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Zwillingsparadoxon, lagen alle Autoren falsch ?


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22 Antworten in diesem Thema

#1 Tarantoga

Tarantoga

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Geschrieben 18 Juni 2006 - 09:27

Ich habe hier mal wieder ein schön kontroverses Thema, bei dem es an eine der beliebtesten Grundfesten der SC-FI geht, es geht um das beliebte Zwillingsparadoxon und seine Folgen.Ihr alle kennt diese ganzen SC-FI Geschichten, in denen Raumfahrer mit Geschwindigkeiten knapp unter c unterwegs sind und in der Zwischenzeit durch die Zeitstreckung auf der Erde viele Jahre vergehen.Die Autoren glauben immer das wĂŒrde sich aus der RealitĂ€tstheorie ergeben.Aber das ist meiner Meinung nach nicht der Fall.Laut RT ist es ja völlig gleichgĂŒltig von welchem Standpunkt ich ein System beobachte.Das heißt, aus der Sicht des Raumfahrers ist es die Erde, die sich mit beinahe Lichtgeschwindigkeit bewegt und also vergeht aus SEINER Sicht auf der Erde die Zeit viel langsamer als auf dem Schiff.Aus der Sicht der Erde vergeht die Zeit auf dem Raumschiff langsamer als auf der Erde. Wenn ich das richtig sehe mĂŒsste sich der Effekt völlig aufheben, und ein Raumfahrer der, sagen wir mal aus seiner Sicht 10 Jahre unterwegs war, war dies auch aus Sicht der Erde, völlig egal wie schnell er flog. Mache ich da einen Denkfehler oder lagen die ganzen Autoren tatsĂ€chlich alle falsch ?

#2 Jakob

Jakob

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Geschrieben 18 Juni 2006 - 09:53

So wahnsinnig firm bin ich da nicht, aber meiner Meinung nach kann man Bewegung nicht ĂŒber die relativen Punkte im Raum definieren, die Dinge zueinander einnehmen, sondern ĂŒber ihre kinetische Energie. D.h. wenn sich etwas sehr schnell bewegt, hat es sehr viel kinetische Energie - die bei einem Aufprall z.B. Explosiv freigesetzt wird. Irgendwie kommt da auch noch die MassetrĂ€gheit ins Spiel, die Tendenz von Dingen also, in ihrem Energiezustand zu verharren, wenn sie nicht von außen angestupst werden ...Jedenfalls denke ich, dass sich auf diese Weise durchaus bestimmen ließe, was sich schnell bewegt und was nicht. Ist aber nur geraten.
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#3 yiyippeeyippeeyay

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Geschrieben 18 Juni 2006 - 09:55

Hey, Tarantoga, da hast du mal wieder die GerĂŒchtekĂŒche besucht. Fakt ist, dass das "Paradoxon" eines der Dinge an der RelativitĂ€tstheorie ist, die schon bewiesen wurde. Mehr dazu im entspr. Wikipedia-Eintrag - ich wĂŒnsch dir (und mir) viel Spaß beim Lesen! :rofl1:

/KB

Yay! SF-Dialog Ende MĂ€rz...
Senator: Und dies ist nun die Epoche der Laser?

Farmer: [..] Die Anzahl der Menschen auf der Erde, die voller Hass/Frustration/Gewalt sind, ist zuletzt furchterregend schnell gewachsen. Dazu kommt die riesige Gefahr, dass das hier in die HĂ€nde nur einer Gruppierung oder Nation fĂ€llt... (Schulterzucken.) Das hier ist zuviel Macht fĂŒr eine Person oder Gruppe, in der Hoffnung dass sie vernĂŒnftig damit umgehen. Ich durfte nicht warten. Darum hab ich es jetzt in die Welt verstreut und kĂŒndige es so breit wie möglich an.

Senator: (erblasst, stockt) Wir werden das nicht ĂŒberleben.

Farmer: Ich hoffe Sie irren sich, Senator! Ich hatte eben nur eine Sache sicher kapiert - dass wir weniger Chancen dazu morgen haben wĂŒrden als heute.

(Leiter eines US-Congress-Kommittees vs. Erfinder des effektivsten Handlasers, den es je gab, grob ĂŒbersetzt aus der 1. KG aus Best of Frank Herbert 1965-1970, im Sphere-Verlag, Sn. 38 & 39, by Herbert sr.)


#4 Tarantoga

Tarantoga

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Geschrieben 18 Juni 2006 - 10:14

Hey, Tarantoga, da hast du mal wieder die GerĂŒchtekĂŒche besucht. Fakt ist, dass das "Paradoxon" eines der Dinge an der RelativitĂ€tstheorie ist, die schon bewiesen wurde. Mehr dazu im entspr. Wikipedia-Eintrag - ich wĂŒnsch dir (und mir) viel Spaß beim Lesen! :rofl1:

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Hallo.

Gelesen habe ich diesen Eintrag schon, muss aber sagen das er mich nicht ĂŒberzeugt hat.
Besonders was diese " Beschleunigungsphase" angeht.
Auch hier ist es ja eigentlich egal von wo aus ich das System betrachte.
Aus der Sicht des Reisenden kann man ja sagen das die Erde eben einer Beschleunigung unterliegt, womit sich die beiden Graphen in dem Diagramm austauschen wĂŒrden.

Das mit den Uhren ist schon ĂŒberzeugender :

"
1971 war es endlich soweit. Die Atomuhren waren schon so genau, dass man die Zeitdilatation bei einem ganz gewöhnlichen Transatlantikflug messen konnte. Und dafĂŒr wurden fĂŒr zwei FlĂŒge jeweils vier Sitze reserviert. Zwei fĂŒr insgesamt vier Atomuhren und zwei, fĂŒr die Forscher Richard Keating vom US Naval Observatory und Joseph C. Hafele von der Washington University in St. Louis.

Bevor die zwei Forscher die vierzig Stunden langen FlĂŒge antraten, synchronisierten sie ihre Reise-Atomuhren mit Atomuhren in ihrem Institut. Jetzt mĂŒssen wir uns das ganze hier mal anschauen: Die Erde dreht sich ja. Das Institut befindet sich wohl auf der Erde. Also geht die Atomuhr schon mal langsamer, als eine Uhr auf dem Nord- oder SĂŒdpol. Wenn sie nun mit dem Flugzeug Richtung Osten fliegen, dann sind sie schneller als die Atomuhr, da sie ja in Richtung der Erdrotation sich bewegen. Wenn sie nach Westen fliegen, sind sie langsamer, als die Atomuhr im Institut, da sie ja entgegen der Erdrotation sich bewegen.

Und siehe da: Die zwei Forscher haben tatsÀchlich einen Zeitunterschied gemessen! Beim Ostflug ging die Uhr, die geflogen ist, um 59 Milliardstel Sekunden nach, relativ zu der Uhr im Institut. Und beim Westflug ging die Uhr um 273 Milliardstel Sekunden vor. Und somit wurde die Spezielle RelativitÀtstheorie mit einer Genauigkeit von 8% bestÀtigt."

Quelle

Ich bin mir aber nicht sicher ob das wirklich irgendwas bewiesen hat.
Könnte es nicht sein das der Effekt dadurch hervorgerufen wurde das die Gravitation in der Höhe etwas geringer ist ?
Oder Beeinflussung durch Strahlung, Erdmagentfeld ?
Wenn ich das richtig sehe ist die Wirkung von Magnetfeld und Erdgavitation davon anhÀngig in welche Richtung ich mich bewege.
Aber ich bin ehrlich, um das berrechnen zu können mĂŒsste ich Pysiker sein.

Bearbeitet von Tarantoga, 18 Juni 2006 - 10:15.


#5 yiyippeeyippeeyay

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Geschrieben 18 Juni 2006 - 10:52

Ich hoffe, dass die Tester Höhenunterschiede in der Anziehungskraft der Erde (am Meeresspiegel = g) berĂŒcksichtigt hatten; es wĂ€re ziemlich anfĂ€ngerhaft das nicht zu tun, da man es ja auch relativ einfach ausrechnen kann.Was die Beschleunigung angeht, ist gerade das meines Wissens der wesentliche Unterschied zwischen der Speziellen und Allgemeinen RT - Letztere berĂŒcksichtigt sie, Erstere NICHT. Der Reisende wird auf jeden Fall Beschleunigungen am Anfang und am Ende eines geradlinigen Fluges erleben; wenn er auf relative Geschwindigkeit Null abbremst und auf derselben Linie wieder zurĂŒckkehrt, sogar mindestens 4 Mal. Es ist wie wenn 2 Zwillinge vor einem Lift eines 90-stöckigen Hochhauses stehen, und nur einer hineingeht, und zum 90. Stock fĂ€hrt: Der ZurĂŒckgebliebene verspĂŒrt NUR g, der Liftfahrende g + x (zumindest einen Teil der Fahrt). Das ist erfahrbar, von mir und dir, und wĂ€re daher ein klarer Unterschied der "Beschleunigungsgeschichte" der Inertialsysteme der Zwillinge.P.S. (Edit): Uups, gerade lese ich im Wikipedia-Artikel weiter, dass die unterschiedliche Beschleunigung nicht der springende Punkt sei um das Paradoxon zu erklĂ€ren... Hm, also ich vertiefe mich jetzt erst mal in den Artikel und die Minkowski-Diagramme.

Bearbeitet von yiyippeeyippeeyay, 18 Juni 2006 - 12:42.

/KB

Yay! SF-Dialog Ende MĂ€rz...
Senator: Und dies ist nun die Epoche der Laser?

Farmer: [..] Die Anzahl der Menschen auf der Erde, die voller Hass/Frustration/Gewalt sind, ist zuletzt furchterregend schnell gewachsen. Dazu kommt die riesige Gefahr, dass das hier in die HĂ€nde nur einer Gruppierung oder Nation fĂ€llt... (Schulterzucken.) Das hier ist zuviel Macht fĂŒr eine Person oder Gruppe, in der Hoffnung dass sie vernĂŒnftig damit umgehen. Ich durfte nicht warten. Darum hab ich es jetzt in die Welt verstreut und kĂŒndige es so breit wie möglich an.

Senator: (erblasst, stockt) Wir werden das nicht ĂŒberleben.

Farmer: Ich hoffe Sie irren sich, Senator! Ich hatte eben nur eine Sache sicher kapiert - dass wir weniger Chancen dazu morgen haben wĂŒrden als heute.

(Leiter eines US-Congress-Kommittees vs. Erfinder des effektivsten Handlasers, den es je gab, grob ĂŒbersetzt aus der 1. KG aus Best of Frank Herbert 1965-1970, im Sphere-Verlag, Sn. 38 & 39, by Herbert sr.)


#6 Tarantoga

Tarantoga

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Geschrieben 18 Juni 2006 - 12:45

Ich hbe inzwischen Kopfschmerzen davon, ich denke ich mach erst mal ne Pause :coool:

#7 rockmysoul67

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Geschrieben 18 Juni 2006 - 13:23

Tolles Thema! GefĂ€llt mir, eine Diskussion ĂŒber ein Wissenschaftsaspekt aus der SF. :coool:

Das heißt, aus der Sicht des Raumfahrers ist es die Erde, die sich mit beinahe Lichtgeschwindigkeit bewegt und also vergeht aus SEINER Sicht auf der Erde die Zeit viel langsamer als auf dem Schiff. Aus der Sicht der Erde vergeht die Zeit auf dem Raumschiff langsamer als auf der Erde.

Hmm, ich sehe das so: Der Raumfahrer beobachtet gar nicht die Zeit auf der Erde, noch beobachtet die Erde die Zeit, die im Raumschiff herrscht. Der Raumfahrer beobachtet nur seine eigene Zeit, sprich er schaut auf die Uhr und fĂŒr ihn vergeht die Zeit ganz normal. Ich habe mal gelesen, dass wenn ein Raumschiff ganz gemĂ€chlich mit halber Lichtgeschwindigkeit durchs All dĂŒsen wĂŒrde, dann ist der "Zeitschub" pro dreissig Tage einen Tag. Anders gesagt: Nach einer einmonĂ€tigen Reise (30 Tage) wĂŒrde ein Astronaut bei der RĂŒckkehr an einem (nach seinem GefĂŒhl) Dienstag feststellen, dass es auf der Erde Mittwoch wĂ€re. Zwei Gedanken: Halbe Lichtgeschwindigkeit ist natĂŒrlich s e h r s c h n e l l. Wenn wir Menschen irgendwann so schnell reisen können, erscheint eine Astronautenmannschaft nicht wirklich jĂŒnger (à la der Enkel ist so alt wie der sternenreisende Grossvater). Nach 365 Tage wĂ€re ein Astronaut nur zirka einen Monat "zu jung". Mit halber Lichtgeschwindigkeit wĂ€ren Reisen zu den nĂ€chsten Sternen möglich. Der nĂ€chste Stern wĂ€re Proxima Centauri mit 4.22 Lichtjahre Distanz. (39,900,000,000,000 km) Die beiden anderen Sterne dieses Dreisternensystems wĂ€ren 4.35 Lichtjahre entfernt. Eine Hinreise von, sagen wir, zehn Jahre, Verbleib fĂŒnf Jahre, RĂŒckreise zehn Jahre: Und unsere Astronauten wĂ€ren nur 243 Tage und ein paar Stunden "zu jung". ;) Edit: Jetzt hatte ich so schön gerechnet, nur um es dann falsch zu schreiben. Es sind 243 Tage, nicht 143. Und - Auflösung - ich habe nur 20 Jahre Reisen mit halber Lichtgeschwindigkeit gerechnet.

Bearbeitet von rockmysoul67, 18 Juni 2006 - 13:36.


#8 Tarantoga

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Geschrieben 18 Juni 2006 - 14:15

Hmm, ich sehe das so: Der Raumfahrer beobachtet gar nicht die Zeit auf der Erde, noch beobachtet die Erde die Zeit, die im Raumschiff herrscht. Der Raumfahrer beobachtet nur seine eigene Zeit, sprich er schaut auf die Uhr und fĂŒr ihn vergeht die Zeit ganz normal.

Hallo rockmysoul67 . Diese Überlegung erscheint ja nur im ersten Moment korrekt. Was mir so aufstĂ¶ĂŸt ist das Prinzip der RelativitĂ€t. Es ist absolut zulĂ€ssig das System aus der Sicht des Raumschiffes zu betrachten, wobei es eben die Erde ist die sich relativ zum Raumschiff bewegt. Wenn das aber so ist hat der Reisende ebenfalls den Eindruck das die Zeit auf der Erde langsamer vergeht. Die Leute auf der Erde haben hingegen den Eindruck das die Zeit auf dem Raumschiff langsamer vergeht als ihre eigene. Aber Beides zusammen geht doch eigentlich nicht :coool: Muss es aber wenn die RelativitĂ€stheorie korrekt ist.

#9 rockmysoul67

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Geschrieben 18 Juni 2006 - 14:27

Richard Keating und Joseph C. Hafele

Sind diese Herren somit die ersten offiziellen Zeitreisende? ("offiziell", weil Piloten ja auch unbewusst durch die Zeit reisen)

#10 rockmysoul67

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Geschrieben 18 Juni 2006 - 14:45

den Eindruck das die Zeit ... langsamer vergeht

Ist es denn wĂ€hrend der Reise ĂŒberhaupt möglich, auf der Erde die Zeit des Raumschiffes - oder im Raumschiff die Zeit auf der Erde - zu messen?

(Vielleicht ist es mir auch ein bissel zu warm, um deinen Vergleich grĂŒndlich durchzudenken, aber auf die Schnelle möchte ich sagen, dass der "Eindruck" immer ist, dass die Zeit "normal" vergeht, wo auch immer man sich befindet.)

Erst wenn das Raumschiff wieder sicher auf dem irdischen Boden steht (oder meinetwegen sich langsam im Orbit dreht), kann man die Uhren vergleichen. Dann sieht man: Aha, die Zeit im Schiff verging langsamer als auf die Erde.
NatĂŒrlich kann dann ein hochverehrter Professor sagen: Die Zeit im Raum ist relativ (Ă€hem), also verging die Zeit der Erde schneller als auf dem Schiff.

#11 rockmysoul67

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Geschrieben 18 Juni 2006 - 15:04

Hmmm, es ist schon ein Knacknuss. Raumschiff <--------Distanz/Geschwindigkeit--------> Erde.Die Entfernung zum anderen sieht fĂŒr beide gleich aus. Ich glaub, ich hab's: Die Zeit innerhalb des Raumschiffes vergeht anders als gewohnt, weil das Schiff sich so schnell bewegt. Es geht um die Geschwindigkeit im Raum (den Raum um das Raumschiff, also das All), nicht um die Distanz zum Start oder Ziel. Die Zeit der Erde bleibt dagegen konstant, weil die Erde sich im All nur langsam bewegt.Das Problem könnte darin liegen, dass man normalerweise etwas sagt wie: "Je schneller das Raumschiff sich von der Erde entfernt, je langsamer die Zeit auf dem Raumschiff im Vergleich zur Erde vergeht." Dies ist nicht falsch, aber prĂ€ziser wĂ€re: "Je schneller das Schiff durch das All fliegt ...". Wir sind einfach gedanklich zu stark auf die Erde fixiert.

Bearbeitet von rockmysoul67, 18 Juni 2006 - 15:19.


#12 Tarantoga

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Geschrieben 18 Juni 2006 - 18:22

Ich glaub, ich hab's: Die Zeit innerhalb des Raumschiffes vergeht anders als gewohnt, weil das Schiff sich so schnell bewegt. Es geht um die Geschwindigkeit im Raum (den Raum um das Raumschiff, also das All), nicht um die Distanz zum Start oder Ziel. Die Zeit der Erde bleibt dagegen konstant, weil die Erde sich im All nur langsam bewegt.

Du meinst das Raumschiff bewegt sich praktisch im VerhĂ€ltnis zum Äther schneller als die Erde? :coool: Es ist wirklich eine extreme Nuss, die mir echt keine Ruhe mehr lĂ€ĂŸt. Da dachte ich ich hĂ€tte das Prinzip verstanden und dann so was....

#13 Matthias

Matthias

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Geschrieben 18 Juni 2006 - 18:58

Ui, schwieriges Problem. Damit mĂŒssen sich Physikstudenten am Ende ihres Grundstudiums rumschlagen.ZunĂ€chst mal darf man die Allgemeine RT nicht mit der Speziellen RT verwechseln. Die Gravitationseffekte sind ART-Wissenschaftlich nennt man das Problem Zeitdilatation, populĂ€r bekannt als "bewegte Uhren gehen langsamer". Ganz so einfach ist es aber nicht, das ist etwas irrefĂŒhrend.Auf jeden Fall lĂ€cherlich hier von "Meinung" zu sprechen. Es handelt sich um Naturgesetzte :coool:
Lieblingsautoren: Alastair Reynolds, R.C. Wilson, G. Benford

#14 Gast_Guest_*

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Geschrieben 19 Juni 2006 - 08:36

Wissenschaftlich nennt man das Problem Zeitdilatation, populĂ€r bekannt als "bewegte Uhren gehen langsamer". Ganz so einfach ist es aber nicht, das ist etwas irrefĂŒhrend.

Auf jeden Fall lĂ€cherlich hier von "Meinung" zu sprechen. Es handelt sich um Naturgesetzte  :)

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Das es wirklich so ist glaube ich schon , aber ganz ehrlich, ich verstehe es nicht.
Kannst du das irgendwie verstÀndlich erklÀren ?

#15 Torben Kneesch

Torben Kneesch

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Geschrieben 19 Juni 2006 - 16:40

Auf englisch ist das sehr schoen hier erklaert: http://math.ucr.edu/...in_paradox.html Aber tatsaechlich sind die beiden Bezugssysteme durch die Beschleunigung der Rakete nicht mehr gleichberechtigt.

#16 Chronotis

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Geschrieben 22 Juni 2006 - 11:12

Als Physiker muss ich natĂŒrlich mal versuchen, ein paar Fragen zu klĂ€ren. Ich habe mir auch nochmal den Wikipedia-Artikel angeschaut, und muss sagen, dass ich ihn sehr gut geschrieben finde.Man kann sicher nicht alles auf Anhieb verstehen, aber bei der speziellen RelativitĂ€tstheorie sind die eigentlichen Rechnungen (auch in der Herleitung der Formeln) mit Mittelstufenmathematik zu bewĂ€ltigen.Das wirkliche VerstĂ€ndnis ist natĂŒrlich etwas ganz anderes, und ich wĂŒrde vermuten, dass praktisch kein Physikers diese Dinge auf einer intuitiven Basis versteht.Jetzt aber zum Zwilligsparadoxon:Die allgemeine RelativitĂ€tstheorie kann man wirklich außen vor lassen, aber man muss sich genau die Vorraussetzungen der Speziellen anschauen: Die Zeitdilation gilt in der einfachen Form nur fĂŒr Inertialsysteme, also Bezugsrahmen (Raumschiff, Erde,...) die sich mit konstanter Geschwindigkeit relativ zueinander bewegen.Betrachtet man z.B. nur den Hinflug ist das gegeben, und sowohl der Reisende als auch der Daheimgebliebene wĂŒrden bei einem Uhrenvergleich (z.B. durch Radiosignale, ausgesendet in festen Intervallen) jeweils die Zeit im anderen System langsamer ablaufen sehen. Von der Erde aus gesehen kann auch der RĂŒckflug in diesem Bezugsrahmen gesehen werden, so dass am Ende beim Uhrenvergleich am Ausgangspunkt der Reisende tatsĂ€chlich weniger schnell gealtert ist.Vom Raumschiff aus gesehen muss aber zwischen Hin- und RĂŒckflug das Koordinatensystem gewechselt werden, denn dass sich die Erde spĂ€ter auf den Reisenden zubewegt liegt ja daran, dass er seine VorwĂ€rtsrichtung neu definiert hat.Bei der Umkehr bleibt er nicht im ursprĂŒnglichen Inertialsystem, und darf deshalb nicht einfach die Zeitdilation von beiden Wegen gleich behandeln.Soviel zu dem entscheidenden Begriff der relativen Bezugssysteme. Wie immer in der Physik muss man halt penibel darauf achten, unter welchen Vorraussetzungen die Gesetze gelten.Nochmal kurz zur gleichberechtigten Sichtweise, wenn man nur den Hinflug betrachtet:Dass beide die Verlangsamung beim anderen messen können, liegt nur daran, dass es kein absolutes Bezugssystem gibt, und die Gleichzeitigkeit an verschiedenen Orten und bei verschiedenen Geschwindigkeiten nur mithilfe von Licht- oder Radiosignalen sinnvoll definiert werden kann. Da sich diese mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, addiert sich dazu nicht die Geschwindigkeit des Raumschiffs (bzw. der Erde), und man kommt auf den seltsamen Effekt der Zeitdilatation.Um die gesamte spezielle RelativitĂ€tstheorie herzuleiten braucht man dazu nur zwei Postulate:1. Alle Inertialsysteme sind gleichberechtigt (es gelten immer die gleichen physikalischen Gesetze)2. Die Lichtgeschwindigkeit ist konstant (unabhĂ€ngig von der Geschwindigkeit eines Senders/EmpfĂ€ngers)

#17 shoogar

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Geschrieben 23 September 2006 - 19:04

Ich bin alles andere als ein Physiker oder Mathematiker, glaubte aber bisher, ein intuitives GefĂŒhl fĂŒr die Zeitdilatation bei RaumflĂŒgen zu haben. Wahrscheinlich habe ich zuviel SF gelesen. :rofl1: Meine Bauch-Antwort zur Fragestellung des Threads: Reisende in Raumschiffen bleiben auf Rundreisen jĂŒnger, weil sie stĂ€rker beschleunigt werden als Menschen auf der Erde. In den letzten Tagen habe ich versucht, die Theorie zu verstehen. Ich habe mir die genannten Artikel durchgelesen... Zwillings-Paradoxon bei Wikipedia Zwillings-Paradoxon bei John Baez ...und einen Teil kapiert, sowie die mathematischen ZusammenhĂ€nge ĂŒberflogen. Die ErklĂ€rungen der Minkowski-Diagramme bei Wikipedia finde ich ĂŒbrigens sehr viel verstĂ€ndlicher im Hinblick auf das Problem. @Chronotis Ich verstehe die ErklĂ€rungen zum Wechsel des Koordinatensystems bei der Umkehr und zur Unmöglichkeit der Addition der Reisegeschwindigkeit zu c (der Messdaten) bei Messungen ĂŒber die gesamte "Teststrecke", sowie die Postulate. Soweit ist alles in Ordnung. :P In meinem intuitiven VerstĂ€ndnis der Welt gibt es keinen Unterschied zwischen Inertialsystemen, Beschleunigung und Gravitation. Ich versuche mal, es zu ordnen: In einem Minkowski-Diagramm wird der Raum auf eine Dimension beschrĂ€nkt (x-Achse), die Zeit t (y-Achse) sollte als Lichtgeschwindigkeit c=1 angesehen werden, und der Weg eines Lichtpartikels ist eine Winkelhalbierende zwischen t und c, wobei die Steigung dieses Wegs negativ ist. Dem kann ich folgen. Energie und Masse werden anscheinend zur VerstĂ€ndlichkeit der Diagramme nicht berĂŒcksichtigt. Aus e=mc^2 lĂ€sst sich allerdings ableiten, dass man anstatt c auch Wurzel(e/m) einsetzen kann. Die Winkelhalbierende der Minkowski-Diagramme - und damit auch das Messkriterium fĂŒr alle "Tests"- ist also auch eine Funktion des VerhĂ€ltnisses von Energie zur Masse. Anders gesagt, ich kann folgendes Testergebnis voraussagen: je energiereicher ein Objekt ist, oder je weniger Masse es hat, desto langsamer lĂ€uft die Zeit dieses Objekts. Die Vernunft sagt allerdings, dass das Ergebnis vom Abstand der betrachteten Objekte zueinander abhĂ€ngt. Wenn sich ein grĂ¶ĂŸeres Objekt in der NĂ€he eines kleineren Objekts befindet, wird das kleinere beeinflusst. :thumb: Hier meine Fragen: Existieren Atome lĂ€nger als Planeten? Haben Pendeluhren mehr bewegte Masse als Atomuhren? Bleiben Objekte mit Abstand und Beschleunigung relativ zur Erde jĂŒnger? Kann man durch stĂ€ndiges HĂŒpfen langsamer altern? Bleibt ein Pilot in einem Raumschiff mit weniger Masse bei gleicher Triebwerkleistung jĂŒnger? Ist Licht zeitlos, und stellt Licht das optimale VerhĂ€ltnis von Energie zu Masse dar? MĂŒssen grĂ¶ĂŸere Raumschiffe schneller fliegen, um zum gleichen Zeitpunkt am Zielort anzukommen? Geraten Partikel in schwarzen Löchern durch die Beschleunigung in eine unendliche Zukunft? #### NachtrĂ€glich gefragt: Ist das Alter des begreifbaren Teils unseres Universums lediglich ein VerhĂ€ltnis zur Masse und Energie des Inhalts? Ist das Spiel vorbei, wenn das Universum alle Energie und Materie in schwarze Löcher versenkt hat? Wenn ja, entsteht dadurch ein "Überdruck" jenseits der schwarzen Löcher? Wird dieses von ĂŒberall empfangene Sein in unendlicher Zukunft unmittelbar aufprallen? Wenn ja, worauf?

Bearbeitet von shoogar, 23 September 2006 - 19:58.


#18 Chronotis

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Geschrieben 27 September 2006 - 12:08

Hallo shoogar, freut mich, dass du so interessiert bist und dich nicht mit einfachen ANtworten zufrieden gibts. Ich werde mal versuchen auf deine Fragen einzugehen.

Ich bin alles andere als ein Physiker oder Mathematiker, glaubte aber bisher, ein intuitives GefĂŒhl fĂŒr die Zeitdilatation bei RaumflĂŒgen zu haben. Wahrscheinlich habe ich zuviel SF gelesen. :D Meine Bauch-Antwort zur Fragestellung des Threads: Reisende in Raumschiffen bleiben auf Rundreisen jĂŒnger, weil sie stĂ€rker beschleunigt werden als Menschen auf der Erde.

Leider sind Bauchgefuehl und Intuition bei der Relativitaetstheorie nicht immer hilfreich, da die effekte klar ausserhalb unserer alltaeglichen Erfahrung liegen. Die Beschleunigung allein ist so direkt eben nicht ausschlaggebend.

@Chronotis Ich verstehe die ErklĂ€rungen zum Wechsel des Koordinatensystems bei der Umkehr und zur Unmöglichkeit der Addition der Reisegeschwindigkeit zu c (der Messdaten) bei Messungen ĂŒber die gesamte "Teststrecke", sowie die Postulate.

Sehr gut! :)

In meinem intuitiven VerstÀndnis der Welt gibt es keinen Unterschied zwischen Inertialsystemen, Beschleunigung und Gravitation.

Achtung, dass ist so nicht richtig. Beschleunigung und Gravitation sind laut der Allgemeinen Relativitaetstheorie (ART) zwar aequivalent. Aber wenn man dann fuer jeden unterschiedlich beschleunigten Beobachter ein Bezugssystem einfuehrt, geschieht die Umrechnung von einem ins andere nicht mehr wie bei gleichfoermig bewegten Inertialsystemen. Genau hier kommen die komplexen geometrischen Formeln ins Spiel, die nichts anderes als die Raumkruemmung in 4 Dimensionen sind.

Ich versuche mal, es zu ordnen: In einem Minkowski-Diagramm wird der Raum auf eine Dimension beschrÀnkt (x-Achse), die Zeit t (y-Achse) sollte als Lichtgeschwindigkeit c=1 angesehen werden,[...]

Also erstmal ist es einfach eine Zeitachse, die Multiplikation mit c dient nur der Angleichung der Einheiten.

und der Weg eines Lichtpartikels ist eine Winkelhalbierende zwischen t und c, wobei die Steigung dieses Wegs negativ ist.

Wieso negativ, die ist positiv. Aber egal, ich glaube, du hast es verstanden.

Energie und Masse werden anscheinend zur VerstĂ€ndlichkeit der Diagramme nicht berĂŒcksichtigt. Aus e=mc^2 lĂ€sst sich allerdings ableiten, dass man anstatt c auch Wurzel(e/m) einsetzen kann. Die Winkelhalbierende der Minkowski-Diagramme - und damit auch das Messkriterium fĂŒr alle "Tests"- ist also auch eine Funktion des VerhĂ€ltnisses von Energie zur Masse.

Da c konstant ist, muss das Verhaeltnis aber immer gleich sein! Jedes Objekt mit einer sogenannten Ruhemasse m hat eine Energie e=mc^2, und wenn man dieses Objekt beschleunigt, dann wird seine Masse, so wie man sie beim Berechnungen von Gravitationswechselwirkungen oder Traegheit beruecksichtigen muss (Nicht die Ruhemasse!), auch groesser.

Anders gesagt, ich kann folgendes Testergebnis voraussagen: je energiereicher ein Objekt ist, oder je weniger Masse es hat, desto langsamer lÀuft die Zeit dieses Objekts.

Also ich glaube du bescheibst einfach die Effekte, die man an den Minkowski-Diagrammen ablesen kann. Z.B., dass fuer Teilchen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen (also masselos sind) keine Zeit vergeht und alles gleichzeitig geschieht. Ein anderer Effekt, der aus der ART kommt, ist aber die Auswirkung der Gravitation auf die Zeit. In der Naehe grosser Massen vergeht daher die Zeit tatsaechlich langsamer relativ zu weiter entfernteren Objekten. Aber das Verhaeltnis von Masse und Energie ist natuerlich trotzdem c.

Die Vernunft sagt allerdings, dass das Ergebnis vom Abstand der betrachteten Objekte zueinander abhĂ€ngt. Wenn sich ein grĂ¶ĂŸeres Objekt in der NĂ€he eines kleineren Objekts befindet, wird das kleinere beeinflusst.

Das gilt zwar fuer die gerade erwaehnten Gravitationsfelder, aber hat nichts mit der speziellen Relativitaetstheorie zu tun. So eine allgemeine Aussage zur Beeinflussung laesst sich ohne klar definierte Wechselwirkungen nicht machen.

Existieren Atome lÀnger als Planeten?

Beides sind keine Elementarteilchen und koennen, unabhaengig von ihrer Masse, zerfallen, verschmelzen oder aufgrund einer Hyperraumumgehungsstrasse gesprengt werden. :D

Haben Pendeluhren mehr bewegte Masse als Atomuhren? Bleiben Objekte mit Abstand und Beschleunigung relativ zur Erde jĂŒnger? Kann man durch stĂ€ndiges HĂŒpfen langsamer altern? Bleibt ein Pilot in einem Raumschiff mit weniger Masse bei gleicher Triebwerkleistung jĂŒnger?

Wenn ueberhaupt messbar wuerde hier die ART eine Rolle spielen, da, von aussen gesehn, die Zeit in starken Gravitationsfeldern langsamer vergeht.

Ist Licht zeitlos, und stellt Licht das optimale VerhÀltnis von Energie zu Masse dar?

Ja, Licht ist zeitlos. Aber wie gesagt ist das Verhaeltnis von Energie und Masse immer gleich. Die Ruhemassen sind aber unterschiedlich und Photonen (Lichtteilchen) haben keine Ruhemasse und damit auch keine Ruheenergie, existieren also im Ruhezustand nicht. Deshalb muessen sie sich immer mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.

MĂŒssen grĂ¶ĂŸere Raumschiffe schneller fliegen, um zum gleichen Zeitpunkt am Zielort anzukommen?

Unabhaengig von Masse etc. kommt es ja bei allen relativen Zeitunterschieden auf das Bezugssystem an. Von Start oder Ziel gesehen ergibt sich aus der Geschwindigkeit natuerlich eine eindeutige Ankunftszeit, unabhaengig davon, was die Uhren in den RAumschiffen anzeigen.

Geraten Partikel in schwarzen Löchern durch die Beschleunigung in eine unendliche Zukunft?

Wiederum beschreibst du einen ART-Effekt, denn an einem Ereignishorizint muesste die Zeit tatsaechlich unendlich langsam vergehen, aber wieder nur von ausserhalb betrachtet.

#### NachtrĂ€glich gefragt: Ist das Alter des begreifbaren Teils unseres Universums lediglich ein VerhĂ€ltnis zur Masse und Energie des Inhalts? Ist das Spiel vorbei, wenn das Universum alle Energie und Materie in schwarze Löcher versenkt hat? Wenn ja, entsteht dadurch ein "Überdruck" jenseits der schwarzen Löcher? Wird dieses von ĂŒberall empfangene Sein in unendlicher Zukunft unmittelbar aufprallen? Wenn ja, worauf?

Sorry, hier wirds mir zu schwammig. Ich hoffe ich konnte deine Ausgangsfrage nach dem Energie-Masse-Verhaeltnis (immer gleich!) klaeren. Gruss, Chronotis Edit: Warum funktionieren die quotes

...

nicht? - - - Holger antwortet (18:49, 27.09.2006):

Edit: Warum funktionieren die quotes "quote"..."/quote" nicht?

Weil Du die Grenze an zulĂ€ssigen Quotes ĂŒberschritten hast (GlĂŒckwunsch!). :) Ich habe diese Grenze nun heraufgesetzt. Sollte alles korrekt angezeigt werden.

Bearbeitet von Holger, 27 September 2006 - 17:49.


#19 Morn

Morn

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Geschrieben 27 September 2006 - 16:02

Einige Links zu Wikipedia-Artikeln, die vielleicht helfen koennten: Masse relativistische Masse Aequivalenz von Masse und Energie Zeitdilatation Experimente zur allgemeinen Relativitaetstheorie

#20 shoogar

shoogar

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Geschrieben 27 September 2006 - 20:16

Hallo Chronotis, Hallo Morn, Danke fĂŒr die Antworten, die einige MissverstĂ€ndnisse geklĂ€rt haben. ... und fĂŒr die Links. Es wird einige Zeit dauern, das alles zu verstehen...

Sorry, hier wirds mir zu schwammig. Ich hoffe ich konnte deine Ausgangsfrage nach dem Energie-Masse-Verhaeltnis (immer gleich!) klaeren.

Die schwammigen Teile hatte ich ohne Überlegung eingefĂŒgt. Möglicherweise liegt das an einem abends stĂ€rker werdenden Gravitationsfeld, denn die eben gelesenen Antworten haben mich zwar sofort erreicht, sind aber noch nicht ganz angekommen. :)

#21 Tarantoga

Tarantoga

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Geschrieben 27 September 2006 - 21:37

Hallo Leute.Danke fĂŒr die ausfĂŒhrlichen Antworten zum Thema.Ich muss aber leider zugeben das mich das echt ĂŒberfordert, ich glaube jetzt einfach mal das es so ist und nehme noch ein oder zwei Aspirin zum Abschluß..

#22 Chronotis

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Geschrieben 28 September 2006 - 08:59

Es freut mich, dass ich in Zeiten von Dauerstress und Rezession etwas gegen Schlaflosigkeit und Absatzprobleme der deutschen Pharmaindustrie tun konnte. :)

#23 Tarantoga

Tarantoga

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Geschrieben 07 März 2009 - 14:52

Betrachtet man z.B. nur den Hinflug ist das gegeben, und sowohl der Reisende als auch der Daheimgebliebene wĂŒrden bei einem Uhrenvergleich (z.B. durch Radiosignale, ausgesendet in festen Intervallen) jeweils die Zeit im anderen System langsamer ablaufen sehen.

<_< :) :) :) :) Verdammt., das hatte ich ganz ĂŒberlesen. Und weil ich fĂŒrchte du hast damit sogar recht nochmals : :blink: :blink: :blink: :blink: Das ist doch komplett irrsinnig !


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