Angenommen, ein Beobachter sitzt mitten in einem fahrenden Zug und ein anderer Beobachter draußen auf einem Bahnsteig. Wenn dieser Zug den äußeren Beobachter passiert, so dass die Enden des Zuges gleich weit vom äußeren Beobachter entfernt sind, wird ein Lichtblitz von beiden Enden emittiert. Dies kann der häufig verwendete Blitzschlag oder nur ein Lichtimpuls sein.
Dieses Szenario habe ich in desmos nachgebaut . Der außenstehende Beobachter sieht beide Lichter gleichzeitig und schließt bei der Messung der Entfernungen, dass sie gleichzeitig geblitzt haben. Der Beobachter im Zug sieht jedoch das Licht auf der rechten Seite und dann das Licht auf der linken Seite aufleuchten und schließt daraus, dass die Lichter nicht gleichzeitig aufleuchteten. Dies ist sinnvoll, da Einstein postuliert, dass die Lichtgeschwindigkeit in allen Bezugssystemen konstant bleiben muss und sich der Beobachter im Zug auf den Blitz rechts bzw. den Blitz links zu und von ihm weg bewegt.
Ich habe auch ein alternatives Szenario in Desmos konstruiert . Dies ist im Wesentlichen das gleiche Szenario, nur betrachtet vom Trägheitsbezugssystem des Beobachters, der im Zugwagen sitzt. In diesem Fall sieht der Beobachter im Inneren die 2 Lichter gleichzeitig blinken und der Beobachter außerhalb sieht sie in einer anderen Reihenfolge blinken.
Sind diese Szenarien gleichwertig? Wenn nein, warum nicht? Wenn ja, wie ist es möglich, dass derselbe Beobachter die Ereignisse in einer anderen Reihenfolge ablaufen sieht? Welche ist die richtige Reihenfolge?
Und vor allem, was sieht jeder der Beobachter ?
Stellen Sie sich zwei Personen vor, A und B, mit defekten Wasserwaagen – eine Wasserwaage kippt nach links, die andere kippt nach rechts. Person A zeichnet mit ihrer Wasserwaage zwei Wasserwaagenmarkierungen an eine Wand. Person B überprüft sie und sagt, dass eine Note höher ist als die andere. Person B verwendet dann ihre Ebene, um zwei Ebenenmarkierungen an die Wand zu malen. Person A überprüft sie und erklärt, dass eine höher ist als die andere. Also können zwei Markierungen gemäß Person A auf gleicher Höhe gezeichnet werden oder sie können gemäß Person B auf gleicher Höhe gezeichnet werden – zwei Markierungen können nicht so gezeichnet werden, dass sie sowohl für Person A als auch für Person B auf gleicher Höhe erscheinen.
Das obige Beispiel ist direkt analog zu Ihrem Szenario mit den Lichtern und dem Zug. Entweder können die beiden Lichter dazu gebracht werden, in Momenten zu blinken, die gleichzeitig mit der Person im Zug sind, oder sie können dazu gebracht werden, in zwei Momenten zu blinken, die gleichzeitig mit der Person auf dem Bahnsteig sind. Es gibt keine zwei Momente, die sowohl für die Person im Zug als auch für die Person auf dem Bahnsteig gleichzeitig sind. Die beiden Optionen sind einfach wechselseitige Vereinbarungen – keine ist richtiger oder falscher als die andere.
Sie fragen, wie derselbe Beobachter die Ereignisse zu unterschiedlichen Zeiten sehen kann – die Antwort lautet, weil die Ereignisse zu unterschiedlichen Zeiten stattfinden. In einem Szenario treten die Blitze zur gleichen Zeit im Zug und daher zu zwei verschiedenen Zeiten auf dem Bahnsteig auf – im anderen passieren sie zu zwei verschiedenen Zeiten im Zug und zur gleichen Zeit auf dem Bahnsteig.
Ja, die Szenarien sind gleichwertig. Was "richtige Reihenfolge" betrifft, weiß ich nicht, was "richtig" bedeutet. In beiden Szenarien treten die Blitze in einem Frame in einer Reihenfolge und im anderen in einer anderen Reihenfolge auf.
Benutzer65081
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Maj Zobrani
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