Relative/Absolute Geschw.; Zwei sich umkreisende Objekte
Hallo zusammen
Ich habe eine Verständnisfrage bezüglich SRT: Wenn sich in einem ansonsten leeren (nicht expandierendem) Universum nur zwei Körper (mit unbekannter Masse) umkreisen. Kann ich über die Zeitdilation (zwei Atomuhren mit einander vergleichen) herausfinden, welche sich um welche dreht. Also mit bezug auf die Raumzeit als referenz? oder ist das eben genau nicht möglich? Laufen beide Uhren immer genau gleichschnell? und es gibt kein bezug zum Raum und dem Higgsfeld? Meine Überlegung war, ich kenne die "Bewegung" (keine) des Raumes, und weiss der eine Körper umkreist den anderen Körper gegenüber dem Raum schneller, als der andere (unterschiedliche Dichte/Masse). Kann ich das aber ohne dieses Wissen herausfinden? Danke schonmal im Voraus! Gruss Nureis |
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Vielleicht habe ich mich zuwenig präziese ausgedrückt.
Die Uhren befinden sich jeweils auf einem (Test-)Körper mit unbekanner Masse und Dichte. Als Beispiel, sie könnten unterschiedliche Masse und Dichte haben, und umkreisen einen gemeinsamen Schwerpunkt, welcher aber ja dann nicht auf halben weg liegt und somit der eine sicher schneller durch den Raum bewegt, als der andere. |
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Code:
Testkörper haben in der RT per Definition immer eine zu vernachlässigende Masse. Habe zu den Testkörper folgendes gefunden https://de.wikipedia.org/wiki/Äquiva...inzip_(Physik) im Kapitel "Experimentelle Überprüfung" sind das Objekte mit Masse... :rolleyes: Code:
Richtig. Man könnte auch noch einen dritten Körper dazu nehmen. Dann wird es noch komplizierter. |
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Nein! Du kannst nicht feststellen wer sich um wenn dreht.
Genau das besagt die SRT. Jedes dieser Objekte kann sich als in Ruhe und den anderen als in Bewegung betrachten. Alle Veränderungen sind für die Objekte nur relativ zueinander. Es gibt keinen Null-Punkt als Referenz. Das ist man immer nur selber. Für sich selber kann man aber den Bewegungszustand (ohne Sicht nach Außen) nicht feststellen. Der eigene Bewegungszustand (ohne Beschleunigung) ist immer der Null-Punkt oder besser das Inertialsystem. |
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Ja, irgendwie hab ich diese Antwort erwartet, weil das für mich irgendwie aus der SRT auch so ergibt... aber: Also die Uhren laufen beide exakt gleich? Die Zeit läuft auf beiden genau gleich schnell? Also keine Zeitdilation durch "unterschiedliche" Geschwindigkeiten? Dann komm ich zum nächsten Frage bezüglich des selben Szenarios: Wenn ich nun wüsste, dass der Eine viel massereicher ist wie der Andere (Fliehkraftmessung oder bestimmung der Masse wie auch immer) dann wüsste ich dass der eine sich doch schneller durch den Raum bewegt, als der Andere, oder? Der gemeinsame Nullpunkt ist ja "fix" im Raum, oder er bewegt sich von mir aus, auf einer Geraden, aber er macht sicher keine Spirale, welche den Effekt wieder aufheben sollte... Müssten dan nicht die Uhren entschiedlich laufen? Oder ist auf dem Mond oder Satelit (kleinere Masse als Erde) auch keine geschwindigkeits-zeitdilation? :eek: |
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Und was ich meinte mit diesem Satz ist; Dass man in meinem Beispiel keine möglichkeit hat dies zu messen. Sondern dass man nur die Atomuhren als Messinstrumente hat. |
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Wenn in der Schwerelosigkeit ein sich drehender Körper auseinanderbricht, so entfernen sich die Bruchstrücke voneinander. Bei einem ruhenden Körper ist das nicht der Fall. |
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Ich weiß nicht, ob das jetzt schon klar rausgekommen ist: Man kann den Unterschied messen. Wenn man Gravitation außer Acht lässt und die Massen mit einem Seil verbindet, zählt tatsächlich die Geschwindigkeit relativ zu einem beliebigen Inertialsystem - am einfachsten im Schwerpunktsystem.
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Ja, klar. Wie gesagt sieht man das am einfachsten im Schwerpunktsystem, da haben die Massen im Betrag konstante, aber unterschiedliche Geschwindigkeiten.
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Danke, "Ich".
Also ich rekapituliere: Ich habe zwei Objekte mit unbekannten Massen, die sich umkreisen. Dann kann ich über die Messung der Zeit vorort und deren Zeitdilation die relative Geschwindigkeitsunterschied zueinander herausfinden. Ja? Obwohl visuell/optisch zu 100% keine Chance besteht das herauszufinden... aber über die Zeitdilation gehts. Aber woher "weis" die Uhr, das der eine sich Schneller bewegt wie der andere? Ist das, wegen dem Bezug zur Raumzeit? als Referenz? oder wieso? |
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Danke, Bernhard
Okay dann gehts gleich weiter mit dem selben Szenario: Wenn das mit der Bezug und Referenz zum Raum(zeit) bezüglich der "wer bewegt sich schneller" stimmen sollte, dann müsste doch folgendes auch möglich sein: Wenn sich nun diese beiden Körper, mit ihrem gemeinsamen Massenmittelpunkt auf einer Geraden durch den Raum düsen mit einer gewissen geschwindigkeit. Dann könnte ich mit diesen zwei Uhren auf den jeweiligen Körper,, die Bewegungs-Richtung, also der senkrechte Anteil zur Umkreisungsachse bestimmen. Weil, wenn das masseärme Objekt die grössten Tangentialgeschindigkeiten, und währen der umrundungsphase sollte ich zu unterschiedlichen Winkeln (auf dem Umrundungskreis/Elipse) unterschiedlich schnelllaufende Zeitmessungen auf der Uhr dieses masseärmeren Objektes haben. Zu einem gewissen Winkel fliegt dieser mit der geradlinigen Bewegungen und auf der geneüberligende Seite der Umkreisungselipse/kreis (180°) entgegen dieser geradlinigen Bewegung durch den Raum. oder? |
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Du kannst in das umgebende, globale IS (Inertialsystem) eine ruhende Uhr setzen und mit dem Uhrengang auf den bewegten Uhren vergleichen.
Daraus kann man dann theoretisch die Relativgeschwindigkeit (ohne Richtung) der bewegten Uhr ableiten. |
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Naja es geht bei meinem "Szenario" darum, dass überhaupt keine Information über die Situation vorhanden ist (Alle bewegungen, Körpermassen, usw.), ausser die hochpreziese, fehlerfreie Zeitmessung auf jeweils beiden Körpern.
D.h. auch: ich weiss in ersterlinie (vor dem Zeitmessen) nicht was der Raum um mich herum macht, bzw. bewege ich mich mit einer gewissen geschwindigkeit darin oder nicht. Bernhard danke übrigends für dein Hilfe, bitte die nachfolgende Frage nicht persönlich nehmen! Ich muss sie leider stellen, weil ich dich leider nicht persönlich kenne: Hast du die SRT bezüglich Zeitdilationen, relative Zeiten und Geschwindigkeiten zu 100% verstanden? oder bist du wie ich ein Hobby-Interessent, der sich gerne damit beschäftigt aber es noch nicht 100% verstanden hat? Wir könne natürlich auch geren weiter Spekulieren, falls letzteres Zutreffen sollte. Aber es wäre für mich noch wichtig das zu wissen :) |
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Es ist oft wenig hilfreich, in "Ganggeschwindigkeiten von Uhren" zu denken. Es macht einen Unterschied, ob die Uhren einander umkreisen oder linear aneinander vorbeifliegen, auch wenn die momentane Relativgeschwindigkeit die selbe ist. Zeitdilatation ist m.E. ein Konzept für Fortgeschrittene, weil man viel mehr dazu verstehen muss als das "bewegte Uhren gehen langsamer", das einem üblicherweise beigebracht wird. |
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Und wenn ich das mache, kann ich den relativen geschwindigkeits unterschied ausmachen? Zitat:
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Aber wenn das umkreisen nicht klar ist, Was zeigt mir den die Uhr auf dem Mond und auf einem Sateliten? Da hab ich ja die Umkreisungsproblematik. Gehen die da nicht zwangsläufig längsämer? (wenn man die gravitative Zeitdilation abziehen würde) |
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Und wenn ich es vor ab weiss, auch gerne um zu Spekulieren und Diskutieren mit Leuten die gleich wenig wissen wie ich :D |
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Die momentane Zeitdilatation zwischen einer ruhenden Uhr und einer bewegten Uhr berechnet man mit dem Faktor Quadratwurzel(1-v²/c²). Wie sich die Uhr dabei genau bewegt ist egal. Ändert sich die Geschwindgkeit mit der Zeit, addieren sich die Effekte infinitesimal. Man muss dann über die Zeit integrieren. Bevor man gravitative Effekte auf die Uhren diskutiert, sollte idealerweise der Effekt aufgrund der relativen Geschwindigkeit verstanden sein. |
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https://media.springernature.com/lw6..._Fig3_HTML.png Das ist die Weltlinie einer der Massen, dargestellt im Schwerpunktsystem. Nach oben aufgetragen ist die Zeit t, die im Schwerpunktsystem ruhende Objekte messen würden. Die verstrichene Eigenzeit der Masse zwischen zwei Ereignissen ist einfach die Länge tau der Weltlinie zwischen diesen Ereignissen. Nur, dass man die Länge über tau=sqrt(t²-x²-y²) ermitteln muss statt über tau=sqrt(t²+x²+y²). Nirgendwo kommt eine "langsamer laufende Zeit" vor, es ist einfach eine Spirale länger als die andere, also ist dort mehr Zeit verstrichen. Zitat:
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wäre in meinem 2-Körper-Szenario die Körper, die Erde und der Mond und die Erde würde sich (genau wie der Mond) Synchron mit der Mundumlaufwinkelgeschwindigkeit umd die eigene Achse drehen. Und ich wüsste die Massen nicht von Erde und Mond. Dann wäre visuell gesehen alles starr und unbewegt. Der Mond wäre auf magische weise seinen Abstand beihalten, und der Gravitation entgegenwirkt. Von der Erde sieht alles wie ruhend aus. Aber in wirklichkeit brauche ich Fliekräfte, welche der Gravitation entgegenwirken, für eine Umlaufband... Und jetzt ist die Frage was zeigen mir die Beidne Uhren an, wenn ich diese lange genug auf an ihrem jeweiligen Körper belasse und anschliessen vergleiche. Und ja Fliehkraft und Gravitationskraft ansich gibt es nicht, ich weiss. Nur Geodäten durch die massegekrümmte Raumzeit. Und das Forums-Mitlied "Ich" sagt das richtig, beide objekte spiralisieren durch die Raumzeit mit unterschiedlichen Spiralgeometrien/massstäbe. und dadurch müssten die Uhren doch unterschiedlich schnell "gehen" oder nicht? |
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Danke "Ich".
Dein Bild zeigt übrigends eine 3D-Raumzeit und Weltenlinie aus dem 2D-Flachlanduniversum (Carl Sagan) Was genau ist für dich der unterschied von: "langsamer laufende Zeit" und "mehr Zeit verstrichen" ? Für mich ist klar das vorOrt nicht messbar ist/spürtbar ist das die zeit langsamer schnell lauft. Erst mit dem Verlgeich mit einer Uhr, welcher mehr weg pro zeit im 3D-Raum zurückgelegen hat, wird einem bewusst das Zeit relativ ist. Aber ich spreche ja von zwei Uhren, und verlgeiche diese. Desshalb nutze ich "langsamer gelaufen"... |
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Nur dann weiß er trotzdem nicht, wer sich bewegt, ist Ansichtssache, heißt Gleichberechtigung. |
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Ich kann mein Szenario auch mit linearen bewegungen betrachten.
Ich habe zwei Körper, Mit Atomuhren bestückt in einem ansonsten leeren 4D-Raumzeit mit unbekannter Massen. Jetzt trenne ich diese von einander, mit einer starken vorbespannten Feder, so dass sie ausseinander Fliegen. Gravitation benötigen wir in diesem Beispiel nicht und wird komplett wegelassen. Durch ein Bungyseil verbunden kehren die Beidne Körper, nach genügend langer Zeit, wieder zusammen und die Uhren werden verglichen. Es kann ich doch über die Zeitdilation und unterschiedlichen Zeiten der Uhren das Masseverhältnis herausfinden, oder nicht? Weil durch die Masseträgheit und Pulserhaltung der Leichte Körper sich schneller Bewegt relativ zum Massereicheren. Ja? Nein? :eek: |
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Das ware jetzt einfach mal so ein Random wortspiel. Weil für mich deine Antwort auch sehr random klang ;):D |
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Deine beiden Kreisekörper befinden sich laut deiner Angabe in einem Inertialsystem. In diesem System gibt es Standardkoordinaten und die Minkowski-Metrik. Alles was relativ zu den Standardkoordinaten ruht, darf als ruhend bezeichnet werden. |
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Wenn hingegen Uhren langsamer oder schneller laufen, ist die "Ganggeschwindigkeit" genau ein Parameter, der der Uhr zugeordnet wird. Wenn man die "Ganggeschwindigkeiten" vergleicht, dann hat man zwei Zahlen. Wenn eine davon kleiner ist, muss die andere größer sein, es gibt keine andere Möglichkeit. Im Zwillingsparadoxon heißt es aber, dass die jeweils andere Uhr, oder noch schlimmer, die "bewegte" Uhr langsamer geht. Deswegen fragen die Leute immer, welche Uhr denn nun bewegt ist und welche ruht, als ob das irgendwie wichtig wäre. Weil es in der Formulierung eben unmöglich ist, dass beide langsamer gehen, obwohl das aus Symmetriegründen so sein muss. Diesen Unsinn kann kein Mensch verstehen. Das ist einer der Hauptgründe, warum man die Relativitätstheorie für so komplett unverständlich hält. |
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(1) Das heisst wenn sie vor ab (vor der Trennung) synchronisiert wurden, und sie wieder zusammen finden, dann steht auf dem Körper mit der kleineren Masse, eine kleine Zahl für die Zeit? Ja? (weil der ja eine länger Weltenlinie hatte, als der Massereichere...) Nein? (2) Wenn dem so wäre: (1)=Ja, könnte ich ja den Atomuhren ein Laser (oder sonst eine starke El.Mag.Quelle (Funk)) mit dem Sekundentakt (1s Ein, 1s Aus) koppeln. Damit ich diese mit einem Empfänger auf dem jeweils anderen Körper auswerten. Da ich die el.mag. Frequenz (Wellenlänge) exakt kenne vom Sender, weiss ich Geschwindigkeit und Distanz (= permanente, lückenlose, von Anfang bis Ende, Geschwindigkeitsmessung aufintegriert ) durch den Dopplereffekt und zunehmende Signal-Verzögerszeit. Ja? Nein? (Gravitation gibs hier nicht in dem Beispiel) (3) Müsste ich dann nicht über dieses Signal vom anderen Körper (Dopplereffektkompensiert) sehen, das seine Uhr "langsamer" geht? Ja? Nein? (4) Was ist wenn ich anstatt der 1Hz Signals, die Uhrzeit schicke und über die bekannte Distanz, Die Signal-Verzögerung kompensiere, müsste ich dann nicht auch die differenz sehen? |
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--- Nun geht es aber weiter in meine linearen Szenario: Was ist wenn sich nun der massereichere Körper, konstant mit der "Auseinandrdriftgeschwindigkeit" entgegen der "Auseinanderdriftrichtung" in der Raumzeit bewegt. Dann wäre der masseärmere Körper beim auseinander Driften in Ruhe mit der Raumzeit und beim wieder zurückkehren mit doppelter Geschwindigkeit gegenüber der Raumzeit zurück zum massereicheren Körper. (Ist klar das bei diesem Abstossen und zurückkehren durch Bungyseil kräfte auf den massereicheren wirken und diese seine Geschwindigkeit verändern, haber einfachheitshalber kann man die Vernachlässigen) Müsste dann nicht Uhr auf dem Massearmeren Körper auf dem Auseinanderdriftweg anders vergehen wie auf dem Rückweg? Weil ja die Weltenlinien durch die Raumzeit ganz anders verlaufen? Als Referenz hab ich ja immer meine konstant bewegten massereichen Körper. |
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Technik kann fehlerhaft arbeiten. Die Natur verhält sich dagegen weitestgehend nach Naturgesetzen. |
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Willst du mal was rechnen, damit du verstehst, was ich meine? |
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Aber ist klar in der Natur gibt es philosophisch gesehen keine Fehler :) |
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Aber wenn es keine relative Geschwindigkeit zur Raumzeit gibt, wieso läuft die Uhr auf dem masseärmeren Körper langsamer als auf der Massereicheren? (mit langsamer meine ich im Vergleich zum Massereicheren, ist klar dass die Eigenzeit überall immer eine Sekunde eine Sekunde bleibt) Weil nur auf die Geschwindigkeit bezogen, wenn es kein Bezugssystemgibt (die Raumzeit) gibt es ja keinen Unterschied. Beide trennen sich mir der gleichen Geschwindigkeit voneinander. Woher "weiss" die Physik welcher sicher schneller bewegt als der Andere? Zitat:
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Der Vergleich geschieht mittels Lichtstrahlen von einer Uhr zur anderen Uhr. |
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Oder vielleicht anders gefragt:
Was messe ich auf dem masseärmeren Körper, wenn der massereichere Körper den Sender hat. Sehe ich dort, dass die Zeit auf dem massereicheren Schneller vergeht? In meinem Beispiel resultieren ja die jeweiligen Körpergeschwindigkeiten über die Impulserhaltung und Massenträgheit. Aber was ist, wenn ich (Gravitaion gibts nicht in diesem Szenario) anstatt mit der Feder, mit einer Rakete (Rückstoss-Antrieb) nur den Massereicheren Körper beschleunige und vom Massärmeren distanziere, und dann wieder mit einer Rakete zurück zum Masseärmeren Körper. Wie siehen dann die Messungen (Eigenzeiten) aus? |
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