Jupiter, Raumsonden, Einweglichtgeschwindigkeit, Physikverständniis..

[innwolf]

Hallo,
bei meiner "Versuchsanordnung" haben wir DREI Inertialsysteme, die beiden Sonden und die Erde.

Durch die Nahbereichssynchronisierung bei der Begenung der Sonden ist wie auch immer relativistische Effekte eine Rolle spielen würden die annährend absolute Gleichzeitigkeit der Signalaussendung zur Erde mehr oder weniger gegeben und deren Fehler ist messbar, nämlich von Sonde zu Sonde die Pingantwortzeit/2.

Und die Kernfrage, wenn, welches Inertialsystem ist dann der Bezug für die Lichtgeschwindigkeit, hier exakter die Signallaufzeit zur Erde?

Wenn Lichtausbreitung aber auch die "Leitfähigkeit" für Gravitation, Wechselwirkung, statische Elektrisitätsfelder und Magnetismus eine Eigenschaft des "leeren" Raumes wäre, dann gäbe es mit c = const als Ausbreitungsgeschwindigkeit für Feldänderungen auch einen bevorzugten festen Raum als Referenzesystem und damit wieder den verpönten Äther.

 

[gero]

Ich bin der Meinung, die spezielle Relativitätstheorie beantwortet die Eingangsfrage. Die Wikipedia hat dazu einen ausführlichen Artikel, das Beispiel mit dem Zug und dem Bahnsteig taucht im übrigen schon in den populärwissenschaftlichen Artikeln von Einstein auf.

Kurz zusammengefasst, die Geschwindigkeiten (nahe der Lichtgeschwindigkeit) lassen sich nicht einfach addieren. der Kanckpunkt ist die Gleichzeitigkeit, die gibt es nur innerhalb eines Inertialsystems...

gero

 

[innwolf]

Hallo,
bei "meiner" Experimentalanordnung ist aber quasi Gleichzeitigkeit gegeben, bei 3km Passageabstand bei Begegnung der Sonden dauert ein Synchronisierungsping 2 x 10us, und ist für beide Sonden meßbar.

Die diversen erläuternden Texte beziehen sich immer auf Experimente mit Zweiwegmessungen in irgendeiner Form. Inkl. der Unmöglichkeit über weite Strecken eine Uhrensynchronisation durchzuführen. Dazu die relativistischen Efekte der Gangabweichung aufgrund von Geschwindigkeiten beim Uhrentransport.

"Mein" Experiment macht ja nur Aussage ob die Signallaufzeit gleich oder unterschiedlich wäre.

Und wenn gleich, die Kernfrage wäre das, was bevorzugt denn das Signalübertragungsmedium "Weltall" als weiteres Inertialsystem mit gleicher Signalaufzeit gegenüber den Inertialsystemen der beiden Sonden und der Erde?

Die Frage neben den Inertialsystemen Sonde 1, Sonde 2 ud Erde gäbe bei gleicher Signallaufzeit ein bevorzugtes 4. System, das Weltall in dem, und nur in dem, die Signallaufzeit konstant wäre? Was zeichnet dieses als bevorzugt aus?

Weltall absolut ruhend? Gegenüber der Sonne die mit 220km/s relativ zu der Galayis Milchstrasse diese umkreist...

 

[gero]

Hallo,

Mein Versuch einer ganz einfachen Antwort:

Funksignale, Quelle von Zwei Sonden, die sich praktisch am gleichen Ort befinden. Legen die gleiche Strecke mit der gleichen Geschwindigkeit zurück, kommen gleichzeitig an. (Beobachter auf der Erde)
Bleibt die Frage, ob sich die Signale tatsächlich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen (c). Und da kommt dann das (dem Gefühl widersprechende) relativistisches Additionstheorem für Geschwindigkeiten ins spiel. Selbst wenn die Sonde mit Lichtgeschwindigkeit um den Jupiter saust, "addiert" sich die Gesamtgeschwindigkeit nur zu c. Addieren von Geschwindigkeiten funktioniert nur bei "haushaltsüblichen" Größen, v << c

gero

 

[innwolf]

hallo,
das würde aber bedeuten für c gibt es einen besonderen ausgezeichneten Inertialraum zu dem die Lichtgeschwindigkeit und Signallaufzeit konstant ist. Ein Inertialsystem unabhängig von Jupiter, Erde, Sonne oder Milchstraße!

Und das wäre wieder der verpönte Äther!

 

[_Michael]

hallo,
das würde aber bedeuten für c gibt es einen besonderen ausgezeichneten Inertialraum zu dem die Lichtgeschwindigkeit und Signallaufzeit konstant ist. Ein Inertialsystem unabhängig von Jupiter, Erde, Sonne oder Milchstraße!

Und das wäre wieder der verpönte Äther!

Ich denke, du hast zu viel Zeugs in dein Denkmodell eingebaut, so dass es zu verwirrend wurde. Am besten beginnst du mal so: Du hast einen Körper, den wir als absolut ruhend annehmen. Du hast einen zweiten, bewegten Körper, der sendet. Was muss man nun tun, damit beide die selbe Lichtgeschwindigkeit sehen? (Man wird die Zeit unterschiedlich schnell laufen lassen müssen.) Nun nimmst du auch den ersten Körper als bewegt an. Was passiert jetzt? Zu guter letzt nimmst du an, dass zu den Geschwindigkeiten der beiden Körpern noch eine gemeinsame zusätzliche Geschwindigkeit addiert wird. Was passiert jetzt?

 

[innwolf]

Hallo,
bei meinem Modell interssiert nicht unterschiedlich ablaufende Zeit, es wird im System Erde nur die vorhandene oder auch nicht bestehende Zeitdifferenz ( mit EINER irdischen Uhr ) des Signaleingangs auf der Erde gemessen, also ob und wie groß oder auch nicht, nur die Laufzeitdifferenz.

Und da die beiden Sonden mit 80km/s Differenzgeschwindigkeit sich in ca. 3km oder weniger absoluter Distanz begegnen ist die Gleichzeitigkeit der Signalaussendung auf weniger als 10us sicherstellbar.

Und daraus ergibt sich die Frage was ( wenn keine Differenz der Signallaufzeit zur Erde ) den besonderen Inertialraum auszeichnet in dem die Signalgeschwindigkeit konstant "c" wäre oder ist.

 

[innwolf]

Hallo, hier ein Hinweis daß andere auch schon den Gedanken hatten:


http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/ubbthreads.php/topics/234592/Einweg_Lichtgeschwindigkeit

Beitrag vom #234594 - 15/05/2005 18:33


Gruß

 

[innwolf]

Hallo, eine Ergänzung betreff Auswirkung der Relavitätstheorien. Die beiden Sonden umkreisen ja den Jupiter mit ca. 40km/s.

Die Auswirkung auf die Bordzeit kann so wie ich die Logik und Physik verstehe nicht von der Bahnrichtung um den Jupiter abhängen. Daher die Auswirkungen der 40km/s wäre für beide Sonden gleich.

Wenn dann aber am gleichen Ort ( < 3km ) zur gleichen Zeit die ( dt < 10 us ) die Signale zur Erde abgestrahlt werden dann ist für die beiden Sonden die Signalgeschwindigkeit jeweils ungleich c ( nach Bordzeit ) wenn die Signale gleichzeitig auf der Erde eintreffen. Und damit gäbe es als Eigenschaft des Raumes eine Art "Äther".

 

[_Michael]

Wenn dann aber am gleichen Ort ( < 3km ) zur gleichen Zeit die ( dt < 10 us ) die Signale zur Erde abgestrahlt werden dann ist für die beiden Sonden die Signalgeschwindigkeit jeweils ungleich c ( nach Bordzeit ) wenn die Signale gleichzeitig auf der Erde eintreffen. Und damit gäbe es als Eigenschaft des Raumes eine Art "Äther".

Ich denke, diese Überlegung basiert auf einem falschen Denkkonzept betreffend Abstrahlung elektromagnetischer Signale. Du stellst dir vor, das Signal würde wie eine Kanonenkugel von der Raumsonde abgefeuert. In diesem Fall hättest du recht: Die Geschwindigkeit der Sonde würde sich auf die Geschwindigkeit des Signals aufaddieren.

In Tat und Wahrheit ist es aber so, dass die Sonde an ihrem jeweiligen lokalen Ort eine Störung/Welle in den Raum einfplanzt. Das geschieht völlig lokal und momentan, also ohne jegliche Zeitkomponente, somit ohne Berücksichtigung der Sonden-Geschwindigkeit. Wie die Bugwelle eines Schiffs oder der Schall: Breitet sich auch völlig unabhängig von der Geschwindigkeit des Verursachers aus.

Du darfst hier sehr wohl einen ruhenden Raum als Medium annehmen. Die Relativitätstheorie sagt nun aber auch, dass du dir jeden bewegten Raum ebenfalls als Medium denken darfst und die wahrgenommene Lichtgeschwindigkeit trotzdem konstant bleiben muss. Im Michelson-Morley-Experiment hat man genau das gemacht: Egal wie sich der Raum relativ zur Erde bewegt, hat man immer die selbe Lichtgeschwindigkeit gemessen. Das scheint auf den ersten Blick unmöglich, denn zwei unterschiedlich schnelle Beobachter können ja keinesfalls die selbe Relativgeschwindigkeit zum selben Objekt messen.

Aber in der Formel für die Geschwindigkeit kommen zwei Grössen vor: Geschwindigkeit = Strecke pro Zeit. Wir wissen, dass die Geschwindigkeit des Objekts für beide Beobachter gleich sein muss, obwohl sie nicht die selben Messwerte sehen. Einstein hat dann gemerkt, dass man sich aus der Schlinge ziehen kann, indem man lokal die wahrgenommene Zeit und die wahrgenommene Länge ändert. Es braucht also keinen Äther, sondern eine nicht gleichförmig ablaufende Zeit und einen verzerrten/gekrümmten Raum.

 

[innwolf]

Die Relativitätstheorie sagt nun aber auch, dass du dir jeden bewegten Raum ebenfalls als Medium denken darfst und die wahrgenommene Lichtgeschwindigkeit trotzdem konstant bleiben muss. Im Michelson-Morley-Experiment hat man genau das gemacht: Egal wie sich der Raum relativ zur Erde bewegt, hat man immer die selbe Lichtgeschwindigkeit gemessen. Das scheint auf den ersten Blick unmöglich, denn zwei unterschiedlich schnelle Beobachter können ja keinesfalls die selbe Relativgeschwindigkeit zum selben Objekt messen.

Aber in der Formel für die Geschwindigkeit kommen zwei Grössen vor: Geschwindigkeit = Strecke pro Zeit. Wir wissen, dass die Geschwindigkeit des Objekts für beide Beobachter gleich sein muss, obwohl sie nicht die selben Messwerte sehen. Einstein hat dann gemerkt, dass man sich aus der Schlinge ziehen kann, indem man lokal die wahrgenommene Zeit und die wahrgenommene Länge ändert. Es braucht also keinen Äther, sondern eine nicht gleichförmig ablaufende Zeit und einen verzerrten/gekrümmten Raum.

Halo,
dann trotzdem die Frage, für beide Sonden also jeweils einen bewegten Raum angenommen, die wahrgenommende Zeit ( an Bord der Sonden ) müsst doch synchron sein, Veränderung gegenüber irdischem Zeitlauf doch nur vom GeschwindigkeitsBETRAG, nicht aber von der vektoriellen Richtung abhängig sein.

Das bedeutet wenn die Signale auf der Erde gleichzeitig ankommen für beide Sonden ( in deren Inertialsystem als bewegter Raum ) c unterschiedlich ist ob wohl beide aufgrund des gleichen Geschwindigkeitsbetrages die Sondenuhren synchron laufen, was sogar die Sonden meßetchnisch von Bord zu Bord prüfen können!

Wenn die Uhren aber nicht gleichlaufen wäre das eine Meßung die eine (Dreh)Richtungsabhängigkeit der relativistischen Zeitveränderung aufzeigen würde.