Thema: Die Technik in 100 Jahren

[Agroschim]

Wie aktuell soll's denn sein? In meinem Tipler (3. Auflage, 1995) hab ich das nicht gefunden. Und um ehrlich zu sein, kann ich das so aus dem Stegreif nicht recht nachvollziehen - die Systemgrenzen mögen sich zwar verschieben, aber der Energieinhalt innerhalb des Systems bleibt doch konstant. Oder nicht?

Sehe ich genauso.

Also den geballten Haufen Halbwissen den man dem Energieerhaltungssatz entgegenschleudern will, möchte ich sehen. Jedes aktuelle Physikbuch wird deine Argumente in der Luft zereissen, also schieß los.

[tartex]

- Wozu Cyberaugen, wenn es auch eine Brille tut?
- Wozu Cyberarme/-beine, wenn es auch ein Exoskelett tut?

Warum einen Piercingring, wenn's auch ein Ring tut? Vor zwanzig Jahren war das nur was für ganz Extreme... Und wenn du sehen willst, was Leute sich freiwillig antun, geh auf http://www.bmezine.com/. Guten Appetit! 

[tartex]

Buchempfehlung zu Technik in den nächsten Jahrzehnten. Accelerando von Charles Stross. Auf jeder Seite mindestens eine coole Idee.
Bei Star Wars und Star Trek ist es wohl nie um die Technik gegangen. Deshalb würde ich mir einem solchen Setting nie von der Seite nähern.

[Gwynnedd]

- Wozu Cyberaugen, wenn es auch eine Brille tut?
- Wozu Cyberarme/-beine, wenn es auch ein Exoskelett tut?
- Wozu Dermalpanzerung, wenn es auch eine Schusssichere Weste tut?
- Wozu einen Minicomputer im Kopf implantieren, wenn man den Minicomputer auch in die Tasche stecken

weil man all diese Dinge sieht und abgenommen bekommen kann.
ich stelle mir hier den diskreten Leibwächter in seinem Exoskelett auf einer Dinnerparty vor 

[Eulenspiegel]

weil man all diese Dinge sieht und abgenommen bekommen kann.

Entweder der leibwächter hat eine Genehmigung, dann ommt er auch mit seiner Ausrüstung rein.
Oder er hat keine Genehmigung, dann kommt er auch nicht mit Cyberware rein. (Bzw. er muss seine Cyberware abschrauben.)

ich stelle mir hier den diskreten Leibwächter in seinem Exoskelett auf einer Dinnerparty vor 

Exoskelette sind nicht so unförmig wie in Alien oder Starship Troopers.

Ein vernünftiges Exoskelett kannst du unter der Kleidung tragen. Sieht zwar etwas dicker aus, aber ist nicht so unförmig.

Schutzsichere Westen und Brillen tragen die Sicherheitskräfte auch schon heutzutage. Und der Funkchip im Ohr ist auch nicht selten.

[Pyromancer]

Also den geballten Haufen Halbwissen den man dem Energieerhaltungssatz entgegenschleudern will, möchte ich sehen. Jedes aktuelle Physikbuch wird deine Argumente in der Luft zereissen, also schieß los.

Geballter Haufen Halbwissen trifft es glaube ich ganz gut. 
Ich zitier deswegen mal den Herrn Hees:

Vielleichst sollte man an dieser Stelle ein wenig ausholen, und über
Symmetrien in der Physik sprechen. Symmetrien sind das wichtigste Konzept
der modernen Physik überhaupt, und man kann wohl mit einigem Recht sagen,
daß Einstein als erster Symmetrieprinzipien ins Zentrum seiner
Theoriebildung gestellt hat. Schon die Motivation für die Entwicklung der
SRT war ein Symmetrieargument, die für die ART dann erst recht.

Die Sache mit der Energieerhaltung in der ART brachte dann schließlich E.
Noether, damals die Expertin in Invariantentheorie an sich. Sie hat das
nach ihr benannte Theorem bewiesen, daß jede kontinuierliche Symmetrie
(genauer gesagt jede durch eine Einparameter-Liegruppe beschriebene
Symmetrie) einen Erhaltungssatz zur Folge hat und daß umgekehrt die
Existenz einer erhaltenen Größe auf eine solche Symmetrie zurückzuführen
ist. Besonders schön wird das im Hamiltonformalismus der Mechanik deutlich,
gilt aber auch in allen anderen physikalischen Theorien (Feldtheorie, QT).

Die Energie kann aufgrund dieses Theorems schlichtweg als die
Erhaltungsgröße definiert werden, die mit der zeitlichen
Translationsinvarianz der Gleichungen verknüpft ist.

Die Raumzeitgeometrie des kosmologischen Standardmodells (durch die sog.
Robertson-Walker-Friedmann-Lemaitre-Metrik charakterisiert) ist nun aber
eben nicht zeitlich translationsinvariant. Vielmehr ändern sich die
Maßstäbe zeitlich, was dann empirisch als "Ausdehnung des Universums"
erscheint. Die Energieerhaltung ist also nicht mehr global gültig, sondern
nur noch lokal.

Das hört sich für mich sehr schlüssig an.

[Gwynnedd]

Ein vernünftiges Exoskelett kannst du unter der Kleidung tragen. Sieht zwar etwas dicker aus, aber ist nicht so unförmig.

naja  Exoskelett

[Eulenspiegel]

1) Das ist ein heutiges Exoskelett. In 100 Jahren wird man da sicherlich weiter sein.

2) Das ist ein Prototyp. Das heißt, man hat keinen miniaturisierten LapTop zur Beinsteuerung benutzt, sondern einen alten Aldi-Computer. (Ist wesentlich billiger und reicht für Testzwecke vollkommen aus. - Wenn das ganze in Serienproduktion geht, verwendet man keinen ganzen Computer sondern nur kleine Chips.)

3) Ich gehe davon aus, dass die Rechenleistung eines Exoskelettes genau so hoch ist wie die einer Cybergliedmaße.
Und der Energieverbrauch eines Exoskelettes ist sogar geringer als die einer Cybergliedmaße.

Wenn die Technik also weit genug ist, um Rechenprozessor und Energiespeicher innerhalb des Cyberbeines zu packen, dann kann man die gleichen Geräte (Rechenprozessor, Energiespeicher) auch ohne große Probleme an den Gürtel hängen.

BTW:
Der Rucksack ist nicht Teil des Exoskelettes, sondern die Anwendung des Exoskelettes: Der Wanderer muss seinen Rucksack nicht selber tragen: Stattdessen wird der Rucksack von dem Exoskelett getragen.

Ansonsten noch ein paar Bilder von HEUTIGEN Exoskeletten hier.
Ich denke mal, wenn man in 100 Jahren weit genug ist, um Cyberprothesen zu entwicklen, dann sollte man auch in diesen 100 Jahren das Platzproblem gelöst haben.

[Agroschim]

Das hört sich für mich sehr schlüssig an.

Dann erkläre mir bitte was er da sagt, Du scheinst das ja prima verstanden zu haben, was es für die Energieerhaltung bedeutet, dass Zeit eben nicht homogen verläuft. Für jemanden der keine Ahnung von Physik hat ist das nichts mehr als ein kryptischer Text mit einer unbewiesenen Behauptung am Ende und ich wette, dass Du selbst kein Wort verstehst. Dumm für dich, dass ich noch vor ein paar Wochen ein Buch von Frank Close über das gleiche Thema gelesen hab und da sah die Sache etwas anders aus und über Symmetrie wird in dem Text von Hees hinten nach garnicht mehr gesprochen. Also bitte.

[Samael]

@Agroschim
Ich bin Physiker und der zitierte Text ist jedenfalls bis zum letzten Absatz korrekt. Der letzte Absatz dürfte spekulativ sein. Ich hab da jedenfalls noch nichts von gehört, aber ich hab auch keine Ahnung von Kosmologie und ART.


EDIT:
Je länger ich drüber nachdenke desto mehr halte ich es allerdings für Stuss. Was nichts heißen muss.

EDIT2:
Hab grad mal einen astronomisch versierten Doktoranden hier gefragt. Er meint es ist Stuss.

[Pyromancer]

Dann erkläre mir bitte was er da sagt, Du scheinst das ja prima verstanden zu haben, was es für die Energieerhaltung bedeutet, dass Zeit eben nicht homogen verläuft. Für jemanden der keine Ahnung von Physik hat ist das nichts mehr als ein kryptischer Text mit einer unbewiesenen Behauptung am Ende und ich wette, dass Du selbst kein Wort verstehst.

Ich bin kein Physiker, sondern nur interessierter Laie, aber gut:
1) Es gibt das sogenannte Noether-Theorem, das besagt, dass zu jeder Invarianz eines pyhsikalischen Systems eine Erhaltungsgröße gehört und zu jeder Erhaltungsgröße eine Invarianz.
2) Die Energie ist die Erhaltungsgröße, die zur Invarianz der Zeit gehört.
3) Daraus folgt, dass dort, und zwar nur dort, wo sich an den Eigenschaften der Zeit nichts ändert, die Energieerhaltung gilt.
4) Laut gängigen Theorien ist Zeit aber nun aber kosmisch gesehen eben keine Invariante.
5) Daraus folgt, dass kosmisch gesehen die Energieerhaltung nicht gilt.

Wie gesagt, ich bin kein Physiker, und es ist ein paar Jahre her, dass ich mich intensiv mit diesem Thema beschäftigt habe, aber für mich hört sich das schlüssig an. Nachrechnen könnte ich es allerdings nicht. 

Dumm für dich, dass ich noch vor ein paar Wochen ein Buch von Frank Close über das gleiche Thema gelesen hab und da sah die Sache etwas anders aus

Welche Sache? Und warum ist das dumm für mich?

[Pyromancer]

@Agroschim
Ich bin Physiker und der zitierte Text ist jedenfalls bis zum letzten Absatz korrekt. Der letzte Absatz dürfte spekulativ sein. Ich hab da jedenfalls noch nichts von gehört, aber ich hab auch keine Ahnung von Kosmologie und ART.


EDIT:
Je länger ich drüber nachdenke desto mehr halte ich es allerdings für Stuss. Was nichts heißen muss.

EDIT2:
Hab grad mal einen astronomisch versierten Doktoranden hier gefragt. Er meint es ist Stuss.

Ich lerne ja immer wieder gerne dazu. Also: Warum ist es Stuss? So Sachen wie die Rotverschiebung weit entfernter Galaxien, die sich durch die Ausdehnung des Universums ergeben, existieren doch. Wo geht diese Energie denn hin?

[Samael]

Ich lerne ja immer wieder gerne dazu. Also: Warum ist es Stuss? So Sachen wie die Rotverschiebung weit entfernter Galaxien, die sich durch die Ausdehnung des Universums ergeben, existieren doch. Wo geht diese Energie denn hin?

Ja, das Universum dehnt sich aus (daher die Rotverschiebung, ist nichts anderes als der Dopplereffekt im optischen) und kühlt dabei ab. Die Energiedichte nimmt also ab, während sich das Volumen erhöht - so dass die Gesamtenergie des Universums erhalten ist.

[Agroschim]

Und warum ist das dumm für mich?

Weil ich dich jetzt wiederlegen werde.

Was das Noether-Theorem lassen wir mal aussen vor, das versteht eh keiner. Der Text von Hees sagt: Die Energieerhaltung gilt nur noch lokal, global ist sie nit gültig. Das ist falsch und richtg. Es gibt Vorgänge, entnahm ich Close, dessen Buch Das Vermächnis Luzifers ich nicht zur Hand habe, die scheinbar die Ladungs- und Paritäts- (d.h. Drehimpuls) Symmetrie verletzen, aber letztlich Zeitsymetrisch sind, also die T-Symmetrie erfüllen. Der Energieerhaltungssatz ist damit bezogen auf die Position in der Zeit lokal gebrochen, gilt aber global immernoch, durch die Zeitsymmetrie des Vorgangs. Wir folgern, es gilt der Energieerhaltungsatz nur Zeit- und Ortlokal, sowie Zeit- und Ortglobal.

[Pyromancer]

Ja, das Universum dehnt sich aus (daher die Rotverschiebung, ist nichts anderes als der Dopplereffekt im optischen) und kühlt dabei ab. Die Energiedichte nimmt also ab, so dass die Gesamtenergie des Universums erhalten ist.

Wohin geht die Energie des Photons, das durch die Ausdehnung rotverschoben wird? Mir erklärte man, die würde vernichtet. Des weiteren gäbe es Rotverschiebungen mit Energieerhaltung (Dopplereffekt) und ohne (durch die Ausdehnung des Universums). Und für die anwesenden Physiker schien das auch alles logisch zu sein.

[Pyromancer]

Weil ich dich jetzt wiederlegen werde.

Jedes Mal, wenn mich jemand widerlegt, lerne ich etwas dazu. Das ist also genau das Gegenteil von "dumm für mich". 
Aber mal sehen:

Es gibt Vorgänge, entnahm ich Close, dessen Buch Das Vermächnis Luzifers ich nicht zur Hand habe, die scheinbar die Ladungs- und Paritäts- (d.h. Drehimpuls) Symmetrie verletzen, aber letztlich Zeitsymetrisch sind, also die T-Symmetrie erfüllen. Der Energieerhaltungssatz ist damit bezogen auf die Position in der Zeit lokal gebrochen, gilt aber global immernoch, durch die Zeitsymmetrie des Vorgangs. Wir folgern, es gilt der Energieerhaltungsatz nur Zeit- und Ortlokal, sowie Zeit- und Ortglobal.

Hä? Entweder ich stehe auf dem Schlauch, oder du hast eben geschrieben, dass es Vorgänge gibt, die die Energieerhaltung lokal brechen aber global halten.
Das widerspricht doch in keinster Weise der Aussage, dass global gesehen die Energieerhaltung nicht immer gilt, oder?

[Agroschim]

Wohin geht die Energie des Photons, das durch die Ausdehnung rotverschoben wird?

Die geht nirgendwo hin, die verteilt sich über einen größeren Raum, d.h. die Energie pro Raumeinheit nimmt ab, aber es kommt mehr Raum hinzu, damit bleibt die Energie global die selbe.

Das widerspricht doch in keinster Weise der Aussage, dass global gesehen die Energieerhaltung nicht immer gilt, oder?

Doch, sie gilt lokal nicht immer, global schon. Ingesamt (d.h. global) bleibt die Energie immer die selbe.

[Samael]

Was das Noether-Theorem lassen wir mal aussen vor, das versteht eh keiner.

Das Noethertheorem ist wesentlich einfacher als die Teilchenphysik im Rest deines Postings.

Der Text von Hees sagt: Die Energieerhaltung gilt nur noch lokal, global ist sie nit gültig. Das ist falsch und richtg. Es gibt Vorgänge, entnahm ich Close, dessen Buch Das Vermächnis Luzifers ich nicht zur Hand habe, die scheinbar die Ladungs- und Paritäts- (d.h. Drehimpuls) Symmetrie verletzen, aber letztlich Zeitsymetrisch sind, also die T-Symmetrie erfüllen. Der Energieerhaltungssatz ist damit bezogen auf die Position in der Zeit lokal gebrochen, gilt aber global immernoch, durch die Zeitsymmetrie des Vorgangs. Wir folgern, es gilt der Energieerhaltungsatz nur Zeit- und Ortlokal, sowie Zeit- und Ortglobal.

Ganz gut dazu:
http://de.wikipedia.org/wiki/CPT-Theorem

Was die CP Verletzung in der schwachen Wechselwirkung mit der Energieerhaltung zu tun hat raff ich jetzt aber nicht ganz. Das war doch die Erklärung für das Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie.

[Samael]

author=Agroschim link=topic=32400.msg599103#msg599103 date=1164985084]
Doch sie gilt lokal nicht immer,

Erklär mir das doch mal.

[Pyromancer]

Die geht nirgendwo hin, die verteilt sich über einen größeren Raum, d.h. die Energie pro Raumeinheit nimmt ab, aber es kommt mehr Raum hinzu, damit bleibt die Energie global die selbe.

Bist du dir da wirklich sicher?

Doch, sie gilt lokal nicht immer, global schon. Ingesamt (d.h. global) bleibt die Energie immer die selbe.

Das folgt aber in keinster Weise aus deinem vorherigen Beitrag. Oder ich hab es nicht kapiert.

[6]

Ich stell mich jetzt mal als absoluter Symmetrielaie da:

Was bedeutet die Homogenität der Zeit jetzt genau und was bedeutet das für den Energieerhaltungssatz? (ich habe mich zwar gewikit. Verstehen tu ich es aber nicht so ganz...)

[Agroschim]

Erklär mir das doch mal.

Uff... Ich wünschte ich hätte mir dieses Buch längst gekauft, dann könnte ich mal genau nachlesen. Ich könnte es mir aber die Tage noch mal leihen. Bei uns am Emmy-Noether (sic!) Campus

Bei den meisten Vorgängen verhalten sich Teilchen und Antiteilchen gleich, bei einigen nicht. Das führt dazu, das wenn sich die Produkte der Vorgänge gegenseitig vernichten es eine scheinbare Verletzung des Energieerhaltungssatzes gibt, nach einer Lösung des Problems fahndet man, darum drehte sich das Buch von Frank Close, aber die Lösung dieses Problems scheint zugleich die Antwort auf das Problem zu sein, warum es mehr Materie als Antimaterie im All gibt oder warum sich beide noch nicht vernichtet haben.

Bist du dir da wirklich sicher?

Ja, absolut. Die Frequenzverschiebung ist ein gut erforschtes Gebiet. Dein Problem beim Verständnis liegt glaube ich darin, dass Du dir niht ganz im klaren bist, wo die Energie eines Lichtstrahles zu finden ist.

Was bedeutet die Homogenität der Zeit jetzt genau und was bedeutet das für den Energieerhaltungssatz?

Wenn die Zeit homogen also gleichförmig ist, muss jeder Vorgang umkehrbar sein. Damit er umkehrbar ist, darf keine Energie verloren gehen oder spontan enstehen. Das ist die Annahme der klassischen Mechanik.

[6]

Wenn die Zeit homogen also gleichförmig ist, muss jeder Vorgang umkehrbar sein. Damit er umkehrbar ist, darf keine Energie verloren gehen oder spontan enstehen. Das ist die Annahme der klassischen Mechanik.

D.h. wenn die Zeit mal schneller und mal langsamer verlaufen würde, dann würde der Energieerhaltungssatz nicht mehr gelten?

[Agroschim]

D.h. wenn die Zeit mal schneller und mal langsamer verlaufen würde, dann würde der Energieerhaltungssatz nicht mehr gelten?

Das ist die Frage, ich kann's mir grade nicht verständlich machen, aber wenn ich ein gutes Bild habe, teile ich es mit.

[Samael]

Bei den meisten Vorgängen verhalten sich Teilchen und Antiteilchen gleich, bei einigen nicht.

Genau. Jedenfalls nicht völlig gleich.

Das führt dazu, das wenn sich die Produkte der Vorgänge gegenseitig vernichten es eine scheinbare Verletzung des Energieerhaltungssatzes gibt,

Das führt dazu, dass wir fast nur Materie im Universum haben, und sehr wenig Atimaterie. Was hat das nun mit der Energieerhaltung zu tun?