Gleichzeitigkeit definieren

„Gleichzeitig“ bedeutet „hat den gleichen Zeitkoordinatenwert“ in diesem bestimmten Rahmen. Zum Beispiel „beide geschahen um t=3“

Man kann sich einen Referenzrahmen so vorstellen, dass er an jedem Punkt eine (hypothetische) Uhr hat, die alle auf den gleichen Wert synchronisiert sind. Diese werden dann verwendet, um die Zeitkoordinate jedes Ereignisses zu finden.

Photonen werden verwendet, um diese Synchronisation tatsächlich (auf hypothetische Weise) durchzuführen. Dabei muss jedoch die Laufzeit dieser Photonen berücksichtigt werden. Ein Photon kann Ereignisse mit unterschiedlichen Zeitkoordinaten passieren, wenn es zwischen ihnen eine Distanz zurücklegen muss.

Eine bessere Definition der Ereignisse A und B, die gleichzeitig in einem gegebenen Bezugssystem F stattfinden, würde einen in F ruhenden Punkt P verwenden. A und B müssen nicht ruhen. Zwei Lichtstrahlen verlassen P gleichzeitig, werden von A und B reflektiert und kommen gleichzeitig bei P an. Dies kann nur geschehen, wenn die beiden Strahlen die gleiche Strecke zurücklegen. Zum Zeitpunkt der Reflexionen müssen A und B aus Sicht von F den gleichen Abstand von P haben. Die Zeit aus Sicht von F, um zu A und B zu gelangen, muss für beide Strahlen gleich sein. Die Reflexionen müssen zur gleichen Zeit erfolgen wie bei F.

Es gibt ein paar Dinge, die es wert sind, erwähnt zu werden. Erstens ist ein Ereignis eine Zeit und ein Ort. Bei einem Ereignis treten zwei Strahlen auf, die P gleichzeitig verlassen. Die beiden Dinge, die zum selben Ereignis passieren, passieren in jedem Bezugsrahmen zur selben Zeit. Die Anreise ist ähnlich. Diese Definition bedeutet, dass ein Beobachter in einem anderen System G zustimmen wird, dass die Ereignisse in F gleichzeitig waren, auch wenn sie in seinem eigenen nicht gleichzeitig sind.

G bewegt sich in Bezug auf F. In G erfolgen der Abgang von P und die Rückkehr bei P an zwei verschiedenen Orten. Wir sind an die Vorstellung gewöhnt, dass derselbe Ort zu zwei verschiedenen Zeiten zwei verschiedene Orte in einem anderen Rahmen sein kann. Wenn ich mein Auto fahre, bleibt es stehen und die Welt bewegt sich vorbei. Jemand, der an der Straße steht, sieht, wie das Auto von Ort zu Ort fährt.

Das Kontraintuitivste an der speziellen Relativitätstheorie ist, dass sich die Zeit auch so verhält. Ich sehe zwei Ereignisse als gleichzeitig an. Wenn sich jemand bewegt, sieht er sie zu unterschiedlichen Zeiten geschehen. Es ist keine Illusion. Es ist, als ob sie am selben Ort oder an verschiedenen Orten passieren würden. Diese Vorstellung ist sehr gewöhnungsbedürftig.

Ich kann mir ein Verfahren für eine galaktische Zivilisation vorstellen, für die es sehr wichtig ist.

Für denselben Trägheitsreferenzrahmen muss der Synchronisator zum Mittelpunkt der beiden zu synchronisierenden Orte gehen und ein Signal senden.

Dieses Signal muss a informieren$t = t_0 + (x/2)/c$in den Uhren eingestellt werden, wo$t_0$ist die Zeit, zu der das Signal gesendet wird, und$x$ist die Entfernung zwischen den beiden Orten.

Ein automatischer Prozess stellt die Uhren auf diese Zeit ein$t$wenn die Rezeptoren an jedem Ort das Signal empfangen.