Relativitätstheorie

  • hallo
    ich hab mal wieder was nicht verstanden:
    2 Raumschiffe fahren jedes mit 200 000 km/s aufeinander zu. wenn man jetzt nach einstein ausrechnet mit welcher geschwindigkeit der mensch im einen raumschiff das andere vorbeifliegen sieht


    Geschwindigkeiten: v, u


    v + u
    <font size="1">____________</font id="size1">
    &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<font size="1">v * u</font id="size1">
    1 +<font size="1">&nbsp;&nbsp;&nbsp;_____
    &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;c²</font id="size1">


    kommt 276 923,08 km/s raus.


    Für einen außenstehenden Beobachter ist die Differenz zwischen den beiden Raumschiffen aber 400 000 km/s, weil er beide raumschiffe mit 200 000 km/s an sich vorbeifliegen sieht (setzt man in der formel oben für eine geschwindigkeit 0 ein(=beobachter) kommt 200 000km/s raus). wenn der beobachter also an dem moment, an dem die beiden raumschiffe aneinander vorbeifliegen, anfängt zu messen und nach 1 sekunde den abstand misst, kommt er auf 400 000 km, vorrausgesetzt man rechnet nicht ein, wie lange das licht braucht, weil es dadurch nur noch komplizierter wird.
    ich dachte, das ganze liegt daran, dass für die beiden männer im raumschiff die zeit langsamer vergeht, weil sie ja schon eine ziemliche geschwindigkeit drauf haben.
    D.h. also, wenn die beiden männer in den raumschiffen auch anfangen zu messen, wenn sie aneinander vorbeifliegen, hört der außenstehende beobachter auf zu messen, weil seine sekunde um ist, und die männer in den raumschiffen sagen aber halt, meine sekunde ist noch nicht um. Dh wenn ihre sekunde um ist, sind die raumschiffe noch weiter voneineander entfernt, was dann zu einer größeren wegstrecke in einer sekunde führt, und folglich auch zu einer größeren geschwindigkeitsdifferenz als für den außenstehenden beobachter. das wäre natürlich total unlogisch weil nach der formel was anderes rauskommt und sich der eine relativ zum anderen mit überlichtgeschwindigkeit bewegen müsste.


    Kann mir jemand sagen, wo mein denkfehler ist?

  • ...vorsicht, die Formel ist zur ADDITION von Geschwindigkeiten gedacht, nicht um die Geschwindigkeit vom Standpunkt irgendeines Beobachters aus zu bestimmen. Wie du sie anwendest, macht es nur Sinn, wenn eines der 200.000 km/s schnellen Schiffe einen spezifikationsgemäß 200.000 km/s schnellen Torpedo abfeuert. Dann sieht ein ruhender Beobachter den Torpedo mit den berechneten 276.923 km/s fliegen...


    Gruß Andreas

  • Hallo Jenny,
    wenn Du an einer Bundestraße stehst und von links und rechts brausen zwei Autos mit jeweils 100 km/h an, dann siehst Du jeweils 100 km/h. Deine Erfahrung sagt Dir, die begegnen sich mit 200 km/h, sehen tust Du das allerdings nicht, Du sitzt ja nicht drin. So auch in Deinem Beispiel. Wärst Du als Raumfahrerin groß geworden, würde die Erfahrung Dir sagen: "oh, schau an, die fliegen mit 276 Tkm/h aufeinander zu."
    Und nun zur Zeit: Die ist auch relativ und für verschiedene Orte nicht vergleichbar. Insoweit ist eine Sekunde nicht schneller um, wie die andere.
    Ein klassisches Beispiel macht das deutlich:
    Im Weltraum-Transrapid-Superexpress, gibt es vorne und hinten gleichzeitig (?) zwei Fahrgäste, die ihren Fotoblitz auslösen. In der Mitte sieht es zumindest der Schaffner als gleichzeitig. Da der Express gerade durch einen Provinzbahnhof durchfährt, sieht das ein auf dem Bahnsteig wartender Gast (zufällig auf der gleichen Höhe wie der Schaffner) auch. Für diesen Gast sind die Blitze aber nacheinander: Zuerst hinten, dann vorne. Wenn der Express jetzt noch von einem anderen Kosmos-Direkt-Express überholt wird (oweia, dass auch noch im Bahnhof bei vollem Tempo), sieht das der Passagier im Kosmos-Direkt-Express (natürlich gerade auf gleicher Höhe mit dem Schaffner) noch anders: Zuerst vorne, dann hinten.
    PS: Habe ich erzählt, dass der Bahnhof abbruchreif ist, weil der Asteorid, auf dem er gebaut ist, gerade auf ein schwarzes Loch zufällt?
    Moral der Geschichte: Wie willst Du die Zeitdauer vergleichen, wenn Du noch nicht einmal sagen kannst, was gleichzeitig ist.

  • Hallo Jenny,
    noch einmal.
    Du wirst sicher bemerkt haben, dass am Zug-Beispiel was faul ist: Der Schaffner hat sich nämlich in der Zeit, bis er den Blitz sieht mit dem Zug bewegt und ist gar nicht mehr auf gleicher Höhe mit dem Fahrgast auf dem Bahnsteig. dito der Fahrgast im überholenden Zug.
    Der Schaffner hat aber (da es auch in diesen Zügen noch Stromausfälle gibt) eine Taschenlampe.
    Mit der strahlt er senkrecht zur Decke, wo ein Spiegel hängt. Und er kann die Zeit messen, die das Licht zur Decke und zurück braucht. Auch der Fahrgast auf dem Bahnsteig kann das (frag mich jetzt nicht wie?). Da sich der Zug/Taschenlampe im Zug aus Sicht des Fahrgastes bewegt, scheint der Lichtrahl ein Dreieck zu überstreichen (Taschenlampe, Spiegel, der sich auch weiterbewegt, Fotosensor an Taschenlampe, die sich (inzwischen doppelt so weit) bewegt hat). Die Seitenlängen des Dreiecks sind länger, als dessen Höhe (so wie der Schaffner den Strahl sieht). Aus der Differenz der Seitenlänge zur Höhe kannst Du die Zeitdilation berechnen, denn Licht ist ja immer gleich schnell.
    Gruß

  • ...das ist eine der Grundannahmen/Grundaussagen der speziellen Relativitätstheorie, daß sich das Licht immer mit derselben, endlichen Geschwindigkeit von etwa 2,99 * 10^8 m/s ausbreitet. Da gibt es kein richtiges "Warum", Einstein nahm an daß es so ist, und die Experimente bestätigen diese Tatsache...


    Gruß Andreas

  • Hallo Jenny,
    und bis heute ist die Absolutheit der Lichtgeschwindigkeit immer wieder experimentell bestätigt worden. So dass wir heute die Längeneinheit "Meter" als Bruchteil der vom Licht zurückgelegten Strecke definieren.
    Ich zitiere aus Wikipedia:
    "Das Meter ist definiert als die Strecke, die das Licht im Vakuum in einer Zeit von 1/299.792.458 Sekunde zurücklegt."


    Vorsicht halte ich dennoch geboten: Jeder misst seinen eigenen Meter, da der Zeitablauf ja nur relativ ist: je nach Eigengeschwindigkeit oder - unter Berücksichtigung der allg. Relativitätstheorie - auch der Schwerkraftverhältnisse am Ort der Messung.


    Zusammengefasst: Die spezielle Relativitätstheorie kennt Zeitdilation, Längenkontraktion und Massezunahme. Berechnen lässt sich dies mittels der Lorentz-Transformationen, die Du selbst auch oben angewandt hast.
    Nun, deshalb heißt der ganze Mist auch Relativitätstheorie. Es kommt auf den Betrachter an.
    Grüße

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