Weshalb kann man bei ausreichender Raumkrümmung in die Vergangenheit reisen?
Ich verstehe weshalb man in die Vergangenheit reisen kann, wenn man schneller als Lichtgeschwindigkeit ist. Steigt die Raumzeitkrümmung eines Raumschiffs, dass schneller als das Licht fliegt, und wenn ja weshalb? Und ein schwarzes Loch hat ja eine „unendliche“ Dichte, weshalb kann man dann nicht durch ein Schwarzes Loch, durch die Zeit reisen? Davon abgesehen, dass man auseinander gerissen wird.
7 Antworten
Ein Raumschiff kann nur Geschwindigkeiten erreichen, die kleiner sind als die Lichtgeschwindigkeit. Die Frage "Was passiert, wenn ein Raumschiff schneller als das Licht fliegt?" ist so ähnlich wie "Was gibt 2+3, wenn 2+2=7 ist?".
Wir haben leider noch keine Theorie der Quantengravitation, die man eigentlich bräuchte, um schwarze Löcher zuverlässig beschreiben zu können. Für Überlegungen, was im Inneren eines schwarzen Lochs passiert, fehlt also eine theoretische Basis (eine experimentelle sowieso).
Weil man theoretisch alles ausrechnen kann , wenn man wild definiert und Regeln der Mathematik missachtet. .....
Selbst wenn es die Zeitdilatation gibt, kommst du mit dem Raumschiff nicht in die Vergangenheit.
Die Zeitdilatation gilt fûr das bewegte Objekt, hier das Raumschiff
Unter Lichtgeschwindigkeit wûrden demnach die Zeit IM Raumschiff immer langsamer gehen.
Bei Lichtgeschwindigkeit wûrden die Zeit IM Raumschiff dann stehen. Was zur Folge hat , das sie nie mehr etwas dort ändern kann....es gibt dort keine Ereignisse mehr.
Ûber Lichtgeschwindigkeit wûrde dann die Zeit IM Raumschiff rűckwarts laufen. Jemand auserhalb wûrde sehen wie sich IM Raumschiff alles rűckwarts abspielt.
Das geht schon wegen der Energieerhaltung nicht.
Der Astronaut hat ja Wärme abgestrahlt und das Raumschiff verbraucht auch Energie. Diese műsste nun wieder zurück kommen. ...
Es ist also nicht möglich in die Vergangenheit zu gelangen. .....
Dazu musst du ALLE Ereignisse im Universum rűckgängig machen , ohne selbst betroffen zu sein.
Du gehst aber trozdem in der Zeit vorwärts, deine Uhr läuft ja weiter .
Also geht unter dem Strich die Zeit vorwärts , aber die Ereignisse rűckwarts. ....
Solange man außerhalb des Ereignishorizonts eines schwarzen Lochs bleibt, kann man lediglich in die Zukunft reisen. Und für die Beschreibung dessen, was im Inneren des Ereignishorizonts ist, fehlt uns eine zuverlässige Theorie.
Ûber Lichtgeschwindigkeit wûrde dann die Zeit IM Raumschiff rűckwarts laufen.
Nein, dem ist nicht so. Der Ausdruck, der dann negativ würde, steht unter einem Wurzelzeichen.
Vielmehr müssten dafür Ereignisse, die für einem Beobachter an Bord zeitartig getrennt sind, für einen nicht mitbewegten Beobachter raumartig getrennt sein, und das ist nicht möglich.
Der MINKOWSKI- Abstand ist absolut, d.h. koordinaten- unabhängig und für jeden Beobachter derselbe. Damit ist erst recht die Kategorie, zu der er gehört, absolut.
Also du bringst ja immer etwas neues ins Spiel :)
Jetzt schreibst du "Nein. .....steht unter einem Wurzelzeichen..."
(Wie war das mit der imaginären Zahl? i= Wurzel aus -1 )
Jedes Ergebniss beim Wurzel ziehen ist immer +und - aber beim Lorenzfaktor wird das ja auch ignoriert. ..... der darf ja nicht negativ werden. .....ist wahrscheinlich einfach so definiert worden....
Bitte höre doch endlich mal mit dem gerede von " Raumartig getrennt " und "zeitartig getrennt" auf.
Wenn etwas raumARTIG ist , ist es kein Raum
Wenn etwas zeitARTIG ist , ist es keine Zeit
Sag doch "räumlich oder zeitlich " getrennt :)
Mir ist die Formel und was da genau rauskommt in dieser Frage egal.
Es geht nur darum aufzuzeigen das man mit hoher Geschwindigkeit nicht in die Vergangenheit reist, selbst wenn man die Relativitätstheorie beműht. ...
......und den Minkovski-Raum gibt es nur auf Papier. .... oder können wir da nach Corona mal zusammen ein Bier trinken?
Unsere Diskusion ûber Zeitdilatation dreht sich im Kreis, weil du immer ausweichst und Begriffe verwendest die hier niemand versteht. Und wenn man die Definition nachliest sagst du " Nein, die Definition ist irreführend. .."
.... Aber egal, spielt hier keine Rolle :)
Bitte höre doch endlich mal mit dem gerede von " Raumartig getrennt " und "zeitartig getrennt" auf.
Wenn etwas raumARTIG ist , ist es kein Raum
Wenn etwas zeitARTIG ist , ist es keine Zeit
Sag doch "räumlich oder zeitlich " getrennt :)
Das hat sich SlowPhil nicht ausgedacht, um dich zu ärgern, das ist Standardvokabular in der Fachliteratur, auf Englisch "spacelike" und "timelike".
Also du bringst ja immer etwas neues ins Spiel :)
Nein, das habe ich schon häufig gesagt.
Jedes Ergebniss beim Wurzel ziehen ist immer + und - aber beim Lorenzfaktor wird das ja auch ignoriert
Die Quadratwurzel der positiven Zahl 4 ist definitionsgemäß +2 und nicht -2. Hier geht es aber um so etwas wie die Quadratwurzel aus -4, und das ist nicht negativ, sondern imaginär.
Bitte höre doch endlich mal mit dem gerede von "Raumartig getrennt" und "zeitartig getrennt" auf.
Vergiss es! Dein Ansinnen ist etwa so, als solle ich beim Sprechen über Thermodynamik "das Gerede von der Entropie" sein lassen.
Ein FallbeispielFür das Folgende nehmen wir an, wir bewegen uns in Raumfahrzeugen antriebslos aneinander vorbei. GALILEIs Relativitätsprinzip sagt dann aus, das wir jeden von uns als stationär ansehen können, alternativ zueinander.
Sag doch "räumlich oder zeitlich" getrennt :)
Njet. Im Allgemeinen sind Ereignisse zeitlich und räumlich getrennt, und oft lässt sich entweder das eine oder das andere wegtransformieren.
Für zeitartig getrennte Ereignisse gilt das schon in der NEWTONschen Mechanik (NM), es ist eine Verallgemeinerung der Gleichortigkeit. Angenommen, ich trinke im Bistro meines Fahrzeugs ein Bier. Dann sind im Ruhesystem meines Raumfahrzeugs erster und letzter Schluck gleichortig, also nur zeitlich getrennt, im Ruhesystem Deines Raumschiffs sind sie aber auch räumlich getrennt.
Der wesentliche Unterschied......zwischen NM und SRT besteht darin, dass auch die Gleichzeitigkeit zweier Ereignisse vom Bezugsrahmen abhängt und deshalb der Begriff der Gleichzeitigkeit verallgemeinert werden muss. Raumartig getrennt sind solche Ereignisse in jedem Bezugsrahmen, nur räumlich getrennt jedoch nur in ganz bestimmten.
Hallo XCrimeTimeX,
normalerweise
Ich verstehe weshalb man in die Vergangenheit reisen kann, wenn man schneller als Lichtgeschwindigkeit ist.
Letzteres ist zwar phyikalisch, aber ich vermute, das hat mit dem LORENTZ- Faktor
(1) γ := 1/√{1 − ‹v∙v›⁄c²} = Δt⁄Δτ
als Verhältnis zwischen Koordinatenzeit Δt und Eigenzeit Δτ zu tun. Dabei ist
- Δτ die von Deiner Uhr Ώ direkt gemessene Zeitspanne, und
- Δt eine von der Bezugs-Uhr U aus auf Distanz ermittelte Zeitspanne
zwischen denselben beiden Ereignissen und
(2) v› = Δs›⁄Δt = (Δx; Δy; Δz)⁄Δt
Deine Geschwindigkeit relativ zu U, also räumliche Verschiebung relativ zu U durch Koordinatenzeit.
Freilich musst Du bedenken, dass das, was durch Einsetzen von |v›| > c negativ wird, unter einer Quadratwurzel steht. Das macht also γ nicht negativ, sondern imaginär, und so etwas ist immer interpretationsbedürftig.
Fundamentaler als γ ist die MINKOWSKI- Metrik, als Zusammenhang zwischen Eigenzeit und Koordinatenzeit:
(3.1) Δτ² = Δt² − ‹Δs∙Δs›⁄c² = Δt∙(1 − ‹v∙v›⁄c²)
Wie Du siehst, lässt sich γ von (3.1) herleiten - für Δs < cΔt. Ereignsse mit positivem Δτ² heißen zeitartig getrennt.
Allerdings gilt es für beliebige Paare von Ereignissen, auch solche, für die
- Δs = cΔt ist (lichtartig getrennte Ereignisse) und sogar
- Δs > cΔt ist (raumartig getrennte Ereignisse).
Im letzten Fall ist natürlich Δτ imaginär, aber was soll das physikalisch heißen, eine imaginäre Eigenzeit? Eine räumliche Distanz! Dreht man die Gleichung um, erhält man das raumartige Abstandsquadrat
(3.2) Δς² = ‹Δs∙Δs› − c²∙Δt².
Δς kann man am besten den Gleichzeitigkeitsabstand nennen, den räumlichen Abstand zweier Ereignisse in Bezug auf eine Uhr, von der aus sie als gleichzeitig "datiert" werden.
Steigt die Raumzeitkrümmung eines Raumschiffs, dass schneller als das Licht fliegt, ...?
Nur hohe Energiekonzentrationen (z.B. Masse) krümmen die Raumzeit (s.u.). (3.1) und (3.2) stellen die Metrik der geometrisch flachen Raumzeit dar.
Abb. 1: Vergleich räumliche und raumzeitliche Metrik
Abb. 2: Raumartig getrennte Ereignisse haben keine feste zeitliche Reihenfolge. Vermutlich meinst Du das mit "in die Vergangenheit fliegen".
"Über Bande" könnte man mit Überlichtgeschwindigkeit in die Vergangenheit gelangen, aber dafür müssten Ereignisse, die für einen Beobachter bei U raumartig getrennt sind, für den Piloten zeitartig getrennt sein, und das ist unmöglich, denn der Abstand ist ja absolut.
Raumzeitkrümmung- Steht ein Beobachter auf dem Boden, so erfährt er eine Beschleunigung nach oben, wie er es in einem Raumschiff erführe, das den Booster anwirft. Seine Weltlinie (WL) ist offenbar nicht geodätisch.
- Springt er hoch, befindet er sich während des Sprungs technisch im freien Fall und ist in sich schwerelos wie das Innere eines "Kotzbombers" währens seines Parabelfluges. Seine WL ist geodätisch.
Zur Erklärung: Eine Geodätische in einer Fläche oder Mannigfaltigkeit (das ist die Verallgemeinerung einer Fläche) ist die geradestmögliche Linie, wie etwa ein Großkreis auf einer Kugeloberfläche.
Eine WL ist eine Linie, die sozusagen die "Geschichte" des Schwerpunkts eines Körpers darstellt, seinen Weg durch die Raumzeit. Wenn z.B. die WL eines Raumfahrzeuges geodätisch ist, erkennt man das daran, dss im Inneren Schwerelosigkeit herrscht, keine Trägheitskräfte auftreten.
In einer geometrisch "flachen" Mannigfaltigkeit - was übrigens eine Zylindermantelfläche auch ist, denn man kann sie auf einem Tisch ausrollen - bleiben an einer Stelle parallele Geodätische überall parallel.
In einer Sattelfläche neigen Geodätische dazu, auseinander zu laufen, in einer Kugelfläche neigen sie zum Zusammenlaufen. Das gilt z.B. für die WL des springenden Beobachters und die des Erdschwerpunkts.
Abb. 3: Der "Äquator" einer Kugel und jeder beliebige andere Großkreis laufen unweigerlich aufeinander zu. Der geradeste Weg zwischen zwei Punkten auf einem "Breitenkreis" - der selbst kein Großkreis ist - ist ein Großkreisbogen, der in "höhere Breiten" führt. Dieses ist ein Bild für einen Sprung, nicht perfekt, aber allemal besser als das mit dem Gummituch.
Dabei ist "unten" stets die Richtung,in der Uhren immer langsamer gehen - man könnte auch sagen, die Uhren sich immer schneller zeitlich vorwärts bewegen.
Abb. 4: Gleichförmige Beschleunigung einer Uhr Ώ relativ zu einer inertialen Uhr U führt dazu, dass Signale von dort Ώ immer stärker rotverschoben und in immer größeren Zeitabständen erreichen. Es gibt ein erstes Signal, das Ώ gar nicht mehr erreicht, solange sie ihre Beschleunigung fortsetzt; dies markiert einen (in dem Fall künstlichen) Ereignishorizont (EH); für Ώ bleibt alles dahinter Liegende "Zukunftsmusik", was für U irgendwann Gegenwart und Vergangenheit wird.
Innerhalb rotierender Schwarzer Löcher (SL) soll es geschlossene zeitartige Linien geben können, aber deren Geometrie ist sehr kompliziert, und ich kann darüber wenig aus eigener Berechnung sagen.
Solche geschlossenen zeitartigen Richtungen kommen mir aber eher wie eine Art ewiger Verdammnis à la "und täglich grüßt das Murmeltier" ohne Ausweg als sonst etwas vor.
Und ein schwarzes Loch hat ja eine „unendliche“ Dichte,...
Das ist ein Missverständnis. Die mutmaßliche*) Singularität ist von maximal möglicher*) Dichte.
Das SL als solches ist der innere Teil des Gravitationsfeldes eines solchen kollabierten Körpers, nämlich der Ereignishorizont (EH) und dem, was dahinter liegt. Bei rotierenden SL könnte ggf. die Ergosphäre noch dazu gehören.
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*) Da man in ein SL nicht hineingucken kann, lässt sich nicht überprüfen, wie weit das Innere der klassischen Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) entspricht und die Dichte, aber auch die Krümmung der Raumzeit unendlich groß wird; Physiker reagieren misstrauisch darauf, wenn die Antwort auf eine Frage "unendlich" lautet.
Man kann nicht in die Vergangenheit reisen - da kann der Raum so gekrümmt sein, wie auch immer. Jeder Physiker weiß:
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In die Vergangenheit zu reisen, ist grundsätzlich unmöglich.
In die Zukunft führt uns nur unser ganz gewöhnliches Altern — wobei es aber hin zum selben zukünftigen Ereignis unterschiedlich lange Wege in die Zukunft geben kann (was zur Folge haben kann, dass Zwillinge, die sich trennen und Jahre später wieder begegnen, dann unterschiedlich alt sein können.
Eine tatsächliche Reise in die Vergangenheit ist mit "Warp-Antrieb" nicht möglich .
Ausgehend von einem Beobachtungs- / oder Startpunkt braucht man auch im theoretischen Effekt der Raumkrümmung eine gewisse Zeit von A nach B . Die Raumkrümmung im "Warp-Prinzip" beschleunigt nicht das Raumschiff , sondern verkürzt nur die Strecke , obwohl das Raumschiff selbst sich garnicht schneller oder langsamer in seiner Warp-Blase bewegt .
Stelle man sich mal ein Raumschiff vor , das tatsächlich mit 50 % Lichtgeschwindigkeit fliegen könnte und man " faltet " den Raum nach der Warp-Theorie dann so stark , daß eine Distanz von 10 Lichtjahren zwischen zwei Punkten dann nur noch 2,5 Lichtjahre betragen würde , so könnten die Insassen des Raumschiffes am fernen Objekt lediglich 15 Jahre früher das sehen , was ein Beobachter von der Erde halt erst 15 Jahre später sehen würden .
Würde das Raumschiff dann fiktiv sofort auf der Stelle wenden und zu gleichen Konditionen zurück kehren , wären für diese Reise 10 Jahre sowohl auf der Erde , als auch in dem Raumschiff vergangen . Hätte die Crew dann ein Foto von dem besuchten Objekt geschossen , könnte man auf der Erde auf dem Foto etwas sehen , was auf "normalem" Wege erst in 10 Jahren zu registrieren wäre .
Das wäre dann fiktiv für einen Beobachter von der Erde ein Blick in die "Zukunft" des Objektes .
Die Zeitdilatation zwischen Erde und Raumschiffcrew berücksichtige ich der Einfachheit des Beispiels hier mal nicht bei einer gedachten Reisegeschwindigkeit von 0,5 c und 10 Jahren Reisedauer .
In dem Beispiel mit dem schwarzen Loch geht es ja um den Effekt maximaler Masseeinwirkung in einem Orbit knapp oberhalb des Ereignishorizontes bei 99,x % von c in der Orbitalbahngeschwindigkeit . Da wäre die Zeitdilatation zwischen Erde und Raumcrew laut Theorie tatsächlich erheblich . Das wäre für die Crew aber auch keine Reise in die Vergangenheit , denn für sie gab es ja keinen anderen Zeitstrahl ab dem Zeitpunkt des Antritts ihrer Reise . Relativ zur Erde vergeht für die Crew die Zeit dann nur ( erheblich ) langsamer im Einflussbereich des schwarzen Lochs .
Oder im Umkehrschluss aus Sicht der Erde eine erhebliche Verlangsamung der Alterung der Crew . Das wäre als Ziel damit ähnlich wie beim ebenfalls noch fiktiven "Cryo-Schlaf" .
Ich möchte selber erleben , wie die Erde nach deren Zeiterfassung 2100 n.Chr. aussieht .
Unerer Vorstellung nach bewegen wir uns wenn wir einen hundert-Meter-Lauf absolvieren auf einer Geraden, tatsaechlich aber im gekruemmten Raum.
Ich versuche gar nicht erst in die Details zu gehen.
Darf ich hoeflichst auf folgende Seite verweisen?
Gravitation: Vom Fahrstuhl zur Raumzeitkrümmung « Einstein ...https://www.einstein-online.info/spotlight/fahrstuhlkruemmung/
In Einsteins geometrischer Theorie der Gravitation dagegen bewirkt diese Masse eine Verzerrung der Raumzeit: War die gravitationsfreie Raumzeit (jene der speziellen Relativitätstheorie) flach, ist die Raumzeit in Anwesenheit dieser Masse gekrümmt. In dieser gekrümmten Raumzeit gibt es keine Raumzeitgeraden mehr, ebenso wenig wie es auf der Oberfläche einer Kugel Geraden gibt. Es gibt lediglich Geodäten, geradestmögliche Raumzeitbahnen. Testkörper in der Umgebung der Zentralmasse folgen den geradestmöglichen Bahnen in der durch die Masse gekrümmten Raumzeit. Die Gravitation lenkt Testkörper nicht von ihren geraden Bahnen ab – sie verzerrt Raum und Zeit und definiert damit neu, was es bedeutet, sich auf einer geradestmöglichen Bahn zu bewegen.
Meine Vorstellung ist anders......wen meinst du mit "unsere " ....
Deine Text sagt zuerst das Gravitation nur Raumzeitkrűmmung ist, um dann zu sagen das Gravitation den Raum krűmmt. ..
Was nun ?
Masse krűmmt den Raum, das ergibt Gravitation.
Oder Gravitation krümmt den Raum.
Aus was besteht Raum um gekrűmmt werden zu können. Welche Kraft Krümmt den Raum und wo greift diese Kraft an .....
Zum Teil ist Gravitation eine Illusion, zum Teil assoziiert mit einer Eigenschaft namens „Krümmung“. Insgesamt ist Gravitation ein Aspekt der Geometrie von Raum und Zeit.
Zu zitieren als:
Markus Pössel, “Gravitation: Vom Fahrstuhl zur Raumzeitkrümmung” in: Einstein Online Band 04 (2010), 02-1118
https://www.einstein-online.info/spotlight/fahrstuhlkruemmung/
Weshalb besteht dann die Theorie, dass man bei ausreichender Raumzeit-Krümmung Zeitreisen kann?