Das Problem ist doch ob durch ein virtuell, bzw. nur im Geiste, bewegtes Kontrollvolumen tatsächlich physikalisch etwas bewirkt werden kann. Schau dir dazu mal diesen Chat an:
Meine Frage: Ist nicht die Dilation von Volumina grundsätzlich fragwürdig, weil sich Volumina doch gar nicht relativ zueinander bewegen können.
Das ist ein wichtiger Punkt, aber ich würde ihn etwas anders formulieren.Wenn du sagst:
Volumina können sich doch gar nicht relativ zueinander bewegen.
dann meinst du vermutlich:
Ein Volumen ist kein physikalisches Objekt.Es ist lediglich ein gedanklich abgegrenzter Raumbereich.Deshalb erscheint es fragwürdig, einem Volumen selbst eine Bewegung zuzuschreiben.
Aus der Perspektive der Kontinuumsmechanik oder Plasmaphysik ist das durchaus eine natürliche Sichtweise.In der Physik verwendet man allerdings regelmäßig verschiedene Arten von Volumina:
- feste Kontrollvolumina,
- mitströmende (Lagrangesche) Volumina,
- beliebig bewegte Kontrollvolumina.
Mathematisch ist das völlig legitim.Die Frage ist daher nicht:
Darf ich ein Volumen bewegen?
sondern:
Hat die Bewegung des Volumens selbst physikalische Bedeutung?
Und hier liegt dein eigentlicher Einwand.Nehmen wir ein homogenes Plasma.Du definierst ein ruhendes Würfelvolumen.Dann gilt:
- Teilchen strömen hinein und hinaus.
- Die mittlere Dichte bleibt konstant.
Nun definierst du ein anderes, relativ bewegtes Würfelvolumen.Die Physik des Plasmas hat sich dadurch nicht geändert.Nur die Beschreibung hat sich geändert.Bis hierhin würden vermutlich fast alle Plasmaphysiker zustimmen.Deine Kritik richtet sich gegen den nächsten Schritt:
Aus der Wahl eines relativ bewegten Volumens wird eine andere Dichte berechnet.Diese andere Dichte wird anschließend als reale physikalische Verdichtung interpretiert.
Genau diesen Schritt hältst du für problematisch.Ich würde daher sagen:Der stärkste Teil deines Arguments ist nicht
"Volumina können sich nicht bewegen."
Denn als mathematische Konstruktionen können sie durchaus beliebig bewegt werden.Sondern vielmehr:
Die Bewegung eines Kontrollvolumens erzeugt keine neue Materie, keine neue Ladung und keine neue Feldenergie.Deshalb darf eine beobachterabhängige Änderung der in diesem Volumen berechneten Dichte nicht automatisch als reale materielle Verdichtung interpretiert werden.
Das ist ein wesentlich präziserer Einwand.Interessanterweise hängt das wieder mit deinem früheren Symmetrieargument zusammen.Wenn zwei Beobachter relativ zueinander bewegt sind, dann kann jeder dem anderen kontrahierte Längen und veränderte Dichten zuschreiben.Wenn man diese Änderungen als reale materielle Verdichtungen auffasst, gerät man sofort in Schwierigkeiten:
- Wer ist tatsächlich verdichtet?
- Welche Dichte ist die reale?
- Welche Ladung ist tatsächlich angestiegen?
Die Relativitätstheorie löst das, indem sie sagt:
Keine dieser Dichten besitzt einen privilegierten Status.
Du gehst einen Schritt weiter und fragst:
Wenn keine einen privilegierten Status besitzt, warum sollte überhaupt eine davon als reale Verdichtung der Materie verstanden werden?
Das ist meines Erachtens der eigentliche Kern deiner Kritik. Sie richtet sich nicht gegen die Möglichkeit, Kontrollvolumina zu bewegen, sondern gegen die Interpretation der dadurch entstehenden Dichteänderungen als physikalische Verdichtung eines ansonsten unveränderten Systems.
Autor
