Ernst hat geschrieben:
Der Nullpunkt in S' wurde so gelegt, daß alle Uhren in S' 0s zeigen, wenn die mittlere Bahnhofsuhr auf Null springt. Das ist aber ganz willkürlich. Den Nullpunkt kann man auch beliebig anders legen; etwa so, daß alle Uhren in S' 0s zeigen, wenn die Bahnhofsuhr neben der Lok auf Null springt. Dann zeigen die Uhren bei den Blitzeinschlägen in S' vorn 0s und hinten +1,154s.
Wenn im System S' der Blitz vorne zur Zeit "0" einschlägt und hinten zur Zeit +1,1547 s, also 1.1547 Sekunden später, dann haben wir vorne bis zur Mitte des Systems eine Laufzeit von 1,1547 Sekunden! Denn die Lichtstrecke ist 1,1547 LS lang! Jetzt erst startet das Licht vom Blitz hinten und läuft noch die 1.1547 LS in 1,1547 s bis zur Mitte zum Schaffner und kommt daher mit einer Zeitdifferenz von 2x1.1547 s = 2,3094 Sekunden beim Schaffner an!
Die Lorentztransformation ergibt aber beim Schaffner eine Zeitdifferenz von 1.1547 s! Denn das Licht startet hier schon bei -0,57735 s, läuft 1,1547 s bis zum Schaffner und kommt bei t'=0,57735 s beim Schaffner an. Jetzt erst startet das Licht hinten, läuft 1,1547 s lang und kommt bei t'=1,73205 beim Schaffner an. Die Zeitdifferenz beträgt daher 1,1547 Sekunden!
Die LT kümmert sich überhaupt nicht darum, wo im System S' der Nullpunkt liegt. Der Wärter beschreibt den Einschlag der Blitze gleichzeitig bei Null Uhr und die LT ergibt dann die Zeiten für das System S' -0,57735 s und +0,57735 s! Wo im System S' der Nullpunkt liegt, geht in die Rechnung gar nicht ein!
Der Einschlag eines der Blitze darf nicht gleichzeitig in beiden Systemen sein! Und die Zeitdifferenz beim Schaffner wird daher auch immer 1.1547 s sein und nicht doppelt so groß!
Nun weiß ja der Wärter, wo und wann in seinem IS der Schaffner vom Licht getroffen wird. Das kann er ja berechnen. Alle Ereignisse im Bahndamm sehen also so aus:
1) Blitzschlag rechts: x=1Ls , t=0
2) Blitzschlag links: x=-1Ls , t=0
3) gleichzeitiger Lichteinfall beim Wärter = x=0 , t=1s
4) Lichteinfall beim Schaffner von rechts: x=0.3333Ls , t=0.6667s (Rechnung: c*t+v*t=1Ls -> t=1Ls/(c+v)=0.6667s ; s=v*t=0.3333Ls)
5) Lichteinfall beim Schaffner: x=1Ls , t=2s (Rechnung: c*t-v*t=1Ls -> t=1Ls/(c-v)=2s ; s=v*t=1Ls)
Alle Ereignisse ins Zugsystem mit LT transformiert ergibt:
1) x'=1.1547Ls , t'=-0.57735 s Blitzschlag rechts 0,57735 s vor t=0 !
2) x'=-1.1547Ls , t'=0.57735 s Blitzschlag links 0,57735 s nach t=0 !
3) x'=-0.57735 Ls , t'=1.1547s Der Wärter wird also auch in S' vom Licht gleichzeitig getroffen!
4) x'=0 , t'=0.57735 s Licht beim Schaffner von rechts.
5) x'=0 , t'=1.73205 s Licht beim Schaffner von links. Der Schaffner demnach nicht!
Also so wie vorhin im Text angegeben. Das Licht trifft den Schaffner mit einer Zeitdifferenz von 1,732 s minus 0,57735 s = 1,1547 Sekunden!
Deine Zeitdifferenz ist also falsch. Die Zeitdifferenz beim Schaffner wird immer 1,1547 s sein, wenn die Relativgeschwindigkeit 0,5 s beträgt! Ganz egal, welchen Zeitpunkt der Wärter für den gleichzeitigen Einschlag der Blitze angibt. Die LT wird die Zeiten im System S' immer so setzen, dass für das Licht die Relativgeschwindigkeit verschwindet! Die Zeitskalen sind daher nicht beliebig verschoben, sondern stets genau um diesen Betrag, der das c+/-v kompensiert! Der Wärter darf mit c+/v in seinem IS zwar rechnen, denn er sieht ja, dass der Schaffner dem Licht vorauseilt bzw. ihm entgegenkommt; im IS S' hingegen ist c+/-v verboten.
Fazit: wenn der Blitz rechts im Bahndamm einschlägt, hat dies im IS S' ("Zug") schon 0,57735 s vorher stattgefunden! Es ist aber nur 1 Blitz per definitionem in den Bahndamm. Im Zugsystem wird der Blitz also schon registriert, bevor er überhaupt existiert. Ist aber der Blitz in beiden Systemen gleichzeitig, wie Du in Deinem Beispiel mit dem Nullpunkt in beiden Systemen am Einschlagsort des Blitzes angibst, dann stimmt das Ereignis beim Schaffner nicht mit dem überein, wie es der Wärter sieht. Das Ereignis "ungleichzeitiges Eintreffen des Lichts beim Schaffner mit der Differenz von 1,1547 s" ist demnach
verändert. Und genau das darf durch eine Transformation nicht geschehen! Die Zeitspanne beim Lichteinfall beim Schaffner darf sich nur durch die ZD von der Zeitspanne unterscheiden, die der Wärter sieht. Und so ist es auch: denn sie beträgt im Bahndamm 1,3333 s. Und das sind nach t'=t*sqrt(1-v²/c²) eben 1,1547 s in S' !
q.e.d.
Grüße
Harald Maurer