Zeitdilatation – die neusten Beiträge

RAumzeitkrümmung erklärt?

Ja, ich verstehe es: desto schneller man wird, desto langsamer verläuft die Umgebung um einen bla bla bla. Haben wir alle gelernt. ABER "Wieso?", denn ja jeder kann sich die grundlegenden Regeln hnd Erkenntnisse merken, aber das wichtigste -für mich ist immer das Warum.

Ich stelle es mir wie folgt vor:

Wenn ich in einem Auto sitze und das Auto vor mir schneller ist (Beschleunigung), entfernt es sich immer weiter. Wenn wir nun beide mit konstanter selber Geschwindigkeit fahren und die Umgebung ignorieren, sieht es so aus, als würde das Auto vor mir an einer Stelle bleiben. Wenn ich nun beschleunige, dann wird das andere immer langsamer. Ab einem bestimmten Punkt so langsam, dass ich 2000km/s zurück lege und er nur 100m/s. Für ihn ist dann eine Sekunde auf seiner Strecke verlaufen, bei mir doch aber auch? Wenn man es sich wie einen Graphen vorstellt, dann würde ich weiter in der Strecke(Raum) sein, er weniger aber auf doch auf der gleichen Zeit?

Naja, was dagegen spricht ist, dass dann die "Kästchen" bei der Raumzeit kürzer werden, da man für ein so ein Kästchen (der ja bspw. y= Raum und x= Zeit entspricht) weniger Zeit braucht, d.h. bspw. mehr Meter pro Kästchen zurücklegt.

Die zweite Überlegung war, dass ich auf gleicher Strecke schneller bin als der andere, so wäre für mich weniger Zeit vergangen für die selbe Strecke.

Und die letzte ist, dass man was ich gerade mit den Autos beschrieben habe auf das Licht übertragen kann. Wenn ich immer schneller werde und mich von etwas weg bewege, dann wird es mir langsamer erscheinen, da das Licht später ankommt (vorallem bei Geschwindigkeiten nahe Lichtgeschwindigkeit) als das Licht auf welches ich zu fahre.

Irgendwie schaffe ich es nicht alles zusammen zu puzzeln. Ich könnte jetzt wie alle anderen inklusive meiner Physiklehrer sagen, dass es eif. so ist, aber ich will es verstehen. Irgendwo fehlt ein Puzzel in meinen Überlegungen. Liegt es alleine am Licht wieso es uns die Umgebung langsamer dann vorkommt?

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Geschwindigkeit, Licht, Astrophysik, Gravitation, Lichtgeschwindigkeit, Physik, Relativitätstheorie, Unendlichkeit, Zeit, Zeitdilatation

Relativitätstheorie: Welche Zeit und Länge?

Ein Raum ist 10 Meter lang.

In der Mitte ist eine Lichtquelle,
an den gegenüberliegenden Wänden jeweils ein Schirm.
Zwei Uhren mit der gleichen Uhrzeit werden an die Wände angebracht, sie sollen die Uhrzeit messen wenn Licht auf das Schirm trifft.
Beobachter 1 befindet sich außerhalb des Raumes auf der Erde,
Beobachter 2 steht im Raum neben der Lichtquelle.
Vor der Relativbewegung sind für beide Beobachter x1 und x2 gleich lang,
und Uhr 1 und Uhr 2 zeigen die gleiche Uhrzeit an.
Der Raum beschleunigt in die Richtung wie im Bild zu sehen, bis er eine konstante Geschwindigkeit v erreicht.
Die Lichtquelle wird dann eingeschaltet.

Im Inertialsystem von Beobachter 1 müssten beide Uhren die gleiche Uhrzeit anzeigen, und x1 und x2 gleich lang sein. Das Licht trifft zuerst Schirm 1 dann Schirm 2, es legt eine längere Strecke zum Schirm 2 zurück und braucht länger.
Das heißt Uhr 1 zeigt eine frühere Ankunftszeit des Lichts an.


Im Inertialsystem von Beobachter 2 braucht das Licht die gleiche Strecke und Zeit zu beiden Schirmen, da Licht in jedem Bezugssystem die gleiche Geschwindigkeit hat.

Das steht aber im Widerspruch zu den Messergebnissen aus dem anderen Inertialsystem.


Wie sieht das im Inertialsystem von diesem Beobachter 2 aus?
Die Uhren gehen entweder anders oder x1 und x2 sind nicht gleich lang
x1<x2 / t1>t2 ?

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Licht, Wissenschaft, Physik, Relativitätstheorie, Vektoren, Zeitdilatation

Wie ist das Zwillingsparadoxon lösbar?

Trotz einiger Internetbeiträge und Wikipedia verstehe ich die Auflösung des Zwillingsparadoxon leider immer noch nicht:

Die Zeitdilatation wurde ja mit Atomuhren im Experiment real nachgewiesen. Nur flogen dabei die bewegten Uhren nicht geradelinig von der ruhenden Uhr weg, sondern einmal um die Erde.

Ebenso können wir ja mal annehmen, dass der in einer Rakete mit annähernder Lichtgeschwindigkeit reisende Zwilling nicht geradelinig zu einem fernen Stern fliegt, dort umdrehen muss und dann zurück fliegt, sondern er ebenfalls eine große Kreisbahn fliegt (Durchmesser einige Lichtjahre), bis er wieder zum Zwillingsbruder zurück kommt.

Vernachlässigen wir einfach auch mal die dann nur noch zwei nötigen Beschleunigungs- und Bremsphasen (jeweils eine).

Im Bezugsystem des reisenden Zwillings bewegt sich die Erde mit annähernder LG einmal auf einer Kreisbahn, die wieder bei ihm endet, und im Bezugsystem des Bruders auf der Erde bewegt sich der Zwilling mit annähernder LG einmal auf einer Kreisbahn, die wieder bei ihm endet.

Von beiden aus gesehen, altert der jeweils andere langsamer, womit wir bei der paradoxen Situation wären, dass beim abschließenden Treffen der jeweils Andere jünger geblieben sein müsste.

Wie ich aber überall lese, ist nach der Reise aber tatsächlich nur der in der Rakete reisende Bruder jünger.

An welcher Stelle sind die beiden Bezugsysteme nicht gleichberechtigt, und wie wird das Paradoxon letztlich wirklich vermieden? Leider verstehe ich es immer noch nicht...

Einstein, Physik, Relativitätstheorie, Zeit, Spezielle Relativitätstheorie, Zeitdilatation, Lichtgeschwindichkeit

Zeitdilation bei Schwarzen Löchern. Ewige Annäherung an Singularität?

Hey, mir stellt sich seit kurzem eine Frage auf die ich eine Antwort im Internet nicht finden konnte. Ich bin bereits sehr gut informiert über schwarzer Löcher also kann jeder von euch seine volle wissenschaftliche Artikulation raushauen und die Randinformationen weglassen ;-)

Gravitale Zeitdilatation ist ja ein natürliches Phänomen welches sich bei extremen gravitalen Objekten wie schwarzen Löchern besonders gut erkennen lässt. Um auf den Punkt zu kommen: Meine Frage bezieht sich auf die Zeitdilatation die sich bei und vor allem in einem schwarzen Loch abspielt. Da die Zeit, umso näher man sich dem Gravitationsursprung, in diesem Fall der Singularität, nähert, immer stärker gedehnt wird, dürfte doch kein Objekt das den Ereignishorizont überquert hat jemals tatsächlich die Singularität erreichen? Die Gravitationskraft dieser ist ja unendlich - dementsprechend doch auch die fortlaufende Zeitdilatation bei Annäherung. Ergo würde die Annäherung an den Gravitationsursprung ewig und unendlich dauern. Aber von einer existierenden Singularität (also einem faktischen Zentrum eines schwarzen Loches bzw. der Konzentration aller Materie auf einen Punkt) wird ja ausgegangen. Also muss es ein Erreichen der absorbierten Materie der "Mitte" des Schwarzen Loches geben oder nicht? Aber genau das dürfte ja aufgrund der ewigen Zeitdehnung nicht möglich sein?:D Hoffe ihr erkennt meine Frage... Lg

Universum, Gravitation, Schwarzes Loch, Raumzeit, Singularität, Zeitdilatation

Zeitdilatation Neutronenstern

Der Roman "Das Drachenei" von Robert L. Forward beschreibt die Entwicklung einer intelligenten Spezies auf der Oberfläche eines Neutronensterns (Durchmesser: 20km, Rotation: 5 Umdrehungen/Sekunde, Gravitation: 67 Mio. g). Beobachtet wird das ganze von einer menschlichen Forschergruppe aus einem der Rotation angepassten Orbit von 400km.

Der Autor ist Physiker und hat alles glaubhaft rüber gebracht (die Lebensformen auf dem Stern sind nur wenige Millimeter groß, haben selbst eine hohe Dichte und Temperatur, die Menschen nutzen Ausgleichsmassen in Form von stark verdichteten Asteroiden, um nicht von der Gravitation des Pulsars zermalmt zu werden). Besonders interessant ist der Umstand, dass die Cheela (Das Neutronenstern-Volk) aufgrund ihrer Physiologie ca. 1 Mio. mal schneller leben als die Menschen (Eine Menschenminute = 2 Cheela-Jahre bzw. 144 Umdrehungen des Pulsars).

Ein schönes und interessantes Buch - aber eine Sache hat mir bei den relativen Zeiten gefehlt: Die von der gewaltigen Gravitation verursachte Zeitdilatation. Diese müsste ja eigentlich dem 1:1Mio-Effekt entgegen wirken.

Ich habe jetzt mal mit den obrigen Parametern die Dilatation berechnet und lande bei ca. 2s / Jahr. Wenn das hingkommt, wäre der Effekt ja wirklich vernachlässigbar gering. Aber kann das denn hinkommen? Bei 67 Mio g?

Kann mir hier jemand aushelfen? Kommt mein Ergebnis hin? Falls nicht, hat hier vielleicht der Autor geschlampt (was ich nicht glaube)? Oder habe ich vielleicht einen elementaren Denkfehler in meiner Überlegung und die Lösung ist viel einfacher?

Physik, Science-Fiction, Neutronenstern, Zeitdilatation

Zeitdilatation: Herleitung der Formel und Anwendung am Zwillingsparadoxon

Hi,

Ich habe da mal ein paar Fragen bezüglich der Zeitdilatation. Die Herleitung für die Formel meine ich so verstanden zu haben, also anhand der Lichtuhren, wobei sich die eine bewegt, die andere jedoch steht. Im Link unten sieht man die Herleitung, wie ich meine, dass sie korrekt sei. Meiner Meinung nach, ergebe sie diese Formel:

t(Bewegte Uhr) = t(Ruhende Uhr) * Lorentzfaktor

Jedoch findet man im Internet auch die Formel

t(Bewegte Uhr) = t(Ruhende Uhr) * sqrt(1 - v^2/c^2)

Welche Formel stimmt den nun!? Mit der oberen Formel meine ich es verstanden zu haben, jedoch kamen mir Zweifel beim Zwillingsparadoxon. Wir haben das in der Schule mit fiktiven Werten mal berechnet, dabei würde der oberen Formel nach die Erde als das bewegte Inertialsystem angesehen werden, das Raumschiff als das ruhende. Warum ist das denn so und nicht andersherum? Heißt es nicht, dass man das frei festlegen kann? So könnte doch der Zwilling auf der Erde sagen, das Raumschiff bewegt sich, analog dazu sagt dann der Zwilling im Raumschiff er bewegt sich nicht, sondern alles um ihn herum. Wer hat hier denn nun Recht?

Kurz gesagt, welche Formel gilt, und welches System ist beim Beispiel das ruhende und welches das bewegte?

Vielen Dank schon mal für eure Antworten, die Bilder sind angehängt.

LG Yannick

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Allgemeinwissen, Schule, Einstein, Physik, Relativitätstheorie, Zeitdilatation

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