Die Spezielle Relativitätstheorie verstehen lernen

[Kurt]

Hallo Leute, damit jedem klar ist was er hier vorhat.
Ich habe ihn das gefragt:

Zwei völlig baugleiche Uhren UE und UO stehen auf der Erdoberfläche nebeneinander. Sie laufen genau gleich schnell (d.h., sie sind beide auf die SI-Sekunde geeicht). Sie zeigen exakt die gleiche Zeit.

Auf welche SI-Sekunde?

Die, die eine CS Uhr neben dem Eichplatz steht erzeugt, oder eine andere SI-Sekunde.

Die Antwort wird ausbleiben, denn dann geht sein Plan nicht auf, denn dann kann jeder sehen was er vorhat.
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Die SI-Sekunde, das ist es was er als Referenz genommen hat.
Und er hat es sogar extra geschrieben, wohl deswegen damit niemand sagen kann er habe es nicht gewusst.

Was ist dies SI-Sekunde? Wicki sagt dazu folgendes:

Seit 1967 ist die Sekunde als das 9.192.631.770fache der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustands von Atomen des Nuklids 133Cs entsprechenden Strahlung festgelegt,[2] welche daher auch Atomsekunde genannt wird. Und die traditionelle Sekunde wird als 86.400ster Teil (24×60×60) eines Tages beschrieben.[

Die SI Sekunde ist also : "ist die Sekunde als das 9.192.631.770fache der Periodendauer" ..... Atomen des Nuklids 133Cs"

Und es gibt eine zweite Sekundendefinition, die "traditionelle".
Dieda: "als 86.400ster Teil (24×60×60) eines Tages beschrieben"

Was ist wenn man die Sekunde verwendet, die die man automatisch (ohne Hintergedanken zu haben) annimmt wenn man Aussagen zu irgendwelchen Dauern/Frequenzen/Zeiten macht, wenn man also die "althergebrachte" Sekunde verwendet?
Diese Sekunde dauert überall gleich lang, sie ist überall gleich.

Was ist wenn man die "Hinterslichtführsekunde", die SI-Sekunde verwendet.
Diese Sekunde ist von dem Verhalten der verwendeten Atome abhängig.

Da dieses ja unterschiedlich ist kommt auch eine unterschiedliche Sekunde zustande.
Je nach Schwingverhalten der Atome ist die Sekunde unterschiedlich.

Die Aussage "Die gemessene Frequenz ist überall gleich" ist dann richtig, denn die Frequenzangabe beruht auf einer Referenz die eben nicht überall gleich ist.
Somit kann keine andere Frequenz gemessen werden auch wenn tatsächlich ein Unterschied besteht.
Denn die angezeigte/gemessene Frequenz richtet sich immer nach der verwendeten Referenz für die Sekunde.

Wenn es jemand ehrlich meint dann versucht er nicht solche Hinterlistigkeiten einzführen!!
Er versucht die behauptete Blaubverschiebung dadurch zu "bestätigen" dass er unterschiedliche Messverfahren für die Bestimmung der jeweiligen Frequenzaussage anzuwenden versucht!

Wäre er ehrlich dann hätte er die Sekunde genommen die dieser Deklaration entspricht: 86.400ster Teil (24×60×60) eines Tages, oder der offiziellen Zeit vom GPS oder die die in Braunschweig erzeugt wird, oder jede andere Definition die nicht auf "Beschiss/hinters Licht führen" ausgelegt ist.

Jeder kann sich selber seine Meinung bilden.
Jedenfalls kann GPS unumstösslich beweisen dass es keine "Gravitatorische Rotverschiebung" gibt, dass das ein reines Hirngespinnst ist und somit die dieses Gespinnst verwendende Theorie Falsches behauptet.
Also nicht richtig ist.


Gruss Kurt

[contravariant]

Die Definition der SI-Sekunde nicht verstanden, aber rumpöbelen und anderen Beschuss unterstellen. Die Kritik in ihrem Lauf...

[Kurt]

Jedenfalls kann GPS unumstösslich beweisen dass es keine "Gravitatorische Rotverschiebung" gibt, dass das ein reines Hirngespinnst ist und somit die dieses Gespinnst verwendende Theorie Falsches behauptet.

Ich möchte hier ein Gegenbeispiel ansetzen.
Es händelt nicht die mikrig keinen Differenzen die real auftreten, sondern einen Gangunterschied von 10%
Das lässt sich dann, wenns notwendig ist, auf GPS ummünzen.
Vom Prinzip her besteht kein Unterschied, nur halt leicht händelbare Zahlen.

Als allererstes wird die Sekunde festgelegt, es sei eine CS-133 Atomuhr, sie stehe herunten neben dem Abgleichplatz für die verwendeten Uhren.
Diese Uhr geht mit der GPS-Zeit synchron.

Alle verwendeten Uhren sind ebenfalls CS133 Uhren, alle ihre erzeugten Schwingungen und Bitzustände und Datensignale und Sendefreqeunzen und und.. werden davon abgeleitet, so wies beim GPS auch der Fall ist.


Zwei völlig baugleiche Uhren UE und UO stehen auf der Erdoberfläche nebeneinander. Sie laufen genau gleich schnell (d.h., sie sind beide auf die festgelegte Sekunde geeicht). Sie zeigen exakt die gleiche Zeit.

Sie haben einen Sender an Board der mit 1 Ghz sendet, die Sendefreqeunz wird von ihrer Uhr abgeleitet, ist also fest mit der Schwingfrequenz der Uhrenatome gekoppelt.
Beide Sender (UE und UO) senden gleich, sie senden phasenstarr gleich, also absolut identisch.
Ein Zähler, der seine Referenz von der Sekundenerzeugenden Uhr bezieht, bestätigt das, ebenso die Anzeigen der in den Uhren eingesetzten Zähler.
Die Zähler können auf ihren eigenen Oszillator, auf die interne Uhr, oder auf ein externes Signal geschaltet werden.
Der zählereigene Oszillator beruht ebenfalls auf einer CS-Atomuhr.

Nun wird UO zu einem geostationärem SAT hochgebracht, es wird keinerlei Änderung vorgenommen.

Herunten wird nun eine Frequenz empfangen die um 10% höher ist als sie die von UE, also 1,11 Ghz.

Gibts da zur verwendten Technik und Verfahren irgendwelche Einwände.


Gute Nacht.

Kurt

[julian apostata]

Nein, eine Uhr läuft nicht schneller oder langsamer, nur weil man sie wo anders hin bringt.

Nee, aber sie läuft langsamer oder schneller, wenn man sie aus unterschiedlichen Bezugssystemen betrachtet.
ABC der RT.
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Und genau dem würde ich sogar zustimmen, und deswegen kapier ich nicht, was du hier eigentlich nicht kapierst.

Die Erduhr läuft aus Erdsicht langsamer als die Orbituhr, also teilt man die selbe Anzahl von Schwingungen durch weniger Zeit, das ergibt eine höhere Frequenz, also Blauverschiebung.

Mathematisch am einfachsten lässt sich das über das Äquivalenzprinzip und die Konstanz von c zeigen.

http://www.einstein-online.info/vertiefung/Aequivalenzprinzip/?set_language=de

Wir wollen die hier bereits angedeuteten Komplikationen ("näherungsweise", "kleiner Ausschnitt") zunächst vernachlässigen und zunächst eine vereinfachte Version des Äquivalenzprinzips entwickeln - mithilfe der folgenden einfachen Gedankenexperimente:
Nehmen Sie an, Sie befinden sich in einer geschlossenen Kabine, abgeschnitten von der Außenwelt. Körper, die Sie fallen lassen, fallen beschleunigt zu Boden, genau so, wie Sie es von der Erde gewohnt sind. Können Sie daraus schließen, dass Sie sich samt Kabine tatsächlich in einem Schwerefeld wie jenem der Erde befinden, wie in der folgenden Abbildung skizziert?

Nein, denn alles könnte auch ganz anders sein. Theoretisch könnten Sie sich auch im Weltraum befinden, weit entfernt von allen größeren Massenansammlungen und deren Gravitationseinfluss. Dann nämlich, wenn Ihre Kabine sich an Bord einer Rakete befindet, die durch ihr Triebwerk gerade mit 9,81 Metern pro Sekunde-Quadrat beschleunigt wird, wie hier skizziert:

Der Fußboden wird beschleunigt während der Zeit in welcher das Photon von der Decke zum Fußboden gelangt, und so kann man über den Dopplereffekt schon mit einfachsten Mitteln die gravitatorische Blauverschiebung herleiten.

Blauverschiebung über den Dopplereffekt gehört auch zur alltäglichen Polizeiarbeit! (Radarfalle)

Hier noch mal die Gleichung für den Verstimmungsfaktor. (r0 = Erdradius ~ 6371 km)



(10,229999995453 Mhz - 10,23 Mhz)/10,23 Mhz = 4,44*10^-10

Wieso konnte Einstein für diesen Verstimmungsfaktor schon 1911 eine Gleichung finden und ihr könnt das nicht?

[Harald Maurer]

Die ART-ZD-Variante von fb557ec2107eb1d6:
" Die Uhr UO geht gegenüber der Uhr UE vor. UO ist im Orbit schneller gelaufen als die Uhr UE auf der Erdoberfläche, obwohl beide immer exakt auf die SI-Sekunde geeicht waren."

Das ist also die Erklärung mit dem ungleichen Lauf der Uhren in den unterschiedlichen Gravitationspotenzialen. Die Frequenz selbst ändert sich nicht, sondern wird in ungleichen Zeiträumen gezählt und ergibt sich daher unterschiedlich. Oben wird eine verminderte Frequenz und somit eine verminderte Energie der Signale festgestellt. Wohin entschwindet die Energie? Unten wird somit eine erhöhte Frequenz und somit eine erhöhte Energie der Signale festgestellt. Woher kommt die zusätzliche Energie? Energieerhaltungssatz?

Die ART-ZD-Variante von julian apostata:
"Nein, eine Uhr läuft nicht schneller oder langsamer, nur weil man sie wo anders hin bringt. Und auch Lichtquellen strahlen woanders immer noch genauso, wie sie es vorher taten.[...]Die SRT hat da seit 1911 eine simple Erklärung, nämlich dass wenn “Licht nach unten fällt“, es an kinetischer Energie gewinnt, genau wie bei einem anderen materiellen Gegenstand…
…nur mit dem einen Unterschied, dass Licht nicht schneller werden kann, sondern sich der Energiegewinn über höhere Frequenz zeigt."

Da laufen die Uhren nun nicht ungleich, sondern das Licht fällt "wie jeder andere materielle Gegenstand" nach unten, gewinnt Energie und die Frequenz erhöht sich. Oder es bewegt sich nach oben, verliert Energie und die Frequenz vermindert sich. Auf dem Weg nach unten oder oben entstehen also zusätzliche "Schwingungen" oder es verschwinden welche. Kontinuitätsprinzip und Energieerhaltungssatz schließen aus, dass etwas ins Nichts verschwindet oder aus dem Nichts entsteht. Also auch hier die Frage, wo geht die Energie hin oder wo kommt sie her? Ein materieller Gegenstand bezahlt den Energiegewinn mit dem Verlust potenzieller Energie oder gewinnt potenzielle Energie, wenn er kin. Energie verliert. Die potentielle Energie eines Körpers in einem homogenen Gravitationsfeld ist proportional zur Höhe nach E_pot=mgh und dies setzt allerdings "m", also eine Ruhemasse voraus. Licht hat keine Ruhemasse. Wie sollte der Wechsel von E_pot zu E_kin oder umgekehrt bei Licht von statten gehen?

Nun, abgesehen von diesen Problemchen mit der Energie bei beiden Varianten ergibt sich ja nun die Frage: Welche der beiden Varianten (die einander ausschließen, weil sie gemeinsam von vornherein nicht zutreffen können) gilt denn nun? Muss man mit zwei diametral entgegen gesetzten Erklärungen leben, mit dem Grundsatz, dass zwei widersprüchliche Erklärungen gar keine Erklärung sind?

Beide Varianten können nicht funktionieren. Eher noch jene von Julian, denn irgendwie lässt sich vielleicht doch noch irgendein Mechanismus für den seltsamen Umgang mit der Energie konstruieren. Nun kann man z.B. dem Licht (dem "Photon") eine dynamische Masse zuschreiben. Das ändert zwar nichts an dem lapidaren Umgang mit dem Energieerhaltungssatz, weil damit auch eine kin_Energie einfach zugeteilt wird, aber zumindest kann man die Version Julians zuhilfe nehmen, um den Widerspruch in der Version fb...s aufzulösen. D.h. man erklärt einen Widerspruch mit einem anderen Widerspruch. Soll man sich damit zufrieden geben?

Wie zu erwarten, herrscht unter den Relativisten über die Ursache der gravitativen Rotverschiebung keine Einigkeit, wie dies auch beim ZP oder der LK der Fall ist. Julian ändert schon von einem Posting zum nächsten seine Meinung. Gerade schrieb er noch "Nein, eine Uhr läuft nicht schneller oder langsamer, nur weil man sie wo anders hin bringt." Aber dann etwas später: "Die Erduhr läuft aus Erdsicht langsamer als die Orbituhr, also teilt man die selbe Anzahl von Schwingungen durch weniger Zeit, das ergibt eine höhere Frequenz, also Blauverschiebung." Er springt also von einer Version zu anderen und ignoriert, dass sich diese beiden Versionen gegenseitig ausschließen. Da befindet er sich in guter Gesellschaft. In "Allgemeine Relativitätstheorie", 4. Aufl. von H. STEPHANI (Berlin 1991, Deutscher Verlag der Wissenschaften) findet man folgende Erklärung "Bei der Ausbreitung des Lichts in einem Gravitationsfeld ändert sich nicht nur die Richtung der Lichtstrahlen sondern auch die Frequenz des Lichtes". W. RINDLER schreibt hingegen in "Relativity - special, general and cosmological", (Oxford University Press 2001) sowohl "...as light climbs up a gravitational gradient, its frequency decreases..." als auch "...standard clocks fixed in a stationary gravitational field at low potential go slower than clocks fixed at higher potential". Auch Fachmann W. RINDLER präsentiert also gleich zwei sich widersprechende Gründe im gleichen Text. Und Fachmann V. PETKOV schreibt in seinem Werk "Relativity and the nature of the spacetime", (Springer Verlag Berlin Heidelberg New York 2005), "Therefore, in the gravitational redshift, it is the velocity and wavelength of a photon that changes whereas its frequency does not change". Das ist übrigens die Lorentz-Interpretation mit realer Änderung des Uhrengangs kombiniert mit der Anschauung, dass das Gravitationsfeld einem dichten Medium gleicht, in welchem es ebenso wie in einem solchen zur Änderung der LG und der Wellenlänge bei konstanter Frequenz kommt. Damit widerspricht PETKOV den beiden zuvor zitierten "Fachleuten" und damit auch dem Prinzip c=const.

Wenn schon die fachkundigen Autoren keine übereinstimmende Interpretation der Effekte der RT vorlegen können, was gerade soviel bedeutet, dass die mit diesen Effekten auftretenden Widersprüche grundsätzlich nicht aufgelöst werden können, weil die ausgetiftelten Lösungen ebenso widersprüchlich bzw. absurd oder sogar überhaupt nicht konsistent mit den Aussagen der Theorien sind, braucht man sich in Internetforen von vornherein nicht damit abzuplagen, irgendeinen relativistischen Märchenerzähler davon zu überzeugen, dass er Unsinn verbreitet. Gleichsam wie ein fanatischer Missionar wird er dennoch bis zum Nimmerleinstag sein Credo herunterbeten. Und weder Argumente noch Widersprüche werden ihn irritieren. Hat sich mal jemand zur Illusion durchgerungen, die RT endlich zu "verstehen", wird er kaum dazu bereit sein, das Ergebnis seiner Mühe wieder über Bord zu werfen.

Grüße
Harald Maurer

[Mikesch]

Wie kommt es dass ein und dieselbe Uhr mehrerer "Zeiten" gleichzeitig anzeigen kann? :mrgreen:

@Chief: Ja, diese "Kritiker"-Behauptung bitte mal erklären.

Mike

[fb557ec2107eb1d6]

Die ART-ZD-Variante von fb557ec2107eb1d6:
" Die Uhr UO geht gegenüber der Uhr UE vor. UO ist im Orbit schneller gelaufen als die Uhr UE auf der Erdoberfläche, obwohl beide immer exakt auf die SI-Sekunde geeicht waren."

Das ist also die Erklärung mit dem ungleichen Lauf der Uhren in den unterschiedlichen Gravitationspotenzialen. Die Frequenz selbst ändert sich nicht, sondern wird in ungleichen Zeiträumen gezählt und ergibt sich daher unterschiedlich. Oben wird eine verminderte Frequenz und somit eine verminderte Energie der Signale festgestellt. Wohin entschwindet die Energie? Unten wird somit eine erhöhte Frequenz und somit eine erhöhte Energie der Signale festgestellt. Woher kommt die zusätzliche Energie? Energieerhaltungssatz?

Mit UE wird ein Oszillator OE auf der Erdoberfläche geeicht und zwar so, dass der Oszillator OE in 11 Tagen, 13 Stunden, 46 Minuten und 40 Sekunden (gemessen mit UE) genau 10.230.000.000.000mal schwingt.

Mit UO wird ein Oszillator OO im Orbit geeicht und zwar so, dass der Oszillator OO in 11 Tagen, 13 Stunden, 46 Minuten und 40 Sekunden (gemessen mit UO) genau 10.230.000.000.000mal schwingt.

[fb557ec2107eb1d6]

Es fehlt für jeder Uhr an jeder Position die Angabe, für welches Bezugssystem die Zeit und der Zeitraum und damit die Frequenz gelten. Beide sind in der RT nun mal bezugssystemabhängig.
Gelten sie jeweils für das Ruhesystem der Uhren oder für das Erdoberflächensystem oder für welches andere BS?

Mein Uhren zeigen einfach die Zeit an. Mein Oszillatoren schwingen einfach. Genau wie ich beschrieben habe. Das machen sie auch, ohne dass ich ihnen etwas von Bezugssysemen erzähle. Nachdem ich auch nur konventionelle Uhren und Oszillatoren ohne Künstliche Intelligenz verwende, würden sie das mit den Bezugssystemen auch gar nicht verstehen. Welche von meinen Angaben ist damit nicht eindeutig? Mein beschriebener Versuchsablauf ist auch jederzeit wiederholbar (reproduzierbar).

[fb557ec2107eb1d6]

Die ART-ZD-Variante von fb557ec2107eb1d6:
" Die Uhr UO geht gegenüber der Uhr UE vor. UO ist im Orbit schneller gelaufen als die Uhr UE auf der Erdoberfläche, obwohl beide immer exakt auf die SI-Sekunde geeicht waren."

Das ist also die Erklärung mit dem ungleichen Lauf der Uhren in den unterschiedlichen Gravitationspotenzialen. Die Frequenz selbst ändert sich nicht, sondern wird in ungleichen Zeiträumen gezählt und ergibt sich daher unterschiedlich. Oben wird eine verminderte Frequenz und somit eine verminderte Energie der Signale festgestellt. Wohin entschwindet die Energie? Unten wird somit eine erhöhte Frequenz und somit eine erhöhte Energie der Signale festgestellt. Woher kommt die zusätzliche Energie? Energieerhaltungssatz?

Ein Ball mit der Masse von 1kg fällt von einem 10 Meter hohen Turm. Auf dem Turm hat der Ball die Geschwindigkeit Null und die kinetische Energie Null. Im Moment kurz vor dem Aufprall hat der Ball die Geschwindigkeit 50,9 km/h und die kinetische Energie 100 Joule. woher kommt die zusätzliche Energie? Energieerhaltungssatz?

[Kurt]

Es fehlt für jeder Uhr an jeder Position die Angabe, für welches Bezugssystem die Zeit und der Zeitraum und damit die Frequenz gelten. Beide sind in der RT nun mal bezugssystemabhängig.
Gelten sie jeweils für das Ruhesystem der Uhren oder für das Erdoberflächensystem oder für welches andere BS?

Mein Uhren zeigen einfach die Zeit an. Mein Oszillatoren schwingen einfach. Genau wie ich beschrieben habe

Genau, so wie du es beschrieben hast, genau!.
Sie zeigen die gleiche Zeit an, sie zeigen die Zeit an die du mit deinen Uhren erstellst, erstellst mit deinen Sekunden!
Das du unterschiedliche Sekunden verwendest das willst du (von den Lesern) wohl nicht erkannt haben wollen, wohl gerne ins Leere laufen lassen wollen.

Auf gut bayrisch heisst das: "du willst bescheissen"