Heute haben wir im Physikunterricht etwas über die Relativitätstheorie und ihre Beziehung zur Zeitdilatation gelernt. Uns wurde das Beispiel von zwei Photonenuhren gegeben – eine relativ zur Erde stationär und die andere auf einer Rakete, die relativ zur Erde mit sehr hoher Geschwindigkeit fliegt. Das sich bewegende Photon hat eine größere Entfernung zurückzulegen als das stationäre, und da die Lichtgeschwindigkeit für alle Beobachter konstant ist (ich verstehe nicht warum, aber nach meinem Verständnis weiß niemand genau warum), muss sich die Zeit verlangsamen für die Raketenuhr, damit diese Situation funktioniert. Das macht für mich Sinn, und ich verstehe jetzt die Vorstellung, dass höhere Geschwindigkeiten die Zeit verlangsamen können. Wenn wir jedoch das Szenario umdrehen und unseren stationären Bezugsrahmen zur Rakete machen, bewegt sich die Photonenuhr auf der Erde mit einer negativen Geschwindigkeit relativ zur Rakete, und das Photon auf der Erde muss eine größere Entfernung zurücklegen, was bedeutet, dass die Zeit für die Photonenuhr auf der Erde relativ zur Rakete um den gleichen Betrag verlangsamt werden muss wie die Uhr auf der Rakete relativ zur Erde. Dies widerspricht meinem Verständnis, da es mir scheint, dass die Zeit für beide gleich viel langsamer wird, aber ich weiß, dass nur die Uhr auf der Rakete aus einer absoluten Perspektive langsamer wird. Wie ist das möglich?
Das tut es nicht, und Sie irren sich halb.
Das heißt: ja, wenn sich Alice schnell bewegt Im Vergleich zu Bob denkt sie, dass Bobs Uhr langsam tickt. Ja, Bob denkt auch, dass Alices Uhr langsam tickt. (Das ist nicht dasselbe wie das, was sie sehen , weil man auch den Doppler-Effekt berücksichtigen musste; wenn sie sich also aufeinander zu bewegen, sehen sie beide , dass die Uhr des anderen schnell tickt, wenn auch nicht so schnell, wie sie „gehen sollte. “)
Wo Sie sich irren, ist zu denken, dass einer von ihnen objektiv Recht hat. Keiner ist es.
Wenn Sie herausfinden, warum Sie denken, dass einer von ihnen Recht haben muss, werden Sie wahrscheinlich auf eine Frage über ihre gegenseitige Interaktion stoßen. Nehmen wir also an, Sie sind Alice, Sie könnten frustriert genug sein, um zu sagen: „Ich hasse das alles! Ich rufe Bob einfach an und einer von uns wird langsamer sprechen als der andere!“
OK. Sie benutzen also ein Handy. Diese senden Mikrowellen aus, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Also sagst du zuerst etwas zu Bob und es dauert eine Weile, bis du bei ihm ankommst. Dann, weil er auf Sie zukommt, gibt es diesen Doppler-Effekt: Er spricht sehr schnell, aber nicht so schnell, wie Sie es erwartet hätten. Aber er sieht dasselbe: Die Zeitlücke löste das Paradoxon auf.
Sie wollen ein unendlich schnelles Kommunikationsmedium? Ok, dann wird die Natur gezwungen, sich entweder für eine Seite zu entscheiden oder Informationen in der Zeit rückwärts reisen zu lassen. Aber seltsamerweise haben wir noch keinen gefunden. Die Natur löst diese Paradoxien, indem sie uns nicht die Werkzeuge gibt, um sie zu realisieren.
Es ist auch erwähnenswert, dass dieser Zeitdilatationseffekt in der Geschwindigkeit zweiter Ordnung ist, was bedeutet, dass Sie ihn aus dem Rest der Relativitätstheorie ableiten können. Der einzige Effekt erster Ordnung ist, dass, wenn Sie in eine Richtung beschleunigen, Sie um eine Strecke voraus sind tickt um einen Faktor schneller und Uhren hinter Ihnen ticken um den gleichen Faktor langsamer. Dies verursacht einen Offset, den wir „die Relativität der Gleichzeitigkeit“ nennen. Aber Längenkontraktion und Zeitdilatation sind nur eine Ansammlung dieser bewegenden Meinungsverschiedenheiten darüber, was die Zeit „jetzt“ an weit entfernten Punkten ist. So wird es beispielsweise beim Zwillingsparadoxon sehr wichtig, dass ein Zwilling auf den anderen Zwilling zubeschleunigt, da sie während dieser Zeit die Uhr ihres Zwillings extrem schnell ticken sehen, wodurch das Paradoxon gelöst wird, welcher Zwilling wirklich älter ist. Aber warum das Universum so angeordnet ist, dass Beschleunigungen auf diese Weise funktionieren, ist schwer zu verstehen und kann letztendlich von einer sehr seltsamen Erklärung wie „vielleicht allesbewegt sich von Natur aus mit Lichtgeschwindigkeit, und wir sehen nur, dass sich die Dinge scheinbar langsamer bewegen, weil die Dinge sehr stark voneinander abprallen.
ACuriousMind