Warum altert man langsamer bei schnellerer Geschwindigkeit?

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Eigentlich hat Ute alles schon gesagt. 

Ich probier es mal kurz & einfach:

1. Würde es keiner mitbekommen, wenn wir nicht solche genauen Atomuhren hätten! Diese winzigen Zeiten (bei Astronauten etwa 1 ms pro Jahr) haben mit dem Begriff "Altern" kaum was zu tun ( "Altern" ist bei Zwillingen erst ab etwa 5 Jahre ein Unterschied merkbar).

2. Oft wirkt die Gravitation entgegen: mit mehr Gravitation vergeht Zeit langsamer. Das, was bei den Astronauten durch hohe Geschwindigkeit langsamer vergeht, wird durch Verkürzung der Zeit durch weniger Gravitation im All fast neutralisiert.

3. Die relative Zeit wirkt auf das komplette System! Ein Mensch braucht mindestens ein Raumschiff. Alles im und um das Raumschiff herum hat seine eigene relative Zeit -> & dazu gehört auch das ALTERN! Wenn Dir der Bezug fehlt, stellst Du die Unterschiede erst bei der Rückkehr fest!

Nun könnten einige nachfragen: aber man könnte doch per "Funkverbindung" die Zeiten vergleichen... Ha -> da muss ich bei Raumschiff Enterprise auch innerlich lachen: schon die Entfernung zum Mars (für Raumschiff Enterprise in wenigen Sekunden erreicht) hat in Wirklichkeit eine Zeitverzögerung von 20 min, d.h. zwischen Anfrage & Antwort vergehen 40 min! Mit so einer Verzögerung versuche mal Unterschiede von tausendstel Sekunden zu vergleichen!

4. Um das "System" besser vorzustellen, betrachte die Energie: um das System gegenüber dem alten System (Startpunkt) merklich (Unterschiede mit einfachen Uhren) zu verändern, braucht es unvorstellbare Energiemengen (die wir heute noch nicht aufbringen können)! Diese "Geschwindigkeitsenergie" hat ja jeder im System mitbekommen, also warum sollten sich Deine Zellen (beim Altern) anders verhalten, als Atom-Zerfallsprozesse, Quarzuhren, Federpendeluhren (keine Masse-Pendel-Uhren) ...

Die Konstantheit des Lichtes bezieht sich auf alle elektromagnetischen Wellen im Vakuum! Du glaubst nicht, wieviel elektrische & magnetische Wellen in Deinem Körper sind. Glaub nicht, dass Du was besonderes bist. Wir sind alle aus Atomen & können uns den Naturgesetzen nicht entziehen.

Korrektur: Konstantheit der Lichtgeschwindigkeit  

bezog sich auf "Mein Körper gehorcht ja nicht dem Licht"

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Hallo raminxd,

Einsteins Spezielle Relativitätstheorie lehrt uns, dass wir uns von einer intuitiven - aber eben falschen - Annahme verabschieden müssen: Dass die Zeit immer und absolut gleich schnell vergeht.

Einstein beginnt mit einer Überlegung, die etwas mit einer Eigenschaft von "Inertialsystemen" zu tun hat. Ein Inertialsystem, das ist ein Beobachtungssystem, das sich gleichförmig bewegt - also geradeaus mit konstanter Geschwindigkeit. Es gibt keine Beschleunigungen.

Wenn sich ein Beobachter in einem geschlossenen Raum befindet - ohne Fenster - dann kann er nicht wissen, ob er in Ruhe ist oder ob er sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Auf ihn wirkt keine der Bewegung geschuldete Kraft, anhand derer er entscheiden könnte, ob sein Kasten, in dem er sitzt ruht oder in Bewegung ist. Der Beobachter im Kasten kann durch keine Messung herausfinden, ob er in Ruhe ist - oder nicht.

Wenn das stimmt und unser Beobachter in seinem Kasten die Lichtgeschwindigkeit misst, dann muss er auch immer denselben Wert für die Lichtgeschwindigkeit finden. Er kann also auch nicht durch Messung der Lichtgeschwindigkeit herausfinden, ob er sich bewegt oder nicht.

So. Und damit hast Du Einsteins fundamentale Erkenntnis in der SRT:

In allen gleichförmig bewegten Bezugssystemen ist die Lichtgeschwindigkeit dieselbe.

Das bedeutet allerdings, dass sich Licht fundamental anders verhält, als wir es im Alltag kennen.

Wenn Du auf einen Freund zugehst und er auf Dich, dann addieren sich Eure beiden Geschwindigkeiten zu Eurer Relativgeschwindigkeit. Kommt ein Lichtstrahl auf Dich zu, so kommt er immer mit c = 300 000 km/s auf Dich zu, egal, ob Du darauf zugehst oder nicht.

Diese Erkenntnis widerspricht also zunächst einmal unserer Alltagserfahrung. Sie ist mittlerweile aber hervorragend experimentell nachgewiesen.

Alle anderen bekannten Schlussfolgerungen der SRT ergeben sich aus dieser zentralen Erkenntnis.

Wichtig: Weil diese Überlegung eben für konstante Geschwindigkeiten galt, gelten auch die Aussagen der SRT immer für 2 relativ zueinander gleichförmig (also mit konstanter Geschwindigkeit) bewegte Beobachter.:

Wenn ein Beobachter auf die Uhr eines relativ zu ihm gleichförmig bewegten Beobachters blickt, so wird sein Ablesen der Uhr des bewegten Beobachters dadurch beeinflusst, dass das Licht zwischen ihm und der Uhr auch nur endlich schnell unterwegs ist.

Ein ruhender Beobachter sieht eine bewegte Uhr deshalb langsamer laufen. Auch die Messung von Längen in Bewegungsrichtung verändert sich. Der bewegte Beobachter bemerkt von diesen Effekten zunächst nichts.

Der Witz ist aber: Wenn wir den bewegten Beobachter abbremsen (Wechsel des Bezugssystems, kein Inertialsystem mehr(!)) und beide Beobachter dann ihre Uhren vergleichen, dann stellt man fest, dass die bewegte Uhr tatsächlich langsamer gegangen ist. Es ist also nicht nur ein optischer Effekt, den Einstein beschreibt.

Einstein hat mit der SRT eine ganz wesentliche Eigenschaft der Raumzeit herausgefunden: Wie Raum und Zeit für uns sind, das hängt für uns davon ab, wie wir uns durch die Raumzeit bewegen.

Für einen massebehafteten Körper gibt es eine von der Natur vorgegebene unerreichbare Maximalgeschwindigkeit, mit der wir durch die Raumzeit können. Sind wir im Raum in Ruhe, so können wir mit Maximalgeschwindigkeit durch die Zeit reisen. Beginnen wir uns durch den Raum zu bewegen, so müssen wir etwas von der Reisegeschwindigkeit durch die Zeit abzwacken.

Zum Weiterlesen:

http://www.einstein-online.info/vertiefung/LichtuhrZeitdilatation

Der Effekt der "Zeitdilatation" ist bestens nachgewiesen, zum Beispiel im Experiment von Hafele und Keating, obwohl er für typische Geschwindigkeiten klein ist. Bei diesem Experiment hat man in Langstreckenflügen mit genau gehenden Atomuhren die Effekte gegenüber einer ruhenden Uhr am Boden eindeutig gemessen. Auch die Myonen-Höhenstrahlung wird erst im Bild der Zeitdilatation verständlich.

Grüße

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Diplom in Physik, Schwerpunkt Geo-/Astrophysik, FAU

Hallo,

Sie schreiben ,, In allen gleichförmig bewegten Bezugssystemen ist die Lichtgeschwindigkeit dieselbe.

Das bedeutet allerdings, dass sich Licht fundamental anders verhält, als wir es im Alltag kennen.´´

Das ist doch nicht ganz richtig die Lichtgeschwindigkeit ist eine Naturkonstante, sie ist immer gleich, und nicht nur in allen gleichförmig bewegten Bezugssystemem. Außerdem versteh ich nicht so ganz was Sie mit gleichförmig bewegten Bezugssystemen so richtig meinen? Also ich kenne Beschleunigungen und eben auch Bewegungen wo die Geschwindigkeit die selbe bleibt.

Und außerdem finde ich es nicht richtig, das Sie schreiben

,,Das bedeutet allerdings, dass sich Licht fundamental anders verhält, als wir es im Alltag kennen.´´

Ich bin der Meinung so weit ich von Recherche weis , doch nicht das Licht verhält sich anders, sondern die Zeit verhält sich anders, als wir die Zeit in Alltag, bei den relativ gesehen geringen Geschwindigkeiten zur Lichtgeschwindigkeit. Denn wenn sich das Licht anders verhalten würde, da könnten ja eher die Behauptungen mit den Äther stimmen, das bei den Michelson Versuch die Geschwindigkeit des Lichtes immer gleich war und das so zu folge die Zeit gar nicht relativ ist.

Jedenfalls so weis ich das von Recherche und so versteh ich das , wenn ich mit Relativitätstheorie beschäftige.

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@tilp11
Das ist doch nicht ganz richtig die Lichtgeschwindigkeit ist eine Naturkonstante, sie ist immer gleich, und nicht nur in allen gleichförmig bewegten Bezugssystemem.

In der Frage geht es aber um Einsteins Spezielle Relativitätstheorue. Und die gilt nur in gleichförmig bewegten Bezugssystemen. Man muss eine Erklärung auch nicht komplizierter machen als nötig. ;-)

Außerdem versteh ich nicht so ganz was Sie mit gleichförmig bewegten Bezugssystemen so richtig meinen? Also ich kenne Beschleunigungen und eben auch Bewegungen wo die Geschwindigkeit die selbe bleibt.

Eine beschleunigte Bewegung ist nicht gleichförmig. "Gleichförmig bewegt" bedeutet mit konstanter Geschwindigkeit geradeaus. Der Fachausdruck wäre auch "Intertialsystem". (https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/bezugssysteme)

Ich bin der Meinung so weit ich von Recherche weis , doch nicht das Licht verhält sich anders, sondern die Zeit verhält sich anders, als wir die Zeit in Alltag, bei den relativ gesehen geringen Geschwindigkeiten zur Lichtgeschwindigkeit.

Man sollte nicht versuchen, die Aussagen der Speziellen Relativitätstheorie getrennt voneinander zu sehen. Konstanz der Lichtgeschwindigkeit und die Lorentzfaktoren für Zeit und Längen gehören untrennbar zusammen.

Mit dem Satz, dass sich Licht hier anders verhält als wir es aus dem Alltag kennen, war lediglich gemeint, dass wir die in der SRT beschriebenen Effekte nur deshalb als ungewohnt empfinden, weil sie im Alltag vernachlässigbar klein sind.

Denn wenn sich das Licht anders verhalten würde, da könnten ja eher die Behauptungen mit den Äther stimmen, das bei den Michelson Versuch die Geschwindigkeit des Lichtes immer gleich war und das so zu folge die Zeit gar nicht relativ ist.

Vorsicht, da kommt jetzt einiges durcheinander.

Erstens habe ich ja nicht geschrieben, Licht würde sich "irgendwie anders" verhalten. Zweitens folgt die Nichtexistenz des Äthers ohnehin nicht __allein__ aus dem Michalson-Morley-Experiment. Die Argumentation beginnt vielmehr mit den Beobachtungen von James Bradley; der versuchte, die Position von Sternen exakt zu vermessen. Dabei stellte er fest, dass seine Positionen um einen winzigen Winkel (wir nennen ihn "Aberration") verschoben waren, wenn er einen Stern in einer Richtung beobachtete, die gerade quer zur Bewegung der Erde im Raum war.

Die Erde bewegt sich mit rund einem zehntausendstel der Lichtgeschwindigkeit um die Sonne. Das ist wenig, wenn man genau genug misst - wie Bradley - kann man aber eben messen, dass Licht quer zur Bewegungsrichtung aus einem anderen Winkel kommt. Eigentlich ging es Bradley um die Entfernung zu den jeweiligen Sternen. Es zeigte sich jedoch, dass er mit seinen Winkelabweichungen die zu seiner Zeit schon einigermaßen genau bekannte Lichtgeschwindigkeit bestätigen konnte.

Wenn die Erde sich durch den (hypothetischen) Äther bewegt, müsste das Einfluss auf die Lichtgeschwindigkeit haben, die wir in verschiedene Richtungen messen. Wenn es also einen - wie auch immer gearteten - Äther gäbe, dann müsste(!) man Abweichungen in der Lichtgeschwindigkeit messen, je nachdem in welche Richtung wir sie messen.

Das ist ein ganz wesentlicher Punkt in der Argumentation...

Denn Bradleys Winkelmessungen erzwingen, dass ein eventuell existierender Äther stillsteht und sich die Erde hindurchbewegt: Wäre es anders und der Äther würde sich immer mit der Erde bewegen, dann hätten seine Messungen nicht diesen winzigen Abweichungswinkel ergeben können.

Erst an dieser Stelle kommt jetzt das Experiment von Michelsen-Morley ins Spiel. Dieses Experiment vergleicht nämlich quasi die Lichtgeschwindigkeit in zwei zueinander senkrecht stehenden Raumrichtungen - und dies sogar sehr genau über Interferenzmuster. Das Experiment - samt seiner modernen Nachfolger zeigt aber eindeutig, dass die Lichtgeschwindigkeit in verschiedene Raumrichtungen gleich ist und somit NICHT von der Erdgeschwindigkeit abhängt.

Somit kann der Äther weder relativ zur Erde ruhen (Bradley) noch kann sich die Erde relativ zum Äther bewegen (Michelson-Morley). Und aus der Kombination dieser beiden Messergebnisse bleibt nur die Schlussfolgerung, dass kein Äther existiert.

Zu Bradley kannst Du hier nachlesen:

https://physik.cosmos-indirekt.de/Physik-Schule/Aberration_(Astronomie)

Grüße

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@uteausmuenchen

Hallo, wenn es in der Frage wirklich nur um die spezielle Relativitätstheorie ging. Dann haben Sie recht.

Aber wie so geht es bei der Frage... Warum altert man langsamer? um die spezielle Relativitätstheorie. Wie Sie selbst schreiben bei der speziellen Relativitätstheorie beschreibt konstante Geschwindigkeiten gerade aus. Blos bei einer konstanten Geschwindigkeit gerade aus ist der wirkliche Zeit unterschied gleich 0. Erklärung ein Zug fährt auf einen Bahnhof vor rüber , mit konstanter, Geschwindigkeit und geradeaus. Kann man es ja auch umdrehen der Bahnhof, fährt mit konstanter Geschwindigkeit und geradeaus am Zug vorbei. So wenn sich beide Beobachter dann treffen würden, da gar kein Zeit unterschied ist. Nur bei beschleunigten und gekrümmten Bewegungen , kann man das nicht umdrehen und sich dann die Beobachter treffen würden, die Uhren unterschiedliche Zeit anzeigen würden. Und das ist doch die allgemeine Relativitätstheorie.

Und wie meinen Sie das, ,, das Licht fundamental anders verhält...´´ Was meinen Sie mit fundamental. Also das Licht verhält sich doch nicht anders, doch nur die Zeit.

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@tilp11
Blos bei einer konstanten Geschwindigkeit gerade aus ist der wirkliche Zeit unterschied gleich 0.

Nein. Das Problem ist der Uhrenvergleich bei relativ zueinander bewegten Intertialsystemen. Für einen sauberen Uhrenvergleich muss der bewegte Beobachter das Inertialsystem wechseln.

Vielleicht mal hier

http://www.einstein-online.info/einsteiger/spezRT/index.html@set_language=de.html

oder hier

http://www.einstein-online.info/vertiefung/LichtuhrZeitdilatation@set_language=de.html

nachlesen...

Was meinen Sie mit fundamental. Also das Licht verhält sich doch nicht anders, doch nur die Zeit.

Das Licht verhält sich anders als die Dinge, die wir im Alltag kennen: Im Alltag haben wir eine einfache Addition der Geschwindigkeit, bei Licht eben NICHT.

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@uteausmuenchen

Hallo, ,,´ Für einen sauberen Uhrenvergleich muss der bewegte Beobachter das Inertialsystem wechseln´´. Das stimmt schon, aber da bleibt die Geschwindigkeit doch nicht mehr konstant, wenn zum Beispiel der in Zug sitzt den auf den Bahnhof trifft, muss ja die Geschwindigkeit von den in Zug verlangsamt wurden sein, um den auf den Bahnhof zu treffen und so ist das doch der Bereich der allgemeinen Relativitätstheorie. Oder nicht?

Und ´´ Das Licht verhält sich anders als die Dinge, die wir im Alltag kennen: Im Alltag haben wir eine einfache Addition der Geschwindigkeit, bei Licht eben NICHT. ´´ Nach den Gleichungen der Relativitätstheorie transformieren sich die Geschwindigkeiten, auch bei geringen Geschwindigkeiten und nicht adieren. Natürlich stellt man das in Alltag nicht fest. Aber das liegt ja an der Zeit und nicht am Licht. So finde ich die Aussage, das Licht verhält sich anders irreführend.

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@tilp11

Muss sagen, ich hatte geschrieben die Zeit verhält sich anders, muss sagen nach den ich das von SlowPhil gelesen hatte, ich Zitiere ´´Die Formulierung „die Zeit passt sich an“ ist irreführend. Es ist überhaupt nicht möglich, Zeit separat, unabhängig vom Raum, zu beschreiben.´´ Also meine Formelierung ist doch den nach auch nicht richtig die Zeit ändert sich. Oder ist zwischen Zeit anpassen und Zeit Änderung ein unterschied?

Für mich hat SlowPhil auf diesen Gebiet die meiste Ahnung. Am besten Sie gehen mal auf das Profil von SlowPhil.

Da habe ich zum Beispiel gelesen, das die Leute schreiben an SlowPhil, ich habe die Relativitätstheorie verstanden. Kurz gesagt er hat den Menschen geschrieben , hatte ich am Anfang auch gedacht, aber mir fehlte 100% der Kern.

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DU siehst immer Deine Zeit.

Wenn aber jemand von außen in Dein System reinguckt (Du fliegst ganz schnell an einem vorbei, Dein Raumschiff ist "Dein System"), dann seht DER in Deinem System eine langsamere Zeit.

Sonst müsste das Licht das in Deinem System von hinten im Raumschiff nach vorn im Raumschiff fliegt schneller sein als in seinem System. 

Dass es Zeitdilatation gibt, kann man dadurch nachweisen, dass man Partikel, die eine kurze Halbwertszeit haben, sehr schnell beschleunigt. Die schnellen partikel haben eine nachweisbar höhere Halbwertszeit.

Zeit ist nicht vom Menschen festgelegt. Denn es gab Zeit schon vor Menschen.
Du alterst nicht langsamer, die physiologischen und biologischen Prozesse in deinem Körper laufen praktisch unverändert ab.
Es ist die Zeit selbst, die langsamer vergeht (relativ zu einem ruhenden Beobachter). Für deine Wahrnehmng vergeht die Zeit also genauso schnell wie zuvor.

  Der HAL der Nachbarabteilung; Gert Kistner

  " Dr. T; ich verbiete Ihnen, mich anzusprechen - weil Sie ein Idiot sind. "

  Seine Frau Anneliese saß an der Kantinenkasse; aus Rache wurde sie mein " Kumpel " Und eines Tages

  " Ganz leise Alfons. Ich bin eine Pflicht bewusste Ehefrau; nur unanständige Sachen mache ich nicht mit. Von Hinten lass ich den Gert nie ran ... "

  Dies also der Umgangston in einem Welt-Elektronikunternehmen. Dann wieder Herr Kistner

  " Herr Dr; ich erwarte von Ihnen eine PHYSIKALISCHE URSACHE, warum Uhren im bewegten System langsamer gehen. "

  Na dann wollen wir mal; euer ganzes Blabla hätte den gewiss nicht befriedigt.

  Gehen wir aus von einem Dilatationsfaktor von 1 : 10 . Dann wiegst du aber auch 700 kg statt bisher 70 . Diese ganze Masse muss das Raumschiff ja von Irgendwoher beziehen; für mehr Treibstoff benötigst du immer noch mehr treibstoff als Antrieb ...

  Aber gersetzt den Fall, es gäbe so etwas. Jetzt gilt aber E = m c ² ; jedes Molekül Zucker setzt im Stoffwechsel auch die zehnfache Energie frei. Bloß in welcher Zeit?

  In der relativistischen Dynamik ist die Wattzahl z.B. deines Herzschlags eine Invariante; ein Skalar. Ergo a tergo die zehnfache Energie bei gleicher Leistung ===> Du benötigst die zehnfache Zeit für den gleichen Stoffwechsel.

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