Ist Zeit nichts anderes als die Lichtgeschwindigkeit (oder das Licht selbst)?

In Bezug auf relativistische Zeiteffekte drehen sich alle Beispiele und Erklärungen um Licht und seine Geschwindigkeit. Besonders in Erklärungssituationen, die dies anhand der Photonenuhr erklären, scheint es, dass das Photon einen langen Weg zurücklegen muss, um den anderen Spiegel zu erreichen, wenn sich die Uhr in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit bewegt.

All diese Erklärungen treiben mich zu dem Schluss oder glauben, dass die Zeit nichts anderes als die Lichtgeschwindigkeit (oder das Licht selbst) ist, und all diese speziellen relativistischen Effekte basieren auf der Annahme, dass nur Licht (oder seine Geschwindigkeit) überlegen ist dieses Universum.

  • Was, wenn es etwas anderes gibt (wahrscheinlich unsichtbar, also haben wir es nie gefunden?), das sich schneller als das Licht fortbewegt? Müssen wir alle unsere Relativitätsgesetze ändern?

  • Um auf das Beispiel der Photonenuhr zurückzukommen, wer hat entschieden, dass nur Photonen, die sich zwischen zwei Spiegeln bewegen, verwendet werden können, um einen Tick (ich meine eine Sekunde) zu definieren? Würden wir das Photon durch etwas anderes ersetzen, wenn sich in der Zukunft herausstellt, dass sich das Ding tatsächlich schneller bewegt als das Licht?

Weitere Fragen: - Ist es möglich, dies zu verstehen, ohne Mathematik zu verwenden?

  • Es scheint mir, dass die Beständigkeit von C ist ein Ergebnis unserer Mathematik. Universelle Eigenschaften (wie die Lichtgeschwindigkeit ändert sich nie) werden also mit Mathematik entschieden? Was ist, wenn eine Alien-Mathe-Gleichung von unserer Theorie abweicht?

Ich glaube, ich bin nicht in der Lage, einen einfachen Schlüssel zwischen der Zeit und ihrer Beziehung zwischen Lichtgeschwindigkeit (und wahrscheinlich beschleunigenden Körpern in Bezug auf andere Körper) zu verstehen.

  • Und im Problem des Zwillingsparadoxons würde die Person, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit reist und zur Erde zurückkehrt, tatsächlich sehen, dass ihr Freund mehr altert als sie. Wie würde also die Geschwindigkeit/Beschleunigung seinen Alterungsprozess verlangsamen?

Ich wäre Ihnen sehr dankbar, wenn Sie dies ohne Mathematik erklären könnten. Sogar Einstein muss mit einem Denkprozess beginnen, bevor er Mathe verwendet, um dieses Problem zu lösen/zu beweisen.

Die Frage, die ich verlinkt habe, befasst sich mit unserem aktuellen Zeitverständnis. Siehe auch diese Frage, um mehr darüber zu erfahren, was die Lichtgeschwindigkeit so besonders macht.
Dies ist eine offene und tiefgreifende Frage, die als das Problem der Zeit in der allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantengravitation bezeichnet wird . Seien Sie sicher, ohne den 2. Hauptsatz der Thermodynamik zu berücksichtigen, wird es nicht gelöst, wie einige gerne darstellen möchten.

Antworten (2)

Die spezielle Relativitätstheorie wird Schülern oft vorgestellt, die Lichtuhren verwenden, da dies eine einigermaßen zugängliche Methode ist, um zu verstehen, dass Phänomene wie Zeitdilatation und Längenkontraktion auftreten müssen. Sie sollten sich jedoch nicht zu der Annahme verleiten lassen, dass wir Lichtuhren verwenden, um die spezielle Relativitätstheorie zu definieren. Das grundlegende Prinzip der speziellen Relativitätstheorie (und eigentlich auch der allgemeinen Relativitätstheorie) ist, dass die Geometrie der Raumzeit durch eine Metrik definiert ist (in der SR ist dies die Minkowski-Metrik ), die uns ein unveränderliches Linienelement liefert:

(1) D S 2 = − C 2 D T 2 + D X 2 + D j 2 + D z 2

Die Antworten auf die aktuelle Frage Was ist die Intuition hinter dem Lorentz-Faktor aus der Speziellen Relativitätstheorie untersuchen dieses Thema.

Die Tatsache, dass die Lichtgeschwindigkeit eine Konstante und die maximal mögliche Geschwindigkeit ist, leitet sich daraus ab C in Gleichung (1) oben ist eine Konstante.

"Die Tatsache, dass die Lichtgeschwindigkeit eine Konstante ist, und die maximal mögliche Geschwindigkeit, leitet sich aus der Tatsache ab, dass c in Gleichung (1) oben eine Konstante ist." Oder eher umgekehrt. Die Ableitungen der Metrik durch Einstein und Minkowski beginnen mit der Annahme der Konstanz von c. Sie setzen es sowohl für grundierte als auch für ungrundierte Frames als c und fahren dann fort, die Metrik zu erstellen.
@brightmagus: Das grenzt an das Philosophische, aber es ist ein interessantes Thema. Meiner Ansicht nach entdeckte Minkowski die Metrik, und die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit war ein Hinweis, der ihm bei seiner Suche half. Dennoch ist die Metrik eine grundlegende geometrische Eigenschaft der Raumzeit und die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit ist eine Folge dieser Geometrie.
Meiner Meinung nach ist dies tatsächlich eine grundlegende Frage (dh wie die Metrik und die Konstante erhalten wurden). Warum? Denn sowohl Minkowski als auch Einstein begannen mit dem guten alten 3D-Raum, der nach Manipulationen 4D genannt wurde. Beide leiteten die Metrik aus dem Pithagorean Theorem und der Annahme von ab C . Daran ist nichts Mystisches oder Philosophisches. Siehe hier: physical.stackexchange.com/a/112088/43402 .

Zeit ist das, was durch Uhren gemessen wird. Wie sich Uhren verhalten, wenn sie relativ zueinander bewegt werden, ist einfach eine Sammlung experimenteller Fakten. Wir brauchen zu keiner Zeit Licht, um diese Experimente durchzuführen, und es ist für bewegte Uhren völlig egal, ob wir sie tagsüber oder nachts bewegen.

Also, was genau ist Ihre Frage? Ist das der Grund, warum Einstein in seinem berühmten Aufsatz „Über die Elektrodynamik bewegter Koerper“ so viel über Licht gesprochen hat? Einstein sagt das im Vorwort des Papiers selbst deutlich:

dass sich Licht im leeren Raum immer mit einer bestimmten Geschwindigkeit c ausbreitet, die unabhängig vom Bewegungszustand des emittierenden Körpers ist. Diese beiden Postulate reichen aus, um eine einfache und konsistente Theorie der Elektrodynamik bewegter Körper auf der Grundlage der Maxwellschen Theorie für ruhende Körper zu erreichen.

Das Papier ist im Grunde eine Ausarbeitung darüber, wie Messungen, die zu Einsteins Zeiten gut etabliert waren, in einem modifizierten Rahmen der Dynamik verstanden werden können. Er verwendet Lichtsignale, um den Leser über den neuen Rahmen zu "erleuchten", in dem die Lichtgeschwindigkeit eine Konstante ist, aber das ist methodisch nicht notwendig und wird in modernen Methoden des Relativitätsunterrichts nicht so gemacht. Man kann Einsteins Postulate, die einfach oft gemessene physikalische Tatsachen sind, vollständig ausnutzen, ohne jemals Licht zu erwähnen.

„Zeit ist das, was von Uhren gemessen wird. Wie sich Uhren verhalten, wenn sie relativ zueinander bewegt werden, ist einfach eine Sammlung von experimentellen Fakten. Wir brauchen zu keinem Zeitpunkt Licht, um diese Experimente durchzuführen Show ohne Licht, was besonders wichtig ist, wenn wir es richtig machen, dh wenn sie noch in Bewegung sind (wodurch wir Beschleunigung vermeiden können). Auch der eigentliche Funktionsmechanismus dieser Uhren verwendet meines Wissens Licht.
@brightmagus: Meines Wissens nach hat noch niemand eine Beleuchtung in Beschleunigerstrahlröhren installiert, also messen wir in der Tat Auswirkungen auf schnelle Uhren in stockfinsterer Zeit. :-)
Wie wurde also die bewegliche Uhr abgelesen?
Durch Nachweis von Zerfallsprodukten von Teilchen im Ruhesystem des Beschleunigers. Das geschieht normalerweise im Dunkeln mit elektronischen Auslösern, die kein Licht benötigen.
"Ruhesystem", sagst du. Ich verstand, dass wir über eine bewegliche Uhr sprachen.
Gibt es eine andere Menge von Interesse?
Vor einer Stunde dachte ich, es gäbe keine
Guter Gedanke, denke ich.
Du lässt mich rot werden
Ja, du solltest dich schämen. :-)
Ist Zeit nichts anderes als die Lichtgeschwindigkeit (oder das Licht selbst)?
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