AW: Experimentelle Bestätigungen der Längenkontraktion
 

Hallo rafiti,

Ja, das ist ungefähr die Wellenlänge, die man von der Erde aus und auf der Erde messen kann.
Der Raumfahrer -während dem Flug- zählt nur die Frequenz in seinem "Sekundenfenster" und benutzt sein Wissen über die ursprünglich gemessene Wellenlänge. (gemessener Wert minus klassisch-berechneter Wert = rel. Effekt)
Deine relativistische Berechnung ist bestimmt richtig. Auf die genauen Werte kommt es aber nicht an, -es geht um's Prinzip. Das Verfahren, bei dem man klassische und relativistische Berechnungen vermischt, ist bestimmt kritikwürdig.
Deshalb habe ich auch ein Verfahren aufgezeigt, bei dem man auf nichtrelativistische Rechnungen komplett verzichten kann.

mfg
quick

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Hallo Marco Polo,

Die Experimente in dem Link sind die Grundlage, auf die ich meine Argumente stütze. Insbesondere das Experiment von Saathoff ab Seite 13. Da dieses Experiment ausdrücklich die SRT bestätigen möchte und dies auch hervorragend zeigt, ist es für unsere Diskussion besonders geeignet.
D.h., wir brauchen nicht mehr darüber zu diskutieren, wer nun die richtige Sichtweise hat, wir können uns auf die interessanten Teilergebnisse dieses Experiments konzentrieren.

Auf Seite 16 ist das Prinzip des Experiments abgebildet. Hier mußt Du nur gedanklich die beiden Laser ersetzt denken durch die Maser von A.C. und Erde, sowie das Lithiumatom durch den Raumfahrer quick. (*s. Nachtrag)
Im Saathoff-Experiment kommt eine sogenannte Doppler-freie Technik zum Einsatz. D.h. der zu erwartende Dopplereffekt wird durch entsprechende Frequenzverschiebung bei den Lasern (vom Experimentator) ausgeglichen.
In meinem Scenario können diese Frequenzverschiebungen (in diesem Fall von H-Masern) aber im Raumschiff gemessen werden.
Bei Saathoffs Experiment ist mir zum ersten Mal aufgefallen, dass das Produkt der beiden Laserfrequenzen aus Sicht des Ions eine geschwindigkeitsunabhängige Frequenz² ergibt.

Saathoff schreibt in seiner Doktorarbeit: "Thus, for Special Relativity the square of the ions’ rest frame frequency equals the product of the two laser frequencies independently of the ion velocity ß=v/c.
Essential for this velocity independence are the counterpropagating directions of the two laser beams."

In meine "Sprache" übersetzt heißt das nichts anderes, als dass man hiermit ein "Eichwerkzeug" hat, um den Gang der eigenen Uhr (die Quick'sche Uhr:D ) zu kontrollieren.

Auf Seite 21 des Links sind die Resultate mit zwei verschiedenen ß-Werten zusammengefasst.

Du gehst in Deinem Beitrag ausführlich auf den allgemeinen Dopplereffekt ein.
Klar rechnen/publizieren Physiker mit dem allgemeinen Dopplereffekt. Man will sich ja keine Blöße geben. Er muß in diesen Berechnungen nur wegen den experimentellen Einschränkungen angewandt werden. Dies ist also kein Argument gegen meine Behauptung.
Wenn die "Lichter" angehen, kann unter Berufung auf die SRT keiner mehr behaupten, er wüßte von nichts! :p

mfg
quick

*Nachtrag: Dies soll nicht heißen, dass quick auf Atomgröße schrumpfen muß, -gemeint ist damit das Raumschiff mit quick samt Laborequipment.

AW: Experimentelle Bestätigungen der Längenkontraktion
 

Hallo quick,


Dein Experiment bzw Verfahren habe ich noch nicht ganz verstanden.

Was ist sein "Sekundenfenster" bzw. wie lang dauert diese Sekunde? Ist das eine normale Sekunde auf seiner Uhr?
Wie geht das Verfahren komplett ohne relativistische Berechnungen?
Was ist eine "ion's rest frame frenquency"? Wenn es die Frenquenz sein soll, wieso schreibt er da nicht einfach "ion's frenquency" hin. Auf Seite 10 bei deinem Link steht, dass die Frenquenz einer sich bewegenden atomaren Lichtquelle durch den Faktor (1-v^2/c^2)^1/2 verändert wird, und ist somit geschwindigkeitsabhängig.

gruss
rafiti

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Hallo quick,

wie ich sehe, rechnen Ives und Stilwell mit dem longitudinalen Dopplereffekt, also wenn sich Sender und Empfänger auf einer Geraden bewegen. Aber das nur nebenbei.

Ich bin auch der Meinung, dass das Experiment in etwa unserem Beispiel entspricht. Aber nur in etwa. Es werden Lithium-Ionen auf die Reise geschickt und mit Lasern aus zwei entgegengesetzten Richtungen auf ihren optischen Resonanzen angeregt.

Diese sehr scharfen optischen Resonanzen funktionieren wie Atomuhren, die sich mit den Ionen bewegen.

Die Frequenzen werden dann mit einem Frequenzkamm gemessen.

Du hast also die Resonanzen, die als Atomuhr fungieren und hast damit die Eigenzeit des Systems "Ionen". Du hast zudem die Relativgeschwindigkeit des Systems "Ionen" zum Laborsystem und zu den Laserquellen. Über den Frequenzkamm hast du zudem die unterschiedlichen Frequenzen.

Mittels der Dopplerformel, zu der du ja dann alle Angaben zusammen hast, wird dann die Zeitdilatation überprüft.

Gemessen wird aber vom Laborsystem aus. Das wäre dann in unserem Beispiel mit den Masern ein zusätzlicher Beobachter, der zwischen Erde und Alpha Centauri ruht.

Also tut mir leid. Ich kann immer noch keine Bestätigung für deine Aussage erkennen.

Zum Saathoff-Experiment komme ich dann später, wenn ich mich eingelesen habe. Im Moment bin ich dazu zu faul. :o Dauert aber hoffentlich nicht allzu lange an.

Grüssle,

Marco Polo

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Hallo rafiti,

Mit "Sekundenfenster" meine ich die Dauer für 1,6 Giga-Schwingungen des H-Masers an Bord des Raumschiffs, so wie sie der Kommandant von seinem Frequenzzähler erfährt. Diese Sekunde ist für den Kommandant "normal", sie ist aber wegen der Zeitdilatation bei höheren Relativgeschwindigkeiten im Vergleich zur Erdsekunde gedehnt.
Also nochmal: Der Kommandant stellt sich dumm und rechnet ganz klassisch.
Schau Dir dafür nochmal den "klassischen" Dopplereffekt an.
http://www.quantenwiki.de/w/images/m...b05cfae082.png
Dass hier bei der Herleitung von einem Medium die Rede ist, braucht Dich nicht zu stören. (Der klassische ist nur der Grenzfall des relativistischen Dopplereffekts.)
Er geht von einem konstanten Abstand Erde zu Alpha Centauri aus und betrachtet sich ab dem Start als bewegter Empfänger der Signale von Erde und A.C.
Seine klassische Vorabrechnung trägt er als blauen Strich in dieses Diagramm ein.
http://www.quantenwiki.de/w/images/6...empfaenger.gif
Nun macht er sich nach dem Start ans Frequenzzählen. Der linken Diagrammhälfte kann er das zuordnen, was er aus Richtung Erde empfängt, der rechten Hälfte das was von A.C. kommt, jeweils bezogen auf die Frequenz seines Masers an Bord. Spätestens wenn (von seinem Raumschiff aus) die Blauverschiebung größer als die Rotverschiebung gemessen wird, muß er von relativistischen Effekten ausgehen. Soweit war alles nichtrelativistisch.

Die rote Kurve in dem Diagramm erhält er natürlich nur, wenn er seine tatsächliche Relativgeschwindigkeit anhand der relativistischen Dopplerformel errechnet.
Er spezifiziert damit gleichzeitig das Bezugssystem, - die Frequenz im Ruhesystem des Ions.
Stimmt, dieser Gammafaktor wirkt aber sowohl in Bewegungsrichtung als auch entgegen der Bewegungsrichtung, mit der Folge, dass er bei der Produktbildung der rot- und blauverschobenen Frequenzen verschwindet.
Entsprechendes gilt bei einem Lichtempfänger.

f(a) = Gamma*(1 + ß)* f(0)
f(p) = Gamma*(1 - ß)* f(0)
(anstatt mit nü habe ich hier die Frequenz mit f abgekürzt)
Gamma* Gamma = 1/((1+ß)(1-ß))
--> f(a)*f(p) = f(0)²

Alles klar?

mfg
quick

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Hallo Marco Polo,

bin weitgehend einverstanden mit dem, was Du sagst....,
(Nebenbei, das Experiment mit den Li-Ionen ist von Saathoff!)

aber:
Hier irrst Du.

Das Laborsystem ist in meinem Scenario
Maser(A.C.)...Raumschiff(Maser,Messgeräte)....Mas er(Erde)
entsprechend Saathoffs Experiment
ArgonLaser....Li-Ion(548,5 nm-Übergang,Meßgeräte)....JodLaser

Wie weit die Laser oder Maser voneinander weg sind, ist im Prinzip egal.
Die eigentlichen Beobachter sind die Meßgeräte, der menschliche Versuchsleiter ist nur Ableser dessen, was diese registrieren. Der Mensch ist bei der Auswertung der erhaltenen Messwerte zeitlich und örtlich fei.

Du willst Dich ja noch etwas näher mit dem Saathoff-Experiment befassen.
Ich greif mal etwas vorweg...
Die extrem genaue Messung von ihm wird durch das Auftreten eines sogen. Lamb-Dips erreicht. Dies ist ein scharfer Einbruch der Fluoreszenz-Intensität, wenn die Resonanzbedingung f(a)*f(p) = f(0)² erreicht ist. Dies hat mit dem Sättigungsverhalten der Li-Ionen zu tun, die genau der zugehörigen Gescheindigkeitsklasse angehören.
Das Problem der unterschiedlichen Geschwindigkeitsklassen entfällt in meinem Scenario natürlich komplett. Von daher sollte es theoretisch mit ähnlicher Genauigkeit funktionieren.

mfg
quick

PS:
Zum Einlesen:D
s. auch weiterführende Links, u.a. Dissertation

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Nicht ganz, der Kommandant rechnet klassisch aus und kommt bei 0,5c auf 2,4GHZ und 0,8GHZ, das sind 1,92^2GHZ laut Formel, wurzel daraus sind 1,38GHZ, differenz sind 214.359.353 Hz, * 0,21 m/s sind etwa 45.015 Km/s, 1/3 von c etwa, und jetzt? bzw. wie rechnet er da?

gruss
rafiti

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Hi Marco,

wenn ich was von dir lese, mit dem ich nicht einverstanden bin, melde ich mich. Bei dir immer ...

Allerdings lese ich längst nicht alles, sondern nur einen Bruchteil. Viele Threads sind leider für mich unüberschaubar geworden und haben mit dem eigentlichen Thema meist längst nichts mehr zu tun. So ist es kaum noch möglich zu sagen, was interessiert ... und so verzichte ich meist.

Gruß,
Uli

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Hallo rafiti,

Garnicht! Er macht einen dicken Strich durch die Rechnung.:)
.... muß überlegen, was er überhaupt will.
Ihm wird schnell klar, dass er in die "Resonanzbedingung" f(a)*f(p) = f(0)² nur selbst gezählte/gemessene Frequenzen eintragen darf.
Klassisch berechnet sollten sich die Stärke der Rot- und Blauverschiebung aufheben (gerade blaue Linie in der Grafik). Beobachten kann er aber immer nur zwei einzelne Werte auf der roten Kurve. Er rechnet: "beobachtete erhöhte Frequenz" minus "1,6 Ghz" geteilt durch "1,6Ghz" minus "beobachtete erniedrigte Frequenz" und stellt fest, dass das Verhältnis umsomehr von 1 abweicht, je schneller er wird und auch dann noch von 1 abweicht, wenn er nicht mehr beschleunigt. Klassisch kann er sich das nicht mehr erklären.

mfg
quick

AW: Experimentelle Bestätigungen der Längenkontraktion
 

Unverschämtheit :) . Nein, im Ernst. Gemessen wird doch imho mit dem Frequenzkamm? Und wo befindet der sich? Der kann sich ja wohl schlecht mit den Lithium-Ionen mitbewegen. Befindet sich der Frequenzkamm denn nicht im Laborsystem?

Ich hab den ganzen Versuchsaufbau eh noch net so recht geblickt. Dazu fehlen einfach detailliertere Informationen.

Aber selbst wenn es so wäre wie du sagst, wäre das noch lange kein Ausschlusskriterium für die Invarianz der Eigenzeit, denn es dürfte klar sein, dass man die Eigenzeit problemlos mit den unterschiedlichen gemessenen Frequenzen ins Verhältnis setzen kann. Von welchem Bezugssystem ich aus rechne spielt dabei keine Rolle, da ja kein Bezugssystem vor dem anderen ausgezeichnet ist. Die Rechnungen unterscheiden sich zwar, lassen aber dennoch Schlüsse über die Richtigkeit/Genauigkeit der Zeitdilatation zu und um mehr geht es hier ja nicht.

Wo ist denn jetzt eigentlich der maßgebliche Unterschied zwischen dem Ives-Stilwell-Experiment und dem von Saathoff?

Grüssle,

Marco Polo

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Hallo Marco Polo,

Im ursprünglichen Experiment von Saathoff gab es keinen Frequenzkamm. Ich glaube, der war damals noch in "Hänsch-Händen".

Du mußt unbedingt das Prinzip der Dopplerfreien Technik verstehen.
Die Frequenzen der kolinear eingestellten Laser zum Li-Ion werden (zwar im Laborsystem) so justiert, dass das Ion sie aufgrund seiner Geschwindigkeit und Zeitdilatation nicht mehr unterscheiden kann, -sie wie die eine Übergangsfrequenz sieht. Die zwei Laserstrahlen werden über Glasfaserkabel zugeleitet, die Laser selbst stehen 20m weiter im Nebenraum.
Man mißt durch ein Fenster im Beschleunigerrring, an einer Stelle, wo das Li-Ion in Richtung der kolinearen Laserstrahlen saust dann nicht mehr die Frequenzen, sondern lediglich diesen "Lambs-Dip", der durch Sättigungseffekt zustandekommt.

Im Raumschiff wäre die Situation genau umgekehrt. Zwei Frequenzzähler müßten zunächst mit dem bordeigenen Maser justiert werden und dann aber so dejustiert werden, dass sie jeweils mit Erd- und A.C.-Signalen übereinstimmen. Das ergibt zwei neue Frequenzen. Soweit nichts Neues/Umwerfendes.
Nun ergibt aber die Wurzel aus dem Produkt dieser zwei Frequenzen (nach relativistischer Rechnung!) eine Frequenz, die geschwindigkeitsunabhängig ist. - Da geschwindigkeitsunabhängig, unterliegt sie logischerweise auch nicht mehr der Zeitdilatation und ist ein prächtiger Bezug für den bordeigenen Maser (=Uhr), der damit ständig aufzeigt, wieviel langsamer man altert.;)

Ein eventuell vorhandener Zwillingsbruder auf der Erde wäre überrascht, wenn es gar keines Uhrenvergleichs bedarf.:)

Gib zu, das hört sich doch schon etwas anders an, als Deine bisherigen Statements.

Auf den Unterschied möchte ich garnicht so sehr eingehen. (Habe die Originalveröffentlichung im Web nicht gefunden).
Beide beweisen die Zeitdilatation. Ives war wohl ein Ätheranhänger, sein Experiment wird oft in diesem Zusammenhang erwähnt. Es wird aber auch oft kontrovers diskutiert. Ein Ätheranhänger, der die Einstein'sche Theorie beweist....!?:p

mfg
quick

AW: Experimentelle Bestätigungen der Längenkontraktion
 

Hi quick,

der olle Hänsch hatte glaube ich sowohl bei Ives-Stilwell als auch bei Saathoff seine Hänsche, äh Hände im Spiel.

Könnte nicht schaden.

Genau das ist der Knackpunkt. Ich behaupte, dass dieser Uhrenvergleich aus globaler Sicht erst bei der Wiederzusammenkunft erfolgen kann. Alles andere sind nur Messergebnisse.

Du gehst immer noch von bevorzugten Bezugssystemen aus. Solange keiner der Zwillingsbrüder umkehrt (und das ist ja bei unserem Raumschiffbeispiel der Fall), misst jeder für den anderen die gleiche Zeitdilatation.

Inwiefern?

Grüssle,

Marco Polo

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Hallo Marco Polo,

Hänsch lag beim Ives-Stilwell-experiment noch als "Schaum-auf-dem-Meer", da Jahrgang 41.

Hey, gibt's plötzlich wieder eine globale Sicht (aus dem globalen Bezugssystem heraus)??
Und was heißt nur Messergebnisse? Wäre ein Uhrenvergleich etwa etwas anderes?
Warum nicht? Situationsbedingt ist das Bezugssystem des Raumfahrers quick automatisch ein bevorzugtes. Darüber muß er sich erst streiten, wenn andere (eventuell "bestechliche":D ) Beobachter ins Spiel kommen.
Mit dem Zwillingsbruder habe ich in meinem Scenario eigentlich nichts "am Hut". - Habe nur kurz damit geliebäugelt.

Ich denke aber auch, bei einem Bezugssystemwechsel gibt man die Kontrolle über die bereits vergangene/berechnete Zeit auf. Das ist aber überhaupt nicht tragisch, wenn man, wie ich, Zeit nur als nützliches mathematisches "Dingsbums" betrachtet.:D
Ich sehe das ähnlich, wie Einstein seine Uhr.

mfg
quick

AW: Experimentelle Bestätigungen der Längenkontraktion
 

Hi quick,

nicht bei deinem Link, in dem es um ein "Modernes Ives-Stilwell-Experiment" geht. Da wird auf Hänsch verwiesen.

Es gibt zwar Uhrenvergleiche. Aber diese sind, solange keine Zusammenkunft erfolgt, als Vorhersage für Messergebnisse zu verstehen.

Es gibt zudem kein globales Bezugssystem. Das ist ja gerade der Punkt.

Beobachter sind, wenn sie seriös sind, nicht bestechlich. Unter dieser Vorraussetzung sollte es dann auch keine bevorzugten Bezugssysteme geben. Dies würde auch dem Postulat des Relativitätsprinzips widersprechen.

So jetzt aber genug gequasselt.

Ei guats Nächtle,

Marco Polo

AW: Experimentelle Bestätigungen der Längenkontraktion
 

Hallo Marco Polo,

Wenn es keine bevorzugten Bezugssysteme gibt, dann auch keine bevorzugten Beobachter (Rechthaber!:eek: ).
Folglich muß es spätestens bei der Zusammenkunft der Beobachter eine Übereinkunft (über die Uhren) geben, wobei sich der Eine "bestechen" lassen muß, und sei es nur durch eine bestechende Idee.

Damit kommen wir zum Knackpunkt.
Ich weiß nicht, wie man globales Bezugssystem hieb- und stichfest definieren sollte....
Dieses System müßte aber global/universumsweit gültige Bezugspunkte aufweisen. Und genau dies wird doch durch f(a)*f(p) = f(0)² möglich gemacht. Es wären primär keine räumlichen, sondern zeitliche Bezugspunkte.

Da in der SRT sowieso alles nach der Uhr geeicht wird, böten sich diese Bezugspunkte besonders an.:)

Versteh', dieses f(a)*f(p) = f(0)² ist ja nicht auf meinem Mist gewachsen. Im Zusammenhang mit dieser Gleichung wird die SRT bestätigt und nicht widerlegt! Es kommt doch offensichtlich nur auf die Perspektive/die Art der Beobachtungsmöglichkeit an, aus der man heraus die Welt sehen und beurteilen kann.

mfg
quick

AW: Experimentelle Bestätigungen der Längenkontraktion
 

So ist es. Hat nichts mit Rechthaberei zu tun.

Nein, das siehst du falsch.

Eben. Es gibt halt keines...

Nein, wird es eben nicht. Die blöden Frequenzen werden lediglich in Relation gesetzt.

Ist doch meine Rede..

Grüssle,

Marco Polo

AW: Experimentelle Bestätigungen der Längenkontraktion
 

Hallo Marco Polo,

Glaube ich nicht!:D

Das liegt aber nur an unseren nicht vorhandernen "Bastelkünsten".:D

Na, überleg mal, bei jedem Bezugssystem werden irgendwelche "blöden" Anteile in Relation gesetzt (Maßstäbe, Winkel...).

...ja, aber Du verlagerst Dein eigenes vermeintliches Unvermögen ständig auf das Beobachtungsobjekt. Das verzerrt die Wirklichkeit.
Daran krankt die SRT.
Die Abwehr der Selbsterkenntnis ist aus psychologischer Sicht verständlich, -weil bequem, objektiv gesehen aber nicht richtig.

Wenn menschliche Beobachter nicht all ihre Möglichkeiten zur Beurteilung der Lage/Situation einsetzen, sondern manche aus "Jux-und-Dollerei" (man muß nicht, aber man darf ja!)
ständig den Schwanz mit dem Hund wedeln lassen (laut SRT darf er das ausdrücklich), sind unterschiedliche Beobachtungen vorprogrammiert.

Warum sollte man in der SRT auf die ("blöden") beobachterunabhängigen Bezugspunkte verzichten? Es gibt doch auch eine beobachterunabhängige Wirklichkeit! Die Einbeziehung solcher Bezugspunkte bringt ganz natürlich Klarheit über die eigene Situation.

mfg
quick