Ich habe Probleme zu verstehen, warum Zeitdilatation für Objekte auftritt, die sich in keinem Winkel auf Sie zubewegen.
In meinem Physiklehrbuch gibt es zwei Beispiele:
Eine Frau sitzt in einem fahrenden Zug und hält zwei Glühbirnen in den Händen. Als sie sich über den Bahnsteig bewegt, blinken sie. Für sie sind die Blitze gleichzeitig. Für einen Beobachter auf der Plattform blinkt der nächste zuerst. Das macht für mich Sinn, da ein Blitz weniger zurückgelegt werden muss.
Ein Beobachter auf der Erde sieht einen Meteor, der direkt auf die Erde zufliegt. Um zu berechnen, wie lange der Meteor braucht, um die Erde zu treffen, teilen Sie klassischerweise die Entfernung zwischen der Erde und dem Meteor durch die Geschwindigkeit. Macht Sinn.
Aber warum fordert die spezielle Relativitätstheorie Sie auf, die Zeit, die für den Aufprall benötigt wird, mit zu multiplizieren? ? Warum ist die Zeit für die Person länger, wenn die Entfernung in der klassischen und speziellen Relativitätstheorie gleich ist?
Antworten:
Der Lorentzfaktor γ gilt nach der Speziellen Relativitätstheorie für beide Beispiele gleichermaßen. Bei klassischen Systemen ist jedoch die Relativgeschwindigkeit des bewegten Objekts zum Beobachter viel kleiner als die Lichtgeschwindigkeit (v << c), was γ ≈ 1 impliziert.
Beachten Sie, dass die Spezielle Relativitätstheorie gegenüber der Richtung der relativen Bewegung unempfindlich ist. Dies bedeutet, dass ein Beobachter auf der Erde die Zeitdilatation relativ zur Eigenzeit auf dem Meteor misst, unabhängig davon, ob sich der Meteor in Ihrem Beispiel mit gleicher Geschwindigkeit auf die Erde zu oder von der Erde weg bewegt.
Aufgrund der Unempfindlichkeit der Speziellen Relativitätstheorie gegenüber der Bewegungsrichtung sagt die Theorie voraus, dass die Eigenzeit eines Ereignisses, das auf einem Objekt stattfindet, das sich relativ zu einem Beobachter auf der Erde hin und her bewegt, zweimal eine Zeitdilatation erleidet. Daher sagt die Spezielle Relativitätstheorie für das berühmte Zwillingsparadoxon voraus, dass der reisende Zwilling jünger als der bleibende Zwilling zur Erde zurückkehren wird.
Studien zum Sagnac-Effekt widersprechen scharf der Speziellen Relativitätstheorie, indem sie zeigen: 1. dass die gemessene Lichtgeschwindigkeit von der Geschwindigkeit des Detektors relativ zur Lichtquelle abhängt, 2. dass die Richtung der relativen Bewegung wichtig ist. Anstelle eines konstanten c haben Sie c ± v (das + Zeichen gilt für sich nähernde Objekte, das - für sich entfernende Objekte). Somit erhalten Sie eine Zeitdilatation nur für sich entfernende Objekte, aber eine Zeitkontraktion für sich nähernde Objekte.
Verweise:
Wang, R., Zheng, Y., Yao, A., & Langley, D. Modifiziertes Sagnac-Experiment zur Messung der Laufzeitdifferenz zwischen sich gegenläufig ausbreitenden Lichtstrahlen in einer sich gleichmäßig bewegenden Faser. Physikbriefe A, 312 7–10, 2003.
Wang, R., Zheng, Yi und Yao, A. Verallgemeinerter Sagnac-Effekt. Phys. Rev. Lett., 93 (14), 143901 (3 Seiten), 2004.
Ich hoffe, dass Sie meine Antwort hilfreich finden. Ramzi Suleiman
Warum ist die Zeit für die Person länger, wenn die Entfernung in der klassischen und speziellen Relativitätstheorie gleich ist?
Hier finden Sie Ihre Auflösung, da die Entfernungen in der speziellen Relativitätstheorie bildabhängig und nicht gleich sind.
Nehmen wir an, der Meteor hat im Erdsystem eine Geschwindigkeit v und ist in einer Entfernung d. Der Meteor wird zur Zeit t=vd auf der Erde einschlagen, hier noch nichts Besonderes. Im Koordinatensystem des Meteors wird der Abstand zwischen ihm und der Erde um den Faktor γ verkürzt. Für den Meteor ist diese Entfernung d/γ. Mit einer kürzeren Entfernung, aber mit der gleichen Geschwindigkeit v wird es in der Zeit γv/d oder γt auf der Erde ankommen.
Beachten Sie, dass dies davon ausgeht, dass der Meteor im Erdrahmen ruhte und dann auf eine konstante Geschwindigkeit in Richtung Erde beschleunigte, bevor er die Entfernung d erreichte. Dies stellt sicher, dass der Meteor die richtige Zeit hat.
Ich habe den Artikel im Link heruntergeladen. Jetzt habe ich nur darin geblättert, aber ich werde zu gegebener Zeit genauer lesen. Es gibt eine wesentliche Bemerkung, die ich vor dem Lesen des Artikels sagen kann, nämlich dass der Sagnac-Effekt, ob Rotation, Translation oder andere, ein Sonderfall der allgemeinen Regel der Addition und Subtraktion von Geschwindigkeiten ist. Bewegt sich ein Beobachter mit konstanter Geschwindigkeit v1 auf ein Objekt zu und sendet das Objekt ein Signal in Richtung des Beobachters, der sich mit der Geschwindigkeit v2 (v2 > v1) relativ zu seiner Quelle bewegt, dann ist die Geschwindigkeit des Signals relativ zum Beobachter ist v2 + v1. Bewegt sich der Beobachter vom Objekt weg, dann ist die Geschwindigkeit des Signals relativ zum Beobachter v2-v1. Beachten Sie, dass das "Signal" jeder Informationsträger sein kann, nicht unbedingt Licht und nicht einmal eine Welle.
Der Sagnac-Effekt ist der Spezialfall, bei dem das Signal Licht oder eine andere elektromagnetische Welle ist.
Stimmen Sie der oben genannten Regel zu? Wenn nicht, begründen Sie bitte warum. Dein,
Ramzi
WillO
Garyp