SRT: Gleichzeitigkeit/ Lichtlaufzeit

Schrödingers Katze · Anmeldungsdatum: 10.07.2005 Beiträge: 695 Wohnort: Leipzig

Hallo,

ich halte mal wieder ein Büchlein zu Einstein & Co. in den Händen und bin da mal wieder an was (ganz einfachem?) hängen geblieben, dass ich mir leider nicht sicher genug erklären kann, weil ich schon lange nichts mehr damit "zu tun" hatte (na ja, SRT in der Schule...).

Also jedenfalls, das klassische Beispiel:

[...]
Gedankenexperiment:
Ein Beobachter stehe an einem Bahndamm, an dem ein Zug mit sehr hoher Geschwindigkeit vorbeifährt. In dem Zug ist genau in der Mitte ein Schaffner ... zur Zeit, wo sie sich auf gleicher Höhe befinden, schlagen vorn und hinten zwei Blitze ein.
Beobachter am Bahndamm sieht Blitze gleichzeitig wegen gleicher Laufzeiten.
[...]
"Genau in der Mitte des Zuges befinde sich der Schaffner, dem es ebenfalls möglich ist, die Blitze zu sehen. Was beobachtet er? Da er sich während der Laufzeit der Blitze weiter vorwärts bewegt, nähert er sich dem Blitz, der ihm von der Lokomotive her entgegen kommt, verkürzt also dessen Laufstrecke bis zu ihm. Da er sich vom Blitz, der am Ort des hinteren Zugendes eigeschlagen hat, entfernt, verlängert sich dessen laufstrecke zum Schaffner. Beide Blitze laufen nach Einstein mit konstanter Lichtgeschwindigkeit c. Befragt der Schaffner also Einstein, sieht er den Blitz von der Lokomotive eher als den vom Zugende. Nach der [SRT] Einsteins sind also für den Bewegten Bobachter, den Schaffner, tatsächlich beide Blitze nacheinander eingeschalgen. Gleichzeitig oder nacheinander - was stimmt nun?" [...]

Tja, meiner Meinung nach stimmt da nämlich gar nichts. "Laufstrecke verkürzen"? - Das hört sich ja gefährlich von einer Relativgeschwindigkeit abweichend von c an - und gerade das hat Einstein doch "verboten", oder irre ich vollkommen?
Ich könnte da darübereinkommen, das der Boabachter (!) die Blitze BEIM Schaffner unterschiedlich ankommen SIEHT, aber der Schaffner selbst sieht sie gleichzeitig. Die Blitze finden doch in beiden IS gleichberechtigt statt?! Der Text verstößt gegen die Gleichberechtigung der ISe und der Umkehrbarkeit der Standpunkte.

Das was der Text aussagt, ist genau das, was Newton gesagt hätte, aber nicht Einstein; und das in einem Buch der DPG. Was mich aber davon abhält das als Falsch abzustempeln ist der Fakt, dass anhand dieses Beispiels noch zwei Seiten weiter über Gleichzeitigkeit argumentiert wird.

Kann mir jemand auf die Sprünge helfen?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Hast du die Problemstellung wörtlich zitiert? Für folgende Aussage:

Schrödingers Katze · Anmeldungsdatum: 10.07.2005 Beiträge: 695 Wohnort: Leipzig

Ja, wörtlich steht da: "In dem Moment, in dem das vordere und hintere Zugende vom Beobachter gleichweit ...".

Also soll die "Gleichzeitigkeit" sich erstmal auf den Bahndamm beziehen. Da der Schaffner aber "genau in der Mitte des Zuges" ist, verleitet das mich zur Annahme, dass beim Einschlagszeitpunkt beide auf gleicher Höhe sind. Allerdings muss ich zugeben, dass das nicht wörtlich da steht, lediglich eine Skizze zeigt das.

Im Prinzip würde es mir reichen, wenn ich wüsste, was denn sein würde, wenn beide tatsächlich zum Einschlagszeitpunkt (für den Beobachter) auf gleicher Höhe wären. Weil dann hätte das Licht (im jeweiligen IS) die gleiche Entfernung zu den beiden Bobachtern zurückzulegen.
Etwas anderes hätte irgendwie auch keinen Sinn, da beide in der Mitte sind.

Mich verwirrt, dass so argumentiert wird, als müsse das Licht hinten die Strecke

im Zug zurücklegen, sodass die Relativgeschwindigkeit c_r=c-v entstünde. Das mag von draußen ja auch gerne so aussehen, aber drinnen wegen der anders ablaufenden Zeit doch nicht, oder?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Sorry, dass ich immer noch nicht auf deine Argumente zur Diskussion der Situation eingehe. Du machst mich immer neugieriger auf die exakte komplette Originalbeschreibung der Situation, die in dem Gedankenexperiment vorliegen soll. Ich habe das Gefühl, bevor ich die nicht kenne, kann ich nur vage herumspekulieren.

Schrödingers Katze · Anmeldungsdatum: 10.07.2005 Beiträge: 695 Wohnort: Leipzig

Hochqualitatives gif.
Na ja, wird wenigstens die Copyrightverletzung schwerer nachweisbar smile

Ob Du da nun mehr siehst...

Trotzdem erstmal Danke.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich glaube, ich bin mit dir einverstanden, dass die Argumentation des Buches nicht den Punkt trifft, den es eigentlich erklären will. (Insbesondere, falls auf den Folgeseiten nicht ganz sauber zwischen Laufzeiteffekten und relativistischen Effekten unterschieden werden sollte.)

Es versucht zu sagen: In der Relativitätstheorie hängt es vom Bezugssystem ab, ob sich zwei Ereignisse gleichzeitig ereignen oder nicht.

Aber das Beispiel veranschaulicht zunächst nur den Laufzeiteffekt. Der stehende Beobachter sieht die beiden Blitze gleichzeitig bei sich eintreffen, und der Schaffner sieht den vorderen Blitz früher bei sich eintreffen als den hinteren. (Zu dieser Aussage käme man ebenfalls, wenn es sich einfach nur ganz klassisch um den Knall zweier Pistolenschüsse handelte anstelle des Lichtes der Blitze.)

Interessant wird es erst dann, wenn man anfängt, den Beobachter und den Schaffner zu fragen, ob die beiden Blitze gleichzeitig eingeschlagen haben. Denn dann müssen die beiden anfangen, die Laufzeiten zu berechnen und daraus auf die Einschlagzeitpunkte der beiden Blitze zu schließen.

Der stehende Beobachter misst, dass die beiden Blitze gleichzeitig bei ihm eingetroffen sind, und dass die Einschlagsorte beide um die Länge

von ihm entfernt sind. Er schließt daraus, dass die beiden Blitze gleichzeitig eingeschlagen haben.

Der Schaffner misst, dass die beiden Blitze im Zeitabstand

bei ihm eingetroffen sind, dass sich der Bahndamm mit einer Geschwindigkeit

relativ zu ihm bewegt und dass der Abstand zwischen den beiden Einschlagsorten

ist. Wenn er nun mithilfe der Lichtgeschwindigkeit daraus berechnet, wann die beiden Blitze eingeschlagen haben, dann --- und jetzt erst kommt der Punkt mit der Nicht-Gleichzeitigkeit von Ereignissen! --- wird er zu dem Ergebnis kommen, dass die beiden Blitze zu unterschiedlichen Zeitpunkten eingeschlagen haben.

Schrödingers Katze · Anmeldungsdatum: 10.07.2005 Beiträge: 695 Wohnort: Leipzig

Nun verhält sich Licht doch aber nicht wie eine Pistolenkugel, sodass ich sogar soweit gehen würde zu sagen, auch der Schaffner sieht die Blitze bei sich gleichzeitig eintreffen und darf daraus getrost folgern, die Einschläge hätten gleichzeitig stattgefunden, denn auch er steht ja in der Mitte.
Unterschiedliches Eintreffen beißt sich doch mit der "Kernaussage" der SRT, nämlich dass das Licht von jedem Beobachter immer mit c wahrgenommen wird, ob die Quelle nun bewegt ist oder nicht. Und gerade hier ist ja der Irrsinn: Würden die Blitze nicht auf denm Gleis, sondern an dem Zug einschlagen, würde hier dann andersrum argumentiert werden?
Oder soll das heißen, der Schaffner ist dumm, denkt die Quellen stünden still im Gegensatz zu ihm, und folgert aus der Gleichzeitigkeit der Signale eine Ungleichzeitigkeit derer Ursachen?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Schrödingers Katze · Anmeldungsdatum: 10.07.2005 Beiträge: 695 Wohnort: Leipzig

Mmh, hab die Artikel zur Gleichzeitigkeit in Wiki nochmal durchgelesen.

Beide Beobachter müssen ja dasselbe Ereignis angucken, und so wie du denkst, tun sie das auch und deshalb verstehe ich auch, warum du mich nicht so recht verstanden hast.
Also hab ich das nicht ganz verstanden und verstehe jetzt das was du meinst, auch wenn ich jetzt nicht mehr verstehe was ich daran vorhin nicht verstanden habe und das was ich da gedacht habe macht jetzt keinen Sinn mehr smile

Also was ich gedacht habe war sowas wie 'was wäre wenn beide Beobachter es gleichzeitig sähen', und das wären dann 2 (4) separate Ereignisse. Ulkig.

Ich war von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit dazu verleitet anzunehmen, dass (Licht-)Ereignisse auch gleichzeitig in ALLEN Inertialsystemen stattfinden müssten, aber scheinbar tun sie das nicht.

Na gut, Schule und SRT, das ist halt zuwenig. Nur gut dass es nicht Teil meines Pflichtstudiums sein wird. Ob ich die Zusatzkurse wohl besuchen werde...