Zwillingsparadoxon: Unterschrift-Aktion aus den USA

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1.) Wenn die Lichtgeschwindigkeit bei gleichmäßiger Rotation kontinuierlich langsamer wird, bzw. im anderen Strahl immer größer wird, verändert sich auch die Frequenz (Doppler-Effekte an den Spiegeln wg. Relativbewegung). Der eine Strahl wird immer röter und der andere immer blauer. Da man die Frequenzen auf einem Oszi darstellen kann (samt der resultierenden Beatfrequenz), würde man diesen Effekt sofort feststellen können. Die Frequenzveränderungen würden hier von der Dauer der gleichmäßigen Rotation abhängen, und so etwas hat man noch nie festgestellt. Tatsächlich hängt die Frequenzänderung - wie man eindeutig detektieren kann - von der Drehzahl, also von der Rotationsgeschwindigkeit ab - und nicht von der Dauer. Nach Deiner These müsste sich trotz gleichbleibender Drehzahl eine drastische fortlaufende Veränderung der Beatfrequenz ergeben, und das widerspricht aber der Beobachtung, denn auch die Beatfrequenz hängt nicht von der Dauer gleichmäßiger Rotation ab, sondern von der Rotationsgeschwindigkeit.

Das ist falsch. Frequenz ist die Anzahl der gesendeten Perioden pro Zeiteinheit. Die bleibt immer gleich, egal wie schnell sich die Perioden dann bewegen. Allerdings hängt natürlich dann die Wellenlänge von der Geschwindigkeit ab.

2.) Bei gleichmäßiger Rotation verändert sich die zeitlich-geometrische Situation der Spiegel nicht. Die Spiegelgeschwindigkeit bleibt immer gleich. Wird ein Strahl immer langsamer und der andere Strahl immer schneller, so wird der eine Strahl bald zu langsam sein, um den Spiegel zu treffen und der andere zu schnell und die Strahlen sausen an den Spiegeln vorbei ins Labor. D.h. es gibt bald gar keine Reflexion mehr!

Das ist falsch. Der Strahl wird nicht immer langsamer. Allerdings muss man bei der Rotation beim "abschießen" des Strahls "vorhalten" um das Ziel (Spiegel) zu treffen. Bei der Rotation haben Quelle und Ziel zwar fixen Abstand zueinander, aber sie ruhen nicht zueinander. Das hat ja Ernst sehr schön gezeigt. Deshalb ergibt sich in Drehrichtung etwa c-v und gegen die Drehrichtung etwa c+v.

[Ernst]

Die Frequenzveränderungen würden hier von der Dauer der gleichmäßigen Rotation abhängen, und so etwas hat man noch nie festgestellt.

Nein. Es wird ja kontinuierlich Licht hineingeleitet. Und das jeweils aktuelle Lichtsignal in beiden Richtungen wird nach einer Umrundung im Apparatesystem verglichen. Gemessen wird der Effekt nach einer Runde im Spiegelsystem.

Wird ein Strahl immer langsamer und der andere Strahl immer schneller, so wird der eine Strahl bald zu langsam sein, um den Spiegel zu treffen und der andere zu schnell und die Strahlen sausen an den Spiegeln vorbei ins Labor.

Dto. Gemessen wird der Effekt nach jeweils einer Spiegelrunde. Es werden immer die gerade ausgesendeten Lichtsignale verglichen, welche nach einer Umrundung am Detektor eintreffen.

Zudem vergrößert sich der Effekt, wenn man die Anzahl der Umrundungen durch mehrere Faser-Windungen erhöht. Das ist ein deutlicher Beweis der Richtigkeit der ballistischen Aussage. Mehrere Windungen: das Licht wird in Drehrichtung immer langsamer und entgegen Drehrichtung immer schneller.

Gruß
Ernst

[Ernst]

Schon der Unterschied zwischen v_r und der Lichtgeschwindigkeit c ist in deiner Darstellung stark überhöht dargestellt.

Das geht nicht anders, wenn man den Effekt zeigen will. Er ist zudem im meiner Darstellung etwa von der gleichen Größenordnung, wie in Chiefs Animation.
Chiefs zweite Animation zeigt aber nicht den beschriebenen Reflexionseffekt, sondern nur die Ausbreitung von der Quelle zum ersten Spiegel. Dieser Effekt ist tatsächlich klein. Er entspricht in meiner Darstellung dem Verhältnis c/(c+v) mit c+v Vektorsumme, welches recht klein ist.
Der ballistische Sagnac-Effekt entsteht aber durch die Geschwindigkeitsänderungen infolge Reflexion an bewegten Spiegeln.

Gruß
Ernst

[Ernst]

Ich denke halt nur, dass der Effekt zu klein ist, als dass er den Sagnac Effekt erklären könnte.

Der Effekt ist ballistisch und äthermäßig von gleicher Größenordnung. Praktisch ist er in jedem Fall wegen des äußerst kleinen v/c extrem winzig.

Gruß
Ernst

[Ernst]

Übrigens, nach Deiner Abbildung ist Vektor(c+v)-v_r gleich c.

Erstens stimmt das nicht. Und zweitens, was wäre wenn? Nichts. Nichts änderte das. Aber es stimmt nicht mal.

Kannst Du nicht eine quantitative Aussage zu Deiner Tennisball-Theorie machen?

Bevor die Quantität gefordert wird, wäre die Qualität erstmal zu akzeptieren.

Noch eine simple ballistische Analogie:
In einem nach rechts fahrenden Waggon wird von der linken Wagenwand in Fahrtrichtung ein Lichtstrahl gesendet und alsbald von der rechten Wagenwand zurück reflektiert. Sicher wird gleich einleuchten; daß im System Wagen das Licht stets mit c läuft. Und daß es im Bahnhofsystem zuerst mit c+v in Fahrtrichtung läuft und nach der Reflexion entgegen Fahrtrichtung mit c-v. Und wie rechnet man das?
Transformation c und v ergibt zunächst am Bahnsteig w=c+v. Reflexion an der (im Bahnhofsystem) mit -v bewegten Wand ergibt w-2v und das wiederum c+v-2v=c-v. Voiala. Und genau das habe ich bei Sagnac angewendet.

Gruß
Ernst

[Ernst]

Danke, aber so ungefiltert wollte ich es ihm eigentlich nicht unter den Latz knallen.

Selber denken schützt vor verpuffenden Knallern.

Gruß
Ernst

[Ernst]

Die Frage nach der Quantität steht. Was macht es deiner Meinung nach quantitativ aus. Ich bitte um Beantwortung/Einschätzung.

Sie steht dann, wenn die Qualität klar ist. Es macht einige Mühe, die vergebens wäre, wenn die Adressaten die Qualität bezweifeln.
Nichtsdestotrotz werde ich´s machen. Aber habe leider jetzt wenig Zeit.

Erstmal Gute Nacht
Ernst

[Harald Maurer]

In einem nach rechts fahrenden Waggon wird von der linken Wagenwand in Fahrtrichtung ein Lichtstrahl gesendet und alsbald von der rechten Wagenwand zurück reflektiert. Sicher wird gleich einleuchten; daß im System Wagen das Licht stets mit c läuft. Und daß es im Bahnhofsystem zuerst mit c+v in Fahrtrichtung läuft und nach der Reflexion entgegen Fahrtrichtung mit c-v. Und wie rechnet man das?
Transformation c und v ergibt zunächst am Bahnsteig w=c+v. Reflexion an der (im Bahnhofsystem) mit -v bewegten Wand ergibt w-2v und das wiederum c+v-2v=c-v. Voiala. Und genau das habe ich bei Sagnac angewendet.

Ja, aber im BS Wagen läuft das Licht mit c - in beiden Richtungen! Weil lt. Emissionstheorie Licht sich stets konstant mit c relativ zur Quelle ausbreitet!
Deine Zeichnung...

...beurteilt die Situation vom BS Labor aus. Dabei darf, transformiert ins BS der Apparatur, gar nichts anderes herauskommen, als dass sich hier das Licht von jeder Quelle konstant mit c ausbreitet! Denn das sagt nun mal die Emissionstheorie aus. Wenn das Licht bei gleichmäßiger Rotation schneller oder langsamer wird, heißt das, dass der Grundsatz "stets c=const relativ zur Quelle" durchbrochen wird. Jeder Spiegel ist ja eine Lichtquelle, und von da weg hat das Licht eben c! Das bedeutet, dass sich die ganze Lichtausbreitung mit der Apparatur mitdreht - genau so, wie es sich mit dem Wagen Deines Beispiels mitbewegt. Wie es ja auch die Interpretation des MMx mit Emissionstheorie aussagt, wo das Licht zu allen Reflexionspunkten konstant c hat.
Du postulierst hier ganz unbekümmert, dass das Licht von den Spiegeln mit steigender oder sinkender Geschwindigkeit reflektiert wird. Also nicht mit konstantem c. Was ist das für eine Theorie? Die Emissionstheorie ist es nicht!

Deshalb ergibt sich in Drehrichtung etwa c-v und gegen die Drehrichtung etwa c+v.

Ja, für den ruhenden Beobachter im Labor. In der Apparatur läuft das Licht überall mit c. Jedenfalls laut Emissionstheorie. Nach dieser Theorie kann keine Quelle ihr Licht anders als mit c abstrahlen! Die Reflexionsgesetze sorgen dafür, dass jeder Spiegel, der von Licht mit c getroffen wird, dieses auch mit c reflektiert. Für den Beobachter im BS Apparat kann daher keine andere Lichtgeschwindigkeit auftreten als c. Das Licht ist daher nach beiden Richtungen gleich schnell - und ein Sagnac-Effekt kann nicht entstehen. Denn der Detektor, welcher den Effekt aufzeigen sollte, dreht sich ja mit! Und lenkt man die Strahlen aus der Vorrichtung heraus, nützt das auch nichts, denn dazu muss man eine Vorrichtung einsetzen, die wiederum das Licht mit c emittiert. Denn die Emissionstheorie gilt dann auch im Labor.
Keine Chance! Der Sagnac-Effekt widerlegt die Emissionstheorie eindeutig.

Grüße
Harald Maurer

[Gerhard Kemme]

Die Bezeichnungen Korpuskeltheorie, ballistische Lichttheorie und Emissionstheorie deuten auf einen vermuteten Teilchencharakter des Lichtes - was allerdings dann wiederum kaum mit den bekannten Eigenschaften des Lichtes übereinstimmt:

Ein Teilchen, welches durch eine Emission auf den Weg gebracht wird, besitzt immer zuzüglich oder abzüglich die Geschwindigkeit der Quelle, d.h. c+v bzw. c-v. In Wirklichkeit ist die Geschwindigkeit der Lichtausbreitung konstant c und unabhängig von der Geschwindigkeit der Quelle.

Eine Vielzahl von Lichtteilchen, die in einem hellen Raum herumschwirren, würden sich gegenseitig im Flug stören und somit ihre Geschwindigkeit verringern, bzw. völlig zum Stillstand kommen. In Wirklichkeit bleibt die Geschwindigkeit der Lichtausbreitung konstant und das Licht hat eine extrem große Reichweite.

[Ernst]

Du postulierst hier ganz unbekümmert, dass das Licht von den Spiegeln mit steigender oder sinkender Geschwindigkeit reflektiert wird. Also nicht mit konstantem c. Was ist das für eine Theorie? Die Emissionstheorie ist es nicht!

Doch, Du hast es nur nicht richtig nachvollzogen. Ich hatte ja extra die Analogie mit dem Waggon beschrieben. Also dann doch noch das Bild dazu:

Emitter Reflexion.png (4.29 KiB) 3476-mal betrachtet

Ein Waggon. Oben ist sein Bezugssystem. Licht wird von der linken Wand erzeugt und an der rechten Wand reflektiert. Es läuft in beiden Richtungen mit c, wie das bei einem anständigen Emitter zu sein hat.
An einem ruhenden Spiegel ist die reflektierte Geschwindigkeit gleich der Auftreffgeschwindigkeit.

Unten ist der gleiche Waggon im Bahnhofsystem mit v nach rechts bewegt. Ich denke, das Bild ist selbsterklärend. Im Bahnhofsystem ist der Spiegel mit v bewegt. Im Bahnhofsystem erscheint das hinlaufende Licht mit c+v und das rücklaufende mit c-v. Die Differenz der Lichtgeschwindigkeiten infolge der Reflexion beträgt daher 2v.
An einem mit v bewegten Spiegel wird die LG infolge Reflexion um 2v verringert.

Das Licht wird also durch Reflexion am bewegten Spiegel langsamer. Genau das habe ich bei Sagnac angewendet. Die Betrachtung des Sagnac-Effektes erfolgt im Laborsystem. Darin bewegen sich Spiegel und deshalb wird dort infolge der Reflexionen die LG verändert. Ganz einfach.

Die Emitterthese ist konform mit MM und Sagnac. Die Äthethese aber nicht mit MM. Daher ist die Emitterthese überlegen.

Für den Beobachter im BS Apparat kann daher keine andere Lichtgeschwindigkeit auftreten als c.

Im rotierenden System tritt überhaupt kein konstantes c auf. Rotierende Systeme sind als Beobachtungssysteme ganz kompliziert und daher ungeeignet, weil infolge des Corioliseffektes die LG überhaupt nicht konstant ist, weil das Licht in Kurven läuft. Daher sind alle Betrachtungen, Berechnungen und Animationen des Sagnac-Effektes aus dem nichtrotierenden Bezugssystem heraus beschrieben. Und so habe ich Sagnac auch ballistisc h behandelt.

Gruß
Ernst