fallili hat geschrieben:Mit anderen Worten, je nachdem ob ich den Beobachter als bewegt und das Raumschiff als ruhend annehme oder umgekehrt, sagen mir die Theorien der Lehrbücher zwei unterschiedliche Meßergebnisse voraus.
Da das nicht sein kann, frage ich mich schon seit Jahren verzweifelt wo MEIN Denkfehler liegt.
Kein Denkfehler! Du denkst richtig (im Sinne des Relativitätsprinzips), aber die Autoren der Lehrbücher verstehen die SRT nicht. Soll ja bei Relativisten auch vorkommen, dass sie ihre eigene Theorie nicht begreifen!
In der SRT gilt die Relativität der Gleichzeitigkeit. D.h. sind
zwei räumlich voneinander entfernte Ereignisse in einem Inertialsystem gleichzeiig, so sind sie es
nicht für einen Beobachter in einem dazu relativ bewegten Inertialsystem. Sind die Ereignisse aber
an einem gleichen Raumpunkt gleichzeitig (wie das Eintreffen zweier Lichtsignale bei einem Beobachter), so sind sie in
jedem der Inertialsysteme gleichzeitig.
Zwei voneinander weit entfernt einschlagende Blitze im ruhenden IS können für einen in der Mitte des Systems befindlichen Beobachter gleichzeitig sein - und er wird sie daher auch gleichzeitig wahrnehmen, d.h. er wird von beiden Lichtsignalen gleichzeitig getroffen.
Die
Lorentztransformation in das Inertialsystem eines sich vorbei bewegenden Beobachters ergibt nun, dass die Einschläge der Blitze in diesem IS
nicht gleichzeitig erfolgen! Relativität der Gleichzeitigkeit! Wahrnehmen kann der Beobachter in der Mitte des IS die Blitze aber erst,
wenn ihn die beiden Lichtsignale erreichen. Da er sich von dem Blitz, der
früher einschlägt, weg bewegt und sich dem Blitz, welcher
später einschlägt, nähert, ergibt die Lorentztransformation erwartungsgemäß, dass auch dieser Beobachter von den Lichtsignalen
gleichzeitig erreicht wird, und er die Blitze daher ebenfalls gleichzeitig wahrnimmt. Alles andere wäre ein Widerspruch, welcher die SRT sofort ad absurdum führen würde!
In Deinem Beispiel (jeweils 300000 km bis zur Mitte der IS, wo sich die Beobachter befinden) würden im ruhenden System die Blitze gleichzeitig einschlagen; im zB. mit 0,5 c bewegten IS hingegen würde ein Blitz um 1,1555 Sekunden
früher einschlagen als der andere. Damit ergibt sich aufgrund der Bewegung zum und vom Licht ein
gleichzeitiges Eintreffen der Signale
auch bei diesem Beobachter. Das ist im Sinne des Relativitätsprinzips auch wichtig, denn andernfalls könnte der bewegte Beobachter ja an ungleichzeitigen Lichtsignalen feststellen, dass er sich in Bewegung befindet - und dies wäre somit ein Experiment zur Feststellung der Bewegung eines Inertialsystems innerhalb desselben. Es ist aber eines der Merkmale eines Inertialsystems, dass experimentell ein Unterschied zwischen gleichförmig linearer Bewegung und Ruhe nicht festzustellen sein soll!
Würde man also tatsächlich so ein Experiment durchführen und die Blitze auslösen, wenn die Beobachter sich gerade gegenüber befinden, und der ruhende Beobachter würde die Blitze gleichzeitig wahrnehmen, der bewegte Beobachter würde aber die Blitze ungleichzeitig wahrnehmen, so wäre damit die SRT augenblicklich widerlegt. Findet sich derartiges wirklich in diversen Lehrbüchern, so zeugt dies davon, dass die Autoren Sinn und Zweck der SRT und der LT nicht verstanden haben!
Denn es geht darum, dass die Lichtgeschwindigkeit für
jeden Beobachter konstant erscheinen muss, und da sich der bewegte Beobachter ja selbst
als ruhend definieren kann, darf sich für ihn kein Unterschied zur Feststellung des anderen Beobachters ergeben. Ruhend definiert müsste er andernfalls aus ungleichzeitigem Eintreffen der Lichtsignale schließen, dass die Lichtgeschwindigkeit c+v bzw. c-v betragen hätte - und das gibt es in der SRT nicht (Postulat!).
Die Lehrbücher schildern daher offenbar den klassischen Fall mit den widersprüchlichen Feststellungen der Beobachter und dabei wird übersehen, dass die Lorentztransformation zwischen den IS diese Widersprüche behebt. Gleichzeitigkeit zweier Ereignisse am gleichen Raumpunkt sind in jedem Inertialsystem gleichzeitig. Damit kann keiner der beiden Beobachter behaupten, er habe anhand der Lichtsignale seine Bewegung festgestellt.
Grüße
Harald Maurer
