Ist die Gleichzeitigkeit wirklich relativ? Nicht wirklich.

[Lagrange]

Die Gesetze sind nicht gleich.

Welche Gesetze?

Keine Ahnung.

[McMurdo]

Keine Ahnung.

Das unterschreibe ich. Also machs gut Jungchen.

[Lagrange]

Keine Ahnung.

Das unterschreibe ich. Also machs gut Jungchen.

Ein Photon (oder Ball, oder Orange, oder, oder,...) bewegt sich im Zug mit c in Vorwärtsrichtung.
Vom Zug aus betrachtet gilt x=ct.
Der Zug bewegt sich mit v.
Vom Bahndamm aus betrachtet gilt x=(c+v)t.

Die Gesetze sind nicht gleich.

[McMurdo]

Ein Photon (oder Ball, oder Orange, oder, oder,...) bewegt sich im Zug mit c in Vorwärtsrichtung.
Vom Zug aus betrachtet gilt x=ct.
Der Zug bewegt sich mit v.
Vom Bahndamm aus betrachtet gilt x=(c+v)t.

Die Gesetze sind nicht gleich.

Is schon recht Chekov...

[Lagrange]

Is schon recht Chekov...

Ein Photon (oder Ball, oder Orange, oder, oder,...) bewegt sich im Zug mit c in Vorwärtsrichtung.
Vom Zug aus betrachtet gilt x=ct.
Der Zug bewegt sich mit v.
Vom Bahndamm aus betrachtet gilt x=(c+v)t.

Die Gesetze sind nicht gleich.

[McMurdo]

Die Gesetze sind nicht gleich.

Is schon recht Chekov.

[Lagrange]

Die Gesetze sind nicht gleich.

Is schon recht Chekov.

Ein Photon (oder Ball, oder Orange, oder, oder,...) bewegt sich im Zug mit c in Vorwärtsrichtung.
Vom Zug aus betrachtet gilt x=ct.
Der Zug bewegt sich mit v.
Vom Bahndamm aus betrachtet gilt x=(c+v)t.

Die Gesetze sind nicht gleich.

Immer noch keine Ahnung?

[Zasada]

Na dann los.

[Zasada]

Bemerkung: es wird im Folgenden Wert darauf gelegt, dass die Bezeichnungen der Punkte und Systeme, soweit es geht, den ursprünglichen Bezeichnungen Einsteins entsprechen. Es wird Wert darauf gelegt, dass die Beschreibungen dem Prinzip der Relativität entsprechen (also symmetrisch sind). Entsprechen meine Beschreibungen diesem Prinzip nicht, dann nur aus Grund der Übersicht. Eine prinzipielle RP-Konformität ist der vorliegenden Untersuchung vorauszusetzen.
Es wird Wert darauf gelegt, dass die Untersuchung klar und für jeden verständlich ist.
Ich setze der Untersuchung die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum voraus, damit ihre Rahmenbedingungen SRT-konform bleiben.
Es wird vorausgesetzt, dass das Prinzip und die Funktion des Ereigniszählers bekannt sind (Herleitung unten).
Ich führe den Begriff des "Lichtdetektors" in die Untersuchung ein. Diesen positioniere ich in der Mitte zwischen den Endpunkten des Bezugssystems K'.

Den Helden der aussperrenden Relativität, Marcus Pössel und Martin Bäker, gewidmet.



Einstein definiert die absolute Gleichzeitigkeit zwischen zwei Ereignissen A und B, die sich innerhalb des ruhenden Bezugssystems K ereignen,  um sogleich zu beweisen, dass sich dieselbe Gleichzeitigkeit zwischen denselben Ereignissen, aus der Perspektive eines relativ zu K bewegtem Bezugssystems K' nicht feststellen lässt.
Aus Sicht von relativ zu K bewegtem Bezugssystem K', lässt sich tatsächlich keine Gleichzeitigkeit der Ereignisse A und B feststellen - das System K' befindet sich, wenn überhaupt, dann nur vorübergehend in der geometrisch günstigen Lage, um die Gleichzeitigkeit zwischen A und B zu konstatieren - so die Argumentation.
Aus dieser einfachen Überlegung folgt bei Einstein unmittelbar der Schluss, dass das Phänomen der Gleichzeitigkeit bezugsabhängig sei. 
Doch indem Einstein den Begriff der "Relativität der Gleichzeitigkeit" in die Physik einführt, begeht er einen ebenso bedenklichen wie folgenschweren Fehler - in Wirklichkeit nämlich verändert sich anhand der Bewegung innerhalb seiner Anordnung nicht die Gleichzeitigkeit der Ereignisse bei K - diese findet nach wie vor definitionsgemäß statt - sondern es verändert sich der Zeitpunkt der Wahrnehmung der Ereignissignale, welche K' erreichen.


Abbildung 1. zeigt den vollständigen Transit des Lichtdetektors des Bezugssystems K' an K vorbei. Dieser findet zwischen den Endpunkten A und B des Bezugssystems K statt. Genau dieser Transit ist der Gegenstand der Gleichzeitigkeitsbetrachtung Einsteins.
Es lässt sich aus dem Ereigniszähler des Transits schliessen, dass die Lichtsignale, die im Bezugssystem K als gleichzeitig konstatiert werden, weiterhin als gleichzeitig zu betrachten sind - ihre prinzipielle Gleichzeitigkeit wird ja von der betrachteten Bewegung des Systems K' in keinster Weise beeinflusst.
Aus Sicht des Bezugssystems K' treten dennoch die von Einstein prognostizierten Effekte auf. Die Gleichzeitigkeit der Ereignisse A und B wird signalgeschwindigkeitsbedingt vom bewegten K' nicht unmittelbar konstatiert. Unter anderem deshalb, weil sich K' am Anfang der Passage näher an A als an B befindet - deshalb erreichen ihn die von A emittierten Signale früher als die von B emittierten. Später passiert das Umgekehrte: K' befindet sich dann näher am Punkt B, deshalb erreichen ihn die B-Signale früher als diejenigen, welche A emittiert. Zudem eilt K' zwischen den Punkten A und B während des gesamten Transits dem von B emittierten Signal entgegen, während es dem von A emittierten Signal vorauseilt.
Diese Effekte wiegen auf den ersten Blick schwer. Gleich wird sich aber zeigen, dass sie nicht ins Gewicht fallen und gar nicht zu berücksichtigen sind.
Eins ist festzuhalten: die Ereignisse bei A und B erfolgen gleichzeitig - ihre Gleichzeitigkeit ist absolut, invariant und symmetrisch.

Meine These ist folgende: die Schlussfolgerung, welche die "Relativität der Gleichzeitigkeit" begründet, beruht auf einem kapitalen Kategorienfehler. Dieser besteht darin, dass Einstein die Bedeutung der Begriffe "Gleichzeitigkeit" und "Wahrnehmung der Gleichzeitigkeit" nicht unterscheidet.
Dies ist unglaublich, wenn man bedenkt, dass dieser Fehler am Anfang der Relativitätstheorie von Albert Einstein steht, und wenn man bedenkt, dass er über hundert Jahre, von mehreren Physiker-Generationen unbemerkt, überdauern konnte.
Ich stelle nun meine Argumente zusammen. Diese werden in drei Gruppen unterteilt. Im ersten Teil werde ich die Physikalischen Argumente vorstellen, im zweiten die geometrischen und im dritten die logischen.


1.

Das erste schwerwiegende Argument betrifft die Bewegung des Bezugssystems K' - diese spielt ja bei der Konstatierung der "Relativität der Gleichzeitigkeit" eine entscheidende Rolle.
Wir betrachten das im Ruhezustand verharrende Bezugssystem K aus der Perspektive eines relativ zu ihm gleichmäßig und gleichförmig mit v bewegtem Bezugssystems K'.
Das Bezugssystem K' führt einen Lichtdetektor mit, mit dessen Hilfe, sich die Gleichzeitigkeit der Lichtsignale, welche von den Punkten A und B des Systems K gleichzeitig emittiert werden, konstatieren lässt.

Abbildung 2. zeigt denselben Transit wie in der Abbildung 1, jedoch aus einer erweiterten Perspektive. Wir sehen, wie sich das Bezugssystem K' dem Bezugssystem K von einer Seite nähert und wie es sich von K auf der anderen Seite entfernt. Diese Perspektive erlaubt eine andere Sicht auf die Gleichzeitigkeit der Ereignisse A und B und eine andere Sicht auf die Relativität der Wahrnehmung ihrer Signale.

IMG_4308.PNG (9.15 KiB) 4793-mal betrachtet

Bewegt sich K' bezüglich K gradlinig und gleichförmig wie in der Abbildung 2 dargestellt (mit v) und nähert es sich K von der Seite des Endpunktes A, so eilt K' während der gesamten Annäherungsperiode den Lichtsignalen entgegen, entfernt es sich von K, so eilt K' denselben Lichtsignalen stets voraus. 
Ist das etwa ein Indiz für die Relativität der Gleichzeitigkeit der Lichtereignisse bei A und bei B?
Für Einstein offensichtlich ja. Aufgrund der Bewegung registriert der Lichtdetektor bei K' die Lichtblitze bei A und bei B nicht gleichzeitig, sondern in unterschiedlicher Reihenfolge. Nähert sich K' dem Bezugssystem K wie oben dargestellt, so erreicht ihm das Signal von A früher als das Signal von B. Befinde sich der Lichtdetektor bei K' genau zwischen den emittierenden Punkten A und B, so werden die Relativitätseffekte noch deutlicher (wie in der Abbildung 1 dargestellt).
In Wirklichkeit handelt es sich aber, wie wir festgestellt haben, um keine Relativität der Gleichzeitigkeit der Ereignisse A und B, sondern um die Relativität der Wahrnehmung ihrer Signale.
Als ob das nicht genug wäre, erweisen sich noch sämtliche von Einstein betrachteten Relativitätseffekte als unbeständig.
Der Zeitverzug, welcher aus Sicht von K' in bezug auf die Zeitpunkte der Ereignisse A und B entsteht, relativiert sich nämlich anhand der Bewegung von K' vollständig - alle bei K' punktuell festgestellten Relativitätseffekte heben sich vollständig auf, werden die Phasen des Herankommens und der Entfernung von K' und K zusammen betrachtet.

Der zweite Fehler von Einstein, der zwar nicht die monumentale Dimension des ersten hat, der aber nicht weniger gravierend ist, besteht darin, dass Einstein statt die Relativitätseffekte im vollständigen Kontext der Begegnung von K und K' zu betrachten, sich auf die Betrachtung derjenigen Bereiche der Anordnung konzentriert, wo sich diese am deutlichsten zeigen: sie zeigen sich am deutlichsten, während sich K' zwischen den Punkten A und B befindet (Abbildung 1).
Erweitert man die Betrachtungsperspektive, so erweist sich sogar die "Relativität der Wahrnehmung der Gleichzeitigkeit" bei K' als vollständig reversibel, d.h. nicht existierend.
Um denselben Betrag nämlich, um den die Distanz zwischen den Sendepunkten A und B und dem sich gleichmäßig und gleichförmig an ihnen vorbei bewegenden System K' in der Annäherungsphase kürzer wird, verlängert sich diese Distanz während der Entfernungsphase entsprechend (Symmetriebewahrung).
Sämtliche Effekte also, die mit der Tatsache zu tun haben, dass sich K' dem System K mit einer Geschwindigkeit v nähert, beispielsweise die Tatsache, dass sich K' stets näher am Punkt A als am Punkt B befindet (und somit relative Empfangszeitpunkt-Differenzen zwischen den Signalen hervorruft) oder die Tatsache, dass K' in der Annäherungsphase den Lichtsignalen entgegeneilt, relativieren sich in der folgenden Entfernungsphase der Begegnung: die Distanz zwischen Bezugssystem K' und Punkt A ist nun stets größer, als die zwischen K' und Punkt B und das Bezugssystem K' eilt den Signalen nun stets voraus statt entgegen.
Betrachtet man die Situation aus einer ausreichend weiträumigen Perspektive, so erweist sich die Symmetrie der Anordnung vollständig bewahrt, auch dann, wenn sie den Anschein macht, punktuell gebrochen zu sein.
Dadurch, dass sich Einstein in seiner Analyse auf den Bereich zwischen A und B beschränkt, erreicht ihn diese einfache Einsicht nicht.


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Anhang 1


Abbildung 3 zeigt, wie sich die Signale des Bezugssystems K ausbreiten. In der Anordnung werden von Punkten A und B gleichzeitig kugelförmig Lichtsignale ausgesandt. Die Signale pflanzen sich u.a. entlang der Strecke AB in Richtung des Punktes M fort, den sie nach 2 Sekunden gleichzeitig erreichen. Wir sehen, dass auch hier jeder vom Signal erreichte Punkt der Strecke mit sämtlichen anderen, bereits erreichten Punkten gleichzeitig ist.
Die Signalwege beginnen gleichzeitig bei A und B jeweils mit der Nummer 1 und enden für beide Signale gleichzeitig im Punkt M mit der Nummer 5.

Albert Einstein konzipierte eine Methode der Gleichzeitigkeitsbestimmung, welche ihn dazu veranlasste, einerseits den Begriff der Gleichzeitigkeit zu definieren, andererseits aber den Begriff der "Relativität der Gleichzeitigkeit" in die Physik einzuführen. 
Diese Methode führte dazu, dass die Gleichzeitigkeit bei den relativ zueinander bewegten Bezugssystemen als relativ erkannt werden konnte.
Es war daher genau dieser Mechanismus, der am Anfang der gesamten Relativitätstheorie steht.

Wenden wir den Mechanismus der Gleichzeitigkeitsbestimmung auf die Gleichzeitigkeitsbestimmungsmethode selbst an, so widerspricht diese Methode der Aussage der SRT.
Mittels der Einsteinschen Methode, welche selbstreferenziell angewandt wird, lässt sich nämlich das exakte Gegenteil dessen behaupten, was Einstein vor 113 Jahren behauptete: es lässt sich beweisen, dass die Gleichzeitigkeit absolut sei.

Abbildung 3a zeigt den Ereigniszähler des kugelförmigen Signals, das vom Mittelpunkt M aus gesendet wird, und sich vom Mittelpunkt M aus entlang der Strecke [AB] ausbreitet. Der Signalweg beginnt bei M mit der Nummer 1 und endet für beide Laufrichtungen gleichzeitig bei A und B mit der Nummer 5.

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Jeder Punkt des von Einstein beschriebenen Bezugssystems "Stab", der von der Wellenfront des sich kugelförmig aus M fortpflanzenden Signals erfasst wird, scheint gleichzeitig zu sein, mit jedem anderen, bereits von derselben Wellenfront erfassten Punkt. Es wird somit mittels der selbstreferenziell angewandten "Definition der Gleichzeitigkeit" von Albert Einstein die absolute Gleichzeitigkeit aller Punkte der Anordnung erwiesen. 
Nichts anderes kann bei der Anordnung des Bezugssystems K konstatiert werden. Auch dann nicht, wenn keine Ereigniszähler-Methode angewandt wird...Wenn Punkt M nämlich von den aus A und B ausgesandten Lichtsignalen gleichzeitig erreicht wird (und das wird er, denn er befinde sich in der Mitte, zwischen den Endpunkten A und B des Stabes und die Geschwindigkeit, mit der sich das Licht innerhalb der Anordnung ausbreitet, konstant ist), dann muss das Lichtsignal sämtliche seitensymmetrisch bezüglich M positionierte Punkte der Strecke AB gleichzeitig erreichen, womit die Gleichzeitigkeit der gesamten Strecke AB erwiesene Sache ist. Diese Feststellung berechtigt mich, die Ereigniszähler-Methode für die Illustrierung der Signalausbreitung zwischen den Punkten A und B meiner und Einsteins Anordnung zu verwenden.

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Anhang 2: Die empirische Berechtigung für die Ereigniszähler-Methode.

"Es seien A, B zwei Punkte des Inertialsystems K, etwa die Endpunkte eines relativ zu K ruhenden Stabes, dessen Mittelpunkt M sei. Von M werde ein Lichtsignal nach allen Seiten ausgesandt. Das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit zwingt uns zur Festsetzung, dass die Ankunft des Lichtsignals in A und die Ankunft in B gleichzeitig seien. Damit haben wir eine physikalisch sinnvolle Definition der Gleichzeitigkeit gewonnen."
A. Einstein


2.

Der Beweis dafür, dass sich die Relativität der Gleichzeitigkeit aus den Effekten, welche sich innerhalb der Einsteinschen Gleichzeitigkeits-Anordnung zeigen, nicht ableiten lässt.


Abbildung 4: Die aus der Perspektive des Punktes M des Bezugssystems K gleichzeitig von A und B ausgehende Blitze, erfolgen aus der Perspektive des Bezugssystems K' nicht gleichzeitig.

Wir betrachten erneut dieselbe Situation. 
Zwei gleich ausgerichtete Bezugssysteme K und K' nähern sich im luftleeren Raum einander. Das Bezugssystem K' bewegt sich bezogen auf K mit der Geschwindigkeit v. Das System K ruht relativ zu K'.

Es werden auf K zwei Sender gleichzeitiger, kugelförmiger Lichtimpulse installiert.
Aus der Perspektive von K' erfolgen die gleichzeitigen Lichtimpulse, die von K ausgehen nicht gleichzeitig. Während sich K' dem Bezugssystem K nähert, erfolgt das eine Ereignis aus der Perspektive von K' stets früher als das andere. Der selbstverständliche Grund dafür ist die Position der Sender der Lichtimpulse bezüglich K'.
Für Einstein ist das ein ausreichender Grund, darin die Relativität der Gleichzeitigkeit zu erkennen und diese in die Physik einzuführen...Es scheint bis heute begründet zu sein: das, was aus Sicht eines Bezugssystems gleichzeitig geschieht, geschieht ja aus Sicht eines anderen nicht gleichzeitig. 
Ich kann beweisen, dass diese Annahme nicht der Wahrheit entspricht, und zwar indem ich während des Anflugs von K', die Ausrichtung der Anordnung K bezüglich K' verändere. 
Ich positioniere K rechtwinklig bezüglich der Bewegungsrichtung von K' so, dass die Bewegungsbahn von K' nun durch die Mitte von K hindurchkommen muss.


Abbildung 5: wir verändern die Ausrichtung von K, während sich ihm K' nähert. Die zeitliche Eigenschaft der Ereignisse innerhalb von K verändert sich nicht.

Das, was noch vor kurzem aus der Perspektive von K' nicht gleichzeitig geschah, geschieht nun aus seiner Perspektive gleichzeitig. 
Es hat sich aus Sicht vom K nichts verändert. Die Entfernung der Sendepunkte voneinander, die Frequenz und die Amplitude der gleichzeitigen Lichtimpulse ist unverändert geblieben.
Sämtliche physikalischen Eigenschaften des Bezugssystems K', wie seine Geschwindigkeit, Ausrichtung, Länge, Position der Bestandteile innerhalb des Systems etc. sind unverändert geblieben. Auch die geometrischen Eigenschaften des Systems K haben sich, außer seiner Ausrichtung bezüglich K', nicht verändert.
Trotzdem: die Ereignisse, welche nur innerhalb des Bezugssystems K gleichzeitig geschahen, geschehen nun ebenso aus der Perspektive von K' gleichzeitig.
Was ist passiert?
Veränderte sich etwa die Gleichzeitigkeit der Lichtimpulse?
Nein, es hat sich in der Anordnung nichts außer der Ausrichtung von K bezüglich K' geändert. Diese Veränderung hatte keinen Einfluss auf die Gleichzeitigkeit der Lichtimpulse. Es bestand auch keinerlei kausale Verbindung zwischen dem, was mit K geschah und dem, was sich innerhalb von K' abspielte.

Fazit: Es ist nicht die Gleichzeitigkeit der Ereignisse innerhalb des Bezugssystems K, welche als relativ zu bezeichnen ist - diese bleibt unverändert - die gleichzeitigen Ereignisse behalten ihre zeitliche Eigenschaft stetig bei - ihre Gleichzeitigkeit ist invariabel (absolut)...relativ ist offenkundig nur die Wahrnehmung ihrer Gleichzeitigkeit. 
Diese ist sehr wohl abhängig von der Ausrichtung der Systeme K und K' in Beziehung zueinander - die Wahrnehmung der Gleichzeitigkeit steht in Relation zu der Ausrichtung von K bezüglich der Bewegungsrichtung von K'.

Es war 1905, genau wie es auch heute ist, unzulässig, aufgrund der Relativität der Wahrnehmung der Gleichzeitigkeit der Ereignisse, auf die Relativität der Gleichzeitigkeit als solcher zu schliessen, qed.


3.



Prinzip:
Wenn eine logische Voraussetzung (a) der Implikation "wenn (a), dann (b)" falsch ist, dann lässt sich anhand (a) überhaupt keine sinnvolle Aussage über (b) treffen.


Lässt es sich einerseits über die Gleichzeitigkeit zweier Ereignisse A und B auf diese Weise sinnvoll entscheiden:


Abbildung a)

und lässt es sich andererseits (zugleich) über dieselbe Gleichzeitigkeit derselben Ereignisse A und B gar nicht entscheiden:


Abbildung b)

, dann haben wir mit einem kleinen Problem zu tun, und zwar mit dem Problem der "Relativität der Gleichzeitigkeit". 
Haben wir nämlich bereits einmal und über jeden Zweifel die Gleichzeitigkeit beider Ereignisse erkannt (Abb. a), dann gilt diese Erkenntnis unabhängig vom Ergebnis der Messung, welche über jeden Zweifel ergibt, dass zwischen den Ereignissen A und B keine Gleichzeitigkeit besteht (Abb. b).

Welche sinnvollen Aussagen lassen sich dann über die "Relativität der Gleichzeitigkeit" noch treffen?

[McMurdo]

Immer noch keine Ahnung?

Du nicht, ja das stimmt. Hast ja selbst geschrieben. Und Ergebnisse? Hast auch keine. Von daher.