Äthermessung durch Variante des Bell-Paradoxons?

[Jan]

Hallo allerseits,
ich hatte vor anderthalb Jahren mal auf der vergeblichen Suche nach Äther-Effekten durchgerechnet, wie sich das Bell-Paradoxon aus Sicht der LET darstellt. (Der Beitrag "Das Bell'sche Raumschiff-Paradox auf LET" auf der Seite http://www.relativ-kritisch.net/forum/viewtopic.php?t=1242&postdays=0&postorder=asc&start=60). Kurz gesagt, der Effekt (das Seil reißt) tritt unabhängig davon auf, ob a) die beiden Raumschiffe aus dem Äther heraus auf relativistische Geschwindigkeit beschleunigen oder b) von relativistischer Geschwindigkeit zurück ins Äther-Koordinatensystem abbremsen. Die Erklärung ist aber unterschiedlich: Beim Beschleunigen aus dem Äther auf relativistische Geschwindigkeit reißt das Seil, weil sich Raumschiffe und Seil tatsächlich kontrahieren. Beim Abbremsen von relativistischer Geschwindigkeit zurück ins Äther-Koordinatensystem reißt das Seil, weil die Schiffe im relativistischen Koordinatensystem notwendigerweise über falsch synchronisierte Uhren verfügen und damit das erste Schiff früher startet als das zweite. Diese zweite Erklärung ist praktisch identisch mit der allgemeinen SRT-Erklärung: sie geht immer davon aus, dass die Uhren der Raumschiffe, die die Beschleunigungssequenz koordinieren, aus Sicht des Ziel-Koordinatensystems eine Zeitabweichung aufweisen (http://de.wikipedia.org/wiki/Bellsches_Raumschiffparadoxon)

Aus heiterem Himmel fiel mir nun vor einigen Wochen eine Variante des Bell-Paradoxons ein, die die Synchronisationsproblematik beheben würde. Auch nach umfangreichem Nachdenken kann ich keinen prinzipiellen Denkfehler erkennen und möchte Euch daher die Variante zur Begutachtung vorlegen.

Die Idee ist: man nimmt zwei Raumschiffe, von denen eins "Heckantrieb" und das andere "Frontantrieb" hat, ansonsten aber identisch sind. Dann ordnen sich die beiden Raumschiffe so an, dass die Antriebe parallel liegen; die Uhren in den Antrieben zur Durchführung der Beschleunigungssequenz werden synchronisiert, danach wird eine Beschleunigungssequenz von relativistischem Betrag (z.B. +200.000 km/s) durchgeführt. Der Unterschied zum normalen Bell-Paradoxon liegt darin, dass die Synchronisation der Uhren diesmal auch aus Sicht des Ziel-Koordinatensystems korrekt ist, weil sie sich nebeneinander und damit im gleichen Raumzeitpunkt befunden haben.

Aus Sicht der LET kann jetzt das folgende Verhalten der Raumschiffe vorhergesagt werden.
a) Angenommen, die Raumschiffe befinden sich vor dem Start im Äther-Koordinatensystem. Die Uhren werden synchronisiert, die Raumschiffe starten zeitgleich und beschleunigen auf 200.000 km/s. Sie beenden die Beschleunigungssequenz, wenn sie eine vorgegebene, identische Menge an Antriebs-Energie verbraucht haben. Jetzt sollte das Folgende passieren: mit zunehmender relativistischer Geschwindigkeit kontrahieren die Schiffe, und zwar in Echt. Sie ziehen sich sozusagen zusammen, dies wird um den Masseschwerpunkt passieren. Deshalb wird der Frontantrieb in der Spitze des einen Raumschiffs zum Masseschwerpunkt "zurückgezogen", während der Heckantrieb zur Raumschiffmitte "herangezogen" wird:



Der Abstand zwischen den beiden Masseschwerpunkten der Raumschiffe (roter Fleck) bleibt (aus Sicht des Ätherkoordinatensystems) gleich.

b) Interessanterweise geht dieses Verfahren auch rückwärts. Die Raumschiffe drehen um, bringen die Antriebe auf die gleiche Höhe, synchronisieren die Uhren neu und führen einen negativen Beschleunigungsvorgang zurück ins Ätherkoordinatensystem durch. Der Abstand zwischen den Masseschwerpunkten der Schiffe bleibt wie gehabt identisch, aber diesmal dekontrahieren die Schiffe mit abnehmender Geschwindigkeit im Äther. Der Heckantrieb wird durch die Dekonktraktion vom Masseschwerpunkt "zurückgedrückt", dem Frontantrieb kommt die Ausdehnung bei seiner Zieh-Arbeit entgegen:



Mit dieser Methode kann aus Sicht der LET also der Äther gemessen werden. Wenn die Raumschiffe nach einer Beschleunigungsphase weiter auseinander liegen (Fall a), haben sie ihre Geschwindigkeit gegenüber dem Ätherkoordinatensystem erhöht; liegen sie näher zusammen, haben sie ihre Geschwindigkeit gegenüber dem Äther erniedrigt (Fall B). Eine gezielte Abfolge von Probeflügen würde es ermöglichen, die tatsächlichen Ätherkoordinaten im Rahmen der technisch zu verwirklichenden Genauigkeit (Hüstel ) zu bestimmen. Zumindest theoretisch.

Wenn man diesen Vorgang der SRT ans Bein binden könnte, dann wäre sie wiederlegt: dann wäre das Ergebnis einer Beschleunigungssequenz (Raumschiffe voneinander entfernt oder zusammengeschoben) davon abhängig, in welchem Koordinatensystem sich der Betrachter befindet - das wär in sich widersprüchlich. Das wird aber nicht passieren, aus folgendem Grund: Die SRT geht davon aus, dass die Längenkontraktion keine wirkliche, physikalisch wirksame Kontraktion ist, sondern ein Wahrnehmungsphänomen zwischen unterschiedlichen Koordinatensystemen. Das relativistisch bewegte Raumschiffpäärchen ist nicht wirklich kürzer geworden, es tut nur so. Insofern gibt es keinen Grund für die Antriebe, an den Massenschwerpunkt heranzurutschen oder von ihm weggedrückt zu werden. Aus Sicht der SRT würden die Antriebe bei beliebigen Beschleunigungen stets parallel zueinander bleiben. Aus Sicht eines Koordinatensystems, zu dem die Raumschiffe sich mit relativistischer Geschwindigkeit bewegen, würde das gesamte Ensemble der beiden Raumschiffe verkürzt aussehen, die Massenschwerpunkte würden an die Antriebe heranrutschen (im Prinzip so, wie es in Bild 3 aussieht).

Ich persönlich bin mir nicht mehr so sicher, dass die LET-Deutung recht hat. Immerhin stellt sie eine genauso schlüssige Interpretation der Lorentz-Transformation dar wie die SRT. Wäre halt schön, wenn man es empirisch ausprobieren könnte, wozu der Raumschiffbau aber noch um Einiges zulegen muss. Wichtig ist mir das Folgende: im Gegensatz zur bisherigen Auffassung gibt es im Rahmen der LET sehr wohl eine Möglichkeit, den postulierten Äther auch empirisch zu messen. Das alte Totschlagargument gilt also nicht mehr (wenn ich mich nicht mal wieder verhauen habe). Und es ist im Prinzip möglich, LET und SRT empirisch gegeneinander zu testen.

Viele Grüße allerseits
Jan

[Jan]

... Ich hatte von den Raumschiffen eine kleine Animation erstellt, die ich den Interessierten nicht vorenthalten möchte. Witzigerweise erzeugen die zusammenschrumpelnden bzw. sich ausdehnenden Raumschiffe eine sehr zwingende optische Wahrnehmung als sich drehende Raumschiffe.

http://www.psypol.de/Vault/Einstein/LET_AETHERMESSUNG.html

[FrankSpecht]

Moin, Jan,

[Jan]

Moin, Frank,
bei unbeschleunigten Bewegungen (ist ja der Normalfall in SRT und LET) berücksichtigt die LET alle Strecken genauso wie die SRT. Weil ja beide die gleiche Lorentz-Transformation benutzen. Da kommen (wie ich durch vielfältige Übungen lernen durfte) auch immer die gleichen Werte für alle Raumzeitpunkte raus. Nur die Interpretation ist anders. Die LET arbeitet mit einer "lokalen" Interpretation: wirklich korrekt sind die Strecken und Zeiten, die im Äther-Koordinatensystem gemessen werden. Objekte, die sich in diesem allgemeinen Koordinatensystem relativistisch bewegen, unterliegen spezifischen Verzerrungen: ihre Lokalzeit läuft tatsächlich langsamer, sie sind tatsächlich räumlich zusammengestaucht, und Uhren an unterschiedlichen Orten solcher Objekte unterliegen echten Synchronisationsfehlern. Allerdings, wie Lorentz entdeckte, scheinen für die schnell bewegten Objekte raumzeitliche Verhältnisse im Ätherkoordinatensystem in reziproker Weise verzerrt zu sein. Die SRT arbeitet mit einer globalen Interpretation der gleichen Werte: schnell zueinander bewegte Objekte verändern sich physikalisch überhaupt nicht, die relativistischen Effekte der Zeitdilatation, Kontraktion und Uhren-Desynchronisation treten global bei der Wahrnehmung zwischen verschiedenen Ebenen des Minkowski-Raums auf. Es handelt sich immer um Schein-Effekte. (Was es dann ein wenig unzufriedenstellend erscheinen läßt, wenn, wie im Zwillings-Paradoxon, auf einmal doch echte Zeitdilatationseffekte auftreten. Wobei ich verstanden habe, warum das so sein soll. Begeistert bin ich von der Erklärung aber nicht).

Bei meinem obigen Versuchsaufbau versuche ich, genau diese Unterschiede der Interpretation empirisch testbar zu machen (zumindest theoretisch). Wenn Raumschiffe tatsächlich kontrahieren, wenn sie aus dem Äther auf relativistische Geschwindigkeiten beschleunigen, dann sollten sie das um den Masseschwerpunkt machen. Im Prinzip haben wir in der Ausgangssituation zwei Massen, auf die gleichzeitig die identische Energie zur Beschleunigung angewandt wird. Also sollten sie nach Abschluss der Beschleunigung auch den gleichen Abstand zueinander haben. Wenn zwischendurch die Raumschiffe tatsächlich rund um den Massenschwerpunkt kontrahieren, dann sollte sich zwischen ihnen ein Abstand auftun.
Wenn Raumschiffe dagegen nicht tatsächlich kontrahieren, sondern nur der scheinbare Eindruck durch die Verzerrungen zwischen den Minkowski-Zeitscheiben entsteht (SRT), dann gibt es keinen Grund, dass sich zwischen ihnen ein Abstand auftuen sollte. Dann erscheint das ganze Raumschiff-Ensemble am Stück kontrahiert.

Übrigens: coole Webseiten!

Viele Grüße
Jan

[FrankSpecht]

Moin, Jan,

[Orbit]

Vor über drei Jahren wurde das Bell'sche Raumschiff-Paradoxon hier schon mal diskutiert:
http://www.astronews.com/forum/showthread.php?t=1314&highlight=Paradoxon

Fazit vom RT-Spezialisten 'Ich': Das Seil reisst.

Orbit

[FrankSpecht]

Moin, Orbit,

danke, das war's
Ich wusste zwar, dass irgendwo schonmal darüber diskutiert wurde, aber nicht mehr wo. Hatte aber keine Lust danach zu suchen.

Und ich hab's jetzt auch wieder auf dem Schirm! Ich war zu sehr beschäftigt mit der "normalen" RT und habe die IS der einzelnen Raumschiffe während der Beschleunigung nicht berücksichtigt.

Sorry @Jan wegen meines Nachhakens!!
_________________
CS, Frank
http://www.rainbow-serpent.de/

[Jan]

Hallo allerseits,

[FrankSpecht]

Moin, Jan.

[ralfkannenberg]

[Jan]

Hallo Ralf,
danke für das Kompliment!

Irgendwie hatte ich scheinbar den Benachrichtigungstag nicht angeklickt, gar nicht gemerkt, dass noch eine Antwort gekommen ist.

Ich hätte noch ne Idee, wie man aus diesem Grundphänomen vielleicht einen Äthertest-Aufbau machen könnte, mal sehen, ob ich in den nächsten Tagen dazu komme.

Viele Grüße allerseits
Jan