Was bedeutet es eigentlich zu sagen, dass die Zeit „beschleunigt“ oder „verlangsamt“ wird?

Ich habe in letzter Zeit über relativistische Zeitdilatation nachgedacht und die Zeit, die auf anderen Planeten anders vergeht (was sich schließlich als durch dasselbe Prinzip verursacht herausstellte).

Nun kam ich ganz natürlich (so scheint es mir zumindest =) zu der Frage, die im Titel der Frage steht. Hier ist, was ich meine: Zeit wird in verschiedenen Einheiten gemessen , die alle von einer Sekunde stammen (was eine SI- Basiseinheit ist). Laut Wikipedia , wie man es (wahrscheinlich) erwarten würde ( kursiv ist von mir):

... die historische Definition der Einheit (Sekunde) basierte auf dieser Einteilung des Rotationszyklus der Erde ...

Es ist ziemlich logisch, da anfangs die meisten Dinge, für die wir die Zeit gemessen haben, direkt mit der Erde und ihrer Rotation zusammenhängen (dh Schiffe, die zur genauen Zeit abfahren usw.).
Nach obigem Zitat:

... die formale Definition im Internationalen Einheitensystem (SI) ist ein viel stabilerer Zeitmesser: 1 Sekunde ist definiert als genau "die Dauer von 9.192.631.770 Strahlungsperioden, die dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinniveaus des Grundzustands entsprechen des Cäsium-133-Atoms" (bei einer Temperatur von 0 K). Da die Erdrotation schwankt und sich auch ganz leicht verlangsamt, wird der Uhrzeit regelmäßig eine Schaltsekunde hinzugefügt, um die Uhren mit der Erdrotation synchron zu halten.

Damit komme ich jetzt zu meinen Fragen:

  1. Was bedeutet es eigentlich zu sagen, dass die Zeit auf Planet A doppelt so schnell ist wie auf Planet B? Bedeutet das, dass auf Planet B 9.192.631.770 „ Strahlungsperioden, die dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinniveaus des Grundzustands des Cäsium-133-Atoms (bei einer Temperatur von 0 K) entsprechen“, auftreten werden – auf Planet A 18.385.263.540 solcher Strahlungen auftreten?
  2. Sind die Strahlungen in Cäsium-133 konsistent relativ zu den Eigenschaften aller anderen Elemente? Grundsätzlich frage ich hier: Wenn wir die besagte Strahlung von Cäsium-133 im gesamten Universum ändern würden, dann würde sich die physikalische Welt, wie wir sie kennen, vollständig ändern (wenn nicht aufhören zu existieren), ist das richtig?
  3. Jede stabile (unter gegebenen Bedingungen) Eigenschaft eines beliebigen Elements hätte als Grundlage für die zweite ausgewählt werden können, und Cäsium-133 wurde ziemlich willkürlich ausgewählt, habe ich Recht, wenn ich das sage?
Mögliches Duplikat von Was ist Zeitdilatation wirklich?

Antworten (2)

Was bedeutet es eigentlich zu sagen, dass die Zeit auf Planet A doppelt so schnell ist wie auf Planet B?

Es ist eine Aussage über Beobachter, denn der Beobachter in B-Zeit ist auf Planet A doppelt so schnell. Planet A weiß es nicht, dh die Definition einer Sekunde ist die Standarddefinition auf beiden Planeten.

Sind die Strahlungen in Cäsium-133 konsistent relativ zu den Eigenschaften aller anderen Elemente?

Im Rahmen aller Beteiligten ändert sich nichts. Es sind Beobachtungen auf den anderen Bildern, die eine andere Zeit zeigen.

Jede stabile (unter gegebenen Bedingungen) Eigenschaft eines beliebigen Elements hätte als Grundlage für die zweite,

Ja, jeder stabile Strahlungsübergang eindeutig identifizierbar.

Sie könnten eine bessere Intuition bekommen, wenn Sie sich über das GPS-System informieren, das auch die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie benötigt, um korrekte Entfernungen auf der Erde einzuhalten.

Bedeutet dies, dass auf Planet B 9.192.631.770 "Perioden der Strahlung entsprechend dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinniveaus des Grundzustands des Cäsium-133-Atoms (bei einer Temperatur von 0 K)" auftreten werden - auf Planet A 18.385.263.540 solche Strahlungen auftreten?

Das entscheidende Wort ist „während“. Es ist absolut notwendig, ihm eine beobachtende Bedeutung zu geben. Dazu bedarf es noch vieler Worte.

Wir müssen davon ausgehen, dass auf beiden Planeten fortgeschrittene Physiklabors gebaut wurden und dass frühere Mitteilungen ergeben haben, dass auf ihnen dieselbe Physik gilt. Sie werden zB chemische Elemente identifiziert haben, darunter Cäsium. Sie werden Atomuhren nach ziemlich ähnlichen Protokollen gebaut haben. (Genauso wie hier auf der Erde, in mehreren Labors auf der ganzen Welt – und hier haben wir ein ziemlich ähnliches Problem: Wie können wir wissen, dass all diese Uhren mit der gleichen Geschwindigkeit laufen? Eigentlich tun sie das nicht.)

Dann wird eine Cross-Checking-Kampagne gestartet. Von Labor A an werden em-Signale in Intervallen von 1 Sekunde der Uhren von A an B gesendet. Auf B werden Ankunftszeiten (entsprechend den Uhren von B) aufgezeichnet. Zum besten Vergleich wird auch der umgekehrte Vorgang von B nach A angesteuert.

Eine Datenanalyse, die gemeinsam für alle Daten durchgeführt wird, kann zeigen, dass in Richtung A → B ein Faktor k A B beobachtet wird, dh Signale, die im 1 s-Takt von A gesendet werden, werden in B um empfangen k A B S. In umgekehrter Richtung ein Faktor k B A wird gemessen.

Dies zeigt unmissverständlich einen Unterschied zwischen beiden Planeten. Sollen wir sagen, dass „die Zeit schneller läuft (oder langsamer, je nachdem k A B > k B A oder umgekehrt) auf A als auf B"? Das würde ich aus persönlichen Gründen nicht tun. Aber was wirklich zählt, ist das Beobachtungsergebnis.

Eine Frage für dich. Warum werden beide Signale benötigt? Würde nicht A → B waren ausreichend?

Sind die Strahlungen in Cäsium-133 konsistent relativ zu den Eigenschaften aller anderen Elemente?

Ich habe bereits mit Ja geantwortet. Ich sagte, die Physik ist auf beiden Planeten gleich.

Im Grunde frage ich hier: [...]

Hier habe ich keine Antwort, hauptsächlich weil ich die Frage nicht verstehe.

Caesium-133 wurde aufgegriffen, ziemlich willkürlich, habe ich recht mit dieser Aussage?

Nicht ganz. Ich bin kein Experte für Messtechnik, aber ich glaube, dass die Wahl aufgrund einiger günstiger Eigenschaften verschiedener Art getroffen wurde. Vor allem würde ich sagen, auf eine bessere Qualität von Atomuhren, die mit diesem Element gebaut wurden.

Was ich damit meinte, was ich hier eigentlich frage, ist Folgendes: [...] ist Folgendes: Wenn wir hypothetisch die Geschwindigkeit der Cäsium-133-Strahlung optimieren könnten, sagen wir, sie doppelt so schnell "einstellen" würden, wie sie jetzt ist es beeinflusst das "Wohlbefinden" des Universums (dh seine physikalischen Gesetze) oder wird sich jede Eigenschaft ändern (relativ zur neuen Geschwindigkeit der Cäsium-133-Strahlung) und keine physikalischen Gesetze werden beeinflusst? Hoffe das macht Sinn.
Die beste Idee, die ich zu " Warum beide Signale benötigt werden? Wäre A → B nicht ausreichend gewesen? ": Ich denke, es geht um die doppelte Überprüfung (z. B. wenn das Signal jede Sekunde von A nach B gesendet wird, B zweimal erreicht eine Sekunde, würden wir erwarten, dass das von B nach A gesendete Signal alle zwei Sekunden A erreicht; andernfalls – etwas stimmt mit unseren Messungen nicht und wir sollten alles erneut überprüfen).
@FilipW. Was Ihre Hypothese betrifft, eine Cäsiumuhr doppelt so schnell einzustellen, kann ich immer noch nicht verstehen. Wenn Sie dies tun könnten, warum in aller Welt würde ein solches Manöver andere Dinge beeinflussen? Sind Sie bereit, physikalische Gesetze zu beeinflussen? Aber ich fürchte, es gibt eine versteckte Idee, die Sie nicht klar ausdrücken können.
@FilippW.Redshift. Ich glaube, Sie sehen nicht, was ich denke, weil Sie etwas für selbstverständlich halten (ohne Grund). Sie haben von zwei Planeten gesprochen. Jetzt ist es sehr unwahrscheinlich, dass sie relativ zueinander stationär sind. Man musste sich also auf einen Doppler-Effekt einstellen. Aber wenn es vorhanden wäre, wäre es symmetrisch. Stattdessen kann eine gravitative Rotverschiebung asymmetrisch sein. Ein Quervergleich würde dies aufdecken.
Erstmal: vielen Dank für eure Antworten auf meine Kommentare (zumindest halte ich sie nicht für selbstverständlich =). Zu meiner Hypothese der " Beschleunigung " des Cäsiums: Ich versuche noch einmal, das auszudrücken, was ich meine (obwohl ich es bisher nicht klar konnte). Hier ist ein weiteres Beispiel, das veranschaulichen könnte, was ich meine (ich bin darüber in Richard Dawkins – The God Delusion Buch gestolpert, das wiederum das Buch Just Six Numbers von Martin Rees zitiert): [das Zitat selbst ist unten in zwei Kommentare aufgeteilt]
" Martin Rees listet in Just Six Numbers sechs fundamentale Konstanten auf, von denen angenommen wird, dass sie im gesamten Universum gelten. Jede dieser sechs Zahlen ist in dem Sinne fein abgestimmt, dass das Universum, wenn sie geringfügig anders wäre, umfassend anders wäre und vermutlich lebensunfreundlich. ...
" ... Ein Beispiel für die sechs Zahlen von Rees ist die Größe der sogenannten 'starken' Kraft, der Kraft, die die Bestandteile eines Atomkerns verbindet: die Kernkraft, die überwunden werden muss, wenn man das Atom 'spaltet'. Sie wird als E gemessen, der Anteil der Masse eines Wasserstoffkerns, der in Energie umgewandelt wird, wenn Wasserstoff zu Helium verschmilzt. Der Wert dieser Zahl in unserem Universum beträgt 0,00"7, und es sieht so aus, als ob er sehr sein müsste nahe an diesem Wert liegen, damit jegliche Chemie (die eine Voraussetzung für Leben ist) existieren kann. "
Angesichts des obigen Beispiels interessiert es mich zu wissen, ob die Strahlungsgeschwindigkeit von Cäsium-133 eine so grundlegende Konstante wie eine „starke“ Kraft ist , dass die Folgen kritisch wären, wenn sie geändert würde? Macht dieses Beispiel meine Frage (zumindest ein bisschen :-) klarer?
@FilipW. Ich werde langsam etwas Licht sehen ;-) Die Caesium-133-Hyperfeinaufspaltung (und die davon abhängige Übergangsfrequenz) ist auf das magnetische Kernmoment zurückzuführen. Es ist also sicherlich empfindlich gegenüber Kernkraft und dann gegenüber starker Wechselwirkung. Ihr Zitat von Dawkins, das Rees zitiert, führt in eine wohlbekannte Richtung. Möglicherweise finden Sie weitere Informationen, wenn Sie nach "anthropischem Prinzip" suchen. Mehr möchte ich nicht sagen, da wir OT gehen würden. Nur eine telegraphische Notiz: Ich war immer ziemlich skeptisch gegenüber diesem Prinzip, selbst in seiner gemäßigtsten Form. Für mich ist es Chatter-Physik.
Was bedeutet es eigentlich zu sagen, dass die Zeit „beschleunigt“ oder „verlangsamt“ wird?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v