Nachhilfe: Relativitätstheorie

[Robert]

Ich kenne mich damit überhaupt nicht aus und hab folgenden Beitrag gelesen, wo sich meine Ohren spitzten.

Ich würde gerne, noch näher auf die Relativitätstheorie eingehen und vor allem die Definition des Lichts betrachten.
Wie wir ja wissen, bewegt sich nichts schneller als das Licht. Licht bewegt sich nur in der Raumdimension, aber nicht in der Zeitdimension. Folglich ist jedes Lichtteilchen oder Photon genauso alt, wie das Universum - wird also nicht älter. Es existiert ewig, wenn man es so sehen will.
Würden wir uns theoretisch (was uns aber niemals gelingen wird) mit der Lichtgeschindigkeit bewegen, so würde die Zeit aufhören zu existieren. Wir selbst würden sozusagen stehen bleiben, unsere Gedanken verschwinden, unsere Organe aufhören zu arbeiten, da diese von der Zeit abhängig sind. Wir würden nicht altern, aber andererseits, würden wir auch kein Bewusstsein mehr haben, sehe ich das richtig? Das heißt, wir würden uns nicht über unser Dasein bewusst sein, wie die hier schon erwähnten Bakterien.

Die Person hat doch mit dem Alter des Lichtes unrecht, oder?

[LinuxBug]

Ich weiß nicht, ob es sich was bringt, aber gut: Ja, die Person hat Unrecht.
Allgemein: Die Relativitätstheorie sagt aus, dass es kein ausgezeichnetes (also absolutes) Bezugssystem gibt:
d.h. z.B. Zeit wird relativ zum Bezugssystem in welchem wir messen.

Das heißt, wenn ich z.B. mit Lichtgeschwindigkeit reisen würde, würde für mich deine Zeit stehen bleiben (Du kennst Superman? Wenn der sich so schnell bewegt, dass alle anderen ur langsam werden, so ungefähr wär das.) Dabei ist zu beachten, dass deine Zeit nicht stehen bleibt (also nichts von "Organe aufhören zu arbeiten" oder so (weder bei mir noch bei dir!) ).

Wichtig ist außerdem noch, dass für mich die Zeit nicht stehen bleibt. Also sie geht normal weiter für mich. (Auch wenn sie für dich in dem Moment stehen bleibt und zwar solang bis du a) nicht mehr lebst oder b) du dich nicht mehr so schnell bewegst (wärest du unsterblich, könntest du wohl ewig in diesem Moment verharren; aber wie gesagt, für mich ginge sie normal weiter - denke ich, aber das würdest du eh nicht mitbekommen, wobei es eh fraghaft ist, wieviel man indem Zustand mitbekommen könnte, wenn es überhaupt möglich wäre).

Hoffe das war verständlich und auch halbwegs richtig

[stine]

In der Tat funktioniert unser Leben, die Natur, die Welt und das ganze Universum NUR aufgrund eines zeitlichen Ablaufs. Eine punktuelle Gegenwart gibt es praktisch nicht.
Ob die Theorie, dass Zeit durch die Bewegung mit Lichtgeschwindigkeit ausgehebelt wird, richtig ist, entzieht sich meiner Vorstellungskraft.
Bin leider kein Einstein.

Von wem ist der Text?

LG stine

[Robert]

Von wem ist der Text?

Von einem österreichischen Christ, der in einem Forum wissenschaftlich tun wollte.

@LinuxBug:

Demnach wäre das Alter von einem Ding auch abhängig vom Betrachter. Oder irre ich mich?

Wobei sich mir die Frage stellt, wie man das Alter von irgendetwas misst.

Naja, bin kein Physiker. Alles sehr wirre.

[Twilight]

Dieser Nachhilfethread kommt für mich auch ganz nützlich.

Die Grundlagen von der Absolutheit der Lichtgeschwindigkeit sind mir (wissentlich) vertraut. Zum Beispiel, dass sich zwei mit c entgegengesetzt bewegende Photonen voneinander mit c und nicht 2*c entfernen.
Auch dass die Zeit kein fließender Strom ist, wie in der Antike gern angenommen, sondern eine eigenständige verformbare Dimension.

Aber dass für einen sich von mir entfernenden Beobachter meine Zeit langsamer vergeht, ist am Ende kaum nachweisbar, oder? Denn wenn er zurück kehrt, also wieder auf mich zu kommt, sollte der Effekt sich doch umkehren, oder nicht?

Und wenn ja, wie funktioniert dann die Geschichte mit dem vergreisten Zwilling des Raumfahrers (oder des Daheimgebliebenen - ich verwechsel das immer.)

Zweites Problem: Wenn ich (A) mich mit c von einem Bezugspunkt B entfernen würde, könnte mich das Licht, welches B abstrahlt nicht überhohlen. Ich würde also immer beim Beobachten einen statischen Zeitpunkt (sagen wir t0) sehen. Mal abgesehen davon, dass ich nichts sehen würde, das mein Auge oder die Kamera schon beim Start alle bei t0 abgestrahlten Lichtquanten absorbiert und in andersartige Information umgewandelt hätte. Das ist dann doch aber eher eine Frage der Informationsgeschwindigkeit, als eine der Zeitverzerrung?

Hat jemand eine Erklärung, die auch intuitiv und nicht nur mathematisch verständlich ist?

Wobei sich mir die Frage stellt, wie man das Alter von irgendetwas misst.

Kommt darauf an, wessen Alter du messen willst, und welche Größenordnung dieses Alter hat. Fossilien auf der Erde lassen sich mit der Kohlenstoffisotopenmessung datieren. Ältere Objekte anhand ihrer Position im Gestein. Für das Alter von Sternen braucht man mehr Daten, wie Größe, Typ, Helligkeit und Bestandteile. Dann kann man nicht nur Sagen, wann der Stern entstanden, sondern auch schlussfolgern, wann und wie er voraussichtlich vergehen wird. Das Alter von relativ Frischen Leichen bestimmt man anhand des Auftretens bestimmter Insekten und deren Eiern und Larven, natürlich in Abhängigkeit vom Umgebungsklima, während die Entwicklung von Zähnen und Knochen Hinweise auf das biologische Alter des Wesens vor seinem Tod geben.

[ostfriese]

Aber dass für einen sich von mir entfernenden Beobachter meine Zeit langsamer vergeht, ist am Ende kaum nachweisbar, oder? Denn wenn er zurück kehrt, also wieder auf mich zu kommt, sollte der Effekt sich doch umkehren, oder nicht?

Zunächst ist zu bedenken: Die Relativität gilt nur für zueinander gleichförmig bewegte Systeme. Warum hier aus Sicht beider Beobachter die Zeit des jeweils anderen Systems langsamer vergeht als die eigene, ist leicht zu verstehen (vgl. http://www.zdf.de/ZDFxt/module/einsteinrela/relativitaet.html, Stichwort Zeitdehnung).

Ein Raumfahrer, der zurückkehrt, muss aber beschleunigt worden sein. Hier gilt das Prinzip nicht mehr.

Warum aber wird, wenn die gleichförmige Reise verglichen mit der Zeit für die Umkehr hinreichend lang ist, der Reisende stets jünger sein als sein daheimgebliebener Zwillingsbruder?

Aus Sicht des Beobachters auf der Erde vergeht die Zeit des Reisenden sowohl bei der Entfernung als auch bei der Annäherung langsamer (denn beides sind Relativbewegungen). Wenn wir nicht wissen, wie viel Zeit für den Reisenden während des nicht-gleichförmigen (also beschleunigten) Umkehrvorgangs vergeht (deren Zeitdauer t für den Beobachter auf der Erde konstant gewählt sei), können wir hierfür eine beliebige, endliche Zeit z annehmen. Nun müssen Hinflug und Rückflug nur über hinreichend weite Strecken führen, damit die hierbei "eingesparte Zeit" stets die während des Umkehrvorgangs evtl. zusätzlich abgelaufene Zeit z - t mehr als ausgleicht, damit also gilt: "eingesparte Zeit" > z - t.

[HF*******]

@Twilight: Ich meine, dass man den unterschiedlichen Zeitablauf ganz real messen kann mit einer Atomuhr im Düsenjäger. Ob man bei der Mondlandung entsprechende Messungen durchgeführt hat, weiß ich nicht.

[Vompf]

Ich kenne mich damit überhaupt nicht aus und hab folgenden Beitrag gelesen, wo sich meine Ohren spitzten.

Ich würde gerne, noch näher auf die Relativitätstheorie eingehen und vor allem die Definition des Lichts betrachten.
Wie wir ja wissen, bewegt sich nichts schneller als das Licht. Licht bewegt sich nur in der Raumdimension, aber nicht in der Zeitdimension. Folglich ist jedes Lichtteilchen oder Photon genauso alt, wie das Universum - wird also nicht älter. Es existiert ewig, wenn man es so sehen will.
Würden wir uns theoretisch (was uns aber niemals gelingen wird) mit der Lichtgeschindigkeit bewegen, so würde die Zeit aufhören zu existieren. Wir selbst würden sozusagen stehen bleiben, unsere Gedanken verschwinden, unsere Organe aufhören zu arbeiten, da diese von der Zeit abhängig sind. Wir würden nicht altern, aber andererseits, würden wir auch kein Bewusstsein mehr haben, sehe ich das richtig? Das heißt, wir würden uns nicht über unser Dasein bewusst sein, wie die hier schon erwähnten Bakterien.

Die Person hat doch mit dem Alter des Lichtes unrecht, oder?

Unrecht. Ich bin zwar auch nur ein Laie, was die Relativitätstheorie angeht. Aber Photonen werden 'erzeugt' und verschwinden wieder. Dazwischen altern sie jedoch nicht. Also sie 'sterben' im Alter 0. Und Null ist ungleich unendlich.
Des weiteren: Materie kann nie Lichtgeschwindigkeit errreichen, sich ihr nur annähern. Das heist, für ein Batzen Materie (was auch ein Mensch sein kann) wird der Zeitverlauf relativ zur Umgebung nur langsamer, aber nicht null. Also laufen auch alle organischen Prozesse normal, wenn auch langsamer im Vergleich zur 'ruhenden' Umgebung. Ausnahme: ein schwarzes Loch.

[Peter Janotta]

Auf die Gefahr hin euch voellig zu verwirren:

Licht bewegt sich nicht immer mit Lichtgeschwinidgkeit, die deshalb auch eigentlich Vakuumslichtgeschwindigkeit heisst. In Materie bewegt es sich langsamer mit c/n, wobei n der Brechungsindex des Mediums ist. Es kann daher sogar passieren, dass sich das Licht im Medium langsamer ausbreitet, als das Teilchen, von dem das Licht ausgeht. Es entsteht dann ein Lichtkegel analog zum Ueberschallkegel bei Duesenjets. Man spricht von der sog. Tscherenkow-Strahlung. Diese ist zum Beispiel bei Kernreaktoren sichtbar und wird auch zur Detektion von Elementarteilchen benutzt. Ein grosser Tscherenkow-Detektor ist zum Beispiel der Kamiokande-Detektor in Japan.

[Robert]

@Peter Janotta

"Altert" Licht dann in solchen Fällen?

[[C]Arrowman]

Ich würde gerne, noch näher auf die Relativitätstheorie eingehen und vor allem die Definition des Lichts betrachten.
Wie wir ja wissen, bewegt sich nichts schneller als das Licht. Licht bewegt sich nur in der Raumdimension, aber nicht in der Zeitdimension. Folglich ist jedes Lichtteilchen oder Photon genauso alt, wie das Universum - wird also nicht älter. Es existiert ewig, wenn man es so sehen will.
Würden wir uns theoretisch (was uns aber niemals gelingen wird) mit der Lichtgeschindigkeit bewegen, so würde die Zeit aufhören zu existieren. Wir selbst würden sozusagen stehen bleiben, unsere Gedanken verschwinden, unsere Organe aufhören zu arbeiten, da diese von der Zeit abhängig sind. Wir würden nicht altern, aber andererseits, würden wir auch kein Bewusstsein mehr haben, sehe ich das richtig? Das heißt, wir würden uns nicht über unser Dasein bewusst sein, wie die hier schon erwähnten Bakterien.

Licht bewegt sich nur in der Raumdimension, aber nicht in der Zeitdimension.

Einfaches Experiment: Ein Laser, ein Sensor gegenüber (hinreichend entfernt, also die ein oder andere Lcihtsekunde, als am besten auf dem Mond oder einem Satelliten) dem Laser der auf Licht des Laseres reagiert, zwei sychrone Uhren, eine stoppt wenn der Laser angeschaltet wird, die andere wenn der Sensor reagiert.
Durchführung: Laser aktivieren. gestoppte Zeitpunkte vergleichen.
Ergebnis: TLaser <TSensor (Schaltzeiten der elektronischen Komponenten vernachlässigt)
Interpretation: Licht hat eine finite Geschwindigkeit und braucht daher zeit um von a nach b zukommen.

Würden wir uns theoretisch (was uns aber niemals gelingen wird) mit der Lichtgeschindigkeit bewegen, so würde die Zeit aufhören zu existieren. Wir selbst würden sozusagen stehen bleiben, unsere Gedanken verschwinden, unsere Organe aufhören zu arbeiten, da diese von der Zeit abhängig sind.

Die spezielle Relativitätstheorie sagt Zeit ist Abhängig von der Geschwindigkeit relativ zum Beobachter, folgt aus der Gleichberechtigung der Inertialsysteme. Der eine mag eine Verlangsamung feststellen, der andere nicht, weil er sich in einem anderem Inertialsystem befindet, recht haben beide.
Beide werden behaupten die Zeit die für die vergeht wäre vom Empfinden her gleich geblieben (Atemrhytmus und so).

[folgsam]

Eine hervorragende Seite die für mich vieles gut erklärt hat, insbesondere das Problem der Zeitdilatation.

http://homepage.univie.ac.at/Franz.Embacher/SRT/

[Myron]

Ich empfehle folgendes Buch, worin die RT sehr gut erklärt wird:

Brian Greene: "Der Stoff, aus dem der Kosmos ist: Raum, Zeit und die Beschaffenheit der Wirklichkeit"

[Qubit]

Licht bewegt sich nur in der Raumdimension, aber nicht in der Zeitdimension.

Weder noch, Licht trennt "raumartige" von "zeitartigen" Ereignissen.
Wenn man so will, liegt alles Raumartige hinter dem Licht, alles Zeitartige vor dem Licht