Abstandsänderung versus Lichtgeschwindigkeit

[nocheinPoet]

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Ich möchte mal auf ein Problem zusprechen kommen, das ich zwischen Kritikern und Physikern glaube ausgemacht zu haben. Physiker sagen oft, es gibt keine höheren Geschwindigkeiten als c, oder wenn man einwenig nachbohrt, dann sagen sie, man kann keine Geschwindigkeiten über c messen, und wenn man dann noch weiter bohrt, heißt es, Informationen können nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit übertragen werden.

Mal ein paar Dinge, natürlich gibt es erstmal Geschwindigkeiten die größer als c sind, jeder kann mit einem Laserpointer einen Punkt mit v > c über die Mondoberfläche wandern lassen. Ja er braucht einen sehr starken und kräftigen Laserpointer um den Punkt dann noch zu sehen. Ein anderes Beispiel ist, von link und von rechts kommen zwei Rakten mit je 0.75c auf die Erde zu. Die Abstandsänderung zwischen beiden Raketen ist ohne Frage 1.5c, messen könne sie die andere Rakete nach der SRT nie mit v > c. Soweit alles bekannt. Nun aber mal ein Gedankenexperiment. Wenn ich es nicht ganz perfekt beschrieben bekomme, möge man mir vergeben, es ist ganz neu.

Wir haben erstmal drei IS, die sind wie Perlen auf einer Schnur im Raum angeordnet. Immer ein Lichtjahr dazwischen. Auf IS-1 wohnt nun jemand, der eine Information von IS-3 haben möchte, das 2 Lichtjahre entfernt ist. Eine Funkspruch würde also 2 Jahre brauchen. Schneller geht nicht. Nun könnte ja auch IS-3 selber sich auf den Weg machen, und Richtung IS-1 fliegen. Wir wissen, nach der RT kann IS-3 auch nie vor 2 Jahren bei IS-1 ankommen. Wir betrachten das ganze Intermezzo im Übrigen erstmal von IS-2 aus.

Nun hat einer auf IS-2 eine Idee, IS-1 und IS-3 können sich doch bei IS-2 treffen, also IS-1 und IS-3 fliegen beide los. IS-1 braucht mit 0.99999c ca. 1 Jahr und auch IS-3 braucht mit c ca. 1 Jahr bis sie bei IS-2 eintreffen. Nun kann der Bewohner von IS-1 die Nachricht an den von IS-3 geben und es hat nur ca. 1 Jahr für beide gedauert. Wirklich? Also für den Beobachter auf IS-2 hat es sicherlich nur ca. 1 Jahr gedauert, bis Beide bei ihm waren.

Das ganze Gebilde hat in der Form erstmal was von einem absoluten Bezugssystem, IS-2 so „ruhend“ in der Mitte. Aber es gibt ja kein solches ausgezeichnetes System, was wäre denn nun, wenn wir mal nun einfach mal IS-2 weg nehmen? Dann kann IS-1 wie IS-3 sich als das ruhende System betrachten, und nur das andere als das Bewegte. Nach der RT kann nun egal wie auch immer, keiner die 2 Lichtjahre Entfernung in einer Zeit unter zwei Jahren überwinden. Schneller als Licht geht ja nicht. Der Beobachter aus IS-1 weiß nun, das IS-3 frühestes in 2 Jahren bei ihm sein kann.

Was nun, wenn er sich dennoch überlegt, egal, ich fliege dem entgegen? Es gibt keinen Äther, keinen Raum zu dem man nun messen könnte, beide IS können nur die Geschwindigkeit zueinander messen. Kann IS-1 nun dennoch IS-3 entgegen fliegen und die Nachricht vor Ablauf von 2 Jahren in seinem System erhalten? Wie gesagt, die SRT sagt, egal was Du machst, schneller als c ist nicht, Du wirst 24 mal ein Blatt von Deinem Monatskalender abreißen müssen, bevor Du die Information bekommst.

Ich habe da schon eine Erklärung zu im Kopf, aber möchte doch erstmal die Profis dazu hören.
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AllTopic, CrankWatch - Wenn Dummheit schwer machen würde, gäbe es in Wuppertal schlagartig eine Singularität.

[Aragorn]

[nocheinPoet]

[Optimist71]

Wow! Da ist ja richtig Dampf im Thread!

Hi Poet,

Als erstes sehe ich, dass Du den Begriff IS nicht richtig verwendest (es sei denn, Du meinst mit IS etwas anderes als Inertialsystem). Jeder Punkt im Minkowskiraum (jedes Ereignis (x1, x2, x3, t)) "liegt" in jedem nur denkbaren IS. Du meinst in erster Linie drei Beobachter B1, B2 und B3, und jeder kann natuerlich fuer sich behaupten, sich zu einem Zeitpunkt t0 im Ursprung eines Inertialsystems zu befinden. Allerdings befinden sich alle drei Beobachter in allen moeglichen Inertialsystemen.

Wenn sich jetzt ein Beobachter aud dem Weg zu einem anderen Beobachter macht, dann ruht er waehrend seiner Reise allerdings nicht mehr in diesem "seinen" Inertialsystem, sondern in einem anderen. Insbesondere bewegen sich nicht IS1 und IS2 ploetzlich aufeinander zu. Sondern das Ruhesystem des Reisenden ist jetzt ein anderes. Der Rest ist dann eigentlich nur noch Lorentztransformation ...

Ich glaube, dass die meisten Missverstaendnisse in Verbindung mit der SRT dadurch entstehen, dass man den Begriff des Inertialsystems entweder nicht verstanden hat, oder ihn nicht konsequent auf die zu beschreibende Situation anwendet.

-- Optimist
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"Det er meget nedslående å leve i en tid da det er lettere å sprenge et atom enn en fordom."
A. Einstein

[Aragorn]

[nocheinPoet]

[Nathan5111]

Hallo Manuel,

ich stimme Optimist hier absolut zu:

[zeitgenosse]

[nocheinPoet]

[dhainz]

[Snusmumriken]

Hallo Manuel,

was genau ist denn da noch aufzudröseln. Du hast es doch schon erklärt:
1) In dem Inertialsystem, in dem du und der Planet ruhen und Frau L. sich mit 0.999c bewegt, sind, das legst du einfach fest, der Abstand zwischen Planeten und und dir 2LJ und die Zeit zwischen Vorbeiflug der Dame am Planeten und dir 2Jahre.
2) In dem Inertialsystem, in dem du und der Planet mit 0.999c unterwegs sind, ist die Zeit, die du misst um den Faktor 22,37 dilatiert und die Entfernung um den selben Faktor kontrahiert. Es ergibt sich deshalb auch die selbe Geschwindigkeit.

Einen Widerspruch kann man daraus nur konstruieren, wenn man meint, die Situation müsse Symmetrisch sein. Ist sie aber nicht. Es gibt ja nur zwei zueinander ruhende Objekte und eines, das sich relativ zu diesen bewegt.

Gruß,
Snus

[nocheinPoet]

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Erstmal danke, das Ihr hier geantwortet habt. Habe ich nicht so mit gerechnet, freut mich. Dann möchte ich nun mal Britta fragen, ob Ihr das dann nun alles so klar ist, und ob ihr die Antworten denn geholfen haben. Noch mal, es geht mir ja darum eine Erklärung zu finden, die eben Menschen die nicht Physik studiert haben, es verstehen und begreifen. Ich glaube die SRT ist nicht so schwer, das man es nicht so einfach erklären kann.

Ich glaube auch, einige von Euch sind einfach so in dem Sein gefangen, das Ihr nicht mehr die Perspektive wechseln könnt. Wer weißt schon noch, wie es ist, nicht schwimmen zu können, wenn man seit 20 Jahren jeden Tag schwimmt. Das ist Euch wohl einfach so ins Fleisch und Blut übergegangen.

Ich würde gerne auch noch andere dazu Fragen, also außer Britta, aber wir haben da nur noch Kurt, und das schenke ich mir gleich.
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AllTopic, CrankWatch - Wenn Dummheit schwer machen würde, gäbe es in Wuppertal schlagartig eine Singularität.

[Snusmumriken]

Hi Manuel,

Ich habe ja schon im "Wie kann die Invarianz erklärt werden"-Thread deutlich gemacht, dass ich es nicht für zielführend halte, unendlich viele weitere Gedankenexperimente vorzurechnen. Dazu habe ich übrigens schon Webseiten erstellt: http://www.relativitaetsprinzip.info/gedankenexperiment/

Ich weigere mich also gar nicht, etwas vorzurechnen oder zu erklären. Es geht nur darum, dass ich mittlerweile denke, dass man damit in der Diskussion mit Kritikern nicht weiter kommt.

Wenn ein Kritiker behauptet, die SRT sei mathematisch widersprüchlich, dann hat er objektiv umrecht, denn man kann diese Modelle alle durchrechnen und man kann auch allgemein nachweisen, dass die Lorentztransformation die Postulate der SRT erfüllt. Es ist natürlich gut, wenn es Stellen gibt, an denen mathematisch interessierte Laien mal nachsehen können, wie sowas gerechnet wird, aber es wird keinen Kritiker überzeugen. Die haben nämlich meist ganz andere Probleme.

Ein Problem ist, dass die SRT einfach tatsächlich nicht trivial ist und dass man deshalb gar nicht der Versuchung erliegen sollte, sie mit einem Satz erklären zu wollen. Die Frage ist auch immer, was denn der Laie oder sogar Kritiker eigentlich über die klassische Mechanik und die Relativität nach Galileo weiß. Nicht selten kommt es nämlich vor, dass der Kritiker gar nicht die SRT, sondern schon die klassische Mechanik in Frage stellt, indem er zum Beispiel fordert, die kinetische Energie eines Objektes (und damit die Gesamtenergie) dürfe nicht vom Bezugssystem abhängen.

Man muss also mit der Erklärung manchmal tiefer ansetzen. Wäre die SRT selbstverständlich, so wäre sie schon dreihundert Jahre früher formuliert worden. Sie ist es nicht. Nichtmal die klassische Relativität mit der Galileo-Transformation ist trivial und letztlich kann dir kein Physiker sagen, warum gerade diese Symmetrie in der Natur verwirklicht ist. Es macht zwar rückwirkend betrachtet Sinn, dass es eine maximale Geschwindigkeit geben muss, weil man sonst eine geisthafte Fernwirkung braucht, aber spätestens wenn man fragt, warum das ausgerechnet c sein muss und warum die eigentlich vom Bezugssystem unabhängig sein sollte, stehen wir auf dem Schlauch und sind auf Spekulationen angewiesen. Das ist ja auch nicht weiter schlimm.

Offene Fragen sind der Motor der Wissenschaft und werden uns letztlich immer weiter bringen. Der Kritiker verlangt vom Relativisten eine eindeutige Antwort und wenn er die nicht bekommt, kann er triumphieren. Damit müssen wir dann wohl leben.

Gruß,
Snus

P.S.
Die Diskussion zu Relativgeschwindigkeit und Abstandsänderung hatten wir übrigens schonmal.
: http://www.relativ-kritisch.net/forum/viewtopic.php?t=567

[Britta]

[Kurt]