Warum gibt es eine längenkontraktion bei bewegten Objekten?
5 Antworten
So funktioniert das Universum nun mal.
Man könnte sagen, weil sich das Licht immer mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt und sich daher quasi alles Andere verändern muss, aber warum bewegt sich das Licht immer mit konstanter Geschwindigkeit?
Wir wissen es nicht und die Antwort lässt vermutlich noch ne Weile auf sich warten.
Was soll schon groß mit ihm passieren - solange Du nirgends antitschst?
Aber warum sieht ein Objekt das sich bewegt kürzer aus für den Beobachter wieso nicht einfach gleich lang
Es sieht nicht nur kürzer aus, es ist kürzer.
Licht bewegt sich immer mit konstanter Geschwindigkeit, egal von wo du es betrachtest. Was passiert jetzt aber, wenn du eine Lampe sehr schnell bewegst?
Das Problem dabei ist, dass das Licht sowohl für die Lampe, als auch für den Beobachter gleich schnell sein muss, was ja mit 6. Klasse Physik nicht sein kann. v = s/t, also Geschwindigkeit ist gleich Strecke durch Zeit.
(6. Klasse) Für die Lampe legt das Licht jedoch weniger Strecke zurück, als für den Betrachter, da sich die Lampe ja mit bewegt. Damit ist das Licht aus Sicht der Lampe langsamer.
Wenn man aber annimmt, dass Raum und Zeit veränderbar sind, ist es nicht mehr unmöglich. Damit das Licht für die Lampe genauso schnell ist wie für den Betrachter, muss es entweder weniger Strecke zurück legen, oder die Strecke in kürzerer Zeit durchqueren.
Für den Betrachter ist das Objekt (der Raum des Objektes) kleiner und die Zeit des Objektes läuft langsamer ab. Die Lichtgeschwindigkeit der Lampe ist jedoch genauso schnell, wie die einer bewegungslosen Lampe. Aus Sicht der Lampe bewegt sich das Licht genauso schnell wie für den Betrachter.
Und so schnell hat man Längenkontraktion und Zeitdilatation. Beide Phänomene treten auf, weswegen angenommen wird, dass Raum und Zeit ebenfalls irgendwie zusammen hängen.
Du siehst also, dass die Lichtgeschwindigkeit die wahre Konstante ist, während sich Raum und Zeit irgendwie verändern, um die Lichtgeschwindigkeit gleich zu halten. Das Thema ist ziemlich abgefuckt und ich habe auch eine ganze Weile gebraucht es wirklich zu verstehen, aber du kriegst das schon hin.
Soso.....es IST kűrzer?
Dann erkläre mir mal was mit der Dichte des Objektes passiert.
Wo geht die Materie hin, wenn es kűrzer wird ?
Und wird nicht angeblich der WEG vor dem Raumschiff kűrzer?
Wenn ich mit 99% Lichtgeschwindigkeit zur nächsten Galaxie fliege, bin ich laut Bordzeit angeblich nur ein paar minuten unterwegs, fûr die 2,5 Mio Jahre lange Reise.
Dann bin ich den Weg aber rechnerisch mit Űberlichtgeschwindigkeit geflogen......
Hier mal was zum nachdenken
https://www.gutefrage.net/frage/wer-kann-die-relativitaetstheorie-an-diesem-beispiel-erklaeren
Das Beispiel mit dem Glaswűrfel kam später in einer anderen Diskusion auf. Es ist in einem Komentar beschreiben.
Wenn es die Längenkontraktion geben wûrde ergebe sich Űberlichtgeschwindigkeit fûr den 2. Lichtstrahl. ....
Das sind sehr interessante Überlegungen und ich hoffe dir beim Verstehen dieses wirklich komplizierten Themas helfen zu können. Ich beantworte die Fragen mal der Reihe nach.:
Nicht die Materie wird komprimiert, sondern der Raum, in welcher sich die Materie befindet. Das Objekt hat keine größere Dichte, da sich die Dimension des Objektes nicht verändert, jedoch aber die Dimension des Raumes drum herum.
Wenn du dich bewegst, bewegt sich von dir aus gesehen der Raum um dich herum, während du still stehst. Es kommt zur Längenkontraktion, welche deine Reisestrecke verkürzt, da der Raum um dich herum "kleiner" wird. Aus deiner Sicht reist der Raum um dich herum mit 99% der Lichtgeschwindigkeit, aus der Sicht eines Außenstehenden reist du mit 99% der Lichtgeschwindigkeit. In keinem Bezugspunkt reist du schneller als das Licht.
Zu deiner vor einem Jahr gestellten Frage: Du hast viele sehr gute Antworten auf diese Frage erhalten, von welchen die Meisten sehr schlüssig sind. Nenne dein Beispiel mit dem Glaswürfel gerne, aber ich werde mir nicht die Mühe machen, mich durch ellenlange Diskussionen zu arbeiten.
Ich glaube, dein Problem beim Verstehen dieser Phänomene ist, dass du immer nur einen Teil der Relativität betrachtest. Es ist das Zusammenspiel aus Raum und Zeit, welches dafür sorgt, dass die Lichtgeschwindigkeit immer konstant bleibt, nicht entweder oder.
Du willst es mal wieder nicht verstehen. Für den, der mit Fast-LG zu Andromeda reist, beträgt die Strecke eben nicht 2,5 Mio LJ, sondern nur "ein paar Lichtminuten".
Das alles lässt sich doch mit Abi-Mathematik ausrechnen, allein mit der einen Annahme, einer konstanten LG.
Ihr betrachte immer nur EINEN ruhenden und EINEN Bewegten. Das sogenannte Bezugsystem.
Dabei ignoriert ihr auch noch das BEIDE Gleichzeitig behaupten dűrfen, der andere ist der bewegte und selbst ruht man.
Sobald ein 3. Dazu kommt passt nichts mehr.
Wenn der Raum zwischen den Atomen sich zusammen zieht ( kontrahiert ) dann rutschen die AtomeKerne zusammen. Die Dichte steigt.
Du solltest die Diskusion mit SlowPhil durchlesen. Da gibt es jede Menge unbeantwortete Widersprűche, denen er immer aus weicht.
Du verstehst es nicht: er reist in ein paar minuten Bordzeit 2,5 Mio Lichtjahre weit.
Mathe 8 klasse Hauptschule : Geschwindigkeit = Weg / Zeit
Mit Lichtgeschwindigkeit braucht er 2,5 Mio Jahre.
Diese Zeit ist vergangen wenn er ankommt. Selbst wenn seine Uhr eine Sekunden anzeigt.
Er ist nach seiner Rechnung dann in 1 sekunde 2,5 Mio Lichtjahre gereist.
Wie schnell war er jetzt wenn er nachrechnet?
Die Strecke zwischen den beiden Galaxien wird nicht Kűrzer.
Physikalisch unmöglich .
Dazu braucht man kein ABI. Da reicht gesunder Menschenverstand.
Auserdem redest du davon das bei der Längenkontraktion der Weg zwischen den Galaxie schrumpft.
Und ButchButch redet davon das das Raumschiff schrumpft.
2 verschiedene Dinge .
Baue einen Tunnel aus Glas. Er ist 1,5 Lichtjahre lang.
In der Mitte starten 2 Raumschiffe mit je 0,75c nach ausen.
Nach 1 Jahr sind beide am jeweils anderen Ende des Tunnel, 1,5 Lichtjahre voneinander entfernt.
Ein Ruhender Beobachter ausen sieht alles ,zu jeder zeit. Der Tunnel bleibt wie er ist.
Und fûr Leute die meinen ABI wäre was besonderes noch eine Aufgabe dazu.
Gleichzeitig zu den Raumschiffen, die mit 0,75c nach ausen fliegen, fliegen 2 weitere mit 0,9c von beiden Seiten in den Tunnel.
In der Mitte aneinander vorbei und mit je 0,15c den Beiden anderen hinterher. Was macht der Tunnel jetzt? Und was beim ûberholen?
Und nun fûr Studierte :
Wir biegen den Tunnel zum Kreis . Um nun die Länge zu ändern muss der Durchmesser kleiner werden.
Der Betrachter ausen sieht jetzt was ?
Du brauchst nicht immer wieder mit Belehrungen zu kommen. Du bist der, der sich standhaft der Realität verweigert. Das ist doch wie im Witz, wo im Radio eine Durchsage kommt "Vorsicht Autofahrer, auf der A4 kommt ihnen ... ein Geisterfahrer entgegen". Meint der Besserwisser "Was? Einer? Hunderte!!".
"Die Strecke zwischen den beiden Galaxien wird nicht kürzer.
Physikalisch unmöglich."
Witzige Aussage. Genauso ist es wohl unmöglich dass die Erde rund ist, da wir es ja nicht ohne weiteres observieren können. Elektromagnetismus gilt als direkter Beweis der Längenkontraktion. Wenn du mir ohne die Relativitätstheorie logisch begründen kannst, wie stromdurchflossene Leiter ein magnetisches Feld erzeugen, nehme ich alles vorangegangene zurück und werde deine Begründung an meinen Professor weiterleiten.
Wenn du das jedoch nicht kannst, bist du schlicht und einfach ein Faktenverweigerer, der nicht bereit ist, sein veraltetes Weltbild aufzugeben. Du bist damit nicht besser als Menschen, die behaupten, die Erde sei Flach. In diesem Falle wirst du es niemals schaffen, ein technisches, oder ein Wissenschaftliches Studium zu beenden.
Und bitte komm mir jetzt nicht mit diesem "im Studium werdet ihr darauf abgerichtet die Ansichten Anderer zu übernehmen". Jede noch so winzige Tatsache wird uns noch im Hörsaal mathematisch/logisch bewiesen. Der Dozent kann jede einzelne kritische Frage logisch beantworten. Wir lernen selbstständig zu denken und der Logik zu folgen, nicht, sich einfach auf die Meinung der Obrigkeit einzulassen.
Nochmal, vielleicht verstehst du es ja diesmal: Nicht der Raum zwischen den Atomen verringert sich, sondern der gesamte Raum. Das ist so, als ob man ein Koordinatensystem mit einem Projektor an die Wand projiziert: Zwar ist die Projektion deutlich größer als die Folie, jedoch sind die Relationen zwischen im System eingezeichneten Objekten immer noch gleich groß. Aus diesem Grund erhöht sich weder die Dichte, noch wird irgendwas in irgendwas anderes rein gedrückt.
Oben schreibst du das sich der Raum zwischen den Atomen ändert, jetzt ist es der gesamte Raum. ....
Auch wenn sich der gesamten Raum des bewegten Objektes ändert ändert sich seine Dichte.
Gleiche Atomzahl ---kleinerer Raum----- höhere Dichte.
Was du sagst műsste auch die Atomkerne schrumpfen lassen, damit die relation wieder passt.
Und eine Lichtprojektion mit Bewegten Massen zu vergleichen ist mutig.
Auserdem vernachlässigst du bei der Projektion die Wand....die Anzahl der Atome, die innerhalb der bestrahlten koordinaten sind wird höher.
Oben schreibst du nichts von Magnetfelder, jetzt plötzlich sind Magnetfelder der beweis fûr Längenkontraktion?
Was ist mit dem Tunnel?
Rechne mal vor was nun schrumpft.
Wie lang ist der Tunnel nun und der Durchmesser, wenn man ihn zum Kreis biegt ????
Du glaubst also wirklich das zwei Galaxien auf zb 1km zusammen rutschen, wenn jemand dazwischen mit Lichtgeschwindigkeit fliegt???
Was passiert mit der Schwerkraft?
Was passiert zb mit der Erde, wenn jemand mit 99% Lichtgeschwindigkeit richtung Sonne fliegt?
Sonne und Erde rutschen zusammen. ?
Was passiert mit der Hitzeabstrahlung der Sonne ?
Wird die kleiner damit die Erde nicht verbrennt?
Ab besten rechnest du erst mal das mit dem Tunnel durch.
Du bist dann der Erste der darauf eine Lösung hat......
Wir bauen den Tunnel durch unseren Mond. Der tunnel zeigt gerade auf die Erde zu Ein Raumschiff fliegt mit 99,99% c da durch.
Was passiert mit dem Mond?
Erkläre mal gaaanz genau was mit der Materie jetzt passiert und was ich vom Planet, um den der Mond kreist, sehe .
Der Mond rutscht nun Richtung Erde. ....
Und schrumpft nun das Objekt das sich bewegt, so wie du als erstes behauptest oder schrumpft der Weg den das Objekt fliegt. Oder Beides?
Genau so wie du dreht sich SlowPhil auch alles hin und unterschlägt revidiert Aussagen, die er vorher gemacht hat ......
Ihr betrachte immer nur EINEN ruhenden und EINEN Bewegten. Das sogenannte Bezugsystem.
Nein, zwei relativ zueinander bewegte, von denen man einen als ruhend interpretieren kann.
Dabei ignoriert ihr auch noch das BEIDE Gleichzeitig behaupten dűrfen, der andere ist der bewegte und selbst ruht man.
Gleichzeitig, aber nicht in einer und derselben Interpretation. Man kann übrigens auch den Anderen als ruhend betrachten. Ich darf sagen "ich fahre nach Köln" und bin nicht verpflichtet, zu sagen "ich lasse Köln auf mich zukommen".
Nein, ich werde es dir nicht gaaanz genau erklären, dazu habe ich nun wirklich keine Lust. Nimm es nicht persönlich, aber ich habe bereits zu viel Zeit investiert, dir zu helfen. Ich habe einen Master in Elektrotechnik und es ist unter meiner Würde, jemandem zu helfen, der derartig narzisstisch und verblendet ist wie du.
Erkläre mir wie Elektromagnetismus zustande kommt, wenn nicht durch Längenkontraktion, dann bin ich bereit, mich weiter mit dir zu beschäftigen.
Von denen sich JEDER als ruhend interpretieren kann !!
Ich kann 1 mal A und 1 mal B als ruhend bezeichnen.
Das ändert nichts an der Aussage das es bei 3 Objekten nicht mehr funktioniert.
Ich weis ja nicht woraus euer Universum besteht. In dem wo ich lebe gibt es mehr als 2 Objekte.
Du KANNST ES NICHT genau erklären.....
Du merkst gerade das es nicht geht.
Jedesmal wenn dieses Beispiel kommt kommt keine Antwort mehr.
Du bist noch noch " besser" ....du fängst an zu beleidigen. .....das ist ein deutliches zeichen das dir die Argumente fehlen und nicht weist was du machen sollst. .....und Thomas Newton fängt an lächerlich zu machen..... (Master in Psychologie )
Und ein Master der nicht die wûrde hat jemandem das zu erklären , was ER ja so toll versteht, und der andere gerne wissen will wie man die Widersprűche auflöst, dem gehört der Master entzogen
Jeder der diese und die andere Diskusionen von mir liest , wird immer sehen das die EXPERTEN nichts mehr zu sagen haben, wenn das Tunnelbeispiel kommt oder der Glaswűrfel.
Aber den brauche ich dir ja nicht zu erklären, du kapitulierst ja schon beim Tunnel.
Aber vieleicht schaffst du es ja doch .
Fangen wir mit den Maßen an
Von der Erde aus sehe ich einen ruhenden Glaswűrfel der 1 Lichtjahr lang, 1 Lichtjahr hoch und 1 Lichtjahr breit ist .
Er 1 Lichtjahr von der Erde entfernt.
Ein Lichtstrahl dringt links in den Wűrfel ein.
Der Betrachter auf der Erde und der Betrachter im Wűrfel sehen ihn mit Lichtgeschwindigkeit durch den Wűrfel fliegen.
Der Strahl braucht 1 Jahr um den Wűrfel zu durchqueren .
Frage 1 : Ist das so richtig?
Nun bewegt sich der Wűrfel mit 0,5c nach rechts.
Frage 2 : Welche Maße (lange ,breite ,höhe ) hat der Wűrfel nun?
Frage 3: Wie weit ist er von der Erde weg?
Sollte fûr dich ja kein Problem sein das zu beantworten.
Ich kann auch vom 3, 4, ... relativ zueinander bewegten Objekten eines als ruhend und die anderen beiden als bewegt betrachten.
Man kann sogar alle als bewegt betrachten und nur einen abstrakten Punkt als ruhend.
Das mit den 2 Objekten, von denen wir eines als ruhend ansehen, ist nur das einfachste Modell. Wenn man etwas erklären will, geht man nicht beliebig kompliziert.
Es ist auch kein Problem das zu beantworten, trotzdem lasse ich mich nicht weiter auf deine Art ein. Ich habe dir einen BEWEIS für die Existenz von Längenkontraktion geliefert, aber du hast ihn komplett ignoriert und machst weiter deine Gedankenexperimentchen. Wenn man eines deiner Experimente beantwortet kommt direkt das nächste daher und immer so weiter. Wenn man dann keine Lust mehr auf deine Schikane hat, denkst du der Andere hätte aufgegeben und dass du "gewonnen" hättest.
Wie gesagt, beantworte mir die Frage zu Magnetfeldern. Vorher habe ich keinen Grund mich weiter mit dir zu beschäftigen.
Als Nichtphysiker und Dilettant sage ich einfach einmal, das ist Quatsch. Die Dinge werden bei gleichförmiger Bewegung nicht kürzer oder länger. Die behalten ihre Länge auch dann, wenn sie sich mit fast c bewegen. Nur die Messungen unterscheiden sich, je nachdem von welcher Position gemessen wird. Und dann gibt es das Problem, was bewegt sich eigentlich. Bei zwei Bezugspunkten ist das nicht zu entscheiden.
Ich hoffe auf Widerspruch und viel Erkenntnis!
Das Problem: Wenn Du eine von den Messungen losgelöste "wahre Größe" der Dinge postulierst, begibst Du Dich von der Neturwissenschaft weg. Es sei denn, Du findest einen Weg, wie man diese wahre Größe irgendwie nachweisen könnte.
Ist es nicht gestattet, die wahre Länge eines Körpers als diejenige zu definieren, die ein zum Messobjekt unbewegter Experimentator anhand eines Vergleichs mit einem festgelegten Standard ermittelt?
Wenn Dein Satz dann so lautet:
Die behalten ihre Länge für einen mitbewegten Beobachter auch dann, wenn sie sich mit fast c bewegen
dann ist das natürlich gestattet - und in dieser Form ist die Aussage auch gar nicht umstritten, vermutlich auch verifizierbar.
Aber die Messung ist ja unterschiedlich bzw. Kürzer und länger aber warum
Wegen der Lorentzkontraktion, die bei Messungen in zwei zueinander bewegten Inertialsystemen eintritt.
L = L_0 * Wurzel(1 -v²/c²)
L ist die kontrahierte Länge L_0 die unkontrahierte.
Herleitung siehe hier:https://de.wikipedia.org/wiki/Lorentzkontraktion
weil unser universum "beschlossen" hat dass die naturgesetze Lorentz-invariant sind. das ist einfach eine experimentelle tatsache die man als naturwissenschaftler akzeptieren muss (zumindest wenn man die welt beschreiben will in der wir leben, und nicht irgendeine fantasiewelt wie man sie aus irgendwelchen "philosophischen" gründen vielleicht gerne hätte).
warum das so ist kann dir niemand sagen. es ist so. ("warum" ist die gravitationskonstante nicht 0, sodass es keine gravitation gibt? "warum" tragen manche teilchen elektrische ladungen sodass es elektrimagnetische felder gibt?)
Hallo 378389,
das Wort 'Längenkontraktion' ist ebenso wie übrigens auch das Wort 'Zeitdilatation' irreführend. Es kommt darauf an, welche Richtungen in der Raumzeit Du als 'vorwärts' bzw. 'seitwärts' definierst.
Angenommen, ich trinke einen Kaffee und brauche nach eigener Uhr Ω eine Zeit Ⲧ dafür.
Als Modell für diesen Vorgang kannst Du Dir eine Salami oder einen Straßenabschnitt S° vorstellen, dessen Länge wir L und dessen Breite wir d nennen wollen. Die denken wir uns in einem Winkel θ gegen einen Maßstab oder eine andere Salami bzw. Straße S geneigt, die wir als "Referenz- Salami" oder "Referenz-Straße" nehmen, deren Längsrichtung definitionsgemäß "vorwärts" ist. In diese Richtung sind die Enden von S° nur mehr Δz = L∙cos(θ) auseinander, quer dazu Δx = L∙sin(θ). Insgesamt hat sich an der Länge nichts geändert:
(1) Δs = √{Δz² + Δx²} ≡ √{Δz°² + Δx°²} = L
Messen oder schneiden wir S° quer zu S an, bekommen wir eine Schnittfläche der Länge d⁄cos(θ) in Schnittrichtung.
Der oben beschriebene Vorgang soll im Bordbistro B' eines Raumfahrzeugs stattfinden, wobei ich die Abmessung von B' in einer Richtung ich ebenfalls d nenne. In genau diese Richtung bewegt sich das Fahrzeug relativ zu einem baugleichen Fahrzeug mit Bordbistro B mit dem Tempo v.
Die Rolle von θ nimmt in der Raumzeit die Rapidität ein, die ich hier mit ζ bezeichnet habe. Dabei ist
(2.1) v = c∙tanh(ζ)
(2.2) γ = 1⁄√{1 − (v⁄c)²} = cosh(ζ) (LORENTZ- Faktor)
(2.2) γ∙v = c∙sinh(ζ).
Von der Referenzuhr bei B würde man für das Kaffeetrinken die Dauer Δt = Ⲧ∙cosh(ζ) = Ⲧ∙γ ermitteln, aber in der Zeit hat sich das Schiff auch um c∙Ⲧ∙sinh(ζ) = v∙Ⲧ∙γ weiterbewegt. An der Eigenzeit ändert dich nichts:
(3) Δτ = √{Δt² − Δx²⁄c²} ≡ √{Δt'² − Δx'²⁄c²} = Ⲧ
Zwei Ereignisse an Anfang und Ende des Bistros, die für mich zu leicht unterschiedlichen Zeiten stattfinden, sind für einen Beobachter in B gleichzeitig, haben aber nur den räumlichen Abstand d⁄cosh(ζ) = d⁄γ ("Schrägschnitt durch die Weltwurst").
hier wird das ganz gut hergeleitet, wenn man sich den Akzent wegdenkt
Die Lichtgeschwindigkeit ist eigentlich ein Tempo, aber nicht eines wie jedes andere auch. Da hängt die gesamte Elektrodynamik dran.
Deren Gesetze unterliegen als Naturgesetze GALILEIs Relativitätsprinzip (RP), ebenso wie die der Mechanik, die schon seit GALILEI bzw. NEWTON bekannt sind, wie das RP selbst.