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Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

1 Monat 6 Stunden her - 1 Monat 6 Stunden her
#7527
Laut dem Namen der SRT, klingt dies nach einer ziemlich bescheuerten Frage.  Ich habe aber für mich eine Sichtweise auf die SRT bekommen, wo dies die Gretchen-Frage zum Verständnis der SRT ist. Die SRT macht meiner Meinung nach eine Sache nicht! Diese vergleicht nicht den Bewegungszustand von zwei oder mehr Objekten in einer Raumzeit. Die SRT weist Objekten eine absolute Raumzeit zu und vergleicht die Raumzeiten. Das Relativitätsprinzip liegt auf einer, von den meisten Leuten nicht erkannten Ebene.

Bei Galileo erhält man ein Relativitätsprinzip, da es keinen allgemeinen Referenzpunkt zur Messung einer Bewegung mehr gibt. Ruhe und Bewegung lassen sich in einem Inertialsystem nicht mehr unterscheiden und die Null geht uns flöten. Eine maximale Geschwindigkeit war nicht bekannt. Damit ist keine Angabe einer absoluten Geschwindigkeit mehr möglich. Es ist nur noch die Angabe einer Differenz zwischen Objekten möglich => Relativitätsprinzip von Objekten in einer Raumzeit (damals noch Raum). Das ist auch einer der Gründe für das erste Axiom von Newton. Ruhe und Bewegung lassen sich in einem Inertialsystem nicht unterscheiden. Die zwingende Bedingung für das Relativitätsprinzip.

Das ist der Startpunkt für jedes Lehrbuch zur SRT. Dann kommen diverse Erklärungen zur Idee von Einstein, hauptsächlich Uhren, Lichtgeschwindigkeit und es gibt keine Gleichzeitigkeit mehr. Mit dem ersten Postulat zur SRT geht man davon aus, dass Einstein diese Idee nur verändert hat. Er hat aber ein komplett anderes Relativitätsprinzip aufgebaut.

Einer seiner Startpunkte war die Lorentz-Transformation. Diese bezieht sich aber explizit auf eine Äther-Theorie. Daher benötigt man zwingend einen absoluten Nullpunkt. In der SRT wird jedes Objekt für sich auf einen Nullpunkt gesetzt. Dann kommt noch die absolute Lichtgeschwindigkeit dazu. Für mich als Beobachter ist die Raumzeit, der Nullpunkt und die Lichtgeschwindigkeit absolut. Für das Objekt, welches ich beobachte verhält es sich identisch. Da kommt niemals ein Relativitätsprinzip in der jeweiligen Raumzeit eines Beobachters heraus.

Jedem Objekt wird eine separate, mit fixer Zeit- und Längendefinition absolute Raumzeit zugewiesen. Innerhalb der Raumzeit ist gar nichts dynamisch. Die Raumzeiten zueinander sind relativ. Daher benötigt man auch zwingend die Lichtgeschwindigkeit. Wenn jede Raumzeit eine andere Zeit- und Längendefinition hat, dann muss man bei der unterschiedlichen Geometrie einen gemeinsamen Messpunkt erzeugen. Sonst kann man überhaupt keinen Vergleich machen. Bei Galileo wird ja auch eine Differenz von einem Messpunkt ab festgestellt.

Ergebnis: Die SRT nach Einstein vergleicht nicht zwei Objekte in einer dynamischen Raumzeit. Diese Vergleicht zwei absolute fixe Raumzeiten zueinander. Daher muss die SRT zwingend immer eine symmetrische Sichtweise bei den Objekten aufweisen. Die zugewiesenen Raumzeiten werden einfach getauscht.
Letzte Änderung: 1 Monat 6 Stunden her von Cossy.

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

1 Monat 6 Stunden her
#7528
Da kommt niemals ein Relativitätsprinzip in der jeweiligen Raumzeit eines Beobachters heraus.
Wenn Dich das wundert, dann hast Du das Wort "relativ" nicht verstanden.
Danke von: Rudi Knoth

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

1 Monat 1 Stunde her
#7530
Ich denke, ich habe es verstanden.
Die Relativität liegt bei der SRT im Vergleich von absoluten Raumzeiten. Was ich im übrigen sehr witzig finde.
Damit ergeben die Berechnungen aus der SRT erst richtig Sinn. Das Zwillingsparadoxon ist dann auch klar und bedarf keinen Symmetriebruch mehr.

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 2 Tage her - 4 Wochen 2 Tage her
#7531
Das Zwillingsparadoxon ist dann auch klar und bedarf keinen Symmetriebruch mehr.
Der "Symmetriebruch" ist, dass einer der beiden Beobachter das Bezugssystem wechselt, für ihn also abschnittweise verschiedene Bezugssysteme anzuwenden sind.
Letzte Änderung: 4 Wochen 2 Tage her von Rainer Raisch.
Danke von: Rudi Knoth

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 2 Tage her
#7532
Bei Galileo ist die Lichtgeschwindigkeit relativ und die Abstände absolut.
Bei Einstein ist die Lichtgeschwindigkeit absolut und die Abstände relativ.
 

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 22 Stunden her - 4 Wochen 21 Stunden her
#7549
Einer seiner Startpunkte war die Lorentz-Transformation. Diese bezieht sich aber explizit auf eine Äther-Theorie. Daher benötigt man zwingend einen absoluten Nullpunkt.
Das stimmt schon mal nicht. Einstein ging gerade nicht von den Annahmen der Äthertheorie aus. Seine beiden Postulate sind das Relativitätsprinzip und die absolute Lichtgeschwindigkeit.
In der SRT wird jedes Objekt für sich auf einen Nullpunkt gesetzt. Dann kommt noch die absolute Lichtgeschwindigkeit dazu. Für mich als Beobachter ist die Raumzeit, der Nullpunkt und die Lichtgeschwindigkeit absolut. 
Man kann nun ein Objekt als Nullpunkt einer Raumzeit zuordnen, aber man muß es nicht. Beispielsweise wird bei Experimenen mit Kollisionen von Objekten ein Schwerpunktssystem für die Teilchen zur Berechnung benutzt. Dann bewegen sich beide Teilchen in diesem Koordinatensystem. Dieses bewegtsich dann natürlich in dem Laborsystem, in dem das Experiment stattfindet. Natürlich inst die Lichtgeschwindigkeit konstant in allen Kordinatensystemen.

Gruß
Rudi Knoth
Letzte Änderung: 4 Wochen 21 Stunden her von Rudi Knoth. Begründung: Vervollständigung

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 22 Stunden her - 4 Wochen 22 Stunden her
#7550
Einstein ging gerade nicht von den Annahmen der Äthertheorie aus.
korrekt.
Cossy verwechselt ein bliebiges mithin relatives Koordinatensystem mit dem einzigen objektiv festzulegenden Äther.
Letzte Änderung: 4 Wochen 22 Stunden her von Rainer Raisch.
Danke von: Rudi Knoth

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 21 Stunden her - 4 Wochen 10 Stunden her
#7552
Das Zwillingsparadoxon ist dann auch klar und bedarf keinen Symmetriebruch mehr.
Der "Symmetriebruch" ist, dass einer der beiden Beobachter das Bezugssystem wechselt, für ihn also abschnittweise verschiedene Bezugssysteme anzuwenden sind.

 
Genau. Der "reisende Zwilling" befindet sich beim Rückweg in einem anderen "Inertialsystem" als auf dem Hinweg. Man kann die Berechnung auch in einem der beiden Bezugssysteme etwa in dem der Hinreise machen und bekommt dann dasselbe Ergebnis für das Verhältnis für die Zeiten der beiden Zwillinge wie beim Ruhesystem des "ruhenden Zwillings".

Diese Gleichsetzung von Koodinatensystem und Objekt ist nach meiner Meinung auch der Grund für Verwirrung.

Gruß
Rudi Knoth
Letzte Änderung: 4 Wochen 10 Stunden her von Rudi Knoth. Begründung: Typo und Nachsatz

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 9 Stunden her
#7553
Beim Zwillingsparadoxon wird zwischen dem ruhenden und dem reisenden Partner unterschieden. Nach dem Start wird zunächst jeder der Beiden beim Blick auf seine Instrumente feststellen, dass sich die Distanz zwischen ihnen vergrößert. Nach einer beliebig langen Zeit kehrt sich die Richtung um, die Distanz wird kleiner. Irgendwann sind beide wieder beisammen.

Sie stellen fest, dass ihre beim Start synchronen Uhren nun unterschiedliche Laufzeiten aufweisen. Die des "reisenden" Zwillings zeigt weniger Zeit an als die des "ruhenden".  

Durch welches Ereignis wird der reisende Partner zum reisenden Partner. Das können doch nur die Phasen der Beschleunigung bzw. Verzögerung sein, die ihn vom ruhenden Partner unterscheiden. 

Sehe ich das richtig?       

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 8 Stunden her
#7555
Hallo Martin:
Beim Zwillingsparadoxon wird zwischen dem ruhenden und dem reisenden Partner unterschieden. Nach dem Start wird zunächst jeder der Beiden beim Blick auf seine Instrumente feststellen, dass sich die Distanz zwischen ihnen vergrößert. Nach einer beliebig langen Zeit kehrt sich die Richtung um, die Distanz wird kleiner. Irgendwann sind beide wieder beisammen.

Sie stellen fest, dass ihre beim Start synchronen Uhren nun unterschiedliche Laufzeiten aufweisen. Die des "reisenden" Zwillings zeigt weniger Zeit an als die des "ruhenden".   
Dies stimmt schon. Schon in dem Werk von Einstein aus dem Jahre 1905 wird erklärt, wie eine sich in einem Polygon bewegte Uhr am Ende weniger Zeit anzeigt, als die Uhr, von der sie gestartet. ist. Im Zwillingsparadoxon besteht dieses Polygon aus zwei Punkten.
Durch welches Ereignis wird der reisende Partner zum reisenden Partner. Das können doch nur die Phasen der Beschleunigung bzw. Verzögerung sein, die ihn vom ruhenden Partner unterscheiden.  
Im Falle des einzelnen "reisenden Zwilligs" kann man dies in der Tat so sehen. Es gibt auch eine Variante des Zwillingsparadoxons, in dem eine Uhr bei der Passage des "ruhenden" Zwillings mit dessen Uhr synchronisiert wird und eine weitere Uhr mit derselben Geschwindigkeit wie diese Uhr in Richtung des ruhenden sich bewegt. Dabei treffen sich neide Uhren und die sich vom ruhenden Zwilling bewegte Uhr übergint bei diesem Treffen ihre Zeit an die sich zum "ruhenden Zwilling" bewegte Uhr. Bei dem Treffen, der Uhr die sich zum "ruhenden Zwilling" bewegt, mhrit dem "ruhenden Zwilling" zeigt diese auch eine kürzere Zeit als die Uhr des "ruhenden Zwillings" an. Hier hat manalso keine Beschleunigung.

Gruß
Rudi Knoth

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 8 Stunden her - 4 Wochen 8 Stunden her
#7556
Durch welches Ereignis wird der reisende Partner zum reisenden Partner. Das können doch nur die Phasen der Beschleunigung bzw. Verzögerung sein, die ihn vom ruhenden Partner unterscheiden. 

Sehe ich das richtig?
 
genau
Es gibt auch eine Variante des Zwillingsparadoxons, in dem eine Uhr bei der Passage des "ruhenden" Zwillings mit dessen Uhr synchronisiert wird und eine weitere Uhr mit derselben Geschwindigkeit wie diese Uhr in Richtung des ruhenden sich bewegt.
 
Dies unterscheidet sich in keiner Weise von der Wirkung der Beschleunigung Δv = dt·a, nur dass die Beschleunigung a = F/m entfällt.

Hier eine sehr anschauliche Erklärung, die zudem die volle Erklärung enthält, was man selten liest oder hört.

Letzte Änderung: 4 Wochen 8 Stunden her von Rainer Raisch.
Danke von: Martin, Rudi Knoth

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 7 Stunden her
#7557
Es gibt auch eine Variante des Zwillingsparadoxons, in dem eine Uhr bei der Passage des "ruhenden" Zwillings mit dessen Uhr synchronisiert wird
 
Hallo Rudi,
ich denke, ich habe Deine Versuchsanordnung mit drei Uhren verstanden. Verrate mir doch bitte mit Bezug auf die oben zitierte Beschreibung, welcher der beiden Zwillinge im Zeitpunkt der Passage (und auch später noch) objektiv als der ruhende und welcher als der reisende, dessen Uhr also am Ende der Veranstaltung mehr oder weniger Zeit aufweisen wird, zweifelsfrei bestimmt werden kann.

Hallo Rainer,
Deine Videoempfehlung habe ich mir noch nicht angeschaut, hole ich nach.        

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 6 Stunden her - 4 Wochen 4 Stunden her
#7558
Die Erklärung im Video fiel mir auch ein. Trotzdem Danke dafür. Denn auf dem Hinweg hat man es mit dem Uhrenparadoxon zu tun. Eine mit dem "ruhenden Zwilling" synchrone Uhr geht im Ruhesystem des "hinreisenden Zwillings" gegenüber der des "ruhenden Zwillings" vor. Daher liest er beim Treffen mit dem "dritten Zwilling" die im Ruhesystem der beiden "männlichen Zwillinge" abgelaufene Zeit ab. Wenn er umkehrt, kehrt sich in seinem Ruhesystem die Zeitdifferenz um. Jetzt geht die Uhr des Zwillings am Ausgangspunkt vor, aber natürlich langsamer. Also man kann dieses Paradoxon aus zwei "hintereinander geschalteten Uhrenparadoxa" erklären.

Gruß
Rudi Knoth
Letzte Änderung: 4 Wochen 4 Stunden her von Rudi Knoth. Begründung: Typo

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 4 Stunden her
#7561
Die Relativität liegt bei der SRT im Vergleich von absoluten Raumzeiten. Was ich im übrigen sehr witzig finde.
Mich wundert die Annahme von Raumzeiten im Plural. Es geht um Inertialsysteme. Die sind doch keine Raumzeiten, sondern eben Inertialsysteme, gedachte Koordinatensysteme. Objekte im Universum existieren einmalig in jedem denkbaren Inertialsystem und nach meiner Auffassung in der einzigen Raumzeit. Dass sie in jedem Bezugsystem andere Koordinaten haben ändert daran nichts.
 

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 2 Stunden her - 4 Wochen 2 Stunden her
#7562
objektiv als der ruhende und welcher als der reisende
Nein, das ist falsch, Bewegung ist immer relativ.

Es ist nur so, dass man IM BEZUGSSYSTEM des ruhenden (unbeschleunigten) Beobachters den gesamten Vorgang einheitlich beurteilen kann.

Genauso kannst du aber den gesamten Vorgang im Bezugssystem der Hinreise ODER im Bezugssystem der Rückreise beurteilen. Die Ergebnisse sind dann immer äquivalent. Der Fehler ist nur, die Hinreise mit der Rückreise zu mischen, ohne den Wechsel des Bezugssystems zu berücksichtigen, wie man es naiv aus dem Bauch heraus machten würde.

Die Phase der Beschleunigung lässt sich aber ebenfalls in Form der Resynchronisierung berücksichtigen.
τΔ = γ·Δv·D/c²
Beachte, dass der Effekt nicht nur von der veränderten Geschwindigkeit Δv, sondern auch von der Entfernung D (bzw γ·D) zu diesem Zeitpunkt abhängt.
Letzte Änderung: 4 Wochen 2 Stunden her von Rainer Raisch.
Danke von: Rudi Knoth

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 2 Stunden her
#7563
objektiv als der ruhende und welcher als der reisende
Nein, das ist falsch, Bewegung ist immer relativ.

Es ist nur so, dass man IM BEZUGSSYSTEM des ruhenden (unbeschleunigten) Beobachters den gesamten Vorgang einheitlich beurteilen kann.


 

Rudi schrieb in seinem Beitrag: "Im Falle des einzelnen "reisenden Zwilligs" kann man dies in der Tat so sehen. Es gibt auch eine Variante des Zwillingsparadoxons, in dem eine Uhr bei der Passage des "ruhenden" Zwillings mit dessen Uhr synchronisiert wird und eine weitere Uhr mit derselben Geschwindigkeit wie diese Uhr in Richtung des ruhenden sich bewegt. Dabei treffen sich neide Uhren und die sich vom ruhenden Zwilling bewegte Uhr übergint bei diesem Treffen ihre Zeit an die sich zum "ruhenden Zwilling" bewegte Uhr. Bei dem Treffen, der Uhr die sich zum "ruhenden Zwilling" bewegt, mhrit dem "ruhenden Zwilling" zeigt diese auch eine kürzere Zeit als die Uhr des "ruhenden Zwillings" an. Hier hat manalso keine Beschleunigung."

Ich wollte von IHM wissen, wie ER zwischen dem ruhenden und dem reisenden Zwilling unterscheidet, wenn (siehe seinen letzten Satz) "man keine Beschleunigung" hat.  

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 2 Stunden her - 4 Wochen 2 Stunden her
#7564
Ich wollte von IHM wissen, wie ER zwischen dem ruhenden und dem reisenden Zwilling unterscheidet, wenn (siehe seinen letzten Satz) "man keine Beschleunigung" hat.


 
Achso, naja das ist die übliche flapsige Ausdrucksweise mit Bezug auf die "ruhende" Erde, und wird ja auch durch die Beschleunigungsphase begründet. Wäre es ein Oneway Trip, dann müsste man womöglich protestieren, beim Roundtrip kann man es aber durchgehen lassen. Besser wäre natürlich von A und B oder Erde und Rakete zu sprechen, als von reisend und ruhend.

Aber dann war Deine Frage vielleicht anders gemeint:
objektiv als der ruhende und welcher als der reisende, dessen Uhr also am Ende der Veranstaltung mehr oder weniger Zeit aufweisen wird, zweifelsfrei bestimmt werden kann
Der "Reisende" ist der, der wendet also beschleunigt. Die Beschleunigung mag in der gekrümmten Raumzeit ggf nicht so einfach festzustellen sein. Daher kann er dies daran feststellen, dass alle anderen Objekte im Weltraum sich um ihn drehen bzw ihre Relativgeschwindigeikt zu ihm konform verändern. Es ist also ER, der seine Geschwindigkeit verändert hat, und nicht der andere Zwilling Letztlich kann er es aber dadurch zweifelsfrei feststellen, dass sich aus seiner Sicht die Uhren des anderen (plötzlich) verändert haben. (und dass sich während der Beschleunigungsphase der Abstand D veränderte)

Idealerweise ist es so, dass vor der Wende v₁=v₁ und nach der Wende v₂=-v₁, also Δv=-2v₁ und wegen γ₁=γ₂ also der Abstand D wieder gleich ist.
Letzte Änderung: 4 Wochen 2 Stunden her von Rainer Raisch.
Danke von: Rudi Knoth

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 2 Stunden her - 4 Wochen 2 Stunden her
#7565
Mich wundert die Annahme von Raumzeiten im Plural. Es geht um Inertialsysteme. Die sind doch keine Raumzeiten, sondern eben Inertialsysteme, gedachte Koordinatensysteme.
Das ist eine interessante Frage. Da versuche ich es zuerst mit der Herkunft dieses Begriffs, dessen Konzept auf Minkowski zurückgeht. In dessen Beschreibung hat man eigentlich nur Differenzen oder sogar Differentiale. In dieser Raumzeit kommt daher zu den räumlichen Koordinatendifferenzen auch Zeitdifferenzen hinzu. Ein Vierervektor umfasst also neben den Raumkoordinaten auch eine "Zeitkoodinate ct". Damit stellt sich die Frage, ob nicht bei einer Beschreibung mit den Bezugssystemen S und S' man es hier schon mit zwei Raumzeiten zu tun hat. Dann hätte man aber schon zwei Raumzeiten. Oder ist damit doch etwas Anderes gemeint?

Gruß
Rudi Knoth
Letzte Änderung: 4 Wochen 2 Stunden her von Rudi Knoth.

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

4 Wochen 2 Stunden her - 4 Wochen 2 Stunden her
#7566
Damit stellt sich die Frage, ob nicht bei einer Beschreibung mit den Bezugssystemen S und S' man es hier schon mit zwei Raumzeiten zu tun hat.
Nein, natürlich nicht, beide Beschreibungen sind Beschreibungen derselben Raumzeit.
Letztlich ist das natürlich eine Frage der Definition und der sauberen Ausdrucksweise.
Man kann natürlich auch beide Beschreibungen erstmal als Raumzeiten behandeln, deren Gleichheit erst nachher bewiesen wird.... In der Regel ist es aber anders herum, die Identität der Raumzeit steht fest und man vergleicht nur die Beschreibungen, dann sollte man das auch sauber so bezeichnen.
Letzte Änderung: 4 Wochen 2 Stunden her von Rainer Raisch.

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Re: Warum ist die SRT eine Relativitätstheorie?

3 Wochen 6 Tage her - 3 Wochen 6 Tage her
#7574
Der kann auch einen kompletten Zick-Zack-Kurs fahren.
Der Zwilling in der Rakete ist immer der Jüngere.

Entschuldige, ich habe versehentlich Deinen Post gelöscht.
Rainer
Letzte Änderung: 3 Wochen 6 Tage her von Rainer Raisch.

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