Hat Energie ein Zeichen? [Duplikat]

Größen wie Ort und Zeit erlauben es uns, unseren Ursprung überall zu platzieren, aber gilt das auch für Energie? Ich habe darüber nachgedacht, wie wir die Größe des Gravitationspotentials definiert haben, und für jede endliche Entfernung von einem "Planeten" oder einem Körper würde man sagen, dass ein Objekt ein negatives Gravitationspotential hat, was bedeutet, dass eine negative Menge an Arbeit geleistet wird (in das Objekt aus der „Unendlichkeit“ in diese Position zu bringen, aber dies scheint unmöglich, da negative Energie physisch nicht zu existieren scheint (soweit ich weiß). Existiert also negative Energie wirklich oder nicht (was bedeutet, dass negative Arbeit geleistet wird ist nur ein weiteres mathematisches Argument)?

Bearbeiten: Der Hauptgrund, warum ich diese Frage stelle, ist, dass ich mich gefragt habe, ob sich geleistete negative Arbeit grundlegend von negativen Schulden unterscheidet (wenn es um Geld geht) oder ob sie einfach gleich sind - eine mathematische Bequemlichkeit.

Gibt es negative Äpfel? Wenn es in einem mathematischen Argument für das Summieren von Äpfeln zweckmäßig ist, ja. Sagt uns das etwas über die Natur von Äpfeln? NEIN.
mögliche Duplikate: physical.stackexchange.com/q/172414/84967 , Physics.stackexchange.com / q/205290/84967 ,Physics.StackExchange.com/q/363216/ 84967 ,Physics.StackExchange.com/q/17082 / 84967 und Links darin.
Ja, die Gesamtenergie hat ein Pluszeichen.
Schließen Sie diese Frage NICHT. Die Frage stellt keinen philosophischen Unsinn darüber, ob negative Energie etwas bedeutet, die Frage ist, ob es eine "translationale Invarianz" in der Energie gibt, dh wenn Sie allem im Universum eine feste Menge an Energie hinzufügen würden, würden sich die Dinge ändern? Dies ist eine GUTE Physikfrage.
In der (nicht-allgemeinen relativistischen) Mechanik spielen nur Energieunterschiede eine Rolle.
"Negative geleistete Arbeit unterscheidet sich grundlegend von negativen Schulden (wenn es um Geld geht)" Zunächst einmal sind negative Schulden nur positives Geld, das man besitzt. Zweitens sind sie natürlich grundlegend verschieden: Das eine ist Energie, das andere Geld. Ihre Bearbeitung macht Ihre Frage weniger klar, nicht mehr.
Dies ist kein Duplikat - die andere Frage fragt nach dem, was das negative Vorzeichen anzeigt, dies fragt, ob es eine Verschiebungsinvarianz in der Energie gibt. Abstimmung zur Wiedereröffnung.

Antworten (7)

Um ehrlich zu sein, gibt es keine Anzeichen. Energien existieren nicht. Sie sind lediglich Methoden oder Modelle oder Beschreibungen, die für uns erfunden wurden, um Kräfte, Tendenzen, Strahlungsabsorption, Stöße, Schwingungsbewegungen, Richtungen usw. zu beschreiben. Gibt es also negative Energie? Wir können es einfach erfinden, wie Sie es gerade für die potenzielle Energie beschrieben haben, also ja.

  • In manchen Situationen beschreibt ein Vorzeichen nichts anderes als die Größe von Werten (wenn es egal ist, wo der Ursprung liegt, wie z. B. bei potentiellen Energien mit willkürlich gewählten Bezugspunkten),
  • in anderen Situationen beschreibt das Vorzeichen den mathematischen Vorgang des Addierens oder Subtrahierens (wie aufgenommene oder abgegebene Wärme),
  • während in noch anderen Situationen Zeichen Richtungen auf einer vordefinierten Achse beschreiben (Ihre Achse definiert vorwärts , also ist eine Geschwindigkeit, die Sie rückwärts bewegt, negativ).
  • Usw.

Ein Zeichen ist eine mathematische Erfindung, die in verschiedenen Zusammenhängen unterschiedliche Bedeutungen hat, je nachdem, was wir tun müssen.

vermitteln, dass eine negative Menge an Arbeit geleistet wird

Ein „negativer Arbeitsaufwand“ gehört zum 2. Aufzählungspunkt oben. Arbeit, die negativ ist, bedeutet nur, dass Energie das Objekt verlässt (mathematisch subtrahiert). Das negative Vorzeichen ist hier nichts weiter als mathematisch.

Was Sie sagen, ist nur, dass Mathematik ein Mittel ist, um die Realität zu beschreiben, und nicht die Realität selbst. Das ist richtig. Die Frage kann also offensichtlich nicht lauten, ob Energie den gleichen Realitätsstatus hat wie dieser Stuhl , das ist klar, also ist es eine ziemlich leere Aussage, zu sagen, dass "Energie nicht existiert". Die Frage betrifft unsere Beschreibung: Spielt es bei dieser Beschreibung eine grundlegende Rolle, welches Zeichen wir haben?
@Luke Was im letzten Teil dieser Antwort beantwortet wird. Abgesehen davon, dass das OP ausdrücklich fragt: " Existiert negative Energie wirklich? ", daher der obige Ansatz für eine Antwort.
Das ist falsch . Energie ist genauso physisch wie ein Stuhl, man kann sie positivistisch definieren und messen, genauso wie ein Stuhl auch von Ihren Augen gemessen wird, indem Sie das Licht und andere Dinge wahrnehmen. Es ist nutzlos und bedeutungslos, etwas "nur ein mathematisches Konstrukt" zu nennen, alles in der Physik ist ein mathematisches Konstrukt, das auch physikalisch existiert.
@AbhimanyuPallaviSudhir Energie kann als Repräsentation betrachtet werden. Eine Darstellung des übertragenen Impulses, eine Darstellung der Temperatur, eine Darstellung der elektromagnetischen Strahlung, eine Darstellung der Beschleunigungstendenz. Die Frage "Was ist Energie?" ist sehr schwer anders zu beantworten.
@Steeven Energy ist nur eine weitere Komponente von "Momentum". Wenn der von Ihnen hier dargestellte Standpunkt zur Energie zutrifft, dann sollte er auch für andere Impulskomponenten zutreffen.
@OktayDoğangün Energie ist eine Komponente des Momentums?
@Steeven Energie und Drei-Impuls sind die Komponenten des (Vier-) Impulses, der die konservierte Größe unter der lokalen Translationssymmetrie in der Raumzeit ist. So wie die Zeit ein Bestandteil der (Vier-)Stellung ist. Wenn Sie zwischen Referenzrahmen wechseln, rotieren Sie tatsächlich zwischen Energie- und Drei-Impuls-Komponenten (technisch als Boost bezeichnet), z. E ' = E cosch ⁡ ξ + P Sünde ⁡ ξ Wo ξ ist die Schnelligkeit. Es gibt keine physikalische Unterscheidung zwischen Raum und Zeit oder Impuls und Energie, es ist nur unsere Wahrnehmung von Zeit, die die Raumzeit in Zeit und 3 Massenkomponenten blättert.
@Steeven Nein, die Frage "Was ist Energie?" ist ziemlich einfach zu beantworten – es ist eine konservierte skalare Größe, die bestimmte Eigenschaften wie Additivität erfüllt. Aber das ist nicht relevant – Sie können es eine Repräsentation nennen oder wie Sie wollen, der Punkt ist, dass es vollständig physisch ist.
@Steeven Das ist ein sehr vernünftiges Argument. Würden Sie jedoch „5 + (-3)“ als Addition oder Subtraktion bezeichnen?
@OktayDoğangün Danke für den Beitrag; Dies könnte jedoch auf einer anderen Ebene liegen, als diese Frage und Antwort erfordert. Im Modell dieser Welt, wo Zeit und Raum als unterschiedliche Eigenschaften betrachtet werden, können Energie und Impuls ebenfalls als unterschiedlich betrachtet werden.
@AbhimanyuPallaviSudhir Diese Definition gilt nicht nur für Energie. Jedenfalls sage ich nicht "nicht physisch", sondern "nicht real". Wie die Ziffern auf dem Bildschirm Ihrer Netbank sind sie nicht das echte Geld, sondern nur eine Darstellung davon. Wir können natürlich die Definition von „echt“ diskutieren, aber gehen wir nicht darauf ein.
@Supernova Das ist eine Frage der mathematischen Definition. Rein rechnerisch sind Sie dabei 5 + ( − 3 ) zwei Zahlen addieren , von denen eine negativ ist. Während Sie mit 5 − 3 zwei positive Zahlen subtrahieren. Es macht jedoch keinen Unterschied; Addition und Subtraktion spielen in etwa in derselben Liga. Dies ist nichts anderes als mathematische Terminologie und welche Wörter wir verwenden.
Warum sollten Zeichen und Energien nicht existieren, während „Kräfte, Tendenzen, Absorption von Strahlung, Stöße, Schwingungsbewegungen, Richtungen“ existieren? Diese Argumentationslinie ist ein schlüpfriger Abhang.
@my2cts Ich verstehe, dass dies keine sehr genaue Definitionsmethode ist. Sagen wir einfach, dass dies eine Möglichkeit ist, darüber nachzudenken.

Die Frage nach „Existenz“ ist eine philosophische, keine physikalische. Einige Leute würden argumentieren, dass Sie sich der Existenz von irgendetwas nicht sicher sein können, einschließlich Ihrer selbst.

Die Physik befasst sich mit der Erstellung mathematischer Modelle, die Vorhersagen über das Ergebnis eines Experiments oder einer Situation treffen können. Alle physikalischen Modelle haben eine begrenzte Anwendbarkeit, dh die Vorhersagen sind nur dann genau, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Bisher gibt es noch keine Modelle, die wirklich universell und in jeder möglichen Situation anwendbar sind.

Negative oder positive Energie sind genau das: Konzepte, die nützlich sind, um in bestimmten Situationen quantitative Vorhersagen zu treffen (aber nicht in anderen).

Zum Beispiel ist negative Energie ein nützliches Konzept, wenn sich Energie innerhalb eines Systems bewegt. Wenn es sich in eine Richtung bewegt, nennen Sie es "positiv", wenn es sich in die andere Richtung bewegt, ist es negativ.

Wenn Sie die Existenz von irgendetwas in Frage stellen können, worum geht es dann in der Physik? Ich persönlich glaube, dass etwas, das ich „objektive Realität“ nenne, postuliert werden muss.

Natürlich ist es bei einigen Berechnungen sehr wichtig, ob die Energieänderung in einem System positiv oder negativ ist. Wenn Sie ein Kraftwerk bauen, versuchen Sie lieber, eine positive Energiemenge herauszuholen!

Aber das sind nur Energieunterschiede. Der Punkt der Energie Null ist willkürlich definiert und kann jederzeit neu definiert werden, so dass das absolute Vorzeichen von E ist unwichtig.

Nun, ich würde den Nullpunkt der Energie auf das Vakuum legen. Leider hat das eine Energie von plus 10 123 es sei denn, es ist irgendwo ein Fehler 😀.
@Luke Das macht Sinn. Eine Frage aber; für die Position können wir einen Ursprung „setzen“, indem wir einfach angeben, wo (was auch immer das bedeuten mag) der Ursprung ist, aber wie geht man vor, um eine Null für Energie zu „setzen“?
@Supernova Wie gesagt, das Vakuum setzt die untere Energiegrenze.

Es gibt keine negative Energie, und der Ursprung der Energie ist absolut, nicht willkürlich. Um die Energie eines Systems zu messen, können Sie einfach seine Masse messen und dann verwenden E = M C 2 um seine Energie zu finden (in einem Rahmen, in dem sein Nettoimpuls Null ist). Die Energie ist immer positiv, weil die Masse immer positiv ist. Vielleicht findet man mit dem Casimir-Effekt oder so ein paar richtig exotische Gegenbeispiele, aber grundsätzlich ist es positiv.

Wenn wir sagen, dass die Gravitationsenergie für das Erde-Mond-System negativ ist, bedeutet das nur, dass die Energie niedriger ist, als wenn der Mond weiter draußen wäre. Das Erde-Mond-System hat eine gewisse Masse. Es ist weniger als die Masse der Erde plus die Masse des Mondes, jeweils einzeln betrachtet. Dies wird als "Massendefekt" bezeichnet.

Wir sagen also, dass es negative Energie in der Gravitationsbindung zwischen ihnen gibt, aber das ist nur so, dass die Gesamtsumme der Energie richtig herauskommt. Die Gesamtenergiemenge ist immer noch positiv, weil die Masse des Systems positiv ist.

Wenn Leute sagen, dass der Ursprung der potentiellen Energie keine Rolle spielt, meinen sie, dass Kräfte Ableitungen der potentiellen Energie sind. Wenn Sie der potentiellen Energie eine Konstante hinzufügen, ändert das keine Ableitungen. Wenn Sie sich also nur darum kümmern, die Kräfte zu finden, spielt es keine Rolle, ob Sie der potentiellen Energie eine Konstante hinzufügen. Es gibt jedoch immer noch nur eine Wahl von Null für die Energie eines gesamten Systems, die die gesamte Energie ausmacht, und das ist eine, die macht E = M C 2 WAHR.

Hinweis: Dies setzt voraus, dass wir es mit Systemen zu tun haben, die ein Ruhesystem haben; Masselose Systeme haben kein Ruhesystem.

Energie ist ein Konzept, das positiv oder negativ sein kann. Interessant ist jedoch, dass es in vielen Situationen sinnvoll ist, eine "minimale" Energie zu definieren. Dies ist anders als andere Dinge, wie z. B. Positionen. Es gibt selten eine sinnvolle "Mindestposition", es sei denn, es gibt eine Symmetrie, die ein solches Konzept sinnvoll macht.

Da es ein Minimum gibt, kann es sinnvoll sein, ihm den Wert 0 zuzuweisen. Wir hätten einen beliebigen Wert auswählen können, um es ihm zuzuweisen, aber Null ist praktisch. Wenn wir eine solche Zuordnung vornehmen, ist es trivial zu zeigen, dass Energie immer ungleich Null sein muss.

Die Energiedichtegleichungen für ein elektrisches Feld für einen Kondensator mit Dielektrikum enthalten eine negative Komponente. Diese Energie muss zugeführt werden, um das Dielektrikum eines Kondensators zu ziehen. Im Gegensatz zu den meisten negativen Energiekomponenten hat diese weder eine schwebende Basis (wie die meisten potenziellen Energien) noch eine offensichtliche Regel, die die Gesamtenergie positiv hält. Bisher sind keine Versuche gelungen, eine Dialektik mit ausreichend geringer Masse herzustellen und den Kondensator auf eine ausreichend hohe Spannung aufzuladen, damit die negative Energiekomponente die Massenenergie des Dielektrikums übersteigt. Wenn dies jemals gelingen sollte (und ich kenne kein Gesetz, das dies absolut verbietet, obwohl es unwahrscheinlich erscheint, dass es funktioniert), dann würden negative Energiekomponenten realisiert und wir könnten Wurmlöcher offen halten.

Die Konsequenz für konstruierte negative Energie in der Physik ist eine Rückwärtszeitreise .

Die bisherigen Antworten auf diese Frage waren sowohl irrelevant als auch falsch. Die Frage ist kein philosophischer Unsinn darüber, ob negative Energie wirklich existiert oder ob Energie wirklich existiert . Es ist eine einfache Frage, ob es eine Verschiebungsinvarianz in der Energie gibt, dh wenn die Energie des Universums um eine feste Größe zunimmt, würde es einen Einfluss auf die Physik geben?

Die Antwort ist eindeutig nein , es gibt keine Auswirkungen, Sie haben eine "Energietranslations" -Invarianz. Der Grund, warum darüber nicht gesprochen wird, ist, dass es völlig nutzlos ist. Es macht keinen Sinn, die Energie jedes Objekts um den gleichen Betrag zu erhöhen (weil dann das System "A + B" seine Energie um 2E erhöhen muss, nicht um E), also sprechen Sie wirklich von einer Verschiebung in Ihrem Einheitensystem, wo Sie "0 J" stattdessen als "20 J" bezeichnen, und dann ist Energie nicht mehr einfach addierbar (Sie müssen jedes Mal 20 subtrahieren, wenn Sie Dinge hinzufügen). Dies ist wie die Verwendung von Celsius anstelle von Kelvin oder pH anstelle der Protonenkonzentration, dies hat keine physikalische Bedeutung.

Beachten Sie, dass es unmöglich ist, ein Einheitensystem zu haben, in dem keine negative Energie existiert, da Sie in der Nähe eines Schwarzen Lochs beliebig negative Gravitationspotentialenergien erhalten können, und um -∞ in 0 zu übersetzen, müssen Sie alles andere auf +∞ abbilden .

Bearbeiten - Globale Verschiebungen der lokalen Energiedichte sind sinnvoll, da es sich um ein lokales Phänomen handelt und A + B sich nicht um den gleichen Betrag wie A und B verschieben muss. In diesem Fall ist die Physik offensichtlich nicht unveränderlich , da Sie mehr Schwerkraft erhalten.

Die Frage beantworten, die nicht gestellt wurde, aber alle anderen antworten --

Ja , Energie existiert, es bedeutet nichts zu sagen, dass etwas "nur ein mathematisches Konstrukt" ist. Man kann Energie positivistisch definieren und messen, das unterscheidet sich im Grunde nicht von der Messung eines Stuhls, was auch bedeutet, dass man das Licht misst, das vom Stuhl auf die Augen fällt usw.

Entschuldigung, aber das ist falsch. Die Allgemeine Relativitätstheorie reagiert empfindlich auf globale Energieverschiebungen. Es gibt keine "Energietranslations"-Invarianz im Universum.
@AccidentalFourierTransform Worauf genau beziehst du dich mit "globalen Energieverschiebungen"? Wie ich bereits erwähnt habe, ist eine vereinfachende Transformation "Alles Energie erhöhen" inkonsistent - die einzig mögliche Interpretation einer solchen Sache ist ein alternatives Einheitensystem, in dem Energie nicht additiv ist (und alle physikalischen Theorien sind eindeutig unveränderlich). Verschiebungen in der Energiedichte sind ein ganz anderes Thema.
" Die Frage ist kein philosophischer Unsinn, ob negative Energie wirklich existiert " Zitat aus dem OP: " Existiert negative Energie wirklich oder nicht ". Ich glaube nicht, dass die Frage so tief geht, wie Sie sie interpretieren.
@Steeven Lesen Sie die erste Zeile der Frage. Ich interpretiere nichts, er fragt danach, ob Energieverschiebungen die Physik unverändert lassen. Es ist nicht allzu tief, aber es ist eine physikalische Frage.
Ich denke, Sie haben Ihre Interpretation der Frage beantwortet. Das ist in Ordnung. Das Problem besteht darin, zu behaupten, dass „ die bisherigen Antworten auf diese Frage sowohl irrelevant als auch falsch waren “, weil sie ihre eigenen Interpretationen beantworteten. Wählen Sie es zurück. Bleiben Sie bei Ihrer Interpretation der Frage und Ihrer Antwort. Verwenden Sie Stimmen und Kommentare, um andere Antworten zu kommentieren. Bitten Sie das OP um Klarheit, anstatt die einzig wahre Interpretation zu erklären.
Alter, die Antworten hier basieren auf der Annahme, dass das OP ein knöchellanger Idiot sein muss und ich es zurückrufen muss? Die Antworten, die behaupten, dass "Energie nicht real ist", SIND falsch und auch prätentiöser philosophischer Unsinn. Energie ist vollkommen physikalisch, weil sie messbar ist. Das ist Physik, keine Poesie, und es gibt nichts zu interpretieren.
Hat Energie ein Zeichen? [Duplikat]
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