Was eigentlich genau ist: "Zeit"?

Was Zeit eigentlich genau ist, gehört zu den wichtigsten Fragen der Physik überhaupt.

Man liest Beschreibungen über Ihre Eigenschaften, Ihre Abhängigkeit von Gravitation, Geschwindigkeit und mehr - und erfährt doch nie, was sie im Kern eigentlich ist.

AstroService Was eigentlich genau ist: "Zeit"?

Zitat von matss

Was eigentlich genau ist: "Zeit"?

Die Zeit ist ein abstraktes Konzept, das die Abfolge von Ereignissen misst. Sie dient dazu, die Dauer zwischen Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft zu bestimmen. Zeit kann auf verschiedene Arten gemessen werden, zum Beispiel in Sekunden, Minuten, Stunden, Tagen, Monaten oder Jahren. In der Physik wird Zeit oft als vierte Dimension betrachtet, die zusammen mit den drei Raumdimensionen den Raumzeit-Kontinuum bildet.

abstraktes Konzept und dann diverse Beschreibungen ... am ehesten passt vielleicht die Beschreibung der Zeit als Dimension, in der Ereignisse von der Vergangenheit über die Gegenwart in die Zukunft fließen. Aber warum die Ereignisse das tun müssen und warum nur in eine Richtung habe ich noch nie nachvollziehbar erklärt irgendwo gefunden.

Vielleicht kommt das ja im oben verlinkten Podcast - werd da heute mal reinhören

lg matss

Einstein:

"Zeit ist das was man an der Uhr abliest"

ich hab gerade Zeit.

Nicht nur, dass wir die Zeit nie genau richtig verstehen, es gibt sie auch noch in verschiedenen Formen und die sind außerdem regional unterschiedlich

In D. nennt man sie: Präsens, Präteritum, Perfekt, Plusquamperfekt, Futur I und Futur II

mein Deutschlehrer sagte immer, wenn ich das in einem Aufsatz mal richtig anwende, gibt er mir ne 1 in Physik

Zitat von matss

am ehesten passt vielleicht die Beschreibung der Zeit als Dimension, in der Ereignisse von der Vergangenheit über die Gegenwart in die Zukunft fließen. Aber warum die Ereignisse das tun müssen und warum nur in eine Richtung habe ich noch nie nachvollziehbar erklärt irgendwo gefunden.

Servus matss,

dass Zeit nur in eine Richtung geht, ist eine logische Folge des Entropiegesetzes. Würde Zeit auch rückwärts laufen können, so würde sich die Ordnung im Universum dadurch erhöhen. Wenn man davon ausgeht, dass das Entropiegestz ein fundamentales Naturgesetz ist, dann muss sich auch die Zeit dem unterordnen.

Liebe Grüße,

Christoph

Zitat von serenus

"Zeit ist das was man an der Uhr abliest"

Die Sache mit der Uhr finde ich ja tatsächlich - als nicht-Physiker - spannend. In irgendeinem populärwissenschaftlichen Buch habe ich kürzlich wieder diese Beschreibung / Modellvorstellung gelesen, dass eine Uhr, die in ein schwarzes Loch fällt, langsamer geht als eine Uhr auf der Erde, weil die Zeit in der Nähe eines schwarzen Lochs langsamer vergeht (- ich hoffe, ich habe das richtig in Erinnerung).

Obwohl es nur als Modellvorstellung, also quasi als Metapher, gemeint ist, kam bei mir spontan der Gedanke auf, inwiefern Uhren denn überhaupt "Zeit" messen können? Wenn ich an eine klassische analoge Uhr mit Uhrwerk denke, dann wird die Zeit ja angezeigt, indem Zahnräder sich drehen (vereinfacht gesagt). Im Prinzip wird also ja eine Distanz angezeigt: ein Weiterdrehen des Zahnrads um x% führt dazu, dass sich der Zeiger auf dem Ziffernblatt um x Millimeter weiterdreht. Die Verbindung zur Verstreichenden Zeit wäre dann ja sozusagen nur gesellschaftlicher Konsens.

Das Ganze wurde dann zu einem gedanklichen "rabbit hole", weil ich mich gefragt habe, was wir denn überhaupt "direkt" messen können. Geschwindkeit bspw. geht ja auch nur in Relation zu Zeit und Strecke. Druck geht über Fläche, was ja letztlich auch eine räumliche Größe ist, wie Entfernung. Generell sind alle analogen Anzeigen ja "räumlich" gestaltet.

Soweit meine wirren Gedanken dazu, halt "wibbely-wobbely, timey-whimey"

Servus Yorick,

die Uhr kann auch mit einem analogen Weiterdrehen eines Zahnrads die Zeit messen (natürlich mit einem gewissen Messfehler, da man ein solches Uhrwerk nicht beliebig genau fertigen kann). Du kannst aber gerne auch Quarzuhren nehmen, die mit Hilfe des Piezo-Effekts Zeit messen (Schwingung eines Kristallgitters statt des Pendels der Pendeluhr der Großeltern). Das schräge ist eben, dass der Ablauf der Zeit vom Beobachter anhängt. Es gibt also keine absolute Zeit und keine echte, objektive Gleichzeitigkeit. Wenn zwei Ereignisse für zwei Beobachter gleichzeitig sind, sind diese für einen dritten Beobachter möglicherweise nicht gleichzeitig.

Zeit hängt beispielsweise von der Geschwindigkeit ab. Fliegst du also sehr schnell in einer Rakete (relativ zur Erde betrachtet), dann vergeht für dich die Zeit in der Rakete ganz normal. Ein Beobachter auf der Erde, der dich mit einem extrem guten Fernrohr beobachtet (die Rakete sei durchsichtig, das Teleskop löse gut genug auf), sieht, wie du dich in Zeitlupe bewegst, da für ihn deine Zeit langsamer abläuft. Umgekehrt übrigens auch – wenn du aus der Rakete die Erde beobachtest, siehst du da auch alles in Zeitlupe. Du kannst da ja das zugehörige Paradoxon googlen: Wer ist schneller gealtert, wenn die Rakete zur Erde zurückkehrt? Die Menschen auf der Erde oder die Astronauten? Da die Astronauten (sie beschleunigen, bremsen, ändern die Bewegung) langsamer altern, ist es ein echter Effekt und nicht nur eine Sache der Perspektive.

Zeit hängt auch von der Krümmung der Raumzeit ab, also von der Gravitation. Unser GPS wäre nicht so exakt, wenn nicht einerseits die Geschwindigkeiten der Satelliten und andererseits die schwächere Gravitation mit einberechnet werden würden. Atomuhren laufen im Satelliten anders als die gleichen auf der Erde.

Darüber gibt es sehr viel Literatur. Um die Gravitation erstmal außen vor zu lassen, reicht es, sich in die spezielle Relativitätstheorie einzulesen. Ultrakurz zusammengefasst: die Geschwindigkeit des Lichts ist immer gleich groß. Auch wenn ich mich mit 90% der Lichtgeschwindigkeit bewege und mir Licht entgegenkommt, ist dieses nicht 1,9 mal so schnell relativ zu mir, sondern eben nur die bekannten 300000 km/s schnell. Und fliege ich vor dem Licht weg, gerne auch mit 0,9x Lichtgeschwindigkeit, erreicht moch das Licht wieder mit 300000 km/s. Und wer nicht mit mir fliegt, sondern steht, den erreicht dasselbe Licht auch mit 300000 km/s. Das kann man messen und es wurde gemessen. Um das aber zu ermöglichen, muss sich Raum und Zeit ändern (die Raum-Zeit), wenn man sich bewegt (im Vergleich zum Ruhen). Und Bewegung ist immer relativ zu einem Bezugspunkt. Das heißt, es ist nicht zu unterscheiden, wer ruht und wer sich bewegt (bei v = konst.). Das, was aber immer gleich und absolut ist, ist die Geschwindigkeit der Photonen, egal wem gegenüber und in Bezug auf welches Bezugssystem.

Da man die Zeit durch das Licht und dessen Bewegung messen kann (Lichtuhren, zwischen Spiegeln pendelndes Licht statt der Pendeluhr), das Licht immer gleich schnell ist, die Uhr aber je nach Betrachter schneller oder langsamer läuft (was erstmal ein Widerspruch ist), muss sich der Abstand der Spiegel ändern. Der Raum verkürzt sich oder verlängert sich, sodass das Licht schneller oder langsamer ist, um vom einen zum anderen Spiegel zu fliegen.

Es steckt da viel Logik dahinter. Also: wie muss das Universum sein, wenn Photonen immer die gleiche Geschwindigkeit haben? Das hat Einstein mit seinen beiden Relativitätstheorien beschrieben. Und da geht es sehr um Zeitmessung, Gleichzeitigkeit, Bezugssysteme.

Liebe Grüße,

Christoph

Danke für die ausführliche Rückmeldung, Christoph.

Ich habe das mit der Zeit, dem Licht und der Relativitätstheorie schon in verschiedenen Quellen gelesen und ich kann es beim Lesen immer nachvollziehen, aber so richtig begreifen, auch in dem Sinn, dass ich es wiedergeben könnte, kann ich es nicht so recht. Vielleicht fehlt mir da das Abstraktionsvermögen oder die physikalische Sicht.

Mein Punkt ging eigentlich in eine andere Richtung und genau genommen ein wenig vom Thema weg. Ich habe mich gefragt, inwiefern man abstraktere physikalische Größen überhaupt direkt messen kann, da alle Beispiele, die mir mit meinem schulphysikalischen Kenntnissen (von vor über 30 Jahren) eingefallen sind, doch irgendwie immer nur Bewegungen, also letztlich Entfernungen, gemessen haben. Das wäre ja vielleicht beim Piezo-Effekt ähnlich, denn eine Schwingung ist ja letztlich auch nur eine Bewegung, die mit Hilfe des Abstandes gemessen wird.

Aber, das ist wirklich OT, und ich will den Thread auch gar nicht karpern. Ich merke nur immer wieder, v.a. seit ich dieses Hobby aufegenommen habe, dass mich diese physikalischen Zusammenhänge sehr reizen und dass ich gleichzeitig schnell an die Grenzen meines Abstraktions- und Vorstellungsvermögens komme. Auch eine interessante Erfahrung, wenn man sie ohne schulischen oder universitären Prüfungsdruck machen kann.

Viele Grüße

Christian

Servus Christian,

ganz so weit vom Thema weg geht das doch gar nicht. Ich bleibe aber bei der Zeit... Wenn man sie biologisch auffasst, dann geht es u.a. um den Ablauf von chemischen Reaktionen. Einige Reaktionen erhöhen die Unordnung (Entropieerhöhung) und sind daher irreversibel. Wie auch immer, wir wachsen, wir erhöhen die Menge an gespeicherter Information in unserem Kopf, wir bewegen uns von A nach B, wir entscheiden uns, was wir als nächstes tun, wir altern, die Haut verändert sich, das Haar entfärbt sich und irgendwann sterben wir. All das ist eine Folge davon, dass Zeit vergeht. Würde Zeit lamgsamer laufen, würden auch die chemischen Reaktionen langsamer ablaufen, wir würden uns langsamer bewegen, langsamer denken und Informationen langsamer speichern oder verarbeiten. Kurz gesagt: es würde uns nicht auffallen, denn wenn wir grob einen Herzschlag als "Sekunde" definieren, werden wir genauso alt wie vorher, wir bewegen und (für uns) genauso schnell (etc.). Da unser Herz ein ungenaues Messgerät ist, haben wir eben doch Uhren erfunden.

Das Messen des Ablaufs der Zeit (als abstrakte physikalische Größe) ist also eigentlich gar kein Problem. Schwer vorstellbar ist aber, dass wir einen geänderten Ablauf der Zeit selber nicht bemerken. Sitze ich in einem ICE und die Schienen ruckeln nicht, ich fahre keine Kurve und der Zug beschleunigt nicht, dann könnte ich zwar innerhalb des Zugs Strecken messen und auch meine Geschwindigkeit relativ zu den Sitzen im Zug, aber ich wüsste nicht und könnte nicht messen, wie schnell wir relativ zur Umgebung sind, wenn alle Fenster verdunkelt sind, man also nicht raussehen kann. Ich könnte nichtmal feststellen, ob der Zug steht oder fährt. Physikalische Größen im Zug kann ich aber messen.

Zitat von Yorick

Ich habe mich gefragt, inwiefern man abstraktere physikalische Größen überhaupt direkt messen kann, da alle Beispiele, die mir mit meinem schulphysikalischen Kenntnissen (von vor über 30 Jahren) eingefallen sind, doch irgendwie immer nur Bewegungen, also letztlich Entfernungen, gemessen haben. Das wäre ja vielleicht beim Piezo-Effekt ähnlich, denn eine Schwingung ist ja letztlich auch nur eine Bewegung, die mit Hilfe des Abstandes gemessen wird.

Da kann ich eben nur sagen: doch! Man kann sie messen. Warum auch nicht? Auch "Strecke" ist abstrakt, da sie ja auch vom Betrachter abhängt. Geschwindigkeit ebenso (siehe Beispiel mit dem Zug). Das, was ich als für uns schwer vorstellbar ansehe, ist die Relativität der meisten Messungen. Und dass eben die Geschwindigkeit des Lichts die wohl einzige absolute Größe unseres Universums ist, die nicht vom Bezugssystem / Betrachter abhängt. Das ist einfach schräg. Denn wir erleben die Welt um uns herum immer in unserem Bezugssystem. Dass für andere Wesen in einem anderen Bezugssystem das anders aussehen kann, dass das, was für uns gleichzeitig ist, da nicht gleichzeitig ist, das ist, finde ich, sehr schräg. All das ändert aber nicht die Messungen und Messergebnisse, die wir innerhalb unseres Bezugssystems erhalten.

Liebe Grüße,

Christoph

Sabine Hosenfelder in ihrer Backreaction bietet schöne Beispiele zu einigen Fragen über die Zeit,

wie hier: http://backreaction.blogspot.c…oes-past-still-exist.html

und viel mehr.

LG,

Jiri

Hallo zusammen,

was auch immer Zeit sein mag, subjekktiv betrachtet ist sie auf jeden Fall etwas das mit fortschreitendem Lebensalter immer schneller vergeht.

Als ich noch zur Schule ging war der Zeitraum zwischen dem Ende der Osterferien und dem Beginn der Sommerferien gefühlt nahezu endlos.
Mittlerweile, nachdem die Schulzeit >40 Jahre zurückliegt, verfliegt derselbe Zeitraum scheinbar viel schneller, Jahr um Jahr vergeht und am Ende des Jahres weiss man nicht wo sie geblieben ist , die Zeit...

Gruß Ulli

...und hat man zu viel vor, dann reicht die Zeit immer irgendwie nicht...

..'s is mit'm Geld aber auch so...

's heißt ja auch: ,,Zeit ist Geld"...

Hallo zusammen,

interessanterweise habe ich erst kürzlich ein Buch zu dem Thema gekauft. „Jetzt“ von Richard. A. Muller.

Da erläutert er seinen Ansatz, aufbauend auf Relativität, Entropie und Quantenmechanik hat er wohl eine neue Perspektive auf das Thema eröffnet. Das klang spannend genug, um das Buch zu kaufen. Ich bin gespannt…

LG, Nick

Hallo zusammen,

erstmal Danke an Walter für den Buchtip!

wir Menschlein machen uns Gedanken darüber und sind auf die Idee gekommen, Zeit zu portionieren und technisch zu messen aus der Erkenntnis heraus, daß es für komplexere Gesellschaften grundlegend ist, sich zu verabreden und sich dafür zu synchronisieren.

Die subjektive Zeit ist natürlich individuell und wird auch so erlebt. Was sich mit schöner Regelmäßigkeit beobachten läßt, ist, daß einem als junger ungeduldiger Mensch die sog. Zeit zu langsam vergeht. Das kehrt sich mit zunehmendem Jahren immer mehr ins Gegenteil um, weil man durch persönliches Erleben Erfahrung über Zeiträume sammelt und damit Vergleiche mit der erlebten Zeit anstellt. Die eigene Endlichkeit dringt damit mehr und mehr ins Bewußtsein und fordert, sich damit auseinanderzusetzen.

Ich versuche mir manchmal vorzustellen, wie ein Dasein ohne Zeitgefühl wäre, wie es bei manchen Urvölkern sein soll.

Für die quantenphysikalische Sicht auf die Zeit fehlt mir die letzte allgemeine und spezielle Gehirnrelativität, um diese Modelle zu durchdringen. So bleibt mir letztlich, mit immer wieder neuen Anläufen mich mit der Faszination, die von diesen Denkweisen ausgehen, zufrieden zu geben.

Und: Die Auseinandersetzung allein mit diesem Thema zeigt die Breitbandigkeit, mit der Astronomie andere Themenfelder berührt, sei es z.B. Kulturgeschichte oder Philosophie.

VG Wolfram

Hallo Walter,

Die Atomuhr im Flugzeug läuft schneller. Das wurde experimentell nachgewiesen, schon vor Jahrzehnten.

Herzliche Grüsse Robert

Diese Uhr läuft schneller/langsamer in Bezug auf die andere ... Zum Vergleich müssen immer BEIDE Uhren angegeben werden, da es keinen absoluten Zeitverlauf gibt.

Desgleichen bei Empfindungen zum Zeitablauf, ich, vermutlich Ihr auch (? ), habe verschiedene interne Uhren, die ich oder von denen ich eine ggf. mit einer äußeren vergleiche.

Und wenn ich jemanden auf der Straße treffe, erlebe ich den nur in dessen Vergangenheit aufgrund der begrenzten Lichtgeschwindigkeit.

Um mich rum ist alles schon vergangen!!!!!!

Hallo,

für mich ist die Zeit eines der größten Rätsel. Obwohl man sie mittlerweile wohl wissenschaftlich gut beschreiben kann, bleibt doch immer ein gewisser Zauber des Unerklärlichen.

Auf meinem Nachttisch steht eine Sanduhr. Sie läuft eine Stunde lang, abends beim Lesen...

salü+cs, volker

Hallo zusammen,

was mir bei solchen (zumindest für meinen bescheidenen Geist) hirnerweichenden Überlegungen und Gedankenexperimenten zur Relativität von Zeit, bzw. der Verwobenheit von Raum und Zeit immer wieder bewusst wird, das ist das Genie von Albert Einstein, der all das erkannt und in seiner allg. und speziellen Relativitätstheorie beschrieben hat.

Vor allem, wenn man bedenkt, dass praktisch all seine Vorhersagen, die bisher experimentell überprüft wurden, sich mit unfassbarer Präzision als richtig heraus gestellt haben.

Da kann ich immer wieder nur ehrfurchtvoll mein kahles Haupt neigen.

LG, Nick

Hallo zusammen,

Zitat von stardust3

Ach! Es geht ging gar nicht um Fluggeschwindigkeit, sondern 13km höher im Gravitationspotential?

Genau. Die Geschwindigkeit des Flugzeugs hat sicher auch einen Einfluss, aber nicht nur. Es gibt im Wesentlichen zwei Effekte (die teilweise gegeneinander arbeiten):

• das Gravitationspotential. Da sich das Flugzeug auf einen tieferen Gravitationspotential bewegt (also weiter weg vom Gravitationszentrum der Erde), die Gravitation also weniger wirkt, läuft die Uhr *schneller*.
• die nicht geradlinige Bewegung (Orbit) um das Massezentrum. Jede nicht geradlinige Bewegung ist eine Beschleunigung, die dafür sorgt, dass die Uhr *langsamer* läuft.

Es gibt einen Abstand vom Massezentrum, da heben sie die zwei Effekte auf. Bei der Genauigkeit von Atomuhren (<10E-12) ist dieser Effekt direkt messbar. Für hochgenaue Messungen muss z.B. die lokale Gravitationskonstante berücksichtigt werden. Und bei GNSS Satelliten der momentane Orbit. Das sind Probleme, die hat man mit einer mechanischen Uhr nicht

Herzliche Grüsse Robert