Relatives Telefongespräch?
Bevor ich meine Frage stelle will ich sagen das sie sehr theoretisch ist.
Unzwar wir nehmen an wir haben eine Person in einem Raumschiff das 5 Jahre lang In Lichtgeschwindigkeit geflogen ist und eine Person auf der Erde. Wir nehmen an beide telefonieren die 5 Jahre lang (5 Jahre bezogen auf den Astronauten) wie lange ging das Gespräch denn jetzt oder was wäre dabei zu beobachten ich weiss nicht warum aber der Gedanke Flasht mich gerade.
3 Antworten
Vorausgesetzt das Raumschiff fliegt mit nahe Lichtgeschwindigkeit: Im Bezugssystem des Astronauten hat das Gespräch 5 Jahre gedauert.
Im Bezugssysteme der Erde dauert das Gespräch um so länger, je näher das Raumschiff der Lichtgeschwindigkeit kommt. Und zwar um den Faktor: 1 durch Wurzel aus (1 - v²/c²) wenn v die Reisegeschwindigkeit wäre. Beispielrechnung: Bei 95% c dauerte das Gespräch auf Erden etwas über 16 Jahre.
Genau der oben genannte Faktor taucht so ähnlich aber wieder in der Formel der Energie auf und sorgt dafür, dass der Nenner mit v → c ins unendliche steigt, was wieder heißt, dass ein massebehaftetes Objekt nicht (oder nur mit unendlicher Energie) Lichtgeschwindigkeit erreichte.
Betrachten wir dagegen einmal ein Photon, dass von der Sonnenoberfläche zu uns gekommen ist. In unserer Zeit hat es rund acht Minuten gebraucht. Versetzen wir uns einmal gedanklich in die Welt des Photons, dann ist es angekommen als es losgeflogen ist. Es hat in seiner Eigenzeit Null Minuten von der Sonne zu uns benötigt.
Ergo: Das o. g. Experiment lässt sich nur mit massebehafteten Objekten ausführen und diese reisen nie mit Lichtgeschwindigkeit. Somit steigt die fiktive Telefonierzeit (und über die Rechnung wollen wir erst gar nicht sprechen! 😎) aber sie bleibt so endlich wie die Geschwindigkeitsdifferenz zur Lichtgeschwindigkeit.
Im Bezugssystem des Astronauten hat das Gespräch 5 Jahre gedauert.
In seinem Ruhesystem, falls er sich relativ zur Erde mit konstanter Geschwindigkeit bewegt hat, was zumindest dann unmöglich ist, wenn der Astronaut zurückkehren wird.
Wenn der Astronaut selbst sagt "ich fliege soundso schnell",' benutzt er implizit das Ruhesystem der Erde als Bezugssystem.
Die Zeit geht ûberall gleich schnell.
Wenn bei dem auf der Erde 5 Jahre um sind sind beim Astronaut auch 5 Jahre um.
Du beziehst es nun auf den Astronaut.
Das Telephonat beginnt sagen wir am 1.1.21.
Der Astronaut fliegt sofort mit Lichtgeschwindigkeit los.
Der Astronaut sagt nach 1 minute "hallo" . Das Signal braucht nun 1 minute bis zur Erde.
Der Auf der Erde sagt nun auch "Hallo " . Sein Signal reist nun mit Lichtgeschwindigkeit dem Astronaut mit Lichtgeschwindigkeit hinterher.
Es hohlt ihn nie ein. .....
Wenn der Astronaut aber nach 5 Jahren stoppt sieht es anders aus.
Der Astronaut hört am 1.1.26 das "Hallo".
Er sagt gleich "tschüss" und legt am 1.1.26 auf.
Nun braucht das Signal aber noch 5 Jahre bis zur Erde zurück.
Am 1.1.31 hört der auf der Erde erst das "tschüss"
Das Gespräch dauert also 5 Jahre
Wenn nun aber erst der Abfolge der Erde jetzt sein " tschüss" sagt dann braucht das ja wieder 5 Jahre bis zur stelle des "tschüss" des Astronauten.
Es kommt dann am 1.1.36 dort an
Doch , immer noch.
Deine Beispielrechnung ist auf die Frage bezogen falsch.
Er fliegt mit Lichtgeschwindigkeit weg.
Du musst also mindestens mit 99,99999999999999999999999% Lichtgeschwindigkeit rechnen.
Und nochmal :
Wenn die ERE8GNISSE auf dem RAUMSCHIFF immer langsamer werden, dann läuft dein Antrieb immer langsamer, je schneller du wirst.
Das wollt ihr einfach nicht wahr haben .
Ist aber eine absolut logische Konsequenz, wenn die Ereignisse wirklich langsamer werden.
Zeit ist in der Physik eindeutig definiert als Sachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen. Langsame Zeit= langsame Ereignisse = langsamer Antrieb
Der Astronaut fliegt 5 Jahre mit Lichtgeschwindigkeit.
Er ist also 5 Lichjahre weit geflogen.
Auf der Erde sollen nun unendlich viel Jahre vergangen sein. Der auf der Erde sieht ihn also unendlich weit geflogen.
Wenn das Raumschiff auf der Erde steht isst der Astronaut eine Pizza am Tag. Er plant 4 Lichtjahre, bis zum nächsten Stern mit Lichtgeschwindigkeit zu fliegen.
Er braucht also 4 Jahre. Und nimmt 1460 Pizzas mit an Bord.
Nach der Relativitätstheorie braucht er aber gar keine Zeit, bei Lichtgeschwindigkeit. Er fliegt nach seiner Uhr am 1.1.21 los und kommt am 1.1.21 auf seiner Uhr an.
Er hat unterwegs keine Pizza gegessen. .....also auch kein Benzin verbraucht. .....der Antrieb arbeitet nicht. ....
Der auf der Erde sieht in 4 Jahre fliegen und isst 1460 Pizzas.
Nach der Relativitätstheorie ist auf der Erde nun aber unendlich viel Zeit vergangen, wenn der Astronaut am ziel ankommt. ....
Tja, die Beispielrechnung verdeutlicht sehr gut, was passiert. Gerne darf das mit mehr Nachkommastellen mit 9 selbst weiter gerechnet werden, der Sachverhalt ändert sich dadurch nicht, nur die immer extremere Auswirkung wird immer krasser. Die Beispielrechnung bleibt ein Beispiel und im Besonderen richtig.
Die Ereignisse auf dem Raumschiff werden nicht langsamer. Im Bezugssystem des Raumschiffes laufen die Ereignisse wie bisher ab. Wenn Du das Bezugssystem nicht berücksichtigst, kommst Dumauf falsche Ergebnisse.
Wenn das Raumschiff auf der Erde steht isst der Astronaut eine Pizza am Tag.
Lecker, Pizza! 😎 Ansonsten keine neuen Erkenntnisse, wieder die Bezugssysteme nicht berücksichtigt!
Nach der Relativitätstheorie braucht er aber gar keine Zeit, bei Lichtgeschwindigkeit.
Richtig! Aber nur, wenn er unendlich viel Energie aufwänden könnte. Oder wenn er keine Masse (keine Pizza, keinen Antrieb, keinen Brennstoff, keinen Körper, …) hat. Also irrelevant.
Siehe dazu mein Gedankenexperiment mit Photon.
Nach der Relativitätstheorie ist auf der Erde nun aber unendlich viel Zeit vergangen
Nein. Du versuchst hier durch Null zu teilen und wählst erneut unterschiedliche Bezugssysteme innerhalb einer Rechnung. Einfach grausam. 😎
Kannst du nicht lesen?
Ich teile nicht durch Null. Durch Null teile ich bei bei Lichtgeschwindigkeit.
Habe ich aber nicht. Ich sagte du musst mindestens mit 99,9999999999% c rechnen. Da ist nicht geteilt durch Null.
Und warum lenkst du ab ?
Wenn die Ereignisse bei Beschleunigung langsamer ablaufen. Dann wird dein Antrieb immer langsamer.
Der Weg von der Erde bis zum nächsten Stern sind gut 4 Lichtjahre.
Du fliegst mit 99,9999999999% Lichtgeschwindigkeit dort hin ( Der einfachen Rechnung wegen lassen wir beschleunigungs und bremsphase weg )
Du berechnenst also vor dem Start das die Reise 4 Jahre dauert.
Pro Tag isst du auf der Erde 1 Pizza.
Wieviel Pizza nimmst du fûr die Reise mit ?
Eine einfache Rechnung die jeder machen muss, wenn er so schnell reisen will.
Ich nehme 1460 Pizzas mit .
Wieviel brauchst du ?
Kannst du nicht lesen?
Bitte freundlich bleiben.
Wenn die Ereignisse bei Beschleunigung langsamer ablaufen. Dann wird dein Antrieb immer langsamer.
Genau das ist der Fehler: In welchem Bezugssystem läuft die Zeit langsamer ab? Es wird die Zeit in der Rakete im Bezugssystem der Erde angesehen. Nur mit diesem Bezug läuft die Zeit langsamer ab. In der Rakete selbst, läuft die Zeit ganz normal weiter.
Sic! Nur im Vergleich der Bezugssystemen gibt es unterschiedliche Zeitabläufe. Ein Bezugsystem auf sich selbst bezogen, hat keine Änderung in der Zeit.
Nochmal zu der angeblichen Ablenkung und dem Teilen durch Null:
Nach der Relativitätstheorie ist auf der Erde nun aber unendlich viel Zeit vergangen
Wie kommt es zu einem Wert "unendlich" für die Zeit? Dieser Wert kann nur als Ergebnis einer Limes-Entwicklung mit dem Term 1 / Wurzel(1 - v²/c²) für v --> c angegeben werden. Ja, der Nenner strebt gegen Null. In der Angabe "unendlich viel Zeit" fehlt wesentlich die Angabe einer Limes-Entwicklung, s. d. so wirkt, als wäre hier versucht worden, durch Null zu teilen. Daher meine Aussage, Du versuchtest hier durch Null zu teilen. Mehr nicht.
Könnt ihr das nicht verstehen oder wollt ihr das nicht verstehen.
Du fliegst von der Erde mit 99,9999999999% Lichtgeschwindigkeit bis Alpha Centauri.
Der Weg sind 4 Lichtjahre.
Wieviel Pizzas nimmst mit?
Ich nehme 1460 Pizzas mit
Fliegst du gleich wieder zurück sind es 8 Lichtjahre Weg.
Jetzt hast du das Zwillingsbruder Paradox.
Ich nehme 2920 Pizzas mit .
Laut RT alterst du aber unterwegs kaum.
Also isst du unterwegs weniger Pizzas.
Wieviel Pizzas nimmst du mit ?
.....und mein Taschenrechner teilt bei 99,9999999909% c nicht durch Null.
Du behauptest das ich duch null teilen will.
Siehe nochmal meine Äußerung zu Bezugssystemen.
Einen Unwillen, nicht verstehen zu wollen, spüre ich eher auf Deiner Seite.
Seit drei Wortwechseln keine neuen Erkenntnisse. *plonck*
Das Gespräch mag 5 Jahre Bordzeit dauern, weil der Astronaut das so festlegt, aber wenn er sich entfernt, sehen der Astronaut und sein Gesprächspartner einander im Zeitlupe um den Faktor
K := √{(1 + v⁄c)/(1 − v⁄c)} = γ(1 + v⁄c),
und bei der Rückkehr, also Annäherung, sehen beide einander im Zeitraffer um
1⁄K := √{(1 − v⁄c)/(1 + v⁄c)} = γ(1 − v⁄c).
Der Astronaut sieht beides gleich lang, und so ist die Zeit auf der Erde um den Faktor
½∙(K + 1⁄K) = γ
länger.
Die Frage des FS IST: Wie lange dauert das Gespräch?
Kannst du wieder nur Formel oder kannst du es auch berechnen und eine ein Ergebniss nennen?
......und die anderen offenen Fragen, in den anderen Diskusionen, hast du auch noch nicht berechnet. .....lieber Antwortest du nicht mehr. ....schade. ....
Schau mal oben : wievil Pizza nimmst du mit ?
Kannst du wieder nur Formel oder kannst du es auch berechnen und eine ein Ergebniss nennen?
Wenn in die Formel eine vernünftige Geschwindigkeit eingesetzt wird, unter c, kann ich natürlich auch Zahlen ausrechnen.
...lieber Antwortest du nicht mehr.
Den Teufel werde ich tun.
Wenn die Zeit auf der Erde länger wird sind wir wieder bei Beispiel 3, in unserer anderen Diskusion.
Beispiel 3 hast du aber ausgeschlossen.......
Du sagst immer "Beispiel 3", was ich angeblich ausgeschlossen habe. Sag' konkret, was gemeint ist.
Du weist genau was mit Beispiel 3 gemeint ist .
Wir haben so lange darûber Diskutiert das du mir nicht erzählen kannst du wüsstest nicht worum es geht. ....
Wir können aber gerne von vorne beginnen. ....
https://www.gutefrage.net/frage/wie-ist-die-relativitaetstheorie-zu-verstehen
Bei der Antwort von f0felix kannst du alles nachlesen. ....
Hallo ELOMACHTMELO,
das Lichttempo¹) c ist Bestandteil von MAXWELLs Grundgleichungen der Elektrodynamik und damit seiner elektromagnetischen Wellengleichung. Diese unterliegen als Naturgesetze (=grundlegende Beziehungen zwischen physikalischen Größen) GALILEIs Relativitätsprinzip (RP).
Daher bewegt sich etwas, das sich relativ zu²) einem Körper mit c bewegt, relativ zu jedem Körper mit c. "Relativ zu jedem" würde aber bei einem mit c bewegten Körper "relativ zu sich selbst" einschließen, und relativ zu sich selbst bewegt sich ein Körper überhaupt nicht, schon gar nicht mit c.
Ein Körper oder Materieteilchen besteht aus gleichsam "kondensierter" Energie, seine Ruheenergie E₀,. Bis auf den Faktor c² ist sie mit seiner Masse m₀ (oder einfach m) identisch:
(1) E₀ = m₀c²
Im Ruhesystem eines Bezugskörpers B, relativ zu dem er sich mit einem Tempo v bewegt, hat er zusätzlich noch die kinetische Energie Eₖ, die sich mit E₀ zur Gesamtenergie E addiert.
Deren Verhältnis zur Ruheenergie ist durch den LORENTZ- Faktor
(2.1) E⁄E₀ = γ := 1/√{1 − v²⁄c²}
gegeben, und das kann man nach v umstellen zu
(2.2) v = c∙√{1 − E₀²⁄E²}.
Um also genau mit c unterwegs zu sein, muss ein Teilchen ausschließlich aus kinetischer Energie bestehen. So ein Teilchen ist das Photon. Es ist sozusagen seine eigene Bewegung.
Vierergeschwindigkeit und ViererimpulsNach Deiner eigenen Uhr kannst Du übrigens beliebig viel Strecke (relativ zu B) in beliebig kurzer Eigenzeit zurücklegen. Diese proper velocity bzw. der spezifische Impuls
(3.1) γ∙v› = (Δx | Δy | Δz)/Δτ = p›⁄m
ist der räumliche Teil der Vierergeschwindigkeit
(3.2) γ(c | vx | vy | vz) = (cΔt | Δx | Δy | Δz)⁄Δτ.
Der zeitliche Teil ist (bis auf konstante Faktoren) die spezifische Energie (vgl. (2.1)). E selbst bzw. E⁄c lässt sich übrigens als "Impuls in Zeitrichtung" auffassen, sie bildet mit dem Impuls den raumzeitlichen Impuls oder Viererimpuls
(4.1) (E⁄c | p›) = (E⁄c | px | py | pz).
Er hat so etwas wie einen Betrag, der durch die relativistische Energie- Impuls - Beziehung
(5.1) (E⁄c)² − p² = (E₀⁄c)² = (mc)²
gegeben ist, und so gibt es eben auch eine Art Betrag für die Vierergeschwindigkeit, die durch
(5.2) (cΔt⁄Δτ)² − (Δx² + Δy² + Δz²)⁄Δτ² = c²
gegeben ist. E⁄E₀ = γ ist also ein Maß dafür, wie viel Σ- Koordinatenzeit²) Δt Dein Jetzt in welcher Eigenzeit Δτ "zurücklegt".
Also: Du bewegst Dich immer schneller zeitlich vorwärts als räumlich; deshalb wirst Du niemals c erreichen, egal wie groß Dein Impuls ist.
Abb.: Der Viererimpuls und seine Komponenten; dasselbe Bild ergibt sich für die Vierergeschwindigkeit.
Der DOPPLER- EffektWir nehmen an beide telefonieren die 5 Jahre lang (5 Jahre bezogen auf den Astronauten) wie lange ging das Gespräch denn jetzt oder was wäre dabei zu beobachten...
Es käme zum optischen DOPPLER- Effekt. Wie stark der ausfällt, hängt von der Richtung der Geschwindigkeit ab. Während sich das Raumfahrzeug entfernt, wird jedes Signal um den Faktor
(6.1) K = √{(1 + v⁄c)/(1 − v⁄c)} = γ(1 + v⁄c)
auseinandergezogen, und zwar beidseitig. Die Relativitätstheorie beruht ja auf dem RP, und das impliziert, dass der DOPPLER- Effekt symmetrisch sein muss. Bei 0,6c ist das der Faktor 2, bei 0,8c der Faktor 3.
Sobald der Astronaut in einem bestimmten Abstand d umkehrt, werden die Signale der Bodenstation um den Faktor
(6.2) K⁻¹ = √{(1 − v⁄c)/(1 + v⁄c)} = γ(1 − v⁄c)
zusammengestaucht; umgekehrt empfängt die Bodenstation die Signale vom Astronauten erst d⁄c später die Signale verkürzt. Insgesamt würde das Gespräch um den Faktor
(7) ½(K + K⁻¹) = γ
länger dauern, hätte aber auch nicht mehr den Charakter eines Telefongesprächs, weil die Entfernungen und Verzögerungen zwischendurch einfach zu groß werden.
Wäre etwa der Astronaut mit 0,6c unterwegs³), 2,5 Jahre (Bordzeit) von der Erde weg und 2,5 Jahre zurück, würde die Kommunikation auf der Erde insgesamt 6,25 Jahre dauern.
Die ersten 5 Jahre kämen die Signale mit halber Geschwindigkeit bei uns an, dann sähen wir ihn umkehren, und die restlichen 1,25 Jahre kämen seine Signale mit doppelter Geschwindigkeit an.
Er bekäme hingegen die ersten 2,5 Jahre unsere Signale mit halber und die restlichen 2,5 Jahre mit doppelter Geschwindigkeit, weil er selbst ja sofort erfährt, dass er umkehrt.
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¹) Was wir in der deutschen Umgangssprache oft als Geschwindigkeit bezeichnen, ist eigentlich das Tempo (engl. speed), der Betrag der Geschwindigkeit (engl. velocity). Die Geschwindigkeit selbst im akkuraten physikalischen Sinne ist eine Vektorgröße v›, eine Größe mit Richtung.
²) Mit "relativ einem Körper B" ist stets gemeint, das B als stationär angesehen wird. Wir rechnen also in einem raum-zeitlichen Koordinatensystem Σ, das von B aus definiert ist, mit der Weltlinie (WL) von B als Zeitachse.
³) Eigentlich bräuchte er davon allerdings schon mindestens 3 Jahre zum Beschleunigen/ Abbremsen, denn die Beschleunigungskräfte an Bord dürfen nicht zu groß werden. Idealerweise sollten es die etwa 10 ms⁻² sein, die wir von der Erde kennen. Das alles lassen wir hier allerdings außer Acht.
Nein, immer noch nicht. Bitte Relativitätstheorie nachlesen und vertehen.