Blau- bzw, Rotverschiebung bei Sternen

Berichtigung, es fehlt eine Klammersetzung: E’/E= sqrt{(1-v/c)/(1+v/c)}
und btw es sollte natürlich t+dt heißen :wink:

Eigenartige Quellen hast du. Ich lese etwas anderes:

§15, 4. Gleichung

„Ein mit der Geschwindigkeit v fliegender Körper, der in Form von Strahlung die Energie E0 aufnimmt, ohne hierbei seine Geschwindigkeit zu ändern, erfährt dabei eine Zunahme seiner Energie um den Betrag…“

Damit kann ich leben. Wenn er Energie aufnimmt, ohne schneller zu werden, erhöht sich seine Energie.
Das ganze bezieht sich ja letztlich auf seine kinetische Energie - und das stimmt mich absolut fraglich. Wie hoch ist diese, wenn ein Objekt sich mit hoher Geschwindigkeit auf mich zu bewegt, um mich gerade nicht zu treffen? Die wäre 0.
Nun stelle man sich vor, solch ein Objekt wäre real. Ein Asteroid würde bei einem Gammaausbruch so stark beschleunigt, dass er sich mit knapp unter c der Erde nähert. Er ist so schnell, dass die Infrarotstrahlung seiner Wärme als helles Licht leuchtet. Das Licht wäre real - wie soll ich mir sein Aussehen vorstellen, wenn er an mir vorbeizieht?? Vorne hell, hinten dunkel? Und wie passt das Ganze dann noch zur Zeitdilattation? Nach dieser müsste er rotverschoben sein, wenn er sich auf mich zu bewegt.

Wenn Du einsiehst, dass Licht Energie gewinnt, dann ist die Frage doch geklärt.
E_ph=h*f, d.h. eine Energiezunahme ist äquivalent zu einer Frequenzzunahme.

Ach ja, zum Asteroiden: Genau richtig, im Sichtbaren wäre er dann vorne hell (außer er ist so schnell, dass das Licht bereits oberhalb des Visuellen liegt), hinten dunkel. Allerdings kommen natürlich noch weitere Effekte hinzu, z.B. dass ich ihn je nach zurückgelegter Strecke und Geschwindigkeitsdifferenz evtl. nur recht kurz anfliegen sehe, da sein Licht ggf. nur knapp vor dem Asteroiden selbst ankommt. Dazu kommen eine Menge weiterer Effekte bei v nahe c, z.B. dass man eine andere Seite des Objektes sieht als dieses dem Beobachter zuwendet usf. Die Zeitdilatation ist durchaus anwendbar auf die Photonenwellenlänge (mathematisch äquivalent zum relativistischen Dopplereffekt), außerdem beschreibt sie den zeitlichen Abstand in dem ein Photon nach dem anderen mich vom Asteroiden aus erreicht, also die beobachtete Länge eines Zeitintervalls.

Wenn Du einsiehst, dass Licht Energie gewinnt, dann ist die
Frage doch geklärt.
E_ph=h*f, d.h. eine Energiezunahme ist äquivalent zu einer
Frequenzzunahme.

Nein, kann ich nicht einsehen. Woher soll denn diese ominöse Energie kommen??? Das war ja meine Eingangsfrage.
Wirkt eine Kraft, die ihn beschleunigt, ändert sich das Spektrum entsprechend, klar. Hier ist klar zu sehen, dass sich aufgewandte und abgegebene Energie decken. Woher soll aber eine bei gleichförmiger Bewegung kommen, die als kräftefrei definiert ist??

Ach ja, zum Asteroiden: Genau richtig, im Sichtbaren wäre er
dann vorne hell (außer er ist so schnell, dass das Licht
bereits oberhalb des Visuellen liegt), hinten dunkel.

Dann ist Bewegung nicht relativ sondern absolut. Mit welcher Geschwindigkeit von was ist dann der Referenznullpunkt?

Die Zeitdilatation ist durchaus
anwendbar auf die Photonenwellenlänge (mathematisch äquivalent
zum relativistischen Dopplereffekt), außerdem beschreibt sie
den zeitlichen Abstand in dem ein Photon nach dem anderen mich
vom Asteroiden aus erreicht, also die beobachtete Länge eines
Zeitintervalls.

Nein, ist nicht anwendbar. Wenn man unterstellt, dass bewegte Uhren tatsächlich langsamer gingen (was logisch unmöglich ist und experimentell NICHT bewiesen ist, dafür das Gegenteil, aber egal…), bewegen sich diese ausschliesslich zwischen zwei Extrempunkten:

  1. bei c stünden sie still
  2. bei Ruhe zueinander gingen sie am schnellsten.

Eine Blauverschiebung lässt sich auch damt nicht begründen, der Dopplereffekt wurde nur so ins Feld geworfen. Eine logische Herleitung dessen für Licht ist mir nicht bekannt.

Natürlich ist es experimentell bewiesen, und wie! :smile: Nämlich durch zehntausende Experimente. Unter anderem funktioniert jegliche Weltraummission nur unter Zuhilfenahme der SRT bzw. normalerweise nimmt man gleich die ART.
Siehe zu Experimenten z.B. hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Tests_der_speziellen_Re…

Bei der Blauverschiebung musst Du nur berücksichtigen, dass das sendende Objekt nach einer Zeiteinheit auch näher am Empfänger ist. Genau dadurch nimmt der Empfänger die Zeit des Objektes als beschleunigt wahr, wobei das Objekt aber der Zeitdilatation unterliegt. Rechnet man den geometrischen Effekt des Näher-Herankommens heraus, bleibt die normale Zeitdilatation übrig.

Natürlich ist es experimentell bewiesen, und wie! :smile: Nämlich
durch zehntausende Experimente. Unter anderem funktioniert
jegliche Weltraummission nur unter Zuhilfenahme der SRT bzw.
normalerweise nimmt man gleich die ART.
Siehe zu Experimenten z.B. hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Tests_der_speziellen_Re…

Stimmt nicht, leider. Man muss schon zweimal hinschauen, um der Propaganda nicht zu verfallen. Dann musst du bitte auch aufpassen, von was ich rede: der Gammafaktor für Zeit in der SRT ist richtig und wichtig, nur ist das keine Dilatation. Würde die Zeit noch langsamer lauen, müsste ich gamma² nehmen. Bewegte Uhren können nicht langsamer gehen! Es gibt auch keine Logik, mit der man sich das vorstellen kann, es ist hanebüchener Quatsch.
Der Fehler liegt bei Einsteins Herleitung. Und dass Licht unabhängig vom Bewegungszustand immer gleich schnell und somit gleichartig spektralverschoben ist, zeigt dieses Küchenexperiment:
http://www.youtube.com/watch?v=Fu_UZQkz2DI

Bei der Blauverschiebung musst Du nur berücksichtigen, dass
das sendende Objekt nach einer Zeiteinheit auch näher am
Empfänger ist. Genau dadurch nimmt der Empfänger die Zeit des
Objektes als beschleunigt wahr,

Wieso das?

Das Objekt sendet im bewegten Zustand in jedem Inertialsystem die gleiche Energiemenge aus. Gleichzeitig aber ist die Energie dem Empfänger entgegenkommenden Lichts erhöht, während die zur anderen Richtung gehende Lichtenergie pro Quant erniedrigt ist.
Auch wenn jemand ein Steinchen aus dem Raumschiff wirft, tut dieses ziemlich weh* wenn ich dem Steinchen mit 10 km/s entgegenfliege und es wirkt eine große Kraft auf mich aus. Trotzdem erfährt der Mann der es wirft nur einen ungleich kleineren Rückstoß im Bezugssystem seines bewegten Raumschiffes. Im Bezugssystem des Licht absondernden Asteroiden erfährt dieser analog einen kleinen Rückstoß durch das zum Empfänger fliegende Licht welches dieser als blauverschoben wahrnimmt (der Asteroid erfährt z.b. durch thermische Abstrahlung bei Sternferne etwa gleich viel Rückstoß auf allen Seiten und eventuelle Anisotropien in seinem Ruhesystem beeinflussen natürlich seine Dynamik).

Ansonsten rechne es einfach nach: Der relativistische Dopplereffekt verstößt selbstverständlich weder gegen Energieerhaltung noch gegen Impulserhaltung. Die erhöhte Frequenz kommt ja nur davon, dass während eine Welle abgestrahlt ist, der Sender sich im Bezug zum Empfänger bewegt (was wie gesagt sowohl im klassischen wie auch im relativistischen Fall die Frequenz - wie nun wirklich leicht einzusehen ist - ändern muss).

*Untertreibung

Wieso, das Phänomen ist doch nur relativ Sender - Empfänger

Das Objekt sendet im bewegten Zustand in jedem Inertialsystem
die gleiche Energiemenge aus. Gleichzeitig aber ist die
Energie dem Empfänger entgegenkommenden Lichts erhöht, während
die zur anderen Richtung gehende Lichtenergie pro Quant
erniedrigt ist.

Und genau das verstösst gegen den Energieerhaltungssatz. Denn auf diese Weise würde ich von jedem sich bewegendem Objekt aus eine andere Energie messen. Sorry, ist Quatsch, bleibt Quatsch und lässt sich experimentell nicht beweisen (meint Gruber).

Wieso, das Phänomen ist doch nur relativ Sender - Empfänger

Welcher Empfänger, alle möglichen? Dann ist es absolut. Wenn nur einer, ist es unmöglich.

Ich habe Dir weiter vorne mittels absolut grundlegender Formeln bewiesen, dass Geschwindigkeit des Lichtes und seine Frequenz gar nichts miteinander zu tun haben. Wie sollte das auch sein, da Licht immer gleich schnell ist? Hat jetzt jegliches Licht bei Dir immer die gleiche Frequenz oder wie? Warum bringst Du dann „spektralverschoben“ überhaupt mit einer Änderung von c in Verbindung?

„Wieso das?“ Hast Du Dir überhaupt den klassischen Dopplereffekt mal angeschaut? Solange Dir anscheinend Grundlagen fehlen, macht es doch wenig Sinn, hier weitergehende Prinzipien zu diskutieren. Oder warum sollte die Frequenz im relativistischen Fall nun nicht analog zum klassischen dem Dopplereffekt unterliegen? Man muss im relativistischen nur (zusätzlich) fordern, dass c konstant bleibt, das Prinzip der Frequenzänderung bleibt aber und es ändert sich nur dessen Betrag (und auch das nur merklich falls die Sender-Empfänger-Relativgeschwindigkeit nahe genug bei c liegt)

„Und dass Licht unabhängig vom Bewegungszustand immer gleich schnell und somit gleichartig spektralverschoben ist […]“
Ach ja? Wie erklärst Du Dir dann eigentlich dieses Verhalten der Abstrahlung jedes beliebigen Körpers im Universum:
http://de.wikipedia.org/wiki/Dopplerverbreiterung Eigentlich dürfte es die Dopplerverbreiterung also gar nicht geben?

Genau das tue ich aber. Warum noch gleich sind Sterne blau- oder rotverschoben nach Deiner Logik? Dass sie das sind, kann man an ihren Spektrallinien sehen. Schließlich sind die Übergänge aus der Atomphysik klar definiert. Oder ist die gesamte Atomphysik unserer Historie neben Einstein auch noch falsch ? :smiley:

In der klassischen Physik ist die kinetische Energie in jedem Intertialsystem übrigens auch immer unterschiedlich. Ein ruhendes Wildschwein hat keine kinetische Energie, außer ich betrachte es aus dem System meines fahrenden Autos :wink: Das ist schon seit Newton so. *wunder*

Genau das tue ich aber. Warum noch gleich sind Sterne blau-
oder rotverschoben nach Deiner Logik? Dass sie das sind, kann
man an ihren Spektrallinien sehen. Schließlich sind die
Übergänge aus der Atomphysik klar definiert. Oder ist die
gesamte Atomphysik unserer Historie neben Einstein auch noch
falsch ? :smiley:

Es kommt noch schlimmer!

In der klassischen Physik ist die kinetische Energie in jedem
Intertialsystem übrigens auch immer unterschiedlich. Ein
ruhendes Wildschwein hat keine kinetische Energie, außer ich
betrachte es aus dem System meines fahrenden Autos :wink: Das ist
schon seit Newton so. *wunder*

Thema Newton: welche der beiden Aussagen ist falsch:

  1. ein Körper ist träge, wenn keine Kraft auf ihn wirkt.
  2. ein Körper ist träge, wenn eine Kraft auf ihn wirkt.

Genau für die Beziehung zwischen unterschiedlichen Messstellen gibt es schließlich Lorentz-Transformationen (in der klassischen Physik sind das Galilei-Transformationen).
Es ist schon in der klassischen Physik so, dass Du eine andere Uhrzeit misst, wenn Du meine Uhr vom Eiffelturm aus abliest (da das Licht bis dorthin eine kurze Weile braucht). Man hat also immer ein lokales Messergebnis, hauptsache man kann die Systeme in denen man misst ineinander umrechnen. Und wenn Du das versuchst, liefert nur Einstein die richtige Umrechnung die mit den jeweils aufgeschriebenen Werten übereinstimmen. Z.B. dass eine Atomuhr die mit dem Flugzeug transportiert wurde je nach zeitlicher Länge des Transportes immer mehr nachgeht.

Ich habe Dir weiter vorne mittels absolut grundlegender
Formeln bewiesen, dass Geschwindigkeit des Lichtes und seine
Frequenz gar nichts miteinander zu tun haben. Wie sollte das
auch sein, da Licht immer gleich schnell ist? Hat jetzt
jegliches Licht bei Dir immer die gleiche Frequenz oder wie?
Warum bringst Du dann „spektralverschoben“ überhaupt mit einer
Änderung von c in Verbindung?

Es geht nicht um die absolute Frequenz sondern deren Änderung! Und wenn sich ein Körper zu mir bewegt, dessen f höher ist als in „Ruhe“, dann muss zwingend sein c höher sein. Es sei denn, er emittiert sie schon höher, was nun garnicht vernünftig begründbar ist.

„Wieso das?“ Hast Du Dir überhaupt den klassischen
Dopplereffekt mal angeschaut?

Ja, natürlich. Der funktioniert ja nur aufgrund einer Geschwindigkeitsänderung. Aber klassisch addiert man diese ja auch einfach a la v1 + v2 = vges.

Solange Dir anscheinend
Grundlagen fehlen, macht es doch wenig Sinn, hier
weitergehende Prinzipien zu diskutieren.

Die Grundlagen der Logik scheinen jeglichem Physiker zu fehlen. Wie leitest du denn den optischen Dopplereffekt vernünftig aus dem akustischen her? c + c = c!

Oder warum sollte die
Frequenz im relativistischen Fall nun nicht analog zum
klassischen dem Dopplereffekt unterliegen? Man muss im
relativistischen nur (zusätzlich) fordern, dass c konstant
bleibt, das Prinzip der Frequenzänderung bleibt aber und es
ändert sich nur dessen Betrag (und auch das nur merklich falls
die Sender-Empfänger-Relativgeschwindigkeit nahe genug bei c
liegt)

„Und dass Licht unabhängig vom Bewegungszustand immer gleich
schnell und somit gleichartig spektralverschoben ist […]“
Ach ja? Wie erklärst Du Dir dann eigentlich dieses Verhalten
der Abstrahlung jedes beliebigen Körpers im Universum:
http://de.wikipedia.org/wiki/Dopplerverbreiterung Eigentlich
dürfte es die Dopplerverbreiterung also gar nicht geben?

Lese ich da „temperaturabhängig“? …
Ohne Energie geht das nicht.

Und wenn Du
das versuchst, liefert nur Einstein die richtige Umrechnung
die mit den jeweils aufgeschriebenen Werten übereinstimmen.
Z.B. dass eine Atomuhr die mit dem Flugzeug transportiert
wurde je nach zeitlicher Länge des Transportes immer mehr
nachgeht.

Sehr kritikwürdiges Experiment, dass ein Profi besser unter den Tisch fallen lassen sollte.
Geht das nicht einfacher mit Haushaltsmitteln?
Ausserdem habe ich eindeutig geschrieben, dass der Gammafaktor der Zeit richtig ist und dass deshalb bewegte Uhren nicht langsamer gehen.

„Die Grundlagen der Logik scheinen jeglichem Physiker zu fehlen.“
Hahaha :wink: Mit solchen Aussagen wäre ich vorsichtig. Sie können leicht auf einen selbst zurückfallen.

Das mit dem Dopplereffekt ist eigentlich gar nicht so schwer: Die Lichtgeschwindigkeit sei ein Kästchen/Zeiteinheit und der Sender bewege sich nach rechts mit 0,5 Kästchen/Zeiteinheit und stoße ab -5