Frage zur Gravitation

@Hantierer

Hantierer schrieb:Dann können wir anfangen und es aufbauen. Die Messstrecke müsste auf einer Schiene oder auf einem fahrbaren Untersatz montiert werden. Vielleicht bietet sich da ein Bergwerksschacht an. Gut wäre natürlich im Vakuum, muss aber nicht sein.

Warum so umständlich mit der Meßstrecke.
Nimm doch unsere Erdkugel.
Die bewegt sich mit über 300 km/s relativ zur kosmische Hintergrundstrahlung (CBR).
Was spricht dagegen?
;)

nocheinPoet schrieb:Licht bewegt sich in jedem Inertialsystem mit c!

Ganz genau und das tut es auch noch, wenn sich das Inertialsystem bewegt. Ansonsten, die Wette steht, muss man nur finanzieren oder mal jemanden fragen der wirklich Ahnung hat. :)

delta.m schrieb:Was spricht dagegen?
;)

Nix, das geht auch, fast so ähnlich wie das Michelson Morlay Experiment, nur mit Detektoren an Stelle der Spiegel.

@Hantierer

Hantierer schrieb:Nix, das geht auch, fast so ähnlich wie das Michelson Morlay Experiment, nur mit Detektoren an Stelle der Spiegel.

Ok, dann hätten wir schon mal 0,1 % der LG
bzw.
1 msec Laufzeitunterschied (+ 1 msec in Gegenrichtung)

Das ließe sich also locker messen; da braucht es keine großartige Ausrüstung.


Aber vergess vor allem nicht die Kiste Bier zu besorgen :D

Hantierer schrieb:Kein Problem. Wir brauchen eine entsprechende Messstrecke mit Detektoren und Lichtquelle und eine Uhr mit möglichst hoher Taktung, also sehr genau - da dürfte eine einfache Atomuhr genügen, vielleicht reicht auch schon eine digital-clock aus einem integriertem Schaltkreis. Aus der Taktung der Uhr kann man ableiten, wie lang die Messstrecke werden muss und wie schnell sie sich bewegen muss, um einen Laufzeitunterschied festzustellen. Dann können wir anfangen und es aufbauen. Die Messstrecke müsste auf einer Schiene oder auf einem fahrbaren Untersatz montiert werden. Vielleicht bietet sich da ein Bergwerksschacht an. Gut wäre natürlich im Vakuum, muss aber nicht sein.

Die Lichtquelle kann eine einfache LED sein, die mit Wechselstrom betrieben wird, die Frequenz des Wechselstromes bestimmt die Pulsfrequenz der LED. Die Detektoren kann man aus photoaktiven Transistoren auch recht billig basteln.

Das ist kein Beweis, sondern ein Experiment. Ich möchte, dass du uns die Aussage

Hantierer schrieb:Nope. Der erste Fall ist zwar schön gezeichnet, ist aber nicht richtig, wenn sich die Rakete dabei in Richtung des Lichtes bewegen soll. Denn dann würde das Licht sich mir der Rakete mitbewegen, so wie eine Schallwelle in der Rakete, aber so was tut das Licht nicht. Fall eins verstößt also gegen: 'c ist in allen Inertialsystemen konstant' - ein ruhender Beobachter würde zu dem Schluss kommen, dass das Licht in der Rakete schneller ist, als das Licht außerhalb.

formal beweist.

Hantierer schrieb:Ganz genau und das tut es auch noch, wenn sich das Inertialsystem bewegt.

Ein Bezugssystem bewegt sich nicht, alles andere bewegt sich zu diesem Bezugssystem. DAS ist der gedankliche Fehler dem du hier aufsitzt. Siehe mein Beispiel mit dem Zugfenster und dem Zug auf dem Nachbargleis. @Hantierer

@Hantierer

Hantierer schrieb:Ganz genau und das tut es auch noch, wenn sich das Inertialsystem bewegt. Ansonsten, die Wette steht, muss man nur finanzieren oder mal jemanden fragen der wirklich Ahnung hat. :)

Zu was bewegt?

Ob es sich bewegt, oder nicht ist nicht absolut, Deine Rakete kann sich gegenüber der Sonne bewegen, und gegenüber einer anderen ruhen.

Es gilt das Relativitätsprinzip, es gibt kein Inertialsystem welches sich absolut bewegt.


Noch mal, Deine Rakete "ist" Dein Inertialsystem, oder es repräsentiert eben dieses.


Du glaubst der Raum außerhalb der Rakete wäre so etwas wie Wasser und die Rakete kann sich im Raum gegenüber diesem mit einer Geschwindigkeit bewegen. Wie ein Boot gegenüber dem Wasser. Und dann glaubst Du weiter, nur in diesem Raum bewegt sich das Licht mit c und wenn Du Dich nun mit Deiner Rakete im Raum "bewegst" würdest Du das dann messen können.


Diese Vorstellung ist falsch.

In Deiner Rakete bewegt sich Licht immer mit c. Egal was draußen ist. Der Raum ist auch nicht wie Wasser, Deine Rakete ist immer nur relativ bewegt oder sie ruht. Beides geht immer.

Sie kann sich zu etwas bewegen und auch gleichzeitig gegenüber etwas anderem ruhen.

Du kannst gar nicht sagen, die Rakete ist wirklich bewegt, oder sie ruht wirklich.

Beides ist immer wirklich und wahr.


Ist auch schon bei Newton so, und wenn Du nun durch die Welt rennst und glaubst echt, Du hast da was enteckt, lass Dir gesagt sein, jeder der Ahnung von Physik hat wird Dir sagen, es geht nicht und wohl etwas schmunzeln.

nocheinPoet schrieb:In Deiner Rakete bewegt sich Licht immer mit c. Egal was draußen ist.

In Bezug zu was?

nocheinPoet schrieb:Es gilt das Relativitätsprinzip, es gibt kein Inertialsystem welches sich absolut bewegt.

Hantierer schrieb:Es sind zwei verschiedene Paar Schuhe.

Mit Mathematik beschreibt man Physik. Die Physiker nutzen die Mathematik als Sprache.

Hantierer schrieb:In Bezug zu was?

Zu jedem einzelnen Inertialsystem, dass du setzen kannst. Das ist doch der Witz an der Sache, den du immer noch nicht kapiert hast.

Ein Trauerspiel mit dir....

@Hantierer

In Bezug zu Dir und der Rakete. Was ist daran nun so schwer zu begreifen?

Lese und lerne was genau ein Inertialsystem ist, auch schon klassisch. Dein Tacho ist ein Scherz, die Natur ist eben einen ganz anderen Weg gegangen.

Izaya schrieb:Die Physiker nutzen die Mathematik als Sprache.

Ich spreche am liebsten deutsch, englisch geht auch grad so und Mathematik nur gebrochen. Mathematik ist nur ein hilsmittel für theoretische Physik. Man benutzt sie vor allem für die Technik.

Izaya schrieb:Zu jedem einzelnen Inertialsystem, dass du setzen kannst.

nocheinPoet schrieb:In Bezug zu Dir und der Rakete. Was ist daran nun so schwer zu begreifen?

Dann löst bitte euren Konflikt untereinander. @Izaya sagt das Richtige, versteht nur nicht, was daraus folgt.

Hantierer schrieb: Mathematik ist nur ein hilsmittel für theoretische Physik. Man benutzt sie vor allem für die Technik.

Das theoretische Physik und Technik nicht das selbe sind, ist dir klar? Les dir den Satz mal durch.

Hantierer schrieb:Dann löst bitte euren Konflikt untereinander

Wenn es einen Konflikt gäbe, hätte er mich geaddet.

Da du mir einen Wiki-Artikel vorgesetzt hast, hier einer für dich. Wobei ich bezweifle,dass du ihn lesen wirst, wenn man überlegt, wie viel von deinem Blödsinn man mit dem ersten Satz eines Wiki-Artikels widerlegen kann:

Ein Bezugssystem in der Physik heißt Inertialsystem (von lateinisch inertia für „Trägheit“), wenn jeder kräftefreie Körper relativ zu diesem Bezugssystem in Ruhe verharrt oder sich gleichförmig (unbeschleunigt) und geradlinig bewegt. Kräftefrei bedeutet, dass der Körper keine Kräfte von anderen Objekten erfährt oder diese sich insgesamt aufheben, sodass die resultierende Kraft null ist.

Falls sich ein Körper, obwohl er in diesem Sinn kräftefrei ist, relativ zu einem bestimmten Bezugsystem beschleunigt oder krummlinig bewegt, so werden die auftretenden Beschleunigungen auf Trägheitskräfte zurückgeführt. Diese rühren daher, dass das Bezugssystem gegenüber einem Inertialsystem in Rotation oder anderweitig beschleunigter Bewegung ist. Trägheitskräfte gehen nicht von anderen Körpern aus und werden bei der Beurteilung der Kräftefreiheit nicht mitgezählt. In einem Inertialsystem gibt es keine Trägheitskräfte.

Zum Beispiel ist wegen der Erdrotation die Erdoberfläche kein Inertialsystem. Die dadurch verursachten Trägheitskräfte sind aber meist nicht zu bemerken, weshalb ein mit der Erdoberfläche verbundenes Bezugssystem praktisch in sehr guter Näherung ein Inertialsystem ist. In einem Inertialsystem dreht sich der Fixstern­himmel nicht. Die beste zurzeit bekannte Realisierung eines Inertialsystems ist der in der Astronomie definierte Inertialraum.

In den modernen Werken zur theoretischen Mechanik wird das Inertialsystem oft allein mithilfe des Trägheitssatzes definiert, der das erste der drei Newtonschen Axiome wiedergibt.[1][2] Für eine vollständige Definition sind aber alle drei Newtonschen Axiome erforderlich:[3] Das erste nennt die geradlinig-gleichförmige Bewegung von kräftefreien Körpern als wesentliche Eigenschaft eines Inertialsystems. Das zweite definiert allgemein die Kräfte durch die von ihnen verursachten Beschleunigungen. Das dritte schließlich verlangt, dass es zu jeder Kraft eine Gegenkraft geben muss, sodass hier ausschließlich Kräfte gemeint sind, die auf Wechselwirkungen zwischen Körpern zurückgehen, was auf Trägheitskräfte gerade nicht zutrifft.

Der Begriff „Inertialsystem“ wurde erstmals 1885 von Ludwig Lange herausgearbeitet, der (nach Ernst Mach) den dabei benötigten Begriff des kräftefreien Körpers so präzisierte: Der kräftefreie Körper kann als von anderer Materie „unendlich“ weit entfernt gedacht werden. Gleichbedeutend sei (nach James Maxwell), den Trägheitssatz negativ auszudrücken: Immer, wenn ein in einem Inertialsystem beobachteter Körper sich nicht geradlinig-gleichförmig bewegt, ist das von Kräften verursacht, die von anderen Körpern ausgehen.[4](S. 271)



Derselbe physikalische Vorgang wird von verschiedenen Beobachtern im Allgemeinen unterschiedlich beschrieben. Ein Beispiel: Für einen Beobachter auf der Erde dreht sich die Sonne um die Erde und die Planeten bewegen sich auf manchmal schleifenförmigen Bahnen, während ein Beobachter auf der Sonne sieht, dass sich die Erde wie die Planeten um die Sonne bewegt. Die Bewegung lässt sich daher nur relativ zu einem Bezugssystem, also zum Standpunkt eines Beobachters, beschreiben. Wenn die Bewegungen verschieden erscheinen, würden Beobachter, die den Einfluss der Wahl des Bezugssystem nicht berücksichtigen, denselben Vorgang durch verschiedene physikalische Ursachen zu erklären haben.

Das trifft insbesondere für Bewegungen von Körpern zu, die nicht geradlinig-gleichförmig ablaufen. Inertialsysteme sind die Bezugssysteme, in denen jede Abweichung von der geradlinig-gleichförmigen Bewegung eines Körpers auf den Einfluss einer Kraft zurückgeführt werden kann, die von einem anderen Körper ausgeht. In ihnen gilt also das Trägheitsprinzip. Verschiedene Inertialsysteme können sich durch eine geradlinig-gleichförmige Translationsbewegung unterscheiden. Jede Rotation oder andere Beschleunigung des Bezugssystems führt dazu, dass kräftefreie Körper sich nicht immer geradlinig-gleichförmig bewegen. Dies wird durch das Einwirken von Trägheitskräften beschrieben, die nicht von anderen Körpern erzeugt werden, sondern für den betreffenden Beobachter nur durch die Beschleunigung seines Bezugssystems. Da in einem Inertialsystem keine Trägheitskraft auftritt, können hier im Prinzip die Bewegungsgleichungen der Mechanik die einfachste Form haben. Dennoch ist es in vielen Bereichen vorteilhaft, die Vorgänge in einem beschleunigten Bezugssystem zu betrachten, wenn dieses aus praktischen Gründen günstiger ist (z. B. in den Geowissenschaften).

Eine Unbestimmtheit ergibt sich daraus, dass die Trägheitskraft, die durch eine konstante geradlinige Beschleunigung hervorgerufen wird, sich in nichts von einer Gravitationskraft in einem konstanten, homogenen Schwerefeld mit entsprechend gewählter Stärke unterscheidet (Äquivalenzprinzip). Daher kann man auch ein konstant und geradlinig beschleunigtes Bezugssystem als ein Inertialsystem ansehen, in dem nur eine veränderte Gravitation herrscht. Wenn das Gravitationsfeld homogen ist und die Beschleunigung des Bezugssystems gerade dem freien Fall entspricht, ist die Gravitation durch die Trägheitskraft sogar exakt kompensiert. Der Zustand der Schwerelosigkeit in Raumstationen ist hierfür eine lokale Annäherung, insoweit das Gravitationsfeld der Erde als homogen angesehen werden kann. (Ein exakt homogenes Gravitationsfeld gibt es nicht.) In diesem Sinne kann man auch Bezugssysteme, die gegeneinander beschleunigt sind, Inertialsysteme nennen. Noch weiter gehend ist der Grundgedanke der Allgemeinen Relativitätstheorie: Nur Bezugssysteme, die sich im freien Fall befinden, sind Inertialsysteme, und das ganze Phänomen der Gravitation erklärt sich durch die Trägheitskraft, die man in einem dagegen beschleunigten Bezugssystem beobachtet.
Newtonsche Mechanik

Am einfachsten kann man sich ein Inertialsystem als ein Bezugssystem an einem weit entfernten Ort im Weltall in völliger Schwerelosigkeit vorstellen, also fernab von größeren Massen, die durch ihre Gravitation die Bewegung von Körpern stören könnten. Die räumlichen Koordinaten können dann relativ zu einem beliebigen kräftefreien Bezugskörper angegeben werden, der als „ruhend“ betrachtet wird. Was genau als „Ruhe“ zu verstehen ist, ist in einem solchen System vollkommen willkürlich. Das besagt das galileische Relativitätsprinzip. Ein zweiter Körper, der sich in diesem Bezugssystem gleichförmig und geradlinig bewegt, ist ebenfalls kräftefrei. Er könnte also selbst Bezugspunkt für ein zweites Inertialsystem sein. In anderen Worten: Jedes Bezugssystem, das sich relativ zu einem Inertialsystem gleichförmig und geradlinig bewegt, ist ebenfalls ein Inertialsystem. Daher gibt es in der Newtonschen Mechanik unendlich viele Inertialsysteme. Die räumlichen und zeitlichen Koordinaten zweier Inertialsysteme hängen über eine Galilei-Transformation zusammen.

Umgekehrt gilt, dass jedes Bezugssystem, das sich relativ zu einem Inertialsystem beschleunigt bewegt, selbst kein Inertialsystem ist. In einem solchen beschleunigten Bezugssystem lässt sich der Trägheitssatz nicht ohne Weiteres anwenden. Um die beschleunigten oder krummlinigen Bewegungen von Körpern in beschleunigten Bezugssystemen korrekt begründen zu können, bedarf es der Annahme von sogenannten Trägheitskräften, für die sich keine reale Ursache finden und keine Reactio angeben lässt.

Galilei-Transformationen bilden bzgl. der Hintereinanderausführung eine Gruppe. Zu ihr gehören die einfachen zeitlichen oder räumlichen Verschiebungen. Da ein Inertialsystem bei einer räumlichen oder zeitlichen Verschiebung in ein Inertialsystem übergeht, zeichnen Inertialsysteme keinen Ort und keinen Zeitpunkt aus. Der Raum und die Zeit sind homogen.

Zur Galilei-Gruppe gehört auch die endliche Drehung, die die Bezugsrichtungen (vorn, links, oben) des einen Systems auf die zeitlich unveränderlichen Richtungen des anderen Systems abbildet. Da ein Inertialsystem bei einer Drehung in ein Inertialsystem übergeht, zeichnen Inertialsysteme keine Richtung aus. Der Raum ist isotrop.

Ein Inertialsystem lässt sich daher definieren als ein Bezugssystem, bezüglich dessen der Raum homogen und isotrop, und die Zeit homogen ist.[5]

Zur Galilei-Gruppe gehört schließlich die Transformation

t ′ = t {\displaystyle t^{\prime }=t} {\displaystyle t^{\prime }=t}
x ′ = x − v t , {\displaystyle \mathbf {x} ^{\prime }=\mathbf {x} -\mathbf {v} \,t,} {\displaystyle \mathbf {x} ^{\prime }=\mathbf {x} -\mathbf {v} \,t,}

durch die ein Koordinatensystem mit gleichbleibender Geschwindigkeit v {\displaystyle \mathbf {v} } \mathbf v gegen ein anderes bewegt wird.

Da die Gesetze der newtonschen Mechanik in allen Inertialsystemen in gleicher Form gelten, gibt es kein bevorzugtes Bezugssystem und keine Möglichkeit, eine Geschwindigkeit absolut zu messen. Dies ist das Relativitätsprinzip der newtonschen Mechanik.
Spezielle Relativitätstheorie

Statt der Galilei-Transformation zwischen Inertialsystemen der Newtonschen Physik vermitteln in der relativistischen Physik Lorentz-Transformationen und raum-zeitliche Verschiebungen, wie die Koordinaten zusammenhängen, mit denen gleichförmig bewegte Beobachter bezeichnen, wann und wo Ereignisse stattfinden. Zusammen mit den räumlichen und zeitlichen Verschiebungen bilden Lorentztransformationen die Poincaré-Gruppe.

Nach folgendem idealisierten Verfahren ordnet ein gleichförmig bewegter Beobachter wie beim Radar jedem Ereignis seine inertialen Koordinaten zu: Er sendet einen Lichtstrahl zum Ereignis und misst mit seiner Uhr die Startzeit t − {\displaystyle t_{-}} t_{-} und die Zeit t + {\displaystyle t_{+}} t_{+}, zu der der beim Ereignis reflektierte Lichtstrahl wieder bei ihm eintrifft. Als Zeit, zu der das Ereignis stattgefunden hat, verwendet er den Mittelwert

t = 1 2 ( t + + t − ) , {\displaystyle t={\frac {1}{2}}{\bigl (}t_{+}+t_{-}{\bigr )},} {\displaystyle t={\frac {1}{2}}{\bigl (}t_{+}+t_{-}{\bigr )},}

als Entfernung die Hälfte der Laufzeit des hin und her laufenden Lichtes mal der Lichtgeschwindigkeit c {\displaystyle c} c:

r = c 2 ( t + − t − ) {\displaystyle r={\frac {c}{2}}{\bigl (}t_{+}-t_{-}{\bigr )}} {\displaystyle r={\frac {c}{2}}{\bigl (}t_{+}-t_{-}{\bigr )}}

Darüber hinaus bestimmt er Winkel θ {\displaystyle \theta } \theta und φ {\displaystyle \varphi } \varphi zwischen Bezugsrichtungen, die er gewählt hat, und dem auslaufenden Lichtstrahl. Damit ordnet er dem Ereignis folgende Koordinaten zu:

x = ( t r sin ⁡ θ cos ⁡ φ r sin ⁡ θ sin ⁡ φ r cos ⁡ θ ) {\displaystyle x={\begin{pmatrix}t\\r\,\sin \theta \cos \varphi \\r\,\sin \theta \sin \varphi \\r\,\cos \theta \end{pmatrix}}} {\displaystyle x={\begin{pmatrix}t\\r\,\sin \theta \cos \varphi \\r\,\sin \theta \sin \varphi \\r\,\cos \theta \end{pmatrix}}}

Der reflektierte Lichtstrahl kommt nur dann für jedes Ereignis aus der Richtung des auslaufenden Lichtstrahls zurück, wenn sich der Beobachter nicht dreht. Auf diese Art kann der Beobachter unterscheiden, ob er sich dreht oder ob er von anderen Objekten umkreist wird.
Allgemeine Relativitätstheorie
Die allgemeine Relativitätstheorie ist so formuliert, dass ihre Gleichungen in jedem Koordinatensystem gelten. Die Weltlinien frei fallender Teilchen sind die Geraden (genauer Geodäten) der gekrümmten Raumzeit. Gravitation zeigt sich im freien Fall an der Gezeitenwirkung, dass benachbarte Geodäten aufeinander zu oder voneinander weg streben und sich wiederholt schneiden können. Umkreisen beispielsweise zwei Raumstationen mit gleichem konstanten Abstand in verschiedenen Ebenen die Erde, so schneiden sich ihre Bahnkurven dort, wo sich die Bahnebenen schneiden, danach nimmt ihr Abstand zu, bis sie einen Viertelkreis durchlaufen haben, dann wieder ab, bis sich ihre Bahn nach einem Halbkreis wieder kreuzt. Diese Auswirkung ungleichmäßiger Gravitation (sie wirkt an verschiedenen Orten in verschiedene Richtung oder mit verschiedener Stärke) heißt Gezeitenwirkung. Sie nimmt bei kleinen Abständen mit dem Abstand zu. Kann man die Gezeitenwirkung vernachlässigen, so gilt im freien Fall die spezielle Relativitätstheorie.

Wikipedia: Inertialsystem

Svheint mir hier pluss2 zu sein wie er sich verhält. Das Zugfensterbeispiel ist zu offensichtlich, da kann er nichts mehr drauf antworten, genau wie pluss im Längenkontraktionsthread. :)

@Izaya
@nocheinPoet
Ja, stimmt, mein Fehler, ihr habt keinen Konflikt - weil ihr beide den selben Fehler immer wieder macht! Das Inertialsystem, in dem das Licht beschrieben werden muss ist IMMER in Ruhe. Das Licht kann sich nicht mit einem Inertialsystem mit bewegen und nur darum kann man c überhaupt als konstant angeben.

Wenn man c auf einen bewegten Körper bezieht dann muss man die Geschwindigkeit des Körpers, die Bewegungsrichtung und die Ausbreitungsrichtung des Lichtes beachten, um korrekte Aussagen zu machen.

c braucht keinen Bezug bzw. ist der Bezug und ist eine absolute Geschwindigkeit. Also kann man auch in Bezug zu c eine absolute Geschwindigkeit angeben ohne einen weiteren Bezugspunkt oder ein Inertialsystem zu definieren. Und genau das nutze ich mit dem Tacho aus, eigentlich ist es ein Bewegograph. :)

@McMurdo
Das Zugfenster Beispiel sagt darüber gar nichts aus. Das sind zwei bewegliche Inertialsysteme.

Was passiert wenn ein im Zug fahrender Beobachter und ein Beobachter auf dem Bahnsteig, wenn sie auf gleicher Höhe sind eine Lampe an machen? Das Licht wird sich von beiden Lampen aus gleichmäßig und parallel ausbreiten und auf gleicher Höhe bleiben, ohne vom fahrenden Zug beeinflusst zu werden. Nur der Beobachter im Zug nimmt es anders wahr und zwar in Fahrtrichtung langsamer und entgegen der Fahrtrichtung schneller.

@Chemik

Chemik schrieb:formal beweist.

Das versuche ich mittlerweile seit Wochen, aber ihr versteht es ja nicht. Da hilft also nur ein Experiment.

@delta.m
Wenn wir richtig gut sind, können wir die Geschwindigkeit der Erde, die Erdrotation und sogar die Geschwindigkeit des Sonnensystems und dessen Flugrichtung in Bezug zur Ekliptik bestimmen.

Handwaagen für die Kiste Bier steht bereit, obwohl ich die Kiste lieber erst hinterher holen würde, das geht sonst nicht gut, so wie ich mich kenne. :)

Hantierer schrieb:Nur der Beobachter im Zug nimmt es anders wahr und zwar in Fahrtrichtung langsamer und entgegen der Fahrtrichtung schneller.

Herzlichen Glückwunsch, nach 39 Seiten ist Dein Erkenntnisgewinn immer noch 0. Das ist Resistenz. Hut ab.

@CptTrips
Hat nur den Haken, dass es Einstein ganz ähnlich ausgedrückt hat, um das Problem der Gleichzeitigkeit zu beschreiben.

Außerdem habe ich hier genug Erkenntnisse gesammelt, nur halt nicht darüber, das war mir vorher schon klar. :)

@delta.m
Ach so, wir haben noch ein Problem. Ich wäre sehr dafür an jedem Messpunkt und an der Lichtquelle eine extra Uhr aufzustellen, die gut synchronisiert sein müssen. Wenn wir Kabel legen oder Funk benutzen, könnte es sein, dass das Signal auf dem Rückweg wieder verschoben wird und sich der Effekt ausgleicht. Wir können auch beides machen, um das genauer zu untersuchen. Da können wir dann auch Aussagen darüber treffen, wie sich Strom in bewegten Leitern verhält. Und mit halb-durchlässigen Spiegeln, könnte man einen direkten Vergleich zum Michelson-Morlay-Aufbau machen.

Man müsste am besten auch den Messzeitraum in jede Uhr einzeln programmieren, weil sämtliche Steuersignale eben auch diesem Effekt unterliegen, das Start-Stopp-Signal kommt auch zu unterschiedlichen Zeiten an.

Da wäre es sicher sinnvoll integrierte Schaltkreise für die Uhren zu nehmen und dann könnte man gleich noch einen Zähler einbauen, der die Lichtpulse zählt, da hätte man zusätzlich nochmal einen Referenzwert.

Ich gehe zwar nicht davon aus, dass richtige Physiker mir widersprechen würden, aber falls das tatsächlich noch so unverstanden ist, wie das manche user hier zum Ausdruck bringen, dann ist so ein Experiment dringend anzuraten. Und dann müsste man auch fachmännische Unterstützung finden. Da lässt sich sicher, der ein oder andere Prof. einer Uni für begeistern. Immerhin hätte man dann einen Bewegograph, der seine relative Bewegung zur Raumzeit aus sich selbst heraus bestimmen kann.

@Hantierer

Hantierer schrieb:Ja, stimmt, mein Fehler, ihr habt keinen Konflikt - weil ihr beide den selben Fehler immer wieder macht!

Ich spreche mal für mich und was Du gleich behauptest ist falsch, ich mache keinen Fehler, Du verstehst weiter die Grundlagen nicht.

Hantierer schrieb:Das Inertialsystem, in dem das Licht beschrieben werden muss ist IMMER in Ruhe.

Unfug, es gibt da kein besonderes Inertialsystem in dem Licht beschrieben werden muss. Lerne den Begriff, jedes Inertialsystem ist gleichwertig und in jedem kann das Licht beschrieben werden und in jedem bewegt es sich immer mit c.

Auch ist jedes Inertialsystem immer in Ruhe wie es ebenso auch immer bewegt ist.

Noch immer hast Du den Begriff nicht verstanden.

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Hantierer schrieb:Das Licht kann sich nicht mit einem Inertialsystem mit bewegen und nur darum kann man c überhaupt als konstant angeben.

Was soll man nun machen? Es ist zwar falsch, aber Du scheinst dazu ein Bild zu haben, in dem Sinne bewegt sich Licht immer mit jeden Inertialsystem mit und darum hast es eben immer und überall konstant c.

Stelle es Dir wie den Schall um Zug vor, der auch "mitgenommen" wird, weil die Luft - sein Medium - eben mit dem Zug bewegt wird. So "ruht" dann eben das fiktive Medium für Licht, welche es nicht gibt, eben immer in jedem Inertialsystem.

Ganz deutlich, Du misst in Deiner Rakete immer c, für jede Lampe die Du darin hast.

Nun fliegt Alice an Deiner Rakete vorbei, ihr seid beide zueinander bewegt. Es lässt sich aber nicht festlegen, wer nun "wirklich" absolut bewegt ist und wer ruht. So ähnlich wie wenn Du am Bahnhof um Zug sitzt und nicht weißt, fährt Dein Zug oder der Zug neben Dir.

Auch Alice wird jedes Licht Deiner Lampen nun bewegt sehen, immer mit c.

Ja, es klingt so erstmal seltsam, aber ein Photon, ein Lichtteilchen bewegt sich in Deiner Rakete mit c und auch in der Rakete von Alice die sich Dir gegenüber bewegt.

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Klassisch geht so etwas nicht. Angenommen die Rakete von Alice fliegt mit 0,5 c auf Dich zu und das Photon in Deiner Rakete mit c, so glaubst Du, Alice muss Dein Photon dann mit 1,5 c beobachten. Denn es selber hat ja schon c und Alice fliegt dem ja mit 0,5 c entgegen.

Also 1 c + 0,5 c = 1,5 c.

So denkst Du Dir das und so ist es eben falsch, das ist klassische Physik nach Newton, Licht verhält sich anders, echt seltsam, die Physiker haben auch etwas schlucken müssen.

Fakt ist, Du kannst auf eine Lichtquelle zu rennen, das Licht kommt mit c auf Dich zu. Du kannst vor einer Lichtquelle weg rennen, auch mit 0,999999 c und dennoch kommt das Licht von hinten weiter mit genau c und fliegt auch mit c an Dir vorbei.

Stelle Dir ein Auto vor, dass immer genau 100 km/h fährt wenn Du es misst oder wer anderes. Du kannst auf das Auto zufahren, auch mit 90 km/h, Du misst das Auto kommt Dir dennoch genau mit 100 km/h entgegen. Du kannst auch davor wegfahren, es verfolgt Dich dennoch immer mit 100 km/h.

Es ist sogar noch seltsamer, Du fährst mit Deinem Auto 90 km/h und setzt einen Beifahrer auf einem Skateboard aus. Der rollt mit 90 km/h nun neben Dir her. Das Licht rauscht mit 100 km/h an Euch vorbei, ja mit 100 km/h in Bezug zu Euch, nicht zur Straße. Es ist nicht nur 10 km/h schneller als ihr, es ist immer 100 km/h schneller.

So, Du kannst nun Gas geben und beschleunigst Dein Auto bis Du Dich mit 90 km/h vom Skateboarder entfernst.

Und nein, auch wenn Du Dich nun mit 90 km/h von dem entfernst und Du wirklich 90 km/h schneller geworden bist, hast Du gegenüber der Straße keine 180 km/h.

Eben weil man nicht mehr v₁ + v₂ rechnen kann, 90 km/h + 90 km/h sind zwar 180 km/h, aber so kann man eben nicht mehr rechnen.

Du hast gegenüber der Straße eine Geschwindigkeit von 99,448 km/h. :D

Gerechnet wird es so v = (v₁ + v₂) / (1 + v₁ · v₂) = 99,448 km/h

Man muss aber v /100 km/h einsetzten, also 0,9 ...

So, dennoch entfernst Du Dich mit 90 km/h vom Skater und der fährt mit 90 km/h über die Straße.

Nun kannst Du noch einen weiteren Skater rauswerfen. Und noch mal um 90 km/h beschleunigen. Du entfernst Dich nun vom letzten Skater wieder auch mit 90 km/h und der sich mit 90 km/h von dem davor und der erste fährt weiter mit 90 km/h über die Straße.

Du wirst zwar um 90 km/h gegenüber den letzten Skater schneller, aber über die Straße fährst Du nun mit 99,7 km/h.

Und wenn da nun ein Lichtstrahl von hinten kommt, werden alle von diesem mit 100 km/h überholt. Ja ein Photon von hinten ist immer 100 km/h schneller als jeder Skater und Du auf der Straße.

Achtung, ich habe hier die Geschwindigkeit des Lichtes im Beispiel mal auf 100 km/h gesetzt, richtig wären da dann eben 1 c.

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So ist es mit der Lichtgeschwindigkeit, Du kannst immer weiter um 90 km/h beschleunigen und wirst auch echt 90 km/h gegenüber jemanden haben, den Du vorab ausgesetzt hast. Dennoch wird keiner von Euch in der Kette jemals eine Geschwindigkeit von 100 km/h gegenüber der Straße oder einen anderen Skater in der Kette haben. Addiert man die Geschwindigkeiten der Kette, muss man es relativistisch machen, jeder Skater sitzt somit ruhend in seinem eigenen Inertialsystem. Jeder kann zu recht sagen, er ruht und alles andere ist bewegt.

Und ein einziges Photon wird sich von hinten immer zu jedem in der Kette mit genau c bewegen, im Beispiel dann eben 100 km/h.

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Hantierer schrieb:Wenn man c auf einen bewegten Körper bezieht dann muss man die Geschwindigkeit des Körpers, die Bewegungsrichtung und die Ausbreitungsrichtung des Lichtes beachten, um korrekte Aussagen zu machen.

Der Körper hat wie jeder Körper keine feste Geschwindigkeit. Wie soll er die denn haben? In seinem Inertialsystem ruht er, da ist seine Geschwindigkeit v = 0. Und in einem anderen Inertialsystem hat er eben v = 0,3 c und in einem wieder anderen v = 0,8 c.

Es gibt keine absolute Geschwindigkeit gegenüber dem Raum, welche ein Körper haben kann. Es gibt nicht so etwas wie eine "Eigengeschwindigkeit" im Raum.

Hantierer schrieb:... c braucht keinen Bezug bzw. ist der Bezug und ist eine absolute Geschwindigkeit. Also kann man auch in Bezug zu c eine absolute Geschwindigkeit angeben ohne einen weiteren Bezugspunkt oder ein Inertialsystem zu definieren. Und genau das nutze ich mit dem Tacho aus, eigentlich ist es ein Bewegograph. :)

Nein es geht nicht, habe ich oben nun echt noch mal genau erklärt, Licht verhält sich nicht wie ein Luftballon in der Luft. Dein Tacho geht nicht, man Du tust mir echt wo leid, Du weißt wirklich so wenig von Physik, dass Du nicht mal erkennen kannst, wie viel mehr man wissen kann, wie viel mehr andere davon wissen, was Du eben alles nicht weißt, weißt Du ja nicht. Und darum kannst Du auch nicht erkennen, wie falsch Dein Tacho ist.

Stelle Dir vor, die klügsten Mathematiker diskutieren ein ganz großes Problem und Du reißt die Türe auf und rufst, Leute ich bin genial, habt ihr denn noch nie mal gerechnet 1 + 2 = 5? Ist das nicht toll, ich gründe gleich mal was um Geld zu sammeln. :D

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Hantierer schrieb:Was passiert wenn ein im Zug fahrender Beobachter und ein Beobachter auf dem Bahnsteig, wenn sie auf gleicher Höhe sind eine Lampe an machen? Das Licht wird sich von beiden Lampen aus gleichmäßig und parallel ausbreiten und auf gleicher Höhe bleiben, ohne vom fahrenden Zug beeinflusst zu werden.

Ja, es bleibt auf gleicher Höhe und Du misst im Zug das Licht beider Lampen mit c. Egal wie schnell der Zug auf fährt.

Und der Schaffner misst das Licht seiner Lampe mit c und auch das Licht von Dir im Zug mit c.

Das Licht beider Lampen wird sich in beiden Systemen für jeden Beobachter immer mit c bewegen, egal wie schnell die Systeme auch zueinander bewegt sich. Wenn Du mit dem Zug nun mit 0,9 c durch den Bahnhof fährst und ihr macht beide die Lampe an, dann wird der Schaffner das Licht der eigenen Lampe mit c messen und auch das Licht von Deiner Lampe genauso schnell nur mit c.

Und Du wirst Dein Licht mit c messen und auch das Licht des Schaffners am Bahnsteig mit c.

Klingt seltsam, ist aber so.

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Hantierer schrieb:Nur der Beobachter im Zug nimmt es anders wahr und zwar in Fahrtrichtung langsamer und entgegen der Fahrtrichtung schneller.

Nein, es gibt kein "anders", jeder Beobachter nimmt es richtig wahr, eben wie es ist, und ganz sicher nicht in eine Richtung langsamer und in eine andere schneller. Jede misst das Licht, egal von wem immer mit c.

Hantierer schrieb:Wenn wir richtig gut sind, können wir die Geschwindigkeit der Erde, die Erdrotation und sogar die Geschwindigkeit des Sonnensystems und dessen Flugrichtung in Bezug zur Ekliptik bestimmen.

Rotationsgeschwindigkeiten sind etwas anderes, gibt dazu auch das Sagnac-Experiment und technisch eben den Laserkreisel:

Wikipedia: Laserkreisel


Also, das was geht wurde schon erfunden und was Du willst geht nicht.

nocheinPoet schrieb:Stelle es Dir wie den Schall um Zug vor, der auch "mitgenommen" wird, weil die Luft - sein Medium - eben mit dem Zug bewegt wird. So "ruht" dann eben das fiktive Medium für Licht, welche es nicht gibt, eben immer in jedem Inertialsystem.

Das ist so was von grandios falsch. Das ist schon fast einen Preis wert!

nocheinPoet schrieb:Und der Schaffner misst das Licht seiner Lampe mit c und auch das Licht von Dir im Zug mit c.

Das ist nun wieder richtig. Und deshalb sehen wir unser Licht auch unterschiedlich, wenn wir uns zueinander bewegen. Aber es widerspricht direkt der anderen Aussage die ich zitiert habe. Wenn der Schaffner außerhalb des Zuges die Schallgeschwindigkeit innerhalb des Zuges messen würde, dann wäre der Schall im Zug schneller unterwegs als außerhalb.

Ich kann die Grundlagen, Du haust ständig alles durcheinander.

@nocheinPoet

nocheinPoet schrieb:Klingt seltsam, ist aber so.

Nach Deinem schönen Beitrag sollte eigentlich jeder zum Abschluß
diese "Zug-Frage" lösen können:

Wie immer mit Bild:



Zug fährt am Bahnhof vorbei.

Auf gleicher Höhe wird gleichzeitig jeweils ein
im bewegten Zug innen angebrachter Blitz
und am Bahnhof stationärer Blitz ausgelöst.


In welcher Reihenfolge
werden die am fahrenden Zug befestigten Licht-Detektoren A,B,C,D
- aus Sicht des mitreisenden grünen Männchens - ausgelöst?

@Hantierer

Hantierer schrieb:

nocheinPoet schrieb:Stelle es Dir wie den Schall um Zug vor, der auch "mitgenommen" wird, weil die Luft - sein Medium - eben mit dem Zug bewegt wird. So "ruht" dann eben das fiktive Medium für Licht, welche es nicht gibt, eben immer in jedem Inertialsystem.

Das ist so was von grandios falsch. Das ist schon fast einen Preis wert!

Nein ist es nicht, es ist von der Beobachtung eben genau so. Es gibt kein Medium für Licht gegenüber dem sich ein Beobachter bewegen könnte. Der Raum selber ist kein Medium wie Wasser. Ein Boot kann gegenüber dem Wasser selber eine Geschwindigkeit haben. Ein Rakete kann sich gegenüber dem Raum nicht mit einer absoluten Geschwindigkeit bewegen. Geschwindigkeiten gibt es immer nur gegenüber einem Körper.

Und auch richtig ist, Licht bewegt sich in jedem Inertialsystem mit c, ebenso wie in jedem Zug lokal die Schallgeschwindigkeit immer gleich ist, weil der Zug die Luftsäule eben mit sich führt. Genau so ist die Lichtgeschwindigkeit in jedem Zug immer so, als würde dieser eine fiktives Medium, welches aber nicht wirklich gibt, mit sich führen.

Also, was soll da nun falsch sein?

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Hantierer schrieb:

nocheinPoet schrieb:Und der Schaffner misst das Licht seiner Lampe mit c und auch das Licht von Dir im Zug mit c.

Das ist nun wieder richtig.

Klar ist das richtig, aber nicht "nun wieder", sondern "auch".

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Hantierer schrieb:Und deshalb sehen wir unser Licht auch unterschiedlich, wenn wir uns zueinander bewegen.

Nein tun wir nicht. Eben deswegen sehen wir Licht immer mit c, egal wie schnell wir uns zueinander bewegen.

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Hantierer schrieb:Aber es widerspricht direkt der anderen Aussage die ich zitiert habe. Wenn der Schaffner außerhalb des Zuges die Schallgeschwindigkeit innerhalb des Zuges messen würde, dann wäre der Schall im Zug schneller unterwegs als außerhalb.

Nein! Eben genau das ist der Punkt, klassisch wäre es mit Schall so, aber Licht verhält sich eben genau nicht wie der Schall. Und ja es klingt seltsam und ja es widerspricht so dem was man gewohnt ist.

Der Schaffner misst das Licht beide Lampen in Bezug zu sich mit c. Jedes Photon aus Deiner Lampe im Zug und auch jedes aus seiner Lampe am Bahndamm bewegt sich mit c vom Schaffner weg.

Und genau dieselben Photonen bewegen sich auch für Dich im Zug nur mit c. Auch wenn der Zug gegenüber dem Bahndamm mit 0,9 c unterwegs ist.

Du wirst nicht das Licht des Schaffners mit 0,1 c oder 1,1 c messen und auch Deines nicht und er wird auch Dein Licht nicht so messen. Er misst für Dein Licht und für sein Licht eben immer nur c, so wie Du auch für Deines und seines messen wirst.

Ja das klingt so für jemanden der bisher noch nichts von der SRT gehört hatte sehr seltsam, dennoch ist es nun mal so.

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Hantierer schrieb:Ich kann die Grundlagen, Du haust ständig alles durcheinander.

Kein Stück kannst Du die. Elementarste Dinge sind Dir unbekannt.