Das Meta-Zeitalter

Gibt es heutzutage noch atemberaubende wissenschaftliche Durchbrüche? Ja, manchmal, z.B. die Entschlüsselung des menschlichen Erbguts oder die Entdeckung des Top Quarks, Giant Magneto Resistance...
Ok, aber so richtige Durchbrüche, wie die Entdeckung des Penicillins oder die Verifizierung Quantenmechanik, Postulierung der ART usw. sind schon knapp 100 Jahre Geschichte. Trotzdem werden heute mehr wissenschaftliche Artikel publiziert, als je zuvor. Die meisten Publikationen bringen nichts neues, es sind zum Großteil Meta-Artikel. Sie tragen alles Wissen zu einem Thema zusammen und bewerten einige Aspekte als wichtig oder unwichtig. Wir leben daher im Meta-Zeitalter. Prinzipiell weiß die Menschheit so viel, hat so viele Informationen produziert, dass es ganze Forschungszweige gibt, die diese Informationen sammeln, mixen und gewichten und neu anordnen.
Es wurde also fast zu jeder erdenklichen Frage etwas publiziert. Wenn man sich etwas fragt, muss man nicht mehr unbedingt die Antwort selbst erforschen, man muss nur im Dschungel der Medien (hauptsächlich Internet) die schon publizierte Antwort finden.
Ich habe manchmal auch ein paar Fragen und versuche darauf Antworten zu finden und eröffne daher auf diesem Blog eine neue Kategorie, in der ich eine Thematik beschreibe und hoffe, dass irgendjemand mir einen guten Meta-Artikel zu diesem Thema schreibt und zusendet ;-) Falls das nicht geschieht, muss ich mir wohl selber solch einen Überblicksartikel zusammen schreiben.


Die erste Thematik:

Temperatur und Relativitätstheorie

Die Temperatur eines Gases ist die mittlere kinetische Energie seiner Gasteilchen. Wenn ich nun in ein Bezugssystem wechsel, dass sich mit 1000 km/h am Gas vorbeibewegt und das Gas aus diesem System beobachte, so erhöht sich doch die mittl. kinetische Energie und damit die Temperatur des Gases. Ergo ist die Temperatur abhängig vom Bezugssystem aus dem gemessen wird. Ansätze zur Lösung:

• die Temperatur ist die mittlere kin. Energie der Teilchen bzgl. des Schwerpunktsystems der Teilchen.
• Man kann nur im Ruhesystem die Temperatur messen, da zwei Körper (Probe und Thermometer) nur die gleiche Temperatur haben wenn sie im Gleichgewicht sind und somit müssen sie ruhend nebeneinander bei der Messung liegen. Also sind Temperaturmessung nur im Schwerpunktssystem des Gases möglich.

Wie ist das jetzt aber mit der kosmischen Hintergrundstrahlung: Diese kann als Schwarzkörperstrahlung, also als Sepktrum in Abhängig von der "kosmischen Temperatur" beschrieben werden. Misst man nun auf der Erde (die sich mit 370km/s bzgl. dem ruhendem Kosmos bewegt ein anderes Spektrum, als mit einem Satellit, der sich relativ zur Erde mit -370km/s bewegt? Also auch eine andere Temperatur? Wurde so ein Experiment schoneinmal durchgeführt?

Anscheinend gibt es drei Meinungen in der Physik:
Planck und Pauli: Temperatur sinkt für bewegte Beobachter
Ott: Temperatur steigt für bewegte Beobachter
Landsberg: Temperatur ist invariant unter Bezugssystemwechsel

Zwei interassante Artikel zu diesem Thema sind z.B.

• On the riddle of the moving thermometers von R. Aldrovandi

• Thought Experiment to the determine the special relativistic temperature transformation von Hrn. Landsberg

Leider sind sie für mich wenig aufschlussreich.
Die Thematik ist schwierig, selbst für mich als angehender Physiker. Allein die Definition der Temperatur ist sehr subtil. Thermodynamik in Verbindung mit Relativitätstheorie ist hoch kompliziert.

Ich wünsche mir einen schönen Meta-Artikel über dieses Thema, der mich über die Temperaturmessung in relativ zueinander bewegten Bezugssystemen informiert. Ich denke alle relavanten Informationen sind verfügbar, sie müssen nur zusammengetragen werden.

Eine schöne Aufgabe im Rahmen des Meta-Jahrhunderts!



Danke