Wieso altert man langsamer, wenn man mit Lichtgeschwindigkeit reist?
So habe ich das verstanden: Wenn man mit Lichtgeschwindigkeit reist, dann läuft die Zeit für alle anderen Menschen schneller ab, als bei sich selbst.
Woran liegt das? In einfache Worte gefasst. :D
Funktioniert das auch, wenn ich einen Beruf habe, wo ich jeden Monat mehrere tausende Kilometer fliege.Altern dann alle anderen auch schneller?
11 Antworten
Die Frage, warum Du langsamer alterst, wenn Du Dich mit (nahezu) c (so wird der Betrag der Vakuumlichtgeschwindigkeit bezeichnet) bewegst, ist falsch gestellt:
Bewegung ist relativ. Du bewegst Dich nicht schlechthin mit einer Geschwindigkeit |v› (die Schreibweise soll andeuten, dass Geschwindigkeit eine Vektorgröße ist, also eine Größe mit Richtung) bzw. ruhst, sondern relativ zu einem Bezugs-oder Referenzsystem, einem Koordinatensystem K, das als ruhend betrachtet wird
Relativ zu einem anderen Koordinatensystem K' bewegst Du Dich mit einer anderen Geschwindigkeit |v'›, und das kann man ineinander umrechnen, was man eine Koordinatentransformation nennt. Dabei ist die ct (t Zeit) eine Koordinate, sodass K eigentlich 4 Achsen hat, darunter eine ct-Achse, aber insbesondere eine eigene t=const. - Ebene. Bezüglich dieser alterst Du um den Faktor
(1) γ = 1/√{1 –‹v|v›}
langsamer, wenn Du Dich relativ zu K mit |v› bewegst. Das ist ein Projektionseffekt. Die vollständige Formel lautet
(2) t' = γ(t – vx/c²)
und gehört zu den Lorentz-Transformationen. Die Zeit ist i.Allg.vom Ort abhängig.
Rousseau und Voltaire? Das wäre mir neu. Die wussten zwar schon, dass die Lichtgeschwindigkeit endlich ist, aber nicht, dass ihr Wert in allen Bezugssystemen gleich ist. Ruder Boskovic hat anscheinend ein paar Ideen der Allgemeinen Relativitätstheorie vorweggenommen, und Bernhard Riemann hätte sie zweifelsohne verstanden, vielleicht selbst mit entwickelt, wenn er länger gelebt hätte.
Ich habe auch schon gehört, dass Rosseau und Voltaire die Relativitätstheorie auch entwickelt haben und Einstein somit nur einer von vielen war, der die Theorie abgeleitet hat.
Das ist ja der Witz an der Sache, Du kannst praktisch das gesamte Weltall als bewegt und zum Beispiel ein Teilchen der kosmischen Strahlung (es handelt sich um Materiestrahlung), dessen kinetische Energie - in einem Standard-Bezugssystem betrachtet - so groß ist, dass man seine Ruheenergie dagegen vernachlässigen kann (dazu muss es sich mit fast c bewegen), als ruhend betrachten. In diesem »neuen« Bezugssystem betrachtet bewegen wir alle uns mit fast c.
Ist es bewiesen, dass man nur in Relation zu einem Bezugssystem ruht oder könnte es auch anders sein? Was wenn sich der gesamte Raum bewegt?
Wenn du dich mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegst, vergeht für dich die Zeit langsamer als für die "ruhenden" Subjekte. Bei dem von dir geschilderten Sachverhalt ist die Geschwindigkeit viel zu niedrig, um solche Effekte zu bewirken. Allenfalls entstehen "Zeitunterschiede" im Bereich von milliardstel Sekunden.
Zunächst mal ist der Effekt symmetrisch.
Das bedeutet, wenn du mit einem Raumschiff mit konstanter Geschwindigkeit reist, vergeht die Zeit der des/der jeweils anderen langsamer.
Also für die anderen alterst du langsamer, für dich altern die anderen langsamer.
Also ist es eher falsch, dass die anderen schneller altern.
Asymmetrisch wird die Sache dann, wenn das Raumschiff beschleunigt, also die Geschwindigkeit ändert.
Also z.B. nach Alpha Centauri und wieder zurück fliegt.
Dann bist du auch objektiv weniger gealtert, wenn du wieder auf der Erde ankommst.
Weil du zwischendurch gewendet hast, die Erde aber nicht.
Das ergibt sich aus der Speziellen Relativitätstheorie.
Die ist m.W. die einzig wichtige und neue Theorie, die sich auch mit Schul-Mathe verstehen lässt.
Aber du musst dich schon etwas damit beschäftigen.
Sie mal eben zu erklären, ist wohl etwas viel verlangt.
Im Alltag, auch mit Flugzeuggeschwindigkeit, sind die Effekte zu gering, um bemerkbar oder wichtig zu sein.
Und selbst wenn du als Pilot eine Sekunde länger lebst, für die Nicht-Piloten.
Nach deiner Zeit lebst du nicht länger.
Es ist ja die Zeit selbst, und der Raum, der nicht so konstant ist, wie man früher dachte. Du alterst immer gemäß deiner Zeit.
Es ist tatsächlich so, dass für jemanden, der sich (schnell) bewegt, die Zeit langsamer vergeht, als für andere, die stillstehen. Das nennt man Zeitdilatation.
Die Begründung ist ein wenig kompliziert, aber es ist immer relativ, d.h. wenn du mit Lichtgeschwindigkeit reisen würdest, vergeht für dich die Zeit normal, genau wie für den Nicht-Reisenden. Nur wenn dieser dich beobachtet, wird er sehen, dass bei dir die Zeit langsamer verläuft und von dir aus vergeht die Zeit bei ihm schneller.
Das muss aber nicht unbedingt Lichtgeschwindigkeit sein. Selbst wenn du im Auto an jemandem vorbeifährst, alterst du um wenige Mikrosekunden langsamer, als der, der stehenbleibt. Dieser Effekt wird umso größer und deutlicher, je schneller du dich bewegst.
Eine gute Doku darüber ist "Einstein's Relativitätstheorie"
"... und von dir aus vergeht die Zeit bei ihm schneller."
Das ist falsch! auch von dir aus vergeht die Zeit bei ihm langsamer!
Hier eine schöne Erklärung zu diesem Thema von Henry Reich:
Die Zeit ist nicht etwas, das läuft, sondern du bewegst dich in Richtung der Zeit. Die Zeit ist eine Entfernung, und je weiter du in diese Richtung nach vorne reist, umso mehr Sekunden vergehen. Das, was wir eine Sekunde nennen, ist eigentlich rund 300.000 km in Richtung der Zeit.
Wenn du stillstehst, bewegst du dich mit Lichgeschwindigkeit in Richtung der Zeit. Das ist so, als würdest du mit dem Auto nach Norden fahren, wenn Norden die Zeitachse ist. Wenn du hingegen anfängst dich durch den Raum zu bewegen (sagen wir, Raum sei im Osten), so lenkst du das Auto in dem Bild ein bisschen in Richtung Osten und fährst jetzt ganz leicht diagonal. Nun bewegst du dich also nicht mehr mit Lichtgeschwindigkeit gen Norden, sondern ein bisschen langsamer und dafür eben etwas nach Osten. Die Strecke, du die nun nach Osten zurücklegst, verlierst du in Nordrichtung. Jemand, der hingegen noch Norden weiterfährt, kommt etwas weiter nach Norden als du. Dafür aber kommst du etwas weiter nach Osten als er.
Genauso verhält es sich in der Raumzeit. Also noch mal, die Zeit "läuft" nicht; das ist eine falsche Alltagsvorstellung. Du bewegst dich in diesem Moment mit Lichtgeschwindigkeit durch die Raumzeit, nur eben fast gänzlich in Richtung der Zeit, und diese Richtung kannst du nicht sehen, weil sie senkrecht auf den 3 Raumdimensionen steht (wenn der Raum ein Papier wäre, so wäre die Zeitachse die Richtung durch einen Papierstapel und jedes Papier wäre ein Augenblick).
Wenn du dich mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum bewegen würdest, so würdest du in unserem Bild mit dem Auto ganz nach Osten und nicht mehr nach Westen fahren. Also würdest du in Richtung der Zeit nicht mehr weiter kommen und in unserer Alltagssprache sagen wir dann, die Zeit stehe still. Schneller reisen kannst du nicht, denn du kannst nicht weiter nach Osten lenken als ganz nach Osten; deshalb ist die Lichtgeschwindigkeit die maximale Geschwindigkeit.
Das Bild ist gut, aber um eine vollständige Erklärung abzuliefern, die mit dem Relativitätsprinzip konsistent ist, darfst Du den Vergleich mit einer rein räumlichen Bewegung nicht überreizen und dabei Eigenzeit τ und Koordinatenzeit t vertauschen.
Erstere ist nämlich absolut, Letztere gehört zu einem speziellen Koordinatensystem.
Durch dessen Zeit bewegst Du Dich nicht langsamer, sondern schneller, wenn Du dich auch durch den Raum bewegst. Der Lorentzfaktor
γ = 1/√{1 – (v/c)²} = dt/dτ = cosh(ς)
ist die Geschwindigkeit, mit der Du Dich durch die Zeit bewegst, und 1 ist dafür die Untergrenze, und der Raumzeit - Winkel ς heißt Rapidität.
Ein Illustration ist nie exakt. Natürlich der Weg durch den Stapel ist euklidisch, nicht pseudoriemannsch. Es geht darum, es anschaulich zu machen, nicht kompliziert. Hier fragen Leute, die keine Ahnung von der Materie haben, da sind Gleichungen der falsche Ansatz. Man kann an dem Stapelbild eine Menge nachvollziehen von dem, was in der SRT vor sich geht. Zumal ist der Stapel letztlich nichts anderes als ein verstecktes, vereinfachtes Minkowski Diagramm ;)
Bitte befasse Dich mit Galileis Relativitätsprinzip. Es ist die Grundlage der altklassischen Mechanik, aber eben auch der Relativitätstheorie, auch wenn Letzteres von Leuten, die das nicht wirklich verstanden haben, immer wieder bestritten wird.