Warum gilt das Relativitätsprinzip zwischen zwei inertialen Beobachtern, wenn einer von ihnen beschleunigen musste?

Ich habe die Spezielle Relativitätstheorie studiert und benötige eine Klärung des Prinzips der Speziellen Relativitätstheorie. Ich verstehe, dass, wenn es zwei Trägheitsbeobachter mit einer konstanten Relativgeschwindigkeit zwischen ihnen gibt, die Gesetze der Physik in beiden Bezugsrahmen gleich sind, und daher kann man nicht sagen, dass eine Person ruht und die andere sich bewegt und umgekehrt. Obwohl ich verstehe, dass dieses Prinzip nur gilt, wenn sich beide Beobachter in Trägheitsreferenzrahmen befinden, ist es auch wahr, dass einer dieser Beobachter beschleunigen musste, um eine konstante Relativgeschwindigkeit zu erreichen (während dieser Zeit ist ein Rahmen nicht inertial und SR gilt nicht). Gibt es ein tieferes Prinzip, wenn man diese beiden Tatsachen miteinander verbindet? Mit anderen Worten - bedeutet dies, dass nach der Beschleunigung

Um den Trägheitsrahmen zu überprüfen, muss man ein Gerät namens Beschleunigungsmesser haben. Dies ist ein Gerät, das die richtige Beschleunigung anzeigt a eines Körpers. Wenn a = 0 dann ist nur der Rahmen träge. Ich verstehe nicht, warum Sie gesagt haben, dass diese eine Person beschleunigen muss ...?
Warum denkst du, dass "einer dieser Beobachter beschleunigen musste, um eine konstante Relativgeschwindigkeit zu erreichen"? Es ist durchaus möglich, dass sie eine konstante Relativgeschwindigkeit haben, ohne jemals gegeneinander zu beschleunigen. und wenn Sie sagen, dass "Informationen darüber, welcher Beobachter beschleunigt wurde, verloren gegangen sind?" Sie gehen von einem absoluten Rahmen aus, der eine klare Verletzung von SR darstellt. Wenn Sie diese berücksichtigen, denke ich, dass Sie fertig sind.
Wenn Sie "konstante Relativgeschwindigkeit" angeben, bedeutet dies bereits, dass Ihre eigentliche Beschleunigung Null ist.

Antworten (3)

Das Prinzip bedeutet, dass es egal ist, welcher Beobachter zuvor beschleunigt hat, oder ob sie beide beschleunigt haben – sobald sie sich in einer relativen Trägheitsbewegung befinden, kann jeder als ruhend angesehen werden.

Ganz allgemein sollten Sie sich nicht vorstellen, dass die Regeln von SR Beobachter und Uhren erfordern. Stattdessen sollten Sie es als eine allgemeinere und abstraktere Idee betrachten, was bedeutet, dass Sie einen beliebigen Trägheitsreferenzrahmen auswählen können, und die Gesetze der Physik werden die gleiche Form annehmen. Sie sollten daraus erkennen können, dass Referenzrahmen, da sie völlig abstrakte Konstrukte sind, angenommen werden können, dass sie sich mit beliebigen Geschwindigkeiten relativ zueinander bewegen, ohne dass eine Beschleunigung stattgefunden haben muss.

Ihre Frage impliziert ein absolutes Ruhesystem, in dem die beiden Beobachter beginnen, und dann geht einer zu seinem neuen Trägheitssystem. Diese ganze Idee verstößt gegen das Ethos der Relativität, und wenn Sie entweder explizit oder implizit von einem absoluten Reframe ausgehen, werden Sie Dinge finden, die zu sagen scheinen: „Es gibt ein absolutes Ruheframe“.

Die Idee, dass SR bei linearer Beschleunigung explodiert, ist ebenfalls verfrüht. Es ist sicherlich unter Berücksichtigung der Gravitation gescheitert und beginnt zu brechen, wenn sich Objekte in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit drehen ... da eine Krümmung in der Metrik vorhanden ist. Aber die lineare Beschleunigung (Rindler-Koordinaten) ist keine allzu große Abweichung.

Wenn ein Trägheitsrahmen relativ zu einem anderen Rahmen beschleunigt wird, müssen Sie den Lorentz-Faktor im Auge behalten γ ( T ) , da sie nicht konstant ist. Wenn Sie Uhren vergleichen, müssen Sie auch die sich ständig ändernde Hyperebene der Gleichzeitigkeit im Auge behalten, da sich die Taktvorspannung zurück am stationären Rahmen im beschleunigten Rahmen ständig ändert, pro:

T S T A T ich Ö N A R j = γ ( T ' ) ( T ' + v ( T ' ) X ( T ' ) C 2 )

Wenn also zwei Frames zusammenfallen und dann auf eine neue Geschwindigkeit beschleunigt werden, ist alles, was wirklich zählt, die gesamte Eigenzeit des beschleunigten Pfads:

Δ τ ' = ∫ P D τ ' = ∫ D S ' C

Δ τ ' = ∫ P 1 C η μ v D X ' μ D X ' v

Δ τ ' = ∫ 1 − v ( T ' ) 2 C 2 = ∫ D T γ ( T ' )

Natürlich sind sich beide Beobachter in diesem Integral einig. Beachten Sie, dass Beschleunigung nirgendwo in der Berechnung erscheint.

Tut mir leid für mein schlechtes Englisch. Meine Muttersprache ist Französisch.

Interessanterweise ist das Thema in neueren Arbeiten immer noch Gegenstand der Diskussion. Ich versuche schnell, die Sichtweise von J Rafaleski im Buch „Relativity Matters“ (Springer, 2017) zusammenzufassen.

  • Das Relativitätsprinzip gilt nicht für beschleunigte Frames. Wenn ein Zug länger ist als ein Tunnel im Bergbezugssystem, erfährt tatsächlich der Zug die Lorentz-Kontraktion.

  • Dies kann anhand eines Fotos bestätigt werden, das in dem mit dem Berg verknüpften Rahmen aufgenommen wurde. Der Zug ist kürzer. Es ist tatsächlich der Zug, der die Beschleunigung erfahren hat, der kontrahiert wird.

  • Kann sich ein Beobachter des Zuges an die Geschichte dieser Kontraktion erinnern? Die Antwort ist ja, mit dem Gerät, das auf den Ideen von J Bell basiert. Die momentane Länge des Zuges kann vom Zug aus gemessen werden. Das gleiche "Bell's Device"-Gerät würde keine Kontraktion des Berges zeigen.

Sie können sich das Raumschiff-Paradoxon von Bell ansehen

Zum Schluss zitiere ich den Text (S. 36):

Simplicius: Aber wenn es im Universum nur den Zug und den Tunnel gibt, wie kann man dann sagen, wer der Beschleunigung ausgesetzt ist?

Professor: Sowohl Einstein als auch Poincaré schätzten Machs Ideen darüber, „wer beschleunigt wird“, und ich glaube, dass einer der Gründe, warum Einstein den relativistisch invarianten Äther wieder einführte, darin bestand, erkennen zu können, wer beschleunigt wird, wer einer Kraft ausgesetzt ist.

Warum gilt das Relativitätsprinzip zwischen zwei inertialen Beobachtern, wenn einer von ihnen beschleunigen musste?
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