Benutzer:Banzano/SRT

Zur Einführung

Dieser Text stellt keinen Anspruch auf Wissenschaftlichkeit. Er soll einem Austausch von Gedanken zur Diskussion des komplexen Zusammenhangs dienen. Ein dauerhafter Bestand des Artikels ist nicht geplant.

Wie oft beschrieben, erfolgt als Folge einer Reise nahe der Lichtgeschwindigkeit eine Zeitdilatation, deren Wirkung als Längenkontraktion interpretiert wird. Hier ergeben sich einige Fragezeichen, die anhand eines Gedankenexperiments dargestellt werden sollen.

Szenario

Nehmen wir ein System an, in dem drei Teilnehmer sich mit gleichbleibendem Tempo unverändert im Raum bewegen:

• Einstein
• ein Physiker
• das Mainzelmännchen

Die Bewegung erfolgt mit 300 km/s, also 1/1000 von c. (das nur als Rahmenbedingung, ohne Bedeutung aber zur Veranschaulichung des Vorgangs)

Die drei vereinbaren, dass Einstein und das Mainzelmännchen in entgegengesetzte Richtungen davonfliegen mit 1/3 von c. Nennen wir die beiden Richtungen 'rechts' und 'links'. Darüber hinaus brauchen wir Beobachter, die die beschriebenen Blickpunkte einnehmen:

• B0 – bleibt im Ursprung des Experiments
• B1 – bleibt bei Einstein
• B0’ – startet im Ursprung und bleibt beim Physiker

Dann vereinbaren die Teilnehmer, dass die Reisenden nach drei Jahren umkehren und wieder mit demselben Tempo reisen. Die übliche Erzählkunst berichtet dann davon, dass Einstein und das Mainzelmännchen nach 6 Jahren beim Physiker eintreffen, aber je nur 5,656 Jahre gealtert sind:

$y=1/{\sqrt {1-{(v/c)}^{2}}}$

${\sqrt {1-{(1/3)}^{2}}}={2*{\sqrt {2}}}/3$

also =2,828xx/3

( drei Jahre entfernen, drei zurück, mal 1/3, mal 2,828 )

Ein Einwurf zur Erklärung

Natürlich muss der Physiker nach drei jahren nicht nur der Mathematik glauben, sondern auch eine Messung machen, um das Ergebnis zu prüfen.
Er greift also nach dem Teleskop und schaut Einstein nach, um das Alter zu erfahren. Dabei stellt er aber fest, dass Einstein noch nicht in einem Lichtjahr angekommen ist.
Natürlich hat das Licht von Einstein noch ein Lichtjahr vor sich, um wieder zum Physiker zu reisen, kommt also erst nach 4 Jahren dort an. Der Physiker muss also in die Vergangenheit schauen und findet da.... einen erstaunlich jungen Einstein.

<Tusch>

Den Korrekturfaktor, um den der Physiker seinen Blick nach 'hinten' wenden muss, um nach drei Jahren Einstein sehen zu können, kann mit einer Intervallschachtelung errechnet werden.

Ich will hier aber keine Matheorgie starten, daher nur etwas grob schätzen. Drei Viertel plus ein paar zerquetschte..... 3/4 ins Quadrat, geteilt durch 3 sind 3/16
Und wenn die von 3 abgehen bleiben 2,8125

(wie gesagt, das ist so über den Daumen, aber die Zahl machte mich stutzig)
Wie ich auf die Rechnerei gekommen bin, kann ich nicht mehr nachvollziehen. Das war eine Eingebung im Halbschlaf, die ich durchgerechnet hatte, als ich ganz wach war.

Meine Interpretation sagt mir, dass c nicht nur ein Tempo ist, sondern die Verbreitung der Kausalität. Oder anders gesagt: der Realität.
Jeder hat seine Realität, die im Modell mit der Position des Betrachters benannt wird.

Ausweitung der Betrachtung

Jetzt ändern wir die Vereinbarung: statt umzukehren, bleibt Einstein am Ziel und der Physiker fliegt hinterher, um ihn zu treffen.

1. Einstein erlebt einmal die Zeitdilatation aus Perspektive B0
2. das Mainzelmännchen erlebt einmal die Zeitdilatation wie Einstein und ein zweites mal bei der Rückkehr, auch aus Perspektive B0.
3. der Physiker erlebt einmal die Zeitdilatation aus Perspektive B0, wie Einstein auch. Beide sind gleichalt, sobald sie sich treffen.
4. Sobald der Physiker abreist, befindet er sich im selben Referenzsystem wie das Mainzelmännchen, altert also gleichschnell aus Perspektive B0’

Daraus ergibt sich ein Widerspruch, der zutage kommt, wenn man am Ende der Reisen aus Perspektive B1 die Alter anschaut: Einstein ist 6 Jahre gealtert, der Physiker auch, das Mainzelmännchen aber nicht, obwohl es bei der Abreise gleichalt wie Einstein wurde und bei der Rückreise ebenso schnell gealtert ist wie der Physiker (allerdings aus Perspektive B0`).

Soweit mein Überblick. Für kurze Antworten und Diskussionen bitte die Diskussionsseite nutzen. Umfangreiche Beschreibungen bitte als Kapitel hier auf die Hauptseite. Die Seite richtet sich hauptsächlich an Ronny, als Anregung und vielleicht zur Inspiration.

Konklusion

Um den Widerspruch aufzulösen, nehme ich an, dass die Zeitdilatation vorzeichenbehaftet ist, oder ein Vektor.
Oder anders gesagt, kann man statt kartesischer Koordinaten polare nutzen, um die Interpretation anschaulicher zu machen. Die Richtung ist grundsätzlich unwichtig, nur die Entfernung ist relevant. Und diese hat ein Vorzeichen.

Ich mag ganz und gar auf dem Holzweg sein, sehe aber meinen Denkfehler nicht. (falls es denn einer ist)