Warum vergeht die Zeit schneller, wenn man sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt?

Das tut sie nicht, und wenn dann angeblich langsamer.

Die Zeitdilatation ist ein optischer Effekt auf Grund der Laufzeit des Lichtes.

Eine Grundaussage der Relativitätstheorie ist, das sich jeder frei aussuchen darf ob er sich als ruhend oder bewegt definiert.

Das bedeutet das jeder die Zeitdilatation beim anderen sehen kann.

Du nimmst seine Uhr langsamer wahr und der andere nimmt deine Uhr langsamer wahr.

Das liegt daran das das Licht , der Uhren, für beide Beobachter den gleichen Weg zurück legen muss, bevor es beim anderen ankommt, um wahrgenommen zu werden.

Faktisch laufen beide gleich schnell

Du musst unterscheiden was gerade IM MOMENT FAKTISCH pysikalisch passiert und was ein BEOBACHTER SIEHT, von seiner Position, in seiner Bewegung.

Du musst auch unterscheiden zwischen der Aussage "Die Uhrzeit wird langsamer wahrgenommen " und der Behauptung DIE ZEIT läuft langsamer. DIE ZEIT kann nicht langsamer laufen.

.Stelle dir vor es gibt im gesamten Universum nur 2 Uhren.

Beide laufen synchron und gleich schnell.

Nehmen wir an sie sind 1 Lichtsekunde voneinander entfernt.

Beide Uhren zeigen faktisch 0 Sekunden an .

Dann zeigen beide Uhren, faktisch, gleichzeitig 1 Sekunde an .

A sieht nun auf seiner Uhr 1 Sekunde

Das "1 Sekunde" Licht der uhr von B, ist aber noch nicht bei A angekommen.

A sieht immer noch das Licht mit 0 Sekunden von B .

Jetzt zeigen beide Uhren , faktisch, gleichzeitig 2 Sekunden an .

A sieht nun auf seiner Uhr 2 Sekunden.

In dem Moment kommt erst das "1Sekunde" Licht von B an, dass ja 1 Sekunde unterwegs war .

A sieht nun das Licht der B Uhr mit 1 Sekunde

Optisch also eine Abweichung von 1 Sekunde, faktisch steht auf beiden Uhren 2 Sekunden.

Umgekehrt sieht B das gleiche wie A

B sieht auf seiner Uhr 2 Sekunden und das Licht der A Uhr mit 1 Sekunde.

Bewegt sich B nun von A fort verlängert sich der Weg den das licht zwischen A und B zurücklegen muss.

Sind beide nun 4 Lichtsekunden voneinander entfernt dann braucht das Licht eben 4 Sekunden Von A nach B und umgekehrt.

Bruder sehen also immer (fast) die gleiche Verzögerung.

Wenn jetzt zb beide Uhren faktisch gleichzeitig 10 Sekunden anzeigen, dann kommt das "10 Sekunden " vom A erst bei B an wenn die Uhr von B 14 sekunden anzeigt.

B sieht nun eine Abweichung von 4 Sekunden statt 1 Sekunde.

Er denkt das die Uhr von A nur langsamer läuft.

Umgekehrt sieht A das "10 Sekunden " Licht von B erst wenn die Uhr von A 14 Sekunden anzeigt

A denkt nun das die Uhr von B langsamer läuft.

Sie sehen deswegen nur fast die gleiche Verzögerung weil B sich von A wegbewegt und A ruht

Unterschied zwischen Inertialsystem und bewegten System.

Weil beschleunigen ein stetiges anwachsen der Geschwindigkeit ist bedeutet das auch das B sich von dem Licht von A wegbewegt.

Deswegen ist die Kurve des Lorenzfaktor auch nicht linear.

Bei Lichtgeschwindigkeit würde das Licht ,von A ,das Raumschiff von B nicht mehr einholen können, während das Licht von B immer noch zu A zurückkommen kann.

Beide Uhren laufen faktisch aber immernoch synchron und gleich schnell.

Deswegen werden die Beiden Zwillingsbrüder auch gleich alt sein, wenn B wieder zurück kommt.

Würde nun faktisch DIE ZEIT bei B stehen dann stimmt die Aussage, der Relativitätstheorie, nicht mehr, die ja besagt das man frei wählen kann ob man sicht als ruhend oder bewegt definiert.

Würde B Lichtgeschwindigkeit erreichen und DIE ZEIT stehen bleiben, dann würde auch die Uhr stehen bleiben .

Das würde bedeuten das immer die selbe Uhrzeit bei A angekommen würde.

Milliarden Jahre lang.

Wenn sich auf dem Raumschiff von B die Uhr nicht bewegen kann dann bewegt sich dort gar nichts mehr.

Kein Herzschlag, keine Atmung, kein Antrieb, keine Elektronen und somit kein Computerprogramm, keine Atomschwingung (Atomuhr steht)

Keine Atomschwingungen = Absoluter Temperatur Nullpunkt !!

Du siehst das die Zeitdilatation nur ein optischer Effekt ist, aufgrund der Laufzeit des Lichtes mit absoluter Lichtgeschwindigkeit.

Lg

Hallo argmnt,

vielleicht sollte ich als erstes auf den zweiten Halbsatz eingehen:

... wenn man sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt?

Geschwindigkeit ¹) ist immer Geschwindigkeit relativ zu ²) einem Bezugskörper.

An das Lichttempo ¹) c kommt ein Körper oder ein Teilchen mit Masse nur beliebig nahe heran, kann c selbst aber nicht erreichen.

Der im Folgenden beschriebene Effekt tritt aber auch nicht erst bei c auf, sondern grundsätzlich bei jedem Tempo, nur dass er sich unterhalb von 0,1c (was immerhin 30 000 km⁄s sind) kaum bemerkbar macht.

Warum vergeht die Zeit schneller ...

Die Formulierung ist etwas unpräzise. Wir brauchen zwei Ereignisse Ě₁ und Ě₂ und zwei Uhren, die zwischen genau diesen Ereignissen zwei unterschiedliche Zeitspannen messen, die wir miteinander vergleichen wollen.

Drei Raumfahrzeuge A, B und C mit ausgeschaltetem Antrieb schweben in einer Linie, die wir als x-Achse eines von B aus definierten Koordinatensystems Σ bezeichnen können. B selbst ist also bei x = 0. A und C sollen denselben Abstand d von B haben, d.h., A ist bei x = −d und C bei x = d. Natürlich sind alle Uhren in Σ synchronisiert.

Als Zahlenbeispiel verwende ich gern d = 2 lmin = 120 ls, das sind rund 36 Millionen km.

Du sitzt in einem vierten Raumfahrzeug B', das sich – ebenfalls mit ausgeschaltetem Antrieb – entlang der x-Achse bewegt, und zwar mit konstanter 1D-Geschwindigkeit v = 0,6c.

Die beiden Ereignisse Ě₁ und Ě₂ sind Dein Vorbeiflug an A und an B. Die Zeitspanne dazwischen muss nach der Uhr von B natürlich Δt = t₂ − t₁ = d⁄v = 200 s sein.

Die Spezielle Relativitätstheorie (SRT) sagt nun aus, dass Deine eigene Uhr zwischen denselben Ereignissen nur 160 s misst. Die Bewegung von A nach B geht für Dich also um 20% schneller, aber warum?

Das versuche ich im Folgenden zu erklären:

Wir haben A, B und C immer als stationär angesehen. Ebensogut könnten wir aber auch Dich als stationär und A, B und C als mit −v (gleiches Tempo, entgegengesetzte Richtung) bewegten Raum- Konvoy ansehen, also in einem von B' aus definierten Koordinatensystem Σ' rechnen.

Das Relativitätsprinzip (RP), das schon von GALILEI formuliert wurde, sagt dabei aus, dass sich durch diese Umdeutung an den grundlegenden Beziehungen zwischen physikalischen Größen (nichts anderes sind Naturgesetze) nichts ändert.

Nach GALILEI und NEWTON sind damit zunächst die Gesetze der Mechanik gemeint.

Zu den Naturgesetzen gehören allerdings auch die erstmals von MAXWELL formulierten Grundgleichungen der Elektrodynamik und damit auch die elektromagnetische Wellengleichung. Das besondere an ihr ist, dass sie anders als andere Wellengleichung ohne Bezug auf irgendein Medium direkt aus MAXWELLs Gleichungen folgt.

Deshalb sollte insbesondere auch die elektromagnetische Wellengleichung in Σ und Σ' dieselbe Form haben, oder, konkret gesprochen, was sich relativ zu ²) A, B und C mit c bewegt, das bewegt sich auch relativ zu ²) B', also relativ zu Dir mit c und umgekehrt.

Gehen wir jetzt einen Schritt zurück und rechnen in Σ, d.h., wir sehen B als ruhend an.

• Wenn B zu B' ein Signal schickt, sollte es mit 1 + v⁄c = 1,6 - facher Freqenz bei B' ankommen, da Signal und B' mit Differenztempo ²) c + v aufeinander zukommen. Das heißt auch, B' sollte die Uhr von B 1,6- mal schneller ticken sehen.
• Wenn B' zu B ein Signal schickt, komprimiert die Bewegung von B' die Wellenlänge des Signals auf das 1 − v⁄c = 0,4- fache, weshalb es bei B mit 1/(1 − v⁄c) = 2,5- facher Frequenz bei B eintreffen sollte. Das heißt auch, B sollte die Uhr von B' 2,5- mal schneller ticken sehen.

Schickt einer von beiden ein Signal mit der konkreten Absicht, ein Echo aufzufangen, wird dessen Frequenz um den Faktor

(1) (1 + v⁄c)/(1 − v⁄c) =: K² = 4

höher sein als die des ursprünglichen Signals.

Nun könnte man daran, wer die stärkere Freqenzerhöhung misst, feststellen, wer sich bewegt und wer nicht. Laut RP ist das aber gerade nicht möglich; der optische DOPPLER-Effekt muss symmetrisch sein, d.h., Jeder misst eine Frequenzerhöhung um den Faktor K = 2 und sieht die Uhr des Anderen doppelt so schnell ticken wie die eigene, solange beide sich einander nähern.

Aus der Perspektive von B' ist das um den Faktor 2÷1,6=1,25 "zu schnell", aus der Perspektive von B ist das um den Faktor 2÷2,5=0,8 "zu langsam".

Ich habe oben B' an 3 Raumfahrzeugen vorbei fliegen lassen. Das wirft die Frage auf, was das dritte, C, eigentlich soll.

Nun, die Raumfahrzeuge stehen alle in Funkkontakt. Besonders will ich dabei den Blick auf zwei Signale von A und C lenken, die B und B' im Augenblick t₂ ihrer Begegnung erreichen.

Rechnen wir in Σ, hatten die Signale beide die Strecke Δx = d zurückzulegen und sind daher beide offensichtlich zur Zeit t₂ − d⁄c abgeschickt worden, auch wenn Du als Beobachter auf B' aufgrund von Aberration C in der Entfernung K∙d (4 lmin) und A in der Entfernung d⁄K (1 lmin) siehst.

Rechnen wir allerdings in Σ', so ist diese Deutung nicht haltbar. Schließlich bist in Σ' Du der Ruhende, weshalb Du C bzw. A in der Entfernung siehst, in der C bzw. A bei Absendung seines Signals war (Retardierungseffekt). Daher hatte das Signal einen um K², also 4 mal längeren Weg zu Dir als das von A und muss entsprechend früher abgeschickt worden sein.

Abb. 1: Schematisches Raumzeit- Diagramm des Vorbeifluges von B' an A, B und C und umgekehrt. In Grün sind die Signale eingezeichnet, die B und B' bei ihrem Vorbeiflug gleichzeitig erreichen. Die gestrichelten Linien sind Linien konstanter Zeit, wobei die blauen für t=const. und die roten für t'=const. stehen.

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¹) Geschwindigkeit im engeren physikalischen Sinne ist eine Vektorgröße, eine Größe mit Richtung. Wenn wir uns gleich schnell bewegen, bewegen wir uns u.U. auch relativ zueinander; wenn wir uns relativ zu einem Bezugskörper mit derselben Geschwindigkeit bewegen, bewegen wir uns relativ zueinander gar nicht.

²) Mit "relativ zu X" ist immer gemeint, dass wir in diesem Zusammenhang X als stationär betrachten. Die Differenzgeschwindigkeit zweier Körper in Bezug auf einen dritten (den wir in diesem Zusammenhang als stationär ansehen) ist im Allgemeinen nicht dasselbe.

Man kann nicht pauschal sagen, dass die Zeit langsamer (nicht schneller) vergeht, wenn man sich schnell bewegt.

Wenn sich zwei Bezugsysteme aneinander vorbeibewegen, erscheint immer die eigene Zeit "normal" und die Zeit des andern gedehnt. Die Veränderung der (in der SRT jedoch flach bleibenden) relativen Raumzeit (Raum und Zeit gehören zusammen) ist aber eher mathematisch als bildlich zu verstehen (verschiedene Koordinatensysteme), d.h. das Resultat beim Berechnen des absoluten Wertes c (Lichtgeschwindigkeit) aus Weg durch Zeit bleibt in jedem Bezugssystem immer gleich.

Ich setz noch einen drauf. Von annähernd lichtschnellen Teilchen (kosmische Strahlung) aus gesehen, die auf die Erde zurasen, erscheinen wir verzerrt und annähernd lichtschnell. Merkst du was bezüglich Relativität?

Wenn jedoch ein Raumschiff von der Erde (die sich gleichförmig weiterbewegt) startet, beschleunigt (also Energie hineinsteckt), einen Bogen fliegt (Kreisbeschleunigung), verzögert (ist auch Beschleunigung) und wieder auf der Erde landet, wird sich beim Vergleich mit der Erde herausstellen, dass im Raumschiff weniger Zeit vergangen ist.

Tut sie nicht. Nur, wenn ich jemanden beobachte, der sich mit hinreichend hoher Geschwindigkeit an mir vorbeibewegt, messe ich (!!!), dass die Zeit im vorbeifliegenden System langsamer vergeht. Der, der im vorbeifliegenden Objekt mitfliegt, merkt von seiner Geschwindigkeit gar nichts und auch keine verkürzte Zeit.

Und um es auf die Spitze zu treiben. Dem, der an mir vorbeifliegt und mich beobachtet, geht es umgekehrt genauso.

Wenn ich das räumlich betrachte und nicht davon ausgehe, dass die Zeit die Ursache einer Längenkontraktion ist, sondern die Längenkontraktion von der Raumkrümmung her verursacht wird, dann ist es doch wohl selbstverständlich, dass eine kürzere Strecke weniger lang dauert.

Und genau jene Dauer bezeichnen wir als „Zeit-Dauer“, doch ist sie nur eine Ersatzvorstellung, entlang der man sich mit Lichtgeschwindigkeit hätte bewegen können. Daher hat jene Größe rein räumlichen Charakter, die dann verbal verallgemeinert einfach nur als „Zeit“ bezeichnet wird und die ganz und gar nichts mit der Zeit zu tun hat, welche die Veränderung verursacht. Denn die Zeit-Dauer ist die räumliche Wirkung einer Ursache.

Es ist nun völlig egal, wie man es betrachte: Es können nur räumliche Resultate festgestellt werden, und daher ist es viel logischer, sich über eine räumliche Vorstellung die Widersprüche zu erklären, denn dann gibt es keine Widersprüche mehr, sondern nur krumme Abstände, die aus unserer 3D-Sicht heraus nicht die 4. räumliche Dimension feststellen kann.

Und eine krumme Strecke ist immer länger als eine Gerade, womit klar ist, dass sich unsere wahrnehmbaren Strecken in eine 4. räumliche Dimension verschieben und wir daher nur die kurze Strecke auf unserer 3D-Ebene wahrnehmen, aber nicht berücksichtigen, dass eine Bewegung auch entlang der Streckenanteile führt, die wir nicht optisch wahrnehmen, die in den 4D-Ebenen liegen.

Wenn du dann deine Frage umstellst und fragst:Warum werden die Abstände kürzer,
wenn man sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt?

Dann müsste man sich Gedanken darüber machen, wieso die Zeit die Ursache sein soll, wenn doch die räumliche Alternative viel verständlicher ist und mathematisch überhaupt keinen relevanten Unterschied für die Dilatation bedeutet.