Wenn ccc für jeden Beobachter konstant ist, wie kann es sein, dass die Geschwindigkeit eines Elektrons, das sich bei 0,9c0,9c0,9c bewegt, nicht für jeden Beobachter konstant ist?

Wie kann die Lichtgeschwindigkeit c für einen Beobachter, der sich mit 0,9 c in die gleiche Richtung bewegt, und für einen anderen Beobachter, der sich nicht bewegt, gleich sein?

Wenn es einen Beobachter gibt, der einem Photon mit einer Geschwindigkeit von 0,9c folgt (sich in die gleiche Richtung bewegt), wie kann dieser Beobachter dann sehen, dass sich das Photon immer noch mit derselben Geschwindigkeit c bewegt? Und wenn sich jemand mit einer Geschwindigkeit von 0,9 c in die entgegengesetzte Richtung bewegt, wie kann dieser Beobachter dann sehen, dass sich dasselbe Photon (das sich in die entgegengesetzte Richtung bewegt) mit derselben konstanten Geschwindigkeit c bewegt?

Erweiterung: Ich verstehe, dass die Zeitdilatation von SR für jeden Beobachter c als konstante Geschwindigkeit darstellt. Aber meine Frage ist: Sagen wir, es bewegt sich etwas mit etwas langsamerer Geschwindigkeit, sagen wir, ein Elektron bewegt sich mit 0,9c. Gilt dies auch für das Elektron, sodass jeder Beobachter, der sich mit jeder Geschwindigkeit und in jede Richtung bewegt, das Elektron mit konstant 0,9 c bewegen sehen würde?

Wenn nicht (und das ist, was ich vermute), dann verstehe ich es nicht. Warum gilt dies nur für EM-Wellen, die sich mit der Geschwindigkeit c ausbreiten? Etwas, das sich auch nur ein bisschen langsamer als c bewegt, wird für keinen Beobachter, der sich in irgendeine Richtung bewegt, so aussehen, als würde es sich mit der gleichen schnellen konstanten Geschwindigkeit bewegen? Warum nicht?

Die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Bezugssystemen eine Konstante, das ist einfach ein Naturgesetz, aber ihre Richtung ist im leeren Raum in keiner Weise eingeschränkt.
Die richtige Verwendung von Großbuchstaben ist wichtig für eine brauchbare Fragequalität. Beginnen Sie Ihre Sätze daher mit Großbuchstaben, aber verwenden Sie keine Wörter, die nur in Großbuchstaben geschrieben sind. Ich denke, Ihre Frage wäre eine häufig gestellte naive Laienfrage, aber eine beantwortbare und themenbezogene Frage, b +! Du musst es nur höflich und korrekt formulieren. Vielleicht würde es als Duplikat geschlossen werden (Fragen wie diese wurden hier schon tausendmal gestellt), aber im Dupe könntest du deine Antwort finden.

Antworten (3)

Du vermischst zwei verschiedene Dinge:

  1. Die Spezielle Relativitätstheorie beschäftigt sich mit der Zeitdilatation usw.
  2. Bei der Allgemeinen Relativitätstheorie geht es um die Raumzeitkrümmung.

Die beiden Theorien könnten unabhängig voneinander verwendet werden, obwohl GR ohne SR höchst ungewöhnlich ist.

Ihre Fragen beziehen sich hauptsächlich auf (1), obwohl der Titel Ihrer Frage sich auf (2) bezieht.

Beide Theorien haben eine sehr klare Mathematik. Ähnlich naive Fragen beziehen sich hauptsächlich auf ein scheinbares Problem in Bezug auf die Terminologie und nicht auf ihre Mathematik. Die Mathematik von (1) ist nicht wirklich über dem Abiturniveau. Die Mathematik der GR ist schwieriger.

Die Antworten auf Ihre Fragen sind die Zeitdilatation. Die Zeit der sich bewegenden Beobachter verlangsamt sich (im Bezugssystem des "stehenden" Beobachters).

Nur an Ihre Nebenstelle C ist invariant gegenüber Lorentz-Transformationen (Lorentz-Transformation bedeutet, wenn Sie sich in einen anderen Bezugsrahmen bewegen). Bewegt sich ein Elektron mit 0,9 C , seine Geschwindigkeit hängt davon ab, wo Sie das sehen.

In einem linearen 1D-System können Sie die relativistische Geschwindigkeitsadditionsformel verwenden :

v 1 + v 2 → v 1 + v 2 1 + v 1 v 2 C 2

Auch in dieser Formel können Sie sehen, ob eine der Geschwindigkeiten ist C , auch das Ergebnis wird sein C , unabhängig von der anderen Geschwindigkeit.

EM-Wellen bewegen sich immer mit C geht aus den Maxwell-Gleichungen hervor . Der Beweis ist kürzer als eine Seite und liegt nur wenig über dem Abitur.

Wie @CountTo10 (meldepflichtiger Nick) in seinem Kommentar erwähnte, kann sich die Richtung der Bewegung ändern.

Auch die Wellenlänge der EM-Wellen kann sich bei Lorentz-Transformationen ändern.

Ich würde nicht sagen, dass GR ohne SR ungewöhnlich ist, ich würde sagen, dass es unmöglich ist. In GR berücksichtigen Sie die Diff-Invarianz der Metrik und in SR betrachten Sie nur die Teilmenge von Diffs, die lineare Transformationen sind.
@DavidPravos Ok, aber alle Theorien, inkl. die Newtonsche Mechanik, ist diff-invariant. Warum sollte es unmöglich sein, eine Newton-ähnliche Mechanik mit einer nicht-trivialen Metrik zu haben? (Hinweis: Leider kann ich meine Quelle dazu nicht finden, aber ich bin mir sicher, dass ich darüber gelesen habe, obwohl es als sehr exotische Theorie erwähnt wurde.)

Die Geschwindigkeit ist nicht festgelegt, sie ist relativ, also müssen Sie auch sagen, was das Elektron relativ bewegt.

Wenn wir ein Beispiel aufstellen, sagen wir, Sie sind auf der Erde und Ihr Freund ist auf dem Mars und er hat eine Elektronenkanone und er schießt Elektronen auf Ihren Elektronendetektor, die Elektronen verlassen seine Kanone bei 0,9 ° C, aber relativ zu Ihnen haben Sie um die relativen Geschwindigkeiten des Mars relativ zur Erde zu addieren. Das ist nicht viel anders, als während der Fahrt Fangen zu spielen, die relative Geschwindigkeit der Autos wird zur Geschwindigkeit der Bälle addiert, mit denen Sie Fangen spielen.

Licht ist anders, Sie können Lichtgeschwindigkeit nicht addieren oder subtrahieren, indem Sie es von einem sich bewegenden Planeten abschießen, da sich alle Teilchen ohne Ruhemasse mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Jedes Lichtphoton hat eine bestimmte Energie und Wellenlänge. Was sich ändert, sind die Uhren der Person, die dieses Licht sieht. Für sie mag das Licht etwas röter oder etwas blauer erscheinen, abhängig von ihrer relativen Bewegung auf die Lichtquelle zu oder von ihr weg und ihrer relativen Taktgeschwindigkeit.

Ich denke, das beantwortet den ALL-CAPS-Teil Ihrer Frage.

Danke für die Antwort. Sie sagen also, dass Em-Wellen nur deshalb unterschiedlich sind, weil sie sich für alle Beobachter mit der gleichen Geschwindigkeit zu bewegen scheinen. aber meine frage war warum? Sie sagen also, der Grund dafür ist, dass sie sich ändern, nur nicht ihre Geschwindigkeit. aber ihre Frequenz (oder Wellenlänge) ändert sich? Verschiedene Beobachter sehen also, dass sich elektromagnetische Wellen mit der gleichen Geschwindigkeit ausbreiten, aber mit unterschiedlichen Wellenlängen? ein Beobachter sieht also, dass dasselbe Photon eine Wellenlänge hat, und ein anderer Beobachter sieht, dass dasselbe Photon eine andere Wellenlänge hat?
Das „Warum“ zu erklären, wird kompliziert und geht ein bisschen über meine Gehaltsstufe. Aber zu Ihrer zweiten Frage, ja, 2 Personen können dasselbe sehen (nicht dasselbe Photon), aber sagen wir, es ist eine farbige Taschenlampe aus einer Quelle und einer bestimmten Wellenlänge, dann können 2 Personen dieses Licht als unterschiedliche Farben sehen, vorausgesetzt, man ist auf das Licht zu oder von ihm weg bewegen. Es ist nicht anders als das Geräusch eines Autos oder einer Sirene, die sich ändern, wenn sie an Ihnen vorbeifahren, sich mit einer höheren Tonlage auf Sie zubewegen und sich mit einer niedrigeren Tonlage von Ihnen entfernen. Dieselbe Schallwelle, aber der Klang ändert sich je nach Bewegung.
Ich verstehe diesen Wellenlängenteil. Was ich nicht verstehe, ist, warum unterscheiden sich Em-Wellen dann von Elektron? Ich verstehe, dass Em-Wellen oder ein Phonton keine Ruhemasse haben und daher keinen Ruherahmen haben können. aber dennoch bewegen sie sich, genau wie Sie sagen, relativ zu den Beobachtern. Elektronen bewegen sich auch relativ zu Beobachtern. Photonen bewegen sich auch relativ zu Beobachtern. Was Sie sagen, ist, dass, da c für jeden Beobachter konstant ist, es so ist, als würden Sie sagen, dass sich Photonen relativ zu nichts bewegen. Sie bewegen sich einfach unrelativ (sorry, vielleicht ist es kein Wort) zu allem anderen. versteh es immer noch nicht warum?
Licht ist anders, weil es ein Teilchen ohne Ruhemasse ist, und da es keine Ruhemasse hat, muss es sich bei C fortbewegen. Das Elektron hat eine Ruhemasse, also kann es das nicht. Das liegt am Higgs-Feld. Wenn ich gründlich darüber nachdenke, stoße ich normalerweise auf etwas, das mich verblüfft, also bin ich kein Experte, aber die schnelle und einfache Antwort ist Ruhemasse. Licht hat keine. Sowohl Maxwells als auch Einsteins Gleichungen weisen auf eine feste, unveränderliche Lichtgeschwindigkeit hin, aber zu erklären, warum das so ist, wird kompliziert. Jemand hier ist bestimmt besser in diesem Teil als ich.
ja da werde ich ratlos. Wie kann etwas einfach c sein, nur weil es keine Ruhemasse hat? es ist, als wäre es nicht relativ zu irgendetwas.
Einige Antworten von Leuten, die schlauer sind als ich. van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1354 und diese, bei den letzten 2 Antworten nicht sicher, die erste sieht ziemlich gut aus: quora.com/…
Ich würde auch gerne wissen, wie wir experimentell messen können, dass c für jeden Beobachter konstant ist?

Bewegt sich der zunächst ortsfeste Beobachter mit der Geschwindigkeit v auf die Lichtquelle zu, verschiebt sich die von ihm gemessene Frequenz von f=c/λ nach f'=(c+v)/λ. Das bedeutet, dass sich entweder die Lichtgeschwindigkeit relativ zum Beobachter von c auf c'=c+v verschiebt, oder die Bewegung des Beobachters irgendwie die Wellenlänge des einfallenden Lichts verändert - von λ auf λ'=λc/(c+ v). Letzteres Szenario ist absurd – die Bewegung des Beobachters ist offensichtlich nicht in der Lage, die Wellenlänge des einfallenden Lichts zu verändern.

Antwort auf Ihre Frage: Die Lichtgeschwindigkeit ist bei unterschiedlich bewegten Beobachtern unterschiedlich, entgegen der Einsteinschen Relativitätstheorie.

Noch einer deiner Anti-Physik-Unsinne.
Wenn ccc für jeden Beobachter konstant ist, wie kann es sein, dass die Geschwindigkeit eines Elektrons, das sich bei 0,9c0,9c0,9c bewegt, nicht für jeden Beobachter konstant ist?
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