Zeit-Wahrnehmung im All?
Servus,
angenommen ein Mensch auf der Erde telefoniert/chattet mit einem Astronauten auf einer Raumstation. Wie verhält sich die Zeit der beiden Teilnehmer währenddessen?
Ich habe neulich gelesen, dass eine Raumstation circa alle 90 Minuten die Erde umrundet, alle 45 Minuten nimmt der Astronaut somit Sonnenaufgang und oder Sonnenuntergang wahr. Das müsste doch bedeuten, dass der Chat-Teilnehmer auf der Erde einen halben/ganzen Tag erlebt, wenn der Chat 45 Minuten andauert.
Leider bin ich auf dem Gebiet nicht wirklich belesen und eventuell ist dies eine total dumme Frage, aber eine Erklärung wäre genial.
Mit besten Grüßen
6 Antworten
Hallo igelhaus89,
richtig ist, dass die ISS etwa 90 Minuten für eine Runde um die Erde braucht und der Astronaut somit innerhalb dieser Zeit auch einen Sonnenaufgang und einen Sonnenuntergang erlebt.
Aus seiner Sicht sind aber trotzdem nur die 90 Minuten vergangen, nicht etwa ein ganzer oder halber Tag. Dass er den Sonnenaufgang/Sonnenuntergang sieht, bedeutet ja nicht, dass er einen halben Tag "erlebt" hat, sondern nur dass sein Aufenthaltsort sich in den Erdschatten hinein oder hinaus bewegt hat.
Würde ein Astronaut auf der ISS daher mit einer Person am Boden wirklich 45 Minuten chatten und beide schauen dabei auf ihre Uhr, dann würden sie hinterher auch beide sagen, dass das Gespräch aus ihrer Sicht 45 Minuten gedauert hat.
Vermutlich hast Du Dich gefragt, ob die Zeit für einen der beiden anders vergeht, weil Du etwas über Einsteins Relativitätstheorie gehört hast, also Aussagen wie "bewegte Uhren gehen langsamer".
Im Prinzip richtig. Nur noch ein bissi komplizierter:
Zum einen geht aufgrund der Effekte der Speziellen Relativitätstheorie die Uhr an Bord der bewegten(!) ISS etwas verlangsamt gegenüber der Uhr am Boden. Zum anderen aber ist die ISS auch weniger tief im Schwerefeld der Erde. Aufgrund der Effekte der Allgemeinen Relativitätstheorie gehen Uhren im Schwerefefld etwas langsamer. Die beiden Effekte wirken sich hier also entgegen. In Höhe der ISS überwiegt, wenn man es genuestens durchrechnet der Effekt der Speziellen Relativitätstheorie und die Uhr an Bord der ISS geht minimal verlangsamt gegenüber einer am Boden ruhenden Uhr.... ABER: Der Effekt ist winzigst. Wir reden von wenigen Sekundenbruchteilen. Selbst wenn man monatelang oben ist, ist man gegenüber den "Erdlingen" nicht mal um eine ganze Sekunde weniger gealtert.
Wir können die Effekte der Speziellen und der Allgemeinen Relativitätstheorie also bei der Frage nach einem 45 Minuten Chat völlig vernachlässigen. Und deshalb dauert bei typischer Messgenauigkeit einer Armbanduhr zum Beispiel das Gespräch für beide Beobachter gleich lange.
Grüße
Der Astronaut bröselt pro Tag lediglich ~16 mal um die Erde weil er so schnell unterwegs ist. - Deswegen vergeht die Zeit für ihn nicht schneller - im Gegenteil, genau genommen vergeht die Zeit für ihn langsamer ("schnell" unterwegs und weiter vom Gravitationszentrum entfernt), aber das ist so ein dermassen geringer Sekundenbruchteil, dass wir den ohne Messgeräte schlichtweg nicht wahrnehmen würden.
Was allerdings ein Problem mit der Kommunikation über grosse Strecken ist, dass man kein vernünftiges Gespräch mehr führen kann.
Zum Mars z.B. braucht ein Signal ~20 Minuten bis es da ankommt - also kannst du frühstens in ~40 Minuten auf eine Antwort hoffen.
Ein gewöhnliches Telefongespräch wär da recht mühsam: "Hi, wie gehts?" - 40 Minuten warten - "Oh hallo, gut und euch?" - "Uns auch danke, was treibt ihr da oben so?" - 40 Minuten warten - ....
Alles eine Frage der Definition des Wortes "Tag".
Auch auf der ISS kann man Zeiten in Erdentage definieren. Ein Tag auf der ISS dauert so lange, wie die Erde braucht, um sich einmal komplett um die eigene Achse zu drehen. Daher sind 45 ISS-Minuten auch 45 Erdenminuten.
Wenn du für dich definierst, dass ein ISS-Tag so lange braucht, wie die Raumstation zur Umrundung der Erde, dann dauert ein 45-minütiges Telefonat in etwa einen halben ISS-Tag.
Zweitere Definition macht nur keinen Sinn und ist deshalb nicht gebräuchlich :)
Die Zeit auf der ISS unterscheidet sich (fast) nicht von der der Erde, wie uteausmuenchen schon schrieb. Lediglich die, die das GPS System mit ihren Satelliten betreiben, nehmen Rücksicht auf diesen winzigen Unterschied.
Es gibt aber einen anderen Aspekt, der noch nicht angesprochen wurde, das wäre unsere innere Uhr: https://www.welt.de/gesundheit/article169260675/So-steuert-die-innere-Uhr-unser-Leben.html
Die ist auf den 24 Stunden Rhythmus eingestellt.
Deine Frage kann ich beim besten Willen nicht nachvollziehen:
Der Astronaut nimmt am Rande der Erde alle 45 Minuten einen Sonnenauf- oder Untergang wahr, das ist soweit klar. Der Beobachter auf der Erde sieht (theoretisch) mit entsprechenden Instrumenten in 45 Minuten die ISS einen Halbkreis um die Erde fliegen. Warum soll der in diesen 45 Minuten "einen halben/ganzen Tag erleben"???
Mein Fehler, das war so eine Frage, die ich mir um halb 3 Uhr morgens gestellt habe.
Daher schlecht formuliert. Ich fand es schwer zu durchschauen, wie unterschiedlich die Wahrnehmung von Zeit im All sein muss. Menschen auf der Erde richten sich ja mehr oder minder auch nach dem Tag/Nacht-Zyklus. Dies fällt bei Astronauten ja flach. Zudem habe ich wie ein Vorredner von dir schon erwähnte, einige Elemente von der Relativitätstheorie im Kopf gehabt und mich gefragt, ob Zeit im Weltall "anders vergeht".
Die Wahrnehmung der scheinbaren Sonnenbewegung mag von Ort zu Ort variieren, auch zwischen München und der ISS-Station. Aber mit der Zeitwahrnehmung hat das nichts zu tun, und mit der Zeitdilation im Sinne der Relativitätstheorie schon gar nicht.
So eine Antwort habe ich gebraucht, ich danke dir recht herzlich !