Beobachtete Geschwindigkeit beim Reisen nahe der Lichtgeschwindigkeit

Ihre wahrgenommene Geschwindigkeit ist die gleiche wie die Geschwindigkeit, mit der Sie reisen. Das heißt, wenn Sie mit 0,8 c an der Erde vorbeifahren, messen die Menschen auf der Erde Ihre Geschwindigkeit mit 0,8 c, und Sie messen die Geschwindigkeit der Erde, die an Ihnen vorbeifährt, ebenfalls mit 0,8 c. Daraus schließen Sie, dass Sie bei 0,8c unterwegs sind. Es gibt also keinen Unterschied zwischen der Geschwindigkeit, mit der Sie reisen, und der Geschwindigkeit, mit der Sie wahrnehmen, dass Sie reisen.

Andererseits werden dich die Menschen auf der Erde (im Verhältnis zu sich selbst) als verlangsamt ansehen. Ebenso werdet ihr die Menschen auf der Erde als verlangsamt sehen. Sie beide können sich darauf nicht einigen, weil Sie keine einheitliche Art haben, Ihre Uhren zu vergleichen. Wer auch immer den Vergleich anstellt, wird feststellen, dass der andere ausgebremst ist. Dies hängt damit zusammen, dass es in der Relativitätstheorie keine Möglichkeit gibt, die Zeit absolut zu bestimmen. Es ist immer relativ. Es gibt keine Möglichkeit herauszufinden, wer von euch sich bewegt und wer stillsteht. Erst wenn Sie auf die Erde zurückkehren, können Sie entscheiden, dass Sie es waren, der sich bewegte, und Sie waren es, der eine Verlangsamung der Zeit erlebte.

Die Tatsache, dass Sie bei Ihrer Rückkehr zur Erde feststellen, dass Sie derjenige waren, der gebremst wurde, liegt nur daran, dass Sie derjenige waren, der den Kurs geändert hat und zur Erde zurückgekehrt ist. Wenn stattdessen die Erde irgendwie beschleunigt und dich eingeholt würde, würde sich alles umkehren. Du würdest älter werden als die Menschen auf Erden.

Ich entschuldige mich, diese Antwort, wie sie ursprünglich stand, war schlampig und in wichtigen Punkten absolut falsch und muss wahrscheinlich noch von einem Physiker beachtet werden.

Wenn Sie nahe der Lichtgeschwindigkeit reisen, erleben Sie gemäß der Lorentz-Transformation weniger subjektive Zeit. Darüber hinaus werden externe Abstände durch dieselbe Transformation kontrahiert.

Der Faktor, um den sich die Zeit für ein sich schnell bewegendes Objekt verlangsamt, ist$\frac{1}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}$. Als Geschwindigkeit$v$steigt, nähert es sich mit Lichtgeschwindigkeit der Gleichheit an,$c$, und der Faktor geht gegen unendlich.

Das bedeutet, dass Sie, wenn Sie ein beliebig schnelles Raumschiff hätten (ich nehme an, Sie haben es nicht), in ein paar Jahren (von Ihrem Referenzrahmen aus) das Universum bereisen könnten, aber Sie könnten zurückkehren, um die ausgestorbene Menschheit und Kontinente an unerwarteten Orten zu finden. Sie würden sich in Bezug auf die subjektive Zeit, die Sie benötigen, um von Punkt zu Punkt zu reisen, tatsächlich als mit willkürlich hohen Geschwindigkeiten reisend wahrnehmen. Wenn Sie jedoch Messungen an Objekten vornehmen, an denen Sie sich vorbeibewegen, würden Sie feststellen, dass Ihre subjektive Geschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreitet, da der Rest des Universums in der Länge zusammengezogen erscheint. Es gibt andere Einschränkungen in Ihrer Fähigkeit, Ihre Tour durch das Universum zu genießen - wenn Sie einen Stern ins Visier nehmen, der Millionen von Lichtjahren entfernt ist, kann er schnell altern (wiederum von Ihrem Referenzrahmen aus) und sterben, bevor Sie dort ankommen .

Verweise:

Lorentzfaktor bei Wikipedia

Relativistischer Doppler-Effekt bei Wikipedia

Das 3. Buch der Tipler-Physik hat auch eine großartige Einführung in die Relativitätstheorie, wenn auch mit Vernachlässigung der Beschleunigung, die entscheidend ist, um diskrepante Uhren zwischen zwei Beobachtern zu erzeugen, a la das Zwillingsparadoxon.

Vereinfacht gesagt ist es so. Ihre wahrgenommene Lichtgeschwindigkeit ist immer gleich. Dies kann nur geschehen, wenn Sie schneller fahren, verlangsamt sich die Zeit. Wenn Sie einen Lattenzaun mit 60 mph zählen und dann die Geschwindigkeit auf 120 mph erhöhen, zählen Sie immer noch die gleiche Anzahl von Stangen pro Sekunde, da Ihre Wahrnehmung der Zeitänderung mit der Geschwindigkeitsänderung zunimmt, da die Rate zunimmt. Die Zeit eines externen Beobachters ändert sich jedoch nicht. So altert der Beobachter schneller als der Reisende.