Zeit vergeht langsamer durch Gravitation?

Hey,
ich interessiere mich sehr dafür wieso die Zeit zB auf Planeten die nahe an einem Schwarzen Loch liegen sehr viel schneller vergeht als auf der Erde.
Ich hab die Relativitäts Theorie an sich verstanden allerdings gibt es im Internet wenig einträge über die Raum Zeit krümmung und wie der Raum sich dehnt und warum Licht darin länger braucht.

Ich kenne mich nicht all zu gut mit allen Dingen aus die ich auf Foren lese also wäre es toll wenn ihr eure Antworten möglichst genau erklärt.

Faktorium,
erstmal steht hier etwas im Widerspruch:

Wenn durch Gravitation die Zeit langsamer vergeht, warum sollte sie dann in der Nähe eines massereichen Objektes schneller vergehen?

Steigt die Gravitation, geht eine Atomuhr langsamer, das kann man messen. Ein Atom ist ein Oszillator mit einem festen Energiegehalt. Energie beinhaltet Bewegung E=m·c² und Bewegung bedeutet Impulse.

Jetzt kannst du mal selbst ein Experiment machen, du machst Kniebeugen auf der Erde, n Stück/Minute, dann fragst du Herrn Musk, ob er dich mal auf den Mond fliegt, dort machst du auch Kniebeugen und wirst feststellen, da du die bei gleichem Kraftaufwand viel schneller machen kannst.

Ein Atom ist viel empfindlicher als deine Muskulatur, deshalb merkt eine Atomuhr schon den Unterschied der Gravitation zwischen oben auf dem Berg und unten im Tal, damit geht sie im Tal langsamer als auf dem Berg.

Wenn sie auf einem Planeten in der Nähe eines SL schneller gehen soll als auf der Erde, dann widerspricht das der Erfahrung mit Satellitenuhren auf der Erde, die mit zunehmendem Gravitationspotential der Erde und daraus folgender zunehmender Umlaufgeschwindigkeit langsamer gehen. Um schneller zu gehen als auf der Erde müßte sich der Planet weit weg vom SL befinden, das örtliche Gravitationspotential eines Zentralkörpers bestimmt die Umlaufgeschwindigkeit. Hinzu kommt bei einem SL der Eigendrehimpuls, der ja das G-Feld des SL in Bewegung hält. Also die Himmelsmechanik im Bereich eines SL ist wohl noch nicht hinreichend modelliert so wenig wie die Himmelsmechanik unsrer Galaxie, in der sich ja auch die äußeren Gestirne nach gültigen Theorien "zu schnell" bewegen.

Wenn eine Atomuhr, die ja Masse und damit ein eigenes Gravitationsfeld aufweist, sich schnell in einem auf sie bezogen ruhenden Gravitationsfeld (z.B. dem der Erde) bewegt, dann entsteht Verdrängung genauso wie bei dir, wenn du auf dem Fahrrad sitzt und dir je nach Geschwindigkeit der Luftwiderstand mehr Kraft abfordert, um die Geschwindigkeit zu halten. Folglich geht eine Atomuhr auch langsamer, je schneller sie sich in einem gleichen Gravitationspotential bewegt.

Das steht allerdings noch in keinem Physikbuch, weil für Physiker das Vakuum aus NICHTS besteht und es deshalb keinen Verdrängungswiderstand gibt. In der Funktechnik gibt es allerdings einen Wellenwiderstand.

Nun behauptet uwebus, da Vakuum ja ein Volumen aufweist, Vakuum aus etwas bestehen muß und eben KEIN NICHTS sein kann, weil Volumen ein mathematisches Abstraktum einer physischen Entität ist, NICHTS aber keine physische Entität sein und folglich kein Volumen aufweisen kann.

Uns schon bis du nicht mehr geeignet, die Relativitätstheorie des Herrn Einstein als richtig anzusehen, also physikalisch ein Querdenker zu sein. Und die haben keine Lobby, sondern werden als verblödet ins Abseits gestellt. Soweit meine Erfahrung.

Ich habe eine Befürchtung: Wenn du Physik studieren möchtest und Einstein infrage stellst, könnte es sein, daß du nicht bis zum Vorexamen vordringst. In diesem Falle würde ich Religion als Studienfach empfehlen, da passen Urknall und Schöpfungstheorie (creatio ex nihilo) bestens zusammen.

Hallo Factorium,

die Zeit vergeht in der Nähe eines schwarzen Loches (SL) langsamer, als weiter davon entfernt.

Ein weit entfernter Beobachter A (außerhalb des Gravitationsfeldes des SL) "reist" geradlinig in seiner Zeit.

Jemand der sich in der Nähe des SL aufhält (B), reist dagegen aus der Sicht von A auf einer gekrümmten Zeitbahn.




In der Abbildung sind beide Strecken (A und B) gleich lang. Wenn bei A aber eine bestimmte Zeit vergangen ist, ist im Maßstab von A bei B weniger Zeit vergangen. In der Abbildung ist die Differenz als Δt bezeichnet.

Ok aber wieso vergeht jetzt die Zeit für B langsamer und für A schneller oder liegt das an der Sicht des Beobachters und an sich vergeht für beide aus der eigenperspektive die Zeit gleich schnell?

Die Szene die ich oben beschrieben habe stammt übrigens aus „Interstellar“ wo auf einem derartigen Planeten unter gleichen umständen 7 Jahre vergingen wenn man 1h auf dem Planeten war.
Ist das dann überhaupt realistisch oder möglich und wenn ja warum?(hat das was mit der Raumzeitkrümmung zu tun?)

Hallo Factorium,

Factorium schrieb in Beitrag Nr. 2367-4:

Ok aber wieso vergeht jetzt die Zeit für B langsamer und für A schneller oder liegt das an der Sicht des Beobachters und an sich vergeht für beide aus der eigenperspektive die Zeit gleich schnell?

Genau. Aus der jeweiligen Eigenperspektive "gefühlt" vergeht die Zeit für beide gleich schnell. Wenn aber A mit einem Fernrohr auf den Planeten B schauen würde, würde sich alles, was auf Planet B geschieht, wie in Zeitlupe (langsamer) bewegen. Und umgekehrt, würde B durch das Fernrohr sehen, wie A in Zeitraffer zappelt und mit Mickey-Maus-Stimme spricht.

Ok danke dann habe ich den Teil schonmal Verstanden.
Aber wenn jetzt etwas passiert bei B zB fällt ein Glas herunter und es braucht 2LJ zu A dann vergeht aus sicht A die Aktion die 5 Sekunden gedauert hat in 0,1 Sekunden.
Irgendwann gibt es dann aber doch nichts mehr was aktuell aus Sicht von A auf B passieren würde.
Und in die Zukunft schauen kann er ja auch nicht.
verstehe ich das falsch oder was würde dann passieren?

Und woran liegt es jetzt aber, dass die Zeit bei 2 Standorten anderst schnell vergeht?

Hallo Factorium,

Factorium schrieb in Beitrag Nr. 2367-6:

Irgendwann gibt es dann aber doch nichts mehr was aktuell aus Sicht von A auf B passieren würde.

Wieso? Die Zeit hält doch nirgends an, sondern vergeht an beiden Stellen (A und B) immer weiter.

Zitat:

Und in die Zukunft schauen kann er ja auch nicht.

Was Zukunft ist, ist Ansichtssache. Wichtig ist allerdings: Einer wird dem anderen niemals dessen Zukunft mitteilen können.


Wenn B immer näher an das SL heran rückt, dann vergeht aus Sicht B die Zeit von A immer schneller - wie auch umgekehrt die Zeit von B aus A*s sicht immer langsamer vergeht. Der Grenzfall ist, wenn B den Schwarzschildradius (Ereignishorizont) des SL erreicht. Dann vergeht aus Sicht B die Zeit bei A unendlich schnell, d.h.:

B kapselt sich in diesem Moment von seinem "alten" Universum ab und tritt in ein neues Universum (das SL) ein. Die gesamte Geschichte des Universums von A ist für B dann vergangen und B kann nie wieder in das Universum von A zurückkehren.

Aus der Sicht von A erreicht B allerdings niemals den Ereignishorizont (denn A's Universum besteht aus A's Sicht ja weiterhin - im Zweifelsfall sogar unendlich lang). B's Zeit vergeht aus der Sicht von A bei Annäherung an den Ereignishörizont immer langsamer, bis sie schließlich - theoretisch - beim Erreichen des Horizonts stehen bleibt. B "friert" also aus der Sicht von A kurz vor Erreichen des Ereignishorizonts "ein" und überschreitet den Horizont niemals.

Da Zeit ja relativ ist vergeht sie ja für jeden anders.
Bedeutet das jetzt also ,dass man wenn man in das SL gezogen wird man nur langsamer altert als die Menschen auf der Erde aufgrund der starken Gravitation?

Und sollte das stimmen gibt es dann eine Logische erklärung warum die Zeit unter einfluss von Gravitation langsamer vergeht?

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2367-7:

B "friert" also aus der Sicht von A kurz vor Erreichen des Ereignishorizonts "ein" und überschreitet den Horizont niemals.

Wenn A jetzt immer näher zu B geht was ja schon im SL ist bewegt sich dann auch B aus seiner Sicht weiter in den Ereignishorizont oder wird B dort bleiben solange das Universum existiert?

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2367-7:

Wenn B immer näher an das SL heran rückt, dann vergeht aus Sicht B die Zeit von A immer schneller

Heißt das dann das B auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wird?
Wenn ja was würde B sehen da die Zukunft ja unbestimmt ist kann er ja nicht in die Zukunft schauen.
Sieht dann B einfach nurnoch das was auf dem Weg zu ihm war bis er ohne verzögerung auf A schaut und genau in dem moment verschwindet er?

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2367-7:

denn A's Universum besteht aus A's Sicht ja weiterhin

Also kann A ohne B nicht existieren?

Hallo Factorium,

Factorium schrieb in Beitrag Nr. 2367-8:

Bedeutet das jetzt also ,dass man wenn man in das SL gezogen wird man nur langsamer altert als die Menschen auf der Erde aufgrund der starken Gravitation?

Ja.

Factorium schrieb in Beitrag Nr. 2367-8:

Und sollte das stimmen gibt es dann eine Logische erklärung warum die Zeit unter einfluss von Gravitation langsamer vergeht?

Weil B - wie in meinem Bild in Beitrag Nr. 2367-3 dargestellt - in eine andere Richtung reist als A. Die Reisegeschwindigkeit ist bei beiden konstant und beträgt Lichtgeschwindigkeit. Wenn B einen Teil dieser Geschwindigkeit in eine "andere Richtung" als die der Zeit von A "abzweigt", kann seine verbleibende Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Zeit von A nur noch kleiner sein, als wie sie es ursprünglich gewesen ist und wie sie es bei A immer noch ist, denn A bewegt sich ja weiterhin nur geradeaus - und nicht in diese "andere Richtung".

Factorium schrieb in Beitrag Nr. 2367-8:

Wenn A jetzt immer näher zu B geht was ja schon im SL ist bewegt sich dann auch B aus seiner Sicht weiter in den Ereignishorizont oder wird B dort bleiben solange das Universum existiert?

Aus der Sicht von A bewegt sich B immer weiter in die Nähe des Ereignishorizonts, überschreitet ihn jedoch niemals¹⁾. B ist allerdings A immer eine Nasenlänge voraus.

Aus der Sicht von B bewegt sich B auf den Horizont zu und überschreitet ihn danach locker ohne besondere Vorkommnisse²⁾.

¹⁾ Achtung: Dies gilt für A nur solange, wie A nicht auch den Ereignishorizont überschreitet. Sollte A ebenfalls den Ereignishorizont überschreiten, so gilt für ihn dasselbe wie vorher für B: sein gesamtes bisheriges Universum ist dann auch für ihn (A) bei Erreichen des Horizonts vergangen. Er tritt dann gemeinsam mit B in das "neue Universum" (innerhalb des SL) ein.

²⁾ "Ohne besondere Vorkommnisse" gilt genaugenommen nur für sehr große SL. Würde sich B dem Ereignishorizont eines kleinen SLs nähern, würde er vor dessen Erreichen durch Gezeitenkäfte streckbankmäßig gedehnt und schließlich in Stücke gerissen.

Factorium schrieb in Beitrag Nr. 2367-8:

Heißt das dann das B auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wird?

Es ist dem äquivalent. Ich stelle es mir allerdings so vor, dass seine Geschwindigkeit nach wie vor die Lichtgeschwindigkeit ist. Seine Bewegungsrichtung wäre dann allerdings gegenüber der usprünglichen (der von A) um 90° "gekippt".

Factorium schrieb in Beitrag Nr. 2367-8:

Wenn ja was würde B sehen da die Zukunft ja unbestimmt ist kann er ja nicht in die Zukunft schauen.

B kann nicht in seine eigene Zukunft schauen. Wohl aber in die Zukunft von A (allerdings nur, solange A "draußen" bleibt und ihm nicht in das innere des SL folgt). Letzteres vorausgesetzt, sieht B A schnell altern, dann sterben und danach das gesamte bisherige Universum "sterben". Falls A sich jedoch entscheidet, ihm in das SL zu folgen, so erreicht A den Scharzschildradius (und damit B's "neues Universum") gemeinsam mit B. Theoretisch ist ihm B solange immer eine Nasenlänge voraus, bis sich beide am Horizont befinden. Sobald beide jedoch am Horizont angekommen sind, sehen beide augenblicklich das restliche alte Universum vergehen.

Factorium schrieb in Beitrag Nr. 2367-8:

Also kann A ohne B nicht existieren?

Beide können unabhängig voneinander existieren und unabhängige "Geschichten" haben (die allerdings konsistent sein müssen, d.h. einer kann des anderen Geschichte bzw. Zukunft durchaus wissen, darf sie dann aber nicht dem jeweils anderen erzählen können).

Hallo Claus,

sollte man nicht zur besseren Verständlichkeit der Relativitätstheorien feststellen, dass ihr Geltungsbereich auf die Vorstellungen von Unterlichtgeschwindigkeit für massebehaftete Objekte und im Gravitationsfeld auf den Bereich vor Erreichen des Ereignishorizontes eines schwarzen Lochs begrenzt ist, weil an diesen Stellen in der Theorie Unendlichkeiten auftreten ?

Deine geometrische Darstellung mit der Annahme, dass alle Objekte sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, nur in verschiedene Richtungen bzw. auf verschiedenen, geraden bzw. gekrümmten Bahnen, ist nur schwer vorstellbar.

Für mich bleibt es auch ein unverständlicher Widerspruch, dass auf der Grundlage des Relativitätsprinzips im Beispielsfall aus einer übergeordneten Sicht für A und B zwei unterschiedliche Wirklichkeiten entstehen und andererseits, um konkrete Aussagen über das Naturgeschehen zu machen, ein Beobachter bzw. eine durch die jeweilige konkrete Masse verursachte Raumzeitkrümmung (ein Bezugssystem) festgelegt werden müssen.


MfG
Harti

Hallo Harti,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2367-10:

Deine geometrische Darstellung mit der Annahme, dass alle Objekte sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, nur in verschiedene Richtungen bzw. auf verschiedenen, geraden bzw. gekrümmten Bahnen, ist nur schwer vorstellbar.

Das stimmt, es ist schwer vorstellbar, ergibt sich jedoch rein mathematisch aus den Gleichungen der SRT.
Eine räumliche Dimension entsteht erst durch die Abweichung von der LG, ist Resultat der Abweichung.
Die SRT vergleicht zwei Messpunkte, die jede für sich eine Abweichung von der LG haben.
Die Relativgeschwindigkeit ist der Unterschied (die Differenz) zwischen diesen beiden Abweichungen von der LG.

Gruß, Otto