Kann der Zeitfluss still werden?

  1. Gemäß der Theorie der Zeitdilatation verlangsamt sich der Zeitfluss mit Lichtgeschwindigkeit erheblich. Gibt es praktisch oder theoretisch Bedingungen, unter denen ein auf Null reduzierter Zeitfluss zum Stillstand kommt?

  2. Ob Zeit & Raum unendlich sind?

Antworten (2)

Die Antwort auf (2) ist einfach, dass niemand es weiß, und außerdem ist es unwahrscheinlich, dass wir es jemals erfahren werden. Es ist unmöglich zu beweisen, dass das Universum unendlich ist, aber es ist durchaus möglich, dass wir beweisen könnten, dass es geschlossen und daher endlich ist, wenn die Längenskala ungefähr die Größe des derzeit beobachtbaren Universums hat. Das Papier Topology of the Universe: Theory and Observations beschreibt einige Möglichkeiten, wie wir eine geschlossene Topologie beobachten können. Ich muss jedoch betonen, dass dies grundsätzlich unwahrscheinlich erscheint und wir die Antwort auf Ihre Frage nie erfahren werden.

Ihre Frage (1) ist subtiler, da die Zeitdilatation ein weithin missverstandenes Phänomen ist. Es ist sicherlich richtig, dass ein Beobachter auf der Erde die Uhr auf einem sich schnell bewegenden Raumschiff messen würde, um langsam zu ticken. Wenn Sie jedoch auf dem Raumschiff wären, würden Sie die Uhr normal ticken sehen. Es gibt keinen absoluten Sinn dafür, dass die Zeit auf dem Raumschiff langsamer läuft – sie läuft nur langsam relativ zu einer Uhr auf der Erde, wie sie vom Beobachter auf der Erde beobachtet wird.

Die Verwirrung entsteht, weil es in der Relativitätstheorie keine absolute Zeit gibt. Es gibt keine spezielle Referenzuhr, mit der Sie alle anderen Uhren vergleichen können. Jeder Beobachter hat seine eigene Zeitskala und alle Zeitskalen sind gleichermaßen gültig.

Abgesehen davon ist die Antwort auf Ihre Frage, dass kein Beobachter jemals eine andere Uhr sehen wird, die langsam vollständig zum Stillstand kommt, dh sehen wird, wie die Zeit vollständig anhält. Das Beste, was wir tun können, ist, die Zeit langsam asymptotisch auf einen Stopp zu zu sehen, das heißt, die Uhr, die wir beobachten, wird langsamer und langsamer, aber es würde eine unendliche Zeit dauern, bis sie vollständig anhält. Ein Beispiel dafür ist, wenn wir eine Uhr in ein Schwarzes Loch fallen lassen. Wir würden sehen, wie sich die Uhr verlangsamt, wenn sie sich dem Ereignishorizont nähert, aber wir müssten eine unendliche Zeit warten, bevor wir sehen könnten, dass sie vollständig anhält.

…aber beachten Sie, dass die Eigenzeit eines Photons tatsächlich ist τ = 0 .
Muss ich beobachten, wie sich die Uhr mit unendlicher Geschwindigkeit bewegt, um zu sehen, dass es Zeit ist, anzuhalten (sich Null zu nähern)? Oder um es anders zu formulieren, ist die Zeitdilatation umgekehrt zur Geschwindigkeit?
@jnovacho: In der speziellen Relativitätstheorie müssen Sie beobachten, wie sich die Uhr mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Da nichts (außer Photonen, wie Ansgar sagt) die Lichtgeschwindigkeit erreichen kann, werden Sie nie sehen, wie die Uhr anhält. In GR ist die Situation komplizierter. In dem Beispiel, das ich von einem Schwarzen Loch gegeben habe, verlangsamt sich die Uhr am Ereignishorizont tatsächlich bis zum Stillstand, aber es dauert immer noch unendlich lange, bis sie zum Stillstand kommt.
"... sie läuft nur langsam relativ zu einer Uhr auf der Erde, wie sie vom Beobachter auf der Erde beobachtet wird. " Bedeutet das, dass Beobachter aus anderen Referenzsystemen sich nicht darüber einig sind, ob die Erduhr langsamer läuft als die Raumschiffuhr oder umgekehrt?
@mbeckish: Ja, in der Tat! Wenn Sie sich zum Beispiel auf dem Raumschiff befinden, dann sind Sie in Ihrem Rahmen stationär und es ist die Erde, die sich bewegt. In diesem Fall würden Sie sehen, wie die Uhren auf der Erde im Vergleich zu Ihrer Uhr auf der Rakete langsam laufen. Dies ist der Ursprung des berüchtigten Zwillingsparadoxons .
Danke für die Klarstellung. Mir war das Zwillingsparadoxon nie 100% klar. So wie es mir erklärt wurde, ist es kein Paradoxon, denn alle Beobachter werden zustimmen, dass sich die Uhr des Raumschiffs langsamer bewegt, da es das Referenzsystem ist, das vom Referenzsystem der Erde beschleunigt wurde. Aber ich konnte diese Erklärung nie akzeptieren, weil sie einen absoluten Ruherahmen zu implizieren scheint.
@mbeckish Die Unterscheidung ergibt sich daraus, dass das Raumschiff ein nicht träger Referenzrahmen ist
@Cruncher - Aber es ist nur ein Nicht-Trägheitsrahmen, während er beschleunigt . Sobald es seine "Reisegeschwindigkeit" erreicht hat, befindet es sich nun in einem Inertialsystem. Sind sich zu diesem Zeitpunkt alle Beobachter einig, dass die Raumschiffuhr derzeit langsamer tickt als die Erduhr? Nach dem, was JohnRennie gerade gesagt hat, scheint die Antwort nein zu sein.
@mbeckish Ich bin kein Experte. Vielleicht hilft das? en.wikipedia.org/wiki/… Ich bin mir jedoch nahezu sicher, dass, während sich alle in einem Trägheitsbezugssystem befinden, die Erde die Uhr des Raumschiffs mit der gleichen Geschwindigkeit ticken sehen sollte wie umgekehrt.
Zur Vermeidung von Zweifeln: Solange das Raumschiff und die Erde eine konstante relative Geschwindigkeit haben, sieht die Erde, dass die Uhr des Raumschiffs langsam läuft, und das Raumschiff sieht, dass die Uhr der Erde langsam läuft. Die Situation ist völlig symmetrisch, wie es natürlich sein muss, weil alle Geschwindigkeiten relativ sind.
Wissen wir nicht, dass Neutrinos (im Gegensatz zu Photonen) eine Masse haben? Weil Neutrinos ihren Typ ändern können, müssen sie Zeit erfahren, deshalb müssen sie sich langsamer als die Lichtgeschwindigkeit bewegen, also müssen sie Masse haben. Umgekehrt muss dann der "Zeitfluss" für Photonen "0" sein (Terminologieprobleme beiseite).

Zeit ist relativ. Wenn es um Zeitdilatation geht, sehen Sie tatsächlich eine erweiterte Zeit eines anderen Beobachters. Der eigene Zeitfluss wird also auf keinen Fall eingefroren.

Hypothetisch können Sie die Zeit einer anderen Person eingefroren sehen, wenn sie sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt (Zeitdilatation durch Geschwindigkeit) oder sich am Ereignishorizont von Schwarzen Löchern befindet (Gravitationszeitdilatation). Beides ist im Rahmen der relativistischen Physik leider nicht möglich.

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