Das Uhrenparadoxon

Hier wird die Relativitätstheorie Einsteins kritisiert oder verteidigt

Re: Das Uhrenparadoxon

Beitragvon Frau Holle » So 4. Dez 2022, 19:32

Daniel K. hat geschrieben:Frage mich, ob die beide gleich weit von Bob entfernt sind, denn das gilt ja auch für Alice.

Im Moment der Synchronisation, wo Bob=U1 und Alice=U2 am gleichen Ort sind, sind auch die Signalgeber A und B gleich weit von den beiden entfernt. Aber nur in dem Moment.

Bobs Signalgeber B ändert den Abstand zu Bob nicht, aber Alices Signalgeber A schon, denn der bewegt sich ja auf Bob zu. Wenn das Signal A startet, hat es einen anderen Abstand zu Bob als sein Signalgeber B, der einen fixen Astand hat.

Umgekehrt das gleiche:

Alices Signalgeber A ändert den Abstand zu Alice nicht, aber Bobs Signalgeber B schon, denn der bewegt sich ja auf Alice zu. Wenn das Signal B startet, hat es einen anderen Abstand zu Alice als ihr Signalgeber A, der einen fixen Astand hat.

Aber wie so eine Synchronisation genau zu machen ist, ist ein spezielles Kapitel. So einfach ist das nämlich gar nicht und es gibt einiges zu bedenken, wenn man es wasserdicht beschreiben will (Einsteinsynchronisation). Das Fass will ich hier aber nicht aufmachen. Mir reicht es zu wissen, dass es möglich ist, eben z.B. mit Lichtsignalen.
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Re: Das Uhrenparadoxon

Beitragvon Frau Holle » So 4. Dez 2022, 19:40

Daniel K. hat geschrieben:Alice erreicht nach 6 Jahren U3

Nein. Wie kommst du darauf? Woher nimmst du 6 Jahre?

Hab's doch oben genau vorgerechnet:
- Alice erreicht U3 nach 8 Jahren auf ihrer Uhr und nach 10 Jahren auf Bobs Uhr.
- Bob erreicht U5 nach 8 Jahren auf seiner Uhr und nach 10 Jahren auf Alices Uhr.

Das ist die Symmetrie, um die es dir ging. Vorgerechnet und begründet^^.
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Re: Das Uhrenparadoxon

Beitragvon Daniel K. » So 4. Dez 2022, 20:07

Frau Holle hat geschrieben:
Daniel K. hat geschrieben:
Frage mich, ob die beide gleich weit von Bob entfernt sind, denn das gilt ja auch für Alice.

Im Moment der Synchronisation, wo Bob = U1 und Alice = U2 am gleichen Ort sind, sind auch die Signalgeber A und B gleich weit von den beiden entfernt. Aber nur in dem Moment.

Nun ja, ich kann ein Signal später senden, den Sender aber näher an Bob haben. Wir haben zwei Ereignisse im Raum, A und B, beide haben Koordinaten x, y, z, t und wir können die in andere Systeme transformieren. Aber, der "Sender" kann ja "bewegt" sein, ist ein Satellit, der macht eben kurz die Lampe an und gut ist es. Es könnten da beliebige Satelliten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus jeder Richtung bei x, y, z, t eben die Lampe kurz anmachen und weiterfliegen. Darum will ich gar keinen Signalgeber haben, wo der bei t + x ist und wo der bei t - x gewesen ist, ist irrelevant. die Frage für mich ist, wenn ich bei Bob bin, in seinem System, sind für ihn beide Ereignisse gleichweit entfernt. Für Bob liegen beide Ereignisse vor t = 0, soweit ist das klar, ich kann mir also Bob in der Mitte vorstellen und zwei Kugelwellen laufen durch den Raum und treffen gleichzeitig bei t = 0 bei Bob ein. Kein Problem. Für Alice müsste dann aber das Gleiche gelten, nun stelle ich mir erstmal Alice mit 0,6 c vor, wie sie auf Bob zufliegt, und klar ist doch, sie kann nicht bei t - x mittig zwischen beiden Ereignissen sein, denn dann wäre sie ja schon da wo Bob ist. Demnach könnte also auch Bob nicht mittig zwischen diesen Beiden Ereignissen sitzen. Es ist nur eine Überlegung im Kopf, versuche mir die Dinge immer erstmal vorzustellen, bevor ich zeichne oder rechne.


Frau Holle hat geschrieben:
Bobs Signalgeber B ändert den Abstand zu Bob nicht, aber Alices Signalgeber A schon, denn der bewegt sich ja auf Bob zu. Wenn das Signal A startet, hat es einen anderen Abstand zu Bob als sein Signalgeber B, der einen fixen Abstand hat.

Umgekehrt das gleiche:

Alices Signalgeber A ändert den Abstand zu Alice nicht, aber Bobs Signalgeber B schon, denn der bewegt sich ja auf Alice zu. Wenn das Signal B startet, hat es einen anderen Abstand zu Alice als ihr Signalgeber A, der einen fixen Abstand hat.

Ja, nein, also da will ich gar nicht weiter grübeln, also über "Signalgeber" als Objekte die über die Zeit existieren, also eine Weltlinie haben, denn wie geschrieben bringt das nichts, beide Ereignisse sind Punkte in der Raumzeit, wir könnten beliebige Weltlinien zeichnen, die sich in dem Punkt treffen. Das ist wie mit der Lampe im Zug, wo ich Kurt fragte, wenn da wer bei t = 0 kurz das Licht an/aus macht, und dann 10 s wartet, hat sich der Ort an dem das passierte geändert? Und für dem im Zug, der die Lampe sieht, nicht, für den an den Gleisen schon, es geht sogar so, nach 10 s wird noch mal das Licht an/aus gemacht, für den im Zug am gleichen Ort, für den an den Gleisen liegt da ein Abstand im Raum zwischen. Darum würde ich gerne auf Signalgeber verzichten, von mir aus kommt da von wo auch immer ein Stern mit irgendeiner Geschwindigkeit und explodiert, und leuchtet und verschwindet dann vollständig, ja physikalisch geht das nicht wirklich, aber denke Du versteht was ich will. Nur zwei Ereignisse in der Raumzeit, Punkte, keine Weltlinien.


Frau Holle hat geschrieben:
Aber wie so eine Synchronisation genau zu machen ist, ist ein spezielles Kapitel. So einfach ist das nämlich gar nicht und es gibt einiges zu bedenken, wenn man es wasserdicht beschreiben will (Einsteinsynchronisation). Das Fass will ich hier aber nicht aufmachen. Mir reicht es zu wissen, dass es möglich ist, eben z.B. mit Lichtsignalen.

Ja ich weiß, kann Bücher drüber schreiben, wurden vermutlich auch schon geschrieben, also ich kann mit einem Blitz bei x, y, z, t gut leben. Die Quelle ist danach weg.
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Re: Das Uhrenparadoxon

Beitragvon Daniel K. » So 4. Dez 2022, 20:08

Frau Holle hat geschrieben:
Daniel K. hat geschrieben:
Alice erreicht nach 6 Jahren U3 ...

Nein. Wie kommst du darauf? Woher nimmst du 6 Jahre?

Keine Ahnung, eventuell zu wenig oder zu viel Schlaf.


Frau Holle hat geschrieben:
Hab's doch oben genau vorgerechnet:

- Alice erreicht U3 nach 8 Jahren auf ihrer Uhr und nach 10 Jahren auf Bobs Uhr.
- Bob erreicht U5 nach 8 Jahren auf seiner Uhr und nach 10 Jahren auf Alices Uhr.

Das ist die Symmetrie, um die es dir ging. Vorgerechnet und begründet^^.

Ja, denke passt.
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Re: Das Uhrenparadoxon

Beitragvon Daniel K. » So 4. Dez 2022, 20:40

Frau Holle hat geschrieben:
Woher nimmst du 6 Jahre?

Ich hatte die 6 von 0,6 c im Kopf. So kann es gehen. :mrgreen:
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Re: Das Uhrenparadoxon

Beitragvon Frau Holle » So 4. Dez 2022, 20:44

Daniel K. hat geschrieben:
Frau Holle hat geschrieben:
Daniel K. hat geschrieben:Frage mich, ob die beide gleich weit von Bob entfernt sind, denn das gilt ja auch für Alice.

Im Moment der Synchronisation, wo Bob = U1 und Alice = U2 am gleichen Ort sind, sind auch die Signalgeber A und B gleich weit von den beiden entfernt. Aber nur in dem Moment.

Nun ja, ich kann ein Signal später senden...

Hmmm... schwierig.
Eine Vorgabe ist, dass beide Signale gleichzeitig mit Bob und Alice am selben Ort zusammentreffen. Also müssen auch beide Signale in gleicher Entfernung zum Treffpunkt (Ereignis) starten. Die Signalgeschwindigkeit ist ja für beide Signale konstant c, also legen sie auch die gleiche Entfernung zurück vom Sender zum Treffpunkt Bob/Alice.

Eine zweite Vorgabe ist, dass jedes Signal auch gleichzeitig in der jeweiligen Gleichzeitigkeitsebene am Ende der Strecke (Signal B bei U3 und Signal A bei U5) ankommt...
Da habe ich wohl gerade einen Knoten im Hirn^^. Geht das überhaupt? Müsste doch gehen...
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Re: Das Uhrenparadoxon

Beitragvon Daniel K. » So 4. Dez 2022, 21:29

Daniel K. hat geschrieben:
Frau Holle hat geschrieben:
Daniel K. hat geschrieben:
Frage mich, ob die beide gleich weit von Bob entfernt sind, denn das gilt ja auch für Alice.

Im Moment der Synchronisation, wo Bob = U1 und Alice = U2 am gleichen Ort sind, sind auch die Signalgeber A und B gleich weit von den beiden entfernt. Aber nur in dem Moment.

Nun ja, ich kann ein Signal später senden ...
Frau Holle hat geschrieben:
Hmmm ... schwierig.

Ja ...


Frau Holle hat geschrieben:
Eine Vorgabe ist, dass beide Signale gleichzeitig mit Bob und Alice am selben Ort zusammentreffen. Also müssen auch beide Signale in gleicher Entfernung zum Treffpunkt (Ereignis) starten. Die Signalgeschwindigkeit ist ja für beide Signale konstant c, also legen sie auch die gleiche Entfernung zurück vom Sender zum Treffpunkt Bob/Alice.

So auch erst meine Annahme, aber es geht auch anders, ein Blitz ereignet sich bei t = - 6 in einer Entfernung von 6 und einer bei t = - 3 in einer Entfernung von 3, beide treffen bei Bob gleichzeitig ein.


Frau Holle hat geschrieben:
Eine zweite Vorgabe ist, dass jedes Signal auch gleichzeitig in der jeweiligen Gleichzeitigkeitsebene am Ende der Strecke (Signal B bei U3 und Signal A bei U5) ankommt ...

Ja ...


Frau Holle hat geschrieben:
Da habe ich wohl gerade einen Knoten im Hirn^^. Geht das überhaupt? Müsste doch gehen ...

Ja geht, und ich bin zumindest mit dem Knoten im Hirn dann nicht alleine. Soweit ich das aber bisher durchdacht habe, also eben nur im Kopf können beide Ereignisse weder für Alice noch für Bob gleichzeitig sein und ebenso ist keiner mittig. Bekannt ist, das Ereignis für die Synchronisation von den beiden Uhren von Alice muss mittig zwischen beiden Uhren sein, ist ja nur ein Ereignis, da geht es nicht anders und ebenso das Ereignis für die beiden Uhren von Bob. Und sicher finden wir auch ein System, in dem beide Ereignisse gleichzeitig sind, aber so wie ich es sehe, ist es weder das von Bob noch von Alice, wenn es das von Bob nicht ist, kann es wegen der Symetrie ja auch nicht das von Alice sein. Ich weiß nicht, glaube ich bin hier an der Grenze von dem was ich so im Kopf noch klären kann, werde wohl was pinseln müssen.
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Re: Das Uhrenparadoxon

Beitragvon Frau Holle » Mo 5. Dez 2022, 15:15

Daniel K. hat geschrieben:Ich weiß nicht, glaube ich bin hier an der Grenze von dem was ich so im Kopf noch klären kann, werde wohl was pinseln müssen.

Zeichnungen sind schon sehr hilfreich. Neben dem normalen Minkowski-Diagramm (hier gut erklärt) gibt es auch das sog. symmetrische Minkowski-Diagramm nach Ernesto Palumbo Loedel.
Das Loedel-Diagramm hat den Vorteil, dass wirklich alles symmetrisch dargestellt wird und eben kein System als Ruhesystem ausgezeichnet ist wie das rechtwinklige System im normalen Minkowski-Diagramm. Längen können direkt abgelesen und verglichen werden mit gleichem Maßstab auf x und x' bzw ct und ct':
Bild
• x-Achse und ct'-Achse stehen senkrecht aufeinander
• x'-Achse und ct-Achse stehen senkrecht aufeinander
• Winkel zw. x und x': ∢(x,x') = arcsin(v/c)
Zuletzt geändert von Frau Holle am Mi 25. Okt 2023, 15:54, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Das Uhrenparadoxon

Beitragvon Daniel K. » Mo 5. Dez 2022, 19:16

Frau Holle hat geschrieben:
Daniel K. hat geschrieben:
Ich weiß nicht, glaube ich bin hier an der Grenze von dem was ich so im Kopf noch klären kann, werde wohl was pinseln müssen.

Zeichnungen sind schon sehr hilfreich. Neben dem normalen Minkowski-Diagramm (hier sehr gut erklärt) gibt es auch das sog. symmetrische Minkowski-Diagramm nach Ernesto Palumbo Loedel.
Das Loedel-Diagramm hat den Vorteil, dass wirklich alles symmetrisch dargestellt wird und eben kein System als Ruhesystem ausgezeichnet ist wie das rechtwinklige System im normalen Minkowski-Diagramm. Längen können direkt abgelesen und verglichen werden mit gleichem Maßstab auf x und x' bzw ct und ct':

Bild

• x-Achse und ct'-Achse stehen senkrecht aufeinander
• x'-Achse und ct-Achse stehen senkrecht aufeinander
• Winkel zw. x und x': ∢(x,x') = arcsin(v/c)

Kenne ich klar, mag ich weniger, auch wenn es nicht die rechten Winkel hat, auch wenn es symmetrisch ist. Aber ich habe im Kopf heute Nacht gerechnet, die Überlegung war, für Bob setze ich mal beide Quellen in einer Entfernung von 3 Lichtjahre. Für Bob passt es so für seine beiden Uhren und auch Alice kommt pünktlich an, nur ist es für sie nicht mittig. Darum dachte ich mir, verschiebe Alice und ihre Quellen weiter nach links (Alice fliegt bei mir im Kopf von von links nach rechts) und ließt die Quelle für Bob früher feuern, so dass beide Signale bei Bob mit Alice gleichzeitig ankommen.

Habe ich so weit gemacht, bis ich bei 7,5 Lichtjahren war. Für Bob startet das Signal links vor 7,5 Jahren in 7,5 Lj Entfernung, Alice ist mit U2 4,5 Lichtjahre links vor Bob, sie bewegt sich mit 0,6 c und legt in 7,5 Jahren genug 4,5 Lichtjahre zurück und ist pünktlich bei Bob. Habe mich schon gefreut, der Abstand zwischen dem Ereignis und Alice beträgt für Bob so 3 Lichtjahre. Dann viel mir ein, passt nicht, denn für Bob sind beide Uhren von Alice nur 4,8 Lichtjahre auseinander. Also muss Alice mit Quelle wieder näher an Bob, ihre Quelle sollte somit nur 2,4 Lichtjahre weiter links liegen. Aber das habe ich nicht mehr im Kopf heute Nacht noch ausrechnen können, klar ist, weniger als 7,5 Lichtjahre links von Bob sollte das Ereignis für die Synchronisation der beiden Uhren von Alice stattfinden.
Daniel K.
 
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Re: Das Uhrenparadoxon

Beitragvon Daniel K. » Mo 5. Dez 2022, 20:25

.
Schauen wir mal, ...

Das Ereignis für die Synchronisation der Uhren von Alice findet für Bob bei - 6,0 Lj statt, das Licht läuft also zu Bob 6 Jahre. In 6 Jahren kann man mit 0,6 c genau 3,6 Lichtjahre zurücklegen, also befindet sich Alice bei - 3,6 Lj links von Bob. Zwischen dem Ereignis und Alice liegt der Abstand dann bei 6 - 3,6 = 2,4 Lichtjahren. Passt würde ich sagen. Nun könnte man noch für Bob ausrechnen, wann das Signal die U5 von Alice erreicht, die zweite Uhr ist doch U5, oder?

So weit so gut.
Daniel K.
 
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