Kommunikation trotz Zeitdilatation?
Servus kurze Frage,
eine der folgen der Relativitätstheorie ist die Zeitdilatation. Was ich mich aber des öfteren mal frage ist, was wäre wenn ich mich in einem Shuttle mit sagen wir mal der Hälfte von c Bewegen würde und währenddessen mit jemandem auf der Erde kommunizieren würde? Würde das bedeuten, dass die Frequenzen niedriger sind, sprich die Stimme des Menschen auf der Erde in meinem System tiefer erscheint?
3 Antworten
Hallo Niclas101,
auf größere Distanz ist Echtzeit-Kommunikation wegen der Verzögerung ohnehin nicht möglich; würde ich z.B. von Europa (Jupitermond) aus mit Dir auf der Erde kommunizieren, müsstest Du mindestens etwa 1 h auf meine Antwort warten.
Bei schneller Bewegung kommt noch der DOPPLER-Effekt (DE) hinzu, das ankommende Signal kann aber „in aller Ruhe“ entzerrt werden.
Die SRT beruht letztlich auf GALILEIs Relativitätsprinzip (RP), der zufolge von zwei relativ zueinander bewegten Körpern jeder mit gleichem Recht als - zumindest momentan, sollte die Geschwindigkeit nicht konstant sein - ruhend interpretiert werden kann. Im Unterschied zum akustischen ist der elektromagnetische (optisch, Radio- etc.) DE also symmetrisch.
Der BONDI-FaktorVon zwei Beobachtern, die sich radial voneinander entfernen, kommt jedes Signal mit um den sog. BONDI-Faktor
(1.1) K = √{(c + v)/(c − v)}
längerer Periodendauer an; bei 0,6c ist K = 2 und bei 0,8c ist K = 3 (das kannst Du leicht ausrechnen), was mit einer entsprechenden Zeitlupe einhergeht. Ich gehe dazu über, Strecken in Zeiteinheiten anzugeben, sodass c=1 ist, sodass wir einfach
(1.2) K = √{(1 + v)⁄(1 − v)}
schreiben können. Um genau diesen Faktor erhöht sich allerdings stattdessen die Frequenz, wenn sich beide Beobachter einander nähern, d.h., die Periodendauer verkürzt sich um den Faktor 1⁄K, was mit entsprechendem Zeitraffer einhergeht.
Was hat die „Zeitdilatation“ damit zu tun?Dieses Wort ist ebenso irreführend wie das Wort „Längenkontraktion“. Die Umrechnung zwischen den Ruhesystemen zweier relativ zueinander bewegter Körper, z.B. Uhren, oder Beobachter, ist kein brutales Gezerre und Gequetsche, sondern eine ganz sanfte Uminterpretation.
Das Stichwort heißt Relativität der Gleichzeitigkeit zweier räumlich getrennter Ereignisse. Mit Deiner Uhr U als Bezugs-Uhr ist die Zerlegung der Raumzeit in Zeit und Raum eine ganz andere als mit meiner Uhr U' als Bezugs-Uhr.
Die „Längenkontraktion“ sollte besser „Schrägschnitt durch die Weltwurst“ genannt werden.
ja, aber das ist sogar in der klassischen physik -- ohne zeitdilatation -- auch schon so.
das ist der ganz normale dopplereffekt (die exakte form des dopplereffekts ändert sich durch relativistische effekte bei geschwindigkeiten nahe c, aber das prinzip ist dasselbe).
Stimmt genau, das st der sogenannte relativistische Dopplereffekt.
Außerdem wird alles von der Person Gesagte aus deiner Sicht in die Länge gezogen, da dir eben alles, was auf der Erde passiert, durch die Zeitdilatation verlangsamt erscheint (wenn du die Person sehen könntest, würde sie sich aus deiner Sicht also auch ungewohnt langsam bewegen).
Andersherum ist es übrigens genauso.
Wirklich? War mir bisher tatsächlich nicht bekannt. Ich wusste nur, dass man sie bei relativem Stillstand zueinander gleich schnell laufen sieht.
Ich bin mir aber nicht ganz sicher, ob ich die Winkelangaben richtig verstanden habe. Bedeutet 90°, dass die andere Uhr sich am Beobachter vorbei bewegt?
Danke jedenfalls für die Ergänzung beziehungsweise Berichtigung. Ich werde mich wohl nochmal genauer dazu belesen.
Bedeutet 90°, dass die andere Uhr sich am Beobachter vorbei bewegt?
Bereits hat. Wenn z.B. ich Dich unter dem Winkel 90° sehe, musst Du schon wieder weiter geflogen sein. Das ist die Interpretation dann, wenn ich mich selbst als ruhend betrachte und heißt Retardierungseffekt.
Betrachte ich Dich als ruhend, schreibe ich denselben optischen Effekt der Aberration zu: Das Licht, das dann von Dir kommt, wenn Du mich gerade passierst, kommt für mich stärker von vorn, wie Regen es tut, wenn man schnell hindurch läuft.
Nur, wenn der Winkel mit der Sichtachse (so definiert, dass 0° sich-voneinander-entfernen und 180° sich-frontal-nähern bedeutet) nicht zu groß wird. Bei irgendeinem Winkel zwischen 90° und 180° - je nach Geschwindigkeit - sähe man die andere Uhr genauso schnell laufen wie die eigene, darüber sogar im Zeitraffer.