Willkommen in Manus Zeitforum
InformationenAnmelden Registrieren

Erweiterte Suche

Zum Begriff der Gleichzeitigkeit in der Speziellen Relativitätstheorie und die Folgen

Thema erstellt von Harti 
Beiträge: 1.321, Mitglied seit 10 Jahren
Hallo zusammen,
ich hoffe, ihr habt Verständnis, dass ich ein Thema, das mich seit längerem beschäftigt, zur Sprache bringe.

Es wird häufig die Ansicht vertreten, es gäbe in der Speziellen Relativitätstheorie (SRT) keine Gleichzeitigkeit. Dies ist nur insofern richtig, als eine Gleichzeitigkeit im Sinne des allgemeinen Sprachgebrauchs, dem die Vorstellung eines absoluten/universellen Zeitverlaufs zugrunde liegt, nicht darstellbar ist.

In der SRT ist Gleichzeitigkeit mit Hilfe der Lichtgeschwindigkeit (auf der Grundlage der elektromagnetischen Wechselwirkung) zu definieren.

Beispiel: Ein Ereignis, das jetzt hier stattfindet, ist mit einem Ereignis, das jetzt (gleichzeitig) auf der Sonne stattfindet, in der Weise verbunden, dass ich das Ereignis auf der Sonne entsprechend der Lichtlaufzeit nach ca. 8,3 Minuten wahrnehme.

Allgemein läßt sich sagen: Zwei Ereignisse erfolgen im Sinn der SRT gleichzeitig, wenn ihre Verbindung/ gegenseitige Information durch den Elektromagnetismus (die Lichtgeschwindigkeit) vermittelt wird.

Diesem Begriff der Gleichzeitigkeit in der SRT entspricht auch die Darstellung in Raumzeitmodellen. Dort haben nämlich lichtartige Vektoren den Betrag Null.

Eine Konsequenz dieser Definition von Gleichzeitigkeit in der SRT ist, dass man Strecke (Raum) und Zeit nicht "gleichzeitig" im Sinne des allgemeinen Sprachgebrauchs bestimmen/messen kann.

Dies gilt sowohl für den Mikrobereich (Heisenberg`sche Unschärferelation) wie für den Makrobereich.

Beispiel für Letzteres: Wenn ich feststelle, dass ich eine entfernte Galaxie in einem Zustand vor 10 Milliarden Jahren sehe (Blick in die Vergangenheit), dann betrug die Distanz zwischen mir und der Galaxie damals (also vor 10 Milliarden Jahren) 10 Milliarden Lichtjahre. Wenn ich feststelle/messe, dass die Distanz zwischen mir und einer Galaxie in diesem Moment 10 Milliarden Lichtjahre beträgt, dann kann ich erst in der Zukunft, also in 10 Milliarden Jahren den "jetzigen" Zustand der Galaxie sehen.
Folgerung: Die Vorstellung, eine Galaxie sei jetzt 10 Milliarden Lichtjahre entfernt und ich sehe sie "gleichzeitig" (im Sinne des allgemeinen Sprachgebrauchs) in einem Zustand vor 10 Milliarden Jahren, ist nach der SRT nicht möglich.

Es wäre misslich, wenn man bei der feststellbaren Rotverschiebung des Lichts entfernter Objekte nicht unterscheiden könnte, ob man Distanz (Raum) oder Zeit misst.

MfG
Harti
Signatur:
Wichtig ist, dass man nicht aufhört zu fragen. A.E.
Beitrag zuletzt bearbeitet von Harti am 23.12.2018 um 09:11 Uhr.
[Gäste dürfen nur lesen]
avatar
Beiträge: 1.209, Mitglied seit 10 Jahren
Hallo Harte,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2311-1:
Eine Konsequenz dieser Definition von Gleichzeitigkeit in der SRT ist, dass man Strecke (Raum) und Zeit nicht "gleichzeitig" im Sinne des allgemeinen Sprachgebrauchs bestimmen/messen kann.

Bei deinem großen Interesse an der SRT solltest du doch das Beispiel mit der Eisenbahn von Einstein kennen:
In einem gleichmäßig dahinfahrenden Eisenbahnwaggon werden in der Mitte zwei Blitze ausgesandt, eine in -, die andere entgegen der Fahrtrichtung.
Da es sich bei dem Eisenbahnwaggon eindeutig um ein Inertialsystem handelt, treffen beide Blitze definitiv gleichzeitig auf den Wänden ein, sie haben schließlich die gleiche Wegstrecke zurückzulegen; für alle Fahrgfäste im Waggon und auch ohne messende Beobachter.
Im Inertialsystem Bahnsteig hingegen hat der Blitz in Richtung Fahrtrichtung eine längere Strecke zurückzulegen, da die Wand in Fahrtrichtung davoneilt.
Der Blitz nach hinten hat hingegen einen kürzeren Weg zurückzulegen, da die Rückwand dem Blitz entgegenkommt.
Im Inertialsystem Bahnhof Treffen also die Blitze definitiv nicht gleichzeitig auf.
Wer hat also recht? Der Fahrgast oder der am Bahnsteig stehende?
Es gibt keine Gleichzeitigkeit von Ereignissen!

Zitat:
Dies gilt sowohl für den Mikrobereich (Heisenberg`sche Unschärferelation) wie für den Makrobereich.

Die Unbestimmtheitsrelation hat mit der Unmöglichkeit gleichzeitiger Messungen ebenfalls nichts zu tun.
Ort und Impuls eines Teilchens sind definitiv nicht gleichzeitig bestimmt, solange keine Wechselwirkung eintritt.

mfg
und ein frohes Weihnachtsfest
okotombrok
Signatur:
"Der Kopf ist rund, damit die Gedanken die Richtung wechseln können"
(Francis Picabia)
[Gäste dürfen nur lesen]
avatar
Beiträge: 551, Mitglied seit 8 Jahren
Hallo Harti

Die Gleichzeitigkeit ist einfachheitshalber stets die Gegenwart.
Gebildet wird diese immer und überall mit dem potentiellen Punkt,
welcher der einwirkenden Gegenwart einfach nur Paroli bietet.
Selbst die alten Eisenbahner sollten langsam einsehen,
dass man schlichtweg einfach Nichts einsehen kann.

Zitat von Harti:
Dies gilt sowohl für den Mikrobereich (Heisenberg`sche Unschärferelation) wie für den Makrobereich.

Stimmt

Unsere lieben Bildchen, zur Bildung der Vorstellungswelt lassen zwar keine gleichzeitigen Ereignisse von differenten Wahrnehmungspunkten aufgezeichneten Daten zu. Mit etwas Bildung kann man aber schon die Gleichzeitigkeit unseres Seins gerne annehmen. Auch wenn dies nicht allgemein, gut gefällt, ist es doch ein zulässiges Weltbild.

Schöne Feiertage
Harald
Signatur:
Es gibt nur eine Zeit - die aktive und die passive Gegenwart - und Gravitation
ist die Antwort der Gegenwart auf die Einwirkung vergangener Wichtigkeiten.
[Gäste dürfen nur lesen]
Beiträge: 1.321, Mitglied seit 10 Jahren
Hallo Okotombrok

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2311-2:
In einem gleichmäßig dahinfahrenden Eisenbahnwaggon werden in der Mitte zwei Blitze ausgesandt, eine in -, die andere entgegen der Fahrtrichtung.
Da es sich bei dem Eisenbahnwaggon eindeutig um ein Inertialsystem handelt, treffen beide Blitze definitiv gleichzeitig auf den Wänden ein

Dies ist ein Beispiel für den von mir formulierten Gleichzeitigkeitsbegriff der SRT. Du verwendest selbst das Wort gleichzeitig; und das gleichzeitige Eintreffen der Blitze an der Spitze und am Ende des Eisenbahnwagens wird durch das Licht (die Blitze) vermittelt. Ein Bahnfahrer kann diese Gleichzeitigkeit allerdings nicht gleichzeitig messen, weil er sich dazu von der Spitze des Zuges zum Ende des Zuges begeben müsste. Dies gilt sowohl für die Messung der Strecke, wie auch für das Messen der zweifachen Dauer, die das Licht vom Aussenden bis zum Eintreffen benötigt.

Zitat:
Im Inertialsystem Bahnsteig hingegen hat der Blitz in Richtung Fahrtrichtung eine längere Strecke zurückzulegen, da die Wand in Fahrtrichtung davoneilt.
Der Blitz nach hinten hat hingegen einen kürzeren Weg zurückzulegen, da die Rückwand dem Blitz entgegenkommt.
Im Inertialsystem Bahnhof Treffen also die Blitze definitiv nicht gleichzeitig auf.
Dies läuft auf einen Wechsel des Bezugssystems hinaus. Für zwei, im Verhältnis zueinander bewegte Systeme könnte eine Gleichzeitigkeit nur formuliert werden, wenn es einen von den Systemen unabhängigen, universell gültigen Zeitverlauf gäbe. Dies ist nicht der Fall, wird aber immer noch im allgemeinsprachlichen Gleichzeitigkeitsbegriff zugrunde gelegt.

Zitat:
Die Unbestimmtheitsrelation hat mit der Unmöglichkeit gleichzeitiger Messungen ebenfalls nichts zu tun.
Ort und Impuls eines Teilchens sind definitiv nicht gleichzeitig bestimmt, solange keine Wechselwirkung eintritt.

Die Unschärferelation wird aber auch über den Gleichzeitigkeitsbegriff beschrieben. Ort und Geschwindigkeit eines Elementarteilchens können nicht gleichzeitig mit beliebiger Genauigkeit gemessen werden. Dieser Aussage liegt die allgemeinsprachliche Begriffsbestimmung der Gleichzeitigkeit zugrunde. Der von mir formulierte Gleichzeitigkeitsbegriff der SRT bestätigt diese Aussage der Unschärferelation, weil auch im Mikrobereich das Licht Gleichzeitigkeit vermittelt.

Auch von mir allen ein friedliches Weihnachtsfest
Harti
Signatur:
Wichtig ist, dass man nicht aufhört zu fragen. A.E.
[Gäste dürfen nur lesen]
avatar
Beiträge: 551, Mitglied seit 8 Jahren
Zitat von Harti:
Dies läuft auf einen Wechsel des Bezugssystems hinaus. Für zwei, im Verhältnis zueinander bewegte Systeme könnte eine Gleichzeitigkeit nur formuliert werden, wenn es einen von den Systemen unabhängigen, universell gültigen Zeitverlauf gäbe. Dies ist nicht der Fall, wird aber immer noch im allgemeinsprachlichen Gleichzeitigkeitsbegriff zugrunde gelegt.

Hallo Harti

Es gibt nur den universellen gültigen Zeitverlauf.

In einem Inertialsystem werden die potentiellen Fähigkeiten auf eine differente Geschwindigkeit gebracht. Das bedeutet auch, dass die Weitergabe von Licht oder von Informationen im System mit LG möglich ist. Betrachtet man die einzelnen Bauteile, die bekanntlich ja auch aus real nicht vorhandenen Hochgeschwindigkeitsbauteilen bestehen, kann man leicht einsehen, dass selbst kleinste Teile eigene Inertialsysteme darstellen können. Weder im Inneren der Teile noch in den Systemhüllen, welche ja Teil des Trägersystems sind, ändert sich im Zeitverlauf differentiell etwas.
In der Phase der Beschleunigung von Inertialsystemen könnte man bei extremer Beschleunigung zudem feststellen, dass die Eigenschaften zur Weitergabe von Lichtinformationen infolge Trägheit noch leicht nachhinken. Die Blitze würden also nicht gleichzeitig an den Zugextremitäten einschlagen.

Am Zeitverlauf würde aber trotzdem nichts gedreht.

lg Harald
Signatur:
Es gibt nur eine Zeit - die aktive und die passive Gegenwart - und Gravitation
ist die Antwort der Gegenwart auf die Einwirkung vergangener Wichtigkeiten.
Beitrag zuletzt bearbeitet von Harald Denifle am 29.12.2018 um 20:57 Uhr.
[Gäste dürfen nur lesen]
Beiträge: 1.321, Mitglied seit 10 Jahren
Hallo Harald Denifle
Harald Denifle schrieb in Beitrag Nr. 2311-5:
Es gibt nur den universellen gültigen Zeitverlauf.

Die Vorstellung von Zeit (Dauer) hat sich evolutionär entwickelt, um Veränderungen in unserer Umwelt beschreiben zu können. Diese Vorstellung muss von Kindern erlernt werden und geht in hohem Alter auch wieder verloren. Die Vorstellung von Dauer ist daher, wie sämtliche intellektuellen Fähigkeiten, Software unseres Gehirns.

Als Programm unseres Gehirns kann die Zeitvorstellung in verschiedenen Zusammenhängen durchaus unterschiedliche Inhalte haben, sodass sich der Zeitbegriff nicht absolut verbindlich in der von Dir genannten Art feststellen lässt, als wenn die Zeit etwas objektiv, von allen Menschen gleich Wahrnehmbares wäre.


Auf dieser Grundlage ist sowohl die sinngenmäße Äußerung von Augustinus verständlich: -Er wisse zwar, was Zeit ist, könne es aber nur schwer erklären-, wie auch die Äußerung Einsteins: - Zeit ist das, was die Uhr anzeigt -. Letzterer schafft damit eine Definition von Zeit für den Bereich der Physik.


Bemerkenswert ist dabei, dass die Definition von Einstein von dem allgemeinsprachlichen Zeitbegriff abweicht. Uhren zeigen nämlich reine Dauer ohne Rücksicht auf Kausalität an. Der Zeitbegriff Einsteins für die Relativitätstheorien hat daher im Gegensatz zum allgemeinsprachlichen Zeitbegriff keine Richtung im Sinne eines Zeitpfeils.


Wir müssen uns daher damit begnügen, dass im Widerspruch zum allgemein verbreiteten Gefühl eines absoluten Zeitverlaufs, ein solcher nicht existiert, sondern Zeit unterschiedlich in dem jeweiligen Zusammenhang definiert werden kann.

MfG
Harti
Signatur:
Wichtig ist, dass man nicht aufhört zu fragen. A.E.
[Gäste dürfen nur lesen]
avatar
Beiträge: 551, Mitglied seit 8 Jahren
HOI HARTI

Harari schreibt in HOMO DEUS:
Es wird immer schwieriger werden, aber auch immer wichtiger werden, Fiktion und Wirklichkeit sowie Religion und Wissenschaft auseinanderzuhalten.


Augustinus bei Harti meint:
Zitat von Harti:
-Er wisse zwar, was Zeit ist, könne es aber nur schwer erklären-

Kinder und Menschen im hohen Alter sind vielleicht noch die ehrlichste Vorstellung in der Zeit. Sind diese doch eingebunden und scheinen verwachsen mit der Gegenwart. Dazwischen lernt man die Zeit zu messen und meint mit Gefühlen dem Verlauf der Zeit auf der Spur zu sein. Mal schneller und mal langsamer die Gegenwarten zu durchschreiten, mit trickreichen Theorien der Selbsttäuschung.

Harald

An anderer Stelle in HOMO DEUS schreibt:
Zitat von Harari:
Jeder, der mit den Steuerbehörden, dem Bildungssystem oder irgendeiner anderen komplexen Bürokratie zu tun hatte, weiß, dass die Wahrheit dort nicht wirklich zählt. Viel wichtiger ist, was auf dem Formular steht.

In allen Bereich sehen wir wohl - die Formulare – die trickreichen Schriften.

Harald
Signatur:
Es gibt nur eine Zeit - die aktive und die passive Gegenwart - und Gravitation
ist die Antwort der Gegenwart auf die Einwirkung vergangener Wichtigkeiten.
Beitrag zuletzt bearbeitet von Harald Denifle am 09.01.2019 um 21:58 Uhr.
[Gäste dürfen nur lesen]
Beiträge: 1.321, Mitglied seit 10 Jahren
Hallo zusammen,

mir ist weiterhin nicht klar, ob das Universum vor ca. 13,8 Milliarden Jahren 13,8 Milliarden Lichtjahre groß war oder ob es jetzt 13,8 Milliarden Lichtjahre groß ist.

Kann man diese Frage aufgrund meiner Überlegungen zum Begriff der Gleichzeitigkeit in der SRT möglicherweise nicht entscheiden und deshalb auch keine Feststellungen zur aktuellen Größe des Universums treffen ?

MfG
Harti
Signatur:
Wichtig ist, dass man nicht aufhört zu fragen. A.E.
[Gäste dürfen nur lesen]
avatar
Stueps (Moderator)
Beiträge: 3.054, Mitglied seit 13 Jahren
Hallo Harti,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2311-8:
mir ist weiterhin nicht klar, ob das Universum vor ca. 13,8 Milliarden Jahren 13,8 Milliarden Lichtjahre groß war

nein.

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2311-8:
oder ob es jetzt 13,8 Milliarden Lichtjahre groß ist.

Sehr viel größer.

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2311-8:
Kann man diese Frage aufgrund meiner Überlegungen zum Begriff der Gleichzeitigkeit in der SRT möglicherweise nicht entscheiden und deshalb auch keine Feststellungen zur aktuellen Größe des Universums treffen ?


Die Größe des Universums hat mit der SRT genau so viel gemein, als dass die SRT die Größe des Universums entschieden hat.

Und die SRT ist kein Gott, sondern ein von uns formulierter Versuch, die Welt für uns begreiflich zu machen. Und dieser spezielle Versuch ist dabei sehr erfolgreich: Niemals wurde die SRT bisher widerlegt.

Unser Universum ist sehr viel größer als 13 Mrd. Lichtjahre.


Beste Grüße
Signatur:
Ein Universum, welches zufällig entsteht und zufällig ein Phänomen namens Humor hervorbringt, entbehrt nicht einer gewissen Komik.
Beitrag zuletzt bearbeitet von Stueps am 15.01.2019 um 21:58 Uhr.
[Gäste dürfen nur lesen]
Beiträge: 533, Mitglied seit 1 Jahr
Hallo Harti,

bisher nimmt man an, dass wir etwa 13,8 MRD Jahre zurück auf das zu dieser Zeit entstehende Universum blicken können. Es wäre demnach also etwa 13,8 MRD Jahre alt. Diese Altersangabe hat aber nichts mit der Größe zu tun. Unterstellt man eine inflationäre Ausdehnung vor diesen 13,8 MRD Jahren in einem Raumzeitkontinuum, wonach wir in alle Richtungen blickend stets bis zu 13,8 MRD Jahre überblicken können sollten, weisen (nur) darauf basierende Berechnungen einen wahrscheinlichen Durchmesser von ca. 90 MRD Lichtjahren aus. Dies ist wohl der gegenwärtige Standard. Der größte Teil des Universums entzieht sich folglich unseren Blicken. Realistisch wird aber wohl niemand Alter oder Größe unseres Universums kennen, so dass dies von der jeweils zu Grunde gelegten Theorie abhängen muss.

Legt man, so wie ich mit meinen Vorstellungen, keinerlei Inflation zu Grunde, wäre bei einem evtl. zu bestätigendem Abstand unserer Erde vom Ursprung des Universums von 13,8 MRD Jahren von einem Radius mindestens (!) in der gleichen Größe von etwa 13,8 MRD Lichtjahren, wahrscheinlich bis zum Doppelten, auszugehen. Der Durchmesser wäre dann jedenfalls zwar möglicherweise kleiner als 90 MRD Jahre, aber immerhin auch noch wesentlich größer als wir offenbar zu überblicken in der Lage sind.

Mir ist nicht klar, was du mit einem Gleichzeitigkeitsbegriff verbinden willst. Wurde das All vor 13,8 MRD Jahren durchsichtig, sehen wir es Jetzt, wie es damals war. Was wir Jetzt sehen, hat sich also wohl so also vor 13,8 MRD ereignet. Gleichzeitig geschieht aufgrund der Entfernungen nichts, was wir zeitgleich bemerken könnten. Und was Jetzt dort ist, was in Zukunft einmal bei uns sichtbar gewesen sein wird, weiß eben auch Jetzt noch keiner. Warten wir also mit Geduld getrost weitere 13,8 MRD Jahr ab, wenn es denn geht. Wahrscheinlich sammelt sich dort am Ursprung die überflüssige Dunkel-Materie sowie –Energie, die hier niemand benötigt, also es entsteht vermutlich ein wachsendes Loch aus purem, fluktuationslosem Vakuum, bis dieses wieder in sich zusammenfällt und möglicherweise Andere völlig neue Theorien über diese Rätsel schmieden.

Kirsche
Signatur:
Die Vergangenheit ist über die Gegenwart verbrauchte Zukunft.
[Gäste dürfen nur lesen]
avatar
Beiträge: 551, Mitglied seit 8 Jahren
Aber unser aller Blick nach aussen ist natürlich immer nur ein Blick nach innen.
Das Bild das zu bekommen ist, ist eine Collage aller Zeiten.
Informationen auf Linie gebracht und
unvorstellbar als Gerade
nur interstellare
Mare
H
Signatur:
Es gibt nur eine Zeit - die aktive und die passive Gegenwart - und Gravitation
ist die Antwort der Gegenwart auf die Einwirkung vergangener Wichtigkeiten.
[Gäste dürfen nur lesen]
Beiträge: 1.321, Mitglied seit 10 Jahren
Hallo Stueps, hallo Kirsche,

gibt es nach Eurer Kenntnis eine Erklärung im Sinne einer Ursache für die extreme Inflation des Universums kurz nach dem Urknall ? Oder handelt es sich nur um eine Annahme, weil man anders die Unmöglichkeit einer gleichzeitigen Feststellung von Alter und Größe des Universums nicht lösen kann.
Falls es weder eine nachprüfbare Erklärung für die Inflationsphase gibt, noch die aktuelle Größe des Universums sichtbar (messbar) ist, wären m.E. wissenschaftlich gleichzeitige Feststellungen über Alter und Größe des Universums nicht möglich.

MfG
Harti
Signatur:
Wichtig ist, dass man nicht aufhört zu fragen. A.E.
Beitrag zuletzt bearbeitet von Harti heute, 19:07 Uhr.
[Gäste dürfen nur lesen]
In diesem Forum dürfen nur Mitglieder schreiben. Hier kannst du dich anmelden
Zum Seitenanfang Nach oben