Eine kleine Frage zu Zeitdilatation / Längenkontraktion

Ich habe eine simple Frage, ich habe ein Video zur Zeitdilatation / Längenkontraktion gesehen, jedoch stellt eine Aussage darin einen Widerspruch zum Zwillingsparadoxon dar.

Zunächst das Video:

https://www.youtube.com/watch?v=Myzpp7NJTj4

Spult bitte bis 0:40 vor, und seht euch das Beispiel mit dem Raumschiff und den Planeten an.

*****

So. Ist es euch aufgefallen?
Vom Raumschiff aus gesehen, wirkt die Zeitdilatation / Längenkontraktion auf den Planeten ein. Wieso? Relativ gesehen (vom Raumschiff aus) wirkt doch VIEL weniger Gravitation auf den Planeten ein?
Das ist aber nicht alles:
Vom Planeten aus betrachtet, wirkt die Zeitd. und die Längenk. AUCH auf das Raumschiff ein. Es ist doch absolut widersprüchig! Die ganze Relativitätstheorie baut auf Verhältnismäßigkeiten auf, und eben das lässt den Beitrag im Video schwachsinnig erscheinen. 2 ist doppelt so groß wie "1". Wenn ich sozusagen "1" wäre, wäre "2" doppelt so groß wie ich. Wenn ich aber "2" wäre, wäre 1 nur halb so groß wie ich. Daher ist es UNMÖGLICH, dass man vom Planeten aus gesehen beim Raumschiff den selben Effekt wahrnimmt, wie vom Raumschiff aus gesehen auf dem Planeten.

Daher ergibt auch das Zwillingsparadoxon keinen sinn (man altert langsamer je schneller man ist => Bewegte Uhren gehen langsamer), da es einen Ausgleich gäbe wenn man umgekehrt den selben Effekt wahrnehmen könnte.


Ich bin mir zu 100% Sicher, also ist entweder die Information die ich aufgenommen habe falsch, oder das Video.

Würde mir vielleicht jemand bei diesem Problem helfen?

Es handelt sich um 2 Inertialsysteme, die jeweils ihre eigene physikalische Realität haben, verschiedene Inertialsysteme sind gleichberechtigt.

Es ist tatsächlich so das bei rel. Geschwindigkeiten einmal ein "Pfannkuchen", statt einer Kugel die den Planeten darstellt auf das Raumschiff zu kommt und andererseits das Raumschiff vom Planeten aus kontrahiert erscheint. Hierbei kann prinzipiell nicht unterschieden werden, welches Objekt auf welches zusteuert. Die jeweiligen rel. Effekte heben sich aber nicht gegenseitig auf.

Im Film wird auch von rel. Massenzunahme gesprochen, die gibt es nicht. Masse ist eine intrinsische Eigenschaft eines Körpers, die bei welcher Beschleunigung oder Geschwindigkeit auch immer, nicht anwächst. Es sei denn z.B. Rotation kommt hinzu, oder die Masse wird erwärmt.

Wurde dieser Thread nicht geschlossen?

Hm, scheinbar nicht. Ist ja auch eine spezielle Frage zu dem Thema incl. Filmchen. Andere ZD oder LK Threads die ich hier sehe sind eher allgemein gehalten.

@darkExistence

Das ist definitiv eine gelungene Erklärung, aber ich bin mir nicht ganz sicher.

Wenn ich von Relativitäten spreche, gehe ich meist davon aus, dass ein Objekt sich relativ zum anderen NICHT bewegt. Zb. wenn eine Rakete von der Erde aus startet.

Ich nehme an du willst mir erklären, dass diese Denkweise in diesem Fall nicht funktioniert.

Ja jetzt sehe ich es in einem ganz anderem Licht... wäre eines der möglichen Bewegungen der beiden Objekte (Raumschiff / Planet) in diesem Fall zum Beispiel, dass Sie aufeinander zu fliegen? So würden beide Beobachter die selbe Geschwindigkeit Messen, mit der sich das andere Objekt nähert.
Oder denke ich da falsch?

Oder meinst du mit Inertialsystemen (ich wäre dir Dankbar, wenn du mir den Begriff erklären würdest. Es ist einfacher zu verstehen wenn das dir jemand erklärt, als wenn man sich irgendwelche Texte durchliest die so allgemein sind, dass sie nur mehr Fragen aufwerfen), dass sich beide unabhängig voneinander bewegen?
Z.B. das Raumschiff mit seiner eigenen Antriebskraft, unabhängig zu Bezugspunkten wie einem Stern oder ähnlichem, und der Planet der seiner Umlaufbahn um einen Stern folgt, der wiederum seinen Wegen in der Galaxie folgt.
Somit würden beide Beobachter bei dem anderen Objekt ein andere, vom Beobachter unabhängige Geschwindigkeit messen.

Denke ich da richtig?

Wenn ich deine Frage/Antwort richtig interpretiere

tarikce schrieb:Somit würden beide Beobachter bei dem anderen Objekt ein andere, vom Beobachter unabhängige Geschwindigkeit messen.

ist die Aussage korrekt.
Wenn ich mich mit 2000 sachen durch den Raum bewege und an dir vorbeifliege könntest du mich mit 2000 sachen messen, vorrausgesetzt du stehst in bezug auf mein System still. Dann wärst du ein Inertialsystem. Hast du aber eine Eigengeschwindigkeit würdest du natürlich einen anderen Wert bekommen und bist kein Inertialsystem. Genauso würde es mir auch gehen in bezug auf dich...

@oculusfelis
Aber in dem Fall, wenn das beobachtete Objekt still steht, dürfte man doch gar keine Zeitdilitation / Längenkontraktion am Objekt festellen? In dem Video stellen beide Beobachter beim anderen Objekt eine Zeitd. und eine Längenk. fest.
?

aaaalso...
trenn dich mal von dem gedanken das ein system still steht und das andere in bewegung ist. das macht die ganze sache einfacher. (auch wenns grad schwerfällt) Ich habe damals auch diese Reportage gesehen und stand mit nem riesengroßen fragenzeichen auf meiner birne da :D

du sitzt in dem Raumschiff und fliegst an dem planeten vorbei. das ist Deine Ansicht der Dinge. Wenn du rausguckst passiert diese effekte. Aus sicht des planeten könnte es aber genauso sein als würdest du stillstehen und der planet fliegt an deinem raumschiff vorbei. also sieht derjenige der dich vom planeten aus beobachtet auch die effekte. geschwindigkeit ist somit relativ. es kommt immer darauf an von wo du das ganze aus betrachtest.

ich hab mir das immer so vorgestellt. (hoffe ich werde jetzt nicht von anderen gesteinigt, aber das hats für mich immer einfacher gemacht)

Stell dir vor du fährst auf der Autobahn und dir kommt einer entgegen. in diesem Moment guckst du diesen jemanden durch deine seitenscheibe an. was siehst du? Die Momentaufnahme von dem was da gerade passiert (zu mehr ist das gehirn in dem Moment nicht fähig), der andere sieht bei dir genau das selbe, trotzdem lebst du aber in keiner Momentaufnahme, richtig? es ist nur die ansicht des anderen, denn bei dir läuft alles normal, du sitzt ja in deinem auto... sprich deinem System. << das ganze hat nix mit diesen effekten zu tun, ist nur zum verstehen gedacht.

Wenn wir das ganze jetzt mit lichtgeschwindigkeit machen passieren die effekte wie längenkontraktion und zeitdilitation. wie kommt das?

nehmen wir mal an du hast an deinem raumschiff (oder an deinem planeten.. wie oben beschrieben kommts ja darauf an von wo wir gucken) vorne und hinten einen messpunkt. jetzt fängst du bei sagen wir mal 100 km/h an zu messen und dein raumschiff hat die länge von 100m. alles ok. du kannst die beiden punkte achtung, wichtiges wort: gleichzeitig messen.

wenn wir uns jetzt der lichtgeschwindigkeit nähern ist das nicht mehr so einfach mit der gleichzeitigkeit (klickts schon ? ;) ) Also du sitzt auf dem Planeten und das raumschiff rast an dir mit 0,9c vorbei. der messpunkt vorne kommt jetzt bei dir an und kurze zeit später der hintere.. da sich das teil aber mit fast lichtgeschwindigkeit an dir vorbeibewegt verschieben sich diese punkte so das die messung des teils.. sagen wir mal anstatt 100m nur noch 95m beträgt. das ganze hängt von der messung ab.. du bist ja auf dem planeten. wenn ich im raumschiff bin und mein raumschiff messe kommt natürlich 100m raus, da ich mich ja selbst mit 0,9c bewege. sollte ich aber den planeten messen, dann habe ich genau das selbe phänomen wie du auf dem planeten mit meinem raumschiff...

alles kloar?

@tarikce

Wenn ich ehrlich bin, wird es nur schlimmer :D
Laut der Allgemeinen Relativitätstheorie Tritt die Zeitdil. Und die Längenk. unter Einfluss der Gravitation, und nicht bei hohen Geschwindigkeiten ein.
Wenn sich ein Objekt kaum bewegt wirkt auch kaum Gravitation darrauf ein. Da kann man sich noch so schnell bewegen, das wird nichts an einem unabhängig vom Beobachter bewegtem Objekt ändern.

Aber ich denke ich habs geschnallt. Der Planet bewegt sich selbst auch noch um den Stern, und der Stern folgt auch einer Bahn. Aber die dabei entstehende Zeitdil. usw wird noch niemals so stark sein wie im Video gezeigt?

Zeitdilitation und Längenkontraktion treten unter einfluss der Gravitation ein und bei entsprechenden Geschwindigkeiten.. jetzt wirds nämlich richtig haarig weil bei gravitation noch die raum-zeit-krümmung durch gravitationsverursachende objekte wie z.B. planeten oder schwarze löcher hinzukommt :D oha..

guck mal, du sitzt doch gerade und wenn wir jetzt unsere erde als system nehmen bewegst du dich zu diesem system ja nicht oder? du kreiselst ja wie wir alle im moment. aber auf dich wirkt die gravitation grade oder? denke nicht das du grad wegfliegst wie ein heliumbalon .. auch wenn sich das hirn manchmal so anfühlt :D

aber jetzt muss ich doch noch mal nachhaken. ich denke da liegt dein hase im pfeffer begraben.
wie kommst du jetzt auf gravitation? denke du spielst auf das video an mit dem shuttle und den beiden tennisbällen oder?

um noch mal was dazu zu schreiben. raumkontraktion durch gravitationsfelder hat nichts mit der messung der längenkontraktion bei annähnernden lichtgeschwindigkeiten zu tun. gravitationsfelder ziehen den raum zusammen, bei längenkontraktionen durch zeitdilitation wird praktisch die messung verändert.. oha jetzt wirds richtig wild, denn gravitation kann zudem auch noch durch raumkrümmung licht umlenken, quasi den ganzen raum. ujujuj da haste was angeschnitten :D

@oculusfelis
Nachdem sich die spezielle Relativitätstheorie nicht überall anwenden liest, hat Einstein sie verallgemeinert und korrigierte sich.
Anstatt zu sagen, dass Zeitd. und Längenk. bei hohen Geschwindigkeiten eintreten, sagt man nun, dass sie unter Einfluss der Graviation eintreten. Undzwar beide gleichzeitig - da beide den selben Verursacher haben.

die gravitative zeitdilitation ist eine eigenschaft der raumzeit.
es gibt beides.

zeitdilitation durch beschleunigung haben wir ja oben bereits erklärt.
jetzt kommt deine gravitation ins spiel.

stell dir ein trampolin vor. am besten so ein ding was einige leute im garten stehen haben, so rund und so.

die gummimatte stellt die raumzeit dar. da sich jetzt nichts auf dem trampolin befindet ist die gummimatte gerade, d.h. die raumzeit ist nicht verzerrt. jetzt knallst du unser planetensystem darein (wir lassen jetzt mal den effekt außer acht das durch die spannung der gummimatte sich alle kugeln bzw. planeten zum mittelpunkt bewegen würden, sie bleiben einfach da liegen wo du sie auf der matte plazierst)

was passiert?
da wo eine schwere kugel liegt bspw. in der mitte die sonne, dellt sich die gummimatte stark ein. ein paar cm weiter liegt bspw die erde, die nicht so schwer ist, folglich dellt sie die gummimatte nicht so stark ein (wird aber trotzdem noch durch die eindellung der sonne beeinflusst).

diese dellen kannst du dir als gravitative zeitdilitation vorstellen. die raumzeit wird gekrümmt. d.h. zeit verläuft langsamer je tiefer du dich im gravitationsfeld eines solchen balles oder planeten befindest, desto langsamer vergeht für dich die zeit. deswegen müssen beispw. die satelliten für das gps diese zeitdilitation die durch die gravitation entsteht erreichnen und kompensieren UND die zeitdilitation die durch die geschwindigkeit entsteht.. lass mich nicht lügen aber ich glaube es sind 7 mikrosekunden oder so durch die geschwindigkeit und 45 mikrosekunden durch gravitation (sie sind ja weiter weg von der delle).

beide effekte die geschwindigkeitsabhänge sowie die gravitative zeitdilitation interagieren natürlich miteinander, d.h. wenn du dich in der umlaufbahn eines planeten befindest und wie oben beschrieben ein raumschiff mit 0,9c an dir vorbei eiert dann ist der effekt anders als wenn du dich im freien raum bewegst ohne einfluss eines gravitationsfeldes, was aber so gut wie nicht möglich sein kann da man immer im einfluss irgendeines gravitationsfeldes ist da sich diese felder unendlich ausbreiten, so wie auf deinem trampolin. selbst am rand währe die delle immer noch messbar (mit entsprechenden, feinen messgeräten).

@oculusfelis

Was die Raumzeitkrümmung angeht, das ist mir bekannt ich lese viel von Stephen Hawking ;)
Nur gut zu verstehende Bildliche vergleiche machen bei mir Leider alles nur schlimmer... Reale Beispiele + Erklärungen sind eher mein Typ.

Ich hatte in diesem Thema nie solche Schwierigkeiten, die Zeitdilatation/ Längenkontraktion ist mir ein Dorn im Auge. Es erscheint mir einfach unlogisch, dass die "Piloten" im Raumschiff den Selben Effekt beobachten, obwohl der Planet sich doch relativ Langsam bewegt, und keiner ungewöhnlich hohen Gravitation augesetzt ist.
:D ??

ok, wenn du weist was raumkrümmung ist dann lassen wir die doch einfach mal eben kurz an der seite. ich mal dir grad mal was.. dauert n sekündchen

meinst du ungefähr diese konstellation?

und.. es ist klar warum dieser effekt auftritt und aus welchen gründen. jetzt hast du nur noch ein problem mit dem bezugspunkt.. so wie du geschrieben hast. du kannst dir denken warum die leute auf dem planeten das raumschiff gestaucht sehen und warum wenn du auf dem planeten bist die zeit im raumschiff langsamer verläufst, verstehst aber nicht warum wenn man im raumschiff sitzt und auf den planeten schaut dort aus der sicht des piloten genau das selbe mit dem planeten passiert, richtig? hab ich das jetzt richtig verstanden?

GENAU das ist das sogenannte Zwillingsparadoxon. Das vermeintlich paradoxe daran ist, dass Beide Beobachter gleichberechtigt sind und deshalb beide beobachten, dass die jeweils andere Uhr langsamer geht. Das liegt daran, dass der Gleichzeitigkeitsbegriff der SRT ein anderer ist als unser alltäglicher.
Die korrekte Auflösung des ganzen ist hier:
Wikipedia: Zwillingsparadoxon#Variante mit Beschleunigungsphasen

@ShawnFKennedy
@oculusfelis

Ok, ich denke ich werde das nachvollziehen können wenn ich mir das mit den Inertialsystemen genau durchlese... Aber eine andere Sache ist extrem unlogisch.

Wenn wir das Thema abhaken, und sagen: Ja. Der Beobachter (egal ob im Raumschiff oder auf dem Planeten) erkennt den selben Effekt am anderen Objekt, wie der andere Beobachter am eigenen Objekt. Das würde bedeuten, dass da die Zeitd. und die Längenk. auf beide Beobachter einwirkt.

Nun, ist es nicht aber unlogisch, dass deine Uhr langsamer geht als meine, und meine Langsamer als deine`? Das ist zweifellos ein Widerspruch, aber genau das wird im Video gesagt...

ja und genau das ist das Zwillingsparadoxon, welches auch aufgelöst wird auf dem Link

@ShawnFKennedy

! :O dann hatte ich all die Zeit eine falsche Vorstellung vom Zwillingsparadoxon!

Nagut, damit ist das eine Problem gelöst, aber ich kann nicht nachvollziehen warum sich der Effekt auf den scheinbar unbewegten Planeten einwirt. Ich les mir den verlinkten Text nochmal durch, und melde mich wieder, wenn ich Fragen habe.

Nein der Planet ist ja nicht unbewegt. ZU mindest nicht im Bezugssystem des raumschiffes...