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Warum verlangsamt Gravitation die Zeit?

Thema erstellt von Andreas R 
Andreas R
HI!



Habe zwar schon einige populärwissentschaftlicher Bücher darüber gelesen aber es immer noch nicht richtig verstanden.

Weil dort die Raumkrümmung höher ist? Die Felder(Fiktive Quadranten) dehnen sich durch die Verzerrung auseinander ? So bräuchte man vom Anfang des Quadranten bis zum Ende länger als bei einen Quadranten der weniger gekrümmt ist?

Also die Berechnung der Raumgeometrie mit Auswirkung auf die Zeit möchte ich nicht sehen (-: !

Wolle das nur mal so verstehen..........danke!
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Andi
Soweit wie ich es verstanden habe:

Da der Raum gedehnt ist, muss das Licht größere Abstände zurücklegen.
(Z.B. wird bei einer Verbrennung der Abstand zwischen O und C Atom größer und das elektrische Feld der Elektronenhülle muss einen grösseren Abstand zurücklegen)
Oder du kannst sagen, dass sich das Licht langsamer bewegt.
(Da alles eine Frage des Standpunktes ist, ist es gleich wie rum)

Wenn das Licht aber "langsamer" ist, vergeht die Zeit langsamer.
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Andreas R
Aber Licht ist nunmal eine Konstante......(-:!
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Andi
Ja eben drum.
Da Licht immer konstant ist, braucht es "länger" in einem gedehten Raum.
wenn also der Raum zwischen den Atomen größer wird, benötigt das Licht mehr zeit. Es hat ja mehr strecke zu überbrücken.
Wäre dem nicht so. Würden sich elektromagnetische Wellen genauso ausdehnen wie die Materie im Raum, dann hätten wir diese ganzen "schneller als Licht" probleme nicht.
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Andi
..zumal ich mich falsch ausgedrückt habe mit "Licht braucht mehr Zeit". Licht ist ja die Zeit. Licht ist dafür verantwortlich, dass sich überhaupt irgendwas ändert, also dass Zeit vergeht.
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Andreas R
Würde eher sagen das Licht ein Abbild der Zeit ist aber nicht die Zeit selber. Genau gesagt ein Transportmittel zum Übertragen von Informationen der angestrahlten Objekte zu unterschiedlichen Zeiten die wir als Bilder sehen........


PS: Oben hast du geschrieben das Licht langsamer ist oder länger braucht - sag doch einfach das Licht brauch dann mehr Zeit zum durchqueren des Raumes wenn dieser gestreckt wird (-: !
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Andreas R
hmm schade kann hier nicht editieren - also vergiss das letzte was ich geschrieben habe........
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Manuel
Hallo Andreas

ich bin ja auch kein Profi, aber ich habe folgende Erklärung: Das Licht wird in der Nähe von Körpermassen gekrümmt. Grund: Dort verläuft die Zeit langsamer, und weil das Licht konstant ist, muss es sich krümmen, um immer noch in der gleichen Zeit den gleichen Weg zurücklegen zu können. Zeit ist langsamer --> es wäre zu schnell (da unabhängig von Zeit weil konstant) --> es muss mehr Weg in der gleichen Zeit zurücklegen --> Licht krümmt sich.

Anderes Beispiel zur Veranschauung: Massenanziehung. Masse A bewegt sich auf Masse B zu. Masse A MUSS schneller Richtung Masse B werden, da die Zeit dort langsamer verläuft (Masse A wird eigentlich nicht schneller, aber durch die Zeitverlangsamung im Gravitationsfeld B hat man den Eindruck). Diese Beschleunigung ist relativ, von wo aus man das Ereignis betrachtet. Wenn man z.B. in ein Schwarzes Loch fällt, sieht es von aussen aus, als würde alles unendlich lange gehen (der Fall ins Schwarze Loch).


Eine andere Frage: Dass die Zeit langsamer verläuft, ist klar. Verlaufen auch die Raumdimensionen anders? Oder nur (resp. es ist egal, ob Raum ODER Zeit) die Zeit? Wenn beides sich verändern würde, würde meiner Logik nach die Gravitation nicht funktionieren(?) Weil bei langsamerer Zeit gleichzeitig auch weniger Weg vorhanden wäre, dies würde sich wieder aufheben...
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Beiträge: 1.177, Mitglied seit 18 Jahren
Das mit der "Raumkrümmung" ist im übrigen nur eine Analogie zum besseren Verständnis (zur Anschaulichkeit), die aber keinen physikalischen Inhalt hat. - das nur so zu Verwirrung ;)


"Warum verlangsamt Gravitation die Zeit?"

Einsteins Erkenntnis war die äquivalenz von "Gravitation" und "Beschleunigung". Du wirst in einem Gravitationsfeld ununterbrochen beschleunigt. Und wie du aus den Büchern ja wissen dürftest, hat die Geschwindigkeit eines Objektes gewisse Auswirkungen.

Und nur in Bezug auf einen anderen Beobachter außerhalbt dieses Gravitationsfeldes scheint es so, als würde dort für die Objekte die Zeit langsamer verlaufen.
Solange sich eines dieser Objekte in dem Gravitationsfeld im freien Fall befindet, erscheint es ihm so, als würde für den Außenstehenden Beobachter die Zeit langsamer verlaufen - also für den, auf den das Gravitationsfeld nicht einwirkt.
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Manuel
Das ist noch die bessere Erklärung :-)
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Jack
Da der Raum gedehnt ist, muss das Licht größere Abstände zurücklegen.

Ich denke das ist wohl ein Witz.
>>>>>>
Auszug

Die beiden Physiker Albert Abraham Michelson und Edward Williams Morley wollten 1887 die Geschwindigkeit der Erde in diesem Äther mit Hilfe von Lichtstrahlen bestimmen. Dafür bauten sie ein äußerst genaues Messinstrument, ein so genanntes Interferometer. Die Idee dahinter: Die Geschwindigkeit des Lichtes wird in zwei verschiedene Richtungen gemessen, einmal in Bewegungsrichtung und einmal senkrecht dazu. Das Licht, das sich in dieselbe Richtung bewegt wie die Erde sollte schneller sein als das Licht senkrecht dazu. Doch so sorgfältig die beiden Forscher ihre Messungen auch ausführten, sie konnten keinen Unterschied in der Geschwindigkeit feststellen. Die Lichtgeschwindigkeit blieb konstant
><<<<<
Einstein konnte auf dieser Grundlage seine Relativitätstheorien entwickeln.

Gerade die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit führte zu seinen Theorien die auf die Wirkungen der Zeitdilatation beruhen. Das Licht ist zwar für den Beobachter aus dem Weltall langsamer wenn er dass aus seiner Position misst aber seine Zeit geht ein wenig schneller .(c.5,8^-10 %) Aber im Gravitationsfeld selbst gemessen hat Licht wieder die Geschwindigkeit c. das gilt auch umgekehrt. Also c ist immer konstant.

Ich empfehle mal die Seiten für die GPS-Korrekturen: http://www.ap.univie.ac.at/users/fe/rel.html


Da passiert in der physikalischen Realität wirklich das was auch Einsteins R-Theorie
aussagt. Da braucht man keine Raterei zu betreiben .

Wer dazu einige schöne Flash`s sehen will .


Flash´s

Jack



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Jack
Da der Raum gedehnt ist, muss das Licht größere Abstände zurücklegen.

Ich denke das ist wohl ein Witz.
>>>>>>
Auszug

Die beiden Physiker Albert Abraham Michelson und Edward Williams Morley wollten 1887 die Geschwindigkeit der Erde in diesem Äther mit Hilfe von Lichtstrahlen bestimmen. Dafür bauten sie ein äußerst genaues Messinstrument, ein so genanntes Interferometer. Die Idee dahinter: Die Geschwindigkeit des Lichtes wird in zwei verschiedene Richtungen gemessen, einmal in Bewegungsrichtung und einmal senkrecht dazu. Das Licht, das sich in dieselbe Richtung bewegt wie die Erde sollte schneller sein als das Licht senkrecht dazu. Doch so sorgfältig die beiden Forscher ihre Messungen auch ausführten, sie konnten keinen Unterschied in der Geschwindigkeit feststellen. Die Lichtgeschwindigkeit blieb konstant
><<<<<
Einstein konnte auf dieser Grundlage seine Relativitätstheorien entwickeln.

Gerade die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit führte zu seinen Theorien die auf die Wirkungen der Zeitdilatation beruhen. Das Licht ist zwar für den Beobachter aus dem Weltall langsamer wenn er dass aus seiner Position misst aber seine Zeit geht ein wenig schneller .(c.5,8^-10 %) Aber im Gravitationsfeld selbst gemessen, hat Licht wieder die Geschwindigkeit c. Das gilt auch umgekehrt. Also c ist immer konstant.

Genauso die Aussage:
<<<<
Aber Licht ist nunmal eine Konstante......(-:!
<<<<
Unfug :
Licht ist eine elektromagnetische Welle und keine Konstante und bewegt sich mit der Geschwindigkeit c vorwärts wie das jede elektromagnetische Welle (Funkwellen usw.) tut. Sogar Gravitation bewegt sich mit dieser maximalen Geschwindigkeit c.


Ich empfehle mal die Seiten für die GPS-Korrekturen: http://www.ap.univie.ac.at/users/fe/rel.html


Da passiert in der physikalischen Realität wirklich das was auch Einsteins R-Theorie
aussagt. Da braucht man keine Raterei zu betreiben .

Wer dazu einige schöne Flash`s sehen will:
http://www.gravitation-zeit-theorie.com


Jack
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Andreas R
Das habe ich ja gesagt das Licht eine konstante Geschwindigkeit hat.


Ich wollte nur herrausfinden, warum die Zeit, gerade dort, wo die Gravitation stärker ist, auch langamer vergeht. Oder umgekehrt......

Dazu bin ich auf die Raumkrümmung gekommen. Materie verursacht Gravitation, diese krümmt den Raum und zwingt so andere Materie zu Bahnen, die die Raumkrümmung vorgibt. Da Licht auch eine Masse hat, muß es zwangsläufig gekrümmt werden. (Könnte von Albert sein (-: )

Aber das war nicht mein Gedankenexperiment, um rauszufinden, warum die Zeit bei stärkeren Verzerrungen langsamer vergeht. Es wurde ja anhand von einen Atomuhrexperiment nachgewiesen das die Zeit in einem Flugzeug das die Erde umkreist schneller läuft als die auf der Erdoberfläche. Das war eine Vorhersage der allgemeinen Relativitätstheorie. Ich wollte wissen warum das genau so ist.

Für mich gibt es nach wie vor nur eine Erklärung : Wenn man einen Ball nimmt und ein Gumminetz darüberzieht, werden die "Quadranten" größer. So ist das wohl auch mit den Raum um stärkeren Gravitationsfeldern wie das der Erde. Es ist dann eine längere Distanz zur Überbrückung der Quadranten notwendig - Man kann auch Schallwellen anstatt Licht dafür nehmen oder nen Raumschiff. Die Geschwindigkeit selber ist zur Veranschaulichung gar nicht maßgebend. Maßgebend ist die Streckung der Distanzen durch die Krümmung.........

Und wenn die Distanzen größer werden dann muß auch der Zeitraum größer werden und folglich die Zeit dort langsamer vergehen......
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Andreas R
Korrektur :


Da Licht eine Konstante ist und die Geschwindigkeit nicht über einen Maximalwert bringen kann, einen Raum der sich dehnt durchquehrt, muß die Zeit dort langsamer verlaufen. Die Zeit wird dilatiert weil das Licht die höchstmeßbare und gleichbleibende Geschwindigkeit hat die es gibt und die Distanz größer wird.



So jetzt müßte es korrekt sein.
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Manuel
Die könnte niemals von Einstein sein! Denn Licht ist masselos, weil eine Masse niemals Lichtgeschwindigkeit erreichen kann. Der Grund für die Krümmung ist hier ein anderer, siehe meinen Beitrag oben. Doch die Erklärung für die Zeitverlangsamung von André ist sehr gut.

@André: Die Sache mit der Raumkrümmung ist keinesfalls Verwirrung! Es ist die geometrische Erklärung und physikalisch akzeptiert. Allerdings ist die Krümmung nicht so, wie sie als 2Dimensionales Netz in Büchern dargestellt wird.
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Beiträge: 1.177, Mitglied seit 18 Jahren
Manuel, das mit "Verwirrung" meinte ich so, dass ich mit meiner Aussage wahrscheinlich nur Verwirrung stifte ;) ... davon abgesehen ist es aber tatsächlich so: Das mit der Raumkrümmung - die Analogie zwischen RaumZeit und Geometrie - dient nur der Anschaulichkeit und hat keinen physikalischen Inhalt - siehe Lehrbücher von Stachel und Barbour. Denn einer Raum-Zeit entspricht keine Geometrie im Sinne einer Riemannschen Mannigfaltigkeit. Die physikalische Welt wird in der ART also nicht durch Geometrien repräsentiert, sondern nur durch diesen Geometrien innewohnenden Relationen.

Das spielt hier im Forum aber weniger eine Rolle, weil diese Analogie eben der Anschaulichkeit wegen ganz nützlich ist, weswegen ich meinte, es wäre "verwirrend", wenn ich das erwähne.
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Beiträge: 726, Mitglied seit 18 Jahren
Also, keines der beiden Bücher scheint hier in der Bibliothek vorhanden zu sein. Allerdings würde mich doch einmal ein Argument für diese Behauptung interessieren, denn z.B. im Misner, Thorne, Wheeler wird die ART auf Basis der Geometrie erklärt. Und die Raumzeit ist dort durchaus eine (Pseudo-)Riemannsche Mannigfaltigkeit.
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Beiträge: 1.177, Mitglied seit 18 Jahren
Hallo Timeout, behauptet wird dies von Leuten vom Max Plank Institut für Gravitationsphysik und Physikern wie Smolin, Rovelli, Stachel, Barbour – alles meines Wissens nach Leute aus dem Lager der Relativisten. Die ersten beiden sind neben Ashtekar und anderen verantwortlich für die Entwicklung der Quantengeometrie.

Smolin sagt zum Beispiel folgendes dazu, dass es nicht wahr wäre, dass einer Raum-Zeit auch eine Geometrie im Sinne einer Riemannschen Mannigfaltigkeit entspricht. Der physikalischen Raum-Zeit entspricht eine unendliche Klasse von Mannigfaltigkeiten und Metriken, die untereinander durch bestimmte Transformationen in Beziehung stehen. Diese Transformationen bezeichnet man als Diffeomorphismen.
Sie lassen nur solche Relationen zwischen Feldern unverändert, die physikalisch beobachtbaren Eigenschaften von Raum und Zeit entsprechen.
Diese Tatsache, dass in der Allgemeinen Relativitätstheorie die physikalische Welt nicht durch Geometrien repräsentiert wird, sondern nur durch solche den Geometrien innewohnenden Relationen, die bei den oben genannten Transformationen erhalten bleiben, wird oft bei Diskussionen dieser Theorie übersehen.
Das ist ein ernsthafter Fehler, der einem leicht unterläuft. Auch Einstein kämpfte mit diesem Fehler mehrere Jahre, bis er das Problem schließlich verstand.
Das Argument, das ihn schließlich verstehen ließ, bezeichnet man als das „Loch-Argument“.
Auf technischem Niveau liegt hier der Schlüssel zur Interpretation der Theorie.

Bei Stachel und Barbour ist mir im übrigen ein Fehler unterlaufen, von denen gibt es keine Lehrbücher, die haben dieses Problem nur für die meisten Physiker gelöst.

Von Rovelli gibt es aber demnächst ein Lehrbuch über die Quantengeometrie, in dem auch das behandelt werden dürfte.

Vielleicht habe ich das auch nur missverständlich rüber gebracht und du kennst das bereits irgendwie schon? Auf jeden Fall war auf den Wissen bisher immer verlass.

Und soweit ich weiß sind diese Wissenschaftler seriös, kann mich aber auch irren... und sie können sich irren, ist ja immer möglich ;)
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Andreas R
@Manu:


Licht hat eindeutig eine Masse. Deswegen wird es auch von Gravitation gekrümmt. Das steht in allen Büchern über die Realivitätstheorie. Die Lichtquanten haben nämlich einen Teilchen - und Wellencharakter.

Du hast zwar Recht das normale Masse keine Lichtgeschwindigkeit erreichen kann - wegen des Gammafaktors, sie nimmt unendlich zu. Aber bei Licht ist das wie gesagt anders. Es ist eine Materie und Energieform zugleich.

Die Erklärung von Andre zur Zeit erklärt nicht das Phänomen was ich angesprochen habe sondern 2 verschiedene innerhalb 2 verschiedenen Inertialsystemen. Nämlich das Zwillingsparadoxon von Einstein. Dabei geht es darum das der eine mit Lichtgeschwindigkeit wegreist und der andere auf der Erde bleibt. Als der Reisende wiederkommt stellt er fest das sein Bruder auf der Erde gealtert ist und er nicht. Das würde auch ein "Unabhängiger Beobachter" erkennen. Im selber wäre aber nicht aufgefallen das die Zeit stehen geblieben ist. Das ist die Äquivalenz von Graviation und Beschleunigung. Außerdem hat Andre nur das Phänomen beschrieben aber keine Erklärung abgegeben..........

Das was ich meinte beruht auf ein irdisches Experiment wo auf der Erde eine Atomuhr hingestellt wurde und eine in ein Flugzeug befördert. Die im Flugzeug ging schneller. Aber von der Geschwindigkeit des Flugzeuges hat man dabei gar nichts großartig gesagt weil es bedeutungslos war. Es war die Tatsache vorhanden das die Gravitation die Zeit verlangsamt.

Nochmal : Warum ist das so???


@Andre: Ich habe einige populärwissentschaftliche Bücher zur Relativitätstheorie von einigen kompetenten Wissentschaftlern gelesen. Darunter auch Stephen Hawking, James Trevil usw.

Dort steht immer wieder das Riemann Einstein bei den mathematischen Berechnungen zur Raumgeometrie geholfen hat und nur dadurch so genaue Vorhersagen gemacht werden konnten. Z.b die Perihelbewegung des Merkur, Fixpunkte von Sternen usw. Das beruht alles auf der Tatsache das in der Theorie ausdrücklich gesagt wird das " Die Raumgeometrie für die gekrümmten Planetetenbahnen verantwortlich ist und Graviation diese verursacht!"

Das ist der entscheidende Unterschied zum alten Graviationsgesetz von Newton. Newton´s Vorhersagen waren eben nicht so genau.


Das was du mit der Quantengeomtrie meinst ist wahrscheinlich nur im Mikrokosmos in Verbindung mit der Quantenmechanik greifend. Vielleicht auch Superstringtheorie. Aber nicht im Makrokosmos. Den die heutige Raumfahrt richtet sich nunmal nach den genauen Vorhersagemöglichkeiten der allgemeinen Relativitätstheorie. Auch in aktuelllen Sendungen und Büchern wird immer wieder von der Existenz der Raumgeometrie gesprochen und ihre Wichtigkeit/Auswirkung erläutert.

Die Raumgeometrie nach Einstein ist real. Solange bis das Gegenteil bewiesen wird. Alles andere sind Spekulationen und Hypothesen. Deswegen bleibe ich dabei.........
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Andreas R
@Manu:


Licht muß wegen noch etwas eine Masse haben : E=mc² !

Das heisst das man mit Masse Energie erzeugen kann und umgekehrt..........
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