Frage zur Relativitätstheorie

  • Ich habe mal eine Frage zur Relativitätstheorie.


    Angenommen man könnte mit Lichtgeschwindigkeit reisen und möchte unsere Galaxie durchfliegen, dann würden auf der Erde zirka 100.000 Jahre vergehen. Soweit so gut. Da aber die Uhren im Raumschiff langsamer gehen, wären für die Piloten aber erst ca. 12 Jahre vergangen.


    Mit welcher Geschwindigkeit sind die Piloten, denn dann für sich geflogen. Es sind ja nur 12 Jahre für die 100.000 LJ vergangen. Sie müssten also für sich betrachtet eine ca. 8333 fache Lichtgeschwindigkeit gehabt haben.


    Für den Außenstehenden ist klar 100.000 Jahre für 100.000 Lichtjahre also Lichtgeschwindigkeit. Aber für die Piloten? Wo ist mein Denkfehler?

  • Ja ja, solche Rechnungen kapier ich auch noch nicht so ganz. Eigentlich hast du recht, aber anderer seits macht da die Relativitättheorie dir einen Strich durch die Rechnung, denn hier gibt es einen wichtigen Merksatz:



    C bleibt immer C, auch wenn´s ich nicht versteh [:D]



    Zitat von mir selber.


    Das ist das selbe wie bei folgender Frage. wie schnell ist das Licht bei einem Raumschiff das mit C fliegt und dann seine Frontscheinwerfer anmacht.



    Gruß Jürgen

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Jogi</i>
    <br />
    C bleibt immer C, auch wenn´s ich nicht versteh [:D]


    Zitat von mir selber.


    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Sehr gut, dass verstehe sogar ich. Ich habe mir schon gedacht, dass da C als Antwort kommt - aber ich dachte es könnte mir jemand (wenns geht ohne Formeln) erklären.[:(]

  • also bei hoher Geschwindigkeit komen zwei Effekte (eigetnlich ne ganz menge mehr, aber in dem beispiel sinds zwei^^) zusammen:
    Einmal die Zeitdilatation und zum anderen die Längenkontraktion. Die beiden Effekte sorgen dafür, das die geschwindigkeit dann auch im System des Reisenden c ist. Er braucht zwar, aus seiner Sicht, weniger Zeit, muss in der aber auch eine kürzere Entfernung zurücklegen.

  • O.K. ich versuche das zu verstehen.
    Liegt das an der Krümmung des Raumes – der Raum hat sich während des 12 Jahre dauernden Fluges von 100.000 LJ auf 12 LJ „verengt“?

  • hm, wie das mit der krümmung des raumes zusammenhängt, weiß ich nicht genau, aber ich denke, das ist ein anderes thema.
    Es ist eine Aussage der Relativitätstheorie (wurde schon vor Einstein postuliert), dass sich bei hohen Geschwindigkeiten die Maßstäbe ändern, ein Objekt wird kürzer. (http://de.wikipedia.org/wiki/Lorentzkontraktion).
    Im Prinzip wird alles kleiner, der Raum bleibt dabei aber meines Erachtens flach, sonst würde ja Gravitationskräfte wirken.

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: jonny</i>
    <br />hm, wie das mit der krümmung des raumes zusammenhängt, weiß ich nicht genau, aber ich denke, das ist ein anderes thema.
    Es ist eine Aussage der Relativitätstheorie (wurde schon vor Einstein postuliert), dass sich bei hohen Geschwindigkeiten die Maßstäbe ändern, ein Objekt wird kürzer. (http://de.wikipedia.org/wiki/Lorentzkontraktion).
    Im Prinzip wird alles kleiner, der Raum bleibt dabei aber meines Erachtens flach, sonst würde ja Gravitationskräfte wirken.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Laut dieser Erklärung verkürzt die Kontraktion für den Reisenden die Entfernungen, die er mit einem Raumschiff zurückgelegt hat. Er ist also für sich nur eine Entfernung von 12 LJ geflogen und hat damit die Galaxie durchquert, aber für einen Beobachter auf der Erde hat er 100 TLJ zurückgelegt und 100 TJ dafür gebraucht.


    Hab ich das so richtig verstanden?[:I]

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: hmaag</i>
    <br />Jonny,
    Wie kommst Du auf die 12 Jahre?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Stammt aus der Fernsehsendung alpha-Centauri "Kann man mit Lichtgeschwindigkeit reisen"


    http://www.br-online.de/br-alp…-2005-ID1207917973107.xml

  • Ich schaue schon lange nicht mehr Fernsehen. Wahrscheinlich wurde die Beschleunigungs- und Abbremsungszeit gerechnet, vergessen wurde der unendlich grosse Energieaufwand zum Erreichen von c.

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: hmaag</i>
    <br />Ich schaue schon lange nicht mehr Fernsehen. Wahrscheinlich wurde die Beschleunigungs- und Abbremsungszeit gerechnet, vergessen wurde der unendlich grosse Energieaufwand zum Erreichen von c.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Es kam bei der Fragestellung auch nicht sosehr auf die Zahlen an sich an, sondern nur um das Verständnis. Es ist egal ob es nun 10, 12, 15 oder 150 Jahre sind. Mir war nur nicht ganz klar, wenn man mit fast c reist und die Milchstrasse in ca. 12 J durchquert – die ja 100.000 LJ groß ist, wie das nur mit c zu schaffen ist. Wobei ich schon wusste, dass c die max. Geschwindigkeit laut Relativitätstheorie ist.


    Energieaufwand und Massezunahme sind bei der Fragestellung natürlich unberücksichtgt.

  • (==&gt;)Pegasus:
    jop, so in etwa hab ich mir das gedacht^^
    in jedem System muss c immer c bleiben und wenn du mit c reist, muss der Beobachter auf der Erde und du als relativ dazu bewegter Beobachter diese Geschwindigkeit messen. Und damit der Quotient aus Weg und Zeit gleich bleibt, muss, wenn die Zeit sich verlangsamt, der Weg schrumpfen.




    P.S.: wenn wir im rahmen des möglichen bleiben wollen fliegt das Ding eben mit 0,99999999999999...... c.


    Hoffe ich verkünde hier keinen totalen bullshit.

  • 12 Jahre ist ungefähr die Zeit die ein ständig mit 1g beschleunigendes Raumschiff benötigt um die Milchstrasse zu durchqueren:


    x=0,5*(e^t'+e^-t)-1
    t=0,5*(e^t'-e^-t)
    Gamma=x+1


    x=Entfernung (LJ) im Erdsystem
    t=Zeit (Jahre) im Erdsystem
    t'=Zeit (Jahre) im Raumschiff


    mit t&gt;&gt;1 Jahr kann man dann noch entsprechend vereinfachen.
    Durchquerung der Milchstrasse, oder sichtbares Universum oder so, ist aber unrealistisch wegen gigantischem Gamma (-&gt; Lösung evtl. Bussard-Ramjet?)


    Gruß Helmut

  • Wenn man mit c fliegt, vergeht gar keine Zeit. Ein ruhender Beobachter würde sagen, die Galaxie ist 100 000LJ groß, also braucht Licht 100 000 Jahre um die Galaxie zu durchqueren. Das Licht selber merkt das aber gar nicht. Es ist sozusagen überall gleichzeit.
    Wenn das Raumschiff mit etwas weniger als Lichtgeschwindigkeit fliegen, gehen ihre Uhren nur langsamer. Mit
    t_(Pilot)=Sqrt(1-v^2/c^2)t_(Erde)
    kann dann eine konstante Geschwindigkeit bestimmt werden mit der die Piloten fliegen müssten.
    bei t_pilot=12J und t_erde=100 000J ergibt das


    v= 0.9999993 c
    Grüße
    Tobias

  • Hallo leute,


    wenn ich mich mal dranhängen darf [;)]
    hatte heute so eine überlegung, nämlich angenommen ich fahre meinen weg (z.b. 50km) zur arbeit mit fast c und startte um 5 vor 7, (sollte um 7 ankommen) dann komme ich in jedem fall viel zu spät da ja "meine zeit" anders vergeht alls die im ruhendem bezugssystem?
    ist mir da ein denkfehler unterlaufen? wäre ja paradox wenn ich mich so schnell bewege und dann trodzdem zu spät komme [:0]


    gruss philipp

  • ich glaube das paradoxon löst sich auf, wen man sich die systeme genauer überlegt. Der Weg oder deine Arbeitsstelle sind in Ruhe. Du bewegst idch. Im (gleichförmig) bewegten System tritt die Zeitdilatation auf. Inerhalb des beschleunigten Objekts vergeht die Zeit langsamer, außerhalb nicht.
    Wenn du also ordentlich in die Pedale trittst, so brauchst du, naja länger als wen das universum nicht relativistisch wäre. Die Zeitdilatation trit nur in deinem bewegten System auf. Wenn du wider relativ zum Weg in ruhe bist, läuft die Zeit wieder synchron. Dadruc, das du zwischen zwei definierten Zeitpunkten dich bewegst, und am Anfang und Ende in Ruhe bist, bleibt die Zeitstrecke im Ruhesystem (weg)gleich.

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: pippo</i>
    <br />Hallo leute,


    wenn ich mich mal dranhängen darf [;)]
    hatte heute so eine überlegung, nämlich angenommen ich fahre meinen weg (z.b. 50km) zur arbeit mit fast c und startte um 5 vor 7, (sollte um 7 ankommen) dann komme ich in jedem fall viel zu spät da ja "meine zeit" anders vergeht alls die im ruhendem bezugssystem?
    ist mir da ein denkfehler unterlaufen? wäre ja paradox wenn ich mich so schnell bewege und dann trodzdem zu spät komme [:0]


    gruss philipp
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Auf jeden Fall wird dein Bremsweg länger als die 50km. Und für die Kosten des Treibstoff darfst du auch noch länger arbeiten [:D].

  • Hallo Thomas,
    die Längenkontraktion verzerrt die räumliche Ausdehnung in Fahrtrichtung. Die ursprünglich runde Galxienscheibe wird zu einem querliegenden Oval, wenn man sie 'schnell' durchquert (sich also schnell zur Galaxie bewegt und nicht im Verhältnis zur ihr ruht).


    Das mit dem 'c bleibt c ...' ist ja die wichtigste Grundbehauptung (Axiom) der RT. Deshalb hat man ja die ganzen relativistischen Effekte (Folgerung) und nicht umgekehrt.


    Dazu kommt die Grundannahme, dass alle Beobachter gleichberechtigt sind, egal wie schnell und wo. Der Rest ist Mathematik und nennt sich 'Transformation', damit am Ende jeder gleichviel 'Recht' hat. -&gt; Lorentztransformationen für Zeit, Länge, Masse (Ja man wird auch schwerer je schneller man ist.)


    So, das war im Grunde alles, was die spez. RT aussagt, nicht mehr. Einstein nannte das 1905 noch:
    <b>"Zur Elektrodynamik bewegter Körper"</b>.
    Aber wenn man daran denkt, dass Licht eine elektromagnetische Welle ist, die in allen Gedankenspielen von bewegten Körpern ausgestrahlt und empfangen werden (Raumfahrer sehen vor sich die Sterne etc.) ist die Originalformulierung nicht mehr so unverständlich.


    Jeder kennt das Transformieren (Umrechnen) abgewandelt übrigens aus dem Atlas. Da machen die Kartenzeichner auch aus einer Kugel eine Scheibe (Kartenblatt). Auf der Weltkarte erscheint die kürzeste Flug-Verbindung z.B. Ffm-NY dann als Bogen über Schottland & Grönland und Nord-Süd-Strecken erscheinen kürzer als Ost-West-Entfernungen. Auch hier muss man eine mathematische Transformation (hier Projektion genannt) vornehmen. Seefahrer brauchen hier winkeltreue Projektionen (Ruderkurs als Linie, denn das Wo ist wichtiger als Wann), Landbewohner eher streckentreue Karten (um den Zeitbedarf kalkulieren zu können; die Richtung zu finden, ist mit Straßen/Landmarken kein Problem). Wer hat jetzt die richtige Karte?


    Gruß

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