Kann die spezielle Relativitätstheorie so erweitert werden, dass der Rahmen eines Photons Sinn macht?

Angenommen, ich möchte wissen, wie das Universum aus der Perspektive eines sich bewegenden Bezugsrahmens aussieht C relativ zu meinem aktuellen Rahmen. Wie in verschiedenen anderen Fragen in diesem Forum ausführlich diskutiert, ist die Vorstellung eines solchen Rahmens aus der Perspektive der derzeit etablierten Theorie der speziellen Relativitätstheorie mehr oder weniger Unsinn. [ 1 ]

Jedoch...

Ist es möglich, die Einstellung der speziellen Relativitätstheorie zu modifizieren, indem der Raumzeit Dimensionen oder andere bisher unbeobachtete Merkmale hinzugefügt werden, so dass die Beschränkung der Theorie auf unseren 4-D-Ausschnitt der Raumzeit mit der speziellen Relativitätstheorie übereinstimmt, und so weiter? gibt es eine sinnvolle Möglichkeit, das Koordinatensystem eines Photons zu beschreiben?

[1] Insbesondere die Transformation, die wir durch Schubsen erreichen v = C in die üblichen Formeln nicht in der Lorentz-Gruppe (erhält kein Volumen der Raumzeit und ist nicht invertierbar).

Wenn sich das Photon bei c relativ zu dir bewegt, dann bewegst du dich bei c relativ zum Photon. Eine ganz normal aussehende Perspektive, nicht wahr? Es können auch viele Objekte gefunden werden, die sich relativ zu uns um fast c bewegen, dh ferne Galaxien. Würden die zusätzlichen paar km/s einen wirklichen Unterschied machen? Unwahrscheinlich.
Sie können jede wichtige Theorie ändern, die Sie wollen, aber wenn Sie eine Theorie ändern, die richtig und wesentlich ist, wie die Relativitätstheorie, erhalten Sie eine falsche und wertlose Theorie. Warum willst du es "modifizieren"? Es ist genau so, als würde man fragen, ob man Darwins Theorie so modifizieren darf, dass Tiere niemals versuchen, sich gegenseitig zu fressen oder miteinander zu konkurrieren. Ja, Sie können es "modifizieren", aber die Änderung ist falsch. Die Relativitätsgleichungen lassen eindeutige Rückschlüsse auf den Wert zu v = C auch - und besonders darüber - und Sie können keine selektiven Schlussfolgerungen herauspicken oder modifizieren, ohne die gesamte Struktur zu zerstören.
@LubošMotl: SR ist alles andere als fehlerfrei. Nehmen wir einfache Zeitdilatation und Längen-/Distanzkontraktion. Sie bedeuten, dass Zeit und Entfernung umgekehrt proportional sind. Und doch zeigen c=x/t und c=x'/t', was uns x/t=x'/t' gibt, dass sie sich in direkten Proportionen ändern sollten. Tabellen mit dem 4. und 5. Bild hier: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/relativ/muon.html zeigen, dass SR x nicht direkt beeinflusst. Andererseits ist es möglich, ein einfaches Gedankenexperiment zu konstruieren, das zeigt, dass die Zeitdilatation nicht real sein kann. (Und das Zwillingsparadoxon durch Beschleunigung zu lösen, ist ein offensichtlicher Trick.)
Siehe meine Antwort auf diese Frage über die Nichtexistenz des v = C rahmen.
@LubošMotl: Ihre Aussage "Wenn Sie eine Theorie ändern, die richtig und wesentlich ist, wie die Relativitätstheorie, erhalten Sie eine falsche und wertlose Theorie." ist falsch. Angenommen, ich habe Quantenmechanik, aber keine Vorstellung von einer Dichtematrix. Die Theorie ist richtig, aber es fehlt ein wichtiges Merkmal. Wenn ich die Dichtematrix hinzufüge, verderbe ich nicht den Rest der Theorie, aber ich kann jetzt die Dekohärenz erklären. Dies ist eine Demonstration der Modifizierung einer korrekten Theorie, um Naturphänomene weiter zu erklären.
@LubošMotl: "und Sie können keine selektiven Schlussfolgerungen auswählen oder ändern, ohne die gesamte Struktur zu zerstören." Wenn Sie diese Aussage tatsächlich wissenschaftlich erklären würden, würde ich das als Antwort auf meine Frage betrachten :)
Die Dichtematrix ist keine Modifikation der Quantenmechanik. Es ist nur eine Möglichkeit, unvollständiges Wissen über den Zustandsvektor zu beschreiben, eine einfache Kombination aus Quantenmechanik reiner Vektoren und den üblichen klassischen Methoden zur Berücksichtigung probabilistischer gewichteter Mittelwerte (ohne Informationen über die relative Phase). Die Quantenmechanik kann nicht durch ein Epsilon modifiziert werden, ohne es vollständig zu ruinieren, und es ist wirklich das beste Beispiel für das wichtige Prinzip, das ich vermitteln wollte.

Antworten (1)

Nein, und der Grund ist ganz einfach.

Die Eigenzeit eines Photons ist Null (nach den Prinzipien der speziellen Relativitätstheorie). Das heißt, es gibt keine zeitliche Differenz zwischen Emissions- und Absorptionsort. Dadurch würde jede hypothetische Beobachtung eines Photons auf eine Zeitdauer von Null reduziert, und es wäre nicht in der Lage, Zeit zu unterscheiden/zu messen, und kann daher nicht als Bezugsrahmen dienen.

Übrigens gilt das gleiche Prinzip auch für Entfernungen, wobei die eigentliche Entfernung von Photonen Null ist. Eine Regel, die immer dasselbe Maß ergibt, ist keine Regel.

Ein Photon (aus seiner "hypothetischen Sicht") nimmt nicht an der Raumzeit teil (mit Ausnahme seiner Emissions- und Absorptionsorte), die Raumzeit ist auf einen Punkt reduziert und kann daher kein Rahmen innerhalb der Raumzeit sein.

„Das heißt, es gibt keinen zeitlichen Unterschied zwischen Emissions- und Absorptionsort.“ Das würde eine unendliche Geschwindigkeit bedeuten.
@bright magus: Nein, weil die Entfernung auch Null ist. Nulldistanz in Nullzeit, das bedeutet, dass es überhaupt keine Geschwindigkeit gibt.
Wie sind Sie zu dieser Schlussfolgerung gekommen (dass für Photonen alles ein und dasselbe ist – Emitter ist Absorber usw.)? Eigentlich wäre das Universum in diesem Fall ein großes Schwarzes Loch für ein Photon ...
Nein. Das Photon ist kein Bezugssystem.
Klassischer Zirkelschluss. Und großartiges Ausweichen von Widersprüchen.
Ich stimme Ihrem Standpunkt nicht zu, der nicht ganz klar ist. Siehe den Kommentar von Lubos Motl: „Die Relativitätsgleichungen machen klare Rückschlüsse auf den Wert v=c“ . Ich stimme dieser Aussage zu.
OK, lassen Sie uns meinen Standpunkt klarer darstellen. Sie haben eine Antwort gegeben, aber in unserem Gespräch lief Ihre gesamte Argumentation darauf hinaus: Das Photon ist kein Bezugssystem. Punkt. Keine Erklärung nach meinen Maßstäben. (Und ich habe einen Kommentar von Lubos Motl gesehen – ich habe sogar meinen eigenen als Antwort verfasst.)
Diese Antwort erklärt, warum es in der Standardtheorie von SR keinen Rahmen gibt, der sich mit einem Photon mitbewegt. Wie in meiner Frage ausdrücklich angegeben, verstehe ich dies bereits. Ich würde gerne wissen, ob es eine erweiterte Theorie geben kann, die SR in unserer Raumzeit wiederherstellt, aber Rahmen enthält, die sich mit dem Photon mitbewegen, vielleicht in anderen Dimensionen oder was auch immer.
@DanielSank "Rahmen bewegen sich mit dem Photon" Das Problem ist, dass es aus "hypothetischer Sicht" des Photons anscheinend überhaupt keine Bewegung gibt (Eigenzeit = 0, Eigenabstand = 0). Das Ergebnis ist, was wir alle wissen: Es macht keinen Sinn, vom Rahmen eines Photons zu sprechen. Daher denke ich, dass es auch im erweiterten Sinne keinen Raum für Ihre Theorieforschung gibt.
@Moonraker: Ich suche kein Forschungsprojekt, bin nur neugierig :) Wie auch immer, sicherlich kann ich mir dort eine Weltlinie in einem höherdimensionalen Raum vorstellen, die, wenn sie (oder so ähnlich) in einen Unterraum projiziert wird, das Pathologische annimmt Eigenschaften einer Weltlinie Lorentz verstärkt bei c. Wenn so etwas nicht möglich ist, wäre eine Erklärung dafür eine gute Antwort auf meine Frage :)
@DanielSank: Es ist nicht einmal sicher, ob es eine Weltlinie gibt, mit Eigenzeit = 0, Eigendistanz = 0, ich würde eher von einer direkten Übertragung des Impulses vom emittierenden Teilchen zum absorbierenden Teilchen sprechen, ohne Zwischenweltlinie ( aus "hypothetischer Sicht" des Photons). Ohne Bewegung sehe ich wirklich kein Mittel zum "Mitbewegen" .
Kann die spezielle Relativitätstheorie so erweitert werden, dass der Rahmen eines Photons Sinn macht?
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