Die Masse des Lichts

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fspapst

Gast
Das kann man so nicht verallgemeinern. Photonen von sichtbarem Licht mit Wellenlängen zwischen 400 und 700 nm oder Frequenzen im Bereich von 1E14 Hz haben zwar eine geringe Aequivalenzmasse; aber die Aequivalenzmasse von Photonen eines Gammastrahls mit der Frequenz 2,272E23 beispielsweise ist gleichgross wie die Masse eines ruhenden Neutrons, also 1,675E-27kg.
Orbit
Das hatte ich schon so verstanden, wenn auch etwas allgemein beantwortet.

Also kann es theoretisch auch Phototnen geben, die einige Killo wiegen?
Oder gibt es eine natürlich (ober)Grenze für die Photonenenergie (Frequenz, Masse ect...)?

:D Wenn ein Photon so schwer wird, dass es einen Schwarzschildradius erzeugt und nicht aus sich selber heraus kommt? :D SCHERZFRAGE befor jemand darauf antwortet.
 

elnolde

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Die hast Du doch schon mit Deiner Muttermilch eingesogen. Willst jetzt etwa wieder zu Mami umziehen? :)))))))))))))))

Ja Orbit, ich konnte schon sehr früh Eins und Eins zusammenzählen und kam dann auf Zwei, um Deinem Gedankengang bezüglich Muttermilch zu folgen. Aber wenn ich zu Mami ziehen wollte, würde ich beim Versuch, die höheren Weihen der Tensorrechnung zu verstehen, leider sterben müssen.;)

Hier also nochmal meine Frage: Kennt Ihr ein gutes Standardwerk zur Astronomie?

Beste Grüße

elnolde
 

Orbit

Registriertes Mitglied
Oder gibt es eine natürlich (ober)Grenze für die Photonenenergie (Frequenz, Masse ect...)?
Ja, die Planckmasse ist die Grenze. Ein Teilchen, also auch ein Photon, kann nicht schwerer sein als 2,178E-8 kg. Die Energie kannst Du mit E = mc^2 und die Frequenz mit f = E/h selbst ausrechnen.
Für 1kg solcher schwergewichtiger Photonen bräuchtest du also ca. 4,6 Milliarden Stück ;)
Orbit
 

ralfkannenberg

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geht entweder in die Richtung: "understand Kerrmetrik or die" oder "Die Erde ist der dritte Planet in unserem....." Irgendetwas dazwischen?

Gratuliere elnolde, das wird mein "Spruch der Woche" :)

Dazwischen ... - zu meiner Zeit waren die dtV-Atlanten sehr hilfreich, also der dtV-Atlas zur Astronomie und die beiden dtV-Atlanten zur Physik. Damals gab es auch noch den dtV-Atlas zur Atomphysik, der war auch super !

Freundliche Grüsse, Ralf
 

elnolde

Registriertes Mitglied
Hallo Ralf,

den dtv zur Atomphysik hab ich gerade aus der Bibliothek ausgeliehen um die anderen Werke die ich gerade lese verstehen zu können. Ich bin jedoch mit den dtv-Atlanten nie so wirklich gut zurecht gekommen.

Wenn ich ein Fachbuch kaufe (und davon habe ich sehr viele) dann wünsche und erwarte ich eben, dass Formelzeichen (als Indizes) im Klartext bezeichnet werden. Als einfaches Beispiel: umgekehrtes Groß Delta in der Quantenmechanik (Nabla-Operator nach langem suchen). Nur bei einer Vorlesung kann man erfahren wie dies bezeichnet wird. In keinem Werk wird dieser Begriff dann (als Wort ausgeschrieben) erläutert. Das ärgert mich ungemein, da ich dann eventuell zwar die herleitung nachvollziehen kann, diese jedoch nicht widergeben kann, da mir die entsprechenden Termini fehlen. Und dies ist bei den dtv-Atlanten nicht anders.

Anderes Beispiel die Buchstaben die in der Mathematik gotisch geschrieben werden. Sage ich zum Beispiel x^2 gotisch A oder x^2 alt A, Fettes A, wasweissich A? Diese Information gibt es nirgends und das finde ich tragisch. Ist auch bei vielen Artikeln im Wiki nicht anders. Die Terminologie erschliesst sich nur demjenigen, dem sie bereits geläufig ist.

Beste Grüße

elnolde
 
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jonas

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Ein (unendlich langer) Lichtstrahl ist Zylindersymmetrisch, also ist die Gravitationswirkung zylindersymmetrisch.
Hmmm, müsste da nicht etwas kegelsymmetrisches rauskommen? Das erste Photon im Strahl müsste doch seine Gravitationswirkung wie in einem Mach'schen Kegel abgeben. Und die nachfolgenden Photonen können den Kegel nicht weiten, da ihr Kegel stets innerhalb des Kegels des ersten Photons bleibt.
 

Orbit

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Ich denke, deshalb hat Ich 'unendlich lang' geschrieben - um sich die Enden des Lichtstrahl vom Leibe zu halten. :)
 
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Ich

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Hmmm, müsste da nicht etwas kegelsymmetrisches rauskommen?
Ich glaub, dass "kegelsymmetrisch" noch nicht erfunden ist. Zylindersymmetrisch beinhaltet Kegel mit, soweit ich weiß. Außerdem gibt's da noch das Problem mit dem "unendlich" langen Lichtstrahl, der hat ja per Definitionem keinen Anfang.
Aber so ganz sauber war der Begriff nicht, da hast du schon recht. Symmetrisch bezüglich z-Verschiebung gehört noch dazu, nicht zwangsweise aber symmetrisch bezüglich xy-Spiegelung.
Als Antwort auf die Quizfrage wage ich mal folgenden Tipp:
Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts und der Gravitation ist c. Wenn die G-Felder der Photonen sich überlagern, sind die Photonen schon eine Haus weiter. Die Wirkung des G-Feldes hinkt immer einen Takt hinterher.
Stehende Wellen sind dagegen wie ruhende Massestäbchen. Oder so.
Naja, die G-Felder könnten wenigstens noch die nachfolgenden Photonen erwischen.
Das Problem: wenn es zwei parallele Lichtstrahlen gibt und sonst nichts, dann hängt ihre Energie nur vom Beobachter ab, kann insbesondere beliebig nah an 0 sein. Mit Energie 0 würden sie sich nicht gegenseitig anziehen.
Naja aber ich gebe zu, so ganz wasserdicht ist das Argument nicht.
 

Klaus

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Naja, die G-Felder könnten wenigstens noch die nachfolgenden Photonen erwischen. ... Mit Energie 0 würden sie sich nicht gegenseitig anziehen.

Und wie hoch ist die Energie eines Photons, wenn man sich mit Lichtgeschwindigkeit in dessen Bewegungsrichtung bewegt, so wie es die nachfolgenden Photonen tun?
 

Orbit

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Mit 'man' meinst Du einen Beobachter, oder? Und dann ist das eine spitzfindige und realitätsfremde Lehrerfrage wie all die unseligen Rechenaufgaben aus der Volksschule. ('4 Arbeiter entleeren einen Zügelwagen in 40 Minuten. Wie lange brauchen 160 Arbeiter?')
Ich beantworte sie Dir nicht. Da ich aber Deine Intention missverstanden haben könnte, möchte ich wissen, warum Du Deine Frage an dieser Stelle dieses Threads stellst.
Orbit
 
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Klaus

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Hallo Orbit, ich hab weder Dich zitiert, noch würde nicht davon ausgehen, daß Du die Frage korrekt beantwortest.
Photonen die sich in die gleiche Richtung bewegen befinden sich zueinander in Ruhe. Von Gravitationskräften zw. zueinander ruhenden Photonen auszugehen halte ich für unsinnig. Und wenn ein Photon so was wie ein gravitatives Moment besitzen sollte, dann wäre es doch äußerst unwahrscheinlich, daß selbiges hinter der Bewegung des Photons hinterherhinkt.
 

Ich

Registriertes Mitglied
Und wie hoch ist die Energie eines Photons, wenn man sich mit Lichtgeschwindigkeit in dessen Bewegungsrichtung bewegt, so wie es die nachfolgenden Photonen tun?
Ist nicht definiert. Für Licht existiert naturgemäß kein Ruhesystem, in dem ma die Energie messen könnte.
Für v<c ändert sich die Energie der Photonen mit v; das ist aber kein wasserdichtes Argument, dass parallele Photonen sich nicht gegenseitig anziehen könnten, weil trotzdem ein invarianter Effekt rauskommen könnte. Das führe ich aber jetzt nicht weiter aus, weder ist es besonders interessant noch habe ich mir viele Gedanken dazu gemacht.
 

SRMeister

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Hallo "Ich",
ich möchte nur eine kurze Zwischenfrage stellen, anknüpfend an deinen letzten Beitrag:
Wenn sich parallele Photonen gegenseitig anziehen würden, würde das bedeuten, das quasi ein Laserstrahl auf weite Entfernung doch eine Bündelung erfährt, zumindest eine Bündelung die dem Auseinandergehen leicht entgegenwirkt.
 

Ich

Registriertes Mitglied
Wenn sich parallele Photonen gegenseitig anziehen würden, würde das bedeuten, das quasi ein Laserstrahl auf weite Entfernung doch eine Bündelung erfährt, zumindest eine Bündelung die dem Auseinandergehen leicht entgegenwirkt.
Ja, wenn sie das täten, wäre das der Fall. Ich kenne einen ähnlichen Effekt (natürlich nicht wegen Gravitaion, sondern aufgrund optischer Eigenschaften von Medien) unter dem Namen Autokollimation. Wikipedia ist da aber anderer Ansicht.
 
F

fspapst

Gast
Und wie hoch ist die Energie eines Photons, wenn man sich mit Lichtgeschwindigkeit in dessen Bewegungsrichtung bewegt, so wie es die nachfolgenden Photonen tun?

Die Lichtgeschwindigkeit ist immer gleich, unabhängig von der Geschwindigkeit des Beobachters (also des zweiten Phototns) vermute ich mal. Das mit Lichtgeschwindigkeit die Zeitdillatation sehr groß ist, muss die dann beobachtete Frequenz ebenfals sehr groß sein und die Energie somit auch.
Eigendlich müste der Flug des Photons in nahezu Nullzeit gemessen werden - egal wie weit - und die Entfernung durch das Universum auf nahezu Null reduzieren. (Zeitdillatation, Raumkrümmung ect...)
Mit c wird die Strecke und Zeit = 0, ( die Energie = unendlich?)
 

Orbit

Registriertes Mitglied
@ Klaus
Hast Recht. Die Antwort von Ich in #33 zeigt mir, dass ich Deine Frage nicht richtig einordnen konnte.
Orbit
 

MichaMedia

Registriertes Mitglied
Ich glaub ich muß hier ein paar "Gedankenvorstellungen" der Darstellung von Licht und Photonen ins richtige Licht rücken.

a. Es wurde gesagt von Orbit,
...die Masse eines Lichtstrahls aber zylindersymmetrisch....
daruf von Jonas:
Hmmm, müsste da nicht etwas kegelsymmetrisches rauskommen? Das erste Photon im Strahl müsste doch seine Gravitationswirkung wie in einem Mach'schen Kegel abgeben. Und die nachfolgenden Photonen können den Kegel nicht weiten, da ihr Kegel stets innerhalb des Kegels des ersten Photons bleibt.
was aber eine Seite zuvor schon richtig Erkannt wurde von Orbit:
Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts und der Gravitation ist c. Wenn die G-Felder der Photonen sich überlagern, sind die Photonen schon eine Haus weiter. Die Wirkung des G-Feldes hinkt immer einen Takt hinterher.
Darauf Antwortet Orbit eben mit einem unendlichen Strahl und "Ich" damit das sowas nicht erfunden wurde, will es nicht genau Quoten noch, Post: #27 und #28

Merkt Ihr das ihr euch in die Vorstellung von Licht und Teilchen wieder mal verrennt?
Am Bug des Strahls gibt es keine Gravitation, aber am Heck, somit ist die Kette der Photonen perfekt, was aber eine Instabille Angelegenheit ist, den es herscht nie gegenseiteige Anziehung, das macht aber es aber wiedrum möglich, die Welleneigenschaft zu erzielen.

Anziehung im Gravitationssinne zwischen zwei nebeneinander fliegenden Photonen gibt es auch nicht, ebenso aus dem Grund von Orbit genannt.

Das Erklärt die Stehwelle, auf einander zufliegende Photonen, treffen auf das Jeweilige Gravitationsfeld des anderen Photons:
PG
GP
Dabei hebt sich die Welle auf, da ja eine Stehwelle entsteht, aber es passiert keine Überlagerung, so das sich die Stehwelle aufladet, ich glaub da war auch mal eine Frage zu hier im Forum. Denn die Photonen sind nicht am selben Ort, sondern sitzen im jeweiligen Schatten des anderen Photons, wenn man so will.

Bevor man mich wie immer Falsch versteht, wegen dieser Kegeldarstelung der Ausweitung, versuche ich das nochmal genauer zu erklären, warum Zilinder richtiger ist.

Das Photon hinterlässt sein Gravitationsfeld stehts hinter sich, selbst wird es nicht von diesem umfasst:
PG
das nächste Photon dringt in dessen Gravitationsfeld ein, sein eigenes ist wiederum nen stück hinter ihm, das Gravitationsfeld dehnt sich zwar weiter mit c aus, aber seine Zugehörigkeit in der Raumzeit bewegt sich ebenso schnell weiter, wobei der Kegel wieder zu einem Zilinder gezogen wird und das für jedes Photon forlaufend.
Also ist die Zilinder Darstellung mit einer glatten Dechfläche der Front, schon die Richtige.

Auch nur so werden Gravitaionslinsen möglich, da die vorhandene "Kugel" Graviation, durch die eine Zylindergraviation läuft, wie im Optischen gebrochen werden kann.


b.
"Ich" sagt einmal ja und einmal nein, das sich zwei nebeneinander befindlichen Strahlen (oder Photonen) anziehen, wir belassen es auf das Nein, wie Orbit es richtig erkannte, ist es nicht möglich und auch deswegen können sich Photonen, welche ja nur aus Energie eine Masse besitzen, unendlich überlagern, weder Masse noch Gravitation verhindern es.

Zum Threadthema selbst, Licht, also Photonen haben keine "Greifbare" Masse, nur mathematische durch E=mc², dies trifft für alle Energienformen ein, somit kann man "Energie" eben Gravitation zu schreiben, welche aber sehhhhhr Gering ist, man siehe das nur mal an der Formel E=mc² selbst, da bleibt nicht viel ^^

Gruß Micha

PS: ja ich weiß, aber ich habe Grippe und es ist spät, meine Entschuldigung zu den 324 Fehlern im Text, und ja, fragt nach, wenn ihr was nicht oder Falsch verstanden habt, ich gehe dann auf den Punkt ein, Danke.
 

MichaMedia

Registriertes Mitglied
Hallo Ich,

entschuldigung ich habe Dein "Ja" in Post #35 falsch Interpretiert, schreibst ja bei "wenn sie das täten, wäre das der Fall", als Antwort zu der Frage.
 
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