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Der Astronaut
Anmeldungsdatum: 21.02.2022
Beiträge: 1
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 Der Astronaut Verfasst am: 21. Feb 2022 08:35 Titel: Längenkontraktion bei Lichtgeschwindigkeit |
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Meine Frage:
Hallo,
ich habe eine Frage zu der beschriebenen Physik in dem Buch "Der Austronaut". Kurz am rand, Tolles Buch kann ich nur empfehlen, wenn man auf Technik steht.
In dem Buch (ACHTUNG SPOILER) trifft der Protagonist auf einen Außerirdischen der keine Vorstellung von der Relativitätstheorie hat.
Dieser Außerirdische dachte, er könne immer weiter beschleunigen ohne Begrenzung. Das hat er auch gemacht. Nun wunderte er sich auf seiner reise zwischen den Sternen das, die Entfernung zum Ziel Stern zu nimmt.
Begründet wird es mit der Relativitätstheorie, mich lässt diese Auswirkung allerdings nicht so einfach los und ich verstehe sie nicht.
könnte mir das bitte jemand erklären, oder stimmt die Ausage einfach nicht und der Autor irrt sich?
Meine Ideen:
Mir ist klar das es in der Relativitätstheorie Inertialsysteme gibt. Es gibt eine Verzerrung von der Raumzeit. Desto schneller man sich bewegt, desto kleiner scheint man zu sein. Kenne auch die aufgabe mit den zwei Garagentoren, zur genüge gerechnet.
Theoretisch könnte ich jetzt ja annehmen, das die Rackete steht (Inertialsystem A) und das Universum sich bewegt (Intertialsystem B). Aber müsste das Universum dann nicht kleiner werden und nicht größer? |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 21. Feb 2022 09:25 Titel: Re: Längenkontraktion bei Lichtgeschwindigkeit |
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| Der Astronaut hat Folgendes geschrieben: | | Mir ist klar das es in der Relativitätstheorie Inertialsysteme gibt. |
Wenn der Außerirdische beschleunigt, dann ruht er nicht die ganze Zeit im selben Inertialsystem. Die scheinbare Vergrößerung der Entfernung zum Ziel ist ein Artefakt aus dem ständigen Wechsel zwischen tangential mitbewegten Inertialsystemen. Das führt zwangsläufig zu der Frage, wie der Außerirdische das wissen kann, ohne eine Vorstellung von der Relativitätstheorie zu haben. Praktisch beobachten kann man das nämlich nicht. Offenbar ist er nicht ganz aufrichtig. |
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Ich
Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 913
Wohnort: Mintraching
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| Ich Verfasst am: 21. Feb 2022 11:50 Titel: Re: Längenkontraktion bei Lichtgeschwindigkeit |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Der Astronaut hat Folgendes geschrieben: | | Mir ist klar das es in der Relativitätstheorie Inertialsysteme gibt. |
Praktisch beobachten kann man das nämlich nicht. Offenbar ist er nicht ganz aufrichtig. |
Das ist sehr wohl beobachtbar, nennt sich stellare Aberration. Hier eine Illustration (Punkt 6).
Was passiert: In einem Bezugssystem, das sich auf den Stern zubewegt, ist der momentane Abstand zu diesem tatsächlich kleiner (Längenkontraktion). Das Ereignis, von dem das Licht stammt, das man sieht, liegt aber weiter in der Vergangenheit und ist weiter weg. Daher der optische Effekt, dass der Stern weiter weg erscheint.
Ein kleines bisschen anschaulicher vielleicht: In dem neuen Bezugssystem kommt der Stern auf den Astronauten zu. Er mag jetzt zwar etwas näher sein. Aber als er das Licht aussendete, das man jetzt sieht, war er noch deutlich weiter weg. |
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Der Astronaut2
Gast
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| Der Astronaut2 Verfasst am: 21. Feb 2022 12:11 Titel: |
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sorry, so ganz klar ist mir das immer noch nicht... |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 21. Feb 2022 12:36 Titel: Re: Längenkontraktion bei Lichtgeschwindigkeit |
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| Ich hat Folgendes geschrieben: | | Das ist sehr wohl beobachtbar, nennt sich stellare Aberration. Hier eine Illustration (Punkt 6). |
Da kann ich nicht erkennen, wie der Außerirdische die Vergrößerung der Entfernung messen kann. Dass er bei hohen Relativgeschwindgkeiten der Parallaxe nicht trauen darf, weiß er auch ohne Relativitätstheorie. Deshalb wird er nicht auf die Idee kommen, aus der Verringerung der scheinbaren Abstände zwischen den Sternen in Flugrichtung auf eine Vergrößerung ihrer Entferung zu schließen. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 21. Feb 2022 13:57 Titel: |
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| Der Astronaut2 hat Folgendes geschrieben: | | sorry, so ganz klar ist mir das immer noch nicht... |
Wie Du oben richtig schreibst, führt die Relativgeschwindigkeit zwischen zwei Inertialsystemen zu einer Längenkontraktion in Flugrichtung. Wenn das Raumschiff aber beschleunigt, ruht es nicht ständig im selben Inertialsystem. Wenn man das Ganze trotzdem mit Inertialsystemen beschreiben will, dann muss man fortlaufend zwischen verschiedenen Inertialsystemen wechseln. Damit ändert sich auch die Längenkontraktion kontinuierlich. Sie kann also je nach Beschleunigung größer oder kleiner werden. Unter bestimmten Bedingungen (z.B. wenn das Raumschiff schnell auf das Ziel zu fliegt und dabei stark abbremst), kann das dazu führen, dass die Entfernung durch die kleiner werdende Längenkontraktion schneller zunimmt, als sie durch die Bewegung in Richtung Ziel abnimmt. Diesen Effekt kann man aber nicht direkt beobachten. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18079
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| TomS Verfasst am: 21. Feb 2022 14:50 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Unter bestimmten Bedingungen (z.B. wenn das Raumschiff schnell auf das Ziel zu fliegt und dabei stark abbremst), kann das dazu führen, dass die Entfernung durch die kleiner werdende Längenkontraktion schneller zunimmt, als sie durch die Bewegung in Richtung Ziel abnimmt. |
Kannst du das mal etwas näher ausführen?
Ich stelle mir ein Raumschiff 2 vor, das von einem ruhenden Beobachter 1 bei
 = (ct, 0))
beobachtet wird und aus Sicht von 1 die Weltlinie
 = (ct, x_0 - s_2(t) ))
mit Geschwindigkeit
 = - \frac{ds_2(t)}{dt})
hat.
Nun berechnest du die Position von 1 aus Sicht von 2 im momentan mit 2 mitbewegten Inertialsystem, richtig?
_________________
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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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 21. Feb 2022 15:56 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Nun berechnest du die Position von 1 aus Sicht von 2 im momentan mit 2 mitbewegten Inertialsystem, richtig? |
Ja, genau. Der Abstand ist dann um den Faktor
verkürzt. Wenn das Raumschiff jetzt z.B. schlagartig auf Null abbremsen würde, dann hätte er wieder die volle Länge. |
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Ich
Anmeldungsdatum: 11.05.2006
Beiträge: 913
Wohnort: Mintraching
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| Ich Verfasst am: 22. Feb 2022 08:44 Titel: |
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| Der Astronaut2 hat Folgendes geschrieben: | | sorry, so ganz klar ist mir das immer noch nicht... |
Ich zitiere aus dem Link:
"As she moves faster, it will seem that she is moving backwards at first, but this is not the case - her field of view is actually becoming wider."
DrStupids Einlassungen haben mit ziemlicher Sicherheit nichts mit dem zu tun, was in dem Buch beschrieben wird. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 22. Feb 2022 09:15 Titel: |
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| Ich hat Folgendes geschrieben: | | Der Astronaut2 hat Folgendes geschrieben: | | sorry, so ganz klar ist mir das immer noch nicht... |
Ich zitiere aus dem Link: [...] |
Hier geht es nicht um Deinen Link, sondern um das oben genannte Buch. Da ist von einem Außerirdischen die Rede, der aus Unkenntnis der RT glaubt, rückwärts zu fliegen. Das hat mit ziemlicher Sicherheit nichts mit dem zu tun, was in Deinem Link beschrieben wird, weil es einen sehr ähnlichen Effekt auch ohne RT gib (vorausgesetzt der Autor wusste wovon er spricht). |
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