Relative / Absolute Geschwindigkeit zweier Objekte
 

Hallo zusammen

Blick hier jemand durch die spezielle Relativitätstheorie?

Es geht um die Geschwindigkeitsunterschied von einem Beobachter und dem Beobachtetem.

Folgendes macht für mich Sinn:
Ein Beobachter schaut in ein schnell vorbeifliegendes System und sieht die Zeit darin langsamer zu verstreichen (Zeitdilatation) und der Raum in Bewegungsrichtung zu stauchen (Lorentzkontraktion).

Folgendes Blicke ich nicht so ganz und ist die Einleitung und Beschreibung zu meinen Fragen:
Was ist aber wenn ich ein Zwei-Planeten-System habe und der eine ist der Beobachter-Planet mit den Mess- und Beobachtungs-Instrumenten und der Andere der Beobachtete-Planet mit einer geeichten Uhr und geeichtem Stab.
Der Beobachter-Planet ist viel Massereicher als der Beobachtete; sagen wir Faktor 10^9.
Das heisst in diesem Zwei-Planeten-System drehen sie sich um eine gemeinsame Dreh-Achse welche aber viel näher bei dem massereicheren Beobachter-Plant befindet (ggf. im Beobachter-Plant drin).

Die Fragen:
(1) Das heisst dann auch, dass sich der viel masseärmere Beobachtete-Plant schneller bewegt? Ich denke ja, oder? Wenn nein, wieso nicht?

(2) Wenn (1) = ja ist folgendes:
So wie der Mond zur Erde, sind hier BEIDE Oberflächenausrichtungen der Planeten auf einander synchronisiert, d.h. die gleiche Seite des Beobachter-Planeten sieht immer die gleiche Seite des Beobachteten-Planeten während sie sich gegenseitig umkreisen. D.h. der Beobachter-Planet hat die Eigenrotationsgeschwingikeit gleich der Umlaufbahngeschwindigkeit des Beobachteten-Planeten. (Beide Planeten sind zueinander "Geostationär")
Wenn ich die Geschwindigkeiten der beiden Planeten nun relativ anschaue, ist die Differenz = 0. Der Beobachter schaut auf den Beobachteten-Planeten und dieser ist immer am gleichen Ort. Aber absolut gesehen, bewegt sich der Beobachtete-Planet viel schneller im System als der Beobachter.
Wenn ich jetzt auf dem Beobachter-Planet zwei Atomuhren aufeinander synchronisiere und die eine Uhr zum Beobachteten-Planet schicke, die Reisegeschwingikeit berücksichtige, diese nach einer gewissen Anwesenheits-Zeit auf dem Beobachteten-Planet zurückschicke auf den Beobachter-Planet. Was werde ich Messen? Zeitdiff = 0? Wenn ja, wieso?


(3) Und wenn ja, was ist wenn ich den Beobachter-Planeten Eigenrotationsgeschw. erhöhe? Dann ist die Geschwindigkeits unterschied absolut gesehen kleiner, aber relativ gesehen erhalte ich eine differenz und zwar, was? wer ist nun schneller? der Beobachter-Planet mit hoher EigenRotationGeschw.? oder der Beobachtete-Planet mit hoher Umlaufbahngeschwindigkeit? Wo läuft die Uhr schneller bzw. langsamer relativ zum Anderen?

Wenn nein,
(4) wieso? wenn ich mit dem Fernrohr auf den anderen planeten blicke bewegt er sich relativ zu mir in keinster weise, wieso also eine Zeitdilation / Lorentzkontraktion?

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Übrigens, wenn ich die Massen beider Planeten nicht kennen würde, oder ich würde das Gesetzt der Grativation nicht kennen, und ich auch sonst keine Bezug zu etwas habe (ist ja hier nur ein Zwei-Körper-Problem), könnte man gar keine Aussagen über irgenwelche Geschwindigkeiten machen von einem selber, weder vom anderen Planeten. Ich würde einfach nur in weiter Ferne ein Planet sehen.

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Sehen tut man da nicht viel. Dafür ist die Geschwindigkeit zu hoch. Ausserdem braucht das Licht noch eine Weile, bis es zu dir gelangt.

Zudem würde die Zeit dort sogar schneller verstreichen, wenn das Raumschiff sich dir nähert.

Zeitdilatation und Längenkontraktion sind als Vorhersage für eine Messung zu verstehen. Das ist nicht identisch mit dem, was man sieht.

Beide Planeten drehen sich um den gemeinsamen Schwerpunkt, der sich viel näher beim massereicheren Planeten befindet. Also ja.

Ja, der masseärmere bewegt sich schneller, weil der masseärmere Planet während eines Umlaufes die größere Strecke zurücklegen muss. Beide haben natürlich die gleiche Winkelgeschwindigkeit und demnach die gleiche Umlaufzeit.

Der Mond zeigt uns wegen der gebundenen Rotation immer die gleiche Seite. Eine geostationäre Umlaufbahn ist das aber nicht. Dafür müsste er sich immer über demselben Punkt der Erdoberfläche befinden, was er nicht tut. Damit ist der Rest deines Beispiel hinfällig.
Ausserdem ist das keine SRT mehr, weil hier auch gravitative Effekte mitspielen.

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Ich weiss, der Text den du Zitiert hast ist nur eine Einleitung und Beschreibung zu meinem System, worauf dann meine Frage aufbaut.

Ja der Mond ist nicht geostationär das ist klar. Aber in meinem beschriebenen 2-Körper-System ist es geostationär.
Übrigens wenn ich auf dem Mond stehe sehe ich die Erde immer am gleichen Ort. Genauso wie ich von der Erde aus einen geostat. Sateliten immer am gleichen Ort sehe. Aber das soll hier nicht das Thema sein. Es sollte nur meinen Fall beschreiben.

Die Fragen die ich habe, sind unmittelbar vor den Fragezeichen am Absatzende. :cool:;)

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Qravitative Effekte können bzw. sollen hier für mein Fragen vernachlässigt werden. Es geht mir nur um die Geschindikeitsunterschiede

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Du hast da sehr komische Vorstellungen von "Bewegung". Wenn du dein Fernrohr ständig drehen musst, um etwas im Blick zu behalten, dann gibt es da offensichtlich eine Relativgeschwindigkeit, oder wie soll das sonst gehen?
Dir ist vielleicht bloß nicht klar, dass der Mond sich einmal pro Monat um sich selbst dreht - und damit auch das Fernrohr.

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Hä? ich muss doch mein Fernrohr nicht drehen...

Also nochmal was meine ich mit "die gleichen obflächen sind zu einander synchronisiert"

Ich stehe auf der Erde mit einem Fernrohr und schaue einen geostationären Satelliten über mir an. Dann bleibt das Fernrohr wie es ist, fixiert mit schrauben und flügelmuttern. und ich sehe den Sateliten tag und nacht 24/7.
Oder nicht?

Das gleiche wenn ich auf dem Mond bin. Ich hab ein Fernrohr auf dem Mond und schaue die Erde an. Dann kann auch das Fernrohr auch fixieren und sehe die Erde immer. (Dank der Synchronisierten EigenRotation des Mondes mit der Erde => sprich: Umlaufbahnzeit = EigenRotationsperiodendauer)

Wenn nein, wie wurdest du einen geostat. Sateliten von der erde aus beobachten? wie würde dein Fernrohr sich bewegen?
Oder wie würdest du vom Mond aus die Erde beobachten? Welche bewegen würde dein Fernrohr da machen?

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Glaubst du, es macht einen Unterschied, ob der Mond dein Fernrohr dreht oder du?
Wenn du einen geostationären Satelliten für ruhend hälts, hältst du dann die Sterne dahinter für überlichtschnell bewegt?

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Was? Wieso dreht der Mond mein Fernrohr?
Also ja das Fernrohr dreht sich einmal wenn der Mond einmal um die Erde ist. Aber das tut doch hier nichts zur sache. es geht ja um relative bewegungen.

Relativ zu mir (auf der Oberfläche) auf der Erde ist er Ruhend ja, wieso nicht? Natürlich wenn ein Dritter die Erde und den Mond von weit weg her anschauen, dann sind diese nicht mehr ruhend, aber das ist was anderes.
Könnte das bitte jemand anders das Bestätigen oder mir erklären wieso nicht...?

Wieso sollte ich sie für Überlichtschnell halten?

Oder könntest du mir mal vorerst diese Fragen von vorhin beantworten

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Weil er sich selber dreht und das Fernrohr darauf festgeschraubt ist vielleicht?
Wieso tut das nichts zur Sache? Genau deswegen behauptest du doch, dass Erde und Mond zueinander ruhend seien.
Ja, weil er relativ zu dir fast 10000 km/h hat, damit er nicht runterfällt.
Wenn du den Satelliten für ruhend hältst, weil er sich im Fernrohr nicht bewegt, dann musst du konsequenterweise die Sterne für bewegt halten, weil sie sich im Fernrohr bewegen. Und wenn man weiß, wie weit die weg sind, dann müssen sie überlichtschnell sein, um so quer durch dein Bild zu sausen.

Sind das ernsthafte Fragen, die du da stellst?

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Okay, dann wäre dein Antwort auf mein Frage (2): "Man hat einen Zeit unterschied", Korrekt?

äm nein muss ich nicht? ich weiss ja das ich mich um mein eigene achse drehen kann...

Beispiel aus dem Alltag: Ich setze auf dem drehbaren Bürostuhl, halte ein Stift mit ausgestrecktem Arm auf Augenhöhe horizontal weg von mir. Dann drehe ich mich auf dem Bürostuhl. Der Stift ist fix mit mir (wegen dem Arm) verbunden. Der Stift ist schneller wie ich (Wie der Mond). Ich und der Stift sind EIN Objekt. (Ich+Bürostuhl=rotierende Erde)
Aber die Türe und die Fenster vom Büro sausen an mir vorbei. Wieso soll ich jetzt annehmen die türen und fenster sich bewegen? Sie bewegen sich relativ zu mir, dass sagt aber nichts darüber aus wer sich wirklich bewegt und was fix ist oder still steht.

Ja. Sind sie.

Jedoch Ich bin ja mehr am Missverständnisse am versuchen zu klären wie am fragen stellen. :rolleyes:

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GANZ WICHTIG

Mit "Bewegt" oder "relative zu mir Bewegt", meine ich eine scheinbare Bewegung, sowie früher die Leute dachten die Sonne "bewege" sich um die Erde... aber wenn man, wie schon erwähnt Physik nicht kennt. Dann sausst die sonne umd die erde und ein geostat. satelitt steht relativ zu einem still. Genauso wie die ausgestreckte Faust mit dem Stift zu meinem Körper. Egal ob ich mir auf dem Stuhl drehe oder nicht.

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Ja.
Wenn du das weißt, wie um alles in der Welt kommst du dann darauf, dass der Satellit ruhend wäre?

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Nicht ruhend von aussen gesehen (dort sieht man er umkreist die Erde), jedoch ruhend von der Erde aus gesehen. Wie der Stift in meiner ausgestreckten Hand. (Das Beispiel von vorhin)

User "Ich" beantworte bitte folgende Fragen mit Zitat:

1) Was ist der Stift in der ausgestreckten Hand für dich, wenn ich mich nicht auf dem Büro stuhl drehe? Ruhend oder?

2) Wenn ich allein im Universum ohne sterne und ohne irgend etwas, also keinen Bezug oder referenz machen kann, ich physik nicht verstehen würde (keine EigenRotations-Test experimente machen könnte), würde alleine mit dem Bürostuhl und dem Stift im weltall wäre, würde ich wissen ob ich mich mit dem Stuhl drehe oder nicht?

3) Wie würdest du dann den Stift sehen? Würdest du wissen das er um dich rotiert? wenn ja, wieso?

4) Erkläre (wenn du ein Unterschied siehst) den Unterschied zwischen meinem Bürostuhl-Stift-Beispiel und dem Erde geostat. Sateliten Beispiel

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Was in einem hypothetischen leeren Universum wäre ist Gegenstand philosophischer Betrachtungen und hat auch bei der Entwicklung der ART eine Rolle gespielt. Fakt ist, dass es weder in der Newtonschen Mechanik noch in der ART ein Prinzip gibt, dass Drehbewegung dem Zustand der Ruhe gleichkommt.

Aber mir wirds langsam zu blöd. Du fragst mich, wie du feststellen sollst, dass du dich drehst. Unter der Prämisse, dass du das nicht feststellen kannst, wegen Unfähigkeit. Was soll der Quatsch?

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Naja, wir wissen ja bis heute nicht, wie unsere absolute geschwindigkeit und rotation im universum ist: wir rotieren ja um diverse bekannte und und unbekannte Achsen:
bekannte: erdachse, Erde um die Sonne, Sonnensytem um das Milchstrassenzentrum, die Milchstrasse um den Virgo-Galaxienhaufenzentrum...

unbekannte: weitere rotationen vom Virgo-Haufen und lokalen Gruppen (soviel ich weiss)

Diese Rotationen addiere und überlagern sich ja alle. Können sie aber nicht ermitteln.


In meinem Zwei-Körper-SonstAllesLeer-System siehst du einen scheinbar ruhenden Körper weit entfernt. Schickst eine Atomuhr dahin und wieder zurück. Misst eine Differenz und du weisst wie schnell du dich drehst. Ist doch interesannt.

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Doch, wir kennen unsere Rotation im Rahmen der Messgenauigkeit. Rotation kann man im Prinzip ohne jeden externen Bezug messen. Sie ist nicht relativ. Das ist nicht dasselbe wie Translation.

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Stimmt, ich meine translatorische Bewegungen.

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Ja, die sind relativ. Und relativ zum Planeten ist der geostationäre Satellit bewegt, da ist nun mal so.

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Ja eigentlich schon, aber in den ganzen erklärungen der SRT redet man immer von einem Beobachter, der ein vorbeifliegedes System beobachtet. Kannst du mir ein link posten (zu einem Artikel oder Video) oder ein text hierhin kopieren der ein Beispielt macht ohne vorbeiflug? Weil in meinem Beispielt ist das beobachtete System für den Beobachter fix an einem Ort beliebig lange beobachtbar... (fix nur für den beobachter, heisst nicht das es still steht... um missverständnisse vorzubeugen)

Ich finde dazu einfach nichts im Netz :(

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Ja, weil Beobachter in geradliniger Bewegung sein müssen, wenn man die Formeln der SRT anwenden will.
Das ist schon als Beispiel in der Originalveröffentlichung (S. 904/905).
Kannst du Englisch?

https://upload.wikimedia.org/wikiped...e_dilation.gif

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Okay Danke.

Aber dann folgen neue Fragen für mich: Ich habe Erde,Mond.

(1) Auf der Erde zugewandte Seite des Mondes läuft die Zeit schneller als die der Erde abgewandten Mondseite. Ist das korrekt? Wenn ja, weiter bei (2) Wenn nein, wieso nicht?

(2) Wenn ich nun den Mond rotieren lasse, und zwar so das seine Rotationsachse Senkrecht zur seiner Laufbahn und Senkreckt zur Verbindungsline zur Erde wäre und die Erdnähereseite des Mondes wie eine Abrollbewegung macht. Sprich zum richtigen Zeitpunkt, am Punkt auf dem Mond der am nähesten (auf der Mondequatorlinie) zur Erde ist, steht dieser Still im System.
Wenn ich jetzt eine Atomuhr auf dem Mondequartor stelle und die Zeit und die jeweilige Position (auf dem Mond) der Erde zusende (auf der Erde aufzeichne), müsste der Verlauf dieser Aufzeichnung zeigen, dass sie mal längsämer mal schneller läuft. Ist das Richtig?

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Man sollte vielleicht nochmal erwähnen, dass wir hier von der Gravitation absehen und nur die Geschwindigkeiten betrachten. Ja, dann ist das korrekt.
Ja.

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Richtig, wir lassen die Gravitationseffekte auf die Zeitdilatation in diesem Szenario aussenvor.


Also gut ich hab den Mond mit der oszillierenden Zeitengeschwindigkeiten.
Jetzt Lass ich ein Beobachter (von mir aus ein Raumschiff oder Satellit) mit dem Mond um die Erde kreisen (in der nähe vom Mond, hält die Position mit Schubdüsen). Und zeichne die gleichen Daten von der Mond-uhr auf (wie sie auf der Erde aufgezeichnet werden) Auch da müsste ich ja die gleiche Aufzeichnung haben mit dieser Zeitvarianz oder? Wenn nein, wieso nicht?

Okay
Dann entferne ich die Erde aus dem System auf einen Schlag (es ist ja ein Gedankenexperiment, oder es kann von mir aus auch eine SRT-Simulation sein), damit der Mond eine geradlinige translatorische Bewegung macht Tangential zur ursprüngliche Umlaufbahn. Das gleiche natürlich für den Mondnahen Beobachter mit gleicher transl. Geschwindigkeit.
Der Mond "rollt" ja immernoch gegenüber der transl. bewegung ab.
Die Aufzeichnung erfolgt nun auf dem neuen Begleiter Beobachter welcher auch feststellt auf der einen Seite des Mondes ist läuft die Zeit langsamer als die auf der anderen Seite, oder nicht? und anhand von dem weiss man jetzt seine translatorische Ausrichtung sowie geschwindigkeit? Wenn ja, wieso kann man das nciht bei der Erde machen?
Wenn nein, was hat sich geändert genüber der Aufzeichnung auf der erde?

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Du musst dir die Grundlagen des Ganzen noch klarer machen. Wenn zwei Uhren sich an verschiedenen Orten befinden, dann gibt es keine eindeutige Aussage, was die andere Uhr anzeigt, wenn die eine gerade z.B. 12:00 Uhr anzeigt. Das nennt sich "Relativität der Gleichzeitigkeit".
Deswegen gibt es da eine Standardprozedur, und die ist, dass man ein Inertialsystem definiert und die Zeit dieses Systems als Bezug nimmt. Auch das solltest dui dir mal anschauen.
Hier nehmen wir den Erdmittelpunkt als (annäherndes) Inertialsystem. In Bezug zu diesem gehen sowol die Satellitenuhr als auch die Monduhr langsamer, das ist exakt definiert.
Weder die Monduhr noch der Satellit bewegen sich aber inertial, und beide taugen deswegen nicht als Aufhänger für ein Inertialsystem. Damit ist die Standardprozedur nicht anwendbar, und die Frage, wie die Monduhr relativ zur Satellitenuhr geht, ist mehrdeutig und kompliziert. Hier kriegst du also keine Antwort, weil der Satellit sich nicht inertial bewegt und die Frage deshalb nicht ohne zusätzliche Definitionen beantwortet werden kann.
Wenn du jetzt den Begleiter als Bezug nimmst und nicht mehr den Erdmittelpunkt: Nein.
Du nimmst ein anderes Inertialsystem als Bezug, und zwar eines, in dem der Mittelpunkt des Mondes ruht.

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Hmm okay folgende Frage zu meinem Verständnis:

Ich schicke von der Erde aus zwei Atomuhren A und B zum Mond, so wie wir die Erd-Mondkonstelation kennen (also nicht das abrollende Mondbeispiel). A ist auf der erdnähren, erdzugewannten Seite, B auf erdfernen, erdabgewanten Rückseite des Mondes. Wie schon bestätigt läuft B längsämer relativ zur Erde als A.
Beide Uhren sind so konzipiert, dass sie all sekunde ihre uhrzeit zur Erde senden.
D.h. (Werte Beispielhaft) A sendet alle 1,000 000 0001s seine Uhrzeit und B alle 1,000 000 0002s und über eine lange messperiode sieht man wie das Zeitdelta von A und B zunimmt. Ist diese Ahname richtig?

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Ja........

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Und wenn diese "Zeitstempel-Signale" an einen mond-nahen und -stationären Satelliten (hat den gleichen Abstand zur Erde wie das Mondzentrum) geschickt würden? Dan würde der Satellit von A alle 0,999 999 999 999s ein Signal erhalten und von B alle 1,000 000 000 0001s ?

Und wenn man die Erde entfernen würde, wären alle Signale-Intervalle zum Sateliten genau 1s?

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Ja.
Sobald sie sich geradlinig bewegen. Ob da eine Erde ist oder nicht, ist eigentlich egal.