Relativitätstheorie falsch verstanden?
Wenn ich mich in einem Raumschiff befinde, das fast lichtgeschwindigkeit erreichen kann. Dann habe ich den start knopf gedrückt und nach einer minute ausgeschlatet und schon sind 1000 jahre vergangen obwohl ich nur 1 minute gespürt habe aufgrund der Zeitdilatation. Aber auf der anderen Seite fliege ich an dem Mars vorbei und sehe, dass der Komet extrem lange braucht um anzutreffen. Jetzt passt die beobachtung beider personen nicht mehr zusammen mein Vater hat 1000 Jahre auf den Mars geschaut und alles mögliche erlebt auch den Kometenanschlag. Ich jedoch nur den Kometenanschlag. Und außerdem habe icj in der 1 minute den sprit von 1000 jahren verbraucht die das Raumschiff brauchte um 1000 jahre zu fliegen. Darüberhinaus kam es mir ja nur so vor als wenn 1 minute vergangen wäre. In wirklichkeit sind nur alle prozesse in mir und im Raumschiff langsammer geworden. Dann hat das Raumschiff aber auch nur den Sprit von 1 minute verbraucht. Jetzt passen die Beobachtungen nicht mehr zusammen. Kann mir das einer erklären? Was ist mit Sprit passiert und was mit dem Mars ???
Und wieso sind nun 1000 jahre auf der erde vergangen und meine schon lange meine uhruhrenkel verstorben. Da passt was nicht zusammen
4 Antworten
Hallo Jannat99447,
die Wörter "Zeitdilatation" und "Längenkontraktion" suggerieren ein wüstes Gezerre und Gequetsche, wo es eigentlich um eine ganz sanfte Uminterpretation geht; daher sind sie irreführend.
Wir betrachten ein Raumfahrzeug B als ruhend; ein baugleiches Raumfahrzeug B' zieht mit konstanter 1D-Geschwindigkeit v in x-Richtung eines von B aus definierten Koordinatensystems Σ an B vorbei.
Sprit braucht dafür übrigens keines, solange es nicht beschleunigt.
GALILEIs Relativitätsprinzip (RP) sagt aus, dass man auch ein von B' aus definiertes Koordinatensystem Σ' zum Bezugssystem wählen, d.h., die physikalische Größen darin ausdrücken kann, ohne dass sich an den grundlegenden Beziehungen zwischen ihnen (nichts anderes sind Naturgesetze) etwas änderte.
Da scheint "Zeitdilatation" paradox zu sein, denn welche Uhr geht denn nun langsamer? Nun, man kann sie nicht nebeneinander legen. Es sieht auch nicht jemand auf B jemanden auf B' in Zeitlupe und jemand auf B' jemanden im Zeitraffer. Vielmehr ist es so:
Solange sich B und B' einander nähern, sehen die Passagiere beider Raumfahrzeuge einander um den Faktor
(1) K = √{(1 + v⁄c)/(1 − v⁄c)}
schneller, bzw. alles sieht aus, als nehme es eine um 1⁄K kürzere Zeit in Anspruch.
Entfernen sie sich voneinander, dann ist es umgekehrt, alles wirkt um den Faktor 1⁄K langsamer und alles scheint eine um den Faktor K längere Zeit in Anspruch zu nehmen.
Dies geht mit dem optischen DOPPLER-Effekt einher, denn auch Frequenzen steigen um den Faktor K bzw. fallen um 1⁄K.
Ein schön einfach zu rechnendes Zahlenbeispiel ist v⁄c = 0,6; hier ist K = 2.
Der Witz an der Sache besteht darin, dass nach der alten Ätherhypothese (die im Widerspruch zum RP steht) in der Annäherungsphase zu erwarten wäre, dass der relativ zum Äther ruhende Beobachter den anderen im Zeitraffer um den Faktor 1/(1 − v⁄c) = 2,5 sehen soll, der Bewegte den Ruhenden aber nur um den Faktor 1 + v⁄c = 1,6.
Will heißen: Interpretiert man sich selbst als ruhend, wird man also zu dem Ergebnis kommen, dass der Zeitraffer, mit dem man den "Bewegten" sieht, um 20% zu schwach sei, da seine Uhr langsamer laufe. Interpretiert man den anderen als ruhend, so wird man den Zeitraffer, unter dem man ihn sieht, als um 25% zu stark an und kann dies auf die eigene verlangsamte Uhr zurückführen.
Die Uhren lagen aber eben nicht nebeneinander, sondern bewegten sich relativ zueinander. Dabei war eine der Uhren stärker beschleunigt als die andere. Ihre Weltlinie ist krummer und dadurch kürzer.
es ist ein Unterschied, ob man sich in einem Inertialsystem mit konstanter Geschwindigkeit bewegt (SRT) oder beschleunigt (ART). In letzterem Fall ist die Zeitdilatation zwischen beiden Systemen nicht mehr symmetrisch, das beschleunigte System läuft nachhaltig zeitdilatiert. Aber der Sprit für die Beschleunigung verbraucht sich über eine bestimmte Strecke, die für das Raumschiff lorentzkontrahiert, also viel kürzer ist als für den äußeren Beobachter, insofern ist es auch verständlich, dass der Verbrauch für das Raumschiff kürzer dauert.
Das mit dem Mars habe ich nicht verstanden.
Das mit dem mars wird in einer doku beschrieben du Fliegst in richung mars mit lichtgeschwindigkeit oder halt nur vorbei in großer entfernung und siehst den Kometen ganz langsam sanft aufprallen während auf der Erde sieht der beobachter die volle härte und schnelle.
ganz langsam sanft
langsam vielleicht, sanft nicht, denn auch kinetische Energie wird nach oben lorentztransformiert - der Komet ist aus Sicht des Raumschiffs träger (die Interpretation des mathematischen Ausdrucks als "relativistischer Massenzuwachs" ist umstritten, weil der Ausdruck richtungsabhängig und keine alleinige Eigenschaft des Objekts ist).
Die Stecke ist fûr das Raumschiff zb der Weg zwischen den Planeten A und B .
Zb 10 Lichtjahre
Warum soll der fûr das Raumschiff kűrzer sein als fûr die Beobachter von A und B ?
Physikalisch kann er nicht kűrzer werden, weil dazu die Planeten näher zusammen rücken műssen.
Die Gravitation dazwischen wûrde "verzerrt" werden.
Oder anders berechnet : (einfach mal Zahlen einsetzen nur um das Prinziep zu erklären, genaue Werte kannst du ja vorrechnen.
Auf Planet E rechnet jemand aus das er 1000 liter Treibstoff braucht um das Raumschiff mit 9,81 meter pro Sekunde^2 auf 99,999% Lichtgeschwindigkeit zu bringen.
Er rechnet aus das es zb 1000 Tage dauern wird bis diese Geschwindigkeit erreicht ist .
Er kann jetzt auch ausrechnen wie weit das Raumschiff dann von Planet E entfernt ist.
Zufällig ist das genau der Weg zwischen den Planeten E und F.
Das bedeutet : Wenn das Raumschiff die Endgeschwindigkeit erreicht hat hat es Planet F erreicht, 1000Tage sind um und der Treibstoff ist leer.
Folglich muss auf dem Raumschiff auch 1000 Tage vergangen sein.
Sind nur 100 Tage vergangen kann auch nur anteilig Treibstoff verbraucht worden sein. Dann ist aber die Endgeschwindigkeit nicht erreicht und noch Treibstoff im Tank, wenn er an Planet F ankommt.
Mach dir eine Skizze .
Oder schiebe beschleunigt ein Wasserglas zwischen 2 Punkten, pumpe gleichmäsig viel Wasser auf dem Weg ab und überlege was passiert wenn nun die Pumpe immer langsamer wird (Zeit wird ja langsamer) je schneller das Glas wird . Bei Lichtgeschwindigkeit wûrde die Pumpe dann stehen, weil die Zeit angeblich steht (unendlich langsam vergeht )
Dann ûberlegst du noch wie sich der Weg zwischen den Punkten kontrahiert, aber nur fûr das Glas. Ohne Auswirkungen auf alles ausenrum.
Mach mal einen praktischen Versuch statt Theorie
..... abgesehen davon das es Materie nicht erlaubt ist Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, ist die Idee dahinter durchaus komplex und in diesem Rahmen nicht korrekt abbildbar.
Wenn Sie sich eine Sekunde lang mit Lichtgeschwindigkeit bewegen würden, wäre aus Ihrer Perspektive tatsächlich nur eine Sekunde vergangen. Jedoch würde für einen außenstehenden Beobachter, der sich relativ zu Ihnen nicht bewegt, keine Zeit vergangen sein. Dies liegt daran, dass sich nach Einsteins spezieller Relativitätstheorie Zeit und Raum für Objekte, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, anders verhalten.
In der speziellen Relativitätstheorie wird dieses Phänomen durch die Zeitdilatation beschrieben. Für Objekte, die sich nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen, scheint die Zeit langsamer zu verlaufen, wenn sie von einem ruhenden Beobachter aus betrachtet werden. Bei der exakten Lichtgeschwindigkeit, einem theoretischen Grenzwert, würde die Zeit für das bewegende Objekt aus der Sicht des ruhenden Beobachters vollständig stillstehen.
Bei der Bewegung mit Lichtgeschwindigkeit würde aus der Sicht eines unbewegten Beobachters unendlich viel Zeit vergehen, während für den sich mit Lichtgeschwindigkeit Bewegenden nur eine Sekunde vergeht, also würden Sie den Kometen gar nicht sehen können, dieser ist einfach in einer anderen Zeitebene gefangen...
Die Gedanken zum Treibstoffverbrauche müssen Sie sich gar nicht erst machen, der würde gegen Unendlich ansteigen, ebenso die Masse Ihres Fahrzeugs...
Sogar bei Startrek nimmt man das zu Kenntnis und man hat den Impulsantrieb auf 0,25C beschränkt, die relativistischen Effekte wären sonst in der Story nicht mehr aufzulösen ohne wirklich komisch zu sein...
mfe
Um etwas korrekt abbilden zu können muss man sich korrekt ausdrücken.
☆Jedoch würde für einen außenstehenden Beobachter, der sich relativ zu Ihnen nicht bewegt, keine Zeit vergangen sein. ☆
Dieser Satz bedeutet , das fûr den Beobachter keine Zeit vergangen ist .
Die Uhr des Beobachters steht also, nach dieser Aussage.
Während die Uhr auf dem Raumschiff eine Sekunde mehr anzeigt.
Auserdem gibt es in der Relativitätstheorie nur relative Geschwindigkeit.
Es darf jeder selbst bestimmen wer als ruhend betrachtet wird.
In deinem Beispiel darf man laut Relativitätstheorie auch das Raumschiff als ruhend ansehen. Somit bewegt sich der Beobachter relativ zu ihm .
In der Relativitätstheorie geht es darum was ein Beobachter sieht.
Zeit ist in der Physik definiert als Sachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen.
Dilatation bedeutet soviel wie "erweitern "
Einstein hat den Sachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen (Zeit) um um den Ort (Raum) und die Bewegung (Geschwindigkeit ) erweitert.
Es geht nur darum wie unterschiedlich eine Beobachtung, von zwei Beobachtern, beschrieben wird .
Haben beide den gleichen Ort und die gleiche Bewegung dann sehen sie auch das gleiche. Zb Einen Blitz um 12:00 Uhr
Bewegt sich einer sieht er ein Ereigniss frűher oder später als der andere, weil das Licht frűher oder später eintrifft, je nachdem aus welcher Richtung es kommt.
EIner behauptet dann das der Blitz um 12: 00 Uhr war, der andere sagt er war um 12: 10 Uhr.
Die Beobachtung ist relativ.
Wenn Du mit 99,9999 % Lichtgeschwindigkeit eine Strecke von 99,9999% eines Lichtjahres fliegst, ist auch auf dem Raumschiff ein Jahr vergangen.
Genauso wie fûr den Beobachter der dir hinterherschaut und genauso wie fûr den der dich kommen sieht.
Alle 3 sind 1 Jahr älter.
Mann kann nicht beide uhren nebeneinander legen ??? Das konnte man scheinbar schon in einem Experiment hat man eine Atomuhr mit dem flugzeig fliegen lassen und dann die millardstel sekunde miteinader verglichen