Beiträge von Pi im Thema „Was sieht ein Photon?“

Offensichtlich habe ich sowohl die Interpretation als auch die hypothetische Sicht eines relativistisch bewegten Beobachters falsch interpretiert. Letzeres kann ich auch nachvollziehen, doch die Transformation habe ich auch auf den Raum als solchen bezogen, nicht nur auf Energie und Impuls.
Dafür, dass wir in der Erkenntnisfähigkeit un dessen Gewinn momentan noch mit Kinderschuhen herum tapsen, haben wir schon einiges gewonnen. Dass damit nur noch mehr Fragen auftauchen, kann uns noch mehr anspornen oder auch deprimieren. Ich finde es spannend, sich damit zu beschäftigen.
Joachim

Hallo Johannes,
Meine Antwort habe ich geschrieben, bevor ich Deinen Kommentar gelesen habe. Ich habe nicht bemerkt, dass wir schon auf Seite 4 sind.
Das ADD-Modell ist mir gerade neu. Und das Modell von Randall und Sundrum finde ich ziemlich eindrucksvoll, obwohl ich ganz bestimmt nicht mal ein Zehntel verstanden habe, nur in groben Zügen. Aber ehrlich gesagt, deren Darstellung des Ursprungs der Gravitation aus einer höhereren Dimension hat mich am meisten beeindruckt, und darüber habe ich auch lange nachgedacht.
Die vier Dimensionen als eine zu betrachten, kam mir in den Sinn, als ich mich fragte, ob das Konzept von Raum und Zeit aus einer höherdimensionalen Betrachtung, zumal Geschwindigkeit, also Zeit unter gewissen Aspekten ja auch aus der Betrachtung fallen kann. Aber ich gebe zu, dass ich aufgrund meines Amateur-Charakters über das Ziel hinausgeschossen bin. Ich glaube, dass ich mich mal intensiver mit dem Anti-de-Sitter-Raum und mit einigen Feldtheorien,beschäftigen sollte, jedenfalls soweit ich dazu in der Lage bin.
Ich bin möglicherweise ein bisschen schlauer geworden dank Deiner Unterstützung.
Auch viele Grüße.
Joachim

Meine Gedankenspielereien sollten eigentlich auf Fakten basieren. Jedenfalls habe ich das mit der Krümmung von Raum und Zeit so verstanden. Wenn ich falsch liege, wäre doch eine Aufklärung sinnvoller als diese Herabsetzung. Ich habe anfangs ja schon erklärt, dass ich nicht allzu viel von Mathematik verstehe, sehe aber nicht ein, dass man nicht den Versuch unternehmen darf, sich die Dinge vorzustellen und darüber hinaus auch rum zu phantasieren. Wenn ich jemandem auf den Schlips getreten bin, tut mir das Leid. Besserwisserei hatte ich ganz bestimmt nicht vor. Aber lasst es, mich oder andere mit Schlamm zu bewerfen.
Ich habe in letzter Zeit einiges über Relativitätstheorie gelesen und da sind bei mir Fragen aufgetaucht, die ich nicht im Alleingang beantworten wollte, sondern mit anderen, die sich auch dafür interessieren Ist bis jetzt schiefgegangen....
Sollte ich in Richtung Arroganz oder Egozentrik gefahren sein, tut mir Leid.
Joachim

Hallo Stephan, hallo Günther,
was bringt Euch beide eigentlich dazu, so über mich zu urteilen? Im Gegensatz zu Eurer Meinung halte ich eigentlich ´ne Menge von den Physikern und Ihren Erkenntnissen und Schlussfolgerungen. Wenn ich sage, dass ich irritiert bin, dann deshalb, weil irritiert bin so ist und nicht, weil das, was in der Wissenschaft etabliert ist, für mich falsch ist. Ich versuch das nur zu verstehen und frage andere danach, Euch zum Beispiel.Aber In einem habt Ihr wohl Recht: Ich hab nicht gewusst, dass es keine losen Enden mehr gibt, alles geklärt ist und Gedankenspielerei Blödsinn sind.
Joachim

Hallo Frank, die Gravitation krümmt den Raum in die eine Richtung und die Zeit in eine andere. die Entfernungen in der Raum-Zeit, also das Verhältnis von Raum und Zeit zueinander, und nichts anderes ist ja die Raum-Zeit, ändert sich ja nicht. Was hältst Du denn von den Überlegungen z. B. von Lisa Randall über das Thema Mehrdimensionalität?
Trivial:Jetzt muß ich in die Heia, um bald wieder zur Arbeit zu gehen. Ich freue mich auf weitere Kommentare.
Joachim

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

Andere vermuten, dass es zusätzliche, aus unserer Warte winzige, aufgerollte Dimensionen gibt. Ob sie, wenn sie denn existieren, Derivate unserer Raun-Zeit sind oder Artefakte aus der Zeit des Untergangs der Dimensionen, die nicht überlebt haben, sei mal dahingestellt.
Ich meinte natürlich nicht, dass es in unserer Raum-Zeit, oder gar in unseren drei Dimensionen sich ein übergeordneter Raum versteckt, sondern eher umgekehrt, dass die uns erfahrbaren vier Dimensionen (3+1) Ableger oder auch Bestandteil einer oder mehrerer Dimensionen im Sinne einer höheren Wirklichkeit oder meinetwegen auch Hyperraumes ist. Die geringe Stärke der Gravitation wird ja von manchen Theoretikern so erklärt.
Joachim

Hallo Kalle, die Jg ist abhängig vom Medium, durch das sich das Licht bewegt, d.h. Licht bewegt sich immer mit Lg, nur änert sie sich je nach Medium, so wie Entfernungen und Zeit sich mit veränderter Geschwindigkeit änern. Ausgehend von einer unveränderlichen Lg unter Idealbedingungen (Vakuum) ist eben doch alles relativ...
Joachim

Hallo Kurt, hallo Leute,
so in etwa habe ich es auch gelernt. Trotzdem bleibt die Frage, was mit der Lg gemeint ist: Die des einzelnen Photons oder die aller in einem gemessenen System, inclusive der "Fehlzeiten" von ca 10^-9 Sekunden pro Absorption.Wenn sich diese Zeiten aber wieder gegenseitig aufheben, weil ja nicht jede Absorption der Photonen zur gleichen Zeit geschehen, hat sich die Frage erübrigt. Trotzdem ist es ja technisch möglich, einzelne Photonen los zu schicken oder sichtbar zu machen.
So langsam kann ich mich hier dem nächsten Teil meiner Frage widmen.
Joachim

Hallo Kurt,
wenn die Abstrahlung sowieso in alle Richtungen erfolgt, ist die Richtungsinformation und die Frage danach irrelevant. Und die Frage bleibt bestehen, ob es die selben Photonen sind, die in M 31 gestartet sind und unser Auge erreichen oder immer wieder neue, durch fortwährende Absorption und Emission. Und ja, ich weiß, was ein Absorptions-Spektrum ist.
Auch Dir gute Nacht.
Joachim

Deine Meinung ist mir aber wichtig, also mal anders: Ist es denkbar, dass die Richtung des ursprünglichen Photons doch als Teil-Information beibehalten wird? Wenn ich das richtig verstanden habe, kann man das Higgs-Feld als eine Art Bremse verstehen, welches das Quantenfeld mit bestimmten Eigenschaften derart beeinflusst, dass daraus unter-lichtschnelle Teilchen entstehen. Photonen bzw Quanten des EM-Spektrums haben offensichtlich diese Eigenschaften nicht und bleiben demzufolge lichschnell. 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. Was die Gravitation angeht, spekuliert man ja eine höhere Dimension, in der die Gravitation, d.h. die Raum-Zeit-Krümmung durch Masse, also der Wechselwirkung von lichtschellen Feldern mit dem Higgs-Feld, eine ganz andere Wirkung hat. Und dort, in der anderen Dimension mag ein Richtungsvektor eine Information sein, die beliebig übertragbar ist und in unserer Raum-Zeit als bestimmte Richtung erscheint.
Vielleicht sollte ich mal an meiner Angewohnheit, Bandwurmsätze zu schreiben basteln.
Und noch eine gute Nacht.
Joachim

Genauer gesagt: Wenn die uns vertraute Drei-bzw. Vierdimensionalität durch das Erreichen der Lichtgeschwindigkeit der ART zufolge derart verändert wird, dass sie "nur noch" eine Information darstellt, die erst unterhalb der Lichtgeschwindigkeit (Higgs-Feld?) konkret wird, mag die Richtungsanzeige, die für uns im Raum konkret ist, auch eine Information sein, die vom vorherigen Photon hinterlassen wurde und dann vom jetzigen übernommen wird. Wobei die Frage entsteht, ob in einem derartigen Kontinuum, wo Raum und Zeit eine andere Bedeutung haben als hier, von verschiedenen Teilchen in unserem Sinne gesprochen werden kann.
Joachim

Hallo Günther,
Ich weiß eben nicht genau, ob der Richtung als Teil-Information wirklich verloren gegangen ist. Abgesehen vom Quarakter einer Welle, die sich nach allen Seiten ausdehnt, wäre auch denkbar, dass sich aufgrund der Lichtgeschwindigkeit und der darauf folgenden Schrumpfung des umgebenden Raumes die Richtung im Raum für ein Photon anders konstituiert als von Objekten mit Ruhemasse, die sich unterlicht-schnell bewegen und demzufolge einen anderen Bezug zum umgebenden Raum haben.
Wie gesagt, ich habe von Mathematik zu wenig Ahnung, um das allein beantworten zu können.
Joachim

Hallo Frank, ich stimme Dir nicht ganz zu: Wenn ICH in den Aufzug steige, nach oben fahre (von M 31 aus starte) und dann oben angekommen bin (von einem Elektron absorbiert werde, so dass es in eine nächst-höhere Schale springt) und ich oben gegen ein identisches Wesen ausgetauscht werde (dass Elektron kann dort nicht bleiben, weil die Schale schon besetzt ist. Es springt wieder zurück und emittiert dabei ein Photon mit gleichen Informationen wie das vorherige, d.h. auch mit gleichem Richtungsvektor.) ist DER, der wieder runter fährt, nicht mehr ICH.
Inwieweit diese, meine Analogie Sinn macht, kann ich gerade nicht einschätzen. Vielleicht ist das Quatsch, was ich da schreibe.
Joachim

Hallo Leute,
Was ich Martin geschrieben habe, meint natürlich Folgeprozess Nr. 2 der Erklärung von Frank. Und deswegen behaupte ich weiterhin, dass das einzelne Photon erlischt, wenn es auf ein Elektron trift. Natürlich hat das Folge-Photon die gleiche Information wie das vorher absorbierte. Aber ist es deswegen richtig, vom selben Photon anstatt von der gleichen Information zu reden? Und wenn nicht, dann bleibt die Frage nach der Lichtgeschwindigkeit.
Joachim

Hallo Martin,
Photonen sind Quanten, also einzelne Teilchen. Von Individualität zu sprechen, mag nicht sonderlich wissenschaftlich sein, ist aber auch nicht falsch, wenn mann Individualität nicht mit Einzigartigkeit verwechselt. Individualität benutze ich, um mir klar zu sein, dass da noch andere wie das einzelne Ding, also Quant, existiert. Einzigartigkeit meint die Unverwechselbarkeit von komplexeren Systemen wie etwa der Persönlichkeit eines Lebewesens. Auch gibt es keinen Stein, der exakt wie ein anderer ist. Doch ein Photon unterscheidet sich nicht von einem anderen, gleiche Wellenlänge vorausgesetzt.
Danke für Deine Gedanken. Sie regen mich zum Nachdenken und genauerem Formulieren an.
Joachim

Hallo Frank,
kann ich mir nicht so recht vorstellen. Zwischen hier und M 31 befinden sich doch jede Menge Massenteilchen, also auch Elektronen. Und die fangen die Photonen ein, erhöhen ihre Energie und springen dann wieder in den vorherigen Zustand und emittieren ein neues Photon, welches wieder ein Stück des Wegs hinterlegt. Also das individuelle Photon, und das meine ich, hat keine große Lebenszeit. So meine Vorstellung.
Auch viele Grüße
Joachim

Hallo Martin,
Stimmt schon, was Du sagst über das Photo. Ist mir ja auch klar. So gesehen, war meine Ausgangsfrage mit einer, hoffentlich akzeptablen Provokation versehen :Tatsächlich kommen die Photonen, die uns erreichen, nicht aus z. B. 2 Mio Lj. Entfernung, sondern es enstehen immer neue Photonen auf dem Weg hierher. Da aber die Absorption und anschließende neue Emission eines Photons auf dem Weg von z.B.M 31 ziemlich oft geschieht, stellt sich mir eine andere Frage: Wenn sich die Photonen mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, die ca. 300000 Km pro Sekunde beträgt, ist die Gesamtgeschwindigkeit aller Photonen zwischen M 31 und uns doch eine andere als die eines einzelnen Photons. Umgekehrt, wenn die Dauer, mit der das Licht von M 31 2 Mio Jahre beträgt, müsste die Geschwindigkeit eines einzelnen Photons doch etwas höher sein. Was, oder wie hoch also ist die Lichtgeschwindigkeit: Die von einzelnen Photonen oder die aller Photonen innerhalb eines gemessenen Systems, z.B die Entfernung zu M 31?
Joachim

Inzwischen weit über 100x gelesen und keine Reaktion. Vielleicht die Frage mal anders formuliert: Offensichtlich sind die Ausdehnungen von Raum und Zeit dermaßen proportional zueinander, dass eine Veränderung der Zeit eine scheinbar gegenteilige Ausdehnung, also ein Schrumpfen des Raumes bewirkt, und zwar so, dass das Verhältnis von Raum und Zeit, also die Raumzeit immer gleich bleibt und die dazugehörige Konstante die (Licht)- Geschwindigkeit ist. Was aber geschieht mit dem Raum gesehen von einem Raumschiff, dass sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt (ich weis, dass das physikalisch unmöglich ist), oder eben aus Sicht eines Photons. Mir fällt es schwer, mir das Konzept der Raumzeit als stabiles System vorzustellen, da die Wahrnehmung des Raumes und der Zeit nur sehr subjektiv ist und von der Geschwindigkeit abhängt, mit der sich der sich der Beobachter bewegt. Sich die "Entfernungen nicht nur im Raum und einen (zeitlichen) Ablauf in der Raum-Zeit auszurechnen, mag ja noch möglich sein. Und sich die Raum-Zeit eingebettet in einem mehrdimensionalen Raum vorzustellen, dazu fehlt mir die mathematische Grundlage, obwohl mir schon der Gedanke kam, dass die Raum-Zeit vielleicht nur als eine, maximal zwei Dimensionen anzunehmen ist, eben eingebettet in weiteren Dimensionen.
Wer mag sich an der Gedanken-Spinnerei beteiligen?
Joachim

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? Hab ich da einen Denkfehler?
Joachim