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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Frage zur SRT


Marco Polo
07.03.14, 22:50
Hi zusammen,

ich habe mal eine möglicherweise leicht dusselige Frage zur SRT. :o

Beschäftigt mich schon länger. Es heisst doch immer, dass wenn sich zwei Raumfahrer im All mit einer bestimmten Relativgeschwindigkeit begegnen, jeder von beiden behaupten kann, er befände sich in Ruhe.

Bisher habe ich das immer so hingenommen.

Aber in Ruhe zu was? Ist das nicht genauso falsch wie die Annahme einer Absolutgeschwindigkeit, die ja in diesem konkreten Fall Null wäre?

Hmm...

Für Hinweise zur Aufklärung wäre ich dankbar.

Grüsse, MP

Timm
08.03.14, 09:13
Hi Marc,

jeder der beiden inertialen Raumfahrer definiert ein somit inertiales Bezugssystem in dem er ruht. Mehr sehe ich aus Sicht der SRT ("im All"?) da nicht. Aber Du weißt das ja selbst, vielleicht verstehe ich Deine Frage falsch.

Gruß, Timm

Hawkwind
08.03.14, 11:11
Hi zusammen,

ich habe mal eine möglicherweise leicht dusselige Frage zur SRT. :o

Beschäftigt mich schon länger. Es heisst doch immer, dass wenn sich zwei Raumfahrer im All mit einer bestimmten Relativgeschwindigkeit begegnen, jeder von beiden behaupten kann, er befände sich in Ruhe.

Bisher habe ich das immer so hingenommen.

Aber in Ruhe zu was? Ist das nicht genauso falsch wie die Annahme einer Absolutgeschwindigkeit, die ja in diesem konkreten Fall Null wäre?

Hmm...

Für Hinweise zur Aufklärung wäre ich dankbar.

Grüsse, MP

Es geht bei dieser Aussage um das Relativitätsprinzip: jeder von beiden kann behaupten, er sei in Ruhe, da es kein Experiment gibt, das eines der beiden Bezugssysteme vor dem anderen auszeichnet.

Bauhof
08.03.14, 15:00
... ich habe mal eine möglicherweise leicht dusselige Frage zur SRT. :o

Hallo Marc,

Fragen zur SRT sind niemals dusselig.

Es heisst doch immer, dass wenn sich zwei Raumfahrer im All mit einer bestimmten Relativgeschwindigkeit begegnen, jeder von beiden behaupten kann, er befände sich in Ruhe.

Beide Raumfahrzeuge A und B befinden sich im Zustand der gleichförmigen, geradlinigen Bewegung. Warum? Weil der Antrieb abgeschaltet ist. Ob sie nun in Ruhe zu irgendetwas sind, können sie nicht feststellen, weil weit und breit kein anderes Objekt zu sehen ist [1].

Wenn sich nun A und B mit der Relativgeschwindigkeit v begegnen, dann misst A und B den gleichen Wert v. Jeder der beiden Raumfahrer muss seine Geschwindigkeits-Messung aber auf irgendetwas beziehen, nämlich auf ein spezielles Inertialsystem, sein momentanes Ruhsystem. Deshalb können beide behaupten, dass sie sich bei der Messung in Ruhe befunden haben. Aber diese Ruhe ist nur eine relative Ruhe, bezogen auf das momentane Ruhsystem.

M.f.G. Eugen Bauhof

[1] Wenn man mal jetzt von der kosmischen Hintergrundstrahlung absieht.

ghostwhisperer
08.03.14, 18:25
Hi!
Du hattest doch bestimmt mal Koordinatensysteme in Mathe ?
Zeichne auf ein Blatt Papier zwei Kreuzchen und definiere den Abstand der zwei zueinander, von Schnittpunkt zu Schnittpunkt. Jedes definiert sich selbst als Nullpunkt und den Abstand anderer relativ zu sich selbst. Wir sind gewohnt ein globales System zu betrachten, da die unglaubliche Größe der Erde bzw seine Trägheit für uns schlicht "unverrückbar" vorkommt. So wie das elektrische Nullpotential in der Technik als faktisch unveränderlich angenommen wird. Hebe ich ne Hantel an, so drücke ich im Grunde mit derselben Kraft gegen die Erde und habe deswegen einen festen Stand. Wäre die Erde selbst so schwer wie die Hantel wäre ICH das Bezugssystem indem die Summe der Kräfte Null ist und die Erde würde im gleichen Maße - nur mit entgegengesetzter Richtung - weggedrückt wie die Hantel.

Die Relativität -und auch Prinzipien wie Potential-Renormierung- lässt sich im Bild mit den zwei Koordinatensystemen leicht bildlich darstellen. Zeichnen wir mal ne gekrümmte Kurve. Dann kann ich ein Koordinatenkreuz entlang der Kurve beliebig verschieben -> die Koordinaten der Kurve xy(p) sind relativ! Ich kann die Funktion xy(p) durch Hinzufügen von einem x0y0 verschieben, ohne die FORM der Kurve zu verändern.(Dasselbe gilt für Potentiale.)
Dann kann ich durch Drehen des Kreuzes die Anteile x'y'(p) verändern ohne die FORM zu verändern, insbesondere kann ich es so drehen, dass zB x der Tangente der Kurve im entsprechenden Punkt entspricht, d.h. die Steigung ist lokal forttransformierbar. Das entspricht im 4d-Fall einem Boost und bei Gravitation dem freien Fall.
Was ich nicht global wegtransformieren kann ist die FORM im Sinne der zweiten Ableitung x'' der gezeichneten Kurve. Das wäre in der ART die Krümmung der Raumzeit. Hier entspricht dem freien Fall, dass ich nicht ein lineares Koordinatensystem dazuzeichne (mit geraden Achsen), sondern eines dessen FORM der Form der betrachteten Kurve entspricht. Jetzt habe ich die Kurve als Geodäte im gekrümmten K-System!

Man kanns auch so ausdrücken: Das Integral über eine Funktion f(x) liefert zunächst einmal F(x)+C. In der ART muss, zumindest im Prinzip, zur Findung einer Lösung 2mal über das Krümmungs(Tensor)-Feld integriert werden: Int^2(f(x))-> F(x)+C1+C2. Aber die 2.te Ableitung liefert wieder nur f(x) was letztlich nichts anderes heisst, dass nur die Krümmung physikalisch relevant ist. Eichprinzipien sind dem Relativitätsprinzip da sehr ähnlich.
MFG

PS: Man könnte es auch so ausdrücken: Im Grunde sind Koordinatensysteme die Extremstform von Egoisten- sie beziehen alles auf sich selbst. x=0,x'=0,gamma(x)=1, v=0, P(x)=0 usw...

Ich
08.03.14, 19:43
Es heisst doch immer, dass wenn sich zwei Raumfahrer im All mit einer bestimmten Relativgeschwindigkeit begegnen, jeder von beiden behaupten kann, er befände sich in Ruhe.

Einsteins Worte:
Es liege ein Koordinatensystem vor, in welchem die Newtonschen mechanischen Gleichungen gelten. Wir nennen dies Koordinatensystem zur sprachlichen Unterscheidung von spater einzuführenden Koordinatensystemen und zur Prazisierung der Vorstellung das ,,ruhende System".
Das finde ich eigentlich ganz nett ausgedrückt, "zur sprachlichen Unterscheidung" und "zur Präzisierung der Vorstellung". Rein praktische Gründe also, warum man das so sagt, keine tiefere physikalische Bedeutung.

Marco Polo
08.03.14, 20:51
Du hattest doch bestimmt mal Koordinatensysteme in Mathe ?
Zeichne auf ein Blatt Papier zwei Kreuzchen und definiere den Abstand der zwei zueinander, von Schnittpunkt zu Schnittpunkt.

Äh...ja, vielen Dank. Endlich weiss ich was ein Koordinatensystem ist. Ich erinnere mich dunkel, dass mein Matheprofessor diesen Begriff damals mal benutzt hat. ;)

Spass beiseite. Es ging mir lediglich um die angeblich berechtigte Behauptung, sich in Ruhe zu befinden. Wir wissen aber, dass es einen absoluten Zustand der Ruhe nicht gibt. Daher wollte ich diese Begrifflichkeit gerne geklärt haben.

Mir klang diese Behauptung nämlich recht "ätherisch" und möglicherweise ein Überbleibsel der prärelativistischen Physik.

"Ich" hat es imo sehr schön formuliert:

Zitat von A. Einstein Es liege ein Koordinatensystem vor, in welchem die Newtonschen mechanischen Gleichungen gelten. Wir nennen dies Koordinatensystem zur sprachlichen Unterscheidung von spater einzuführenden Koordinatensystemen und zur Prazisierung der Vorstellung das ,,ruhende System".Das finde ich eigentlich ganz nett ausgedrückt, "zur sprachlichen Unterscheidung" und "zur Präzisierung der Vorstellung". Rein praktische Gründe also, warum man das so sagt, keine tiefere physikalische Bedeutung.Aha. Genau darum ging es mir, dass diese Behauptung keine tiefere physikalische Bedeutung haben kann und eher praktische Gründe hat. Es wäre ja sonst auch schlichtweg falsch. Also vielen Dank für die Aufklärung.

Danke auch für die anderen Kommentare.

Grüsse, MP

Marco Polo
09.03.14, 00:28
Fragen zur SRT sind niemals dusselig.

Schön, dass du das so siehst, Eugen. :)

Beide Raumfahrzeuge A und B befinden sich im Zustand der gleichförmigen, geradlinigen Bewegung. Warum? Weil der Antrieb abgeschaltet ist. Ob sie nun in Ruhe zu irgendetwas sind, können sie nicht feststellen, weil weit und breit kein anderes Objekt zu sehen ist [1].So ist es. Es geht aber beim von mir genannten Beispiel um etwas anderes. Und zwar um die Behauptung sich im Zustand der Ruhe zu befinden, und zwar unabhängig von anderen Objekten oder dem Inertialsystem in dem ich mich befinde.

Aus meiner Sicht geht das nur, wenn ich ein absolutes Bezugsystem voraussetze. So wie es beim Äther der Fall wäre. Daher ja auch meine Entscheidung den Thread zu erstellen.

Und siehe da: Einstein führt in gewisser Weise dieses absolute Bezugssystem aus praktischen Gründen ein (natürlich nicht weil er glaubt, dass es ein solches gibt):

Zitat von A. Einstein Es liege ein Koordinatensystem vor, in welchem die Newtonschen mechanischen Gleichungen gelten. Wir nennen dies Koordinatensystem zur sprachlichen Unterscheidung von spater einzuführenden Koordinatensystemen und zur Prazisierung der Vorstellung das ,,ruhende System".Erst wenn das geklärt ist, ist es legitim zu behaupten, man befände sich in Ruhe. Wir haben jetzt nämlich eine Bühne "das ruhende System".

Glücklicherweise hat "Ich" das Einsteinzitat ausgegraben und richtig interpretiert.

Ich setze mal voraus, dass ich Einsteins Zitat und "Ichs" Erklärung dazu ebenfalls richtig interpretiere.

p.s. die Hintergrundstrahlung ist nicht Gegenstand der SRT.


Grüsse, MP

Timm
09.03.14, 10:16
Aus meiner Sicht geht das nur, wenn ich ein absolutes Bezugsystem voraussetze. So wie es beim Äther der Fall wäre. Daher ja auch meine Entscheidung den Thread zu erstellen.

Und siehe da: Einstein führt in gewisser Weise dieses absolute Bezugssystem aus praktischen Gründen ein (natürlich nicht weil er glaubt, dass es ein solches gibt):

Mir ist nicht klar, weshalb man Einsteins "ruhendes System" als absolutes System verstehen sollte. Es ist das System, in dem ein Beobachter ruht, in dem also Kräftefreiheit herrscht, usw. Ein relativ dazu bewegter ebenfalls inertialer Beobachter ruht ebenfalls in seinem System.

Wie schon Hawkwind geschrieben hat, erledigt sich die Absolutheitsfrage durch die Gleichberechtigung der Systeme.

Gruß, Timm

Bauhof
09.03.14, 10:27
So ist es. Es geht aber beim von mir genannten Beispiel um etwas anderes. Und zwar um die Behauptung sich im Zustand der Ruhe zu befinden, und zwar unabhängig von anderen Objekten oder dem Inertialsystem in dem ich mich befinde.

Aus meiner Sicht geht das nur, wenn ich ein absolutes Bezugsystem voraussetze. So wie es beim Äther der Fall wäre. Daher ja auch meine Entscheidung den Thread zu erstellen.

Und siehe da: Einstein führt in gewisser Weise dieses absolute Bezugssystem aus praktischen Gründen ein (natürlich nicht weil er glaubt, dass es ein solches gibt)

Hallo Marc,

ich denke nicht, dass Einstein mit seiner Bemerkung bei diesem Thema ein absolutes Bezugssystem aus praktischen Gründen einführen wollte.

Die oft gelesene Bemerkung, dass jeder der beiden Raumfahrer behaupten könne er befände sich in Ruhe, ist etwas missverständlich. Daher vielleicht auch dein Einwand.

Mit anderen Worten erklärt:
Jedes der beiden Raumfahrzeuge befindet sich nicht in absoluter, sondern in relativer Ruhe zu einem speziellen Intertialsystem, nämlich sein eigenes Ruhe-System. Und diese beiden Ruhe-Systeme bewegen sich relativ zueinander mit der Geschwindigkeit v. Alles klar?

M.f.G. Eugen Bauhof

Marco Polo
09.03.14, 15:21
ich denke nicht, dass Einstein mit seiner Bemerkung bei diesem Thema ein absolutes Bezugssystem aus praktischen Gründen einführen wollte.

Da bin ich mir eben nicht so sicher.

Die oft gelesene Bemerkung, dass jeder der beiden Raumfahrer behaupten könne er befände sich in Ruhe, ist etwas missverständlich. Daher vielleicht auch dein Einwand.Genau.

Jedes der beiden Raumfahrzeuge befindet sich nicht in absoluter, sondern in relativer Ruhe zu einem speziellen Intertialsystem, nämlich sein eigenes Ruhe-System. Und diese beiden Ruhe-Systeme bewegen sich relativ zueinander mit der Geschwindigkeit v. Alles klar?Wenn es so gemeint ist, dann keine Einwände.

Zusammenfassend finde ich die Aussage, dass jeder behaupten kann er befände sich in Ruhe einfach unglücklich, wenn man dabei nicht angibt, zu was man sich in Ruhe befindet.

Hat jemand Quellen, wo auf dieses Thema explizit eingegangen wird?

Grüsse, MP

Bauhof
09.03.14, 16:35
Hat jemand Quellen, wo auf dieses Thema explizit eingegangen wird?

Hallo Marc,

bei Wikipedia wird z.B. auf das Ruhesystem eingegangen (http://de.wikipedia.org/wiki/Ruhesystem). Verständlicher erklärt es m.E. Gottfried Beyvers auf Seite 3 seines Buches [1]:

Da Experimente in allen Inertialsystemen unabhängig von der Geschwindigkeit verlaufen und sich kein solches System durch eine festgelegte Absolutgeschwindigkeit auszeichnet, sind alle Inertialsysteme gleichwertig (äquivalent). Und wenn alle Inertialsysteme äquivalent sind, dann kann sich ein Beobachter in jedem beliebigen Inertialsystem genauso gut als ruhend ansehen. (So wie wir das auf der Erde oft tun, obwohl die Erdoberfläche nicht einmal ein Inertialsystem darstellt.)

Natürlich ist jeder, der sich in bezug auf ein Inertialsystem mit gleichbleibender Geschwindigkeit geradeaus bewegt (und nicht rotiert), selbst wieder ein Teil eines Inertialsystems oder ein Inertialbeobachter.

Vielleicht kann man das Ruhesystem alternativ auch so definieren:
System eines Beobachters, dessen mitgeführte Uhr die Eigenzeit anzeigt.

M.f.G. Eugen Bauhof

[1] Beyvers, Gottfried und Kusch, Elvira
Kleines 1 x 1 der Relativitätstheorie.
(http://www.amazon.de/gp/product/3540852018/sr=1-1/qid=1394378492/ref=olp_product_details?ie=UTF8&me=&qid=1394378492&seller=&sr=1-1)Einsteins Physik mit Mathematik der Mittelstufe.
Berlin 2009. ISBN=978-3-540-85202-5

Marco Polo
09.03.14, 17:01
Danke Eugen.

Das Beispiel mit der Erdoberfläche finde ich aber schlecht gewählt. Denn dort kann ich einem Objekt eine Absolutgeschwindigkeit zuordnen.

Nehmen wir zwei Züge. Der eine fährt mit 10 km/h und der andere steht. Also Null km/h. Das sind beides zwar auch Relativgeschwindigkeiten. Aber das Gleissystem ist hier mein absolutes Bezugssystem.

Im leeren Raum macht diese Angabe wenig Sinn. Da zählt dann nur noch deren Relativgeschwindigkeit von 10 km/h zueinander.

Die Behauptung einer der Zugreisenden, er befände sich in Ruhe, erinnert mich dann genau an dieses absolute Bezugssystem.

Daher meine Bedenken.

Hawkwind
10.03.14, 08:39
Ich verstehe deine Bedenken leider überhaupt nicht.
Du siehst Probleme, ein (Koordinaten-)System zu definieren, in dem du ruhst?

Timm
10.03.14, 08:58
Ich verstehe deine Bedenken leider überhaupt nicht.

Ich auch nicht.

Was auch immer ein absolutes IS auszeichnen würde, befände sich im Widerspruch zur SRT.

Timm
10.03.14, 09:54
Es heisst doch immer, dass wenn sich zwei Raumfahrer im All mit einer bestimmten Relativgeschwindigkeit begegnen, jeder von beiden behaupten kann, er befände sich in Ruhe.

Bisher habe ich das immer so hingenommen.

Aber in Ruhe zu was?
Da Du von "im All" sprichst: Ein Beobachter der das All (idealisiertes FRW-Modell) isotrop sieht, befände sich insofern in einem dadurch (link zur ART)ausgezeichneten lokalen Inertialsystem. Ist es vielleicht das, was Dich beschäftigt, Marc?

Gruß, Timm

Ich
10.03.14, 10:04
Du siehst Probleme, ein (Koordinaten-)System zu definieren, in dem du ruhst?Es geht wohl nur um die Formulierung, etwas sein "in Ruhe". Wenn man von einem Objekt sagt, es ruhe relativ zu einem KS, dann ist der Sinn schon eindeutig und es gibt kein Problem. Wenn man das ohne diesen Zusatz macht oder von einem KS behauptet, es sei "in Ruhe", dann sollte man dazusagen, was man damit meint. Weil "in Ruhe" (ohne "relativ zu...") ja nicht physikalisch definierbar ist.

Marco Polo
10.03.14, 10:09
Es geht wohl nur um die Formulierung, etwas sein "in Ruhe". Wenn man von einem Objekt sagt, es ruhe relativ zu einem KS, dann ist der Sinn schon eindeutig und es gibt kein Problem. Wenn man das ohne diesen Zusatz macht oder von einem KS behauptet, es sei "in Ruhe", dann sollte man dazusagen, was man damit meint. Weil "in Ruhe" (ohne "relativ zu...") ja nicht physikalisch definierbar ist.

Ganz genau darum geht es mir. Um nichts anderes. :-)

Hawkwind
10.03.14, 10:51
relativ zum Beobachter, d.h. wir wählen ein solches Sytem, in dem die Koordinaten des Beobachters konstant sind:
x(t) = const. ==> v(t)=0

Timm
10.03.14, 11:09
Wenn man das ohne diesen Zusatz macht oder von einem KS behauptet, es sei "in Ruhe", dann sollte man dazusagen, was man damit meint. Weil "in Ruhe" (ohne "relativ zu...") ja nicht physikalisch definierbar ist.
Aber "in Ruhe" oder "bewegt" relativ zu ... sind doch nicht Koordinatensysteme, sondern durch Koordinaten beschriebene Objekte. :confused:

Ich
10.03.14, 13:40
Aber "in Ruhe" oder "bewegt" relativ zu ... sind doch nicht Koordinatensysteme, sondern durch Koordinaten beschriebene Objekte. :confused:
Auch Koordinatensystemen, zumindest den IS in der SRT, kann man einen Bewegungszustand zuordnen. OBdA wäre das die Bewegung des Ursprungs, gerne auch als Objekt gedacht.
Wenn das "relativ zu..." fehlt, muss man halt noch dazusagen, wie's gemeint ist.

JoAx
10.03.14, 13:52
Aber "in Ruhe" oder "bewegt" relativ zu ... sind doch nicht Koordinatensysteme, sondern durch Koordinaten beschriebene Objekte. :confused:

Und wenn Koordinatensysteme an Objekte geknüpft sind, dann bewegen sich halt auch Koordinatensysteme. Aber nur, wenn man von einem ausschließlich räumlichen Koordinatensystem redet. Also:


das, was Hawkwind geschrieben hat - x(t)=const.,
das, was Ich von Einstein zitiert hat.

Bauhof
10.03.14, 14:26
Nehmen wir zwei Züge. Der eine fährt mit 10 km/h und der andere steht. Also Null km/h. Das sind beides zwar auch Relativgeschwindigkeiten. Aber das Gleissystem ist hier mein absolutes Bezugssystem.

Hallo Marc,

auch das Gleissystem ist kein absolutes Bezugssystem. Das Gleissystem ist auf der Erde und die Erde dreht sich um die Sonne.

Bei deinem Beispiel steht der Zug A auf dem Gleis. Der erste Beobachter sitzt im Zug A und ruht relativ zu A. Der Zug A ist somit sein Ruhesystem, denn er sieht die Gleise nicht.

Der erste Beobachter in A sieht den Zug B mit v=10 km/h an sich vorbeifahren und denkt, mein Zug steht.

Der zweite Beobachter sitzt im Zug B und ruht relativ zu B. Der Zug B ist somit sein Ruhesystem.

Der zweite Beobachter in B sieht den Zug A mit v=10 km/h an sich vorbeifahren und denkt auch, mein Zug steht, weil er die Gleise nicht sieht.

Beide Beobachter können behaupten, dass sie ruhen und dass sich nur jeweils der andere bewegt. Das ist das Geheimnis des Relativitätsprinzips.

M.f.G. Eugen Bauhof

Marco Polo
10.03.14, 14:37
auch das Gleissystem ist kein absolutes Bezugssystem. Das Gleissystem ist auf der Erde und die Erde dreht sich um die Sonne.

Bei deinem Beispiel steht der Zug A auf dem Gleis. Der erste Beobachter sitzt im Zug A und ruht relativ zu A. Der Zug A ist somit sein Ruhesystem, denn er sieht die Gleise nicht.

Der erste Beobachter in A sieht den Zug B mit v=10 km/h an sich vorbeifahren und denkt, mein Zug steht.

Der zweite Beobachter sitzt im Zug B und ruht relativ zu B. Der Zug B ist somit sein Ruhesystem.

Der zweite Beobachter in B sieht den Zug A mit v=10 km/h an sich vorbeifahren und denkt auch, mein Zug steht, weil er die Gleise nicht sieht.

Beide Beobachter können behaupten, dass sie ruhen und dass sich nur jeweils der andere bewegt. Das ist das Geheimnis des Relativitätsprinzips.

Ich bin aber bei dem Zugbeispiel davon ausgegangen, dass die Gleise sichtbar sind. Und dann ist das Gleissystem ein absolutes Bezugssystem und zwar unabhängig davon, ob die Erde jetzt noch um die Sonne kreist usw..

Bauhof
10.03.14, 15:20
Ich bin aber bei dem Zugbeispiel davon ausgegangen, dass die Gleise sichtbar sind. Und dann ist das Gleissystem ein absolutes Bezugssystem und zwar unabhängig davon, ob die Erde jetzt noch um die Sonne kreist usw..

Hallo Marc,

von der Sichtbarkeit der Gleise musst du abstrahieren. Warum? Weil bei deinem ersten Beispiel mit den zwei Raumfahrzeugen auch keine Gleise vorhanden sind.

Nur dann sind beide Beispiele äquivalent, um dem Geheimnis der Ruhesysteme auf die Spur zu kommen.

M.f.G. Eugen Bauhof

Hawkwind
10.03.14, 16:25
Ich bin aber bei dem Zugbeispiel davon ausgegangen, dass die Gleise sichtbar sind. Und dann ist das Gleissystem ein absolutes Bezugssystem und zwar unabhängig davon, ob die Erde jetzt noch um die Sonne kreist usw..

Ja, das Gleissystem ist eines von vielen möglichen Bezugssystemen.
Deine eigene Nasenspitze ist ja auch sichtbar, wenn sie lang genug ist. Somit hast du schon ein weiteres "absolutes" Bezugssystem.

Was verstehst du denn unter "absolutem Bezugssystem"?

ghostwhisperer
10.03.14, 17:39
Hi!
Wie ich schon sagte sind wir gewohnt ein globales System zu betrachten, da die unglaubliche Größe der Erde bzw seine Trägheit für uns schlicht "unverrückbar" vorkommt.
Gewissermaßen setzt man die Erde als Untergrund - bzw. Bezugsystem - in technischen Fällen unendlich schwer an und deswegen als absolute Bühne des Geschehens. Unsere Altvorderen mussten deswegen durch Anschauung zur Annahme eines absoluten Raumes kommen.

Das All ist aber nunmal leer! Man kann sich an nichts festhalten.
Jedes Staubkorn ist deswegen meine "Bühne".

Meine Lieblingsausdruck :) : Koordinatensysteme sind die Extremstform von Egoisten- sie beziehen alles auf sich selbst.

Aber in einem hast recht MarcoPolo. Man sollte immer angeben auf was man sich bezieht, wenn man von relativer Lage oder Bewegung spricht!

MFG

Marco Polo
10.03.14, 19:15
Bevor ich jetzt anfange Romane zu schreiben habe ich 2 Buchseiten angehängt aus denen hervorgeht, dass das Gleissystem ein absolutes Bezugssystem darstellt und warum.

Grüsse, MP

Marco Polo
10.03.14, 19:32
Was verstehst du denn unter "absolutem Bezugssystem"?

Auch wenn es ihn nicht gibt. Aber z.B. der Äther wäre so ein "absolutes Bezugssystem". Wenn sich nämlich im Äther 2 Raumfahrer begegnen würden, dann könnte man feststellen wer von beiden ruht oder ob überhaupt einer von beiden ruht.

Ohne Äther geht das aber nicht und daher meine Verwirrung bezüglich der Aussage, dass beide Raumfahrer im leeren Raum behaupten können sie befinden sich in Ruhe.

Bei meinem Beispiel mit den Gleisen ersetzt das Gleissystem den Äther. Es geht aber auch ohne Gleise einfach mit Autos und der Erdoberfläche als absolutem Bezugssystem.

Jogi
10.03.14, 21:48
Ohne Äther geht das aber nicht und daher meine Verwirrung bezüglich der Aussage, dass beide Raumfahrer im leeren Raum behaupten können sie befinden sich in Ruhe.

Ja, eben, gerade weil es keinen Äther als absolutes Bezugssystem gibt, kann jeder seinen Zustand als "ruhend" definieren, indem er sein eigenes Koordinatensystem aufspannt, in dem die Relativbewegung der Beiden zur absoluten Bewegung des Anderen wird...
...oder so ähnlich...:o

JoAx
11.03.14, 03:01
Bevor ich jetzt anfange Romane zu schreiben habe ich 2 Buchseiten angehängt aus denen hervorgeht, dass das Gleissystem ein absolutes Bezugssystem darstellt und warum.


Ich habe nicht verstanden, warum das Gleissystem ein absolutes Bezugssystem sein soll. So, wie die Aufgabe gestellt ist, würde jedes beliebige zusätzliche IS, welches alle Züge sehen können, die Aufgabe der Gleise erfüllen. Oder, wenn man den Zügen erlaubt, alle anderen Züge zu sehen, und nicht nur die direkten Nachbarn. Das wird defacto auf der zweiten Seite auch gezeigt.

Irgenwie verstehe ich überhaupt nicht, wozu das mit den Gleisen und dem absoluten BS überhaupt angefangen wurde. Das scheint mir in der Luft zu hängen, so, als ob man den Gedanken nicht zu Ende geführt hat. Gibt es dann noch etwas dazu?

ghostwhisperer
11.03.14, 09:34
Hi! Vielleicht beleuchtet das Effekte der relativen Bewegung:
Ich saß einst auf dem Parkplatz eines Discounters im Auto und wartete.
Plötzlich bekam ich Panik, dachte die Hand-Bremse wär los und trat auf die Fußbremse. Tatsächlich hatte sich mein Auto gar nicht gerührt.
Stattdessen hatte das Auto neben meinem ausgeparkt.
Aber mein Auge war so auf das Nachbar-Auto fixiert -bezog sich auf es sozusagen!-, dass ich es nicht vorwärts fahren sah, sondern mein Auto rückwärts.
Tja Relativität

JoAx
11.03.14, 10:08
Plötzlich bekam ich Panik, ...

Ja, das ist mir mehr als ein Mal in den Zügen passiert. (Ohne der Panik, versteht sich. :D )

Marco Polo
11.03.14, 11:25
Irgenwie verstehe ich überhaupt nicht, wozu das mit den Gleisen und dem absoluten BS überhaupt angefangen wurde. Das scheint mir in der Luft zu hängen, so, als ob man den Gedanken nicht zu Ende geführt hat. Gibt es dann noch etwas dazu?

Dann hole ich nochmal kurz aus:

Wir wissen vom speziellen Relativitätsprinzip, dass die Begriffe "Ruhe" und "Bewegung" immer relativ (zueinander bzw. zu Inertialsystemen) zu verstehen sind.

Es muss dabei aber stets angegeben werden, worauf genau sich diese Begriffe beziehen. Also z.B. Ruhe in Bezug auf was?

Tu ich das nicht, dann werde ich unpräzise.

So geschehen in der Behauptung der beiden Raumfahrer im leeren Raum, sie befinden sich in Ruhe.

Hier vermisse ich die Angabe in Ruhe zu was? Etwa zu einem Äther? Das wäre Wasser auf die Mühlen der Ätheranhänger zu denen ich mich übrigens nicht zähle.

Aber dieser Äther wäre so ein absolutes Bezugssystem. Deswegen hatte ich das Zugbeispiel mit den Gleisen gebracht um ein weiteres Beispiel eines absoluten Bezugssystems diesmal ohne Äther zu bringen.

Im Übrigen kann ich jedes Bezugssystem zum absoluten Bezugssystem erheben an dem sich alle orientieren. Es müssen sich halt nur alle einig sein, welches das absolute Bezugssystem ist. Das ist die Voraussetzung.

So können wir z.B. das Gleissystem zum absoluten Bezugssystem erheben, wenn sich alle Zugbegleiter darüber einig sind welches das absolute Bezugssystem ist und die Gleise zudem für jeden sichtbar sind. Oder die Erdoberfläche. Die ginge auch. Oder das Sonnensystem oder die Milchstrassengalaxie usw..

Abschliessend: Ich möchte weder Äther noch absolute Bezugssysteme einführen aber darauf hinweisen, dass Wischi Waschi Aussagen al la "jeder von beiden kann behaupten er befände sich in Ruhe" leicht missverstanden werden können und möglicherweise dazu führen, dass der eine oder andere an einen Zustand der absoluten Ruhe glaubt wie es bei Anwesenheit eines absoluten Bezugssystems, wie z.B. dem Äther der Fall wäre.

Also bei der Angabe "ich befinde mich in Ruhe" bitte angeben in Bezug auf was man sich in Ruhe befindet. Um mehr geht es mir nicht.

Grüsse, MP

Bauhof
11.03.14, 11:54
Also bei der Angabe "ich befinde mich in Ruhe" bitte angeben in Bezug auf was man sich in Ruhe befindet. Um mehr geht es mir nicht.

Hallo Marc,

richtig, aber das hatte ich bereits hier (http://www.quanten.de/forum/showpost.php5?p=74972&postcount=4) mitgeteilt:

Wenn sich nun A und B mit der Relativgeschwindigkeit v begegnen, dann misst A und B den gleichen Wert v. Jeder der beiden Raumfahrer muss seine Geschwindigkeits-Messung aber auf irgendetwas beziehen, nämlich auf ein spezielles Inertialsystem, sein momentanes Ruhsystem. Deshalb können beide behaupten, dass sie sich bei der Messung in Ruhe befunden haben. Aber diese Ruhe ist nur eine relative Ruhe, bezogen auf das momentane Ruhsystem.

Und dazu hast du mir zugestimmt, denke ich jedenfalls. Damit ist wohl alles geklärt.

M.f.G. Eugen Bauhof

Marco Polo
11.03.14, 11:57
Und dazu hast du mir zugestimmt, denke ich jedenfalls. Damit ist wohl alles geklärt.

Sehe ich auch so, Eugen.

JoAx
11.03.14, 12:21
Wir wissen vom speziellen Relativitätsprinzip, dass die Begriffe "Ruhe" und "Bewegung" immer relativ (zueinander bzw. zu Inertialsystemen) zu verstehen sind.

Es muss dabei aber stets angegeben werden, worauf genau sich diese Begriffe beziehen. Also z.B. Ruhe in Bezug auf was?

Tu ich das nicht, dann werde ich unpräzise.

So geschehen in der Behauptung der beiden Raumfahrer im leeren Raum, sie befinden sich in Ruhe.


Jein. Es gibt halt viele, die Ruhe als etwas absolutes verstehen. "Entweder das Ding ruht, oder es bewegt sich." Das erkennt man aus dem Gesamtkontext. In dem Fall muss man nachhacken - "relativ zu was ruht denn das Ding". Wenn du aber begreifst, dass Ruhe nur ein Spezialfall der (unbeschleunigten) Bewegung ist (v=const=0), dass man unendlich viele IS-e definieren kann, unter denen es dann halt auch ein IS gibt, in dem man ruht, dann ist da nichts unpräzises dabei. "Raumfahrer befindet sich in Ruhe" heisst dann einfach, der bewegt sich inertial, unbeschleunigt. Dass man unbeschleunigt ist, kann man lokal feststellen, denke dabei an den Aufzug, und was man fühlt, wenn dieser beschleunigt.

Also -


Das wäre Wasser auf die Mühlen der Ätheranhänger


irgendwie auch nicht. :)
Also - wenn aus dem Kontext klar ist, dass der Autor die Ruhe nicht als etwas absolutes versteht, dann sehe ich kein Problem darin, wenn die Angabe - relativ zu was ruht das Ding - fehlt.


Aber dieser Äther wäre so ein absolutes Bezugssystem. Deswegen hatte ich das Zugbeispiel mit den Gleisen gebracht um ein weiteres Beispiel eines absoluten Bezugssystems diesmal ohne Äther zu bringen.


Ich verstehe aber immer noch nicht (= kann dem Autor da nicht folgen), warum Gleise ein absolutes BS sein soll. :confused:


Im Übrigen kann ich jedes Bezugssystem zum absoluten Bezugssystem erheben an dem sich alle orientieren. Es müssen sich halt nur alle einig sein, welches das absolute Bezugssystem ist. Das ist die Voraussetzung.


So ein Ding ist aber kein absolutes BS, sondern ein Referenzsystem. So, wie man sich darüber geeinigt hat, dass der Nullmeridian über Greenwich verläuft. Macht es Greenwich geografisch gesehen zu etwas besonderem? Nein. Nicht im geringsten. Das ist eine willkürliche Vereinbarung.


"jeder von beiden kann behaupten er befände sich in Ruhe" leicht missverstanden werden können und möglicherweise dazu führen, dass der eine oder andere an einen Zustand der absoluten Ruhe glaubt


Wenn es dazu kommt, dann muss der "eine oder andere" halt noch 'ne Weile nachgrübeln. v=0 ist auch eine Geschwindigkeit. :D

Marco Polo
11.03.14, 13:07
Also - wenn aus dem Kontext klar ist, dass der Autor die Ruhe nicht als etwas absolutes versteht, dann sehe ich kein Problem darin, wenn die Angabe - relativ zu was ruht das Ding - fehlt.

Korrekt. Wird das aber aus dem Kontext heraus nicht klar, dann greift mein Einwand.

Ich verstehe aber immer noch nicht (= kann dem Autor da nicht folgen), warum Gleise ein absolutes BS sein soll. :confused: Ganz einfach. Wenn man die Gleise sehen kann ist das wie beim Äther. Ohne zweiten Zug kann ich für einen einzelnen Zug angeben, dass er sich mit der Geschwindigkeit + 10 km/h in Westrichtung bewegt.

Versuch das mal im leeren Raum. Da kann ich einem Raumschiff keine Geschwindigkeit zuordnen. Also nix mit + 10 km/h in Westrichtung. Ich brauche ein zweites Raumschiff und kann dann deren Relativgeschwindigkeit zueinander angeben.

Das hat der Autor imho absolut korrekt und nachvollziehbar erklärt.

JoAx
11.03.14, 13:35
Ganz einfach. Wenn man die Gleise sehen kann ist das wie beim Äther. Ohne zweiten Zug kann ich für einen einzelnen Zug angeben, dass er sich mit der Geschwindigkeit + 10 km/h in Westrichtung bewegt.

Versuch das mal im leeren Raum. Da kann ich einem Raumschiff keine Geschwindigkeit zuordnen. Also nix mit + 10 km/h in Westrichtung. Ich brauche ein zweites Raumschiff und kann dann deren Relativgeschwindigkeit zueinander angeben.


Sehe ich nicht ein, MP.

Die Gleise an sich stellen ein IS dar. Um also "im leeren Raum" zur gleichen Ausgangslage zu kommen = die Aufgabe dort im selben "Algorithmus" zu formulieren, muss man auch dort zu allererst ein IS definieren, relativ zu dem dann die Geschwindigkeiten (+10km/h, -20km/h) der Züge angegeben werden. Na und? Was hat das mit Äther zu tun?

JoAx
11.03.14, 13:50
Vlt. so:

Eigentlich müsste man in der Aufgabenstellung aus dem Buch nicht einfach die Geschwindigkeit der Züge angeben, sondern "relativ zu Gleisen" dazu schreiben. Das wird aber in der Regel nicht gemacht, denn es ist wohl jedem klar, dass das gemeint ist. Dass wenn die Geschwindigkeiten von Autos, Zügen, Flugzeugen, usw. angegeben werden, dass die Erdoberfläche als das (Referenz-) Bezugssystem gemeint ist. Das hat aber keine tiefere (Äther-) Bedeutung.

ghostwhisperer
11.03.14, 14:07
Betrachte doch die Gleise als sichtbaren Teil eines (Jogging) Laufbands :)
Wenn das Laufband aktiv ist, misst zwar Zug A zu Zug B die Geschwindigkeit v (alle Gleise sind Teil des selben Laufbands), aber der Typ am Bahnhof (der nicht auf dem Laufband sondern auf der Erde fixiert ist) misst V'=V+Vband und zwar für ALLE Züge.

Wenn ich Laufe habe ich ja auch zum Beispiel 7,5km/h relativ zum Laufband. Aber das Laufband hat gleichzeitig -7,5 km/h relativ zur Halle und ich knalle NICHT irgendwann gegen die Wand der Sporthalle.

Die Gleise sind ein Bezugssystem aber bestimmt kein absolutes. Dazu müssten sie auf das Universum als Ganzes bezogen in Ruhe sein.. oder so ähnlich.
MFG

Bauhof
11.03.14, 14:09
Ich verstehe aber immer noch nicht (= kann dem Autor da nicht folgen), warum Gleise ein absolutes BS sein soll. :confused:

Hallo Johann,

ich vermute, dass sich da Marc nur missverständlich ausgedrückt hat. Er meint mit "absolutes Bezugssystem" vielleicht in Wirklichkeit ein "handgreifliches Bezugssystem", denn die Gleise sind natürlich kein absolutes Bezugssystem.

Vielleicht kann Franz Embacher etwas zur Entwirrung beitragen. Er schreibt in Das Kreuz mit den Inertialsystemen (http://homepage.univie.ac.at/Franz.Embacher/SRT/Inertialsystem.html)zum Ruhesystem folgendes:

Ist ein Bezugssystem festgelegt, und bewegt sich ein Teilchen so, dass sich die drei Ortskoordinaten im Laufe der Bewegung nicht ändern (d.h. für alle Werte der Zeitkoordinate gleich sind), so können wir sagen, dass das Teilchen in dem (oder gegenüber dem) verwendeten Bezugssystem in Ruhe ist − andernfalls werden wir sagen, dass sich das Teilchen in dem (oder gegenüber dem) verwendeten Bezugssystem bewegt.

Die Begriffe Ruhe und Bewegung werden hier nur hinsichtlich eines Bezugssystems verwendet und drücken nichts über den tatsächlichen physikalischen Bewegungszustand des Teilchens aus.

In den Beispielen von Marc realisiert sich das 'handgreifliche' Ruhesystem für den Raumfahrer durch sein Raumfahrzeug und für den Zugreisenden realisiert sich das 'handgreifliche' Ruhesystem durch den Zug.

M.f.G. Eugen Bauhof

Marco Polo
11.03.14, 18:18
Die Gleise sind ein Bezugssystem aber bestimmt kein absolutes.

Doch. Ich kann sie im Gedankenbeispiel ohne weiteres in diesen Rang erheben.

Dazu müssten sie auf das Universum als Ganzes bezogen in Ruhe sein.. oder so ähnlich

Das sind sie in dem Gedankenbeispiel ja auch. Sie sollen der Ersatz für den Äther sein.

Wir können die Gleise auch weglassen und die Züge oder von mir aus Raumschiffe durch den mit Äther gefüllten Raum fliegen lassen.

Die Aussage bzw. die Ergebnisse blieben die gleichen. Nämlich dass ich einem einzelnen Raumschiff jetzt eine Absolutgeschwindigkeit zuordnen kann. Beispielsweise 10 km/h relativ zum Medium Äther. Ruht es im Äther, dann hat es einen absoluten Ruhezustand.

Mein Einwand war ja, dass wenn beide Raumfahrer behaupten können, sie befänden sich in Ruhe, mancheiner dann irrtümlicher Weise davon ausgehen könnte, dass damit dieser absolute Ruhezustand gemeint sein könnte, was selbstverständlich vollkommen falsch wäre.

Gruss, MP

Jogi
11.03.14, 19:55
Mein Einwand war ja, dass wenn beide Raumfahrer behaupten können, sie befänden sich in Ruhe, mancheiner dann irrtümlicher Weise davon ausgehen könnte, dass damit dieser absolute Ruhezustand gemeint sein könnte, was selbstverständlich vollkommen falsch wäre.


Diese Erkenntnis ist ja nun nicht gerade neu, wir erleben diese Irrungen und Wirrungen doch schon seit gefühlten 110 Jahren...
...und wahrscheinlich auch noch weitere tausend Jahre.

Ich sag's nochmal: Gäbe es einen Äther im Sinne eines absoluten Bezugsystems im Universum, dann könnte maximal einer der Raumfahrer sich als ruhend bezeichnen.

Is aber nich.

Timm
11.03.14, 21:38
Mein Einwand war ja, dass wenn beide Raumfahrer behaupten können, sie befänden sich in Ruhe, mancheiner dann irrtümlicher Weise davon ausgehen könnte, dass damit dieser absolute Ruhezustand gemeint sein könnte, was selbstverständlich vollkommen falsch wäre.


Das heißt aber doch, daß Dein Einwand auf einen Raumfahrer, der die SRT kennt, nicht zutrifft, oder?

Gruß, Timm

Marco Polo
12.03.14, 19:39
Das heißt aber doch, daß Dein Einwand auf einen Raumfahrer, der die SRT kennt, nicht zutrifft, oder?

Natürlich. Allerdings galt mein Einwand nicht einem der Raumfahrer. Mit "mancheiner" meinte ich einen unbedarften Leser.

Grüsse, MP

Marco Polo
12.03.14, 19:46
Diese Erkenntnis ist ja nun nicht gerade neu, wir erleben diese Irrungen und Wirrungen doch schon seit gefühlten 110 Jahren...
...und wahrscheinlich auch noch weitere tausend Jahre.

Um ehrlich zu sein bin ich auch nicht davon ausgegangen, hier einem etwaigen Fehler auf die Schliche gekommen zu sein, der seit 110 Jahren unentdeckt blieb. :)

Timm
12.03.14, 19:57
Natürlich. Allerdings galt mein Einwand nicht einem der Raumfahrer. Mit "mancheiner" meinte ich einen unbedarften Leser.


Na, dann dämmert mir wenn auch spät das Motiv für diesen Thread. :)

Jogi
12.03.14, 22:24
Um ehrlich zu sein bin ich auch nicht davon ausgegangen, hier einem etwaigen Fehler auf die Schliche gekommen zu sein, der seit 110 Jahren unentdeckt blieb. :)
Na, dann darf ich jetzt auch mal ganz mutig Einstein zitieren:
„Die Einführung eines »Lichtäthers« wird sich insofern als überflüssig erweisen, als nach der zu entwickelnden Auffassung weder ein mit besonderen Eigenschaften ausgestatteter »absoluter Raum« eingeführt, noch einem Punkte des leeren Raumes, in welchem elektromagnetische Prozesse stattfinden, ein Geschwindigkeitsvektor zugeordnet wird.“
Präzisierend folgte dann später:
„Indessen lehrt ein genaueres Nachdenken, daß diese Leugnung des Äthers nicht notwendig durch das spezielle Relativitätsprinzip gefordert wird. […] Nach der allgemeinen Relativitätstheorie ist der Raum mit physikalischen Qualitäten ausgestattet; es existiert also in diesem Sinne ein Äther. Gemäß der allgemeinen Relativitätstheorie ist ein Raum ohne Äther undenkbar; denn in einem solchen gäbe es nicht nur keine Lichtfortpflanzung, sondern auch keine Existenzmöglichkeit von Maßstäben und Uhren, also auch keine räumlich-zeitlichen Entfernungen im Sinne der Physik. Dieser Äther darf aber nicht mit der für ponderable Medien charakteristischen Eigenschaft ausgestattet gedacht werden, aus durch die Zeit verfolgbaren Teilen zu bestehen; der Bewegungsbegriff darf auf ihn nicht angewendet werden.“
Genial.

Immer wieder kommt die Frage: "Was ist Raum, woraus besteht er?"
- Raum ist...
...nichts...
...jedenfalls nichts, was sich mit unseren Vorstellungen von physischer Existenz beschreiben ließe.
Und dennoch beherbergt er alles was "ist".

(Zu Selbstzweifeln neigenden Gemütern sei an dieser Stelle von weiterem Nachdenken über die Thematik abgeraten.
Wer jedoch von der endgültigen Richtigkeit seiner Ansichten überzeugt ist, dem sei Zurückhaltung empfohlen...:D )

Bauhof
13.03.14, 10:06
Na, dann darf ich jetzt auch mal ganz mutig Einstein zitieren:
[...]
Präzisierend folgte dann später:

Dieser Äther darf aber nicht mit der für ponderable Medien charakteristischen Eigenschaft ausgestattet gedacht werden, aus durch die Zeit verfolgbaren Teilen zu bestehen; der Bewegungsbegriff darf auf ihn nicht angewendet werden.

Dies trifft genau den Punkt unseres Themas, deshalb habe ich diese Bemerkung von Einstein hervorgehoben.

Zu Selbstzweifeln neigenden Gemütern sei an dieser Stelle von weiterem Nachdenken über die Thematik abgeraten.

Das sehe ich genau so... ;)

M.f.G. Eugen Bauhof