Ist die Spezielle Relativitätstheorie falsifizierbar?

[scharo]

Trigemine,

verstehst Du nicht, was ich schreibe, oder tust Du nur so, weil Dir keine Antwort in Sinne kommt?

„Ob Geschwindigkeitszunahme oder Geschwindigkeitsreduktion in Form einer Abbremsung spielt für die Zerstörung der Symmetrie keine Rolle.“

Richtig, die Symmetrie besteht zu jeder Zeit, da für die ZD nur die Relativgeschwindigkeit von Bedeutung ist, und sie ist immer symmetrisch (Obwohl Du was ganz anderes meinst).

„Während der Beschleunigungs-/Reduktionsphasen krümmt sich die Weltlinie im Minkowski-Diagramm bei einer moderaten Beschleunigung, resp. wird geknickt bei einer instantanen Beschleunigung.“

Richtig, was Du aber verschweigst ist, dass bei positiver Beschleunigung die Weltlinie sich in Richtung höherer Geschwindigkeit krümmt oder knickt – d.h. die fremde Uhr scheint langsamer zu laufen, und bei negativer Beschleunigung genau das Umgekehrte passiert – die fremde Uhr scheint schneller zu laufen – oder, die „gewonnene Reisezeit“ bei der pos. Beschleunigung wird durch das Bremsmanöver aufgefressen.

„Nach der Landung auf der Erde, also nach der Reduktionsphase beim Abbremsen, befinden sich die Zwillinge wieder im gemeinsamen Bezugssystem, und die durch die Reise gewonnene Eigenzeit des gereisten Zwillings bleibt weiterhin bestehen.“

Eben nicht – lies oben – die „gewonnene Reisezeit“ geht beim Abbremsen verloren.

Sag mal Trigemine, was ist für Dich „Eigenzeit“? Ist das die Zeit, die ein Beobachter bei sich vor Ort abliest, oder die Zeit, die ein Beobachter im fremden IS registriert?

Gruß
Ljudmil

[Trigemina]

Von einer Symmetrie kann keine Spur sein, wenn der eine Zwilling in seinem Inertialsystem hocken bleibt, während es der andere phasenweise wechselt. Aufgrund der sich aus der Lorentz-Transformation ergebenden Relativität der Gleichzeitigkeit finden Ereignisse in verschiedenen Inertialsystemen zu unterschiedlichen Zeiten statt. Eine identische Relativgeschwindigkeit wird in verschiedenen Inertialsystemen zu unterschiedlichen Zeiten gemessen.

Legt man einen gemeinsamen Koordinatenursprung beider Systeme vor dem Start fest, wird die Symmetrie bereits während des Starts zerstört. Die beiden Systeme sind nicht mehr äquivalent, weshalb nicht mehr von einer gegenseitig austauschbaren Längenkontraktion und Zeitdilatation gesprochen werden kann – es sei denn durch einen neuen Koordinatenursprung nach der Beschleunigungsphase. Dies hiesse aber die Spielregeln während des Spiels ändern.

Von nun an verlaufen die Gleichzeitigkeitslinien schräg im Minkowski-Diagramm und ändern während der Reduktionsphase am Zielort ihren Winkel auf der Weltlinie, da während des Bremsvorgangs wiederum das Inertialsystem gewechselt wird. Die Gleichzeitigkeitslinien sind wieder parallel zueinander (Relativgeschwindigkeit=0). Die Eigenzeit des Astronauten (das was seine Uhr anzeigt) ist geringer als die Uhr auf der Erde. Der Stubenhocker würde dies auf die Zeitdilatation des gereisten Zwillings zurückführen, während der reisende Zwilling dies auf die Längenkontraktion zurückführte.

Die Rückreise verläuft analog zur Hinreise. Beim letzten Bremsvorgang zurück auf der Erde werden die Gleichzeitigkeitslinien wieder parallel gestellt. Der gereiste Zwilling ist weniger gealtert; seine Eigenzeit auf seiner mitgeführten Uhr ist geringer.

Dazu ein einfaches Beispiel mit instantanen Beschleunigungsphasen:

v=0.8c ; gamma=1.25 ; s=4LJ [nachträgliche Korrektur: gamma=1.667]

t = s/v; = 5J
s’ = s/gamma = 2.4LJ
t’ = s’/v = 3J

Somit wären das mit Hin- und Rückreise 4 Jahre Altersunterschied zwischen den Zwillingen. An den Teilchenbeschleunigern ist dies kein Paradoxon mehr, sondern gehört über die längere Verfallszeit radioaktiver Nuklide zum Alltag.

Gruss

[scharo]

Liebe Trigeminchen,

Du redest und redest an den heißen Brei vorbei. Wie soll ich Dir begreiflich machen, was hier gefragt ist? Ich versuche es nochmals in Kindergartensprache:
Erduhr U, Startzeit für beide IS = 0h
Raketenuhr U1
1. Rakete startet und beschleunigt:
a) Erste Beschleunigungsphase nach 1 Std: Erduhr U zeigt 1h; Raketenuhr U1 bei rel. Geschw. v1 und Gamma (y1) = 1,05 zeigt 0,95h
b) Zweite Beschleunigungsphase nach 2 Std: U zeigt 2h; U1 bei v2 und y2 = 1,1 zeigt 0,95h + 0,91h = 1,86h
c) Dritte Beschl. Phase nach 3Std.: U zeigt 3h; U1 bei v3 und y3=1,15 zeigt 0,95h+0,91h+0,87h = 2,73h
d) Vierte Beschl. Phase nach 4Std: U zeigt 4h; U1 bei v4 und y4=1,2 zeigt 0,95h+0,91h+0,87h+0,83h = 3,56h

2. Jetzt bremst die Rakete – zuletzt ist die Raketenuhr mit t/y4 gelaufen und wenn die Rakete vollständig abgebremst ist, d.h. die rel. Geschw. zwischen Erde und Rakete 0 wird, muss doch die Raketenuhr wieder mit t-Ganggeschwindigkeit laufen. Um das zu erreichen muss doch die Raketenuhr während des Bremsvorganges immer schneller und schneller relativ zur Erduhr laufen. Das Gleiche geschieht auch mit den gesehenen Abständen, Längen usw.
a) Erste Bremsphase nach 5Std: U zeigt 5h; U1 bei v3 und jetzt y3= 1,15 zeigt 3,56h + 1,09h = 4,65h
b) Zweite Bremsphase nach 6Std: U zeigt 6h; U1 bei v2 und jetzt y2= 1,10 zeigt 3,56h + 1,09h + 1,11h = 5,76h
c) Dritte Bremsphase nach 7Std: U zeigt 7h; U1 bei v1 und jetzt y1= 1,05 zeigt 3,56h + 1,09h + 1,11h + 1,11h = 6,87h
d) Vierte Bremsphase nach 8Std: U zeigt 8h; U1 bei v0 und jetzt y0= 1 zeigt 3,56h + 1,09h + 1,11h + 1,11h +1,13h = 8h. Oder U = U1 = 8h.

Die Zahlen sind nur ungefähr, um nur das Prinzip zu zeigen. Um es genau zu berechnen, muss die vollständige LT, d.h. auch mit sich veränderten Abständen, eingesetzt werden. In einem zusammengesetzten Minkowski Diagramm ist alles nachvollziehbar.

Wie Du sehen kannst wird die „gewonnene Reisezeit“ während der positiven Beschleunigung, durch das „verlorene Reisezeit“ während der negativen Beschleunigung ausgeglichen.

Um das geht es, liebe Trigeminchen, um das Voreilen der „bewegten“ Uhr während des Bremsvorganges.

Gruß
Ljudmil

[Trigemina]

Wie Du sehen kannst wird die „gewonnene Reisezeit“ während der positiven Beschleunigung, durch das „verlorene Reisezeit“ während der negativen Beschleunigung ausgeglichen.

Nebst der Beschleunigungs-/Reduktionsphasen, die einfachkeitshalber als instantan angenommen werden, akkumulieren sich die Zeiten auch während der beschleunigungsfreien Flugphasen in Abhängigkeit zur zurückgelegten Strecke auf, da die Symmetrie bereits nach der ersten Beschleunigungsphase gebrochen ist.

Während der (nach wie vor instantanen) Beschleunigungsphasen werden lediglich die Inertialsysteme in der Zeit t’=0 gewechselt und die Gleichzeitigkeitslinien verdreht. Ein wenig komplizierter sieht das natürlich bei moderaten Beschleunigungen aus, aber am Prinzip der Asymmetrie der Inertialsysteme vom reisenden und daheimbleibenden Zwilling ändert sich dabei nichts. Die Weltlinie des gereisten Zwillings ist länger und folgedessen seine Eigenzeit geringer.

Gruss

[scharo]

Liebe Trigeminchen,

Deine Sturheit ist erstaunlich, bist Du nicht zufällig als Lehrerin beschäftigt?
Antworte doch klar und deutlich:
Läuft die „bewegte“ Uhr beim Bremsvorgang schneller als die „unbewegte“ oder nicht???

„... akkumulieren sich die Zeiten auch während der beschleunigungsfreien Flugphasen in Abhängigkeit zur zurückgelegten Strecke auf ...“

Willst Du jetzt Deine eigene Aussage erneuert revidieren?
Zuerst hast Du behauptet, eine reale ZD entstünde bei Inertialbewegung. Dann hast Du irgendwann begriffen, was Relativgeschwindigkeit und daraus resultierende Symmetrie bedeutet und meintest, nein, bei Inertialbewegung existiert kein ZP und es nur mit den Beschleunigungsphasen zu rechtfertigen wäre. Jetzt sind die Beschleunigungsphasen ins Wanken geraten, und Du versuchst Dich wieder in die Inertialbewegung zu flüchten. Ja, so geht das doch nicht, so was machen nur die kleinen sturen Kinder.

Hier hast Du noch eine Tabelle über aus „unbewegter“ Uhr (IS) registrierte Zeiten in U1:

t-U ....… t/y …... t´ …. Delta t´ ... Delta t

0 ------ 0/1,00 = 0,00 --------------------------
1 ------ 1/1,05 = 0,95 ---- 0,95 ------ 1
2 ------ 2/1,10 = 1,82 ---- 0,87 ------ 1
3 ------ 3/1,15 = 2,60 ---- 0,78 ------ 1
4 ------ 4/1,20 = 3,33 ---- 0,73 ------ 1
5 ------ 5/1,25 = 4,00 ---- 0,67 ------ 1
6 ------ 6/1,20 = 5,00 ---- 1,00 ------ 1
7 ------ 7/1,15 = 6,09 ---- 1,09 ------ 1
8 ------ 8/1,10 = 7,27 ---- 1,18 ------ 1
9 ------ 9/1,05 = 8,57 ---- 1,30 ------ 1
10 --- 10/1,00 = 10,00 --- 1,43 ----- 1
Summe = -------------- = 10,00 == 10,00

Bis Du auch bergreifst, dass auch bei Beschleunigung, unabhängig davon wer und wie beschleunigt, die Symmetrie bezüglich relativistischen Effekten immer besteht, wird wohl noch ein Weilchen dauern.

„Die Weltlinie des gereisten Zwillings ist länger und folgedessen seine Eigenzeit geringer.“

Aber klar, Du glaubst dann auch, dass beim perspektivischen Blick auf einen Quadrat, die quere zu Dir Seite viel länger als die anderen Seiten sein muss.
Wie wäre es, wenn Du die entsprechenden Maßstäbe dazu beachtest?

Sonntagsgruß
Ljudmil

[Hannes]

Hallo Ljudmil !

Liebe Trigeminchen,

Deine Sturheit ist erstaunlich, bist Du nicht zufällig als Lehrerin beschäftigt?

Deine Vermutung könnte stimmen, wenn sich nicht hinter dem Anonymus
"Trigemina" sogar vielleicht ein Mann verstecken will.

Soviel Resistenz gegen Argumente darf es eigentlich nicht geben,
ausser von einem "strenggläubigen" Relativisten. Und da ist dann jede
Liebesmühe vergeblich.Der rechnet dir das Blaue vom Himmel, ohne Rücksicht
auf Logik und Hausverstand.

Mit Gruß Hannes

[Trigemina]

Wenn mir unisono Lernresistenz angekreidet wird, werfe ich euch Ignoranz vor. Die Längerlebigkeit von radioaktiven Nukliden in Beschleunigeranlagen ist nicht wegzuleugnen. Ob mit, ohne, falscher oder richtiger Erklärung.

Generell gilt in als ruhend betrachteten Inertialsystemen stets die maximale Eigenzeit und –länge, während im dazu bewegten System die Längen und Zeiten kürzer sind. Ob nun der reisende Zwilling schnell mal auf 0.9c beschleunigt und umgehend wieder zurückkommt oder ob er nach der Beschleunigungsphase noch weiterfliegt (mit konstanter Geschwindigkeit) und erst nach einer gewissen längeren Zeit zurückbeschleunigt macht einen Unterschied. Wie gesagt wird durch die längere Reise eine grössere Hyperfläche im Minkowski-Diagramm zurückgelegt.

Ich lasse jetzt mal andere reden weil die persönlichen Unterstellungen auf die Absender abfärben:


Quelle: http://homepage.univie.ac.at/Franz.Emba ... doxon.html

An diesem Punkt wird manchmal folgendes Gegenargument vorgebracht: Wie wäre es, dieselbe Situation vom Standpunkt des Ruhsystems der Schwester zu betrachten? Dann wäre der Bruder in Bewegung, und aufgrund der Zeitdilatation sollte die für ihn vergangene Zeit kürzer sein als jene für die (ruhende) Schwester.
Dieses Argument übersieht, dass sich die Schwester nicht gleichförmig bewegt. Zwischen den beiden Ereignissen A und M ist sie tatsächlich in einem Inertialsystem (das etwa einem von der Erde weg fliegenden Raumfahrzeug entspricht) in Ruhe. Bei M kehrt sie um  hier muss sie das Inertialsystem wechseln! Zwischen M und B ist sie in einem anderen Inertialsystem (das einem auf die Erde zu fliegenden Raumfahrzeit entspricht) in Ruhe. Der Bruder hingegen ist immer in einem einzigen Inertialsystem (dem der Erde) in Ruhe. Insgesamt wären also drei Inertialsysteme zu berücksichtigen.
Aus diesem Grund sind die Bewegungen von Schwester und Bruder nicht äquivalent. Manchmal wird das so ausgedrückt, dass die Schwester beschleunigt ist  sie kehrt ja im Ereignis M um, was einer ruckartigen Geschwindigkeitsänderung (also einer momentanen Beschleunigung) entspricht, während der Bruder nie beschleunigt wird. Das ist zwar richtig  es sollte aber nicht vermutet werden, dass der Wert der Beschleunigung in einfacher Weise die Größe des Effekts bestimmt.
Eine bessere Charakterisierung, was für Schwester und Bruder eigentlich verschieden ist, liefert das Raumzeit-Diagramm selbst: Die Weltlinie der Schwester ist keine Gerade  das kann sie auch nicht sein, wenn sie eine Reise beschreiben soll, die zuhause beginnt und endet. Es ist dieses Zusammenführen zweier Uhren, das für eine globale Verschiedenheit der beiden Reisewege verantwortlich ist. Im "Kleinen" ist  abgesehen vom Umkehrereignis M  die Situation zwischen Schwester und Bruder tatsächlich immer symmetrisch  nur global ist sie es nicht.
Um das genauer zu analysieren, stellen wir uns vor, dass sich die Schwester ab und zu fragt, was denn der Bruder "jetzt gerade" macht. Wenn das "jetzt" die Gleichzeitigkeit ihrem eigenen Ruhsystem bedeutet, so hängt die Antwort auf ihre Frage davon ab, ob sie sich noch am Hinweg oder bereits am Rückweg befindet. Das wird in diesen beiden Raumzeit-Diagrammen deutlich:



Im linken Diagramm sind einige Linien eingezeichnet. Alle Ereignisse auf jeder dieser Linien finden für die Schwester gleichzeitig statt, wenn sie sich am Hinweg befindet. Im rechten Diagramm sind die entsprechenden Linien "konstanter Zeit" für den zweiten Teil der Reise eingezeichnet: Alle Ereignisse auf jeder dieser Linien finden für die Schwester gleichzeitig statt, wenn sie sich am Rückweg befindet. (Wer die Anstiege dieser Linien berechnen möchte, findet im Abschnitt über die Lorentztransformation die Grundlagen dazu). Wir sehen, dass es einen Bereich von Ereignissen im Leben des Bruder gibt, die die Schwester in keinem ihrer beiden Inertialsysteme jemals als "jetzt" klassifizieren würde  er ist auf seiner Weltlinie in schwarz gekennzeichnet. Würden in der Formel (2) einfach T und T ' vertauscht, wäre sie falsch. Es gilt aber (aufgrund der Zeitdilatation, diesmal mit vertauschten Rollen von Schwester und Bruder)
T ' = T '' (1  v2/c2 )1/2 , (3)
wobei T '' jener Anteil der Eigenzeit des Bruders ist, von dem die Dauer des schwarzen Bereichs abgezogen wurde. Das Gegenargument ist damit zurechtgerückt: Es ist gewissermaßen die schwarze "Lücke", die es hinfällig macht.

Weitere Links:

Link 1
Link 2
Link 3
Link 4

Die Aussagen sind grundsätzlich dieselben.

Gruss

[Hannes]

Hallo Trigemina !

Wenn mir unisono Lernresistenz angekreidet wird, werfe ich euch Ignoranz vor. Die Längerlebigkeit von radioaktiven Nukliden in Beschleunigeranlagen ist nicht wegzuleugnen. Ob mit, ohne, falscher oder richtiger Erklärung.

Diese Längerlebigkeit kann ohneweiters von der Reaktion mit dem im Vacuum vorhandenen elektromagnetischen Medium herrühren.
Denn von nichts kann auch nichts kommen.Und wenn kein Medium in den
Beschleunigeranlagen vorhanden wäre,würde man auch keine riesige Energie brauchen, die Atomkerne usw. auf Schwung zu bringen.
Die Negierung eines elektromagnetischen Mediums ist eine der größten Hemm-
schuhe einer weitergehenden Forschung.
Auch aus der erzielbaren Höchstgeschwindigkeit der Nuklide, aber auch der
Wellenkämme des Lichtes lässt sich auf das Vorhandensein eines elektromagnetischen Mediums sehr wohl schließen.

Woraus dieses Medium bestehen kann, ist ein gesondertes Problem.

Selbst der große Albert hat nachträglich erkannt, dass ein Medium vorhanden sein muss, nur seine Nachbeter haben ihm den Rückzug nicht gestattet.

Das soll aber kein Beitrag gegen deine Lernresistenz sein, sondern soll dich
anregen, über die SRT hinauszudenken, wozu du sicher imstande bist.

Mit Gruß Hannes

[Trigemina]

Diese Längerlebigkeit kann ohneweiters von der Reaktion mit dem im Vacuum vorhandenen elektromagnetischen Medium herrühren.

Das ist doch schon ein konstruktiver Ansatz. Nun möchte ich niemanden daran hindern, sich den “modernen Äther“ als einen Vakuumzustand der Quantentheorie ohne stofflichen Eigenschaften vorzustellen; oder gar in spekulativ als eine Art Kristallgitter, Matrix o.ä., die erst durch Messungen mit sehr kleinen Wellenlängen nachgewiesen werden müssten, um qualitativ als Grundlage einer Arbeitshypothese oder gar einer Theorie zu bestehen.

Gruss

[Hannes]

Hallo Trigemina !

Das ist doch schon ein konstruktiver Ansatz. Nun möchte ich niemanden daran hindern, sich den “modernen Äther“ als einen Vakuumzustand der Quantentheorie ohne stofflichen Eigenschaften vorzustellen;

Es hat keinen Sinn,sich die Natur möglichst kompliziert vorzustellen.
Die Lösung ist oft wesentlich einfacher, als es sich manche super....
gescheite Leute vorstellen.

Aber das besprochene Problem hat zwei Teilbereiche:

1. Die Feststellung, dass die elektromagnetischen Wellen- und um nichts anderes
handelt es sich- ein Medium brauchen und auch haben.

2. Um die Frage, wie könnte ein solches Medium beschaffen sein.

Diese Fragen lassen sich nur nacheinander beantworten. Zuerst muss man
von der Notwendigkeit eines Mediums überzeugt sein.
Dann kann man erst nach diesem suchen. Wobei bereits jetzt sehr
konkrete Hinweise vorliegen, ich muss nur auf die e+e-Paare hinweisen.

Das Vorhandensein eines Mediums impliziert gleichzeitig eine variable,
medienspezifische LG.

Dass es ohne Medium nicht geht, hat der große Albert bereits 1920 erkannt.
Jetzt erst kommt die Zeit, seine Worte ernst zu nehmen.

Mich hat jedoch deine ehrliche Antwort sehr gefreut.

Mit Gruß Hannes