Doku Falsch oder Theorie Falsch?

Question

https://youtu.be/QuSPOud3s5s?si=gCUomDBvL31BtC-C

In der oben angeben YouTube Doku über die Relativitätstheorie von Albert Einstein ist mir aufgefallen, dass ich laut der Theorie in die Zukunft lande wenn ich mit Lichtgeschwindigkeit reise. Aber gleichzeitig ein relativ zu mir befindendes Objekt langsamer wahrnehme. Das sieht für mich wie ein Widerspruch aus. Denn wie kann es sein, dass ich 1000 Jahre in die Zukunft reise während ich gleichzeitig einen Vorgang der vielleicht normalerweise 10 Minuten dauert mir so vorkommt als wären es mehrere Stunden. Aber das scheint wohl so zu sein. Laut dieser Doku. Darauf habe ich hier diese Frage gestellt und bekam hochkomplizierte Antworten.

Ich wollte hier nochmal wissen was ich dann sehe wenn ich mich in Lichtgeschwindigkeit in die Zukunft bewege.

Nehmen wir an ich bin in einem Auto das fast Lichtgeschwindigkeit fährt. Ich pendle nur 1 m hin und her im Zick Zack.

Für mich geht die Zeit langsamer weil alles im Auto langsamer läuft aber draußen vergehen 1000 Jahre.

Was sehe ich nun draußen.

Theoretisch befindet sich alles Relativ zu mir. Ich müsste also alles langsamer sehen. Wie kann es dann sein das 1000 Jahre vergangen sind ?

Zudem kommt hinzu, dass ich einen Zähler im Auto habe der mitzählt wie häufig ich hin und her gependelt bin für mich muss ich eine normale Summe sehen können die entsprechend der Lichtgeschwindigkeit innerhalb von 10 Minuten entstanden ist. Jedoch müsste ich ja aufgrund der 1000 Jahre die ich in die Zukunft gereist bin ein viel viel häufiger gependelt sein, sodass der Zeiger mit überlichtgeschwindigkeit abermilliarden häufigere zyklen anzeigen.

Wie passt das am Ende Zusammen ?

Denn das Auto ist genauso schnell wie ich und das wird dann auch nur soviele Zyklen anzeigen können wie ich innerhalb von 10 Minuten zurücklegen kann

hologence · Answer

das sogenannte Zwillingsparadoxon rührt daher, dass der Raumfahrer viermal Beschleunigung erfährt (positiv und negativ, jeweils bei Hin- und Rückreise), der Zurückgebliebene aber nicht. Den Unterschied am Ende erklärt also nicht die SRT, sondern die ART.

SlowPhil · Answer

Hallo b5656,
die Spezielle Relativitätstheorie (SRT) ist in jedem Fall gut bestätigt und zumindest "richtiger" als die NEWTONsche Mechanik (NM). Wenn die Doku die SRT so darstellt, dass diese in sich widersprüchlich scheint, liegt es an einer ungeschickten Ausdrucksweise in der Doku.

Darauf habe ich hier diese Frage gestellt und bekam hochkomplizierte Antworten.

Ich hoffe, meine Antwort hier ist nicht hochkompliziert, sondern nur sehr ausführlich.

... dass ich laut der Theorie in die Zukunft lande ...

Das ist eine etwas saloppe Ausdrucksweise dafür, dass die Uhr U, die Du als ruhend ansiehst und von der aus ich Dich beobachte, am Ende eine spätere Zeit anzeigt als Deine Uhr U'.

... wenn ich mit Lichtgeschwindigkeit reise.

Du kannst dem Lichttempo c theoretisch beliebig nahe kommen, es aber nicht erreichen. Allerdings musst Du auch gar nicht mit c reisen, damit die von der SRT beschriebenen Effekte auftreten. Grundsätzlich tun sie das bei jedem Tempo v = β∙c, nur sind sie für v << c bzw. β << 1 verschwindend klein, da der berühmte LORENTZ-Faktor
(1) γ := 1/√{1 − β²},
der sie beschreibt, dann kaum von 1 unterscheidbar ist.
Mein Lieblings- Zahlenbeispiel ist übrigens β = 0,6, weil sich das besonders leicht rechnen lässt. U.a. ist dann γ = 1,25.
Was Du siehst bzw. was ich sehe

Aber gleichzeitig ein relativ zu mir befindendes Objekt langsamer wahrnehme.

Du meinst ein relativ zu Dir bewegtes Objekt, oder auch einen relativ zu Dir bewegten Beobachter, in dem Fall U und mich.
Nun, wenn wir aufeinander zukommen, nehmen wir einander schneller wahr. Das geht einher mit dem optischen DOPPLER-Effekt (DE), der uns auch erlaubt, unser Tempo zu messen:
Angenommen, Du betrachtest Dich als stationär und willst das Tempo messen, mit dem ich auf Dich zukomme.
Du schickst ein Signal mit der Frequenz f'₀ zu mir und wartest auf das Echo und vergleichst dessen Frequenz f'₂ mit f'₀.
Um eine Formel zu finden, mit der Du v bzw. β ausrechnen kannst, stellst Du folgende Überlegungen an:
Das Signal nähert sich mir mit dem Differenztempo c + v = c(1 + β) und muss daher – nach Deiner Berechnung – mit
(2.1) f'₁ = f'₀(1 + β)
bei mir ankommen. Das Echo entfernt sich von mir mit dem Differenztempo c − v = c(1 − β), was die Wellenlänge auf λ = c(1 − β)⁄f' staucht. Daher kommt es mit der Frequenz
(2.2) f'₂ = f'₁/(1 − β) = f'₀(1 + β)/(1 − β) =: f'₀K²
bei Dir an. Das musst Du nach β auflösen: Zunächst multiplizierst Du
(3.1) (1 + β)/(1 − β) = K²
mit 1 − β und erhältst
(3.2) 1 + β = K²(1 − β) = K² − K²β.
Dann addierst Du auf beiden Seiten K²β und subtrahierst 1, um Ausdrücke mit und ohne β voneinander zu trennen. Das Resultat ist
(3.3) K²β + β = β(K² + 1) = K² − 1.
Zum Schluss teilst Du beide Seiten durch K² + 1 und erhältst
(3.4) β = (K² − 1)/(K² + 1).
Wenn z.B. K² = 4 ist, muss β = ⅗ = 0,6 sein, und dann ist f'₁ = 1,6∙f'₀ und f'₂ = 2,5∙f'₁ = 4∙f'₀.
Wenn Du mich als stationär und Dich selbst als bewegt betrachtest, kommst Du durch ähnliche Überlegungen auch auf f'₂ = 4∙f'₀. Allerdings würdest Du für die Frequenz, mit der das Signal mich erreicht, auf f*₁ = f'₀(1 + β) = 1,6∙f'₀ und auf f'₂ = f*₁/(1 − β) = 2,5∙f*₁ kommen.
Du könntest mir natürlich per Funk mitteilen, wie hoch f'₀ ist und welche Frequenz ich messe. Die Idee ist: Antworte ich mit f'₁ = 1,6∙f'₀, wüsstest Du, dassDu stationär bist, antworte ich f*₁ = 2,5∙f'₀, wüsstest Du, dass ich stationär bin.
Der Witz an der SRT ist aber gerade, dass sie auf GALILEIs (!) Relativitätsprinzip (RP) beruht: Beide Interpretationen sind gleichermaßen gültig.
Das heißt aber auch, dass im Gegensatz zum akustischen DE, wo die Bewegung von Sender und Empfänger relativ zum schallleitenden Medium eine Rolle spielt, der optische DE symmetrisch sein muss. Daher werde ich weder f'₁ noch f*₁, sondern f₁ = K∙f'₀ = 2∙f'₀ messen.
Wenn wir mit 0,6c aufeinander zukommen, sehen wir die Uhr des jeweils anderen doppelt so schnell ticken; entfernen wir uns voneinander, werden wir sie halb so schnell ticken sehen.
"Zeitdilatation"
f₁ ist

um den Faktor γ = 1,25 größer als f'₁, aber zugleich
 um den Faktor γ⁻¹ = 0,8 kleiner als f*₁.

Erst hier kommt die "Zeitdilatation" (das Wort ist irreführend) ins Spiel:

Wenn wir Dich und damit U' als stationär interpretieren, müssen wir auch den Zeittakt von U als um den Faktor 1,25 länger als den von U' interpretieren.
 Wenn wir mich und damit U als stationär interpretieren, müssen wir auch den Zeittakt von U als um den Faktor 0,8 kürzer als den von U' interpretieren, respektive den von U' als um den Faktor 1,25 länger als den von U.

Reise mit Wiederkehr

Nehmen wir an ich bin in einem Auto das fast Lichtgeschwindigkeit fährt. Ich pendle nur 1 m hin und her im Zick Zack.

Das ist extrem unrealistisch – unrealistischer als eine Reise mit einem Raumschiff mit 0,6c zu einem 6 Lichtjahre entfernten Planeten und zurück. Wir wollen diese Richtung als x-Richtung eines von der Erde bzw. dem Sonnensystem aus definierten Koordinatensystems betrachten, sodass Du auf dem Hinweg mit weitgehend konstanter 1D-Geschwindigkeit v und auf dem Rückweg mit −v (gleiches Tempo, entgegengesetzte Richtung) unterwegs bist.
Nach einer Uhr auf der Erde wärest Du natürlich 10 Jahre hin und 10 Jahre zurück unterwegs, ohne Aufenthalt also 20 Jahre.
Während Deiner Hinreise würden wir die Uhren des jeweils anderen – sollte sich der Kontakt über so große Entfernungen überhaupt aufrecht erhalten – halb so schnell ticken sehen.
Das ändert sich für Dich, wenn Du ankommst. Wir sehen Dich allerdings erst nach insgesamt 16 Jahren ankommen, d.h. Deine Uhr zeigt 8 Jahre an. Das stimmt mit dem LORENTZ-Faktor überein. Du erhältst bei Deiner Ankunft das Signal, das wir 4 Jahre nach Deiner Ankunft abgeschickt haben.
Sobald Du vom Reiseziel wieder aufbrichst, siehst Du unsere Uhr doppelt so schnell ticken. In den 8 Jahren, die Du nach Deiner Borduhr für die Rückreise brauchst, siehst Du auf unserer Uhr also 16 Jahre vergehen, was insgesamt 20 Jahre Reisezeit nach unserer Uhr ergibt. Wir sehen Dich erst weitere 6 Jahre später aufbrechen und dann Deine Uhr doppelt so schnell gehen.
Das Zwillingspardoxon
Ein Einwand gegen die SRT ist, dass der Reisende sich selbst als ruhend und Erde und Reiseziel als bewegt ansehen könne; demnach müsse man ebensogut sagen können, die irdische Uhr gehe langsamer.
Dies stimmt tatsächlich auch – solange sich der Reisende geradlinig- gleichförmig bewegt. Das hängt damit zusammen, dass die "Datierung" eines entfernten Ereignisses davon abhängt, welche Geschwindigkeit man sich selbst zuschreibt:
Kurz vor Ankunft bekommst Du ein Signal mit dem Zeitstempel Aufbruch + 4 Jahre.

Siehst Du bei der Hinreise Erde und Reiseziel als ruhend an, passt dies dazu, dass nach Erduhr schon 10 Jahre vergangen sind und das Signal 6 Jahre gebraucht hat.
 Siehst Du hingegen Dich selbst als ruhend an, passt dies dazu, dass die Erduhr um den Faktor 0,8 weniger Zeit anzeigt, als nach Deiner Uhr vergangen ist, denn die Erde muss dieses Signal nach 5jähriger Reise aus 3 Lichtjahren Entfernung abgeschickt haben.

Bei einer Reise mit Wiederkehr kann man aber bei der Rückkehr beide Uhren direkt vergleichen und hat keinen Interpretationsspielraum mehr. Das macht die ganze Sache scheinbar widersprüchlich.
Tatsächlich allerdings ist das falsch: Die Erde und das Reiseziel haben nicht drastisch ihren Bewegungszustant verändert, Du aber schon. Du kannst sagen, dass sich

Erde und Reiseziel mit konstanter 1D-Geschwindigkeit −v = −0,6c bewegen, und vor dem Aufbruch auch Du. Dann bremst Du ab und lässt das Reiseziel auf Dich zukommen. Wenn es fast da ist, musst Du aber wieder auf −v beschleunigen, um in derselben Eigenzeit die Erde einzuholen, musst Du auf −2v/(1 + v²⁄c²) = −15⁄17c beschleunigen, und damit hat Deine Uhr auf dem Rückweg um den Faktor γ = 17⁄8 längeren Zeittakt als auf dem Hinweg, oder
 Erde und Reiseziel bewegen sich mit konstanter 1D-Geschwindigkeit v=0,6c; um das Reiseziel in der gleichen Eigenzeit einzuholen, wie später die Erde brauchen wird, musst Du auf 15⁄17c beschleunigen. Hast Du das Ziel fast eingeholt, reduzierst Du die Geschwindigkeit auf v, und schließlich bremst Du auf 0 ab und wartest auf die Erde.

Reggid · Answer

Was sehe ich nun draußen.dinge auf die du dich zu bewegst siehst du schneller (und blauverschoben).dinge von denen du dich weg bewegst siehst du langsamer (und rotverschoben).

Blume8576 · Answer

Du bewegst dich nicht in die Zukunft. Die Ereignisse sind überall gleich schnell, egal wie schnell du dich bewegst.

Eine Kerze in deinem deinem Auto wird abgebrannt sein in dem Moment in dem eine identische Kerze, auserhalb deines Autos, abgebrannt ist, egal wie schnell dein Auto ist.

Es geht in der Relativitätstheorie nur um das was man sieht. Nur Licht kann man sehen und aufgrund der Geschwindigkeit des Lichtes kommt es zu unterschiedlichen Momenten bei unterschiedlich Bewegten oder ruhenden Beobachtern an .

Was ist nun die Zeitdilatation?

Zeit ist in der Physik definiert als Sachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen.

Das Wort Dilatation bedeutet soviel wie " erweitern "

Das Wort Zeitdilatation bedeutet nun : Den Sachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen erweitern.

DAS hat Einstein gemacht und zwar um den Ort (Raum) der Beschreibung der Abfolge von Ereignissen (Zeit) der Geschwindigkeit des Beobachters.

Die Beschreibung der Abfolge von Ereignissen (Zeit) hängt somit untrennbar mit dem Ort (Raum) der Beobachter zusammen. Das nennt er nun Raumzeit.

Deswegen sagt er in der RT auch das es beliebig ist wer sich als ruhend definiert.

Wenn du also mit dem Auto fährst kannst du dich als bewegt betrachten und die Erde als ruhend, oder du betrachtest dich als ruhend und die Erde als bewegt.

Die Beschreibung der Abfolge von Ereignissen bleibt in beiden Fällen gleich.

Würdest du dich mit eInem Raumschiff von der Erde weg bewegen, würde das Licht von der Erde immer später bei dir ankommen. Du beschreibst die Abfolge der Ereignisse auf der Erde als langsamer.

Auf der Erde kommt das licht von dir immer später an , somit beschreiben sie die Abfolge der Ereignisse am Raumschiff als langsamer.

Das ist Zeitdilatation beschreiben beide gleich.

Wûrden nun bei Bewegung "DIE ZEIT " faktisch langsamer ablaufen, dürfte man nicht beliebig wählen wer ruhend ist.

Somit wäre die Aussage von Einstein falsch

Du wûrdest im Raumschiff immer langsamer werden (bei Lichtgeschwindigkeit regungslos, also kein Herzschlag.....) und würdest die Ereignisse auf der Erde als schneller beschreiben.

Die auf der Erde würden dich als regungslos beschreiben.

Wenn nun Relativitätstheoretiker beides als wahr betrachten wiedersprechen sie sich selbst.

Und so kommen alle anderen Wiedersprűche zustande.

Gedankenbeispiel:

Schicke einen Eiswürfel mit Lichtgeschwindigkeit (einfachere Rechnung) in eine Umlaufbahn um die Sonne.

Jede Runde dauert eine Stunde, nach 4 Runden ( 4 Stunden ) ist er geschmolzen.

Wenn nun " DIE ZEIT " überall gleich schnell ist siehst du auf der Erde das er nach 4 Runden, also 4 Stunden geschmolzen ist .

Auf dem Eiswürfel sind auch 4 Stunden vergangen.

Erde 4 Std = Eiswürfel 4 Std

Würde nun beim Eiswürfel " DIE ZEIT " stehen würde auf der Erde 4 Std vergehen und am Eiswürfel 0 Std.

Erde 4 = Eiswürfel 0

Nach 4 Stunden auf der Erde hätte der Eiswürfel 4 Runden gemacht, wäre aber nicht mal angetaut !!!

Selbst nach 4 Millionen Stunden , also 4 Mio Runden wäre er noch nicht geschmolzen.

Jetzt nehmen wir ein Raumschiff und wollen nachschauen warum er nicht schmilzt.

Wir fliegen mit 50% Lichtgeschwindigkeit (einfach betrachet, die exakte geschwindigkeit kann SlowPhil ) Richtung Eiswürfel.

Nach 4 Stunden Erdzeit wären nur 2 stunden auf dem Raumschiff vergangen. Da nun der Eiswürfel aber nur 50% Lichtgeschwindigkeit gegenüber des Raumschiff hat sind dort gegenûber dem Raumschiff 1 Stunde vergangen. ( laut Relativitätstheorie formeln)

Nun haben wir 4 Std Erde = 2 std Raumschiff = 1 Stunde Eiswürfel

Also : 4 Std Erde = 1 Stunde Eiswürfel

Gerade waren es noch 4 Std Erde und 0 Std Eiswürfel .

Du siehst also das es faktisch keine Verlangsamung " DER ZEIT" geben kann, weil sonnst die Berechnungen Widersprüche erzeugen.

Doku Falsch oder Theorie Falsch?

4 Antworten