Doppler-Effekt
Etwas zum Doppler-Effekt in Bezug auf die Zeitdilatation und bezogen auf elektromagnetische Wellen.
Was ist der Doppler-Effekt? Er ist ein Effekt der auftritt, wenn sich Quelle und Empfänger von Lichtwellen voneinander entfernen – die Lichtwellen werden in den roten Bereich des Spektrums verlängert, oder sich annähern – die Wellen werden verkürzt, sie werden ins Blaue verschoben. Oder aber er tritt auf, wenn das Licht ein Gravitationspotential durchläuft.
Er kann aus einer von drei Ursachen auftreten.
Zum einen kommt es zum Doppler-Effekt durch die Expansion des Kosmos selbst, die Lichtquellen (Galaxien) werden durch die Expansion des Kosmos voneinander fortbewegt, ihr Licht wird ins Rote verschoben, siehe auch kosmische Hintergrundstrahlung. Eine Zeitdilatation spielt keine Rolle, weil sich alle Objekt aufgrund der Expansion in gleicher Weise voneinander entfernen.
Zum zweiten wird das Licht rotverschoben, wenn es sich von einer Gravitationsquelle entfernt, z. B. einen Stern oder eine Galaxie. Die Zeitdilatation ist ein tatsächlicher Effekt, ein Beobachter fern der Gravitationsquelle wird eine Verlangsamung der Zeit feststellen (auf einer Uhr nahe dem Gravitationszentrum, auf der Oberfläche(z. B. eines Sterns, natürlich theoretisch), ein Beobachter (natürlich theoretisch) auf einem Stern wird eine Uhr fern vom Stern schneller laufen sehen als seine eigene Uhr, anders gesagt: Die Zeit auf einem Stern vergeht langsamer als weit davon entfernt. Und dieser Effekt ist äquivalent zu einer Beschleunigung.
Die dritte Ursache liegt in der gleichförmigen Bewegung von Systemen (Inertialsystemen) zueinander. Die Beobachter werden im jeweils anderen System eine Verlangsamung der Uhren feststellen, eine Zeitdilatation ist aufgehoben, wenn die Uhren wieder zusammengeführt werden.
Alle drei Gründe haben eines gemeinsam: Es sind reine Messwerte. Die Messwerte kommen aufgrund der Informationsübertragung per elektromagnetischer Wellen zustande. Das gilt auch für die Information über unterschiedlich laufenden Uhren bzgl. eines Gravitationsfeldes. Der Doppler-Effekt ist keine Ursache, sondern nur eine Auswirkung.
Claus hat meine Anmerkung, dass das Tick-Tick einer Uhr aufgrund des Doppler-Effektes verlangsamt bei Empfänger ankommt, wenn sich Sender und Empfänger voneinander weg bewegen, und dass dieser Effekt mit der Konstanz von c zu tun hat, in seinem
Beitrag Nr. 13-559mit einem Fragezeichen versehen.
Warum kommt das Ticken verzögert an? Wir stellen uns ein Raumschiff vor, das sich von der Erde entfernt und mit der Erdstation in Funkkontakt bleibt. Funkkontakt heißt, Übermittlung durch Radiowellen, die nichts anderes sind als elektromagnetische Wellen, und die breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit c aus. c ist eine Konstante.
Nehmen wir an, die Uhr tickt im Sekundentakt. Dann wird immer nach einer Sekunde beim Empfänger ein Tick ankommen, wenn sich Sender und Empfänger gegeneinander nicht bewegen, und sind sie z. B. 300 000 Km voneinander entfernt, dauert es immer eine Sekunde, bis ein Tick beim Empfänger ankommt. Entfernen sich beide aber voneinander, wird es stets länger dauern, bis ein Tick ankommt, obwohl das Signal mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum eilt, denn das Signal muss ja eine immer größere Strecke überwinden. Ein Tick kommt dann nicht mehr im Sekundentakt, sondern verzögert. Reist das Raumschiff z. B. mit der Irrsinnsgeschwindigkeit von 150 000 Km/Sek, dauert es stets 1,5 Sekunden, bis das nächste Signal beim Empfänger ankommt. Dabei ist es natürlich nicht wichtig, dass es sich im Beispiel um eine Uhr handelt, jeder Prozess, der im jeweils anderen System beobachtet wird, unterliegt demselben Effekt.
DAS ist die Zeitdilatation aufgrund des Doppler-Effektes. Sie ist einzig ein Messergebnis, das vom Bewegungszustand der Systeme abhängt. Der Doppler-Effekt ist nicht Ursache dafür, das Uhren langsamer gehen, sondern eine Auswirkung aufgrund der Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit c.
Natürlich kann man unter Kenntnis der Werte des Doppler-Effektes berechnen, welcher Zeitdilation die Prozesse in einem System aufgrund seiner Bewegung in Bezug auf ein anderes System unterliegen. Das hat dann aber nichts mit der Informationsübertragung zu tun, um die es eben ging. Ich kann auch aufgrund einer Radarmessung auf die Geschwindigkeit eines Autos schließen, das hat aber nichts mit den Vorgängen im Auto zu tun.
Das Leben ist zu ernst, um es nur ernst zu nehmen.
