Das Prinzip des Seins

Ich hatte da mal neulich eine Diskussion wegen der sog. Längenkontraktion an einem Zugbeispiel. In der Diskussion haben wir zahlreiche Varianten des Gedankenexperimentes durchgespielt, u.a. um diverse “Störeinflüsse“ rauszubekommen. Dabei wurde der Zug auf diverse Himmelkörper verfrachtet wegen Schwerkraft und Oberflächenkrümmung, am Ende ist er dann auf eine sehr grosse und sehr stark konstant beschleunigte Plattform im All verfrachtet worden.
Auch den Typ und Länge des Fahrzeugs haben wir variiert, ebenfalls um “Störeinflüsse“ rauszubekommen. Mal war es ein klassischer Zug, mal nur eine Lok ohne Waggons, mal ein Fahrzeug mit Raupen, mal eine Vollmetall-Lok aus dem härtesten Material das denkbar wäre, am Ende war es dann eine möglichst robuste Lok einer Magnetschwebebahn. Das konkrete Beispiel sah so aus:

Der Lok fährt möglichst nah an der Lichtgeschwindigkeit, sagen wir mal mit 95 % von c, und rast auf eine Brücke von z.B. 10 m Länge zu die aber eingestürzt ist. Wegen der Längenkontraktion, die bei dieser Geschwindigkeit etwa der 0,3 fachen Länge entspricht in Bezug auf eine stehende Lok, ergeben sich bei einer Lok-Länge von z.B. ebenfalls 10 m folgende beiden perspektivischen Situationen:

Perspektive aus der Lok
Die Eigenlänge der Lok ist unverändert 10 m.
Die Länge der längenkontrahierten Schlucht, in die die Brücke hinabgestürtzt ist, beträgt laut Gamma-Formel nur noch etwa 3 m.
Da die Lok mehr als doppelt so lang ist wie der Spalt kommt sie bei der Überfahrt nicht ins kippen und sollte es also schaffen
über die Schlucht hinüberfahren zu können.

Perspektive von der Brücke
Die Eigenlänge der Brücke ist unverändert 10 m.
Die Länge der längenkontrahierten Lok, die auf die Schlucht zurast, beträgt laut Gamma-Formel nur noch etwa 3 m.
Sobald die Lok 1,5 m weit über die Schlucht fährt, kommt sie ins kippem. Schlimmer noch, nach 3 m hat sie nichts mehr
unter sich und befindet sich die letzten 7 m im freien Fall.

Bevor ich nun im Detail darauf eingehe um was für Punkte es sich bei der Diskussion so gedreht hat würde ich gerne fragen wie hier die Situation eingeschätzt wird:

Ist das eine Situation die nach den Regeln der Relativitätstheorie problemlos aufgelöst werden kann (wenn ja wie?) oder ist das eine paradoxe Situation die nach den Regeln der Relativitätstheorie nicht gelöst werden kann?
(Dabei Bedenken dass Länge und Gravitation bzw. Pseudogravitation auch andere, z.T. sehr hohe Werte haben könnten. D.h. man kann das Problem nicht einfach dadurch vom Tisch wischen dass man sagt bei der hohen Geschwindigkeit kommt die Lok so oder so über die Schlucht. Dies deswegen nicht weil die Gravitation/Pseudogravitation sehr hoch sein könnte oder aber die Zeit des freien Falls verlängert werden kann indem man Lok/Schluchtlänge vergrössert. Eine Lok von 100 m Länge würde sich z.B. aus Sicht der Brücke ganze 70 m weit im freien Fall befinden)

Mit freundlichen Grüßen
Syxi

Eine Variante dieses Gedankenexperiments wird in einem Physikbuch als Übungsaufgabe gestellt und dabei nach der Auffassung eines Anhängers der Relativitätstheorie eine hanebüchene Lösung nach der SRT gelehrt, siehe hier:

Wie die Relativitätstheorie einen Panzer sich elegant im Graben verbiegen lässt

Dieser Teilnehmer wollte wutentbrannt über die gelehrte Lösung ein paar kritische Fragen an das Lektorat des Verlages richten, daraus ist aber wohl nichts geworden. Eine vermeintlich korrekte Lösung nach der SRT wurde m.W. auch nicht vorgeschlagen.

Viele Grüße
Jocelyne Lopez

Hallo Jocelyne,

ja dieses Gedankenexperiment mit den Panzern kannten wir auch. Soweit ich mich erinnere (kann das jetzt aber nicht mit Bestimmtheit sagen, müsste mich wieder reinlesen) ist der "Trick" beim Panzer-Experiment der, dass die in der Schlucht aufgestellten Elektromagneten so extrem stark sind, dass sie den Panzer, sobald er über die Schlucht fährt, molekular zerreissen. Nur auf diese Weise "gelingt" es ein deckungsgleiches Resultat für beide Perspektiven herzustellen (der Panzer wird sofort zerrissen, egal aus welcher Perspektive).

Ich halte das für einen billigen Trick völlig unnötig ultrastarke Magneten in das Experiment einzubringen deren einzige Aufgabe es ist von dem wahren Problem abzulenken. Das wahre Problem besteht darin dass, wie in meinem Beispiel beschrieben und eigentlich leicht zu erkennen, die physikalischen Vorgänge nicht unabhängig von der Perspektive sind was sie eigentlich sein müssten.

Aus der Perspektive der Schlucht (also ohne die das Problem verbergenden Magneten sondern mit Schwerkraft bzw. Pseudoschwerkraft durch konstant beschleunigte Experimetal-Plattform im All) ist die Lok eine zeitlang frei fallend, völlig ohne Kontakt zu den Schienen. Für diese Phase des "frei-fallend" gibt es keine äquivalente Phase aus der Perspektive der Lok in der die Lok während der ganzen Überfahrt den Kontakt zu den Schienen nie ganz verliert.

Unterschiedliche physikalische Vorgänge in den Perspektiven führen aber zwangsläufig zu paradoxen Resultaten. Solang mir niemand einleuchtend erklären kann wie das Problem im Einklang mit der RT lösbar ist, solang muss ich davon ausgehen dass das "Prinzip der Relativität" und damit die ganze RT paradoxer Unsinn ist.

Das ist der springende Punkt, das hast Du ganz richtig erkannt. Es gibt unendlich viele Paradoxa, die dieses Problem ersichtlich machen, wobei die Kritiker ständig darauf hinweisen, dass ein Wechsel der Perspektive keinen Einfluß auf einen physikalischen Vorgang haben kann - was jeder auch einsehen kann, der ein bisschen nachdenkt und selbst denkt.



Es wird Dir niemand einleuchtend erklären wie das Problem lösbar ist solange Du auf eine logische Lösung bestehst und Dich nicht blenden und vernebeln lässt. In Argumentationsnot wird aber ein Relativist Dich sogar raten bzw. auffordern, bei der RT und bei Deinem Verständnis der physikalischen Vorgänge auf die Logik zu verzichten.

Dr. Markus Pössel vom Albert Einstein Institut hat jedoch 2008 eine logische Lösung aller Paradoxa der SRT gebracht, indem er ausgesagt hat, dass die Längenkontraktion nicht real im Sinne von materiell ist, siehe z.B. Die Klärung über die Längenkontraktion durch Dr. Markus Pössel war überfällig. Mit dieser Klärung sind zwar alle Paradoxa gelöst und die Logik gerettet - das Wechsel der Perspektive verursacht keinerlei Veränderung in physikalischen Vorgängen - jedoch schaffen sich die Relativisten damit ein riesen Problem: Die Postulate und die Voraussagen der SRT sind in der Physik völlig irrelevant, sie kann getrost ad acta gelegt werden.

Viele Grüße
Jocelyne

Hallo Jocelyne,

ich habe mir die Erklärung von Pössel mal angeschaut. Zitat:

"Zur Realitaet der Laengenkontraktion: Das Ergebnis einer Laengenmessung ist in der Speziellen Relativitaetstheorie keine intrinsische Eigenschaft eines Koerpers, sondern vom Bezugssystem abhaengig (denn, wie gesagt: Laenge ist relativ). Die Laengenkontraktion geht nicht mit materiellen Veraenderungen des Koerpers einher; die Verschiedenheit der Werte ergibt sich allein daraus, dass von unterschiedlichen Bezugssystemen aus gemessen wird – ganz analog dazu, wie sich die verschiedenen Werte fuer Relativgeschwindigkeiten ergeben. Die gemessenen Laengenwerte sind selbstverstaendlich real – so real wie die Messungen von Relativgeschwindigkeiten. Es handelt sich nicht um optische Taeuschungen oder dergleichen, sondern um die Ergebnisse konkreter Messungen."

So wie er das formuliert hat kann man ihn nur schwer darauf festnageln dass er damit zugeben würde die Längenkontraktion wäre nicht real. Mit "materiellen Veränderungen" meint er m.E. dass keine mechanische Kontraktion des Materials vorliegt. Solche schwammigen Erklärungen sind typisch.

Witzigerweise schreibt er aber von "gemessenen Längenwerten" was gar nicht geht weil die Längenkontraktion im Kontext der RT nicht photographierbar ist (liegt an den unterschiedlichen Lichtlaufzeiten vom Anfang und Ende des betrachteten Körpers, so wurde es mir von Relativisten jedenfalls mehrmals versichert).

Wenn man die Längenkontraktion aber nicht photographieren kann dann kann man sie ohne physischen Kontakt auch nicht messen. Falls Du mal wieder mit ihm in Kontakt bist dann frag ihn doch mal nach experimentellen Beispielen bei denen die Längenkontraktion wirklich gemessen wurde. Würde mich sehr wundern wenn er da auch nur ein überzeugendes Beispiel nennen kann.

Grüsse
Syxi

Richtig. Wenn aber keine materielle Kontraktion vorliegt, kann man durch physischen Kontakt auch keine Verkürzung feststellen! Das wird wohl auch der Grund dafür sein. dass die sagenhafte Kontraktion noch nie gemessen wurde!

Herzlich willkommen in meinem Forum!

Grüße
Harald Maurer

Am besten wäre, wenn Du Deine Fragen Herrn Dr. Pössel selbst stellen könntest, er hat nämlich schon seit mehreren Wochen angekündigt, dass er eine Einführung zur SRT als „Testlauf“ in seinem Blog veröffentlichen will, siehe


Daraus kommt hervor, dass in der heilen Welt der „orthodoxen“ Physiker, sprich unter den Mainstream-Forschern, keinerlei kritische Diskussionen über die SRT laufen, es ist für die alles klar. Wer hätte das gedacht? Dabei haben allein zwei Kritiker (Peter Ripota aus Deutschland und Gertrud Walton aus Großbritannien) dokumentiert, dass ca. 30 Mainstream-Autoren der SRT verschiedene Interpretationen der Längenkontraktion in der Öffentlichkeit vertreten, siehe:

Anfrage von Peter Ripota an Dr. Markus Pössel
und
Die Längenkontraktion ist wahr, aber nicht wirklich wahr…

Dr. Pössel hat sich über die Anfrage von Peter Ripota nicht geäußert, er mag wohl keine unerwünschten und unangenehmen Fragen über ungeklärte Kritikpunkte in der Öffentlichkeit beantworten, wer hätte das gedacht?

Vielleicht hast Du aber bei seinem angekündigten „Testlauf“ eine Chance, dass Deine Fragen veröffentlicht und beantwortet werden. Wir dürfen gespannt sein, ich wünsche Dir viel Glück!

Viele Grüße
Jocelyne Lopez

Durch Messungen mit Photographie, mit der Lichtgeschwindigkeit oder mit sonstigen optischen Messverfahren kann die Längenkontraktion in der Tat prinzipiell nicht nachgewiesen werden, weil bei diesen Verfahren die bewegten Objekte im Gegenteil länger gemessen bzw. wahrgenommen werden, wie Harald es auch hier erläutert hat: viewtopic.php?f=6&t=296&p=17346#p17346

Auch durch Messungen mit physischem Kontakt, sprich mit einem materiellen Maßstab, kann die Längenkontraktion nicht nachgewiesen werden: Wie Harald es auch weiter oben ausgesagt hat kann man mit physischem Kontakt keine Kontraktion feststellen, die es ja gar nicht gibt – die Längenkontraktion ist ja in der SRT nicht materiell. Man wird also bei jeder Messung mit physischem Kontakt prinzipiell dieselbe materielle Länge messen.

(Die Längenkontraktion könnte übrigens auch nicht mit physischem Kontakt nachgewiesen werden, wenn die bewegten Objekte tatsächlich materiell kürzer würden: Dann würde der materielle bewegte Maßstab entsprechend auch kürzer werden und man würde nichts merken).

Viele Grüße
Jocelyne Lopez

Hallo Harald,

aus früheren Diskussionen mit Relativisten habe ich gelernt dass man bei der Wortwahl genau aufpassen muss weil die sonst keine Gelegenheit auslassen einen auf's Glatteis zu führen. "Materielle Kontraktion" würde ich z.B. nicht verwenden weil das zu allgemein ist und offenlässt ob mechanische Kontraktion gemeint ist oder RT-Kontraktion (keine Ahnung wie ein Relativist das nun nennen würde, räumliche Kontraktion, raum-zeitliche Kontraktion oder wie auch immer, wahrscheinlich jeder nach eigenem Gusto).
Wie auch immer, in der RT muss die Längenkontraktion real sein und müsste demnach auch per physischem Kontakt messbar sein.




Das stimmt natürlich für einen mitbewegten Maßstab aber genau deswegen verwende ich in meinem Beispiel ja gegenläufig bewegte Maßstäbe. Die Lok ist der eine Maßstab und die Schlucht der entgegengesetzt bewegte Maßstab. Per physischem Kontakt (also der Moment in dem die Lok über die Schlucht fährt) wird nun "gemessen" ob gilt dass sowohl Maßstab A in Maßstab B passt und auch Maßstab B in Maßstab A.
Das ist natürlich vollkommen verrückt ensthaft zu erwarten dass das geht, aber genau das müsste der Fall sein damit das "Prinzip der Relativität" erfüllt wird.

Grüsse
Syxi

Es gibt viele Menschen, die können die RT begreifen und verstehen. Einige wenige eben nicht. Deswegen ist die RT nicht Unsinn. Die RT wurde extra deswegen auch entwickelt, um das Relativitätsprinzip aufrecht erhalten zu können, eben auch für elektromagnetische Phänomene, die man mit den Maxwellchen Gleichungen beschreibt. Damit also in allen IS alle physikalischen Vorgänge mit den selben Naturgesetzten gleichwertig beschreibbar sind, gibt es die RT.

Dann schreibst du auch, solange es dir niemand einleuchtet erklären kann, gehst du davon aus, dass die RT Unsinn ist. Ging mir ähnlich. Nur habe ich jemanden gefunden, der es richtig gut erklären konnte.

Versuche mal einem 4jährigen der schon Zählen kann, Integralrechnung zu erklären. Wenn es keiner auf der Welt schafft dem Kind das so zu erklären, das es ihm 'einleuchtet', können wir dann davon ausgehen, das die Integralrechnung Unsinn ist? Unsinn ist so zu argumentieren, und das eben auch in Bezug zur RT.

Es gibt wenige, die es leicht verständlich erklären können aber es gibt auch ein paar, die selbst diese einfachen Erklärungen gar nicht verstehen wollen.