Zeitreise durch Geschwindigkeit

@HYPATIA

HYPATIA schrieb am 10.01.2014:... Jetzt kommt die Bremsphase. Während des Bremsens wird die Strecke zwischen Erde und Ziel wieder größer. Er sieht noch immer das Licht von 2014 von der Erde und natürlich 2018 am seinem Reiseziel. Bei diesem Vorgang beginnt die Uhr auf der Erde wieder schneller zu laufen - Während des Bremsvorgangs vergehen 4 Jahre auf der Erde. Dieses Licht macht sich jetzt natürlich auf den Weg, aber er kann es noch nicht beobachten.

So weit so gut. Du sagst, der Reisende kann beim Bremsen noch nicht beobachten, dass die Zeit auf der Erde plötzlich schnell vergeht - das Licht muss ja erst mal zu ihm gelangen. Nehmen wir an, er bleibt auf Proxima und beobachtet während der nächsten 4 Jahre die Erde. Da wird doch niemals irgendwann ein kurzfristiges, schnelleres Vergehen der Zeit zu beobachten sein, oder? Denn ein neben ihn stehender, eingeborener Proxianer, der die Reise nicht mitgemacht hat, wird, auf die Erde blickend, natürlich einen linearen Zeitverlauf wahrnehmen. Das kapiere ich irgendwie nicht.

Viele Grüße

Weide

@Weide
Während des Bremsvorgangs läuft die Zeit auf der Erde extrem schnell ab, gleichzeitig aber vergrößert sich aber die Entfernung zur Erde wieder. Das ausgesandte Licht wird somit auf eine große Strecke verteilt.

Stell dir ein Röhrchen frischer Tennisbälle vor, das du auf der Autobahn auf die Straße kippst. Alle Bälle kommen gleich schnell aus dem Röhrchen und behalten dabei auch mehr oder weniger ihren Abstand dabei. Wegen der hohen Geschwindigkeit verteilen sich die Bälle aber trotzdem über viele hundert Meter, weil sie leicht zeitversetzt aufkommen.

Den selben Effekt hast du auch mit den einzelnen Lichtstrahlen. Sie werden leicht zeitversetzt ausgesandt. Während dieser Zeit verändert sich aber der räumliche Abstand der Erde zu Proxima sehr stark, deswegen landen die Lichtstrahlen an sehr unterschiedlichen Orten. Zusätzlich ändern sich dann auch wieder die Abstände der Lichtstrahlen zueinander und letztendlich kommen ziemlich viele Effekte zusammen.

Zu allem Überfluss sind die Effekte auch noch nicht-linear:



Aber am Ende der Beschleunigung sind die Lichtstrahlen für den ruhenden Beobachter auf Proxima linear verteilt und man kann die Erde gleichmäßig älter werden sehen :) die Rechnung geht also ohne Paradoxa auf ;)

@Z.
Hast du eigentlich nochmal rausgefunden, was du mit dem rotierenden Pendel gemeint hast?

Z. schrieb am 10.01.2014:Ist es korrekt das ein beschleunigtes Pendel im Vakuum zu rotieren beginnt und man daran erkennen
kann das man in eine bestimmte Richtung beschleunigt. Wie kommt das zustande!?

@HYPATIA
Vielen Dank für die schnelle und aufschlussreiche Antwort. Ich war ja immer der Meinung, dass ich die Zusammenhänge einigermaßen nachvollziehen kann (von Verstehen möchte ich jetzt nicht reden). Mir zuckte es gestern in den Fingern und ich wollte Dich fast auf einen Fehler aufmerksam machen, da mir bis dato der Ankunftszeitpunkt des Reisenden nicht klar war bzw. ich dachte, da er nur ein paar Stunden reist, kommt er auch im Jahr 2014 auf Proxima Centauri an und nicht im Jahr 2018. Man darf bei solchen Betrachtungen einfach die "verbotenen" Beobachtungsstandpunkte und (Lichtlauf-)Zeiten eines außenstehenden Betrachters nicht außer Acht lassen - dann stimmt auch die Logik wieder ;-)

Viele Grüße

Weide

In der Relativitätstheorie gilt, wie auch in der klassischen Newtonschen Mechanik, der Grundsatz, dass man sich am besten immer das einfachste Bezugssystem aussucht ;) Und das ist in diesem Fall der Beobachter auf der Erde. Sonst handelt man sich bloß lauter Knoten im Hirn und Kopfweh ein.

Der große Nachteil dieser "einfachen" Formalismen ist eben, dass sie nur in Inertialsystemen gelten. Dort aber sind sie viel leichter zugänglich, als anspruchsvollere Phasenraum-Beschreibungen, wie z.B. die Hamilton'sche Mechanik. Mit Wirkungen und generalisierten Koordinaten in einem relativistischen Phasenraum brauchste hier in Allmy nicht anfangen ^^, auch wenn sich dabei die ganze Problematik um die liebe Lichtgeschwindigkeit in ein Wölkchen Wohlgefallen auflösen würde.

@HYPATIA
Hallo...
Bzgl. des Themas ging es darum, mir womögliche Wechselwirkung eines beschleunigten oder frei falleden Beobachters, mit der RZ vorzustellen. Anlass war die hier besprochene "Streckenverkürzung" bei angehend relativistischen Geschwindigkeiten. Welche auf Grund des ansteigenden EIT (Gravitation) von statten geht. Hier war mir N. Dragon noch in Gedanken..

Gerade Weltlinien in der gekrümmten Raumzeit
Für jeden Beobachter steht ohne Bezug auf andere Körper auch im Vakuum fest, ob er
frei fällt oder beschleunigt ist. Das kann er zum Beispiel an einer Sanduhr oder an mitgeführten Pendeln ablesen. Pendeln sie hin und her, so wirkt eine Beschleunigung senkrecht zur Drehachse,

ansonsten kreisen Pendel mit konstanter Winkelgeschwindigkeit.

http://www.itp.uni-hannover.de/~dragon/stonehenge/relativ.pdf (Archiv-Version vom 22.02.2014)

Was imo heisst das jegliche Bewegung eines Objektes im Vakuum, die dessen EIT beeinflusst, ob beschleunigt oder frei fallend, mit dem Vakuum über die Gravitation wechselwirkt!? Dabei zB. zum Schwingen oder zum Kreisen des Objektes führt, oder eben auch zur Stauchung der RZ..

Ich kam drauf weil ich annahm, das @Noumenon die Streckenverkürzung (durch ansteigenden EIT ) wohl übersehen hatte...weil er die beschriebene Wechselwirkung beider G-Potentiale (Objekt und RZ) anscheinend nicht in Betracht zog.

Ich wollte nun nochmal bei Dir anfragen, ob die Vorstellug einer "apriori im Vakuum vorhandenen Gravitation" (im Endeffekt Energie), die mit dem veränderlichen G-Potential eines bewegten Objektes wechselwirkt (zB. zur Streckenverkürzung/Stauchung führt) einigermaßen korrekt ist..

NG

@Z.
Achso, da hast du was falsch verstanden ;) Da gehts nur darum, dass ein starres Pendel oszilliert, wenn es beschleunigt wird und ansonsten sich gleichmäßig dreht.



Die Idee dahinter ist, dass jeder Beobachter eindeutig feststellen kann, ob er beschleunigt ist oder nicht. Wenn du etwa ein Pendel hast, dann dreht es sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit wenn das System im freien Fall ist und es oszilliert, wenn du es gegen gegen die Gravitation beschleunigst.

Für jeden Beobachter steht ohne Bezug auf andere Körper auch im Vakuum fest, ob er
frei fällt oder beschleunigt ist. Das kann er zum Beispiel an einer Sanduhr oder an mitgeführten Pendeln ablesen. Pendeln sie hin und her, so wirkt eine Beschleunigung senkrecht
zur Drehachse, ansonsten kreisen Pendel mit konstanter Winkelgeschwindigkeit.

@HYPATIA
hi... Danke ;)... sorry hab noch Verständnissfragen...

Nun gut (aber) warum sollte sich das Pendel im freien Fall überhaupt drehen/Kreisen?
Gehen wir davon aus da wir ein Test-Pendel ins Vakuum bringen... gehen wir davon aus das es sich dann im freien Fall befindet... das es der Weltlinie folgt...

LG Z

@Z.
Du schupst es an und schaust was passiert. Denk da nicht zu viel rein, es geht wirklich bloß darum, dass man sehen kann, dass die Bezugssysteme voneinander unterscheidbar sind.

@HYPATIA
ich hoffe ich geh dir nicht auf die Nerven....
Letzte Frage..
Es ist also ein Energie/Impulseintrag... "anschupsen"... nötig um das Test-Pendel oder ein anderes Objekt zum Kreisen zu bringen. Warum aber sollte es darauf hin Kreisen....?
Für mich stellt sich die Frage, weil es ja im Prinzip keine Wechselwirkung mit einer flachen RZ geben sollte, die ein immer gleiches Kreisen (Richtung der Rotationsachse ) bewirkt. Und befindet sich nicht jedes Objekt automatisch im freien Fall...?

LG

Ja überleg mal :) Du nimmst eine Stange, die am einen Ende eine schwere Kugel hat und am anderen Ende an einem Scharnier befestigt ist. Wenn du Schwerkraft hast, dann schwingt das Pendel nach unten, außer es zeigt schon nach unten. Wenn du keine Schwerkraft hast, dann rührt es sich keinen Millimeter, egal in welche Richtung es zeigt.

Wenn du dem Pendel jetzt einen Schubs gibst, dann wird es sich ohne Schwerkraft im Kreis drehen. Und das ist etwas anderes als in einem Schwerefeld, wo es nach einem Schubs die Richtung umkehrt und zurück schwingt.

Ich glaub du denkst zu kompliziert.

@HYPATIA
zu kompliziert...wahrscheinlich eher zu trivial... ;)

Nun folgend hatte ich auch an nicht starre Objekte gedacht.... das Pendel hat natürlich eine gewisse Dynamik bei Impulseintrag, da es nicht starre Vebindngen hat.
Meine Überlegung war aber, das sich das Kreisen in Norberts Paper, auf alle frei fallenden Objekte (auch makroskopisch starre) bezieht.

Diesen Test-Objekten könnte man auch einen "relativ exakten Impuls" zufügen (Massenzentrum) sodas es zur Bewegung aber nicht zum Kreisen kommen sollte.
Gut, sollte der Impulseintrag niemals exakt im Massenzetrum erfolgen können, würde es natürlich irgendwann zum Kreisen, um die entsprechende Achse, kommen.

Ist ein exakter Impuls allerdings möglich, zB. am Massenzentrum am Ende eines Stabes in zukünftig freie Fallrichtung, würde der Stab, insofern keine Wechselwirkung mit der RZ stattfindet... wohl niemals zum Kreisen kommen können...

Verzeih ich brauche immer etwas bevor ich durch meinen Gedankenwusst durchsteige..
LG

@Z.
Was @HYPATIA glaub ich meint ist dieser Sachverhalt:

@Z.
Kuckst du :)

OUT3

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Hab dir das mal schnell als Video gerendert.

Das ist in soweit ziemlich klar...
Danke @mojorisin

Das Problem ist, das wir hier im Vakuum sind und eigentlich kein zentrales Gravitationsfeld erwarten. In sofern ist @HYPATIA s "Stab Kugel Schanier" nur ein Bsp. um Sacherhalte zu klären..... aber nicht exakt auf das Vakuum bezogen. Es war dennoch hilfreich, um eben zu klären das ich das schon verstanden habe.

Ich rede aber vom Vakuum, maximal von, asymptotisch flacher RZ....
http://theory.gsi.de/~vanhees/faq/relativity/node96.html (Archiv-Version vom 23.07.2013)

Wir untersuchen eine Metrik, die zumindest in großer Entfernung von den Quellen der Gravitation nur wenig von der Metrik des flachen Raumes abweicht

Im Grunde von...
einer RaumZeit die angehend flach ist, aber vlt. durch G-Wellen immer wieder mal gekräuselt wird, oder aber (Hypo) als G-Frei angesehen werden kann, was sie eben nicht ist. Sonst käms ja nicht zum Schwingen! Es geht folgend um den 2ten Fall ums Kreisen...

Mein Problem ist die Lösung des trivialen Sachverhalts, den ich oben beschrieben habe. Warum kreisen Objekte im Vakuum die sich im freien Fall befinden? Tun das nur Pendel....oder eben auch makroskopisch starre Objekte.

@HYPATIA hat eine Mechanik zur Erklärung gewählt, die wie gesagt darauf abstellt, das eine Masse zum kreisen neigt, die imo nicht an ihrem zentralen Massenpunkt beschleunigt wird, bzw. aus mechanischen Gründen (Pendels Seil Gewichte) durch ihre nicht starre dynamische Massenverteilung zu kippbewegungen neigt.

Es wäre ineressant für mich zu erfahren, was ich zuletzt anfragte... Meint Dragon nur Pendel oder sind alle Objekte gemeint die in freien Fall übergehen (auch starre die möglichst exakt am Massenpunkt den Impulseintrag erfahren..)
NG

@HYPATIA
:) Danke fürs Video prima....

Nur bitte vergiss nicht wir reden vom Vakuum und ich fragte nach starren Objekten.
Natürlich ist laut QT nichts starr...das könnte zumindest mit der Zeit zum Pendeln führen da es keinen zentralen Impulseintrag (wie Testweise beschrieben) geben kann, der ein Objekt nicht doch mit der Zeit vom rotieren abhalten könnte...

wenn ich mch zu blöd anstelle einfach sagen...
Danke LG

@Z.
Ich versteh dann echt nicht, was dein Problem ist ;-) jedenfalls ging es in deiner PDF genau darum. Du hast das einfach falsch verstanden mir der Rotation. Nichts fängt einfach einfach zum rotieren an, im freien Fall gilt einfach die Impulserhaltung ;-)

Was ich mir schon länger überlege, keine Ahnung, obs hier reinpasst, ich schreibs einfach mal.
Vergessen wir jetzt einfach die Unschärfe. Wenn ich jedes Teilchen im Universum mit der Position und dem Impuls, den es zu einer bestimmten Zeit hatte versehe, dann hab ich doch meine Zeitreise. Dazu wären gigantische Mengen an Energie nötig, klar, aber durchaus endlich.

@HYPATIA

HYPATIA schrieb:Nichts fängt einfach einfach zum rotieren an, im freien Fall gilt einfach die Impulserhaltung ;-)

Danke :)
Die RZ kann zwar von jeder Störung befreit werden, aber nicht von wahrscheinlichen Gravitationswellen? Das fragte ich mich...

Insofern das entsprechende G-Feld, das "Vakuum" abbildet, besser darstellt, sollte so gut wie jedes frei fallende Objekt, irgendwann kreisen, fern von den Strahlungsquellen der Gravitation.
Vielen Dank..für die Geduld.

Gnupf schrieb: Wenn ich jedes Teilchen im Universum mit der Position und dem Impuls, den es zu einer bestimmten Zeit hatte versehe, dann hab ich doch meine Zeitreise.

Dann hast du keine Zeitreise kannst aber Zukunft kucken. :)