Einzelnen Beitrag anzeigen
  #15  
Alt 18.11.18, 20:00
Benutzerbild von physicus
physicus physicus ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 17.11.2018
Beiträge: 141
Standard AW: Zur Längenkontraktion (Lorentzkontraktion)

@Ich:

Zitat:
Zitat von Ich Beitrag anzeigen
Siehe diesen Thread und die Links darin.
Auch zur Massenzunahme.
Ich habe mich mit diesem Faden jetzt etwas beschäftigt. Wenn Du erlaubst, zitiere ich daraus einen Beitrag, der offenbar von Dir stammt:

Zitat:
Zum Begriff "Länge":

Die RT ist eine geometrische Theorie der Raumzeit. Das heißt, Raum und Zeit werden immer zusammen betrachtet, und alle Dinge werden durch geometrische Objekte in dieser vierdimensionalen Raumzeit abstrahiert.
Ein (Maß-)Stab zum Beispiel wird im dreidimensionalen Raum als eine eindimensionale Strecke abstrahiert, wenn einen seine Querausdehnung nicht interessiert. Von jedem Punkt im Raum kann man sagen, ob er zum Stab gehört oder nicht. Der Stab ist die Menge aller Punkte, die zum Stab gehören.
In der Raumzeit heißen die Punkte Ereignisse, und der Stab ist die Menge aller Ereignisse, die zum Stab gehören. Der Stab existiert eine Zeit lang, und zu jedem Raumpunkt gehört dann noch eine Zeitkoordinate, um ein Ereignis zu definieren. Der Stab wird also in der SRT als ein zweidimensionaler Streifen abstrahiert.
Die "Länge des Stabes" ist dabei die Breite dieses Streifens. Wie man die misst, ist intuitiv klar: Das ist die Länge einer Strecke, die quer durch den Streifen geht, also senkrecht auf den Rändern steht. (Siehe dieses Beispiel)
Das ist auch genau das, was man im herkömmlichen Sprachgebrauch die "Länge des Stabes" nennt. Es ist eine Eigenschaft des Stabes allein und nicht von anderen Dingen abhängig. Es ist egal, ob man Montags oder Dienstags misst, ob man den Stab senkrecht oder waagerecht hält und so weiter.

Aus historischen Gründen ist das dummerweise nicht die Sprachregelung, die in der RT gilt. Hier nennt man quasi die Länge einer in beliebigem Winkel durch den Streifen gehenden Strecke die "Breite des Streifens" - beziehungsweise den Abstand zweier in einem beliebigen Bezugssystem gleichzeitigen Ereignisse auf den Enden des Stabs seine "Länge". Das ist nunmehr nicht einfach eine Eigenschaft des Stabes allein, sondern hängt auch noch vom Winkel (dem "Bezugssystem") ab. Damit hat es auch nur mehr wenig mit dem herkömmlichen Sprachgebrauch zu tun, was zu Verwirrung führt. Statt sinnvollerweise die Länge als die senkrechte Messung zu definieren, nennt man diese "Ruhelänge", und diese schrägen Messungen, für die man sich eigentlich ein anderes Wort ausdenken müsste, nennt man "Länge".

Auf die Spitze getrieben wird das dadurch, dass man auch noch von "Längenkontraktion" spricht. Das verdinglicht diese Absurdität noch: Man misst nicht einfach je nach Bezugssystem eine unterschiedliche Länge, was schon schlimm genug wäre. Nein, man sagt auch noch klar und deutlich: Die Länge hat sich kontrahiert, also zusammengezogen. Der Stab hat sich also zweifelsfrei geändert. Man stelle sich das mal bei einem ganz normalen Streifen vor, dessen Breite man messen soll: Man würde sagen, der Streifen habe eine "senkrechte Breite" von 1 cm - und sobald der Streifen bei der Messung schräg steht, unterliegt er einer "Breitenexpansion", weil er dadurch breiter wird. Das wäre total hirnverbrannt. Das würde bedeuten, dass sich eine Eigenschaft des Streifens selbst ändert, wenn man ihn schräg hält, er würde je nachdem breiter oder weniger breit werden.
Aber genau so ist die Sprachregelung in der SRT. Und ich kann mir nicht vorstellen, dass es jemanden gibt, der beim Erlernen der RT nicht mit diesem blödsinnigen Konzept gerungen hätte: Ändert sich die Länge des Stabes nun "wirklich" oder nur "scheinbar"? Eigentlich tut sich ja nichts am Stab, wenn man ihn aus einem bewegten Bezugssystem betrachtet. Also nur "scheinbar". Andererseits passt er auf einmal (zumindest für kurze Zeit) in meine Garage, die eigentlich kürzer ist. Also doch eine "wirkliche" Änderung?
Bei dem Beispiel des Streifens weiß jeder, dass sich am Streifen und damit auch an seiner Breite natürlich nichts ändert, wenn man ihn schräg misst. Das, was man da misst, ist einfach nicht seine Breite, sondern irgendeine Schnittlänge. Da kommen erst gar keine "Paradoxien" auf und auch keine tief philosophischen Grübeleien über die "Wirklichkeit oder Scheinbarkeit der Breitenexpansion eines Streifens, wenn man ihn schräg anschaut". Diese ganzen Hirnverknotungen sind vollkommen überflüssige Resultate einer blödsinnigen Sprachregelung - die, wie Philip richtig sagt, noch aus der Lorentzschen Äthertheorie stammt, in der man dreidimensional dachte und tatsächlich glaubte, Stäbe würden kontrahieren, wenn man sie in Bewegung setzt.
Einfach nur klasse... die Lage ist also doch nicht so hoffnungslos, wie von mir angenommen. Es gibt auch noch andere, die mit dieser "Hirnverknoterei" der Lorentzkontraktion so ihre Probleme hatten.

Übrigens habe ich vor ein paar Tagen einen Professor der theoretischen Physik gehört... ich zitiere sinngemäß aus dem Gedächtnis:
Zitat:
Für Astronauten an Bord einer relativistisch bewegten Rakete verkürzt sich zum Glück die Streckenlänge hin zum Ziel
--- was natürlich etwas unglücklich ausgedrückt ist, um es mal so zu sagen.

Die Reisestrecke ändert sich natürlich überhaupt nicht; was sich ändert, ist die Wahrnehmung der Reisestrecke durch die Astronauten... weil für sie die Zeit eben langsamer vergeht, erscheint ihnen die zurückgelegte Strecke kürzer, als sie ist (die einfache Beziehung von Zeit, Strecke und Geschwindigkeit in der bekannten Grundsatzformel).

Viele Grüße
Chris

Geändert von physicus (18.11.18 um 20:12 Uhr)
Mit Zitat antworten