Wie soll ich dieses Relativitätsszenario interpretieren?

Verlangsamt sich die Zeit für das Schiff, weil es sich dem Licht nähert? Oder nur weil es beschleunigt wird - also die gleichen Eigenschaften wie ein Gravitationsfeld hat? Was ist der Sinn dieses Szenarios?

Der Punkt ist, sich vorzustellen, wie es in einem beschleunigenden Aufzug oder einer Rakete ist.

Dies sind die Effekte nach klassischer Physik und Relativitätstheorie:

1. Gegenstände scheinen Gewicht zu haben
2. Obere Uhren scheinen besonders schnell zu laufen
3. Niedrigere Uhren scheinen besonders langsam zu laufen

Die klassische Physik sagt, dass, wenn eine obere Uhr neben eine untere Uhr gebracht wird, sie die gleiche Zeit anzeigen.

Die Relativitätsphysik besagt, dass, wenn eine obere Uhr neben eine untere Uhr gebracht wird, sie aufgrund der unterschiedlichen Bewegungen der Uhren nicht dieselbe Zeit anzeigen.

Die klassische Physik sagt, dass die Zeit in der Rakete nicht langsamer wird.
Die Relativitätsphysik sagt, dass die Zeit in der Rakete nicht langsamer wird.
Können wir also die Zeit vergessen, die sich in der Rakete verlangsamt?

Das grundlegende Prinzip, auf dem die Relativitätstheorie (sowohl die spezielle als auch die allgemeine) basiert, ist das allgemeine Relativitätsprinzip

• Lokale Gesetze der Physik sind die gleichen, unabhängig von der Referenzmaterie, die ein bestimmter Beobachter verwendet, um sie zu quantifizieren.

Aus dem allgemeinen Prinzip folgt unmittelbar, dass sich die Zeit für einen Beobachter nie verlangsamt . Man sollte daher irreführende Darstellungen ignorieren, die von einer Verlangsamung der Zeit sprechen, als wäre es ein echter Effekt. Was tatsächlich passiert, ist ein scheinbarer Affekt. Für einen Beobachter sieht es so aus, als ob die Zeit für einen anderen Beobachter langsamer ist. Dies gilt unabhängig davon, ob man an die spezielle Relativitätstheorie (keine Schwerkraft) oder die allgemeine Relativitätstheorie (wo die Schwerkraft beteiligt ist) denkt.

Das spezielle Beispiel, das Sie zitieren, ist doppelt irreführend, weil es versucht, eine Schlussfolgerung aus der Rate zu ziehen, mit der die Blitze gesehen werden. Das ist falsch. Die Schlussfolgerung ( scheinbare Zeitdilatation) sollte aus der Berechnung gezogen werden, wann die Blitze stattgefunden haben, nicht aus dem Zeitpunkt, an dem sie gesehen werden.

Um die Dinge so einfach wie möglich zu halten, habe ich es mit diesen Diagrammen in The Large and the Small erklärt

Die Verwendung eines beschleunigten Beobachters macht die Dinge etwas komplizierter, aber zuerst muss man verstehen, dass die Zeitdilatation unter allen Umständen eine Illusion ist, die das grundlegende allgemeine Prinzip der Relativitätstheorie strikt verletzt.

Die anderen Antworten beziehen sich auf Ihre ursprüngliche Frage. Als ich den später erwähnten Feynmann-Text lese, antworte ich anders.

Die ursprüngliche Frage vergleicht die Uhr einer beschleunigten Rakete mit einer nicht beschleunigten. Das lässt sich aus dieser Erfahrung nicht schließen, denn für eine beschleunigte Rakete läuft die Zeit immer langsamer. Und der zitierte Text legt nahe, dass es davon abhängt, ob man sich einer Lichtquelle nähert oder sich von ihr entfernt. Das ist nicht richtig, denn in diesem Fall könnten wir sagen, dass die Zeit im beschleunigten Frame entweder langsamer oder schneller läuft.

Was im Feynmann-Text beschrieben wird, ist anders. In einer beschleunigten Rakete tickt die Uhr an verschiedenen Positionen unterschiedlich. Die Uhr oben läuft schneller als die Uhr unten. Jetzt werden 2 Uhren an unterschiedlichen Positionen im selben beschleunigten Frame verglichen.

Und jetzt werden die Dinge seltsamer: Die Zeitdilatation hängt mit der Beschleunigung zusammen. Wenn also die untere Uhr der Rakete langsamer läuft als die obere, bedeutet das, dass der untere Teil eine größere Beschleunigung hat! Aber wie, wenn das Schiff die gleiche Länge behält? Sie können über Rindler-Koordinaten in der Wikipedia lesen, aus der ich unten eine Passage zitiere:

Beachten Sie, dass Rindler-Beobachter mit einer kleineren konstanten x-Koordinate schwerer beschleunigen, um mitzuhalten. Dies mag überraschend erscheinen, da in der Newtonschen Physik Beobachter, die einen konstanten relativen Abstand beibehalten, dieselbe Beschleunigung teilen müssen. Aber in der relativistischen Physik sehen wir, dass der hintere Endpunkt eines Stabes, der durch eine äußere Kraft (parallel zu seiner Symmetrieachse) beschleunigt wird, etwas stärker beschleunigen muss als der vordere Endpunkt, sonst muss er letztendlich brechen

Nur um die Dinge ins rechte Licht zu rücken, ist es wichtig zu bemerken, dass dies für eine Länge von einigen Metern eine Beschleunigung bewirkt$g$zum Beispiel ist völlig vernachlässigbar.