Zeitgefühl bei Lichtgeschwindigkeits-"Zeitreisen"?
Hi liebe Community,
ich habe vor kurzem einen Beitrag über "Zeitreisen" durch Lichtgeschwindigkeit gesehen. Darin wurde folgendes Szenario beschrieben: Jemand fliegt in einer Rakete, die sich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit bewegt, um die Erde. 500 Jahre später landet er wieder. Er ist jetzt nur um 7 Jahre gealtert und ist damit quasi in die Zukunft gereist.
Jetzt meine Frage: Kommt die Zeit der Person in der Rakete wie 7 oder wie 500 Jahre vor? (Wäre ja wichtig, wenn man für die Zeit, was zur Unterhaltung braucht :D)
Vielen Dank im Voraus
Vollkornhund
10 Antworten
Er ist eben deswegen um nur um 7 Jahre galtert, weil für ihn (in seinem Raumschiff bzw in seinem Bezugssystem) nur 7 Jahre vergangen sind.
Das beantwortet auch schon deine Frage. Die 7 Jahre kommen ihm wie 7 Jahre vor, und zwar deswegen, weil es in seinem Bezugssystem tatsächlich 7 Jahre waren.
Da die Zeit bei ihm langsamer vergeht, erlebt er natürlich auch nur die 7 Jahre. Aber 7 Jahre abzuschätzen ist auch so schwer, wenn er keine Uhr und ein schlechtes Zeitgefühl hat.
Wie hier schon richtig gesagt wurde: Am Zeigefühl ändert sich nichts (höchtens wenn dem Astronauten langweilg wäre, abner das ist eine psychologische Frage, die mit der Geschwindigkeit nichts zu tun hat). Es vergehen für ihn 7 Jahre und deswegen ist er 7 Jahre gealtert.
Das hat nichts mit irgendwelchen "Krümmungen" zu tun! Die Krümmung der Raum-Zeit gibt es auch, aber in der allgemeinen Relativitätstheorie. Die brauchst du hier nicht. Das sog "Zwillingsparadoxon" (so nennt man meist das, was du da beschreibst) ist ein Thema der speziellen Relativitätstheorie und hat mit der "Krümmung der Raumzeit" nichts zu tun. Siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/Zwillingsparadoxon
Die LORENTZ- Transformation hat nichts mit Krümmung der Raumzeit zu tun, sondern ist eine Art Drehung des Koordinatensystems, das die Raumzeit kartographiert.
Dabei wird umdefiniert, was "vorwärts", also Zeit, und was dementsprechend "seitwärts", also (gleichzeitiger) Raum ist, und dadurch werden Zeitspannen und räumliche Entfernungen andere.
Mit Krümmung hat das aber ebensowenig zu schaffen wie wenn man eine karierte Folie dreht, die auf einem Blatt Papier mit einigen Zeichnungen liegt und jedem Punkt dort Koordinaten gibt.
Insbesondere bleiben Geraden, die an einer Stelle parallel verlaufen, überall parallel, was in der Raumzeit Weltlinien (WL) sind. Gerade WL sind die von Körpern, die keine Beschleunigung erfahren. Parallele WL sind die von Körpern, die relativ zueinander stationär sind.
In einer gekrümmten Fläche gibt es keine geraden, sondern nur geradeste oder geodätische Linien. Ist die Fläche negativ gekrümmt, laufen Linien, die an einer Stelle parallel verlaufen, tendentiell auseinander, ist sie positiv gekrümmt, laufen sie zusammen. Ähnliches gilt in der Raumzeit, wo die Tendenz zum Zusammenlaufen als Anziehung zwischen Massen erscheint.
Von mir noch ein bisschen Klugscheiss falls du dir nicht vorstellen kannst wie das möglich sein soll:
Es geht dabei um die Raum-Zeit. Wie der Name schon sagt sind Raum und Zeit miteinander verbunden. Die Zeit direkt kann man nicht verändern das sie quasi konstant ist. Man kann allerdings den Raum verändern bzw. "krümmen" was dazu führt dass sich auch die Zeit krümmt.
Wie kann man sich das jetzt vorstellen...
Stell dir einen Wasserstrahl vor der aus einem Wasserhahn kommt. Der Wasserstrahl fällt von oben nach unten. Wenn du ein Stück Papier in den Wasserstrahl wirfst fällt das Stück Papier mit dem Wasserstrahl nach unten. Nehmen wir an das Stück Papier braucht 2 Sekunden von ganz oben bis zum Boden.
Jetzt kommt die Geschwindigkeit ins Spiel. Stell dir vor der Wasserhahn könnte sich um seine waagerechte Achse drehen so dass der Wasserstrahl nach Aussen geschleudert wird. Dreht sich der han ganz schnell wird der Wasserstrahl zu einem Bogen. Das Papier merkt davon nichts da es immer noch "quasi" senkrecht nach unten fällt und nur von Aussen betrachtet einen Bogen macht.
Hier ein Bild dazu: Zeitdilatation
Obwohl das Papier nicht merkt dass der einen Bogen macht braucht es 2,5 Sek. statt nur 2 Sek. bis nach unten. der Unterschied zur echten Krümmung ist also dass man in Wirklichkeit nicht mal merkt dass man länger gebraucht hat. Man altert langsamer (braucht länger um zu altern) als Menschen auf der Erde.
Das Beispiel mit dem Wasserhahn finde ich etwas unpassend. Dies kann man auch mit kleinen Uhren machen, die satt Wasser aus einem Rohr herauspurzeln. Bei dem einen, ist die Öffnung direkt nach unten und bei den anderen eben so rotieren zur Seite. Da Dein Beispiel die reale Raumzeitkrümmung ausblendet, müßten wir es auch für die Uhren herausrechnen. Wenn Die Uhren nun sehr genau gehen, der zurückgelegte Weg exakt bekannt ist und Du die reale Zeitdilatation rausgerechnet hast, wird das Ergebnis enttäuschend sein und wenige Hilfreich für die Erklärung. Warum erklärst Du nicht einfach gleich die Lorentz Transformation richtig und ausführlich. Wer das verstanden hat braucht auch keine halbherzigen Erklärungsversuche mehr.
Ihm kommts wie 7 Jahre vor, weil für ihn in seiner Rakete auch nur 7 Jahre vergangen sind.
Ich kenn ein ähnliches Beispiel mit einem Astronauten und seinem Zwillingsbruder. Der Astranaut kommt wieder zurück und ist 20 Jahre gealtert, sein Bruder in der Zeit aber 40 Jahre.
Sehr wohl muß die Raumzeit gekrümmt sein. Ganz einfach schon wegen der anderen Lichtzeit bei der Geschwindigkeit. Ohne die Krümmung würde nichts mehr funktionieren wie es die Physik der Naturgesetze verlangt. Schon einmal etwas von der Lorentz-Transformation gehört. Egal wie schnell sich etwas bewegt und Ruhemasse hat... es krümmt.