie, wenn z.B. ein Lichtstrahl durch Glas geht und sich dabei offensichtlich langsamer als mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, wo doch das Photon sich ausschließlich mit LG bewegt und endet vielleicht bei der Frage, wie man "Polarisation" per Teilchen erklären will.

Auf die Eingangsfrage bezogen: Ein Photon sieht nichts, es hat keine Augen zum Sehen und ihm fehlt bei Fortbewegung mit LG (Definition) auch die Zeit dafür. Aus Sicht eines Photons kommt es sofort an (oder nie), nachdem es losgeschickt wurde. Die Photon-subjektive Reisezeit tendiert gegen null (bzw. ist nicht definiert). Eine Besonderheit ist, dass es aufgrund der Expansion des Universums an Energie verliert, während es unterwegs ist (Hubble-Rotverschiebung). Ähnliches gilt unter dem Einfluss von Gravitation, die im Falle eines SLs sogar einen unüberwindbaren Horizont bildet. (Da bleibt die Frage, ob hinter dem Ereignishorizont überhaupt Photonen noch existieren.)

Ist also ähnlich, wie wenn sich Blinde sich über Farben unterhalten.

Hallo Joachim,

Das ankommende Photon wird absorbiert und erzeugt den angeregten Zustand des Atoms. Dieser angeregte Zustand hat eine gewisse Lebensdauer. Ein typischer Wert ist 10^-9 Sekunden. Während dieser Zeit gibt es nirgends ein Photon. Das anregende Photon wird also nicht als Photon aufbewahrt. Der angeregte Zustand könnte beispielsweise auch durch einen Stoß erzeugt worden sein. Der angeregte Zustand wäre dann genau gleich (ununterscheidbar). Nach Ablauf der Lebensdauer wird ein Photon ausgesandt. Dieses hat keine Information über das anregende Photon, welches es nicht mehr gibt. Folglich ist die Emissionsrichtung nicht definiert.

Viele Güße

Kurt

So wie ich es verstanden habe, ist die Lg auch in einem Medium konstant. Nur das Licht muß mehr Umwege nehmen(um jedes Atom herum) und braucht daher mehr Zeit, um durchzukommen. Aber jetzt bin ich bei ziemlichem Halbwissen oder Gar nicht-Wissen.
Gruß Armin

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Pi</i>
<br />Dann mag es doch denkbar sein, dass es einen Übergeordneten Raum gibt, aus dem unsere Raum-Zeit mittels des Higgs-Feldes erst entsteht und die Naturgesetze, die wir als solche Wahrnehmen, in diesem übergeordneten Raum ganz anders wirken.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Was richtig ist, ist, dass die uns bekannten Naturgesetze nur deswegen so aussehen, wie sie es tun, weil sie für einen dreidimensionalen Raum (also drei Raumdimensionen) gelten. Hätte der Raum weniger oder mehr als drei Dimensionen, wären die Naturgesetze, Formeln etc. ganz anders.

Nur ist es aber so, dass unser Raum im Universum nur drei Raumdimensionen hat. Punkt. Ausser Länge, Breite und Höhe gibt es im Raum nichts, niente, nada, ... Also kann es einen übergeordneten Raum in unserem jetzigen Universum nicht geben.

Man vermutet ja (siehe Stringtheorie), dass es zu Beginn 11 Dimensionen gegeben hat, von denen es im Laufe der Expansion des Alls jedoch nur vier (3xRaum + Zeit) geschafft haben zu überleben.

Hallo Joachim,
Gravitation ist ja nichts anderes als Krümmung der Raumzeit. Warum soll die Gravitation aus einer anderen Dimension kommen? Die Gravitation ist eine der vier Grundkräfte und hat mit anderen Dimensionen nichts zu tun. Als sie sich von der einen "Superkraft" abgespalten hat, gab es noch keine anderen Dimensionen!

Hallo Joachim,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Pi</i>
<br />..., die Gravitation krümmt den Raum in die eine Richtung und die Zeit in eine andere.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Das verstehe ich nicht. Erklär das mal bitte.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Pi</i>Was hältst Du denn von den Überlegungen z. B. von Lisa Randall über das Thema Mehrdimensionalität?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Die Dame und ihre Thesen kenne ich leider nicht.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Pi</i>
<br />Hallo Leute,
außerdem bin ich immer wieder irritiert über die Vorstellungen, die sich die meisten Physiker über das Raum-Zeit-Konzept machen.
Erstens sind die vier Dimensionen doch recht variabel und abhängig von Geschwindigkeit und Gravitation. Für mich ist das ein Indiz dafür, dass zumindest die Gravitation aus einer anderen Dimension kommt, wenn sie in der Lage ist, solch einen Einfluss auszuüben. Und das wiederum würde ja bedeuten, dass ein gefalteter Raum, wie er z. B. beim schwarzen Loch vorkommt, tatsächlich den Übergang in adere dimensionale Gefilde bildet.
Zweitens stellt die Zeit eine Zutat dar, ohne der ja sonst nichts denkbar wäre. Ein Punkt wird zur eindimensionalen Linie, der zu einer Fläche, was zu einem dreidimensionalen Körper wird, und der erhält einen zeitlichen Bestand, ohne dem er ja nur einen unmessbaren Augenblick, also eigentlich gar nicht existieren würde. Selbst virtuelle Teilchen haben ja einen zeitlichen Bestand. So gesehen, stellt das alles eigentlich nur eine Dimension dar, die wir nur differenziert wahrnehmen und darstellen.
Hat irgendjemand von Euch eine Ahnung, ob es in der Mathematik oder Physik ähnliche Überlegungen gibt oder wie eine mathematische Beschäftigung mit einem mehrdimensionalen Raum aussieht, die nicht auf den vier Dimensionen basiert, sondern die Raum-Zeit als eine (oder zwei) Dimension(en) sieht?
Joachim
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Tja, du bist irritiert über die Vorstellungen der Physiker- schön für dich. Ich bin dagegen immer wieder sehr verwundert, wie einfach sich sich so mancher seine Welt und seine eigene Physik zurechtbiegt und die ganzen Physiker und Wissenschaftler dabei als die Dummen hinstellt. [:D]

Hallo Stefan,

<b>Dank Dir für diesen Satz! </b>

ich beschäftige mit jetzt seid 1962 mit Astronomie hab alles gelesen und angeschaut was mir in die Finger und unter die Augen kam, nur well es mich bis heute unvermindert interessiert, aber so ein Knäuel Halbwissen mit weit über 1 Million loser Enden, die nicht zu einander finden können, ist mir noch nicht unter gekommen!

Bei schon Tausende hier eingestellte Beiträge und heute alle Möglichkeiten sich zu informieren und dann solche Fragen?

Sorry für mich Unfassbar!

Hallo,

was mich an solchen Threads immer wieder verwundert ist, das viele glauben, das Disziplinen wie Kosmologie oder Teilchenphysik mathematikfreie Räume seien, in denen jeder seinen Senf dazugeben darf, obwohl er vielleicht nicht mal eine Quadratische Gleichung lösen kann.

Hallo,

die Physik funktioniert häufig ganz anders, als ein "gesunder Menschenverstand" vermutet. Es gibt keinen Rechtsanspruch auf eine anschauliche Physik.

Grüße

Kurt

Hallo,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Es gibt keinen Rechtsanspruch auf eine anschauliche Physik.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

stimmt. Genausowenig gibt es einen Rechtsanspruch auf menschliche Intelligenz.[|)]

Hallo Joachim,

mit der von Dir für richtig befundenen Schreibweise von Eigennamen, zeigt sich eindeutig, welches Urteil für dich das einzig Gültige ist!
Ein Fall von selbst erfüllender Eigenbeurteilung!

Dem konnten wir also garnichts hinzuzufügen!

Hi Joachim, <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">was bringt Euch beide eigentlich dazu, so über mich zu urteilen? ...

...alles geklärt ist und Gedankenspielerei Blödsinn sind.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Einfach auf Basis dessen was du schreibst und vor allem <b>wie</b> du dieses beschreibst. <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Erstens sind die vier Dimensionen doch recht variabel und abhängig von Geschwindigkeit und Gravitation...
Zweitens stellt die Zeit eine Zutat dar, ohne der ja sonst nichts denkbar wäre....
.. die Gravitation krümmt den Raum in die eine Richtung und die Zeit in eine andere...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote"> Das sind keine "Gedankenspielereien", so wie du es schreibst sind das "deine" Fakten.

Hallo Joachim,

„Erstens sind die vier Dimensionen doch recht variabel und abhängig von Geschwindigkeit und Gravitation.“

Das sehe ich im Prinzip genauso, nur würde ich „Gravitation“ durch „Energie-Impuls“ ersetzen. Man kann hier an die Gummituchanalogie denken.

„Für mich ist das ein Indiz dafür, dass zumindest die Gravitation aus einer anderen Dimension kommt, wenn sie in der Lage ist, solch einen Einfluss auszuüben.“

Daß die Gravitation „aus einer anderen Dimension kommt“, ist eine in der Stringtheorie geläufige These, von der es sogar mehrere Varianten gibt.

1) Die Gravitation mit einer fünften Dimension zu verbinden, war schon die Idee von Oskar Kaluza, der auf diese Weise aber nur die Gravitation (4 Dimensionen) mit dem Elektromagnetismus (Licht ist die Manifestion der fünften Dimension in unserer 4dimensionalen Raumzeit) vereinigen wollte.

2) Das ADD-Modell (Arkani-Hamed, Dimopoulos, Dvali): Hier handelt es sich um eine Branen-Theorie. Alle Wechselwirkungen sind auf die 4dimensionalen Branen eingeschränkt. Nur die Gravitation ist auch in der fünften Dimension wirksam, so daß man über die präzise Messung gravitativer Effekte die Extradimension müßte nachweisen können. In gewisser Weise könnte man also sagen, daß hier die Gravitation aus der fünften Dimension kommt.

3) Das Randall-Sundrum-Modell zweier Branen, die in der fünften Dimension getrennt sind. Hier hängt die Metrik der 4dimensionalen Raumzeit von der Position der Branen in der fünften Dimension ab. Die Stärke der Gravitation nimmt auf dem Weg von der „Gravitationsbrane“ zur „Schwachbrane“ (unser Universum) exponentiell ab, woraus sich erklärt, daß unsere Teilchenmassen im Vergleich zur Planck-Masse so winzig sind (Hierarchieproblem). Du scheinst Randall ja zu kennen, und Deine Vermutung, daß die Gravitation aus einer höheren Dimension kommen könnte, scheint ihrem Modell besonders gut zu entsprechen.

„Und das wiederum würde ja bedeuten, dass ein gefalteter Raum, wie er z. B. beim schwarzen Loch vorkommt, tatsächlich den Übergang in adere dimensionale Gefilde bildet.“

Dieser These gegenüber habe ich große Vorbehalte, obwohl auch Kip Thorne und Lee Smolin, die ich beide sehr schätze, so etwas sagen. Aber die schwarzen Löcher könnten noch in anderer Weise für Dich interessant sein, nämlich durch die Themen „Entropie“ und damit verbunden „holographisches Prinzip“. Manche Stringtheoretiker meinen, daß die Raumzeit und damit die Gravitation emergente Phänomene sind, die durch die Projektion höherdimensionaler Strukturen (etwa des 5dimensionalen Anti-deSitter-Raums) auf niederdimensionale entstehen (vgl. AdS/CFT Dualität). Auch das würde zu Deiner Vermutung passen, daß die Gravitation aus einer höheren Dimension stammt.

„Zweitens stellt die Zeit eine Zutat dar, ohne der ja sonst nichts denkbar wäre. Ein Punkt wird zur eindimensionalen Linie, der zu einer Fläche, was zu einem dreidimensionalen Körper wird, und der erhält einen zeitlichen Bestand, ohne dem er ja nur einen unmessbaren Augenblick, also eigentlich gar nicht existieren würde. Selbst virtuelle Teilchen haben ja einen zeitlichen Bestand.“

Zeit ist ein Riesenthema in den Theorien der Quantengravitation. Seit der Aufstellung der Wheeler-DeWitt-Gleichung (Resultat der kanonischen Quantisierung der ART) in den 1960er Jahren zerbricht man sich den Kopf darüber, was es bedeutet, daß die Zeit in dieser Gleichung nicht mehr vorkommt. Die These vom Verschwinden der Zeit in der Grundlagenphysik ist inzwischen weit verbreitet. Allerdings deutet man dies nicht wie Du in dem Sinne, daß es ohne Zeit nichts gäbe, weil ja alles in der Zeit andauert, sondern umgekehrt: Fundamental betrachtet steht alles still, Veränderung und Bewegung sind ein bloßer Schein bzw. emergent; in der Sprechweise der Quantenkosmologie: Die Wellenfunktion des Universums ist eingefroren.

Hawking/Hartle machen bekanntlich kurzen Prozess mit der Zeit. Sie kehren in den Einsteingleichungen das Vorzeichen der Zeit um und verwandeln sie damit in eine vierte Raumdimension. Statt einer 4dimensionalen Raumzeit mit Minkowski Signatur erhält man dann einen euklidischen 4dimensionalen Raum. Damit wird man zwar den Urknall los (no-boundary-condition) – aber die Rede von der „imaginären Zeit“ (das ist die Zeit mit negativem Vorzeichen) ist doch sehr problematisch. Außerdem sieht man nicht, wie sich in der Geschichte die 4dimensionale Raumzeit aus dem 4dimensionalen euklidischen Raum heraus entwickeln soll.

„So gesehen, stellt das alles eigentlich nur eine Dimension dar, die wir nur differenziert wahrnehmen und darstellen.“

Dem kann ich nicht folgen. Worauf willst Du hinaus?

„Hat irgendjemand von Euch eine Ahnung, ob es in der Mathematik oder Physik ähnliche Überlegungen gibt oder wie eine mathematische Beschäftigung mit einem mehrdimensionalen Raum aussieht, die nicht auf den vier Dimensionen basiert, sondern die Raum-Zeit als eine (oder zwei) Dimension(en) sieht?“

Wie oben gesagt, gibt es einige Theorien, die die 4dimensionale Raumzeit (und damit die Gravitation) als Niedrigenergienäherung höherdimensionaler Strukturen zu deuten versuchen. Theorien, die die Raumzeit als eine einzige Dimension behandeln, sind mir nicht bekannt.

Viele Grüße
Johannes

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Pi</i>
<br />Die Relativitätstheorie sagt ja, je scheller wir uns bewegen, desto mehr schrumpft der Raum und desto mehr wird die Zeit gedehnt. Bei Lichtgeschwindigkeit geschieht dann offensichtlich außerhalb des bewegten Objektes alles zur gleichen Zeit und der umgebende Raum ist dann nicht mehr vorhanden. Wie also kann das Photon in Wechselwirkung mit anderen Elektronen treten?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Normalerweise betrachtet man Wechselwirkungen experimentell im Laborsystem und nicht im Ruhesystem des Teilchens, das mit Lichtgeschwindigkeit oder fast Lichtgeschwindigkeit fliegt.
Der Unterschied ist für v&lt;c dann einfach eine Lorentztranformation
(von Energie und Impuls).
Ausserdem erscheint einem schnell bewegten Beobachter der Raum
nur unter einem Winkel verdreht.

Unser Verständnis von Absorption und Emission (gerade auch im Hinblick auf die Quantenmechanik und deren Interpretation) ist meiner Meinung nach möglicherweise noch nicht ganz perfekt.