contravariant hat geschrieben:
Gerhard Kemme hat geschrieben:
Nach meiner Kenntnis bilden die geradlinigen Lorentz-Transformationen, wenn man von den grundsätzlichen Problemen absieht, eine Gruppe.
Falls du mit "geradlinigen LT" die Boosts, also Bewegung entlang der Koordinatenachsen, meinst, dann ist das falsch. Erst die Boosts zusammen mit den Raumdrehungen bilden eine Gruppe.
Am besten man prüft die Definition einer Gruppe ab:
G1 (Abgeschlossenheit): Es soll überprüft werden, ob die Verknüpfung zweier Lorentz-Transformationen mit den Geschwindigkeiten
v=1/2c und v1=1/3c
wiederum eine LT ergibt, die Element der Menge G ist.
V2=(v+v1)/(1+v*v1/c²)
v2=(1/2c+1/3c)/(1+1/2c*1/3c/c²)=5/6c/(1+1/6)=5/6c:7/6=5/7c
Somit gilt:
LT_1/2c # LT_1/3c = LT_5/7c, d.h. LT_5/7c € G
und somit gilt in diesem Fall G1 "Abgeschlossenheit", da wiederum eine LT mit konkreter Geschwindigkeit als Resultat bestimmt werden konnte.
G2 (Assoziativgesetz): Es soll überprüft werden, ob die Verknüpfung dreier Lorentz-Transformationen mit den Geschwindigkeiten
v0 = 1/3c, v1 = 1/2c und v2 = 4/7c
das Assoziativgesetz:
LT_1/3c # (LT_1/2c # LT_4/7c) = (LT_1/3c # LT_1/2c) # LT_4/7c
erfüllt.
v12 = (v1 + v2)/(1 + v1*v2/c²)
v12 = (1/2c + 4/7c)/(1 + 1/2c*4/7c/c²) = 5/6c
v012 = (v0 + v12)/(1 + v0*v12/c²)
v012 = (1/3c + 5/6c)/(1 + 1/3c*5/6c/c²) = 21/23c
v01 = (v0 + v1)/(1 + v0*v1/c²)
v01 = (1/3c + 1/2c)/(1 + 1/3c*1/2c/c²) = 5/7
v012 = (v01 + v2)/(1 + v01*v2/c²)
v012 = (5/7c + 4/7c)/(1 + 5/7c*4/7c/c²) = 21/23
Also gilt:
LT_1/3c # (LT_1/2c # LT_4/7c) = LT_21/23
und
(LT_1/3c # LT_1/2c) # LT_4/7c = LT_21/23
G3 (Neutrales Element) : LT_0 # LT_v = LT_v # LT_0 = LT_v
G4 (Inverses Element) : LT_(-v) # LT_v = LT_0
Somit erfüllt die Lorentz-Transformation - ohne Drehungen - mathematisch formal die Bedingungen für eine Gruppe, wenn man von prinzipiellen Problemen absieht.
mfg