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Eine Frage zu einer Zeitmaschinenidee

Thema erstellt von Zeitgeist 
Beiträge: 2, Mitglied seit 11 Jahren
Hallo.
Nach einigen Dokus hatte ich ne dumme Idee und da ich weder ein Wissenschaftler bin, noch ein Mathegenie, dachte ich mir ich frage kurzerhand mal irgendwo. Und schwubs, hier bin ich. :smiley17:
Also wenn ich wohin gucke, dann sehe ich ja die Vergangenheit....weil das Licht welches bei mir ankommt etc.....
Scheinbar schon eine Variante der Zeitreise.....zumindest visuell.
Auch habe ich verstanden, daß Zeitreise duch Geschwindigkeit längst bewiesen ist und quasi täglich stattfindet. MIR etc.
Einen Menschen zB. rückwärst zu schicken ist ja wohl bisher nicht möglich, außer in ein paar wilden Theorieen.
Wie sieht es denn mit Signalen aus? Ob nun Licht, Funk etc. .signale, das lass ich mal ganz weg.
Jetzt die eigentliche Frage (Und diese darf gerne variiert werden, denn vorkommende Geräte und Signale dienen hier natürlich nur als Anregung/Beispiel):
Was, wenn ich eine Hochgeschwindigkeitskamera an einer suuuuperschnellen Zentrifuge anbringe. Vorn an der Kamera ein Minni-LCD-TV.
Das ganze sendet was die Kamera sieht per Signal (ich sag einfach mal ein Funksignal) an meinen Computer.
Bricht das ganze schon in der Theorie zusammen? Weil zB. ja die Cam immer nur an den derzeitigen PC senden kann und nicht an einen in der Vergangenheit? Andererseits, nur weil das Geschoss sich irre schnell dreht, verschwindet es ja nicht von meinem Tisch und sollte also auch senden........bricht also der Kontakt irgendwann ab sobald es die Zukunft sieht ???
Oder wäre es so möglich, zumindest für kurze Zeit die Nachrichten der Zukunft zu sehen, wenn ja wie lange ?
Und sollte das ganze jetzt jemanden inspirieren und er guckt sich damit die Lottozahlen der Zukunft an.... ich hätte gerne die hälfte ab. :smiley32:
Ne mal ganz im Ernst, ich bin gespannt auf die Antworten.
Danke
Beitrag zuletzt bearbeitet von Zeitgeist am 29.01.2013 um 10:33 Uhr.
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Beiträge: 926, Mitglied seit 13 Jahren
Die
Zeitmaschine
Es gibt nur die Gegenwart.
Jedes Auto ist eine Zeitmaschine.
Man fährt von Gegenwart zu Gegenwart.
Einsichten und Ansichten sind zeitlich verschmiert.
Auch Raketen und die alte MIR – Gegenwart.
Verschränkungen – Gegenwart.
In – Out Gegenwart.
Gegenwart
mg
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Es gibt nur eine Zeit - die aktive und die passive Gegenwart - und Gravitation
ist die Antwort der Gegenwart auf die Einwirkung vergangener Wichtigkeiten.
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Beiträge: 2, Mitglied seit 11 Jahren
Also das hab ich anders verstanden.
Zeit ist doch nicht konstant wie bei Newton sondern relativ laut Einstein.
Bewegt sich etwas sehr schnell, vergeht die Zeit langsamer. Ergo: es reist durch die Zeit nach vorn.
Ein Beispiel: Ein MIR-Kosmonaut war knapp 800 Tage bei 27.000 km/h unterwegs und ist dadurch 50 Sekunden (oder waren es 0,50?) in die Zukunft gereist, bzw. weniger gealtert als der Rest der Menschen auf der Erde. Würde er das also länger und mit mehr Speed machen, würde er irgendwann zB. seinen Sohn sehen können wie er älter ist wie er selbst. Das ist also doch ne Art Zeitreise. Sollte dann nicht auch meine theoretische Superzenrifuge sich schneller durch die Zeit bewegen wie der stehende Computer ?
Oder sollte ich da was falsch mitbekommen haben ?
Es wäre übrigens nett, bei Erklärungen, für mich als Nicht-Einstein, auf mein Beispiel einzugehen. Warum gehts nicht oder doch.
Nicht einfach nur Regeln der Zeit etc. zu verwenden mit denen ich mir dann meine Antwort zusammengoogeln müßte.
Dafür hab ichs ja so gefragt. Damit ich die Antwort auch direkt nachvollziehen kann.
Danke :)
Beitrag zuletzt bearbeitet von Zeitgeist am 29.01.2013 um 12:31 Uhr.
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Beiträge: 2.420, Mitglied seit 17 Jahren
Hi, Zeitgeist,

der 40-jährige MIR-Kosmonaut verabschiedet sich von seinem 20-jährigen Sohn, steigt in seine Zentrifuge und zentrifugiert los. Aufgrund des Dopplereffekts (auch Lichtlaufzeit genannt) sieht der Kosmonaut jedesmal, wenn er sich in seiner Zentrifuge von seinem Sohn entfernt, diesen langsamer altern als sich selbst. Jedesmal, wenn wenn er sich auf seinen Sohn zubewegt, sieht er den Sohn schneller als sich selbst altern. Nun reist der 40-jährige Vater (aus seiner Sicht) 1 Monat lang in der Zentrifuge nahe Lichtgeschwindigkeit. Dabei sieht er, wie sein Sohn während der Entfernungsphasen 1000 mal langsamer und während der Rückkehrphasen 1000 mal schneller altert, als er selbst. Nach einem Monat hält er an, begrüßt seinen Sohn im Alter von 62, weil dieser (wegen der Rückkehrphasen(!), die Entfernungsphasen spielen bei der Rechnung kaum eine Rolle) inzwischen ca. 500 Monate älter geworden ist, während der Kosmonautenvater ja nur einen Monat herumzentrifugierte, also auch nur einen Monat älter geworden, somit nach wie vor 40 ist.

Während 42 langer Jahre saß der Sohn vor seinem Computer um auf dem Monitor zu sehen, wie sein Vater sieht, dass er (der Sohn) schneller altert. Pfiffig, denkt er, doch muss er gar bald nach dem Start der Zentrifuge die Empfangsfrequenz1 ändern, mit der er das Bild der Kamera empfängt. Aber das hatte der Sohn in weiser Voraussicht technisch bedacht. Auch die Tatsache, dass die Signalstärke der Kamera nun nur noch einen Bruchteil eines Bruchteils beträgt, hatte er technisch gemeistert und sieht bereits kurz nach dem Start des Vaters, wie dieser regungslos in seinem Sessel sitzt... Das "Tschüss, mach´s gut mein Junge", welches der Vater trotz der hohen Rotationsgeschwindigkeit noch in die Kamera spricht, kann der Sohn zunächst nicht verstehen. Erst als er die gesamten Kameraaufzeichnungen der ersten 1 1/2 Stunden der Zentrifugenreise mit 500facher Geschwindigkeit in Zeitraffer abspielt, versteht er, was sein Vater gesagt hat. Nach wie vor empfängt er das aktuelle2 Kamerabild aber offensichtlich weiterhin in extremer Zeitlupe. Schon dämmert ihm, wie lange es aus seiner Sicht dauern wird, bis sein Vater die einmonatige Zentrifugenreise beendet haben wird und er ihm die Hand schütteln kann, um ihm zu diesem Experiment zu gratulieren:

42 Jahre!

1 eine auf 2,4 GHz sendende Bluetooth-Kamera müsste der Sohn nun wohl so ungefähr auf Mittelwelle mit einer Signalstärke von 0,1 mW suchen...
2 Preisfrage: Der Sohn sieht auf seinem Computermonitor seinen Vater sowie all das, was sein Vater sieht... der Vater sieht den Sohn schneller altern... sieht sich der Sohn somit auch schneller altern? Wie sieht der Sohn sich selbst auf seinem Computermonitor?
Beitrag zuletzt bearbeitet von Claus am 29.01.2013 um 20:38 Uhr.
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Beiträge: 1.642, Mitglied seit 16 Jahren
Hallo Claus,

Dein Gedankenexperiment ist ganz schön verwirrend.
Ich betrachte es mal auf der Grundlage Deines vierdimensionalen Modells.
Der Sohn wird als ruhend im herkömmlichen Sinn vorgestellt; dies bedeutet in Deinem Modell, er bewegt sich inertial nur auf der Zeitachse.
Der Vater ändert dauernd seine räumliche Richtung und befindet sich nach einem Umlauf wieder an derselben Stelle im Raum. Er bewegt sich nicht geradlinig und damit nichtinertial. Nach Durchlaufen einer Umlaufperiode befindet er sich wieder an derselben Stelle im Raum, d.h. er hat dieselben räumlichen Koordinaten wie bei Beginn eines Umlaufs. Eine solche Bewegung hat reinen Zeitcharakter, der Umlauf stellt einen Takt dar.
Folglich bewegt auch der Vater sich in Deinem Modell im Ergebnis nur auf der Zeitachse.

Ich stelle mir das bildlich so vor, dass der Sohn sich gleichförmig auf der Zeitachse bewegt und der Vater von einem Punkt zum anderen auf der Zeitachse springt.
Da sie sich beide mit der gleichen Geschwindigkeit, nämlich c bewegen, vergeht für den Sohn mehr Zeit, weil er sich nur in der Zeit bewegt, während der Vater sich in Raum und Zeit bewegt.

Ist es nicht komisch, dass "Ruhe" und "kreisförmige Bewegung" in Deinem Modell im Ergebnis beide Bewegungen nur auf der Zeitachse sind ?

MfG
Harti
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Beiträge: 926, Mitglied seit 13 Jahren
Lieber Zeitgeist

Der Zeitgeist, der Redensart – so wie ich diesen verstehe – ist tatsächlich den Launen der Zeit ausgeliefert. Googeln ist zeitgemäß und schon dass, was dem Zeitgeist gebührt – und oft auch genügt. Das Erkennen und Begreifen ist jedoch das Ziel eines jeden Gegenwartsgeistes. Erkennen und Begreifen lässt sich nicht “googeln“. Außerdem - Zeit kümmert sich nicht um die Zeitvorstellungen von Newton oder Einstein – weder konstant noch relativ.

Zeit <ist => gegenwärtig.

mlg
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Hallo Harti,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1996-5:
Der Vater ändert dauernd seine räumliche Richtung und befindet sich nach einem Umlauf wieder an derselben Stelle im Raum. Er bewegt sich nicht geradlinig und damit nichtinertial. Nach Durchlaufen einer Umlaufperiode befindet er sich wieder an derselben Stelle im Raum, d.h. er hat dieselben räumlichen Koordinaten wie bei Beginn eines Umlaufs. Eine solche Bewegung hat reinen Zeitcharakter, der Umlauf stellt einen Takt dar.
Folglich bewegt auch der Vater sich in Deinem Modell im Ergebnis nur auf der Zeitachse.

Habe nicht verstanden, was du meinst, denke aber eher, dass deine Überlegung falsch ist:
Der Vater bewegt sich aus der Sicht des Sohnes doch im Raum, umgekehrt auch der Sohn aus der Sicht des Vaters. Insofern bewegt sich die jeweils im Raum bewegte Person eben nicht nur zeitlich.
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Beiträge: 1.642, Mitglied seit 16 Jahren
Claus schrieb in Beitrag Nr. 1996-7:
Der Vater bewegt sich aus der Sicht des Sohnes doch im Raum, umgekehrt auch der Sohn aus der Sicht des Vaters. Insofern bewegt sich die jeweils im Raum bewegte Person eben nicht nur zeitlich.

Hallo Claus,

ich habe Dein vierdimensionales Modell bisher so verstanden, dass angenommen wird, sämtliche Objekte bewegen sich darin (im Verhältnis zu diesem vierdimensionalen Bezugssystem) mit gleicher Geschwindigkeit und die herkömmliche Betrachtung von Bewegung mit Trennung von Raum und Zeit (Strecke/Zeit = Geschwindigkeit) erscheint darin als eine Bewegungn in verschiedene Richtungen.

Der ruhend vorgestellte Sohn bewegt sich dann nur auf der imaginären Zeitachse. Der im Kreis bewegte Vater bewegt sich ohne bestimmte Raumrichtung im Raum und auf der Zeitachse. Die Anwendung des Relativitätsprinzips ist nicht möglich, da der Sohn sich inertial bewegt, der Vater aber nichtinertial, weil nicht geradlinig. Das Zusammentreffen von Vater und Sohn nach jedem Umlauf des Vaters ist im herkömmlichen Sinn gleichzeitig; in Deinem Modell ist es aber nicht gleichzeitig, weil der Vater die imaginäre Zeitachse kreuzt, wenn der Sohn auf der Zeitachse schon weiter ist. Für den Sohn vergeht mehr Zeit, er kommt auf der Zeitachse schneller voran als der Vater, folglich altert der Sohn schneller als der Vater.
Zu dieser zeitlichen Differenz (Zeitdilatation) kommt man aber nur, wenn man den Vorgang aus der räumlichen Perspektive betrachtet, nämlich dass sich beide am gleichen Ort treffen. Wenn man den Vorgang aus der zeitlichen Perspektive betrachtet, in dem Sinn dass sich beide zur gleichen Zeit treffen, erscheint der Weg des Vaters verkürzt (Längenkontraktion).

Zeitdilatation und Längekontraktion sind in diesem Sinne Folge unserer Aufspaltung von Bewegungen (Veränderungen) in eine räumliche und zeitliche Komponente, wobei Raum und Zeit als Gegensätze (in einem Koordinatensystem senkrecht aufeinander stehend) vorgestellt werden.

Für Objekte, die sich raumzeitlich im Verhältnis zu Deinem vierdimensionalen Modell verändern, sind weder Zeitdilatation noch Längenkontraktion feststellbar, da sie sich in diesem Modell mit gleicher Geschwindigkeit bewegen. Nur bei einem Rückgriff auf eine Trennung von Raum und Zeit mit der Möglichkeit, eine Differenzgeschwindigkeit für die Objekte festzustellen, ergeben sich die relativistischen Effekte.

MfG
Harti
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Hallo Harti,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1996-8:
ich habe Dein vierdimensionales Modell bisher so verstanden, dass angenommen wird, sämtliche Objekte bewegen sich darin (im Verhältnis zu diesem vierdimensionalen Bezugssystem) mit gleicher Geschwindigkeit und die herkömmliche Betrachtung von Bewegung mit Trennung von Raum und Zeit (Strecke/Zeit = Geschwindigkeit) erscheint darin als eine Bewegungn in verschiedene Richtungen.

Fast. In dem vierdimensionalen System (der Raumzeit) bewegt sich eigentlich nichts. Alles ist statisch. Die Dinge sind nur in unterschiedliche Richtungen dieser Raumzeit ausgerichtet.

Ich stelle mir nun vor, wie mir dieses statische, vierdimensionale System in meinem zeitbehafteten, dreidimensionalen System erscheinen würde - d.h. ich verbleibe m.E. in der Trennung von Raum und Zeit und stelle mir vor: ich, der ich im Raum ruhe und dessen Zeit vergeht, bewege mich (wie alle ruhenden Körper um mich herum ebenso) in eine vierte Raumrichtung. Von dieser Bewegung bemerke ich nichts, denn die um mich herum befindlichen Körper bewegen sich ja mit derselben Geschwindigkeit wie ich. "Wozu dann diese Vorstellung?" wird man fragen. Diese Vorstellung wird mir dann nützlich, wenn mir in meinem dreidimensionalen Ruhesystem ein bewegtes Objekt begegnet. Ich kann so nämlich anschaulich begreifen, dass die von mir postulierte zusätzliche Bewegung in die vierte Raumrichtung dem Vergehen meiner Zeit entspricht und dass die von mir an dem anderen Objekt im Raum beobachtete Bewegung in Wahrheit nur einen Teil einer Gesamtbewegung in Raum und Zeit darstellt.

Zitat von Harti:
Der ruhend vorgestellte Sohn bewegt sich dann nur auf der imaginären Zeitachse. Der im Kreis bewegte Vater bewegt sich ohne bestimmte Raumrichtung im Raum und auf der Zeitachse.

So stelle ich es mir auch vor.

Zitat von Harti:
Die Anwendung des Relativitätsprinzips ist nicht möglich, da der Sohn sich inertial bewegt, der Vater aber nichtinertial, weil nicht geradlinig.

Stimmt. Aber die nicht inertiale Bewegung (die Beschleunigung) ist nicht der Grund für den späteren Altersunterschied.

Zitat von Harti:
Das Zusammentreffen von Vater und Sohn nach jedem Umlauf des Vaters ist im herkömmlichen Sinn gleichzeitig; in Deinem Modell ist es aber nicht gleichzeitig, weil der Vater die imaginäre Zeitachse kreuzt, wenn der Sohn auf der Zeitachse schon weiter ist. Für den Sohn vergeht mehr Zeit, er kommt auf der Zeitachse schneller voran als der Vater, folglich altert der Sohn schneller als der Vater.

In Ordnung. Der Vater blickt auf einen Sohn "zurück", der auf der Zeitachse des Vaters nicht weit vorangekommen ist.

Zitat von Harti:
Zu dieser zeitlichen Differenz (Zeitdilatation) kommt man aber nur, wenn man den Vorgang aus der räumlichen Perspektive betrachtet, nämlich dass sich beide am gleichen Ort treffen. Wenn man den Vorgang aus der zeitlichen Perspektive betrachtet, in dem Sinn dass sich beide zur gleichen Zeit treffen, erscheint der Weg des Vaters verkürzt (Längenkontraktion).

Bin mir nicht sicher, ob ich dich da richtig verstehe. Was meinst du genau mit "räumlicher" und "zeitlicher" Perspektive? Beide Effekte werden von beiden Personen beim jeweils anderen gesehen. Dennoch wirken sie sich unterschiedlich aus.

Zitat von Harti:
Zeitdilatation und Längekontraktion sind in diesem Sinne Folge unserer Aufspaltung von Bewegungen (Veränderungen) in eine räumliche und zeitliche Komponente, wobei Raum und Zeit als Gegensätze (in einem Koordinatensystem senkrecht aufeinander stehend) vorgestellt werden.

Die beiden Effekte treten aus der Sicht eines bestimmten Bezugssystems in einem anderen Bezugssystem auf. Um von einem anderen Bezugssystem sprechen zu können muss dieses bewegt sein. Ich stimme dir zu: Eine solche dynamische Sicht setzt den Begriff der Geschwindigkeit = Strecke pro Zeit voraus. Raum und Zeit werden also separiert - allerdings jeweils nur für das Bezugssystem, aus dem die Beobachtung erfolgt. Das ist die Sichtweise, die unserer Erfahrung entspricht. Subjektiv leben wir in einem 3-D-Raum, in dem Zeit vergeht.

Zitat von Harti:
Für Objekte, die sich raumzeitlich im Verhältnis zu Deinem vierdimensionalen Modell verändern, sind weder Zeitdilatation noch Längenkontraktion feststellbar, da sie sich in diesem Modell mit gleicher Geschwindigkeit bewegen.

Wie gesagt: eigentlich müsste man das vierdimensionale Modell statisch sehen. D.h.: Es gibt keine Veränderung, sondern nur Form. Objekte sind statisch in der Raumzeit in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet. Damit kann man zwar gut rechnen, es entspricht allerdings nicht unserer Erfahrung und man kann es sich allenfalls in einer dreidimensionalen Analogie vorstellen.

Um mir die Sache zu veranschaulichen, bleibe ich also in meiner dreidimensionalen Erfahrungswelt, in welcher Zeit "vergeht" und postuliere eine vierte Richtung, in die ich mich (der ich mich selbst ja als im dreidimensionalen Raum ruhend empfinde) mit Lichtgeschwindigkeit bewege. Durch diese Vorstellung kann ich anschaulich verstehen, was es bedeutet, wenn mir in meinem dreidimensionalen Raum ein bewegtes Objekt begegnet: Dieses Objekt bewegt sich nämlich - wie ich - mit Lichtgeschwindigkeit, nur in eine etwas andere Richtung, als ich. Da die Richtung von meiner abweicht, kann ich diese Richtung wie einen Vektor in zwei Komponenten aufteilen: eine, die meiner Bewegungsrichtung (meiner Zeit) entspricht und eine zweite, die meinem Raum entspricht. Beide Teilvektoren müssen nun kleiner als die Geschwindigkeit des Ausgangsvektors, die Lichtgeschwindigkeit sein. Das von mir beobachtete Objekt bewegt sich also mit Unterlichtgeschwindigkeit in meinem Raum (dies entspricht dem experimentellen Befund, dass kein Körper im Raum die Lichtgeschwindigkeit erreichen kann) und ebenso mit Unterlichtgeschwindigkeit in meiner Zeit. Letzteres entspricht dann dem experimentellen Befund der Zeitdilatation, welche ich bei dem anderen, aus meiner Sicht bewegten Objekt beobachte.
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Beiträge: 1.642, Mitglied seit 16 Jahren
Hallo Claus,

erstmal vielen Dank für die uhrzeitlich späten Erläuterungen Deines Raumzeitmodells.

Ich bin mir allerdings nicht sicher, ob sie widerspruchfrei sind. Du schreibst einerseits:
Claus schrieb in Beitrag Nr. 1996-9:
In dem vierdimensionalen System (der Raumzeit) bewegt sich eigentlich nichts. Alles ist statisch. Die Dinge sind nur in unterschiedliche Richtungen dieser Raumzeit ausgerichtet.

und andererseits:

Zitat:
Diese Vorstellung wird mir dann nützlich, wenn mir in meinem dreidimensionalen Ruhesystem ein bewegtes Objekt begegnet. Ich kann so nämlich anschaulich begreifen, dass die von mir postulierte zusätzliche Bewegung in die vierte Raumrichtung dem Vergehen meiner Zeit entspricht und dass die von mir an dem anderen Objekt im Raum beobachtete Bewegung in Wahrheit nur einen Teil einer Gesamtbewegung in Raum und Zeit darstellt.

Zitat von Harti:
Die Anwendung des Relativitätsprinzips ist nicht möglich, da der Sohn sich inertial bewegt, der Vater aber nichtinertial, weil nicht geradlinig.
Zitat von Claus:
Stimmt. Aber die nicht inertiale Bewegung (die Beschleunigung) ist nicht der Grund für den späteren Altersunterschied.

Da hast Du Recht, aber die nicht inertiale Bewegung des Vaters ist der Grund dafür, dass der ruhend vorgestellte Sohn und der bewegte Vater den Altersunterschied feststellen können. Ich würde noch etwas weitergehen und vermuten, dass nur das System des Sohnes als Bezugssystem betrachtet werden kann, weil nur dieses System in Bezug auf Zeit- und Raumrichtung eindeutig ist, während der Vater seine räumliche Ausrichtung dauernd (im Ergebnis) um 180° ändert. Dies ist auch der Grund dafür, dass man auf die inertiale Bewegung (genauer Ruhe) des Sohnes und die nicht inertiale Bewegung des Vaters das Relativitätsprinzip nicht anwenden kann.

Zitat von Claus:
Bin mir nicht sicher, ob ich dich da richtig verstehe. Was meinst du genau mit "räumlicher" und "zeitlicher" Perspektive? Beide Effekte werden von beiden Personen beim jeweils anderen gesehen. Dennoch wirken sie sich unterschiedlich aus.

Wenn Du davon ausgehst, dass beide Effekte beim jeweils anderen gesehen werden, wendest Du faktisch das Relativitätsprinzip an, was nach dem oben Gesagten nicht zulässig ist.



Mich würde noch interessieren, wie Du auf der Grundlage Deines Modells eine nur theoretisch vorgestellte Überschreitung der Lichtgeschwindigkeit interpretierst. Es gibt dafür m.E. zwei Möglichkeiten:

1) Wenn ein bewegtes Objekt (theoretisch) die Lichtgeschwindigkeit erreicht, ändert es, um die Lichtgeschwindigkeit nicht zu überschreiten, seine Raumrichtung um 180° und die Gerade, die seine Geschwindigkeit repräsentiert, bewegt sich von der Raumachse um maximal 90° in Richtung Zeitachse. Dies bedeutet eine Reduzierung der Geschwindigkeit.
oder
2) Das Objekt setzt bei Überschreiten der Lichtgeschwindigkeit seine ursprüngliche räumliche Bewegungsrichtung fort und ein Überschreiten der Lichtgeschwindigkeit kann nur durch die Vorstellung vermieden werden, dass das Koordinatensystem seine Orientierung ändert, indem die ursprüngliche Zeitachse um 180° versetzt (gespiegelt)in die entgegengesetzte Richtung weist. Auch in diesem Falle wäre das "Überschreiten" der Lichtgeschwindigkeit als Reduzierung der Geschwindigkeit des Objektes zu interpretieren, weil sich die Geschwindigkeitsgerade in Richtung Zeitachse bewegt.

MfG
Harti
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Hallo Harti,

Zitat von Harti:
Die Anwendung des Relativitätsprinzips ist nicht möglich, da der Sohn sich inertial bewegt, der Vater aber nichtinertial, weil nicht geradlinig.

mittlerweile dämmert auch mir, dass eine Drehbewegung nicht ganz so einfach ist, wie ich zunächst gedacht hatte. Ich bin bei meinen Überlegungen auf das „Ehrenfestsche Paradoxon“ gestoßen, versuche mir derzeit eine „relativistisch rotierende Scheibe“ zu erklären, schnalle aber im Moment ab…

Ursprünglich hatte ich meinen Überlegungen aber nicht eine Scheibe, sondern sozusagen die „James Bond Zentrifuge“ zu Grunde gelegt (Kapsel rotiert an einem starren Tragarm). Die Zeitdilatations- und Längenkontraktionseffekte scheinen mir hier prinzipiell mit der SRT erklärbar, wenn man davon ausgeht, dass in longitudinaler Richtung (d.h. in Bewegungsrichtung) eine gleichförmige (unbeschleunigte) Kreisbewegung erfolgt und Beschleunigung nur radial (als Fliehkraft) auftritt.

Aus der Sicht des Sohnes (außen) tritt dann eine Längenkontraktion nur an der Kapsel in deren Bewegungsrichtung auf. Die Kapsel durchläuft aber eine undeformierte Kreisbewegung - und auch der Tragarm/ Kreisradius müsste unverändert bleiben.

Aus der Sicht des Vaters (in der Kapsel) ist dagegen das Laborsystem längenkontrahiert, der Abstand zum Sohn ist für den Vater kleiner und er wird ihn somit in kürzerer Zeit durchlaufen. Hinzu kommt allerdings noch etwas Wesentliches:

Aus der Sicht des Sohnes geht die Uhr des Vaters solange langsamer, wie der Sohn den Vater in Richtung des oberen Umkehrpunktes der Zentrifuge entschwinden sieht. Bei hoher Geschwindigkeit der Zentrifuge sieht der Sohn nun aber nahezu die ganze Zeit, dass der Vater sich von ihm entfernt. Dagegen dauert die Phase, in der der Vater auf ihn zukommt, nur einen kurzen Augenblick:

So kommt z.B. das Licht bzw. das Funksignal, das der Vater nach ¼ Umdrehung ausgesendet hat, erst dann beim Sohn an, wenn der Vater schon fast am oberen Totpunkt der Zentrifuge angekommen ist. Grund ist, dass das Licht vom Punkt ¼ genau so lang für den Weg zum Sohn benötigt, wie der Vater zum oberen Totpunkt. Das Licht vom oberen Totpunkt erreicht den Sohn sogar erst kurz bevor der Vater die volle Kreisbewegung absolviert hat. Das bedeutet, dass aus Sicht des Sohnes die gesamte Rückreise des Vaters inklusive dessen Wieder-Eintreffen zum Schluss der Runde - und damit fast gleichzeitig - erfolgt. Die Hinreise zum oberen Wendepunkt benötigt fast die vollständige Zeit des Zyklus und auf dieser Hinreise altert der Vater langsamer..., während die gesamte Rückreise (und nur in dieser altert der Vater ja schneller als der Sohn) für den Sohn innerhalb eines „Augenblicks“ kurz vor der Rückkehr des Vaters „abgewickelt“ wird.

Für den Vater dagegen dauert die Hinreise zum Wendepunkt genau so lange, wie die Rückreise. Und der Vater sieht den Sohn während seiner gesamten Rückreise vom oberen Totpunkt bis hin zum Ausgangspunkt schneller altern, denn der Vater reist auf der Rückreise den Lichtsignalen entgegen, die sich bereits im Raum zwischen dem oberem Totpunkt und dem Sohn befinden. Während der Sohn also bei der Umkehr des Vaters auf dessen "zukünfige" Signale noch warten muss, hat der Sohn diese Lichtsignale zum Umkehrzeitpunkt des Vaters bereits abgesandt.

Dies sehe ich als den eigentlichen Grund für die unterschiedliche Alterung. Derjenige, der an den früheren Ort eines Geschehens zurückkehrt, reist bereits abgesendeten und in einem loretzverkürzten Raum befindlichen Lichtsignalen und damit sozusagen „der Zukunft“ entgegen.

Zitat von Harti:
Mich würde noch interessieren, wie Du auf der Grundlage Deines Modells eine nur theoretisch vorgestellte Überschreitung der Lichtgeschwindigkeit interpretierst.

ich denke das von Dir unter 2) vorgestellt Szenario trifft (soweit ich es richtig verstanden habe) meine Vorstellung.

Der raumzeitliche Geschwindigkeitsvektor (mit Länge c) kippt von v=0 bis v=c von der Zeitachse um 90° bis auf die x-Achse. Bei theoretischem v > c würde der Vektor größere Winkel als 90° einnehmen, v würde wieder kleiner c werden und die Geschwindigkeitskomponente in ict-Richtung wäre negativ (Richtung des Vektors um 180° gedreht), d.h. die Zeit des Objekts liefe rückwärts.

Im Minkowski-Diagramm entspräche dieser Fall einer Vertauschung von Raum und Zeitachse.
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Claus schrieb in Beitrag Nr. 1996-11:
Bei theoretischem v > c würde der Vektor größere Winkel als 90° einnehmen, v würde wieder kleiner c werden und die Geschwindigkeitskomponente in ict-Richtung wäre negativ (Richtung des Vektors um 180° gedreht), d.h. die Zeit des Objekts liefe rückwärts.

Im Minkowski-Diagramm entspräche dieser Fall einer Vertauschung von Raum und Zeitachse.

Hallo Claus,

dann ist an meiner Sicht der Dinge ( 2.Diagramm im Beitrag Nr. 1985-58) ja doch was dran.

Ob Deine Interpretation, dass die Zeit des Objekts rückwärts liefe, zutreffend ist, erscheint mir zweifelhaft.
Die Spiegelung einer Beziehung, und Geschwindigkeit ist eine Beziehung, bedeutet nicht, dass irgendetwas negativ wird. An einer Beziehung ändert sich bei einer Spiegelung im Prinzip nichts, außer der Perspektive, in der die Beziehung erscheint.

Beispiel Lichtgeschwindigkeit: 300000/1 km/sec ist die gleiche Beziehung wie 1/300000 sec/km. Im ersten Fall wird die Beziehung aus der üblichen Perspektive Raum (Weg im Zähler) betrachtet, im zweiten Fall wird die Beziehung aus der Perspektive Zeit (Zeit im Zähler) betrachtet.

Unser Zahlensystem ist in Bezug auf die Spiegelung von Beziehungen etwas irreführend. Die Beziehung 5/1 müsste nämlich von der Spiegelungsachse 1 genau so weit entfernt sein, wie die Beziehung 1/5. Stattdessen bringt man 1/5 zwischen 1 und 0 unter und spiegelt die positiven und negativen Werte an der 0.

Ein Überschreiten der Lichtgeschwindigkeit bedeutet deshalb möglicherweise nichts anderes als eine Änderung der Definition von Geschwindigkeit, indem an die Stelle Strecke/Zeit die Definition Zeit/Strecke tritt und die Maßzahl sich in den Kehrwert ändert.

Ich bin mir nicht sicher, ob diese Sicht zutreffend ist. Was meinst Du dazu ?

MfG
Harti
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Harti am 05.02.2013 um 18:56 Uhr.
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Hallo Harti,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1996-12:
dann ist an meiner Sicht der Dinge ( 2.Diagramm im Beitrag Nr. 1985-58) ja doch was dran.

Mit Sicherheit. Das von dir beschriebene Diagramm mit der Lichtweltlinie als Winkelhalbierende ist ein Minkowski-Diagramm. Und mathematisch kann man die Achsen, wie von dir dargestellt, umkehren, dann beschreibt das, wie du korrekt sagst, ein theoretisches Objekt mit Überlichtgeschwindigkeit.

Zitat von Harti:
An einer Beziehung ändert sich bei einer Spiegelung im Prinzip nichts, außer der Perspektive, in der die Beziehung erscheint. Beispiel Lichtgeschwindigkeit: 300000/1 km/sec ist die gleiche Beziehung wie 1/300000 sec/km. Im ersten Fall wird die Beziehung aus der üblichen Perspektive Raum (Weg im Zähler) betrachtet, im zweiten Fall wird die Beziehung aus der Perspektive Zeit (Zeit im Zähler) betrachtet.

Dieses Beispiel beschreibt aber keine Spiegelung. Wenn du Zahl und Einheit umkehrst, hast du nichts geändert. Es ist dasselbe, ob du sagst: "Licht legt 300 000 km in einer Sekunde zurück." oder "Licht benötigt für die Strecke eines Kilometers 1/300 000 stel Sekunde."

Zitat von Harti:
Unser Zahlensystem ist in Bezug auf die Spiegelung von Beziehungen etwas irreführend. Die Beziehung 5/1 müsste nämlich von der Spiegelungsachse 1 genau so weit entfernt sein, wie die Beziehung 1/5. Stattdessen bringt man 1/5 zwischen 1 und 0 unter und spiegelt die positiven und negativen Werte an der 0. ... Ein Überschreiten der Lichtgeschwindigkeit bedeutet deshalb möglicherweise nichts anderes als eine Änderung der Definition von Geschwindigkeit, indem an die Stelle Strecke/Zeit die Definition Zeit/Strecke tritt und die Maßzahl sich in den Kehrwert ändert.

Hier bist du m.E. auf dem Holzweg. Die Funktion y = x ist völlig anders als die Funktion y = 1/x. Male sie dir mal auf. Das eine ist eine Gerade, das andere eine Hyperbel. Da kommst du mit "spiegeln" nicht hin.

Dass der Zeitverlauf bei Überschreitung der Lichtgeschwindigkeit negativ wird, wird z.B. in meiner Darstellung (Diagramm in Beitrag Nr. 1833-55) ersichtlich. Achtung: Diese Darstellung ist anders als das Minkowski-Diagramm bzw. dein Diagramm in Beitrag Nr. 1985-58 zu verstehen. Hier entspricht der Zeitverlauf nämlich der Projektion des Geschwindigkeitsvektors auf die ict-Achse. Wenn der in meiner Abbildung rot dargestellte Geschwindigkeitsvektor (dort als "Eigenzeitvektor" bezeichnet) die Raumachse überschreitet, so kehrt sich dessen Projektion auf die Zeitachse ins Negative um.
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Beiträge: 1.642, Mitglied seit 16 Jahren
Claus schrieb in Beitrag Nr. 1996-13:
Hier bist du m.E. auf dem Holzweg. Die Funktion y = x ist völlig anders als die Funktion y = 1/x. Male sie dir mal auf. Das eine ist eine Gerade, das andere eine Hyperbel. Da kommst du mit "spiegeln" nicht hin.

Hallo Claus,
ich finde es toll, wie der Umgangston sich in diesem Forum geändert hat. Deine Beschreibung meines "Irrweges" ist voll nett (jugendliche Sprachentwicklung).
Allerdings bin ich der Meinung, dass ich nicht auf einem Irrweg sondern nur auf einem anderen Weg bin, der die Zusammenhänge von Raum, Zeit und Lichtgeschwindigkeit besser erklärt.
Dazu mein Diagramm (es ist mit der Hand gefertigt, weil ich das Open-Office-Zeichenprogramm noch nicht gut genug beherrsche).


Die Lichtgeschwindigkeit (c) wird durch die Funktionsgleichung y=x (Steigung 1) beschrieben. Dies rechtfertigt sich aus der Natur elektromagnetischer Wellen, weil die elektrische und magnetische Wirkung in Bezug auf ihre Bewegung (raumzeitliche Veränderung) nicht unterschieden werden können. Beide Wirkungen können Wellenlänge und Frequenz repräsentieren, natürlich jeweils als Gegensatz. Anders ausgedrückt. Sie sind symmetrisch.

Ein Objekt, das seine Geschwindigkeit von Ruhe (Bewegung nur auf der y-Zeitachse) bis zur Lichtgeschwindigkeit (Bewegung auf der c-Achse) erhöht, bewegt sich hinsichtlich seiner Geschwindigkeiten im Bereich A. Beispielhaft wäre die Geschwindigkeit mit der Funktionsgleichung y=2x Die Orientierung der Achsen ist für diesen Bereich y=Zeit und x=Raum. Man kann den Bereich "zeitartig" nennen.

Bei Überschreiten der Lichtgeschwindigkeit gerät ein Objekt in den Bereich B. Die Orientierung der Achsen ändert sich in y=(Raum) und x=(Zeit). Man kann diesen Bereich "raumartig" nennen. Die konkret genannte Geschwindigkeit aus dem Bereich A (y=2x) hat hier gespiegelt die Funktionsgleichung y=1/2x

Was sind die Folgerungen aus dieser Sicht der Dinge ?

Die Bewegung elektromagnetischer Wellen ( die Lichtgeschwindigkeit) ist absolut, ein Koordinatensystem aus Raum und Zeit (Geschwindigkeiten anderer Objekte) werden an der Lichtgeschwindigkeit gespiegelt. Raum und Zeit sind im Verhältnis zur elektromagnetischen Wechselwirkung relativ.
Die Bezeichnung der Lichtgeschwindigkeit als "Grenzgeschwindigkeit" ist zwar im Bereich der üblicherweise angewendeten Maßeinheiten von Meter und Sekunde vertretbar, macht aber die Tatsache, dass eine Überschreitung der Lichtgeschwindigkeit nicht möglich ist, nicht verständlich. Üblicherweise wird deshalb die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit als Postulat der SRT bezeichnet. Das ist auf der Grundlage meiner Sicht der Dinge (des obigen Diagramms) nicht mehr nötig, vorausgesetzt man akzeptiert die Symmetrie der elektrischen und magnetischen Wirkung bei elektromagnetischen Wellen.

MfG
Harti

P.S.

Es wäre nett, wenn der ein oder andere mitteilen würde, dass er mich verstanden hat.
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Wichtig ist, dass man nicht aufhört zu fragen. A.E.
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