Frage von hundarss, 90

Wieso altert man langsamer, wenn man mit Lichtgeschwindigkeit reist?

So habe ich das verstanden: Wenn man mit Lichtgeschwindigkeit reist, dann läuft die Zeit für alle anderen Menschen schneller ab, als bei sich selbst.

Woran liegt das? In einfache Worte gefasst. :D

Funktioniert das auch, wenn ich einen Beruf habe, wo ich jeden Monat mehrere tausende Kilometer fliege.Altern dann alle anderen auch schneller?

Antwort
von ThomasJNewton, 36

Zunächst mal ist der Effekt symmetrisch.
Das bedeutet, wenn du mit einem Raumschiff mit konstanter Geschwindigkeit reist, vergeht die Zeit der des/der jeweils anderen langsamer.
Also für die anderen alterst du langsamer, für dich altern die anderen langsamer.

Also ist es eher falsch, dass die anderen schneller altern.

Asymmetrisch wird die Sache dann, wenn das Raumschiff beschleunigt, also die Geschwindigkeit ändert.
Also z.B. nach Alpha Centauri und wieder zurück fliegt.
Dann bist du auch objektiv weniger gealtert, wenn du wieder auf der Erde ankommst.
Weil du zwischendurch gewendet hast, die Erde aber nicht.

Das ergibt sich aus der Speziellen Relativitätstheorie.
Die ist m.W. die einzig wichtige und neue Theorie, die sich auch mit Schul-Mathe verstehen lässt.
Aber du musst dich schon etwas damit beschäftigen.

Sie mal eben zu erklären, ist wohl etwas viel verlangt.

Im Alltag, auch mit Flugzeuggeschwindigkeit, sind die Effekte zu gering, um bemerkbar oder wichtig zu sein.
Und selbst wenn du als Pilot eine Sekunde länger lebst, für die Nicht-Piloten.
Nach deiner Zeit lebst du nicht länger.

Es ist ja die Zeit selbst, und der Raum, der nicht so konstant ist, wie man früher dachte. Du alterst immer gemäß deiner Zeit.

Kommentar von Physikus137 ,

Hier eine schöne Erklärung:

https://youtu.be/ajhFNcUTJI0

Antwort
von Copyyy, 28

Ich finde, die beiden Seiten zusammen ergeben die perfekte Antwort auf deine Frage:
http://www.einstein-online.info/vertiefung/LichtuhrZeitdilatation

http://www.swr.de/blog/1000antworten/antwort/11652/laut-einstein-vergeht-die-zei...

Die erste Seite erklärt die Zeitdilatation, die zweite die daraus folgenden Konsequenzen

Antwort
von DieMilly, 18

Die Zeit ist nicht etwas, das läuft, sondern du bewegst dich in Richtung der Zeit. Die Zeit ist eine Entfernung, und je weiter du in diese Richtung nach vorne reist, umso mehr Sekunden vergehen. Das, was wir eine Sekunde nennen, ist eigentlich rund 300.000 km in Richtung der Zeit. 

Wenn du stillstehst, bewegst du dich mit Lichgeschwindigkeit in Richtung der Zeit. Das ist so, als würdest du mit dem Auto nach Norden fahren, wenn Norden die Zeitachse ist. Wenn du hingegen anfängst dich durch den Raum zu bewegen (sagen wir, Raum sei im Osten), so lenkst du das Auto in dem Bild ein bisschen in Richtung Osten und fährst jetzt ganz leicht diagonal. Nun bewegst du dich also nicht mehr mit Lichtgeschwindigkeit gen Norden, sondern ein bisschen langsamer und dafür eben etwas nach Osten. Die Strecke, du die nun nach Osten zurücklegst, verlierst du in Nordrichtung. Jemand, der hingegen noch Norden weiterfährt, kommt etwas weiter nach Norden als du. Dafür aber kommst du etwas weiter nach Osten als er. 

Genauso verhält es sich in der Raumzeit. Also noch mal, die Zeit "läuft" nicht; das ist eine falsche Alltagsvorstellung. Du bewegst dich in diesem Moment mit Lichtgeschwindigkeit durch die Raumzeit, nur eben fast gänzlich in Richtung der Zeit, und diese Richtung kannst du nicht sehen, weil sie senkrecht auf den 3 Raumdimensionen steht (wenn der Raum ein Papier wäre, so wäre die Zeitachse die Richtung durch einen Papierstapel und jedes Papier wäre ein Augenblick).

Wenn du dich mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum bewegen würdest, so würdest du in unserem Bild mit dem Auto ganz nach Osten und nicht mehr nach Westen fahren. Also würdest du in Richtung der Zeit nicht mehr weiter kommen und in unserer Alltagssprache sagen wir dann, die Zeit stehe still. Schneller reisen kannst du nicht, denn du kannst nicht weiter nach Osten lenken als ganz nach Osten; deshalb ist die Lichtgeschwindigkeit die maximale Geschwindigkeit.

Kommentar von SlowPhil ,

Das Bild ist gut, aber um eine vollständige Erklärung abzuliefern, die mit dem Relativitätsprinzip konsistent ist, darfst Du den Vergleich mit einer rein räumlichen Bewegung nicht überreizen und dabei Eigenzeit τ und Koordinatenzeit t vertauschen.

Erstere ist nämlich absolut, Letztere gehört zu einem speziellen Koordinatensystem.

Durch dessen Zeit bewegst Du Dich nicht langsamer, sondern schneller, wenn Du dich auch durch den Raum bewegst. Der Lorentzfaktor

γ = 1/√{1 – (v/c)²} = dt/dτ = cosh(ς)

ist die Geschwindigkeit, mit der Du Dich durch die Zeit bewegst, und 1 ist dafür die Untergrenze, und der Raumzeit - Winkel ς heißt Rapidität.

Kommentar von DieMilly ,

Ein Illustration ist nie exakt. Natürlich der Weg durch den Stapel ist euklidisch, nicht pseudoriemannsch. Es geht darum, es anschaulich zu machen, nicht kompliziert. Hier fragen Leute, die keine Ahnung von der Materie haben, da sind Gleichungen der falsche Ansatz. Man kann an dem Stapelbild eine Menge nachvollziehen von dem, was in der SRT vor sich geht. Zumal ist der Stapel letztlich nichts anderes als ein verstecktes, vereinfachtes Minkowski Diagramm ;)

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 14

Die Frage, warum Du langsamer alterst, wenn Du Dich mit (nahezu) c (so wird der Betrag der Vakuumlichtgeschwindigkeit bezeichnet) bewegst, ist falsch gestellt:

Bewegung ist relativ. Du bewegst Dich nicht schlechthin mit einer Geschwindigkeit |v› (die Schreibweise soll andeuten, dass Geschwindigkeit eine Vektorgröße ist, also eine Größe mit Richtung) bzw. ruhst, sondern relativ zu einem Bezugs-oder Referenzsystem, einem Koordinatensystem K, das als ruhend betrachtet wird

Relativ zu einem anderen Koordinatensystem K' bewegst Du Dich mit einer anderen Geschwindigkeit |v'›, und das kann man ineinander umrechnen, was man eine Koordinatentransformation nennt. Dabei ist die ct (t Zeit) eine Koordinate, sodass K eigentlich 4 Achsen hat, darunter eine ct-Achse, aber insbesondere eine eigene t=const. - Ebene. Bezüglich dieser alterst Du um den Faktor

(1) γ = 1/√{1 –‹v|v›}

langsamer, wenn Du Dich relativ zu K mit |v› bewegst. Das ist ein Projektionseffekt. Die vollständige Formel lautet

(2) t' = γ(t – vx/c²)

und gehört zu den Lorentz-Transformationen. Die Zeit ist i.Allg.vom Ort abhängig.

Kommentar von Usedefault ,

Ist es bewiesen, dass man nur in Relation zu einem Bezugssystem ruht oder könnte es auch anders sein? Was wenn sich der gesamte Raum bewegt?

Kommentar von SlowPhil ,

Das ist ja der Witz an der Sache, Du kannst praktisch das gesamte Weltall als bewegt und zum Beispiel ein Teilchen der kosmischen Strahlung (es handelt sich um Materiestrahlung), dessen kinetische Energie - in einem Standard-Bezugssystem betrachtet - so groß ist, dass man seine Ruheenergie dagegen vernachlässigen kann (dazu muss es sich mit fast c bewegen), als ruhend betrachten. In diesem »neuen« Bezugssystem betrachtet bewegen wir alle uns mit fast c.

Kommentar von SlowPhil ,

Bitte befasse Dich mit Galileis Relativitätsprinzip. Es ist die Grundlage der altklassischen Mechanik, aber eben auch der Relativitätstheorie, auch wenn Letzteres von Leuten, die das nicht wirklich verstanden haben, immer wieder bestritten wird.

Kommentar von Usedefault ,

Ich habe auch schon gehört, dass Rosseau und Voltaire die Relativitätstheorie auch entwickelt haben und Einstein somit nur einer von vielen war, der die Theorie abgeleitet hat.

Kommentar von SlowPhil ,

Rousseau und Voltaire? Das wäre mir neu. Die wussten zwar schon, dass die Lichtgeschwindigkeit endlich ist, aber nicht, dass ihr Wert in allen Bezugssystemen gleich ist. Ruder Boskovic hat anscheinend ein paar Ideen der Allgemeinen Relativitätstheorie vorweggenommen, und Bernhard Riemann hätte sie zweifelsohne verstanden, vielleicht selbst mit entwickelt, wenn er länger gelebt hätte.

Antwort
von CVenest, 34

Es ist tatsächlich so, dass für jemanden, der sich (schnell) bewegt, die Zeit langsamer vergeht, als für andere, die stillstehen. Das nennt man Zeitdilatation.

Die Begründung ist ein wenig kompliziert, aber es ist immer relativ, d.h. wenn du mit Lichtgeschwindigkeit reisen würdest, vergeht für dich die Zeit normal, genau wie für den Nicht-Reisenden. Nur wenn dieser dich beobachtet, wird er sehen, dass bei dir die Zeit langsamer verläuft und von dir aus vergeht die Zeit bei ihm schneller.

Das muss aber nicht unbedingt Lichtgeschwindigkeit sein. Selbst wenn du im Auto an jemandem vorbeifährst, alterst du um wenige Mikrosekunden langsamer, als der, der stehenbleibt. Dieser Effekt wird umso größer und deutlicher, je schneller du dich bewegst.

Eine gute Doku darüber ist "Einstein's Relativitätstheorie"

Kommentar von Physikus137 ,

"... und von dir aus vergeht die Zeit bei ihm schneller."

Das ist falsch! auch von dir aus vergeht die Zeit bei ihm langsamer!

Hier eine schöne Erklärung zu diesem Thema von Henry Reich:

https://youtu.be/Bg9MVRQYmBQ

Kommentar von Physikus137 ,

hier der Vollständigkeit halber Teil 2 des Videos:

https://youtu.be/0iJZ_QGMLD0

Antwort
von Ysosy, 11

Wenn Du dich mit Lichtgeschwindigkeit (c) bewegst, alterst Du gar nicht mehr. Bei 50% c vergeht die Zeit Ca 1,16 mal langsamer für Dich. Bei 95% c 3,21 mal langsamer, bei 99,9% c 22,2 mal langsamer und bei c unendlich mal langsamer. Im Vergleich zu dem Normalen Erdbewohner.

Du bekommst davon aber nichts mit. Wenn du auf deine Uhr guckst, ticken die Sekunden wie immer. Wenn Du aber die Erde beobachten könntest, würdest du je nach Geschwindigkeit sehen, wie sich die Erde immer schneller dreht. Und bei c hast Du ein Problem. Du kannst nicht unterscheiden, ob du von der „Erdzeit“ 1 Jahr oder eine Billion Jahre anguckst, da du kein Delta t mehr feststellen kannst.

Warum das so ist? Theoretisch weil Raum und Zeit zusammenhängen als Raum-Zeit. Praktisch kann das Niemand beantworten, weil wir nicht wissen was Raum oder Zeit, absolut und in letzter Konsequenz wirklich ist.

Antwort
von GUARDI4NANG3L, 49

Also altern tut man nicht schneller oder langsamer.

Man altert trotzdem in einem Jahr soundso viel, das ändert sich leider nicht ^^

Aber man kann theoretisch an zwei stellen auf einmal sein wenn man so schnell ist wie das Licht (v=c) Aber laut Einstein ist das nicht möglich ^^


Edit: Je schneller du dich bewegst, desto langsamer vergeht die Zeit. (Zeitdilatation) Hängt vom inertialsystem ab in dem du dich befindest

Kommentar von MuhammedCifci ,

Das Stimmt

Kommentar von hundarss ,

Das Alter sollte nur als Vergleich zu den anderen Personen dienen.Zeit ist ja bekanntlich relativ.

Als
Referenz dient mir jetzt der Film Interstellar.Dort reist er sein
halbes Leben im All rum und trifft dann auf seine Tochter, die
älter(biologisch gesehen) als er selbst ist.

Kommentar von HanzeeDent ,

Das stimmt doch garnicht. Licht ist auch nicht an 2 Orten gleichzeitig. Klar gibt es ein Interferenzmuster, wenn einzelne Partikel durch einen Doppelspalt geschickt werden, aber das hat nichts mit "gleichzeitig an zwei Orten" zu tun, sondern mit der Unbestimmtheit des Ortes.

Kommentar von SlowPhil ,

Die Formulierung »in dem Du Dich befindest« ist irreführend. Ein Inertialsystem ist nicht etwas, wo Du drin oder nicht drin sein kannst, sondern Du kannst nur relativ zu einem solchen System in Ruhe oder in Bewegung mit einer bestimmten Geschwindigkeit sein.

Antwort
von Kaenguruh, 7

Das läßt sich nicht in Kurze und verständlich erklären, aber es gibt ein ausgezeichnetes Buch, in dem das hervorragend erklärt ist. Es heißt "Physik der Raumzeit" und ist bei Amazon für 45 € erhältlich. Das ist nicht ganz billig aber es lohnt sich, denn ich kann mir nicht vorstellen, dass es zu diesem Thema ein besseres Buch gibt. In ihm wird die gesamte Spezielle Relativitätstheorie sehr verständlich erläutert. 

Antwort
von Usedefault, 56

Du alterst genauso schnell auf deinen Organismus und dein Raumschiff gesehen.

Nur in Relation sind die anderen dann nach einer bestimmten Zeit älter als du. 

Das liegt wohl daran, dass du durch die hohe Geschwindigkeit nicht mehr an der normalen Raumzeit teilnimmst.

Kommentar von HanzeeDent ,

"An der normalen Raumzeit teilnimmst" ist ein wenig unglücklich ausgedrückt.

Tatsächlich wirkst du noch in der "normalen" Raumzeit, Normalität ist relativ.

Kommentar von SlowPhil ,

Es ist nicht nur unglücklich ausgedrückt, sondern einfach nicht korrekt. Man kann sich gar nicht schlechthin mit (fast) Lichtgeschwindigkeit oder überhaupt bewegen oder ruhen, sondern nur relativ zu einem gewissen Bezugssystem.

Und altern tust Du bezüglich dieses Koordinatensystems langsamer, nicht aber bezüglich eines relativ zu Dir ruhenden Koordinatensystems, das zunächst einmal mit demselben Recht wie das relativ zu Dir schnell bewegten Koordinatensystem als Bezugssystem gewählt und damit als ruhend betrachtet werden kann.

Kommentar von Usedefault ,

Bräuchte jede noch so kleine Veränderung von v ein eigenes Koordinatensystem zur vollständigen Richtigkeit? Dann gibt es ja unendlich Raumzeiten.

Kommentar von SlowPhil ,

@Usedefault Nicht für die Richtigkeit, aber dafür, sich wieder als ruhend betrachten zu können. Für jedes |v›

Kommentar von SlowPhil ,

Was ist mit meinem Kommentar passiert?

Kommentar von SlowPhil ,

@Usedefault Ein Koordinatensystem ist doch nicht die Raumzeit! Wenn Du eine Gerade hast, dann hast Du die Möglichkeit, jeden Punkt dieser Geraden als Ursprung zu setzen. Deshalb hast Du nicht plötzlich eine andere Gerade.

Kommentar von SlowPhil ,

Oben schrieb ich: Für jedes |v› gibt es eine ganze Klasse von Koordinatensystemen, in denen |v› der Nullvektor ist. Diese sind untereinander parallel verschoben gedreht oder beides, aber sie ruhen relativ zueinander bzw. sie haben dieselbe Zeitachse und denselben t=const. - Raum.

Das kannst Du mit unterschiedlichen 3D-Koordinatensystem vergleichen, die relativ zueinander parallel verschoben und, sagen wir, um die z-Achse gedreht sind. Diese und die x-y-Ebene sind bei allen identisch, nur die Beschreibung ist jeweils eine andere.

Antwort
von Omikron6, 27

Wenn du dich mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegst, vergeht für dich die Zeit langsamer als für die "ruhenden" Subjekte. Bei dem von dir geschilderten Sachverhalt ist die Geschwindigkeit viel zu niedrig, um solche Effekte zu bewirken. Allenfalls entstehen "Zeitunterschiede" im Bereich von milliardstel Sekunden.

Antwort
von gilgamesch4711, 19

  Die Rechnung istr berühmt ===> hyperbolische Bewegung. Du fliegst zum Andromedanebel ( 2 Mio Lj. ) hin und zurück. Du beschleunigst mit g - kann ein Mensch gut ertragen; soll ja auch sehr gesund sein.

   Jewils nach der Hälfte des Weges bremst du auch mit g wieder ab. Der gesamte Weg hin und zurück ist zu schaffen in 70 Jahren ===> Eigenzeit - du kannst es also noch erleben.

Antwort
von nowka20, 21

ist nur als hypothese ein wissenschaftsgefasel

Kommentar von SlowPhil ,

Ist auch mal interessant, und wen das nicht interessiert, braucht sich ja nicht damit zu befassen.

Kommentar von nowka20 ,

so ist es!

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