Uhren synchronisieren

[Mikesch]

Die Uhren laufen nicht von vorneherein synchron. Dazu jetzt ein GPS-Signal auszunutzen ist echt eine "ungewöhnliche" Idee.

[Lagrange]

Die Uhren laufen nicht von vorneherein synchron.

Doch.

Die hintere Uhr am ruhendem Schiff sendet einen kurzen Lichtpeak aus, dieser wird von der Uhr vorne gespiegelt.
Die Hinlauf- und Rücklaufzeiten sind identisch.

Jetzt bewegt sich das Schiff vorwärts, die Hinlaufzeit wird länger, die Rücklaufzeit kürzer.
Die Gesamtlaufzeit des Lichtes ist grösser als wie wenn das Schiff ruht.

Sonst wären Hinlauf- und Rücklaufzeiten nicht identisch.

[Kurt]

Es geht erstmal darum sie/Uhren korrekt zu synchronisieren.

Lichtstrahl... Länge des Zuges... Zuggeschwindigkeit... c+-v... und gut ists. Einfacher gehts mit PRN-C/A-Codes ("Zahnstangen-Codes") und Offsets. Zu jedem Zeitstempel gehört ein spezieller Code. Mit diesem Code kann die Empfängeruhr einen dazu passenden Offset aus einer Tabelle lesen und diesen zur Lokalzeit addieren. Bei der ersten Codeübermittlung (initial run) wird dieser Offset allerdings nicht addiert, sondern die Uhr damit gestellt.

Warum einfach, wenn es auch kompliziert geht.
Wie wär es mit der Einstein-Poincaré-Methode? Schon einmal daran gedacht?

Wir wollen die Uhren ja synchronisieren und nicht bepostulieren.

Kurt

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[Kurt]

Es geht erstmal darum sie/Uhren korrekt zu synchronisieren.

Lichtstrahl... Länge des Zuges... Zuggeschwindigkeit... c+-v... und gut ists.

GPS möchte ich erstmal weglassen.

Das mit dem Zug ist soweit OK.
Es soll allerdings mit Hilfe eines Beobachters in Zugmitte erfolgen.
Der muss nämlich berichten was passiert wenn der Zug unterwegs ist.

Erst muss aber noch einiges an Voraussetzungen und Umständen eingerichtet werden damits auch sinnvoll und unmissverständlich gehen kann.

Wie machst dus mit der Rakete?

Genau so. Einfacher geht es doch nicht: Beobachter in die Mitte setzen und ein Synchronisations-Signal an beide Uhren. Welche Voraussetzungen und Umstände sollen denn noch eintreten?

Damit die Uhren in der Rakete synchron (Beobachter in Zugmitte empfängt die beiden Lichtpeaks gleichzeitig) gehen ist es notwendig isotrope Lichtausbreitung zu haben.
Dann ist nur gewährleistet wenn die Rakete ruht und Licht sich im Bereich der Rakete isotrop ausbreitet.

Wenn die Lichtpulse nicht gleichzeitig bei ihm ankommen dann stellt er eine der Uhren solange nach bis das der Fall ist.
Die beiden Uhren sind dann synchron.

Kurt

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[Kurt]

Die Uhren laufen nicht von vorneherein synchron. Dazu jetzt ein GPS-Signal auszunutzen ist echt eine "ungewöhnliche" Idee.

Das ist eine ganz logische Idee.
Moderne Technik bietet diese Möglichkeiten. Hier habe ich sie aber einstweilen weggeschlossen damit man die Umstände und Probleme "normaler" Synchronisationen sehen kann.

Kurt

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[Kurt]

Beim Zug hast du unbewegt oder mit bekanntem v bewegt angenommen, wie machst du das bei der Rakete?

Genauso wie im Zug: Beobachter berichtet. Da v keine Rolle spielt, klappt das auch bei der Rakete.

Warum soll denn das v der Rakete keine Rolle spielen?

Kurt

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[Mikesch]

Die Uhren laufen nicht von vorneherein synchron.

Doch.

Warum sollten sie? Im anderen Fall kann man sich den ganzen Aufwand sparen...

Die hintere Uhr am ruhendem Schiff sendet einen kurzen Lichtpeak aus, dieser wird von der Uhr vorne gespiegelt.
Die Hinlauf- und Rücklaufzeiten sind identisch.
Jetzt bewegt sich das Schiff vorwärts, die Hinlaufzeit wird länger, die Rücklaufzeit kürzer.
Die Gesamtlaufzeit des Lichtes ist grösser als wie wenn das Schiff ruht.

Sonst wären Hinlauf- und Rücklaufzeiten nicht identisch.

Für den Beobachter an Bord ist das egal, ob sich das Raumschiff bewegt.

[Mikesch]

Wie wär es mit der Einstein-Poincaré-Methode? Schon einmal daran gedacht?

Wir wollen die Uhren ja synchronisieren und nicht bepostulieren.

Ich denke, du kennst die Methode nicht. Die wurde von Poincaré schon rd 10 Jahre vor der SRT vorgeschlagen.

[Mikesch]

Genau so. Einfacher geht es doch nicht: Beobachter in die Mitte setzen und ein Synchronisations-Signal an beide Uhren. Welche Voraussetzungen und Umstände sollen denn noch eintreten?

Damit die Uhren in der Rakete synchron (Beobachter in Zugmitte empfängt die beiden Lichtpeaks gleichzeitig) gehen ist es notwendig isotrope Lichtausbreitung zu haben.
Dann ist nur gewährleistet wenn die Rakete ruht und Licht sich im Bereich der Rakete isotrop ausbreitet.
Wenn die Lichtpulse nicht gleichzeitig bei ihm ankommen dann stellt er eine der Uhren solange nach bis das der Fall ist.

Ist jetzt etwas schwierig, da die Uhren am Ende des Zuges/Rakete sind und der Beobachter in der Mitte sitzt. Wie soll er da jetzt ankommen?

[Mikesch]

Beim Zug hast du unbewegt oder mit bekanntem v bewegt angenommen, wie machst du das bei der Rakete?

Genauso wie im Zug: Beobachter berichtet. Da v keine Rolle spielt, klappt das auch bei der Rakete.

Warum soll denn das v der Rakete keine Rolle spielen?

Der Beobachter sind im Zug/Rakete. Da ist v = 0.