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Geschwindigkeit = Zeit? Klärt mich auf

48 Beiträge, Schlüsselwörter: Zeit, Urknall, Relativitätstheorie, Geschwindigkeit

Geschwindigkeit = Zeit? Klärt mich auf

26.07.2012 um 20:47
Also ich habe da mal eine Frage vielleicht kennt sich jemand damit aus. Es ist ja ein physikalisches Gesetz, das je schneller man sich bewegt, die Zeit für den Reisenden langsamer läuft. Wenn man z.B. mit beinahe Lichtgeschwindigkeit 10 Jahre im Erdorbit fliegt, vergeht auf der Erde vieel mehr Zeit. Damit sie aber für den Reisenden ganz still steht, muß man mit Lichtgeschwindigkeit reisen, was aber schwer ist weil da auch die Masse steigt.
AAAber:
1.) Am Anfang gab es ja den Urknall, weswegen alle Materie im Universum angefangen hat sich zu bewegen. Die Erde ist davon natürlich auch betroffen. Theorethisch muss also im ganzen materiellen Universum die Zeit gleich schnell laufen, da alles bei dem Knall gleich schnell beschleunigt wurde. Jetzt stellt euch vor, man fliegt von der Erde aus in die Richtung des Mittelpunktes des Urknalls. Dann müsste man theoretisch nur so schnell fliegen, wie die Erde oder Materie beschleunigt wurde, damit man von der Zeit nicht betroffen ist. Das wäre dann der wahre stillstand relativ vom Mittelpunkt des Urknalls. Da die Zeit mit dem großen Knall begonnen hat, (da damals die Bewegung angefangen hat), müsste sie still stehen wenn man eben stillsteht(von der Erde aus gesehen bewegt man sich natürlich).

2.) Was ist der Bezugspunkt von dem aus die Zeit läuft? Wie ich schon erwähnt habe bewegt sich alles wegen des Knalls gleich schnell, was ist aber zwischen mir, und dem genau gegenüber liegenden Punkt im Universum. Für jeden Einzelnen, läuft die Zeit gleich schnell, aber zwischen mir und diesem Punkt gegenüber, ist die Geschwindigkeit doppelt so groß da er sich von mir und dem Ort des Urknalls wegbewegt. Wie läuft die Zeit zwischen den beiden zueinander? Doppelt so schnell?

3.) Was mich dann noch zu einer Frage bringt: Je schneller man sich von der Erde aus gesehen bewegt, steigt die Masse. Was passiert aber in dem Fall des Stillstandes. Vom Mittelpunkt des Universums(des Urknalls) aus steht man still, von unserer Position aus bewegt man sich. Was passiert jetzt mit der Masse, steigt oder sinkt sie???
Helft mir bitte mit diesem Hirngespinst ich werde die Überlegung nicht mehr los und meine Physik Kenntnisse reichen dafür nicht aus da ich ein Laie bin.


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26.07.2012 um 20:58
Die Geschwindigkeit (...) Sie gibt an, welche Wegstrecke ein Punkt eines Körper innerhalb einer bestimmten Zeitspanne zurücklegt.
Wikipedia: Geschwindigkeit


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26.07.2012 um 21:33
Als man um die Jahrhundertwende 19/20tes Jahrhundert festellte, dass das Licht eine konstante Geschwindigkeit im Vakuum hat, war das eine Revolution für die Physik. Eigentlich glaubte man davor, dass man die Welt so im Großen und Ganzen verstanden hatte.

Ursprünglich dachte man, dass die Zeit an sich eine universelle, im Universum überall gleich vergehende Konstante sei. Doch dann kam Einstein auf die spezielle Relativitätstheorie. Der Kern dieser Theorie ist, dass einzig die Geschwindigkeit des Lichtes eine Konstante darstellt und somit nach s=v*t die Zeit je nach Geschwindigkeit variabel ist (gaaanz grob gesagt ;)). Dazu hat er neben dem mathematischen Modell auch einige Gedankenexperimente ersonnen, die du in dem Kontext mal googlen kannst.

Wichtiges Element seiner Theorie sind die Inertialsysteme. Bei niedrigen Geschwindigkeiten kann man problemlos die Galilei-Transformation anwenden, bei hohen Geschwindigkeiten muss man aber die Lorentz-Transformation anwenden. Diese verwendet man um Relativgeschwindigkeiten zwischen zwei Systemen auszurechnen. Das Problem solcher Systeme: Du kannst nicht sagen, wer sich von wem wegbewegt. Alles ist relativ

An sich ist Zeit ebenfalls relativ, d.h. es gibt keine Referenzzeit, an der du alle anderen Zeiten irgendwie vergleichen kannst

zu 1)
Was passiert, wenn du relativ zum Ort des Urknalls zum Stillstand kommst, kann ich jetzt so auch nicht sagen. Aber Zeit vergehen sollte dort schon noch. Zumindest wüsste ich keinen Grund, warum dem nicht so sein sollte. Theoretisch könntest du dort deine Eichzeit hinlegen und dann alles relativ zu diesem Ort ausrechnen. Ist aber nicht wirklich sinnvoll.

zu 2)
Es bewegt sich nicht alles gleich schnell. Messungen an Galaxien zeigen (Dopplereffekt), dass sich einige ziemlich schnell von uns weg bewegen.
Wenn du die Relativgeschwindigkeit zwischen zwei Objekten hoher Geschwindigkeit bestimmen willst, musst du per Lorentztransformation rechnen, statt Galilei. Das heißt ganz einfach, dass zwei Objekte mit 1/2 Lichtgeschwindigkeit, die sich aufeinander zu bewegen, relativ nicht mit 1c sondern irgend was kleiner 1c aufeinander zu bewegen. Die Relativzeit errechnet man auch per Lorentztrafo (Zeitdilatation).

zu 3)
Die Masse steigt, wenn du dich relativ zu einem Objekt schneller bewegst. Da du nur relative Massenänderung festellen kannst, ist der Bezugspunkt egal.


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26.07.2012 um 21:40
Ich sehe das so, und ich bin kein Physiker:

Die Geschwindigkeit mit der sich was auch immer bewegt, ist reell. Der Begriff "Zeit" wurde vom Menschen erfunden, um Abläufe wie die Erdrotation zu messen. Das eine hat mit dem Anderen nichts zu tun. Selbst wenn du mit doppelter Lichtgeschwindigkeit fliegst, ist eine Sekunde immernoch eine Sekunde. Für den Betrachter von außen (wenn er dich denn sehen könnte) würde deine Armbanduhr langsamer laufen, wenn du draufguckst, läuft sie wie immer. Ist halt relativ.
So sehe ich das, bin mir aber im klaren daß das nicht alle so sehen werden.


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zodiac68
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26.07.2012 um 21:56
@micheyme
micheyme schrieb:Dann müsste man theoretisch nur so schnell fliegen, wie die Erde oder Materie beschleunigt wurde ...
Aehm, nein.
Geschwindigkeit ist immer _immer_ relativ zu was anderem. Du selbst darfs dich gerne als ruhend betrachten.

D.h. wenn sich zwei Raumschiffe begegnen kann der eine Kapitän über das andere Schiff sagen "das bewegt sich mit 90% Licht", ich selbst Stehe. Und der andere Kapitän kann über das eine Schiff das Gleiche sagen. Und beide hätten recht! Es gibt keine absolute Geschwindigkeit, keine absoluten Refferenz.
Grymnir schrieb:ist eine Sekunde immernoch eine Sekunde
Abgesehn von der dopplelten Lichtgeschwindigkeit, völlig Richtig. Im eigenen Bezugssystem ist dauert Sekunde genau eine Sekunde.
Grymnir schrieb:... Ist halt relativ
Richtig erkannt.


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26.07.2012 um 21:59
@zodiac68
Meinst du, daß (ob es gehen würde oder nicht sei jetzt dahingestellt) wenn man die Lichtgeschwindigkeit überschreitet, die Zeit langsamer abläuft? Also für den "Schnellen". Das kann ich mir nämlich nicht vorstellen.


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pad
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26.07.2012 um 22:11
Ich hab da eine verrückte Theorie. Man sagt ja das alles relativ ist, ABER wenn man den Mittelpunkt des Unviersums als Bezugspunkt nimmt, dann hat von diesem Punkt alles eine absolute Position.

Raum und Zeit treten nur gemeinsam auf.
Je näher ein Objekt der Lage des Mittelpunktes kommt desto weniger wirkt sich die Zeit auf das Objekt aus. Dieses Objekt bewegt sich nichtmehr im Bezug auf diesen Punkt.

Je schneller man sich durch den Raumk bewegt desto langsamer vergeht die Zeit.

Mehr Raum = Mehr Zeit.

Zeit entsteht demnach nur durch bewegung im Bezug auf diesem Mittelpunkt.

Deshalb gab es als das Universum unendlich Dicht war noch keine Zeit und keinen Raum weil bei unendlicher Dichte sich nichts Bewegt.

Von den physikalischen Kräften bleibt alles Relativ aber die Raumzeit in der die physik sich abspielt ist ist eventuell absolut :D

Naja nur ein Theorie


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zodiac68
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26.07.2012 um 22:13
@Grymnir
Meinst du, daß ... wenn man die Lichtgeschwindigkeit überschreitet, die Zeit langsamer abläuft?
Die Zeit geht schon langsamer wenn du dich der LG näherst. Ab 10% LG sind die Auswirkungen "spürbar", so richtig interessant wird das ab 90% LG (oder so). Bei LG "steht" dann die Zeit. Noch 'n Grund warum man die LG nicht überschreiten kann.
Grymnir schrieb:Das kann ich mir nämlich nicht vorstellen.
Wir neigen dazu die Zeit als absolut anzunehmen, was für unser Umfeld ja auch stimmt. Aber es gibt überzeugende Messungen das es so ist.


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zodiac68
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26.07.2012 um 22:16
@pad
pad schrieb:wenn man den Mittelpunkt des Unviersums als Bezugspunkt nimmt, dann hat von diesem Punkt alles eine absolute Position.
Tjah und genau deshalb gibt es diesen Mittelpunkt nicht.
Du kennst doch das Beispiel. Luftballon, Galaxien drauf malen, aufblasen. Wo ist da der Mittelpunkt?


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pad
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26.07.2012 um 22:29
@zodiac68
Beim Luftballon werden die Galaxien beim aufblasen mit größer. Würde bei unserem Universum die Galaxien genauso wie das Universum selbst expandieren dann würde das Universum für uns nicht größer.

Es könnte durchaus diesen Puntk geben. Wenn wir mal davon ausgehen das das Unviersum nicht unendlich groß ist dann muss es Grenzen haben. Und von den Grenzen aus können wir den Mittelpunkt bestimmen.

Das könnte dann auch die Brücke zwischen der Quantenmachanik und der Relativitätstheorie sein.

Die Quantenmechanik zeigt das Raum und Zeit untrennbar sind weil kein Objekt im Raum keine absolute Position hat.

Bewegt sich ein Objekt aber nicht weil es die Ruhelage des Mittelpunktes hat dann verschwindet mit ihm auch die Zeit.


Wenn man die Raumzeit nun als eine Art "Kraft" ansieht dann ist die Relativität die stärke dieser Kraft.

Das könnte auch Schwarze Löcher erklären. Wenn in einem Stern die Masse unendlich Dicht wird, dann können sich im Kern des Sters die Teilchen zueinander nichtmehr relativ bewegen, dieser extrem dichte Massepunkt verhält sich dann wie ein geschloßenes System in welchem keine Raumzeit herrscht, und dann entsteht dort ein neues Universum.


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zodiac68
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26.07.2012 um 22:46
@pad
pad schrieb:Beim Luftballon werden die Galaxien beim aufblasen mit größer.
Ja, das ist dann der Punkt wo das Beispiel versagt. Die Graviatationskraft zwischen den Sternen einer Galaxie ist stärker als die Ausdehnung. D.h. die Galaxien bleiben gleich gross, aber der Abstand dazwischen wird größer. Ansonsten könnte man gleich sagen das auch dei Atome wachsen und warum sollten wir dann die Ausdehnung überhaupt merken?

Den Punkt gibt es also nicht.



Aber selbst wenn:
pad schrieb:Bewegt sich ein Objekt aber nicht weil es die Ruhelage des Mittelpunktes hat dann verschwindet mit ihm auch die Zeit.
Ich wüsste keinen Grund warum das so sein sollte.
Bewegung ist Strecke pro Zeit. Also keine Zeit => keine Bewegung.
Aber Umgekehrt gilt das nicht. Keine Bewegung ... ja und? Die Zeit vergeht trotzdem. Glaub mir, ich arbeite mit Beamten zusammen, und der Feierabend kommt trotzdem.


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pad
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26.07.2012 um 22:59
@zodiac68

War ein versuch Wert :D ich werd aber noch weiter an der Theorie arbeiten.

Aber die Relativität erfordert einen Betrachter, was ist wenn zwei unbevölkerte Sterne aufeinadner zufliegen, welcher bewegt sich dann? Einer der Sterne muss sich ja bewegen oder willst du mir etwa sagen das der Raum zwischen den Sternen schrumpft und sie zusammenzieht^^

Irgentein "Raster" muss das Universum doch haben.


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pad
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26.07.2012 um 23:09
@zodiac68
Beantworte mir bitte noch die Frage^^


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zodiac68
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26.07.2012 um 23:24
@pad
pad schrieb: was ist wenn zwei unbevölkerte Sterne aufeinadner zufliegen, welcher bewegt sich dann?
Natürlich bewegen sich die Sterne, das kann man ja messen. Aber du kannst nicht entscheiden welcher sich bewegt.

Kurz:
Es gibt kein abolute Bewegung!

Etwas länger:
Wenn zwei Sterne oder Raumschiff oder Atome, bevölkert oder nicht - also völlig egal - sich relativ zueinander bewegen - nicht nur aufeinander zu - kann der eine sagen das _er_ sich bewegt oder _der ander_. Und der Andere kann das gleiche Sagen. Also vier Möglichkeiten. Sowie den Fall das die sagen "jeder bewegt sich mit 50% von was-auch-immer" und so weiter. Und alles davon ist gleich Richtig.


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Heizenberch
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26.07.2012 um 23:29
@micheyme
Es gibt keinen "Mittelpunkt". Der Mittelpunkt ist sozusagen überall. Schwer vorzustellen, aber ich glaube, dass Hawking darüber schreibt.


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27.07.2012 um 09:33
@zodiac68
Das Beispiel mit dem Luftballon gefällt mir sehr gut. Ein Bewohner dieses zweidimensionalen Universums würde feststellen, daß alle Galaxien sich voneinander entfernen und würde versuchen den Ausgangspunkt dieser Fluchtbewegung auf der Ballonoberfläche zu finden - natürlich ohne Erfolg - das wahre Zentrum ist ohne 3-dimensionales Vorstellungsvermögen nicht zu finden - es liegt sozusagen "außerhalb" des zweidimensionalen "Ballonuniversums".
Demzufolge könnte man sich auch das Zentrum unseres dreidimensionalen Universums deshalb nicht vorstellen, weil es vielleicht in einer höheren Dimension liegt.

MaTo


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27.07.2012 um 13:58
Das mit der 4. Dimension erzählt man ja schon lange. Die große Frage: Wo soll sie sein??
Manche sehen ja die Zeit als 4. Dimension an, doch das ist eigentlich völlig aus dem Zusammenhang. 3 Dimensionen - XYZ-Achsen, greifbar und überaus reell. Und Zeit - Wie ich schon sagte eigentlich nur ein von Menschen geschaffener Wert um sich seine Welt zu erklären.
Ich glaube nicht, daß man bei dem Ballon-Beispiel die Zeit (zb in der er weiter aufgeblasen wird) als 4. Dimension hernehmen kann. Denn
Mato schrieb:und würde versuchen den Ausgangspunkt dieser Fluchtbewegung auf der Ballonoberfläche zu finden
Dann müßte die Zeit sich irgendwo befinden... Außer auf meiner Kuckucksuhr kann ich sie momentan aber nirgends lokalisieren^^
Sind wir da einer Meinung? Will ja jetzt den Thread nicht zum 4.-Dimensions-Diskussions-Thread ummodeln...


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27.07.2012 um 14:25
@Grymnir
Nach der aktuellen Theorie gibt es kein Zentrum des Universums innerhalb unseres dreidimensionalen Raumes oder anders gesagt, keinen Ort, an dem einmal der Urknall stattfand und von wo sich alles ausdehnte. sondern es gibt nur einen "zeitlichen", nämlich den Zeitpunkt des Urknalls selbst.

Allerdings - wenn das Universum vor 13,7 Milliarden Jahre entstanden ist, dann kann uns maximal Licht erreichen, das 13,7 Milliarden Lichtjahre zurückgelegt hat. Die Teile des Kosmos, von denen aus der Lichtweg zu uns größer ist als das Weltalter multipliziert mit der Lichtgeschwindigkeit, liegen für uns unbeobachtbar hinter dem kosmologischen Horizont ...

MaTo


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27.07.2012 um 14:54
Da die Geschwindigkeit per Definition von der Zeit abhängt, ist die Geschwindigkeit ähnlich nebulös, ebenso richtig und falsch wie der Zeitbegriff. Bei einer so grundsätzlichen Frage, wie die von @micheyme, kann es deshalb nicht schaden, sich ein paar Gedanekn über die Zeit zu machen.

Hier ein, wie ich finde, recht interessanter Beitrag dazu:

http://www.rolf-nemus.de/page/zinzp/buchinhalt_zinzp.html


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27.07.2012 um 21:31
@Mato
Tja, und das ist meiner Meinung nach eigentlich Müll. Es soll den Urknall gegeben haben, aber keinen Ort wo er stattfand?! Die Forscher haben nen tollen Humor. Ich bin sowieso kein Freund der Urknalltheorie. Es heißt doch, daß sich alles vom "Urknallpunkt" wegbewegt, und sich das Universum immer weiter ausdehnt. Aber wie erklären sie dann die Blauverschiebung, die dürfte es ja in dem Falle gar nicht geben?!?


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