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Physikrätsel die Zweite
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Goel
Area 51 Urlauber
Beiträge: 97
Dabei seit: 06.12.2006
27.04.2007 - 15:15
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| Man kann nur das andere Raumschiff als bezugspunkt nehmen und daerauf stützen sich ja viele bisherige Theorien! |
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Orakel
Rat der 33
 
Beiträge: 4997
Dabei seit: 24.12.2003
27.04.2007 - 15:15
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Zum Thema kann ich die Websites oben empfehlen.
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Sethcon
Komitee der 300
Beiträge: 377
Dabei seit: 02.03.2007
27.04.2007 - 15:15
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jo! Genau deswegen bin ich auch ohne Fenster an die Sache rangegangen. Also Fenster wären vorteilhaft wenn sich ein Gravitationsfeld aufbaut, aber da es das nicht tut brauchen wir auch keine Fenster.
eventuell hat es doch was mit der Alterung zu tun. bzw. mit den Messinstrumenten, könnte sein dass sich "der Uhrzeiger" langsamer bewegt, und allgemein die Bewegungen verlangsamt werden. |
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Moredread
Verschwörungsfreak
Beiträge: 1179
Dabei seit: 19.12.2006
27.04.2007 - 15:23
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Wow, Goel, Du bist so nahe wie nur möglich an der korrekten Antwort! Es fehlt nur noch ein Fitzelchen...
| Goel hat folgendes geschrieben:: |
| Ausserdem hat Moredread geschrieben, dass das Raumschiff kein Gravitationsfeld aufbaut, warum nicht? |
Nicht ganz. Wenn ich beschleunige, baue ich ein Gravitationsfeld auf - sagt die Allgemeine Relativitätstheorie. Wenn ich allerdings mit 99 % von c fliege, dann beschleunige ich nicht, erzeuge ergo auch keine Gravitation (denk an den Aufzug: Wenn er losfährt, merkst Du das, hat er seine Endgeschwindigkeit erreicht, spürst Du nichts mehr). Im normalen Universum müsste ich bei 99 % von c andauernd beschleunigen. Der Wiederstand der paar Moleküle pro m³ Raum würde mich sonst bremsen. Aber im erwähnten Universum ist ja nix ausser den Raumschiffen. Ergo kein Wiederstand, ergo keinerlei Beschleunigung (oder Abbremsung - ist ja schliesslich das gleiche).
Die sogenannte erhöhte Masse ist - im Vergleich zur Ruhemasse - die relativistische Masse (oder auch Impulsmasse). Diese Masse müssten beide Raumschiffe beim jeweils anderen feststellen können.
Ich gebe gerne zu, das die Lösung ein wenig gemein ist. So ganz ohne weiteres kommt man nicht drauf.  Aber wie gesagt, die Lösung die Du erwähnst, ist nicht schlecht!
Kombiniert mit dem, was Sethcon als letztes sagte - und einem kleinen, gemeinen, Trick - kommt man auf die Lösung.
ciao
JM
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In Religionskriegen geht es darum, wer den cooleren imaginären Freund hat. |
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Sethcon
Komitee der 300
Beiträge: 377
Dabei seit: 02.03.2007
27.04.2007 - 15:33
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Sprich, Das Raumschiff ist sofort "Weg", ohne Vorwarnung...guuuuut
Tjoa, muss passen, ausser Unsinn hab ich keine Antworten eben. (Treibstoff Verbrauch *gg, Tempoanzeige geht kaputt *gg*)
eventuell merkt der Vordere ja doch dass ihm jemand hinten drauf fährt |
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Moredread
Verschwörungsfreak
Beiträge: 1179
Dabei seit: 19.12.2006
27.04.2007 - 16:05
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Nein, beschleunigen tut das Raumschiff schon. Nur geht es darum, herauszufinden, welches Raumschiff sich bewegt, nachdem diese Beschleunigung erfolgt ist.
Klar, man könnte den Treibstoffstand überprüfen... oder einfach die Erinnerung benutzen und sich fragen, ob man eine Beschleunigung erlebt hat. Aber das ist ja wohl zugegebenermaßen ein bisschen zu simpel. Da hätte es vor allem keine Universum benötigt, in dem Einsteins Theorie gilt, ein Newton'sches Universum hätte völlig ausgereicht.
Wie gesagt, Sethcon, das hier:
| Zitat: |
| eventuell hat es doch was mit der Alterung zu tun. bzw. mit den Messinstrumenten, könnte sein dass sich "der Uhrzeiger" langsamer bewegt, und allgemein die Bewegungen verlangsamt werden. |
Ist nicht grundsätzlich falsch. Kombiniert mit den Gedanken von Goel kommt es der Lösung durchaus nahe...
ciao
JM
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Sethcon
Komitee der 300
Beiträge: 377
Dabei seit: 02.03.2007
27.04.2007 - 16:21
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| Das Vordere Schiff erkennt es dadurch dass sich das Zwiete an ihm vorbei bewegt? Und das zweite dadurch dass sich das andere weiter entfernt? hmmmmmmmmm |
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Moredread
Verschwörungsfreak
Beiträge: 1179
Dabei seit: 19.12.2006
29.04.2007 - 22:14
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OK, dann löse ich es mal auf, und zwar Stück für Stück... dann sieht man auch, welcher der gemeine Teil war.
Betrachten wir der Einfachheit halber mal die zwei Raumschiffe, wie sie sich bewegen. Eins ruht, das andere bewegt sich mit 99 % c. Das ruhende Raumschiff kann beim sich bewegenden eine Längenkontraktion feststellen - sprich, das Raumschiff ist kürzer. Ebenfalls kann man feststellen, das die Uhren an Bord langsamer gehen.
Was indes sieht das Raumschiff in Bewegung? Genau das selbe! Diese Bewegung ist relativ; ergo wird der ruhende Beobachter auch verzerrt gesehen: Kürzer, mit leicht "eingefrorener" Zeit. Was immer auch man für Messungen vornimmt: Es ist nicht zu ermitteln, welches der Beiden Raumschiff in Bewegung ist und welches nicht.
Soviel zur speziellen Relativitätstheorie - von dort nämlich stammt die Vorhersage, das ein Raumschiff mit einer Geschwindigkeit einer Zeitdilatation und Längenkontraktion unterliegt.
Betrachten wir jetzt den Fall aus der allgemeinen Relativitätstheorie heraus. Die ART behandelt die Gravitation. Einstein stellte fest, das Beschleunigung und Gravitation nicht voneinander zu unterscheiden wären. Daraus resultiert eine gravitative Zeitdilatation, die aus den Formeln der ART zu berechnen ist.
Betrachten wir die beiden Raumschiffe, von denen eines ruht und das andere mit 99 % c dahintreibt, so wird kein Unterschied feststellbar sein. An Bord beider Raumschiffe dürfte keine Schwerkraft zu ermitteln sein.
Und hier kommt der fiese, kleine Trick
Ich sagte ja, das eines der Raumschiffe auf 99 % der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Diese Beschleunigung wirkt wie Gravitation, erzeugt also ebenfalls einen Gravitativen Effekt. Und der führt zur Zeitdilatation. Diese Zeitdilatation liesse sich jetzt problemlos ermitteln.
Raumschiff 1 und 2 müssten lediglich zwei Uhren miteinander synchronsieren, bevor Raumschiff 2 startet. Wenn Raumschiff 2 startet, wirkt die gravitative Zeitdilatation auf die Uhr in Raumschiff 2. Ist das Raumschiff nun bei 99 % angekommen, gibt es eine Differenz der beiden Uhren, die nicht durch die Geschwindigkeitsbedingte Zeitdilatation zu erklären ist. Die Uhr von Raumschiff 2 wird ein wenig nachgehen - und dieser Effekt lässt sich ermitteln.
Somit lauten die beiden Antworten auf die Fragen wiedersprüchlicherweise:
1) Wie können die Insassen der Raumschiffe feststellen, ob sich ihr Raumschiff bewegt oder ob es stillsteht?
Wer sich bewegt oder wer steht, ist nicht feststellbar. Theoretisch wäre es denkbar, das beide Raumschife mit 99 % von c unterwegs sein und das eine hätte nicht beschleunigt sondern gebremst. Das hätte keinen Unterschied gemacht; verdeutlicht aber nur, das nicht einmal das Wissen um die Beschleunigung hilft, zu wissen, wer sich fortbewegt.
2) Wo ist der Unterschied zwischen dem bewegten und dem unbewegten Raumschiff?
Das bewegte Raumschiff wurde einer Beschleunigung ausgesetzt. Während der Beschleunigung war es einer Gravitation ausgesetzt, die sich per Zeitdilatation auf Uhren sichtbar machte. Beim Uhrenvergleich könnte man somit beide Raumschiffe auseinander halten - sofern die Uhren schon vor dem Start mitliefen. Während des Fluges ist der Unterschied nicht feststellbar.
Wer fliegt oder wer nicht, kann man also nicht feststellen - lediglich, wer beschleunigt hat oder nicht. Bewegung ist halt immer relativ zu irgendwas.
ciao
JM
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In Religionskriegen geht es darum, wer den cooleren imaginären Freund hat. |
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Goel
Area 51 Urlauber
Beiträge: 97
Dabei seit: 06.12.2006
30.04.2007 - 14:53
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Aber wir haben doch die ganze Zeit eine Gravitationskraft, oder?
Denn Masse krümt den Raum und ein Objekt, dass sich mit annähernd lichtgeschwindigkeit bewegt hat eine unglaublich hohe Masse, die ein Gravitationsfeld erzeugt! Also müsste dieser Effekt doch durchgehend auftreten! Und da eine Uhr auch von ihrem Ort im Gravitationsfeld berinflusst wird ist der von dir erwähnte Effekt doch verfälscht, oder? |
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Moredread
Verschwörungsfreak
Beiträge: 1179
Dabei seit: 19.12.2006
30.04.2007 - 19:45
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Hallo Goel,
das mit der Gravitationskraft ist ein bisschen irreführend. Man sagt, das Objekte mit der Geschwindigkeit ihre Masse erhöhen. Das ist nur bedingt richtig.
Sprechen wir von Masse, meinen wir für gewöhnlich Ruhemasse. Die Ruhemasse eines Objektes jedoch verändert sich durch ihre Geschwindigkeit nicht. Wohl aber die Impulsmasse, auch relativistische Masse genannt! m steht für Masse, die Ruhemasse ist m0. Die allseits bekannte Formel lautet nun aber
E = m * c²
und nicht
E = m0 * c²
Wirkt also kein Impuls mehr auf das Objekt ein - sprich, beschleunigt das Raumschiff nicht mehr - so ist auch essig mit dem "Massezuwachs" und von daher auch mit der Gravitation. Gut, ok, vom Raumschiff selber geht Gravitation aus - aber die ist identisch mit der Gravitation des anderen Raumschiffes, führt also mithin zur selben Gravitation... daher spricht man heute eigentlich auch nicht mehr von diesem Massezuwachs, ausser vielleicht in populärwissenschaftlichen Büchern oder zur Verdeutlichung des allgemeinen Sachverhalts.
Ich höre quasi schon eine Frage aufpoppen . Nämlich, wieso man dann sagt, das ein Objekt beim erreichen der Lichtgeschwindigkeit eine unendliche Masse haben müsste?
Nun, erstens ist es unendliche Masse und eben nicht unendliche Ruhemasse. Zum anderen muß man bedenken, das man auch einen unendlichen Impuls braucht, um diese Geschwindigkeit zu erreichen!
Ich könnte ein Raumschiff mit einem Impuls von 10 m/s² beschleunigen - es hätte nicht mal in tausend Jahren Lichtgeschwindigkeit erreicht. Rechnet man das mit Newton'schen Formel durch, hätte man die Lichtgeschwindigkeit innerhalb eines Jahres erreicht. Benutzt man hingegen Einsteins Relativistisches Geschwindigkeitsadditionstheorem, ist es wurstegal, wieviel Impuls Du beisteuerst. Du kommst zwar immer näher an die Lichtgeschwindigkeit heran, aber erreichen kannst Du sie nie. Erst mit unendlichem Impuls erreichst Du die Lichtgeschwindigkeit - und hast dann sogleich auch unendlich Impulsmassen am Hals...
Im echten Leben würde hier wieder eine Sache mitspielen: Würde ich ein Raumschiff auf 99 % der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen und dann den Motor ausstellen, würde mitnichten eine völlige Schwerelosigkeit auf den Raumer wirken. Er würde durch das aufschlagen der Teilchen im Vakuum abgebremst, also auch wieder kinetische Energie aufnehmen und somit wieder einen relativistischen Massezuwachs erleben. Somit ist Deine Frage im normalen Universum mit "Ja" zu beantworten. Im hypothetischen Universum hingegen mit "Nein" .
ciao
JM
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Goel
Area 51 Urlauber
Beiträge: 97
Dabei seit: 06.12.2006
02.05.2007 - 15:20
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Ah ,okay jetz hab ichs verstanden!
Danke für deine Bemühungen! 
Wenn damit alle Klarheiten beseitigt sind.
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