Relativitätstheorie?
Wenn es möglich währe, wenn wir uns mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen würden, würden wir gleich alt bleiben ?
2 Antworten
Hallo Panoabbruzzi,
die Lichtgeschwindigkeit ist eigentlich ein Tempo (engl. speed) (Betrag einer Geschwindigkeit, engl. velocity, in der auch die Richtung enthalten ist), das mit c bezeichnet wird.
Wobei Geschwindigkeit eines Körpers immer nur relativ zu einem Bezugskörper B definiert ist; von diesem schon auf GALILEI zurückgehenden Relativitätsprinzip (RP) hat auch die Relativitätstheorie ihren Namen.
Sie lässt sich geometrisch als Neigung der Weltlinie (WL) des Körpers – nennen wir ihn B' – gegen die von B auffassen. Das RP besagt aber auch, dass man ebensogut B' zum Bezugskörper erklären könnte.
Abb. 1: Weltlinien zweier Uhren U und U', die dicht aneinander vorbei fliegen
Wenn es möglich wäre, dass wir uns mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen würden,...
Genau c ist unerreichbar für jeden Körper/ jedes Teilchen, das eine Ruheenergie E₀ hat. Bis auf konstanten Faktor c² ist sie nichts anderes als die Masse m eines Körpers/ Teilchens. Da c² nach unseren Maßstäben riesig ist, entspricht allerdings die Ruheenergie von 1g Materie (egal was) ca. 21MT TNT- Äquivalent, der am 09.08.1945 durch "Fat Man" über Nagasaki freigesetzten Energie.
Führt man dem Körper – im Ruhesystem von B betrachtet – die kinetische Energie Eₖ zu, so erreicht sein Tempo
(1) v = c√{1 − (E₀²⁄E²} mit E = E₀ + Eₖ
woran man schon sehen kann, dass sich etwas, das ausschließlich aus seiner kinetischen Energie besteht, überhaupt nur mit c bewegen kann, etwas mit Ruheenergie jedoch nur asymptotisch.
Das ist dann der Fall, wenn die kinetische Energie die Ruheenergie um ein Vielfaches übersteigt. Um beispielsweise 0,96c zu erreichen, braucht ein Körper von 1kg Masse etwa 54MT TNT- Äquivalent an kinetischer Energie, ungefähr so viel wie am 30.10.1961 über Nowaja Semlja durch die Zar- Bombe freigesetzt wurde.
...würden wir gleich alt bleiben ?
Ja. Das würde aber keineswegs zu einem längeren Leben führen, sondern uns bloß unwiderruflich in die Zukunft katapultieren. Wir würden schlicht entsprechend weniger Zeit erleben.
So gesehen können wir theoretisch beliebig schnell durch den Raum reisen – nach unserer eigenen Borduhr, wohlbemerkt: Wir können in beliebig kurzer Eigenzeit Δτ die Strecke Δx von A nach B zurücklegen.
Eine gute Bezeichnung für Δx⁄Δτ ist "spezifischer Impuls", denn dies mit der Masse m unseres Raumfahrzeugs multipliziert ist unser Impuls pₓ (wir haben unser Koordinatensystem so gelegt, dass dies die einzige Komponente ist).
Unsere Energie E (bzw. E⁄c) ist sozusagen unser Impuls in Zeitrichtung und katapultiert uns – in einem Ruhesystem von B – mit dem Faktor
(2) Δt⁄Δτ = Ε⁄E₀ = γ := 1/√{1 − (v⁄c)²}
zeitlich vorwärts (in Richtung der B- Koordinatenzeit), und das ist immer zumindest etwas schneller, als wir räumlich vorwärtskommen. Auch in der Energie- Impuls- Beziehung
(3.1) E² = E₀² + (cpₓ)²
respektive
(3.2) (E⁄c)² − pₓ² = (E₀⁄c)² = (mc)²,
wobei sich mc als eine Art Betrag des raumzeitlichen Impulses oder Viererimpulses zeigt, eine Art PYTHAGORAS mit Minuszeichen. Die Idee stammt von EINSTEINs früherem Mathematikrofessor MINKOWSKI.
Abb. 2: Der Viererimpuls und seine Komponenten
Wie kann "Zeitdilatation" wechselseitig sein?Der Witz ist: Sowohl das Wort "Zeitdilatation" als auch das Wort "Längenkontraktion" sind beide irreführend. Sie suggerieren ein brontales Gezerre und Gequetsche, wo tatsächlich einfach eine bloße Uminterpretation vorliegt.
Die Spezielle Relativitätstheorie (SRT) lässt sich mit dem Motto 'GALILEI meets MAXWELL' einleiten: Die Konstante c stammt aus MAXWELLs Elektrodynamik und unterliegt deshalb dem RP. Heißt: Was sich relativ zu B mit c bewegt, das bewegt sich auch relativ zu B' mit c und umgekehrt.
Unter Anderem heißt das, dass der optische DOPPLER-Effekt symmetrisch sein muss. Außerdem sind räumlich getrennte Ereignisse in einem Koordinatensystem gleichzeitig und im anderen nicht.
Um das zu verdeutlichen, stellen wir uns B als Raumfahrzeug bei x = 0 zwischen zwei weiteren Raumfahrzeugen A bei x = −d und C bei x = d vor, an denen B' vorbeigleitet. Wir interessieren uns für zwei Signale, die B und B' zur Zeit t₀ bzw. t'₀ ihrer Begegnung erreichen.
Im Ruhesystem von B waren beide Lichtwege gleich d, also müssen sie als zur Zeit t₀ − d⁄c abgeschickt interpretiert werden. Wenn Sichtkontakt besteht, sieht C von B' aus jedoch dank Aberration um den Faktor
(4) (c + v)/(c − v) =: K²
weiter entfernt aus als A.
Im Ruhesystem von B' kann dies nicht als Aberration interpretiert werden, sondern als Retardierungseffekt. Schließlich bewegen sich A, B und C als Konvoi an B' vorbei. Von B' aus sehen wir A und C nicht da, wo sie "jetzt sind", sondern wo sie bei der Absendung ihrer Signale waren. C war bei Absendung bei x'(C) = K∙d, A bei x'(A) = d⁄K, und dementsprechend muss das Signal von C auch älter sein, nämlich von t'(C) = t'₀ − K∙d⁄c stammen und das von A von t'₀ − d/(c∙K).
Abb. 3: Raumzeit- Diagramm zur Relativität der Gleichzeitigkeit und ihren Nebeneffekten
Tausend Dank, so gut wurde mir das noch nie erklärt, endlich verstehe ich es.
Nein.
Die Zeit vergeht ûberall gleich schnell.
Zeit ist in der Physik eindeutig definiert als Sachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen.
Wûrden bei Lichtgeschwindigkeit faktisch keine Ereignisse mehr ablaufen wärst du tot......kein Herzschlag mehr, keine Gedanken mehr. .....keine Atomschwingung mehr. .... das wäre der Absolute Temperatur Nullpunkt.
Insofern wûrdest du tot und eingefroren gleich alt bleiben, aber das meinst du wohl nicht, mit deiner Frage
Licht bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit als Welle. Eine Welle ist eine Schwingung. Es gibt also eine Abfolge von Ereignissen -> Zeit
Das ist noch nicht meine Antwort, sondern erst einmal ein Kommentar.
☆ Die allermeisten SEEW, mit denen ich je das Vergnügen hatte, offenbaren in ihrer Argumentation eine weitgehende bis vollständige Freiheit von physikalischem Verständnis überhaupt –☆
......sagt der der nicht mal verstehen kann was "Gleichzeitig " bedeutet.
Wie war deine Antwort nochmal ,zu meiner Frage in einer unserer Diskusionen darûber?
Ach ja......du Antwortest nie auf eindeutige Widersprűche. ....
Du sagtst es gibt keine Gleichzeitigkeit. Es gab eine Lange Diskusion.
Am Ende Fragte ich Dich " Du lässt 2 Eimer mit Sand gleichzeitig los. Fallen die Gleichzeitig zu Boden oder fällt erst der 1. Eimer, dann alle Sandkörner darin einzeln und dann der 2. Eimer und dann jedes Sandkorn darin einzeln ? "
Du kannst das nicht beantworten.
Oder machst das jetzt hier ? (Ich habe eine neue Wette laufen. ..)
Wenn Du nun sagst das sie Gleichzeitig fallen widersprichst du deiner langen Reihe Diskusionskommentare, das es keine Gleichzeitigkeit gibt.
Und wie war das mit der Längenkontraktion?
Kontrahiert das Raumschiff? Was passiert dann mit der Dichte des Materials, aus dem das Raumschiff besteht?
Kontrahiert der Weg , den es zwischen 2 Planeten fliegt?
Was passiert dann mit der Gravitation zwischen den Planeten ?
Bis heute noch keine Antwort von dir (oder anderen Community-Experten) hier.
Es ist doch ganz einfach zu beantworten, wenn man die Relativitätstheorie verstanden hat .
Dieser Kommentar zum Beispiel ist größtenteils Polemik...
......sagt der der nicht mal verstehen kann was "Gleichzeitig " bedeutet.
... und Rabulistik:
Du lässt 2 Eimer mit Sand gleichzeitig los. Fallen die Gleichzeitig zu Boden oder fällt erst der 1. Eimer, dann alle Sandkörner darin einzeln und dann der 2. Eimer und dann jedes Sandkorn darin einzeln ?"
So einen Stuss wie den, dass immer alles nacheinander passieren müsse, da es keine Gleichzeitigkeit gebe, habe ich niemals behauptet.
Ich habe geschrieben, dass die Gleichzeitigkeit räumlich getrennter Ereignisse relativ ist, d.h., ob sie gleichzeitig sind oder nacheinander passiert sein müssen, hängt von der Wahl des Bezugssystems ab.
Du kannst das nicht beantworten.
Die Wahrheit ist: Du ignorierst meine Antworten oder verkürzt sie so, dass die zugrunde liegende Aussage unsinnig wird. Das ist aber natürlich Dein Unsinn, nicht meiner.
Und wie war das mit der Längenkontraktion?
Alles, was jetzt folgt, ist der Grund, warum ich das Wort "Längenkontraktion" als irreführend bezeichne. Kein Mensch würde es als "Breitendilatation" bezeichnen, dass ein Schrägschnitt durch eine Salami länger ausfällt als ein Querschnitt.
Die "verkürzte Länge" eines Körpers, z.B. B', ist der Abstand zwischen zwei Raum-Zeit- Punkten, die im Ruhesystem von B' gar nicht als gleichzeitig zu interpretieren sind, im Ruhesystem eines anderen Körpers B aber sehr wohl.
Zeit ist in der Physik eindeutig definiert als Sachverhalt...
Nicht Sachverhalt, Struktur. Ein Sachverhalt ist Gegenstand einer Aussage.
...zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen.
Sofern die Ereignisse in Bezug auf irgendeinen Körper oder Beobachter als in etwa gleichortig betrachtet werden können, reicht das fast aus. Wir sollten allerdings "Zeit" durch "Eigenzeit" ersetzen, und im Wort "Abfolge" muss auch so etwas wie ein Abstand enthalten sein, der durch periodisch wiederkehrende Ereignisse definiert ist - etwa über die Frequenz einer ganz spezifischen Strahlung.
Und die kann nicht mal so, mal so sein, sondern sie ist quasi "genormt", natürlich auf ganz natürliche Weise, nämlich durch die Energiedifferenz zwischen zwei Energieniveaus in einem Atom (wenn es um die Definition der Sekunde geht, der Hyperfeinstruktur des Grundzustandes von ¹³³Cs, dem einzig stabilen Cäsiumisotop).
Wenn ich in einem Raumfahrzeug mit v=βc=0,6c auf Dich zukomme und Dir Licht einer so definierten Frequenz f₀ schicke, kommt es mit der Frequenz
f₂ = K∙f₀ := f₀√{(1 + β)/(1 − β)} = 2∙f₀
bei Dir an – klar, das ist der DOPPLER- Effekt nichts Ungewöhnliches.
Du stationärWenn Du Dich selbst als stationär betrachtest, würdest Du allerdings eine Verschiebung um den Faktor
1/(1 − β) = 2,5
erwarten. Nach dieser Interpretation muss die Startfrequenz daher
f₁ = (1 − β)f₂ = 0,4∙f₂ = f₀/γ = f₀√{1 − β²} = 0,8∙f₀
sein d.h. die Periodendauer also um den Faktor γ=1,25 länger.
Das betrifft aber nicht nur dieses eine Signal, sondern sämtliche physikalischen Vorgänge bei mir an Bord, denn GALILEIs Relativitätsprinzip sagt aus, dass ich natürlich f₀ messen muss.
Und da Zeit eine Struktur zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen ist, kann man sagen, dass "die Zeit bei mir an Bord langsamer verlaufe" – gemessen an Deiner zeitlichen Vorwärtsrichtung.
Ich stationärDas ist freilich nur eine Interpretation. Wenn Du mich als stationär ansiehst, würdest Du erwarten, dass die Strahlung mit der Frequenz
f₂' = f₀(1 + β) = 1,6∙f₀
bei Dir ankommen sollte. Dass Du stattdessen
f₂ = 2∙f₀ = 1,25∙f₂'
misst, musst Du in meinem Ruhesystem, gemessen an meiner zeitlichen Vorwärtsrichtung als einen um den Faktor 1,25 längeren Zeittakt zu interpretieren.
Ein räumlicher VergleichVergleiche es mit zwei Straßen im Winkel von knapp 37°: Wenn wir eine Straße als "vorwärts" interpretieren, sind die eigenen Leitpfosten um 50m in Vorwärtsrichtung und um 0m in Seitwärtsrichtung, die der anderen jedoch nur um 40m in Vorwärtsrichtung und dafür 30m in Seitwärtsrichtung auseinander.
Habe dich ganz vergessen. ....hast du den Fehler in deiner anderen Antwort schon behoben?
Zeit ist in der Physik eindeutig definiert als Sachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen.
Genau das steht bei Wikipedia, wenn sich man alle Begriffe erklären lässt. Die Aussage ist nicht von mir sondern von Physikern.
Nur du weist es natűrlich besser. ....bist ja Community Experte. ...
Bei dir ist "Sachverhalt " falsch. Alle Physiker liegen falsch.
Laut SlowPhil muss es "Strucktur " lauten.
Bring das doch mal unter Physikern zur Sprache, das sie falsch liegen.
Der Zwillingsbruder kommt weniger gealtert zurűck ist auch eine reine Behauptung. ...
Du selbst sagst in deinen Antworten immer das das Wort Zeitdilatation irreführend ist und redest hier von Interpretationssache
Du musst nur deine Formeln und eigenen Aussagen endlich verstehen und dir nicht ständig selbst wiedersprechen.
Du hast noch nicht mal verstanden das ich gar nichts wiederlege.
Ich zeigen nur die Physikalischen Konsequenzen auf.
Schön das du selbst die Wiedersprűche zur Aussage "die Zeit vergeht langsamer" siehst.
Du merkst noch nicht mal das du mir zu stimmst.
Es ist Dein Fehler wenn das Bezugsystem nicht richtig erkennst und dir immer andere Beispiele ausdenken musst um ständig deine Formeln copieren zu können, bei denen du nie erklärst welches Formelzeichen was sein soll....
Du bist kurz gesagt oft nicht in der Lage meine Beispiele zu verstehen, erfindest dann ein anderes und erklärst so geschwollen das gleiche wie ich das du nicht mal merkst das du mir recht gibst.
Also auch hier wieder ein Danke von mir , fûr deine Zustimmung. Leider ist sie so kompliziert formuliert das selbst du nicht merkst das du zugestimmt hast.
....und es lesen wieder ca 400 Leute mit.....die machen screenshots. ...
Ich habe Wetten laufen, ob du wieder alles änderst oder löschen lässt, was dir nicht passt. ....
Die letzten Wetten habe ich gewonnen. ...
Zeit ist in der Physik eindeutig definiert als Sachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen. Genau das steht bei Wikipedia,...
Nicht im Artikel "Zeit". Dort steht
Die Zeit beschreibt die Abfolge von Ereignissen, hat also eine eindeutige, nicht umkehrbare Richtung.
Das Wort "Sachverhalt" findet sich dort nicht, aber es gibt einen eigenen Artikel, in dem steht:
Ein Sachverhalt ist in der Wissenschaftstheorie lediglich der Gegenstand einer Aussage.
So kenne ich dieses Wort, und wer Zeit als Sachverhalt bezeichnet, benutzt es nicht in diesem Sinne.
Bei dir ist "Sachverhalt " falsch. Alle Physiker liegen falsch.
Netter Polemik- Versuch.
Laut SlowPhil muss es "Strucktur " lauten.
Struktur ohne 'c'. Wer irgendwo einen Tippfehler findet, darf ihn behalten.
Der Zwillingsbruder kommt weniger gealtert zurűck ist auch eine reine Behauptung. ...
Du selbst sagst in deinen Antworten immer das das Wort Zeitdilatation irreführend ist und redest hier von Interpretationssache
Netter Versuch einer Irreführung.Wenn der verreiste Zwilling zurückkehrt, habe ich es noch nie als Interpretationssache bezeichnet, ob er nun jünger ist als sein Zwilling oder nicht.
Du musst nur deine Formeln und eigenen Aussagen endlich verstehen und dir nicht ständig selbst wiedersprechen.
Tue ich nicht. Über das Zwillingsparadoxon habe ich hier ausführlich geschrieben.
Ich zeigen nur die Physikalischen Konsequenzen auf.
Gar nichts zeigst Du auf. Ich schreibe mir nämlich die Hand fusselig, um ganz genau zu erklären und auseinanderzusetzen, was wann Interpretationssache und was wann einfach absolute Tatsache ist. Das ignorierst Du oder lässt Teile weg, um "Wiedersprüche" zu "finden" wie man früher mit zurückziehbaren Klingen "Beweise" für Hexerei "gefunden" hat.
Du merkst noch nicht mal das du mir zu stimmst.
Tue ich nicht. Wo Du Recht hast, gebe ich Dir Recht, wo Du aber "Beweise" für die "Wiedersprüchlichkeit" der Relativitätstheorie "findest", irrst Du nicht etwa, sondern spielst ganz bewusst falsch, wie es viele SEEW tun.
Das ist einfach eine Behauptung, die letztlich nichts anderes ist als die Behauptung "die Relativitätstheorie ist falsch".
Natürlich könnten sich rein theoretisch unzählige Physiker irren und stattdessen die relativ wenigen selbsternannten EINSTEIN- Widerleger (SEEW) richtig liegen, aber das ist nicht nur statistisch unwahrscheinlich, weil die Physiker ja nicht alle auf den Kopf gefallen sind.
Es ist auch physikalisch mehr als unwahrscheinlich, weil keiner der SEEW eine überzeugende, nicht bereits widerlegte Alternative präsentiert hat:
Eins von beiden ist zwingend.
Die Wahrheit ist: Die allermeisten SEEW, mit denen ich je das Vergnügen hatte, offenbaren in ihrer Argumentation eine weitgehende bis vollständige Freiheit von physikalischem Verständnis überhaupt – ich spreche von elementarer NEWTONscher Mechanik.