Die zwei Postulate der speziellen Relativitätstheorie - spezielle Relativitätstheorie 1
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- Опубликовано: 5 сен 2024
- Die Spezielle Relativitätstheorie, kurz SRT, trifft faszinierende und gleichzeitig völlig verrückte Aussagen. Zum Beispiel, dass die Zeit umso langsamer vergeht, je schneller man sich bewegt. Objekte schrumpfen mit wachsendem Tempo in Bewegungsrichtung immer mehr zusammen und gleichzeitig wächst dabei ihre Masse an.
Die SRT klingt ziemlich verrückt und sehr nach Science-Fiction, ist aber absolute Realität. Sie gehört zu den physikalischen Theorien, die am exaktesten durch Experimente belegt sind. Mich fasziniert folgendes: Man kann die Kernaussagen der SRT aus nur zwei einfachen Grundannahme ableiten und die stelle ich in diesem Video vor.
Das ist das erste Video einer Serie über die Spezielle Relativitätstheorie (SRT). Die Videos sind durchnummeriert und bauen aufeinander auf. Ideen und Begriffe, die aufgeworfen werden, werden also in den nachfolgenden Videos wieder verwendet. Um also den maximalen Lerngenuss zu kommen ist es kein Schaden, sich die Videos der Reihe nach anzusehen. 😎 Im nächsten Video geht es um den Begriff des Beobachters, der in der SRT eine zentrale Rolle spielt. Und es gibt einige sehr coole Simulationen dazu, wie die Welt bei Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit aussehen würde.
Hier ist der Linke zum nächsten Video: ruclips.net/video/mkcaeLOUHBk/видео.html
Ich freue mich sehr darüber, dass wir Leute wie Sie haben, die die Bildung und die Faszination der Menschen durch für jeden Mann zugängliche Videos unterstützen!Vielen Dank!
🙏🏻 Vielen Dank Ihren gewogenen Kommentar!
Super. Habe das neue Buch von Claudia De Rham angefangen und bin fasziniert. Versuche langsam, das Thema und die Raumzeit zu begreifen und freue mich auch an solchen Videos.
@@boredstrayingtheinternet2557 Perfekt! Am besten gleich alle 9 hintereinander ansehen! Serienmararhon 😅
Wieder mal ein tolles Video,und ja für mich klingt einiges verrückt😂
Danke! Und für mich klingt auch einiges verrückt 😂
2 Punkte habe ich hier vermisst.
1. Bei einem Raumschiff mit 99% c bewegt sich, wie Sie sagen, für einen außenstehenden Beobachter das Licht ohne Aufaddition nur Lichtschnell. Was fehlt, ist die Aussage, dass es von Sicht des Piloten im Raumschiff ebenfalls lichtschnell bewegt. Hier kommen wie zu:
2. Dieses ist nur erklärbar durch die Zeitdilatation und die damit zusammenhängende Längenkontraktion.
Oder habe ich da was falsch verstanden?
Stimmt, und ich habe mir auch lange überlegt, ob ich das dazu sagen soll. Aber ich wollte nicht zu viele Pakete auf einmal aufschnüren und didaktisch vorgehen. Es kommen ja noch eine Menge SRT-Videos ;-)
Super. Das verstehe sogar ich! Schade, dass Sie nicht mein Physiklehrer waren.
Da möchte ich gleich was fragen:
Habe folgendes gelesen: Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit wissen wir nur, weil wir sie in der Weise messen können, dass wir immer nur "Hin- und Rückweg" eines Lichtstrahls messen können (also mit Spiegeln, stell ich mir vor). Aber eine Messung per "einfacher Fahrt", also ohne Rückfahrkarte des Lichts, soll unmöglich sein. Und darum soll Einstein gesagt haben, könne man postulieren, dass in einem Fall, wo das Licht nur aus einer Richtung kommt, die Zeit gleich Null sein kann.
Soweit mein komplett laienhaftes Verständnis, von dem, was ich gelesen habe. Ich weiß noch ein Femdwort: anisotropes "Dingsbums"...
Warum ich das so interessant finde: Dann wäre damit doch die Frage gelöst, wie es möglich sein konnte, dass am Tag, als Gott die Sterne in Millionen oder Milliarden Lichtjahren Entfernung erschuf, auch deren Licht sofort auf der Erde zu sehen war. Weil ja das Licht von da zu uns nur eine Richtung nahm und die Zeit gleich Null angenommen werden dürfte.
Ich würde mich sehr freuen, wenn Sie dieses Ding mal erklären könnten. Sie müssen ja nicht auf meine religiösen Hintergedanken eingehen ;-) Mir würde schon reichen, wenn Sie mir erklären könnten, was an dieser Null-Zeit-Geschichte bei "Lichtfahrten ohne Rückfahrt" dran ist.
Ich fürchte, dass man die Sterne nicht instantan gesehen hat ;-).
Was sie ansprechen, ist das Problem zwischen Einweg- und Zweiweg-Lichtgeschwindigkeit. Bei der Zweiweg-Lichtgeschwindigkeit lässt man ein Signal hin und zurück laufen (A-B-A) und misst dann gewissermaßen die durchschnittliche Geschwindigkeit.
Bei Einweggeschwindigkeit lässt man das Signal von A nach B laufen. Um die Geschwindigkeit auf diese Weise zu messen, muss man vorher zwei Atomuhren synchronisieren. Um diese zu synchronisieren, kann man sie zum Beispiel mit einem Lichtsignal starten, das genau aus der Mitte kommt. Das nennt man Einstein-Synchronisation.
Der Knackpunkt an der Sache ist der, dass man bei der Synchronisation voraussetzt, dass die Signalgeschwindigkeit in beide Richtungen gleich groß ist. D.h. um Gleichzeitigkeit in A + B herzustellen (Starten der Uhren), muss bereits das vorausgesetzt werden, was man im geplanten Experiment zur Messung der Einweg-Lichtgeschwindigkeit feststellen will, nämlich dass das Licht in alle Richtungen gleichschnell ist. Und das ist gewissermaßen ein Zirkelschluss.
Trotzdem geht niemand davon aus, dass das Licht in unterschiedliche Richtungen unterschiedliches Tempo hat. Meine Meinung nach kann man mit Michelson-Morley-Experiment belegen, dass das Licht in alle Richtungen gleich schnell ist. Weil wenn man das Interferometer nämlich in alle Richtungen dreht, und sich das Interferenz Muster nicht verändert (was bei allen Experimenten der Fall war), dann ist das ein Beleg dafür, dass das Licht in alle Richtungen gleich schnell ist. Und auch das GPS basiert auf der Einweg-Lichtgeschwindigkeit. Wir bekommen von Satelliten die Atomuhrzeit geschickt, und aus der Laufzeit wird die Position ermittelt.
Also leider, keine instantanen Sterne ;-).
Prima Video, es bringt einen wieder zum Nachdenken! Ich finde, die Grafik bei 7:40 zeigt es sehr anschaulich, dass schnell bewegte Körper für die Beobachter wie heruntergetaktet werden. Während aus Sicht der Erde viel Zeit vergeht, vergeht für die im bewegten System ja damit verglichen weniger Zeit, was für mich heißt: Für z.B. ein Raumschiff mit halber Lichtgeschwindigkeit wurde von außen gesehen wie die Turbo-Taste herausgenommen, aber die Raumfahrer selbst merken nichts davon. Was wiederum für mich zu der Erkenntnis führt, dass die erlebte Zeit zwischen 2 "Taktschlägen" immer gleich ist. Für einen Beobachter müssten sich die Raumfahrer wie in Zeitlupe bewegen. Ein Computerspiel auf einem heruntergetakteten Computer läuft aus Sicht der Spielfiguren auch normal schnell ab, da der Taktschlag der CPU für sie das Maß der Dinge ist; nur der Beobachter des Spiels nimmt das Heruntertakten wahr und sieht sie verlangsamt.
Wie kann man die Vakuumlichtgeschwindigkeit dann eigtl messen? Alles bewegt sich ja irgendwie. Wenn ich einen Laser auf den Mond und zurück schicke, kann ich ja nicht einfach den Schnitt nehmen. In die eine Richtung "fliegt" das Licht relativ gesehen mit c, in die andere Richtung relativ gesehen nur mit 0,95c oder so.
Ich habe das im Kommentar unten erkläre: Man nennt das Einweg- und Zweiweg-Lichtgeschwindigkeit. Meistens misst man die Zweiweg-Geschwindigkeit, also A-B-A. Man kann aber durchaus auch nur A-B messen, wenn man vorher die Uhren bei Start und Ziel synchronisiert hat.
Können sie das Kettensägen-Paradoxon auflösen? Reißt die Kette oder hängt sie durch?
Sie finden es unter --- Kettensägen-Paradoxon online ---
Wenn die Kette in einem Bezugssystem reißt, dann reißt sie auch in allen anderen. Geschichten müssen immer gleich ausgehen. Die Darstellung auf der Seite ist nicht richtig, weil die Kette ja eine Art Kreisbewegung beschreibt, und deshalb gibt es nicht das Ruhe-System der Kette. Die Kettenglieder bewegen sich ja in unterschiedliche Richtungen. Nehmen wir an, ich setze mich auf ein Kettenglied auf der unteren Seite und bewege mich mit der Kette nach links mit. Von mir aus gesehen bewegt sich also das Schwert nach rechts und ist längenkontrahiert. Der obere Teil der Kette bewegt sich aber noch wesentlich schneller relativ zu mir und ist daher noch viel stärker längenkontrahiert als das Schwert. Und weil die Längenkontraktion mit zunehmender Geschwindigkeit hoch nichtlinearen wächst, gewinnt die Kontraktion der sich nach rechts bewegen Kette und die Kette reißt auch in diesem Fall.
Das stimmt tatsächlich. Die Kette reißt, denn die beiden Ketten befinden sich relativ zueinander in einem wesentlich extremeren Abschnitt des Lorentzfaktors als die Summe des Schwertes relativ zur Kette oben + der Kette zu unten. Aber wie ist es dann auf der Seite 3 mit dem Zwillingsparadoxon. Die Längenkontraktion und die Zeitdilatation verhalten sich nach dem selben Prinzip. Kommt bei den Zwillingen der gleiche Effekt zustande wie bei der Kettensäge? Wenn ja, wie bzw. wo?
@@user-rv2dm4ij9k Dazu habe ich eh ein Video gemacht: ruclips.net/video/VbPkUvjAjmg/видео.html
@@MartinApolin Das Video ist mir vollkommen klar. Aufgrund des Umkehrpunktes wechselt der eine Zwilling sein Inertialsystem. Beim Zwillingsparadoxon auf "Kettensägen-Paradoxon auf Seite 3 kürzt sich das jedoch weg. Beide haben einen Umkehrpunkt und deshalb wechseln beide 1 x ihr Inertialsystem. Der einzige Unterschied ist die verschiedene Zeit zwischen Ruhe und gleichmäßiger Bewegung. Und die kann man aufgrund des Relativitätsprinzip nicht unterscheiden. Alles andere kürzt sich weg. Also, für mich ist nicht verständlich, was ausschlaggebend ist, welcher Zwilling jünger geblieben ist. Na ja, gar nicht so einfach.
Wenn von mir aus gesehen Zwillinge jeweils in die Gegenrichtung wegfliegen, umdrehen und wieder zu mir zurückkommen und der Flug verläuft gewissermaßen vollkommen spiegelbildlich, dann sind die Zwillinge zwar weniger stark gealtert als ich, der ich im Initialsystem geblieben bin, sie sind aber beide aufgrund der Symmetrie gleich stark gealtert. Weil die Geschichten immer gleich ausgehen müssen, empfinden das natürlich auch die Zwillinge so. Sie sind gleich stark gealtert. Wie kann man das aber aus Sicht eines der Zwillinge erklären, wenn man also mit diesem mitfliegt. Während des Flugs hat er ja das Gefühl, in Ruhe zu sein, während sich der andere Zwilling bewegt und deshalb aus seiner Sicht langsamer altert. Der springende Punkt ist aber beim Umkehren. Das hat mit der Relativität der Gleichzeitigkeit und dem Synchronisieren von Uhren zu tun. Nehmen wir an ich hab ein Initialsystem, indem sich ein Heer von synchronisierten Uhren befindet. Wenn ich mich relativ zu diesem Initialsystem bewege, dann gehen die Uhren nicht mehr synchron. Wenn ich also zuerst in Ruhe bin und dann plötzlich beschleunige, dann „verstellen“ sich gewissermaßen von mir aus gesehen alle Uhren in diesem Initialsystem. Und diese Effekt, dieses Umspringen der Uhren, bewirkt dass die Geschichten dann unter dem Strich auch aus der Sicht der beiden Zwillinge gleich ausgehen. Lange Rede kurzer Sinn: wenn die Wege exakt symmetrisch sind, dann altern die Zwillinge auch gleich stark.