c invariant? Ganz einfaches Beispiel!

[fallili]

Eine Diskussion über "komplizierte" Beispiele wie das Zug-Experiment ist sichtlich problematisch.
Daher ist es sicher sinnvoll, das Ganze wesentlich einfacher zu machen.
Alles was im "Zug-Beispiel" so kontrovers diskutiert wird, und dort wegen der "verschiedenen Bobachter und System und IS" immer wieder zu Streit führt, kann man auch an einem viel einfacherem Beispiel klarmachen.
Da merkt man wenigstens viel einfacher und sichtbarer worüber man denn streitet.

Die ESA hat ein Raumschiff gebaut. Das Ding ist 300.000km lang und, o Wunder, ich und Kurt werden eingeladen, das Teil ausgiebig zu besichtigen. Kurt darf das Cockpit besichtigen, ich die 300.000 km entfernten Triebwerke am Ende.
Interessanterweise ist nicht viel zwischen Cockpit und Ende, man sieht nur eine lange Röhre.
(Sieht ein wenig aus wie das Raumschiff in 2001).
Man kann aber durch die Röhre Lichtblitze senden, und Funk ist auch an Bord, auch Uhren die natürlich synchron laufen (ist ja mal nicht schwer mir und Kurt eine gute Uhr mitzugeben - da reicht ein gutes Chronometer).
Mit dem Funk kann man zwischen Cockpit und Ende kommunizieren, aber beide könne auch mit der Kontrollstation kommunizieren.
Alle Funksprüche werden automatisch aufgezeichnet und die Empfangszeit dazu (wie bei einem ganz normalen Anrufbeantworter)
Die Besichtigung macht Spaß.

Zuerst prüfen Kurt und ich ob die Uhren noch funktionieren und synchron sind.
Dazu sende ich eine Funksignal zu einer bestimmten Zeit, Kurt soll mir zurückfunken wann das Signal angekommen ist.

Ich sende um exakt 20:00:00 ein "Piep". Kurt sendet mir zurück, das er dieses "Piep" um 20:00:01 empfangen hat.

Frage 1 (Ja/Nein): Alle noch einverstanden, das in einem 300.000 km langen Raumschiff mein "Piep" bis zu Kurt eine Sekunde lang braucht um anzukommen?

Als nächstes empfange ich ein "Ist alles OK?" vom Kontrollzentrum.
Kommt bei mir um 21:00:00 an.

Ich frag bei Kurt an " Bei mir ist eine Frage um 21:00:00 angekommen, was war bei Dir?
Kurt antwortet: "Bei mir ist es um 21:00:01 angekommen was logisch ist, weil ich ja 300.000 km weiter von der Kontrollstation entfernt bin als du".

Frage 2 (Ja/Nein): Auch noch alle einverstanden? Oder fangen hier womöglich schon Diskussionen an?

Das ganze macht Spaß, es gibt viel zu entdecken und die Zeit vergeht. Die ESA bietet uns an am Raumschiff zu übernachten und noch einen Tag zu bleiben - tolle Sache, wir gehen schlafen.
Was wir nicht wissen und auch gar nicht bemerken: Die ESA ist eine Saubande und beschleunigt uns, während wir schlafen auf 0,5 c und lässt uns von der Erde wegfliegen - Kurt vorne ich hinten (ich also erdnäher).

Nach dem aufwachen "spielen" wir weiter.
Ich sende um 09:00:00 ein "piep" zu Kurt - er antwortet, dass er es um 09:00:01 empfangen hat.

Warum sollte es auch anders sein, wenn hier weniger als eine Sekunde Laufzeit rauskäme, würde ich zuerst die Länge zu Kurt mit einem Maßband messen.
Das hab ich mitgenommen und dass ich verdammt lange fürs messen brauche wäre mir egal.
Jedenfalls werde ich mit meinem Maßband ganz sicher 300.000 km Länge messen und daher kann es gar nicht sein, das ein Funksignal (oder Lichtsignal) innerhalb des Raumschiffes von mir zu Kurt länger oder kürzer als eine Sekunde braucht.

Frage 3 (Ja/Nein): Auch noch alle einverstanden, das ein Funksignal, das ich um 09:00:00 absende um 09:00:01 bei Kurt ankommt
Oder sollte sich IM Raumschiff etwas MESSBAR und damit nachweisbar verändert haben, nur weil wir uns nun mit konstanter Geschwindigkeit bewegen?


Um 09:30:00 empfange ich von der Kontrollstation wieder eine Anfrage "Alles Ok?.

Ich frag aber zuerst mal bei Kurt nach ob er diese Anfrage auch erhalten hat und wann das war.
Kurt muss Meinung nach bestätigen, dass er es um 09:30:01 empfangen hat.
Ich sage dann : "Ist ja klar, dein Raumschiffcockpit ist 300.000 km weiter von der Erde entfernt als hier die Triebwerke, also musst Du die Signale auch ein Sekunde später empfangen, hat sich ja nichts geändert zu gestern "
(Noch weiß keiner von uns, dass wir inzwischen mit 0,5 c durchs Weltall rasen, weil das Raumschiff keine Fenster hat).

Frage 4 ( Ja / Nein) : Empfängt Kurt den Funkspruch von der Erde EINE Sekunde NACH mir?

Wenn "Nein" dann bitte vor allem von den "Nicht-Relativisten" eine Begründung!

Denn die müssten eigentlich mit "Nein" antworten.
Das Raumschiff ist ja "real" mit 0,5 c unterwegs, also erreichen mich nach deren Auffassung die Funksignale auch nur mit 0,5c und brauchen für die 300.000 km bis zu Kurt 2 Sekunden !
Also müsste Kurt mir aber auch mitteilen, dass der Funkspruch bei ihm um 09:00:02 angekommen ist.
Und ich würde Antworten: "Wow, endlich haben wir den eindeutigen Beweis, das c nicht invariant ist- das gibt den Nobelpreis, Ruhm, Ehre und Kohle".

Andererseits würde ich mich (und vor allem Kurt ) aber auch noch fragen:
Wie kann es sein, das ein Funkspruch von mir zu Kurt 1 Sekunde lang braucht, zwischen einem von der Erde empfangenen Funkspruch aber 2 Sekunden bis dieser bei Kurt ist?
Wenn ich nun eine "automatische Weiterleitung zu Kurt" von Funksprüchen von der Erde einrichte welche umgehend über mein Funkgerät weiterleiten, dann kämen diese automatisch weitergeleiteten Funksprüche eine Sekunde VOR dem "Originalspruch" von der Erde bei Kurt an.
Und natürlich würde ich als erstes so eine Weiterleitung einrichten.
Um 10:00:00 kommt daher die nächste Frage von der Erde "Ist noch alles OK" - wird von mir weitergeleitet.

Kurt müsste antworten:
1) Laut SRT: Bei mir ist Deine Weiterleitung um 10:00:01 und der Funkspruch von der Erde auch um 10:00:01 angekommen.
2) Laut Kritiker: Bei mir ist Deine Weiterleitung um 10:00:01 und der Funkspruch von der Erde um 10:00:02 angekommen.

Also DAS erklär mir bitte einer der "Nicht-Relativisten" ?

Eine von "meiner" Funkstation ausgesendete Welle überholt eine von der Erde ausgesendete Welle?

Diese Situation ist auf der Erde nachstellbar - das "überholen" kann mit gar nicht so viel Aufwand geprüft werden - da reicht schon ein stehender W-LAN Sender - sowie ein bewegtes System mit Repeater + ein Empfänger (oder sonstige Sender Repeater Empfänger Einheit - was halt billig zu kriegen ist). Und schon schaun wir mal, ob das Signal über den bewegten Repeater VOR dem eigentlichen Signal des Senders beim Empfänger ankommt. Für ein paar 1000 Euro machbar.

Bevor jemand sagt - das ist auf der Erde wegen der Ausbreitung durch die Luft ganz anders - dann macht man das halt im Weltraum.
Kostet dann zwar sicher ein paar 100.000 Euro - aber was ist das schon im Vergleich zum Nobelpreis, Ruhm und Ehre.

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ICH bin ja der Meinung dass c invariant ist. Das Funksignal wird mit c von der Erde abgestrahlt, erreicht mich ebenfalls mit c (obwohl ich ja "real" schon mit 0,5 c von der Erde wegfliege, was ich aber gar nicht merke) und MUSS daher die 300.000 km bis zu Kurt auch mit c in einer Sekunde durchlaufen.
Also kann ich auch da eine "automatische Weiterleitung" einrichten und Kurt wird sowohl den "Originalspruch" als auch den "weitergeleiteten" zur selben Zeit erhalten.

Wenn daher bei diesem Beispiel auf Frage 4 auch von "Nicht Relativisten" mit "Ja" geantwortet wird, um diesem "Überholproblem" zu entgehen , dann hätte ich gerne auch von den "Nicht-Relativisten" eine Begründung, warum in so einem Beispiel - obwohl c eben nicht invariant sein sollte, die Strecke zwischen mir und Kurt dennoch in einer Sekunde durchlaufen wird.

[fallili]

Eine Diskussion über "komplizierte" Beispiele wie das Zug-Experiment ist sichtlich problematisch....

Nö, eigentlich nicht. Was soll das Manuel?

?????????????????????????

[Ralf Maeder]

fallili, ich bin mal gespannt, wie die Meinungen ueber die Ankunftszeiten der Funksprueche sind.

Gruss Ralf.

[Kurt]

Eine Diskussion über...

Hab ichs nicht gesehen oder hast dus nicht geschrieben?

Ruht das Raumschiff oder bewegt es sich?

Kurt

[fallili]

Eine Diskussion über...

Hab ichs nicht gesehen oder hast dus nicht geschrieben?

Ruht das Raumschiff oder bewegt es sich?

Kurt

Du und ich steigen ein wenn es ruht, probieren alles aus, legen uns schlafen und während wir schlafen startet die ESA das Raumschiff.
Daher bewegt sich das Raumschiff am nächsten Tag mit 0,5 c und entscheidend sowie diskussionswürdig sind daher die Ereignisse die sich dann abspielen / beobachtet werden. Also die Fragen - gibt's irgendwelche merkbaren Unterschiede zum Vorabend.
Dass wir bewegt sind können wir aber nicht sehen - alle Fenster sind mit schwarzer Folie verklebt (sag ich mal, weil wir vielleicht später auch darüber reden könnten, was wir sehen, wenn die Folien weggenommen werden).

[fallili]

Noch etwas ganz Wichtiges (bevor da jemand dies in die Diskussion einbeziehen will) :

Die Funkstation auf der Erde ist mit ganz hinterlistigen Leuten besetzt. Die sagen uns NICHT wann sie senden.
Sonst könnten wir ja sofort merken, das wir uns nicht mehr bei der Erde befinden sondern schon weit weg sind.

Wir können als NUR etwas aus den ankommenden Funksprüchen schließen und da auch nur aus der Zeitdifferenz zwischen Ankommen bei mir und Kurt.

Selbst Frequenzverschiebungen sehen wir nicht, weil die Bande im Kontrollzentrum das berücksichtigt und die Trägerfrequenz des Senders bei Ihnen so angepasst hat, dass wir keinen Unterschied zum Vortag merken.
Also wenn die am Vortag auf 100 MHz gesendet haben und unser Empfänger darauf abgestimmt ist, senden sie nun auf einer entsprechend höheren Frequenz.
Daher absolut keine Chance für uns darüber etwas über eine Relativbewegung zum Kontrollzentrum herauszufinden.

[Kurt]

Eine Diskussion über...

Hab ichs nicht gesehen oder hast dus nicht geschrieben?

Ruht das Raumschiff oder bewegt es sich?

Kurt

Du und ich steigen ein wenn es ruht, probieren alles aus, legen uns schlafen und während wir schlafen startet die ESA das Raumschiff.
Daher bewegt sich das Raumschiff am nächsten Tag mit 0,5 c und entscheidend sowie diskussionswürdig sind daher die Ereignisse die sich dann abspielen / beobachtet werden. Also die Fragen - gibt's irgendwelche merkbaren Unterschiede zum Vorabend.
Dass wir bewegt sind können wir aber nicht sehen - alle Fenster sind mit schwarzer Folie verklebt (sag ich mal, weil wir vielleicht später auch darüber reden könnten, was wir sehen, wenn die Folien weggenommen werden).

Dann wollen wir mal ruhen lassen.
Unsere Erde befindet sich in einem grossem Void, ganz allein und zur Hintergrundstrahlung ruhend.
Die Rakete zeigt von der Erde weg und ist unbewegt in Bezug zur Erde, also auch zur HS ruhend.

Es wird die Lichtlaufdauer von hinten nach vorne und von vorne nach hinten getestet, die Uhren, sie gehen ja synchron, zeigen eine Signallaufdauer von einer Sekunde an.
Und zwar in beide Richtungen.
Eine Spiegelung dauert also zwei Sekunden, unabhängig der Richtung.

Einverstanden?


Kurt

[Ralf Maeder]

Lasst Kurt bloss nicht an die Knoepfe im Cockpit !
(Nichts fuer ungut, Kurt. Das ist nur ein bloeder Witz meinerseits.)

Gruss Ralf.

[Kurt]

Lasst Kurt bloss nicht an die Knoepfe im Cockpit !
(Nichts fuer ungut, Kurt. Das ist nur ein bloeder Witz meinerseits.)

Schön dass mal einer die Verkrampfung rausnimmt!

Also ich werde nicht insgeheim die Jalousieknöpfe drücken damit diese aufgehen,
ich brauch nämlich nicht nach draussen schauen um zu erkennen ob wir die 0.5c haben oder nicht.

Kurt

[fallili]

Dann wollen wir mal ruhen lassen.
Unsere Erde befindet sich in einem grossem Void, ganz allein und zur Hintergrundstrahlung ruhend.
Die Rakete zeigt von der Erde weg und ist unbewegt in Bezug zur Erde, also auch zur HS ruhend.

Es wird die Lichtlaufdauer von hinten nach vorne und von vorne nach hinten getestet, die Uhren, sie gehen ja synchron, zeigen eine Signallaufdauer von einer Sekunde an.
Und zwar in beide Richtungen.
Eine Spiegelung dauert also zwei Sekunden, unabhängig der Richtung.

Einverstanden?


Kurt

Ich sehe mal. dass Du mit dem ersten Tag (vor der Übernachtung und vor dem in Bewegung setzen) anfangen möchtest.
Auch gut. Aber ich glaube, da gab es ja auch noch nie irgendwelche unterschiedlichen Meinungen was beobachtet werden wird.

Was die Spiegelung betrifft bin ich auch mit Deiner Angabe einverstanden - gebe aber schon mal bekannt, das mich NICHT die Spiegelung interessiert, sondern der Zeitpunkt, wann DU die eintreffenden Funksprüche (den von mir weitergeleiteten und der "Originalspruch") am nächsten Tag, wenn wir mit 0,5 c unterwegs sind, registrierst.
Bin auch schon gespannt wie Du diese Bewegung erkennen willst, hast ja schon angekündigt, das Du das kannst.


Das Einbeziehen von Spiegelungen und dann über diese Spiegelung irgendwie festzustellen, dass ein hin und rücklaufendes Signal möglicherweise gleich lang braucht, kann ich Dir daher einstweilen nicht zugestehen.
Das ist NICHT die Frage.

Nur als Beispiel (nicht mit den richtigen Zahlen versehen):
Eine Antwort wie - "das Licht braucht nach vorne 1,5 Sekunden und zurück 0,5 Sekunden, sind also auch 2 Sekunden" - reicht mir NICHT als Antwort.

Abgesehen davon, das das Licht, wenn c nicht invariant ist, von mir nach vorne bis zu Dir schon 2 Sekunden brauchen müsste, da die "nicht SRT konforme Relativgeschwindigkeit" des von der Erde gesandeten Funksignals zu mir (und natürlich zum ganzen Raumschiff) ja 0,5 c sein müsste.
Wäre also auch gespannt, wie Du einen erkennbaren Unterschied durch Spiegelungen zustande bringen willst?
Aber wie gesagt - das ist einstweilen mal nicht die Frage.

Es ist eine völlig simple und real vorstellbare Situation.
Daher kann das ganze Thema "welche Zeit zeigen Uhren im bewegten System - welche Zeit zeigen Uhren im Kontrollzentrum" völlig weggelassen werden.
Auch "welche Länge hat das Raumschiff für die Insassen IM Raumschiff, welche hätte es beurteilt von der Kontrollstation aus", ist überhaupt nicht von Interesse.

Es geht um zwei "ganz normale" Leute in einem "ganz normalen" Raumschiff mit "ganz normalen" Uhren - alles völlig einfach als real vorstellbar und alles andere rundherum muss uns nicht interessieren - bzw. können wir ja gar nicht "sehen" / beurteilen / feststellen.