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Nadi
Gast
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 Nadi Verfasst am: 19. Feb 2012 07:43 Titel: Relativitätstheorie - Gravierende Verständnisschwierigkeiten |
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Meine Frage:
Liebe Forenmitglieder
Als Laie beschäftige ich mich schon länger mit der Relativitätstheorie und habe bisher schon einen Haufen populärwissenschaftlicher Bücher dazu gelesen. Eine Frage wurde in keinem dieser Bücher beantwortet - im Gegenteil: Ich habe mittlerweile das Gefühl, dass die meisten dieser Autoren schlichtweg keinen Dunst von der Relativitätstheorie haben und ihr deshalb ausweichen.
Wenn nicht gerade wieder die Lichtuhr herhalten muss, wird die Zeitdilatation und Längenkontraktion so (bzw. sinngemäß in vielen Variationen) erklärt: Ein Raumschiff bewegt sich mit 0,5c und schaltet eine Lichtquelle am hinteren Ende ein, sodass der Lichtsstrahl quasi dem Raumschiff hinterhereilt, d.h. im klassischen Sinn eine längere Strecke zurücklegen muss bzw. länger braucht um das vordere Ende des Raumschiffes zu erreichen. Um eine konstante Lichtgeschwindigkeit zu gewährleisten, wird also gesagt, dass sich das Raumschiff verkürzen muss bzw. die Zeit langsamer vergeht. Das klingt ja alles sehr einleuchtend, wenn es nicht eine sehr einseitige Sicht der Dinge wäre. Fliegt nämlich das Raumschiff dem Lichtsstrahl entgegen, d.h. wird eine Lichtquelle vorne aufgedreht, dann müsste die Zeit schneller vergehen und die Länge des Raumschiffes müsste sich dehnen, damit man c konstant hält. Das ist eigentlich so einleuchtend, dass ich es mir nach dem 10 Buch über die Relativitätsttheorie, in der bloß das vorherige Beispiel genannt wird, nicht mehr anders als mit bewussten Verschweigen erklären kann. Auch im Netz wird diese simple Tatsache nirgendwo thematisiert. Und nein: Bitte keine Formeln als "Erklärung" und keine Lichtuhren*.
Danke im Voraus
LG
Nadine
*ad Lichtuhren, die ihrerseits wieder sehr fragwürdig sind, weil sie nur so lange Sinn ergeben, solange ein zweites Raumschiff parallel zum ersten fliegt und damit den Lichtstrahl des ersten schrägt sieht. Die Weglänge des Strahls ändert sich aber je nachdem wie das zweite Raumschiff fliegt. Fliegt es im rechten Winkel zum ersten, sieht es keinen schrägen Lichtstrahl.
Meine Ideen:
Leider kann ich dieses Paradoxon nicht lösen. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18206
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| TomS Verfasst am: 19. Feb 2012 11:22 Titel: |
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Ich weiß ja nicht, welche Bücher du gelesen hast, aber ich denke, ein paar Empfehlungen kann ich schon aussprechen:
Albert Einstein: Zur Elektrodynamik bewegter körper
http://www.christoph.mettenheim.de/einstein-dynamik.pdf
(die Orginalarbeit, gibt's auch an anderen Stellen im Netz - einfach nach dem Titel googeln)
Max Born: Die Relativitätstheorie Einsteins
Albert Einstein: Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie
Albert Einstein: Grundzüge der Relativitätstheorie
Zumindest diese Autoren sollten nicht im Verdacht stehen, keine Ahnung von der Relativitätstheorie zu haben ;-)
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Pueggel
Anmeldungsdatum: 13.02.2012
Beiträge: 44
Wohnort: Schweiz
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| Pueggel Verfasst am: 19. Feb 2012 13:08 Titel: Re: Relativitätstheorie - Gravierende Verständnisschwierigke |
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Hallo Nadine. Im Thema der speziellen Relativitätstheorie geht es um Bezugssysteme, und die musst du unbedingt in deine Argumentationen und Fragen einbringen.
| Nadi hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
Ein Raumschiff bewegt sich mit 0,5c und schaltet eine Lichtquelle am hinteren Ende ein, sodass der Lichtsstrahl quasi dem Raumschiff hinterhereilt, d.h. im klassischen Sinn eine längere Strecke zurücklegen muss bzw. länger braucht um das vordere Ende des Raumschiffes zu erreichen. Um eine konstante Lichtgeschwindigkeit zu gewährleisten, wird also gesagt, dass sich das Raumschiff verkürzen muss bzw. die Zeit langsamer vergeht. |
Das stimmt alles, wenn du sagst, dass sich das Raumschiff relativ zu einem ruhenden Beobachter mit 0.5c bewegt, und die Situation vom ruhenden Beobachter analysisiert wird. Dies ist enorm wichtig, denn für den ruhenden Beobachter ist das Raumschiff mit der Hälfte der Lichtgeschwindigkeit unterwegs. D.h. das Licht ist "nur" doppelt so schnell wie das Raumschiff. Aus Sicht des Astronauten im Rauschiff fliegt das Licht natürlich noch immer mit Lichtgeschwindigeit davon. So viel jetzt mal dazu.
| Nadi hat Folgendes geschrieben: |
Das klingt ja alles sehr einleuchtend, wenn es nicht eine sehr einseitige Sicht der Dinge wäre. Fliegt nämlich das Raumschiff dem Lichtsstrahl entgegen, d.h. wird eine Lichtquelle vorne aufgedreht, dann müsste die Zeit schneller vergehen und die Länge des Raumschiffes müsste sich dehnen, damit man c konstant hält. |
Angenommen, du sprichst wieder von einem ruhenden Beobachter, der der einem Raumschiff zusieht, welches sich gleich schnell bewegt und am vorderen Teil des Raumschiffs eine Lampe anzündet.
Zuerst möchte ich untersuchen, was passiert, wenn man annimmt, dass dann die Zeit wirklich schneller verginge. Wenn die Zeit schneller verginge, dann müsste das für alle Astronauten im Raumschiff der Fall sein, welche sich hinter der Lichtquelle befinden. Wenn nun die Lichtquelle in der Mitte des Raumschiffs angebracht wäre, dann wären ein paar Astronauten vor der Lichtquelle und ein paar dahinter. Damit würden die hinteren viel schneller altern, obwohl sie keine Relativgeschwindigkeit haben. Raum und Zeit wären dann allein durch die Lichtquelle bestimmt. Wäre bestimmt ein lustiges Universum (nicht ernst nehmen).
Nun das Problem ist, dass du die Situation nicht umkehren darfst. Die spezielle Situation, die in deinem Lehrbuch beschrieben wird, wird eben genau so ausgelegt, dass sie in dieser Form eine Antwort geben kann über Zeitdilatation und Lorentzkontraktion. Du kannst jedoch nicht sagen, dass du an dieser Situation herumschrauben kannst - eine andere Form annehmen kannst - und sie dann noch immer über Raum und Zeit bestimmen lassen. Die Antwort auf das Problem, ist wieder die gleiche, die du dir selber oben schon gegeben hast. Wähle einen Punkt vor dem Raumschiff - und es ist einleuchtend, dass bei konstanter Lichtgeschwindigkeit Lorentzkontraktion oder Zeitdilatation auftritt. Das Gedankenexperiment sagt nämlich nur etwas über diese zwei Phänomene aus, wenn du es so auslegst, wie das in deinen Lehrbüchern getan wurde - und nicht umgekehrt.
Dennoch ist dein Gedankenexperiment nicht ganz unbedeutend. Was es zeigt, ist dass "Gleichzeitigkeit" vom Bezugssystem abhängt, da man eben Zeit braucht, um Raum zu durchlaufen (was eben höchstens mit c geschehen kann!!). |
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Nadi
Gast
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| Nadi Verfasst am: 19. Feb 2012 14:23 Titel: Versteh es leider noch immer nicht... |
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Danke für die Antworten!
Leider versteh ich es einfach nicht. Wenn die Beispiele aus meinen Bücher nur zur Veranschaulichung da sind und nicht umgekehrt werden dürfen, dann sind sie im Grunde wertlos, weil sie dann eben nicht die Wirklichkeit abbilden. Die Natur löst die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit offenbar auf andere Weise, die wir nicht im Stande sind zu verstehen.
@Pueggel - du schreibst: "Wähle einen Punkt vor dem Raumschiff - und es ist einleuchtend, dass bei konstanter Lichtgeschwindigkeit Lorentzkontraktion oder Zeitdilatation auftritt."
Ich weiß nicht wie du das meinst. Ich hab hier ganz klar eine Situation (Licht gegen die Fahrtrichtung), die eine Längenexpansion und Zeitstauchung verlangt. Ich wüsste nicht wie ich das Beispiel umformulieren kann um eine Zeitdehnung und Längenkontraktion zu erhalten.
LG
Nadine[/quote] |
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Pueggel
Anmeldungsdatum: 13.02.2012
Beiträge: 44
Wohnort: Schweiz
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| Pueggel Verfasst am: 19. Feb 2012 16:05 Titel: |
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du hast natürlich recht, ich habe dir auch noch keine vollständige Antwort beschert. Lass mich noch ein bisschen knobeln. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5063
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| DrStupid Verfasst am: 20. Feb 2012 18:24 Titel: Re: Relativitätstheorie - Gravierende Verständnisschwierigke |
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| Nadi hat Folgendes geschrieben: | | Wenn nicht gerade wieder die Lichtuhr herhalten muss, wird die Zeitdilatation und Längenkontraktion so (bzw. sinngemäß in vielen Variationen) erklärt: Ein Raumschiff bewegt sich mit 0,5c und schaltet eine Lichtquelle am hinteren Ende ein, sodass der Lichtsstrahl quasi dem Raumschiff hinterhereilt, d.h. im klassischen Sinn eine längere Strecke zurücklegen muss bzw. länger braucht um das vordere Ende des Raumschiffes zu erreichen. Um eine konstante Lichtgeschwindigkeit zu gewährleisten, wird also gesagt, dass sich das Raumschiff verkürzen muss bzw. die Zeit langsamer vergeht. |
Könntest Du so ein Beispiel mal im Detail wiedergeben, damit wir wissen, wie das konkret gemacht wurde? Mit einer sinngemäßen Beschreibung lässt sich nicht beurteilen, ob das Vorgehen zulässig ist.
| Nadi hat Folgendes geschrieben: | | Fliegt nämlich das Raumschiff dem Lichtsstrahl entgegen, d.h. wird eine Lichtquelle vorne aufgedreht, dann müsste die Zeit schneller vergehen und die Länge des Raumschiffes müsste sich dehnen, damit man c konstant hält. |
Ganz und gar nicht. Auch in diesem Fall wird das Raumschiff verkürzt und seine Uhren verlangsamt. Darüber hinaus ist in beiden Fällen noch die Relativität der Gleichzeitigkeit beteiligt. Das kann man mit der Lorentz-Transformation alles recht einfach nachrechnen. Mehr als die Grundrechenarten braucht man dafür nicht.
| Nadi hat Folgendes geschrieben: | | Und nein: Bitte keine Formeln als "Erklärung" und keine Lichtuhren*. |
Ohne Formeln geht es nicht. Dass man das Problem nicht intuitiv lösen kann, hast Du ja erlebt. Dafür ist die RT zu weit von der Alltagserfahrung entfernt. |
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