Es wird gesagt , dass Astronauten auf der ISS eine etwas langsamere Zeit erleben als der Rest von uns. (Ich glaube, dass das geringere Gravitationsfeld ihre Zeitrate erhöhen würde, so dass dieser Effekt durch den Dilatationseffekt ihrer Geschwindigkeit mehr als aufgehoben werden muss.)
Man könnte sich vorstellen, in einem flachen, dünn besiedelten Gebiet wie Kansas eine Atomuhr aufzustellen, mit einem riesigen Display, das vom Weltraum aus gesehen werden kann. Wir könnten diese Uhr dann mit einer Atomuhr auf der ISS synchronisieren.
Der obige Wikipedia-Artikel erwähnt, dass die ISS alle 6 Monate etwa 0,007 Sekunden verliert.
Wenn die Astronauten der ISS Kansas überfliegen, werden sie sehen, wie ihre Uhr gegenüber der Großen Atomuhr von Kansas an Zeit verliert oder an Zeit gewinnt?
Lassen Sie uns die Gravitationszeit-Zeitdilatation vorerst ignorieren, um die Dinge einfach zu halten.
Angenommen, wir platzieren mich und eine zweite Uhr 300 km (die Höhe der ISS-Umlaufbahn) über der Kansas-Uhr und schweben dort irgendwie, sodass wir in Bezug auf die Kansas-Uhr stationär sind. Das bedeutet, dass sich beide Uhren im selben Trägheitssystem befinden, also mit der gleichen Geschwindigkeit laufen und die gleiche Zeit anzeigen. Also, wenn ich die Zeiten melde, werden sie die gleichen Zeiten sein, die die Bodenkontrolle meldet.
Sie bewegen sich auf der ISS mit 7,65 Kilometern pro Sekunde und haben Ihre eigene Uhr. Aus meiner Sicht wird Ihre Uhr um die von Ihnen erwähnten 7 ms / Monat langsamer laufen als meine.
Der Punkt, mich und die zweite Uhr auf der ISS-Umlaufbahn zu platzieren, ist, dass die ISS direkt an uns vorbeifliegen kann. Sobald Sie und ich einmal umkreist sind, befinden sich beide Uhren am selben Raumzeitpunkt, und alle Beobachter am selben Raumzeitpunkt werden sich darauf einigen, was sie von den Uhren ablesen. Das heißt, Sie und ich einigen uns darauf, was Ihre Uhr anzeigt, und Sie und ich einigen uns auch darauf, was meine Uhr anzeigt.
Und mit diesem Setup können wir Ihre Frage nun beantworten. Jedes Mal, wenn Sie an mir vorbeigehen, kann ich sowohl meine als auch Ihre Uhr ablesen, und ich kann sehen, dass Ihre Uhr etwas weniger anzeigt als meine. Aber unsere Messwerte müssen übereinstimmen, weil wir uns am selben Raumzeitpunkt befinden, also werden Sie auch sehen, dass Ihre Uhr weniger anzeigt als meine. Wir werden uns beide einig sein, dass Ihre Uhr langsam läuft.
Auf den ersten Blick scheint dies gegen das Relativitätsprinzip zu verstoßen, denn wir erwarten, dass zwei Beobachter in Relativbewegung beide sehen, dass die Uhr des anderen langsamer läuft als die ihre. Dies ist nicht der Fall, da die Aussage, dass beide Beobachter die andere Uhr langsam laufen sehen, nur für unbeschleunigte Bewegungen gilt, und wenn Sie sich im Kreis bewegen, beschleunigen Sie.
Wenn Sie daran interessiert sind, dies weiter zu verfolgen, analysiere ich die Zeitdilatation in kreisförmiger Bewegung in meiner Antwort auf Unterscheidet sich die Gravitationszeitdilatation von anderen Formen der Zeitdilatation? . Wenn Sie das durcharbeiten können, haben Sie die ersten Schritte zum Verständnis der Allgemeinen Relativitätstheorie getan!