Die Begrenzung der Lichtgeschwindigkeit

Dgoe

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Danke Ralf,

also gut, mein Nähkästchen war simpel:

DrehungenSpiegelungen
Rechteck22
Quadrat 2*2 = 42*2 = 4
Achteck2*2*2 = 82*2*2 = 8
Dreieck33
Zwölfeck2*2*3 = 122*2*3 = 12

Dann habe ich mir angesehen, welche Primzahlen und in welcher Anzahl in einem anderen enthalten sind und konnte so die Fragen zu den Untergruppen beantworten.

Zum Beispiel taucht die 2 im Achteck oder in der 8 (tout court) 3 mal auf, im 12eck aber nur 2 mal, ergo ist das 8eck insgesamt keine Untergruppe vom 12eck, auch wenn sie sich einige Untergruppen (Primzahlen) teilen, eben nicht alle (wobei hier die Anzahl gleicher Primzahlen auch wichtig war).

Dass es ansonsten passt, konnte ich an den von Dir schon aufgeschriebenen Details verifizieren.


Davon abgesehen fällt geometrisch schnell auf, dass sich das Dreieck in Dritteln des Vollkreises dreht, während bei Viereck und Quadrat in Vierteln. Trivial eigentlich, zur Deckung lassen sie sich jedenfalls nicht bringen.

Außer, dass die Identität bei allen 'deckungsgleich' ist, gleich. Wohl auch trivial.



Dann gibt es aber noch eine Ausnahme, nämlich bei den Spiegelungen des Dreiecks. Setzt man das gleichseitige Dreieck so auf eine Grundlinie, dass eine Seite parallel zu einer Seite des Rechtecks oder Quadrats liegt, also entweder wie eine Pyramide, oder genau auf den Kopf, oder eine Seite hochkant, dann gibt es immer eine Spiegelachse und zwar immer nur eine, die deckungsgleich zu einer vom Quadrat oder Rechtecks, etc. ist.
Beispielsweise das Dreieck steht pyramidenförmig aufrecht, dann ist die Spiegelachse, die gleichzeitig die Höhe der unteren Seite ist, genau die gleiche Spiegelachse, die auch das Quadrat einmal hat.
(das ist nur nicht besonders relevant, befürchte ich)


Soviel zu meinem Ansatz :D

Gruß,
Dgoe


Edit P.S.:
Oder ist das die Regelmäßigkeit selber, auf die Du hinaus wolltest - ich weiß nicht, keine Ahnung, außer dass sie mich beschleicht so langsam. Wie das formal ginge wenn, kann ich aber nicht notieren, notationalisieren, nur verbal.
 
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ralfkannenberg

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Dann habe ich mir angesehen, welche Primzahlen und in welcher Anzahl in einem anderen enthalten sind und konnte so die Fragen zu den Untergruppen beantworten.

Zum Beispiel taucht die 2 im Achteck oder in der 8 (tout court) 3 mal auf, im 12eck aber nur 2 mal, ergo ist das 8eck insgesamt keine Untergruppe vom 12eck, auch wenn sie sich einige Untergruppen (Primzahlen) teilen, eben nicht alle (wobei hier die Anzahl gleicher Primzahlen auch wichtig war).
Hallo Dgoe,

das ist korrekt.

Davon abgesehen fällt geometrisch schnell auf, dass sich das Dreieck in Dritteln des Vollkreises dreht, während bei Viereck und Quadrat in Vierteln. Trivial eigentlich, zur Deckung lassen sie sich jedenfalls nicht bringen.
Ganz grosse Klasse. Warum eigentlich lassen sie sich nicht zur Deckung bringen ? Oder andersherum gefragt: wann lassen sie sich zur Deckung bringen ?

Außer, dass die Identität bei allen 'deckungsgleich' ist, gleich. Wohl auch trivial.
Im wahrsten Sinne des Wortes, deswegen nennt man die Identität manchmal auch das "triviale Element", und die Gruppe, die nur aus der Identität besteht, die "triviale Gruppe".

Dann gibt es aber noch eine Ausnahme, nämlich bei den Spiegelungen des Dreiecks. Setzt man das gleichseitige Dreieck so auf eine Grundlinie, dass eine Seite parallel zu einer Seite des Rechtecks oder Quadrats liegt, also entweder wie eine Pyramide, oder genau auf den Kopf, oder eine Seite hochkant, dann gibt es immer eine Spiegelachse und zwar immer nur eine, die deckungsgleich zu einer vom Quadrat oder Rechtecks, etc. ist.
Beispielsweise das Dreieck steht pyramidenförmig aufrecht, dann ist die Spiegelachse, die gleichzeitig die Höhe der unteren Seite ist, genau die gleiche Spiegelachse, die auch das Quadrat einmal hat.
(das ist nur nicht besonders relevant, befürchte ich)
Das das nicht besonders relevant ist, ist ebenfalls korrekt. Und zwar deswegen, weil es einfacher geht: zu jeder Drehung gibt es nämlich genau eine Drehspiegelung, was etwas vereinfacht gesprochen zur Folge hat, dass es genügt, nur die Drehungen zu betrachten.

Wenn man das korrekt machen will, muss man eben die Darstellung D[sub]2n[/sub] ~ C[sub]n[/sub] x S betrachten, mit "~" = "isomorph zu". Wenn man dann die "Quotienten" aus den Gruppen bildet, so "kürzt" sich das S heraus. Das ist natürlich noch grottenfalsch so, aber darauf läuft es schlussendlich hinaus.


Es fehlt noch etwas, was für Dich vermutlich so offensichtlich ist, dass Du gar nicht auf die Idee kommst, es extra zu erwähnen. Ich versuche es mal an dieser Stelle, meine Frage anzusetzen: wann lassen sich die Drehungen "zur Deckung" bringen ?


Freundliche Grüsse, Ralf
 

ralfkannenberg

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Hallo Dgoe,

Wenn sie einen gemeinsamen Nenner haben, oder so
das ist zwar falsch, aber ganz ganz heiss ! Also: der gemeinsame Nenner ist es nicht, d.h. der genügt noch nicht ganz. Aber was ist es dann ? Schau Dir doch nochmal Deine Tabelle an ! Oder die Drehwinkel ! - Beides führt zum Ziel :)


Freundliche Grüsse, Ralf


P.S. Die Note ist längst eine 1, aber da kannst Du eine 1[sup]+[/sup] herausholen !
 

Dgoe

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Gemeinsames Vielfaches?

Edit:
Gemeinsame Primzahlen?
Gemeinsames Fässchen Bier... :)

Until tomorrow.
Danke für Dein Lob Ralf!
Dgoe
 
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Dgoe

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Ok,
aber solange nicht Minus bei der Note beisteht, bin ich zufrieden, wie auch 2+ sich für mich sogar besser anhört, als 1-.
Ist eben nicht alles Mathematik.

Muss meinen Rhythmus wiederfinden, für heute ist gut, halb elf. Nur noch small talk...

Gruß,
Dgoe
 

Dgoe

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Hallo Ralf,

heute dann doch noch mal:

Zur Deckung kommt es immer dann, wenn eine Primzahl geteilt wird, entsprechend dort jeweils.

Oder nicht? Doch. Muss ja.

Gruß,
Dgoe
 

Dgoe

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ein echtes (d.h. von 1 verschiedenes) gemeinsames Vielfaches hast Du bei der Ziffernblatt-Gruppe und der Stoppschild-Gruppe auch, denn 12 und 8 haben das gemeinsame Vielfache 4.

Ja, und deswegen kommen die auch an etlichen Stellen zur gemeinsamen Deckung.
Definiere doch mal Deckung bzw. formuliere Deine Frage nochmal präzise, bitte!

Gruß,
Dgoe
 

ralfkannenberg

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Zur Deckung kommt es immer dann, wenn eine Primzahl geteilt wird, entsprechend dort jeweils.

Oder nicht? Doch. Muss ja.
Hallo Dgoe,

wieso Primzahl: bei der Ziffernblatt-Gruppe (24 Kongruenzabbildungen bzw. 12 Drehungen und 12 Drehspiegelungen) und der Quadratgruppe (8 Kongruenzabbildungen bzw. 4 Drehungen und 4 Drehspiegelungen) sind es doch auch keine Primzahlen.

Ebensowenig bei der Stoppschild-Gruppe (16 Kongruenzabbildungen bzw. 8 Drehungen und 8 Drehspiegelungen) und der Quadratgruppe (8 Kongruenzabbildungen bzw. 4 Drehungen und 4 Drehspiegelungen).


Was also ist das Kriterium, damit eine Untergruppe vorliegt ?


@alle anderen: bitte nicht verraten, Dgoe steht unmittelbar vor der Lösung und Ihr mögt sie ihm bitte überlassen.


Freundliche Grüsse, Ralf
 
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ralfkannenberg

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Ja, und deswegen kommen die auch an etlichen Stellen zur gemeinsamen Deckung.
Definiere doch mal Deckung bzw. formuliere Deine Frage nochmal präzise, bitte!
Hallo Dgoe,

das mit der "Deckung" stammt von Dir, ist aber ein sehr gutes Bild.

Gerne präzisiere ich die Frage: welche Eigenschaft müssen die Drehwinkel haben, damit die kleinere Drehgruppe eine Untergruppe der grösseren Drehgruppe ist ?


Auch hier gilt @alle anderen: bitte nicht verraten, Dgoe steht unmittelbar vor der Lösung und Ihr mögt sie ihm bitte überlassen.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Dgoe

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Hallo Ralf,

ich weiß es einfach nicht, das setzt mich voll unter Stress.

Die einen müssen mit anderen klarkommen, fettig, heiß und fertig.

Ich hab doch schon gesagt eingangs, dass eine Untergruppe, sprich Primzahlen und deren jeweilige Anzahl nur dann eine Untergruppe ist, wenn in der Obergruppe diese alle enthalten sind.
Kann man sicher besser formulieren.



Es ist aber so, dass man erwartet, nachdem man etliches richtig beantwortet hat, dass dann der Lehrer/Dozent/Profi wieder mit einem Häppchen, Leckerchen kommt, sprich Stoff und nicht noch unendlich weiter bohrt, den Popel aus der Nase. Und auch nicht nur Stoff für um diesen Popel herum, sonder direkt Butter bei die Fische, Tacheles. Dann weiter geht's.

Didaktischer Tipp, bei mir bitte beachten.

Gruß,
Dgoe
 

ralfkannenberg

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ich weiß es einfach nicht, das setzt mich voll unter Stress.
Hallo Dgoe,

deswegen erarbeiten wir es doch zusammen, das braucht Dich doch nicht unter Stress zu setzen. Du bist wie ein Marathonläufer, der deutlich an erster Stelle liegend 1 Meter vor dem Ziel keine Lust mehr hat.


Ich hab doch schon gesagt eingangs, dass eine Untergruppe, sprich Primzahlen und deren jeweilige Anzahl nur dann eine Untergruppe ist, wenn in der Obergruppe diese alle enthalten sind.
Das ist richtig, aber man kann das in einem Wort zusammenfassen. Vergiss einfach mal für den Moment die Primzahlen, die Dich hier völlig in die Irre führen, den auf sie kommt es nicht an.


Didaktischer Tipp, bei mir bitte beachten.
Wir wollen uns noch diesen einen Gedankengang gönnen, denn es lohnt sich :)



Betrachten wir die Anzahl der Elemente der jeweiligen Gruppen:
Die Ziffernblatt-Gruppe hat 24 Elemente, die Stoppschild-Gruppe hat 16 Elemente. Letztere ist also keine Untergruppe von ersterer.
Aber: die Ziffernblatt-Gruppe hat 24 Elemente und die Quadrat-Gruppe hat 8 Elemente. Letztere ist eine Untergruppe von ersterer.
Die Quadrat-Gruppe hat 8 Elemente, die regelmässige-Dreieck-Gruppe hat 6 Elemente. Letztere ist also keine Untergruppe von ersterer.
Aber: die Stoppschild-Gruppe hat 16 Elemente, die Quadrat-Gruppe hat 8 Elemente. Letztere ist eine Untergruppe von ersterer.

Worin unterscheiden sich die Zahlenpaare:
1. (24,16) -> keine Untergruppe
2. (24, 8) -> Untergruppe
3. (8, 6) -> keine Untergruppe
4. (16, 8) -> Untergruppe


Betrachten wir die Drehungen und deren kleinste Drehwinkel:
Die Drehung vom Ziffernblatt hat 30° und die Drehung vom Stoppschild hat 45°. Die zweite Drehgruppe ist also keine Untergruppe der ersten.
Aber: die Drehung vom Ziffernblatt hat 30° und die Drehung vom Quadrat hat 90°. Die zweite Drehgruppe ist eine Untergruppe der ersten.
Die Drehung vom Quadrat hat 90° und die Drehung vom regelm.Dreieck hat 120°. Die zweite Drehgruppe ist also keine Untergruppe der ersten.
Aber: die Drehung vom Stoppschild hat 45° und die Drehung vom Quadrat hat 90°. Die zweite Drehgruppe ist eine Untergruppe der ersten.

Worin unterscheiden sich die Zahlenpaare:
1. (30°, 45°) -> keine Untergruppe
2. (30°, 90°) -> Untergruppe
3. (90°, 120°) -> keine Untergruppe
4. (45°, 90°) -> Untergruppe


Freundliche Grüsse, Ralf
 
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julian apostata

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Die zweite Gruppe aber bedeutet, daß wir, ebenfalls ohne den Ausdruck der mechanischen Gesetze zu verändern,

x,y,z,t durch x-αt, y-βt, z-γt, t

mit irgendwelchen Konstanten α,β,γ ersetzen dürfen.

Hallo Julian,

wenn Du beispielsweise die Gleichung x=2 als Nullstelle eines Polynoms schreiben möchtest, so kommt das Polynom f(x) = x-2 heraus und es ist eine Gleichung f(x) = 0, also x-2 = 0 zu lösen.

Soll das etwa heißen, dass x-αt, y-βt, z-γt also als Polynome zu verstehen sind, deren Nullstellen x=αt, y=βt, z=γt und letztere auch die Raumkoordinaten des bewegten Punktes zur Zeit t sind? Oder hab ich da wieder was falsch verstanden?

Um Minkowski folgen zu können musst du aber weg von solchen Animationen und hin zu Raumzeitdiagrammen.

Und wie würdest du dann ein Szenario mit zwei Raumdimensionen und einer Zeitdimension darstellen, so wie bei der verstellbaren Lichtuhr? Hier kannst du auch die Zeit genauso ablesen wie auf einem Maßband.

https://www.geogebra.org/m/NPvfsHQ8

Außerdem dachte ich bisher durchaus, dass ich Minkowskidiagramme verstünde. Nachdem ich aber Minkowski selbst gelesen habe, versteh ich sie jetzt nicht mehr!

Das steht im Text neben dieser Skizze.

https://de.wikisource.org/wiki/Raum.../media/File:De_Raum_zeit_Minkowski_Fig_01.jpg

Die Einheit Zeit als Kehrwert einer Geschwindigkeit? Damit bin ich momentan hoffnungslos überfordert.
 

ralfkannenberg

Registriertes Mitglied
Soll das etwa heißen, dass x-αt, y-βt, z-γt also als Polynome zu verstehen sind, deren Nullstellen x=αt, y=βt, z=γt und letztere auch die Raumkoordinaten des bewegten Punktes zur Zeit t sind? Oder hab ich da wieder was falsch verstanden?
Hallo Julian,

das war nur ein Beispiel, um zu zeigen, wo es noch zu solchen "minus"-Zeichen kommen kann und warum diese zweckmässiger sind.

Die Einheit Zeit als Kehrwert einer Geschwindigkeit? Damit bin ich momentan hoffnungslos überfordert.
Das ist nur eine Skalierung, d.h. man dividiert die Zeit eben noch durch c. Das muss man machen, damit die Zeiteinheit und die Längeneinheit ungefähr (in diesem Falle sogar exakt) gleich gross werden.

Denn wenn Du nicht durch c dividierst, dann erhälst Du eine Hyperbel, die so stark in die eine Richtung gestreckt ist, dass sie wie eine Gerade aussieht. (Vermutlich) Deswegen haben die Physiker früher ja auch gemeint, die Zeit sei bei gleichförmiger Bewegung konstant und nicht die Lichtgeschwindigkeit.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

julian apostata

Registriertes Mitglied
das war nur ein Beispiel, um zu zeigen, wo es noch zu solchen "minus"-Zeichen kommen kann und warum diese zweckmässiger sind.

Heißt das jetzt, dass dein Beispiel nichts mit dem Text zu tun hat und ich die Sache mit dem "minus" immer noch nicht kapiert habe?

Das ist nur eine Skalierung, d.h. man dividiert die Zeit eben noch durch c.

Die Zeit durch c teilen???? Einen Sinn ergibt für mich eigentlich nur, wenn man die Längeneinheit auf der x'-Achse durch c teilt. Erst dann hat man auf beiden Achsen die gleichen Einheitslängen.

Denn wenn Du nicht durch c dividierst, dann erhälst Du eine Hyperbel, die so stark in die eine Richtung gestreckt ist, dass sie wie eine Gerade aussieht.

Weil dann die Gleichung c²t²-x²=0 lauten würde und nicht mehr c²t²-x²=1? Meinst du das?
 

ralfkannenberg

Registriertes Mitglied
Hallo Julian,
Heißt das jetzt, dass dein Beispiel nichts mit dem Text zu tun hat und ich die Sache mit dem "minus" immer noch nicht kapiert habe?
ich hatte 2 Beispiele genannt; ersteres hatte nichts mit dem Text zu tun, zweiteres schon. Ob Du das kapiert hast weiss ich nicht, aber an sich gibt es da nichts zu kapieren: wenn Du eine Verschiebung in Richtung der Koordinate machst, dann kommt ein minus-Zeichen rein; wenn Du lieber ein "plus" hast, dann verschiebst Du eben gegen die Koordinaten und musst das wieder ausgleichen, indem Du beispielsweise eine Konstante mit (-1) multiplizierst oder besser noch, einfach den gesamten Term mit (-1) mulitplizierst, denn die Konstante kann ja nichts dafür, dass Du Dich gegen die Koordinate bewegen möchtest.

Mathematisch ist das alles gleichwertig, solange Du Dich bei der Anzahl der minus-Zeichen nicht verzählst, wobei es genau genommen genügen würde, dass Du Dich nicht eine ungerade Anzahl mal bei den minus-Zeichen verzählst; eine gerade Anzahl Mal darfst Du Dich verzählen.


Die Zeit durch c teilen???? Einen Sinn ergibt für mich eigentlich nur, wenn man die Längeneinheit auf der x'-Achse durch c teilt. Erst dann hat man auf beiden Achsen die gleichen Einheitslängen.
Wenn Du eine Länge durch eine Geschwindigkeit teilst, bekommst Du aber eine Zeit und keineswegs eine "gleiche Einheitslänge".


Weil dann die Gleichung c²t²-x²=0 lauten würde und nicht mehr c²t²-x²=1? Meinst du das?
Es kommt eher selten vor, dass ich eine "0" mit einer "1" gleichsetze.


Freundliche Grüsse, Ralf
 
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julian apostata

Registriertes Mitglied
Ob Du das kapiert hast weiss ich nicht, aber an sich gibt es da nichts zu kapieren

Soll das etwa heißen, dass x-αt, y-βt, z-γt also als Polynome zu verstehen sind, deren Nullstellen x=αt, y=βt, z=γt und letztere auch die Raumkoordinaten des bewegten Punktes zur Zeit t sind?

Könntest du mir vielleicht einfach nur mal verraten, ob ich bei der Vermutung richtig oder falsch liege, damit ich weiß, ob ich die Sache abhaken kann oder ich an dem Punkt weiter rum zu knabbern habe?

Es kommt eher selten vor, dass ich eine "0" mit einer "1" gleichsetze.

Ich schlage vor, den Punkt stellen wir erst mal zurück, bevor ich nicht kapier, was dieses 1/c zu bedeuten hat.

Damit vielleicht auch Andere sehen wo das Problem liegt, hab ich mal ein kleines Applet dazu gebastelt. Da seht ihr den Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit (regelbar durch Schieber), den Hyperbeln, den beiden Achsen und den Abstand zwischen den Punkten.

https://www.geogebra.org/worksheet/edit/id/eCAJKZxG

Und laut Minkowski ist der Abstand zwischen 2 Punkten auf der x'-Achse =1 und auf t'-Achse =1/c.

Und ich fürchte, da bin ich nicht der Einzige hier, der da gewaltige Verständnisprobleme hat.

Und ich weiß nicht, wie ich den Fachleuten vermitteln soll, was da so unverständlich ist. Aber vielleicht fällt mir morgen noch was ein.
 

ralfkannenberg

Registriertes Mitglied
Könntest du mir vielleicht einfach nur mal verraten, ob ich bei der Vermutung richtig oder falsch liege, damit ich weiß, ob ich die Sache abhaken kann oder ich an dem Punkt weiter rum zu knabbern habe?
Hallo Julian,

ich konnte doch nicht wissen, dass Du das Beispiel nicht als Beispiel verstehst, wo solche minus-Zeichen vorkommen, sondern wortwörtlich in den vorliegenden Kontext fügst. Es wird die Zahl Deiner Missverständnisse reduzieren, wenn Du mein Beispile mit dem Polynom im vollen Umfang ignorierst.

Mein zweites Beispiel indes mit der Koordinatentransformation bezieht sich auf den vorliegenden Kontext, doch befürchte ich, dass Du es auch missverstehst.

Ich schlage deswegen vor, dass Du meine beiden Beispiel beide ignorierst und das minus-Zeichen als Geschenk des Lieben Gottes annimmst, denn es spielt überhaupt keine Rolle, an welcher Stelle dieses minus-Zeichen eingefügt wird.


Ich schlage vor, den Punkt stellen wir erst mal zurück, bevor ich nicht kapier, was dieses 1/c zu bedeuten hat.
Das ist doch einfach: die drei Raumachsen werden in Metern gemessen und die Zeitachse in Sekunden. Man möchte aber gerne alle 4 in derselben Einheit messen, und das erreicht man, indem man entweder die Meter mit 1/c multipliziert, dann erhält man Sekunden, oder die Sekunden mit c multipliziert, dann erhält man Meter.


Es ist einfach eine banale Umskalierung.


Stell Dir vor, die einen rechnen in Pfund und die anderen in Kilogramm. Wenn erstere ebenfalls in Kilogramm rechnen möchten, so müssen sie das Pfund eben mit einem Faktor 2 multiplizieren, oder wenn zweitere ebenfalls in Pfund rechnen wollen, dann müssen sie eben das Kilogramm mit einem Faktor 1/2 multiplizieren. Das ist alles.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Dgoe

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Hallo Ralf,

bin wieder da. Ok, Du Chef, ich nix.

Ich würde sagen:


Eine Gruppe ist eine Untergruppe einer anderen Gruppe, wenn sich die Anzahl der Elemente der anderen Gruppe ohne Rest durch die Anzahl ihrer Elemente teilen lässt.


Das passt auch zu den Drehungen, wenn man als Elemente statt Grad, den Wert nimmt, durch den man den Vollkreis teilt.

Gruß,
Dgoe
 
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