Zeitdilatation nur bei Lichtuhren oder generell?
Hallo,
im Rahmen meines Physik-Lk beschäftige ich mich aktuell mit der Zeitdilatation. Soweit ich das verstehe, vergeht die Zeit einer Lichtuhr in einem sehr schnell bewegten Bezugssystem für außenstehende beobachter langsamer als im Bezugssystem der Beobachter, weil das licht ja einen Längeren Weg zurücklegt und die Lichtgeschwindigkeit konstant ist. Wie würde sich das theoretisch denn mit einer Quarzuhr oder einer Meschanischen Uhr verhalten, denn diese sind ja in ihrer Funktionsweise nicht von der Lichtgeschwindigkeit abhängig?
Danke schonmal für die Antwort
6 Antworten
das hat mit der Bauweise von Zeitmessern nichts zu tun. Die Lichtuhr dient nur der anschaulichen Erklärung, aber Zeitdilatation gilt allgemein, weil sich jedes Objekt mit Lichtgeschwindigkeit auf einem Pfad durch die ct-normierte Raumzeit bewegt. Ist das Objekt in Ruhe, führt diese Bewegung nur entlang der Zeitachse, bewegt es sich aber auch durch den Raum, entfällt zwangläufig eine kleinere Komponente auf die Zeitachse.
Zeitdilatation???
Ich bin der Auffassung, dass die Zeit sich nicht dehnen kann, was auch gern als Zeitdilatation bezeichnet wird. Denn eine physikalische Erklärung sollte die Wirkung plausibel beschreiben oder den Verlauf der erwirkten Resultate. Doch die üblichen Erklärungen dieser Art sind alle akausaler Natur. Denn eine Wirkung ist eine quantitativ messbare Größe, und die Zeit ist es nicht, denn es fragt sich:
Wie kommt die Zeit zu den bidirektional quantitativen Eigenschaften?
Eine wirkende Quantität liegt nämlich zwischen zwei gleichzeitig gegenwärtigen Punkten, wobei aber bei zwei Zeitpunkten einer nicht mehr gegenwärtig sein kann. Denn zum Einen ist der zweite Zeitpunkt nur eine gedankliche Größe, die mit Sicherheit nicht wirken kann, und zum Anderen ist die Zeit nur eine unidirektionale qualitative Größe, die niemals in einer mathematischen Gleichstellung negiert werden kann.
Zeit ist auch keine Nullgröße, denn das, was nicht existiert, das kann auch keinen relativen Nullpunkt darstellen. Ich beziehe mich da im Besonderen auf Minkowskis Formulierung.
Das, was sich da aber wirklich zu dehnen scheint, ist die räumliche Länge, und jene kann viele Punkte haben, die gleichzeitig gegenwärtig sein können.
Wenn du dieses nicht glauben kannst, dann fragt dich doch einmal:
Wie kommt die Zeit zu ihrer direktionalen Quantität?
Daher betrachte ich die Aufforderung zum Verzicht auf eine Vorstellung von absoluter Zeit als eine dumme Ausrede, die nur verbergen soll, dass man die bekannten Widersprüchlichkeiten nicht kausal ausräumen kann.
Wenn du daher nun die Längenkontraktion als Ursache betrachtest, dann erklärt sich deine Frage ganz anders, aber mathematisch identisch. Denn in einem gravitativen Feld werden alle Abstände in Richtung Zentrum kürzer, womit die benötigte Zeit auch kürzer wird.
Die größer werdenden Strecken kennzeichnen dann mehr Zeit, du kommst zu spät. Daher geht eine Uhr, auch eine Atom- oder Lichtuhr, auf dem Berg langsamer, weil die räumlichen Abstände größer sind, denn der Gipfel ist weiter entfernt vom Zentrum, als es im Tal der Fall sein wird, wo die Abstände kürzer werden und somit die Uhr schneller ist.
Daher ist es ganz einfach zu merken, denn die Zeit und der Raum zeigen daher identische Abstände.
Wenn du nun noch die Dilatation oder Dehnung betrachtest, dann dehnt sich nur jener zeitliche Anteil, der niemals zur Wirkung kommt. Und mit jenem gedehnten Anteil darf niemals argumentiert werden, denn wenn man das tut, dann verliert man schnell den kausalen Zusammenhang aus dem Auge.
Daher ist es auch nicht relevant, ob mechanische Uhr oder Lichtuhr, denn der Abstand ist immer räumlicher Natur, wie z.B. die Frequenz, Schwingung, Wellenlänge oder jede sonstige Form der Laufzeitmessung. Es handelt sich letztendlich immer um eine Ersatzvorstellung einer räumlichen Strecke, entlang der man sich hätte bewegen können.
Zeit ist nämlich das, was zwischen zwei Zeitpunkten liegt, und jenes kennzeichnet immer nur das räumliche Gegenwärtige.
Hallo AaronBF,
die sog. Zeitdilatation (das Wort ist irreführend) betrifft generell alle mitbewegten Uhren im gleichen Maße. Anderenfalls könntest Du als Reisender ja die Lichtuhr mit einer anderen mitbewegten Uhr vergleichen und anhand der Diskrepanz Dein Tempo ausrechnen.
GALILEIs Relativitätsprinzip (RP), auf dem auch die Spezielle Relativitätstheorie (SRT) beruht, sagt aber gerade aus, dass genau das nicht möglich ist.
Geschwindigkeit ist grundsätzlich relativ, d.h., von zwei mit konstanter Geschwindigkeit relativ zueinander bewegten Körpern B und B' kann jeder als ruhend bzw. stationär angesehen werden.
Was eine Lichtuhr sein soll, weiß ich nicht.
Quarz-- und mechanische Uhren sind zu ungenau, um den Effekt nachzuweisen.
Mit transportablen Cäsium-Resonator-Uhren (Sogenannte ,,Atomuhren") ist es gelungen, die Zeitdilatation nachzuweisen, obwohl diese Uhren mit Mikrowellen funktionieren und nicht mit Lichtstrahlen.
Wenn der Nachweis erbracht ist, hast Du auch die Gewissheit, dass das Verhalten sich bei hoher Geschwindigkeit anders ist; das heißt dass die Frequenz tiefer wird.
Kennst Du nicht dieses Gedankenexperiment, in dem ein Lichtsignal zwischen zwei Spiegeln in einem definierten Abstand hin- und her pendelt?
in der Phasik gelten Gedankenexperimenten nicht; nur durch Messungen gesicherte Beobachtungen.
Es gibt eine Menge Gedankenexperimente in der Physik. Sie dienen dazu, eine Theorie erst einmal – auf der Grundlage von Prinzipien (in diesem Falle des Relativitätsprinzips, angewandt auf die Elektrodynamik) zu entwickeln und all ihre Vorhersagen, die dann durch richtige Experimente überprüft werden müssen.
Was eine Lichtuhr sein soll, weiß ich nicht.
Ein Gedankenexperiment - zwei Spiegel, zwischen denen ein Lichtstrahl hin- und herpendelt, der für den ruhenden Beobachter einen längeren Weg zurücklegen muss als für den mitbewegten, was weniger Ticks pro Zeit ergibt.
jede uhr geht um den gleichen faktor anders (ist schon alleine deshalb klar weil die uhren in dem bezugssystem in dem sie ruhen alle gleich schnell gehen).
weil es kein "mechanischer" effekt ist der etwas mit der bauweise der uhr zu tun hätte, sondern ein geometrischer effekt der damit zu tun hat dass unterschiedliche wege durch die raumzeit eine unterschiedliche "länge" haben (wobei "länge" hier nichts anderes ist als die zeit die entlang dieses weges vergeht).
das kann man auch mit atomuhren direkt nachweisen (schon seit einem halben jahrhundert)
Es geht wohl nicht um den Nachweis, sondern um das verhalten. Schwingt der Quarz für den außenstehenden Betrachter langsamer ? Ich denke ja.