Ist ein bevorzugter Bezugsrahmen des Universums der alte Äther?

Vor ungefähr zwei Jahren habe ich eine Frage zu einem symmetrischen Zwillingsparadoxon gestellt: Hier .

Kürzlich wurde eine neue Antwort gepostet und eine intensive Diskussion entfacht: Hier .

Einer der diskutierten Punkte betrifft einen bevorzugten Referenzrahmen in diesem Universum:

Die Asymmetrie ergibt sich aus der Tatsache, dass das Universum selbst einen Referenzrahmen hat und seine Größe sich um einen Lorentz zusammenzieht. Dies ist für die Menschen selbst messbar – alles, was geschehen muss, ist, einen Lichtstrahl auszusenden und darauf zu warten, dass der Lichtstrahl um die Welt geht. Der 'Durchmesser des Universums' wird (Lichtumlaufzeit)/c sein. Diese Zeit wird kleiner, je schneller der Beobachter unterwegs ist. Alle Beobachter werden sich also einig sein, dass es einen globalen, absoluten Begriff von Bewegung gibt, und dieser wird erkennen, wer wann altert.

Meine Fragen

  • Welche (mathematischen) Merkmale bestimmen, ob es in einem Universum einen bevorzugten Bezugsrahmen gibt?
  • Hat unser Universum einen bevorzugten Bezugsrahmen?
  • Wenn ein Universum einen bevorzugten Bezugsrahmen hat, ist dieser vergleichbar mit dem alten Äther?
  • Wenn ein Universum einen bevorzugten Referenzrahmen hat, bekommen wir dann nicht alle Probleme zurück, die durch RT gelöst zu sein schienen (z. B. die „Geschwindigkeitsbegrenzung“ für Licht, denn wenn es einen bevorzugten Rahmen gäbe, sollten Sie klassischerweise Geschwindigkeiten hinzufügen dürfen und daher bekommen auch Geschwindigkeiten größer als c?

Antworten (1)

(Ich gehe in meiner Antwort davon aus, dass die Leute die Diskussion über die alte Frage gelesen haben, die vom OP verlinkt ist.)

Nein, es ist nicht wie der Äther. Es gilt nach wie vor, dass es lokal keinen bevorzugten Bezugsrahmen gibt. Sie müssen nicht einmal wirklich über die Raumzeit nachdenken, um zu sehen, was vor sich geht. Stellen Sie sich eine zweidimensionale Ebene vor, parametrisiert durch ( X , j ) , und rollen Sie es durch Identifizieren zu einem Zylinder ( X , j ) ∼ ( X + N L , j )   ∀   N , Wo L ist etwas konstant. Lokal ist dieser Raum immer noch perfekt isotrop, aber global ist der X Richtung wurde durch die Identifikation ausgewählt.

Um zu sehen, was das bedeutet, stellen wir uns vor, zwei gerade Liniensegmente zu zeichnen, die jeweils bei beginnen ( X , j ) = ( 0 , 0 ) und endet bei ( 0 , L ) . Das erste wird nur sein ( 0 , T )   ,   0 ≤ T ≤ L , und der andere wird sein ( T , T )   ,   0 ≤ T ≤ L (was an einem Punkt endet, der entspricht ( 0 , L ) unter der Kennzeichnung und damit an der gleichen Stelle am Zylinder). Offensichtlich ist die Länge der ersten Zeile gerade L , aber die Länge der zweiten Zeile ist 2 L , von Pythagoras. Obwohl jeder kleine Teil des Zylinders perfekt isotrop ist, sehen wir hier, dass die Rotationssymmetrie durch die Identifikation global gebrochen ist.

In der Raumzeit passiert etwas Ähnliches, wobei die Rotationssymmetrie durch die Boost-Symmetrie ersetzt wird.

Kurze Antwort:

Im Allgemeinen gibt es nie ein Zwillingsparadoxon: Schreiben Sie in jeder Raumzeit einfach die Metrik in einem beliebigen Koordinatensystem auf und berechnen Sie die richtigen Zeiten für die beiden interessierenden Trajektorien. So wissen Sie eindeutig, welcher Zwilling älter und welcher jünger ist.

Danke, Rhys. Wie sieht es mit meinen ersten beiden Fragen aus? Welche (mathematischen) Merkmale bestimmen, ob es in einem Universum einen bevorzugten Bezugsrahmen gibt? Hat unser Universum einen bevorzugten Bezugsrahmen? Danke nochmal.
Unser Universum hat in gewissem Sinne ein (ungefähres) bevorzugtes Ruhesystem, weil es mit Materie gefüllt ist; dies hebt den Rahmen hervor, in dem diese Materie annähernd homogen und isotrop erscheint. Dies ist jedoch ein etwas anderes Problem als das, das in Ihrer Frage angesprochen wurde. Bei den mathematischen Merkmalen, die bestimmen, ob es einen „bevorzugten Referenzrahmen“ gibt, bin ich mir nicht sicher, weil ich nicht sicher bin, wie genau ich „bevorzugter Referenzrahmen“ im Allgemeinen interpretieren soll.
Ist ein bevorzugter Bezugsrahmen des Universums der alte Äther?
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