Warum schreiben sich zwei bewegte Inertialbezugssysteme die gleiche Geschwindigkeit zu?

Question

Warum schreiben sich zwei bewegte Inertialbezugssysteme die gleiche Geschwindigkeit zu?

Mohammed Javanshiry

Sowohl in der Relativitätstheorie als auch in der Newtonschen Mechanik ist es ein selbstverständliches Axiom, wonach zwei relativ zueinander bewegte Inertialbeobachter die gleiche Geschwindigkeit von beispielsweise $v$ . Ich will wissen, warum das so ist. Man kann sagen, dass unsere tägliche Erfahrung dieses Postulat leicht bestätigt, aber für mich ist es nicht überzeugend.

Angenommen, zwei Objekte $A$ & $B$ sind zueinander in Ruhe. Dann, $B$ beschließt, sich zu nähern $A$ mit konstanter Geschwindigkeit nach einer willkürlichen Beschleunigung. Wenn $A$ misst die Geschwindigkeit von $B$ als $v_{BA}$ , das kann ich ohne Weiteres behaupten $B$ misst die Geschwindigkeit von $v_{AB}$ für $A$ so dass für nichtrelativistische Geschwindigkeiten immer gilt:

v_{B A} \approx v_{A B} = v

$v_{BA} \approx v_{AB}=v$
Aber welche Experimente haben die obige Gleichung bisher bestätigt, wenn die Geschwindigkeiten relativistisch sind?

Gehen Sie für eine bessere Kompatibilität mit dem Experiment davon aus $B$ , der bereits eine Beschleunigung erfahren hat, kann die gemessene Lichtgeschwindigkeit niemals überschreiten $A$ . ( $v_{BA}<c$ ) Nun, nehmen Sie das an $v_{AB}$ entspricht der herausfordernden Gleichung unten:

v_{A B} = γ_{v_{B A}} v_{B A}

$v_{AB}=\gamma_{v_{BA}}v_{BA}$ Wo

γ_{v_{B A}}

$\gamma_{v_{BA}}$ ist der traditionelle Lorentzfaktor. Es ist klar, dass wenn

c / \sqrt{2} < v_{B A} < c

$c/{\sqrt{2}}<v_{BA}<c$ ,

v_{A B}

$v_{AB}$ überschreitet die Lichtgeschwindigkeit, so dass z

v_{B A} \approx c

$v_{BA}\approx c$ ,

v_{A B}

$v_{AB}$ strebt gegen unendlich. Wenn wir obige ungerade Gleichung widerlegen wollen, müssen wir den Standpunkt des Beobachters untersuchen

B

$B$ denn wenn seine Geschwindigkeit ein beträchtlicher Teil der Lichtgeschwindigkeit ist, gemessen durch

A

$A$ . Nach unserer derzeitigen Technologie scheint es unmöglich, einen Menschen mit einem signifikanten Teil der Lichtgeschwindigkeit in Bewegung zu versetzen und zu wollen, dass er uns seine Messungen bezüglich der relativen Geschwindigkeit der umgebenden Objekte, insbesondere des anderen Beobachters, mitteilt (

A

$A$ )!

Obwohl diese Schlussfolgerung die Symmetrie der speziellen Relativitätstheorie stört, bin ich neugierig zu wissen, ob es einige Experimente gegen diese Idee gibt.

Harter Joshi

Ich kenne mich mit der speziellen Relativitätstheorie nicht aus. Ist es aber nicht so, dass zwei sich relativ zueinander bewegende Inertialbeobachter dieselbe Beschleunigung und nicht dieselbe Geschwindigkeit messen ?

Mohammed Javanshiry

Ich fürchte nicht!

Harter Joshi

Nehmen wir an, ich bewege mich mit

1 m / s

$1m/s$ und du bewegst dich

2 m / s

$2m/s$ in die gleiche Richtung. Wenn wir ein stationäres Objekt beobachten, werden Sie messen

- 2 m / s

$-2m/s$ und ich werde messen

- 1 m / s

$-1m/s$ für dasselbe Objekt.

Mohammed Javanshiry

Ich glaube du hast die Frage falsch verstanden. In meinem Beispiel gibt es kein drittes Objekt. Angenommen, ich bewege mich um

1 m / s

$1m/s$ Ihnen gegenüber. (In der Tat schreiben Sie mir diese Geschwindigkeit zu.) Welche Geschwindigkeit messe ich für Sie, die sich mir nähern? Das ist die Frage.

Harter Joshi

Okay. Entschuldigung für mein Missverständnis.

Antworten (2)

Warum schreiben sich zwei bewegte Inertialbezugssysteme die gleiche Geschwindigkeit zu?

Ich kenne mich mit der speziellen Relativitätstheorie nicht aus. Ist es aber nicht so, dass zwei sich relativ zueinander bewegende Inertialbeobachter dieselbe Beschleunigung und nicht dieselbe Geschwindigkeit messen ?
Nehmen wir an, ich bewege mich mit $1m/s$ und du bewegst dich $2m/s$ in die gleiche Richtung. Wenn wir ein stationäres Objekt beobachten, werden Sie messen $-2m/s$ und ich werde messen $-1m/s$ für dasselbe Objekt.
Ich glaube du hast die Frage falsch verstanden. In meinem Beispiel gibt es kein drittes Objekt. Angenommen, ich bewege mich um $1m/s$ Ihnen gegenüber. (In der Tat schreiben Sie mir diese Geschwindigkeit zu.) Welche Geschwindigkeit messe ich für Sie, die sich mir nähern? Das ist die Frage.

Marco Ocram · Answer 1

Marco Ocram

Es besteht keine Notwendigkeit, neue Experimente zu entwickeln, um Ihre Formel zu widerlegen – die Formel ist eindeutig bereits mit den bestehenden experimentellen Beweisen für die spezielle Relativitätstheorie unvereinbar.

In jedem Fall ist Ihr Verständnis der experimentellen Anforderungen falsch. Man muss einen Menschen nicht auf eine Geschwindigkeit nahe c beschleunigen, um relativistische Effekte zu testen – man braucht nur ausreichend genaue Uhren und Messgeräte. Moderne Atomuhren sind in der Lage, die Zeitdilatation bei alltäglichen Geschwindigkeiten zu messen.

Mohammed Javanshiry

Moderne Konfigurationen können nur aus der Sicht des Laborbeobachters darstellen, wie sich die Zeit ändert, beispielsweise für eine Atomuhr. Es ist nicht klar, wie sich die Laborzeit aus der Sicht einer Atomuhr ändert, die einen beträchtlichen Teil der Lichtgeschwindigkeit erreicht hat und eine Beschleunigung erfährt. Ich verstehe immer noch nicht, wie genaue Uhren und Messgeräte oder ein bestimmtes Experiment beweisen, dass die Beobachtung einer sich schnell bewegenden Lichtuhr darauf hindeutet, dass sich die Laboruhren ebenso ausdehnen wie die sich bewegende Lichtuhr, wenn sie im Laborrahmen betrachtet wird .

Marco Ocram

Du denkst nicht richtig darüber nach. Wenn die Geschwindigkeit nicht reziprok wäre, müssten entweder Zeit oder Entfernung nicht reziprok sein, was mit experimentellen Tatsachen nicht übereinstimmt.

Marco Ocram

Außerdem sind Sie fälschlicherweise darauf fixiert, „einen beträchtlichen Teil der Lichtgeschwindigkeit“ zu erreichen. Es ist nicht erforderlich, einen beträchtlichen Anteil zu erreichen, um das Verhältnis zwischen zwei Größen zu bestimmen.

Mohammed Javanshiry

Wodurch die Beziehung bestimmen? Experimentell oder theoretisch? Ja, ich stimme Ihnen zu, wenn es die Theorie (SRT) ist, die diese Beziehung auf ihre bestimmte Weise bestimmt. Wenn es sich jedoch um Experimente handelt, kann diese Beziehung von der durch SRT ermittelten abweichen. Bestätigt wirklich irgendein Experiment die Zeitdilatation aus beiden Blickwinkeln des Labors und der sich bewegenden Rahmen gleichzeitig?

Tal · Answer 2

Dies ist nicht nur intuitiv und wird auch vom Relativitätsprinzip gefordert, sondern lässt sich auch ziemlich einfach direkt aus der Lorentz-Transformation ableiten. Zur Vereinfachung der Notation werde ich die y- und z-Richtung unterdrücken und eine Lorentz-Transformation in Matrixform unter Verwendung von Einheiten mit c = 1 durchführen. Wenn sich Frame B also mit der Geschwindigkeit v in Bezug auf Frame A bewegt, dann ist dies die Transformation von A nach B

Λ (v) = (\begin{array}{rr} γ & - γ v \\ - γ v & γ \end{array})

$\Lambda(v)= \left(\begin{array}{rr} {\gamma} & -{\gamma} v \\ -{\gamma} v & {\gamma} \end{array}\right)$ Wo

γ = (1 - v^{2})^{- 1 / 2}

$\gamma=(1-v^2)^{-1/2}$ . Jetzt ist die Transformation von B nach A

Λ (u)

$\Lambda(u)$ so dass

Λ (u) Λ (v) = (\begin{array}{rr} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array})

$\Lambda(u)\Lambda(v)= \left(\begin{array}{rr} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array}\right)$ Die Lösung dafür ist

Λ (u) = Λ (v)^{- 1} = Λ (- v)

$\Lambda(u)=\Lambda(v)^{-1}=\Lambda(-v)$ . Also ist die Geschwindigkeit von A in Bezug auf B gleich und entgegengesetzt der Geschwindigkeit von B in Bezug auf A.

Vergiss um Himmels Willen diese Lorentz-Transformation für ein paar Tage! Ich möchte nur wissen, ob eine asymmetrische Relativitätstheorie empirisch haltbar ist .
Das ist eine ziemlich übertriebene Reaktion. Die Lorentz-Transformation ist empirisch verifiziert, daher müssen alle empirisch haltbaren Theorien der Lorentz-Transformation empirisch äquivalent sein
Auch wenn die Lorentz-Transformation experimentell korrekt ist, bedeutet dies nicht, dass andere mögliche Transformationen nicht empirisch verifiziert werden oder werden können.
Außerdem gibt es noch einige Unklarheiten, zB bei der Längenkontraktion in SR. Ich denke, es gibt kein durchgeführtes Experiment, das die Längenkontraktion direkt bestätigt / nachgewiesen hat.
"Dies bedeutet nicht, dass andere mögliche Transformationen nicht empirisch verifiziert werden oder werden können." Dies bedeutet, dass solche Transformationen empirisch äquivalent zur Lorentz-Transformation sein müssen. Das heißt, sie könnten v neu definieren, aber wenn Sie Geschwindigkeiten zB mit Doppler-Radar messen, erhalten Sie u=-v. Denken Sie auch daran, dass diese Seite für die Mainstream-Physik ist
Alle Experimente verifizieren in ihrer besten Form die Lorentz-Transformation aus der Sicht eines einzigen Beobachters . (Das heißt, der Beobachter im Laborrahmen.) Der Standpunkt des (beschleunigten) Beobachters, der sich mit einem beträchtlichen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit bewegt, wird aufgrund der technologischen Einschränkungen eher mathematisch (Lorentz-Transformation) als experimentell bestätigt. Das heißt, unsere Experimente haben die Lorentz-Transformation noch nicht wirklich in allen Aspekten verifiziert.
Nichts davon ist richtig. Eine solche Einschränkung gibt es definitiv nicht. Ein Experiment kann von jedem Referenzrahmen aus analysiert werden, nicht nur vom Laborrahmen. Beispielsweise verwendet GPS einen Referenzrahmen, in dem keine der Komponenten des Systems ruht. Dies ist eindeutig Zeitverschwendung, und Sie haben nicht die Absicht, eine absolut gültige Antwort zu unterstützen oder zu akzeptieren.
Okay. Es scheint, dass GPS SR als die ultimative Theorie der Physik mit unbestreitbaren Postulaten bestätigt hat! In der Tat haben Sie das Gefühl, dass es keinen Platz für rationale Andersdenkende gibt.

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Mohammed Javanshiry

Harter Joshi

Mohammed Javanshiry

Harter Joshi

Mohammed Javanshiry

Harter Joshi

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Marco Ocram

Mohammed Javanshiry

Marco Ocram

Marco Ocram

Mohammed Javanshiry

Tal

Mohammed Javanshiry

Tal

Mohammed Javanshiry

Mohammed Javanshiry

Tal

Mohammed Javanshiry

Tal

Mohammed Javanshiry

Ist die maximal mögliche messbare Geschwindigkeit = 2c

Was bedeutet 99,9 % Lichtgeschwindigkeit, wenn es keine absolute Geschwindigkeit gibt?

Zählt dies als sich schneller als Licht bewegend?

Bewegt sich Licht schneller, wenn es in Richtung der Erdrotation geschossen wird, als dagegen?

Was ist das Problem mit Licht, das sich mit einer höheren Geschwindigkeit als ccc bewegt?

Postulate der Speziellen Relativitätstheorie

Wie genau wird die konstante gemessene Lichtgeschwindigkeit aus der Maxwell-Gleichung abgeleitet?

Auswahl eines Bezugssystems, in dem die Erde ruht und sich nicht dreht

Theoretischer Nachweis der Lichtgeschwindigkeitskonstante ccc im Vakuum in allen Bezugssystemen

Wenn sich die Ruhemasse nicht mit vvv ändert, warum ist dann unendlich viel Energie erforderlich, um ein Objekt auf Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen?