Frage zur Relativitätstheorie

Marco3104 · Anmeldungsdatum: 04.12.2012 Beiträge: 4

Meine Frage:
Ich habe ein frage zur Relativitätstheorie speziell zu Zeitdilatation. Ich habe schon verstanden, dass wenn ich mit nahezu lichtgeschwindigkeit an z.B. der Erde vorbeifliege eine verlangsamung der Zeit vorfinde ( auf der Erde) genauso anders herum. Aber stellen wir uns mal vor: Ich fliege mit meinem Raumschiff mit nahezu Lichtgeschwindigkeit um die Erde in einer Kreisban und beobachte sie dabei ununterbrochen. Ich finde eine verlangsamung der zeit auf der erde auf. Whärenddessen schaue ich auf meine Uhr, diese läuft ( für mich ) Normalschnell. Ich beobachte nun die erde ein ganzes Jahr lang ( ein Jahr lang auf meiner Uhr im Raumschiff gesehen). Nach meiner auffassung müsste also die uhr auf der erde noch nicht ein Jahr anzeigen, da die Zeit auf der Erde ja langsamer lauft als im Raumschiff.
Wie kann es aber dann sein das wenn ich mich 1 Jahr lang mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewege, dass Alles auf der Erde Schneller gealtert ist als Ich ?
Schließlich ging von mir aus gesehen die Zeit auf der Erde langsamer und nicht die im Raumschiff.

Meine Ideen:
Ich habe mir darunter noch keine klare logische erklärung vorstellen können. Nur eine halblogische antwort:
Ich bewege mich mit Nahezu Lichtgeschwindigkeit 1 " Raumschiffjahr".
Auf der erde Älter in dieser Zeit alles um 20 " Erdenjahre".
Alle auf der erde Nehmen aber mein Raumschiffjahr als 20 Jahre war.
Aber wenn ich aus meinem Raumschiff die erde beobachte, dann düfte nach meiner theorie nur weniger als ein Jahr auf der erde Vergangen sein.
Ich bitte um eine lösung. Danke

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Hier wird von mir ähnliches Problem beschrieben.
http://www.physikerboard.de/topic,30955,-relativitaet-der-gleichzeitigkeit.html
Um Faktor 20 zu erreichen, muss deine Geschwindigkeit 0,99875c betragen.
Auf der Erde werden 20 Jahre vergehen aber im deinen Raumschiff gerade 1 Jahr.
Die Verlangsamung der Zeit auf der Erde findet für dich nur dann statt wenn du dich von der Erde entfernst, tust du aber nicht. Wenn du die Erde im Abstand R =3,179 LJ umkreist , registrierst du Beschleunigung der Erdenzeit um Faktor 20 weil in Bewegungsrichtung die Raumausdehnung schrumpft, nicht aber in die Querrichtung wo sich die Erde befindet, also verläuft die Zeit auf der Erde aus deiner Sicht 20 mal schneller. Die zurückgelegte Strecke beträgt für dich 1/20 von 2*Pi*R und ist 19,975/20 =0,99875 LJ. Genau nach einem Jahr hast du die Startposition erreicht und hast die ganze Zeit konstante künstliche Gravitation erlebt.

Aus Sicht der Erde hast du 20 Jahre gebraucht um die Erde umrunden. Entfernung zum Raumschiff 3,179 LJ, Umkreis 19,975LJ .Die Zeitabläufe auf dem Raumschiff verlangsamen sich im Bezugsystem der Erde, da das Raumschiff sich flott bewegt und der Raum(in beliebige Richtung) aus Sicht der Erde keine Verzehrung erfahren hat.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18205

Ich habe das hier sehr ausführlich vorgerechnet

http://www.physikerboard.de/topic,27713,-relativitaetstheorie%2C-zeitdilatation%3F%3F.html

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Eine Frage habe ich noch. Wie soll man Beschleunigung a = v²/R errechen, die im Bezugsystem Raumschiff auf Raumschiff selbst wirkt? Zwar ändert sich Radius R nicht, aber die Krümmung entlang der Raumschif fliegt wird extrem hoch(U < R). Soll man doch mit neuem Umfang u = 2*Pi*r rechnen?
Also ist die Beschleunigung um einiges höher: a = v²/r
Ist dann die künstliche Schwerkraft im Raumschiff etwa angeneme 1/3 der Schwerkraft der Erde oder so gewaltig, dass man auf die Dauer Gesundheitsprobleme bekommen wird?

Ich habe versucht eine Analogie zu der Raumkontraktion darzustellen, da werden wahrscheinlich die Beschleunigungen anders gerechnet.
r = 0, wenn R=h und v = c ist, also nie.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18205

Die Beschleunigung ist für die Berechnung der Zeitdilatation nicht notwendig

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18205

Schau mal unter "Viererbeschleunigung" nach; aber wie gesagt, für die Zeitdilatation ist das irrelevant, daher sollten wir das ggf. in einem anderen Thread erörtern

Marco3104 · Anmeldungsdatum: 04.12.2012 Beiträge: 4

Ich habe da noch eine frage. Wenn ich in meinem raumschiff mit fast c um die erde kreise z.B. im abstand wie der mond, dann finde ich eine beschleunigung der Zeit auf der erde auf. Wenn ich aber jetzt von der erde weg fiege dann finde ich eine verlangsamung vor und wenn ich mit fast c auf die erde zufliege dann ist die beschleunigung noch höher. Ist das richtig oder hab ich da was falsch verstanden.?

Am anfang hab ich mich wohl falsch vorgestellt. Ich besuche die 10 klasse einer Realschule und interresiere mich sehr für physik. Ich wollte nun herausfinden was hinter der relativitätsteorie steckt. Ich habs mir so halbwegs Übers internet beigebracht, ich verstehe aber einige dinge nicht richtig. Und werde noch des öftern nachfragn.

z.B. will ich noch fragen: Wenn ich mich bewege und etwas anderes das sich relativ zu mir bewegt beobachte ( ich bewege mich mit fast c und das beobachtete objekt mit z.b. 1000kmh) dann ist diesen objekt aus meiner sicht in zeitlupe und seine masse genau wie meine hat zugenommen. Im unkerschluss heist dass also wenn ich mich schneller bewege dann nimmt jade masse zu ( meine masse die des beobachteten objektes die von z.b. der sonne ... ) oder verstehe ich das vollkommen nich?

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Du stellst viele Fragen.
Den Zeitablauf auf der Erde kannst du nicht beeinflussen in dem du wegfliegst oder der Erde mit relativistischer Geschwindigkeit näherst. Einverstanden?

Die Zeitverlangsamung auf der Erde für den Raumfahrer welcher sich von der Erde entfernt findet nur statt, weil die Lichtgeschwindigkeit begrenzt ist. Wenn der Raumfahrer auf die Erde zufliegt, findet für ihn eine Zeitbeschleunigung auf der Erde statt(er kommt Licht und Radiosignalen entgegen und nimmt beschleunigt, wie im einem Zeittrafo, die Entwicklung auf der Erde statt).
Aber die Erde und ihre Zeitabläufe haben sich niemals verändert!
Was sich verändert hat ist die Eigenzeit des Raumfahrers. Diese Veränderung ist nur auf der Erde festzustellen. Der Raumfahrer hat während seine Reise umso weniger gealtert, je höher seine Geschwindigkeit war und je länger oder weiter er geflogen ist.

Übrigens wenn der Raumfahrer sich der Erde nähert, altert er aus Erdensicht schneller, aber da seine Zeitverlangsamung so gewaltig war, während er von der Erde wegflog, findet keine Kompensierung statt und er kommt jünger als sein hypothetischer Zwillingsbruder.
Wenn du Lust hast, sehe dir meine Grafiken an wo ich zwei Zeitachsen zu 90° gezeichnet habe und die Zeitverläufe aus der Sicht der Erde oder aus Sicht des Raumfahrers beschreibe.
http://www.physikerboard.de/htopic,27939,raumschiff.html
45° Linie – beide Systeme Erde –Raumfahrer ruhen zu einander, ihre Zeitabläufe sind synchron.
Weicht die Linie von 45° haben wir entweder eine Zeitverlangsamung oder Zeitbeschleunigung,
jetzt kommt es auf die Länge der geneigten Linie. Zeitbeschleunigung rechnet sich raus, es bleibt eine Zeitverlangsamung für den Raumfahrer, bezogen auf den Erdenzeitablauf.

Jetzt zu Massen. Diese kann man so wenig ändern wie wenig wir Zeitablauf auf der Erde ändern können. Zwar erhöht der Raumfahrer seine Geschwindigkeit, aber seine Massenzunahme spürt er nicht. Nur für die Beobachter die eine relative Geschwindigkeit zum Raumfahrer haben, ändert sich seine (des Raumfahrers) Masse, bei einer Kollision spürt man diese Zunahme da kinetische Energie so gespeichert wird. Beispiel. Die Erde rotiert mit 30 km/s um die Sonne, die Sonne hat an die 280km/sek in unserer Galaxie s. Milchstraßensystem http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnensystem
Was merken wir davon? Nix. Es gibt eben keinen absoluten Geschwindigkeiten.

P.S. Falls jemand zu Recht behaupten wird, dass die Effekte der Relativitätstheorie nur ab Geschwindigkeiten mit ca. 10% der Lichtgeschwindigkeit sich bemerkbar machen und 280 km ist nur ein Bruchteil von 30 000 km/sek, dann kann ich nur sagen das unsere Messmethoden auch nicht von schlechten Eltern sind. Aber das ist
im Prinzip egal ob man sich gleichmäßig mit 1 m/s oder mit 0,99c
bewegt, die Massezunahme ist nicht festzustellen weil die Zeit um gleichen Faktor sich verlangsamt.

Marco3104 · Anmeldungsdatum: 04.12.2012 Beiträge: 4

Ich hab mich evtl. unverständlich ausgedrückt.
1. Mit der zeit beschleunigung bsw. verlangsamung hab ich nur gemeint das wenn man sich von der erde keinen einzigen meter wegbewegt aber trotzdem mit 0.99 % von c um sie kreist z.B. wie der Mond. Dann müsste man ja auf der erde eine Beschleunigung der zeit bedrachten. Das heißt aber jetzt nicht das auf der erde die zeit beschleunigt ist. Nur in meinen Augen ist das so ( da ich mich ja eigentlich in zeitlupe bewege, aber davon nix merke).
2. Mit der Massenzunahme hab ich nur gemeint, dass wenn ich mich mit hoher geschwindigkeit bewege ich in einem ruhendem System alle bewegungen in zeitpule sehe ( das ist ja eig nicht so, nur genau wie oben beschrieben). Wenn jetzt z.B. genau indem moment ein Asteroid auf z.B. dem Mars einschlägt, dann würde ich ja das ganze geschehen in zeitlupe bedrachten. Der asteroid scheint dann ( aus meiner sicht ) nur sehr langsam den planeten zu berühren ( da er sich ja in Zeitlupe beweget), die schäden sind aber gleich wie wenn er sich normalschnell bewegt. Dann muss ja logischer weiße in der " zeitlupe " seine masse zugenommen haben, aber dann ist das ja nicht nur so beim asteroiden so sondern alles was ich so aus meinem kleinen fenster sehen kann oder nicht ?

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Zum 1. Ja, wenn du mit v =0,99c um die Erde kreist, erscheint dir alles auf deer Erde 7 mal schneller, im Zetrafo.
Zum 2. Habe ich richtig verstanden, diesmal soll ein Meteorit den Mars
mit 0,99c treffen? Und warum und für wen soll dann eine Verlangammung(Zeitlupe) der Zeit stattfinden?

P.S. Eine Zeitlupe: wenn alle Bewegungen langsamer stattfinden, z.B. für Erdbewohner die das Leben des Raumschiffs beobachten, bedeutet das diese Erdlinge eine Woche lang einen Raumschifftag beobachten werden(v = 0,99c).

P.P.S. Die brachiale Zerstörungskraft in der Zeitlupe muss mit Masenzunahme zusammenhängen, so dass die freiwerdende Kraft für alle Beobachter nachfollziebar ist. So werden Gegenstände die für einen Beobachter gewaltige Massenzunahmen erleben nicht schneller zu einander angezogen, da alles in der Zeitlupe stattfindet.

Marco3104 · Anmeldungsdatum: 04.12.2012 Beiträge: 4

Gut ist das mit er zeitdilatation für mich vorerst geklärt.
Nur nur noch das mit dem Meteoriten.

Also, stellen wir uns vor wir fliegen mit 0.99c am jupiter vorbei. Währenddessen fällt ein meteorit mit k.a. 30 k/s ( weiß nich ob das stimmt, ist aber ja eigentlich egal) auf den jupiter. Ich sehe den Meteoriten sehr langsam fallen, wie in zeitlupe, da ich mich mit 0.99 c schnell bewege. Aus meiner sicht fällt der meteorid sehr langsam ---> er hat haber die selbe zerstörungskraft, als wenn ich ihn mit normalergeschwindigkeit sehen würde ( er bewegt sich nach wie vor mit 30 k/s nur aus meiner perspektive in zeitlupe, da ich mich mit 0.99 c bewege). Also muss er ja eine höhere masse haben also zuvor.
Grund ( alles aus meiner sicht und ich bewege mich an dem geschehen mit 0.99 c vorbei) : Der Meteorid bewegt sich sehr langsam. Hat aber die selbe zerstörungskraft, genau wie wenn ich ihn nicht in zeitlupe beobachten würde. Und die zerstörungskraft einen Meteoriden berechnet man ja auch der geschwindigkeit und seiner masse. Also muss eine Masse angewachsen sein, da er aus meiner sicht langsamer fällt. Wenn die geschwindigkeit langsamer ist dann musst die Masse größer als zuvor sein, damit man wieder die gleiche zerstörungskraft hat.

Schlussendlich hat das ja für mich eine bedeutung. ----> UMSO SCHNELLER ICH MICH BEWEGE UMSO HÖHER IST DIE MASSE ALLER GEGENSTÄNDE DIE ICH BEOBACHTE.
Oder nicht?

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723