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Physik » Relativitätstheorie » Sind Strecken relativ?
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Universität/Hochschule Sind Strecken relativ?
mhipp
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2018-09-18


Hi,
wir wir alle wissen gilt s = v * t (für konstante Geschwindigkeiten).

Nehmen wir nun an, Hans fliegt mit einer Rakete (v = fast Lichtgeschwindigkeit) ins Weltall. Auf der Erde wartet sein Freund Peter auf seine Rückkehr. Aufgrund der Krümmung der Raumzeit denkt Peter auf der Erde irgendwann, dass Hans nun schon 2 Monate unterwegs ist, zeitgleich denkt (bzw. sieht auf der Uhr) Hans, dass er erst 2 Tage unterwegs ist.
Also ist t (wie lange fliegt er bereits) unklar.
Will man also wissen, wie weit Hans in diesem beschriebenen Moment von der Erde entfernt ist, kann man obige Formel nicht verwenden, da t relativ ist.
Heißt das etwa, dass die zurückgelegte Strecke nicht definiert ist?
für mich würde das jedoch keinen Sinn machen, da ich ja (theoretisch) mit dem Meterstab hergehen könnte und die Strecke messen. Es würde nicht der Geist von Albert Einstein auftauchen und sagen: "Stop, das geht nicht!". Ich könnte es doch messen oder?
Wo liegt der Fehler?

LG mhipp

PS: Ich bin ein Neuntklässler an einem Gymnasium und habe deshalb keine herausragenden Physikkentnisse. Mein Physiklehrer wusste aber keine gescheite Antwort, deswegen frage ich hier ;)



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Tirpitz
Senior Letzter Besuch: in der letzten Woche
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2018-09-18

\(\begingroup\)
Hi!


Aufgrund der Krümmung der Raumzeit denkt Peter auf der Erde irgendwann, dass Hans nun schon 2 Monate unterwegs ist, zeitgleich denkt (bzw. sieht auf der Uhr) Hans, dass er erst 2 Tage unterwegs ist.
Die Begründung ist nicht ganz korrekt. Die Raumzeit wird durch Massen gekrümmt, doch für das Phänomen der Zeitdilatation (und auch der Längenkontraktion) ist gar keine Masse oder Raumzeitkrümmung erforderlich.

Aber zur Sache:

Aufgrund der Krümmung der Raumzeit denkt Peter auf der Erde irgendwann, dass Hans nun schon 2 Monate unterwegs ist, zeitgleich denkt (bzw. sieht auf der Uhr) Hans, dass er erst 2 Tage unterwegs ist.
(Hervorhebung durch mich)
Hier liegt die Krux: was meinst du mit "zeitgleich"? Bzw. zeitgleich relativ zu wem? Hier mal eine Analogie:
Wenn du in einem Zug sitzt und 1 Meter vor dir liegt ein Apfel ruhig auf dem Tisch, dann bleibt er relativ zu dir "gleichortig", d.h. zu einem späteren Zeitpunkt ist der Apfel immer noch am selben Fleck auf dem Tisch. Für einen Menschen auf dem Bahnsteig, an dem der Zug mitsamt Tisch und Apfel vorüberfährt, bewegt sich der Apfel jedoch. Ist der Apfel an einer bestimmten Stelle zu einer bestimmten Zeit, so wird zu einem anderen Zeitpunkt der Zug mitsamt Apfel längst weitergefahren sein und an der Stelle des Apfels ist nur noch Luft.
In der Relativitätstheorie verliert die Zeit (zum gewissen Maß) ihre Sonderrolle, sodass man nicht mehr global von Gleichzeitigkeit reden kann, so, wie man auch nicht von "gleichortig" sprechen kann, ohne das Bezugssystem genauer anzugeben.

Du kannst dich also fragen, welche Uhrzeit auf Peters Uhr steht, während Hans auf seiner Uhr 2 Tage sieht, d.h. also gleichzeitig relativ zu Hans. Und tatsächlich wird auf Peters Uhr nicht 2 Monate stehen, denn im Bezugssystem von Hans bewegt sich ja jetzt Peter mit Geschwindigkeit v davon.
Relativ zu Peter ist das Ereignis, in dem Hans auf seiner Uhr 2 Tage stehen hat, gleichzeitig zu dem Ereignis, in dem Peters Uhr 2 Monate anzeigt. Er hat also eine andere Gegenwart/ein anderes "Jetzt" als Hans!
Das Ganze ist wechselseitig: da die Natur keines von beiden Systemen bevorzugt, gilt auch, dass relativ gleichzeitig für Hans seine Uhr 2 Monate anzeigt und Peters Uhr 2 Tage.

Du kannst also getrost $s=vt$ verwenden. Diese Formel sagt dir dann immer, wie groß die zurückgelegte Strecke des einen A zum jeweils anderen B zur Eigenzeit $t$ von A ist.
\(\endgroup\)


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mhipp
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2018-09-18


Ok danke dir ;)



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