Was genau in der Physik ist die "Zeit"?

[ThomasM]

Sagt mal, ihr Experten, habt ihr euch die Beschreibung der Experimente mal etwas näher angeschaut?

Wenn ihr mal ganz heftig nachdenkt, wird euch ie Vielzahl der Inertialsysteme vielleicht spanisch vorkommen. Und dann - nach einem nochmaligen heftigen Hirn-Ruck - die Erkenntnis: Es gibt nur ein einziges Inertialsystem - der Kosmos...

1.) Es gibt in der Physik ein Phänomen, das heisst Näherung.

Eine Näherung ist dann gut, wenn sie in einem genannten Wertebereich korrekt ist und Korrekturen sich innerhalb dieses Wertebereiches befinden.
So kann man auf der Erde trotz des Gravitationsfeldes von Erde, Sonne, Sonnensystem und Galaxien mit sehr guter Näherung von einem Inertialsystem sprechen wenn man z.B. klassische Größen misst, wie Geschwindigkeit eines Zuges odereines Balls usw. Korrekturen aus en Gravitationskräften und sogar von der Erdrotation sind meist klein und man muss sich anstrengen, sie zu messen.

Daher kann ich bei dem Zwillingsparadoxon (das ja eh ein Gedankenexperiment ist) die Erde als Inertialsystem nehmen.

2.) Der Kosmos ist kein Inertialsystem, weil es keinennatürlichen Nullpunkt gibt.

Aber man kann versuichen, astronomische Daten zu finden, die einen Nullpunkt eines Inertialsystem definieren. Und da gibt sehr viele Möglichkeiten

Gruß
Thomas

[R.F.]

Hast Du Dir mal Kritiken zu diesen Beobachtungen angeschaut?

Nur die von meinem Assistenten, der den Versuch kontrollierte. Und die war eigentlich ganz gut.
Ansonsten kenne ich keine Kritiken. Hast Du mal Referenzen?
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Dein Assistent verwechselt physikalische Phänomen mit Zeit...Bring’ ihm das aber bitte schonend bei...

“Es ist der Relativitätstheorie oft vorgeworfen worden, dass sie der Lichtfortpflanzung ungerechtfertigterweise eine zentrale theoretische Rolle zuweise, indem sie auf das Gesetz der Lichtfortpflanzung den Zeitbegriff gründe. Damit verhält es sich wie folgt. Um dem Zeitbegriff überhaupt physikalische Bedeutung zu geben, bedarf es der Benutzung irgendwelcher Vorgänge, welche Relationen zwischen verschiedenen Orten herstellen können. Welche Art von Vorgängen man für eine solche Zeitdefinition wählt, ist an sich gleichgültig. Man wird aber mit Vorteil für die Theorie nur einen Vorgang wählen, von dem wir sicheres wissen. Dies gilt für die Lichtausbreitung im leeren Raum in höherem Maße als von allen anderen in Betracht kommenden Vorgängen - dank den Forschungen von Maxwell und H.A. Lorentz.”*)

Und dann übernahm Einstein die bekannte Formel, die auf der Lorentz-Transformation gründet.
t' = t/ √ 1- v^2/ c^2

Das genau ist der Punkt, an dem sich Kritiker der Relativitätstheorien, darunter auch Physiker, stoßen. Es gibt nicht einen einzigen Grund für die Annahme, dass Zeit in einem Zusammenhang mit Lichtgeschwindigkeit (mit welcher übrigens?) steht.

*) Einstein, Albert: Grundzüge der Relativitätstheorie. Braunschweig 1965, S. 19.[/QUOTE]

[Pluto]

Das genau ist der Punkt, an dem sich Kritiker der Relativitätstheorien, darunter auch Physiker, stoßen. Es gibt nicht einen einzigen Grund für die Annahme, dass Zeit in einem Zusammenhang mit Lichtgeschwindigkeit (mit welcher übrigens?) steht.

Du hast scheinba recht, Erwin. Aber eben nur scheinbar.
Du überseisht dabei aber , das in der Lorenz-Transormation die Lichtgeschwindigkeit (c) uverändert bleibt.

Einsteins spezielle Relativitätstheorie löste Newtons Mechanik und die Ätherhypothese ab. Er leitete seine Theorie aus dem Relativitätsprinzip ab, dass sich im Vakuum unter Vernachlässigung von gravitativen Effekten Ruhe nicht von gleichförmiger Bewegung unterscheiden lässt. Insbesondere hat Licht im Vakuum für jeden Beobachter dieselbe Geschwindigkeit c. Die Zeit- und Ortskoordinaten, mit denen zwei gleichförmig bewegte Beobachter Ereignisse bezeichnen, hängen dann durch eine Lorentz-Transformation miteinander zusammen, statt wie in Newtons Mechanik durch eine Galilei-Transformation.

[ThomasM]

Und dann übernahm Einstein die bekannte Formel, die auf der Lorentz-Transformation gründet.
t' = t/ √ 1- v^2/ c^2

Das genau ist der Punkt, an dem sich Kritiker der Relativitätstheorien, darunter auch Physiker, stoßen. Es gibt nicht einen einzigen Grund für die Annahme, dass Zeit in einem Zusammenhang mit Lichtgeschwindigkeit (mit welcher übrigens?) steht.

Oh, es gibt sehr wohl einen sehr triftigen Grund.

Die zentrale Frage ist ja, wie transformieren sich die Koordinaten zwischen Inertialsystemen, die sich gegeneinander mit v bewegen? Unter Newton waren das die recht einfachen Transformationen
t' = t
x' = x + v * t

Warum ist eine solche Transformation wichtig? Weil ein physikalisches Modell, das die Realität beschreiben will, nicht davon abhängen darf, welches Koordinatensystem gewählt wird, denn die Wahl eines Koordinatensystems ist willkürlich. Mit anderen Worten, das physikalische Modell muss invariant gegenüber einer solchen Transformation sein.

Die Newtonschen Transformationen sind so, dass die Newtonsche Mechanik invariant gegen diese Transformation ist. So weit ist also alles in Butter.

Doch Mitte des 19. Jahrhunderts entdecke Maxwell die Maxwell Gleichungen, die umfassend alle klassischen, elektrodynamischen Phänomene vollkommen korrekt beschrieb. Man fand heraus, dass diese Gleichungen gegen die Newtonschen Transformationen nicht invariant waren. Formte man die Gleichungen um, so dass sie bei Newton invariant waren, wurden elektrische Effekte vorhergesagt, die nicht in den Messungen vorkamen. Also war das nicht der richtige Weg.
Man fand aber heraus, dass die Maxwell Gleichungen gegen die Lorentz Transformation invariant waren (daher übrigens die Lichtgeschwindigkeit, denn Licht ist ein elektrodynamisches Phänomen).

Das war der Zustand als Einstein ins Spiel kam. Die Mechanik schien anderes transformiert zu werden als die Elektrodynamik. Das war verwunderlich, aber damals hat niemand so großes Augenmerk darauf gelegt.

Dann kam Einstein, legte die Invarianz von c zu Grunde und fand heraus, dass die Gleichungen, die er entwickelte unter der Lorentz Transformation invariant waren. Das war ein riesenhafter Schritt nach vorne. Die Natur tranformiert alle physikalischen Phänomene gleich. Das war auch schon der erste Schimmer der Vermutung, dass sich alle physikalischen Phänomene von einer einzigen gemeinsamen Theorie herleiten lassen. Und die korrekte Transformation kann nur die Lorentz Transformation sein.

Übrigens: c ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Da gibt es nur eine.

Gruß
Thomas

[Janina]

Zeitdilatation durch Messung der Zerfallsrate von Muonen aus einer ruhenden Quelle im Vergleich zu atmosphärischen Muonen.

Hast Du Dir mal Kritiken zu diesen Beobachtungen angeschaut?

Schatzi, wir haben sogar welche geschrieben.

[R.F.]

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Hast Du Dir mal Kritiken zu diesen Beobachtungen angeschaut?

Schatzi, wir haben sogar welche geschrieben.

Aber Nina, das hättest Du doch nicht hervorzuheben brauchen... Du bist doch immer auf Seiten der Mehreren. Dass sich unter diesen ein Haufen Doofer befindet, braucht Dich aber nicht weiter beunruhigen...

[R.F.]

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Übrigens: c ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Da gibt es nur eine.
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Nur mal nebenbei: Meinst Du tatsächlich, c sei unabhängig von der Bewegung eines Beobachters?

[Pluto]

Nur mal nebenbei: Meinst Du tatsächlich, c sei unabhängig von der Bewegung eines Beobachters?

Allein schon die Frage spricht Bände, lieber Erwin...

[R.F.]

Nur mal nebenbei: Meinst Du tatsächlich, c sei unabhängig von der Bewegung eines Beobachters?

Allein schon die Frage spricht Bände, lieber Erwin...

Ah, Pluto, weißt Du Näheres?

[R.F.]

Das genau ist der Punkt, an dem sich Kritiker der Relativitätstheorien, darunter auch Physiker, stoßen. Es gibt nicht einen einzigen Grund für die Annahme, dass Zeit in einem Zusammenhang mit Lichtgeschwindigkeit (mit welcher übrigens?) steht.

Du hast scheinba recht, Erwin. Aber eben nur scheinbar.
Du überseisht dabei aber , das in der Lorenz-Transormation die Lichtgeschwindigkeit (c) uverändert bleibt.

Einsteins spezielle Relativitätstheorie löste Newtons Mechanik und die Ätherhypothese ab. Er leitete seine Theorie aus dem Relativitätsprinzip ab, dass sich im Vakuum unter Vernachlässigung von gravitativen Effekten Ruhe nicht von gleichförmiger Bewegung unterscheiden lässt. Insbesondere hat Licht im Vakuum für jeden Beobachter dieselbe Geschwindigkeit c. Die Zeit- und Ortskoordinaten, mit denen zwei gleichförmig bewegte Beobachter Ereignisse bezeichnen, hängen dann durch eine Lorentz-Transformation miteinander zusammen, statt wie in Newtons Mechanik durch eine Galilei-Transformation.

Ich lasse mal Georg Galeczky und Peter Marquardt zu Wort kommen:

Abgesehen von dem λ-Faktor (der in seiner Historie und seiner Bedeutung oft verkannt wird) unterscheidet sich die Lorentz- von der Galilei-Transformation dadurch, dass bei Lorentz Zeit und Raum vermischt werden. Dieser Umstand hat für ein heilloses Durcheinander in der gesamten Physik gesorgt. Es gibt nun nicht mehr die absolute Zeit (genauer: das absolute Zeitmaß Galileis und Newtons, wohlverstanden als Differenz zweier Markierungen auf der Zeitachse, die Anfang und Ende eines Ereignisses zugeordnet werden). Jetzt ist plötzlich der Kobold “Eigenzeit” aufgetreten, dem es obliegt, mit der Annäherung v→ c laut Forme t’ zu Null schrumpfen zu lassen oder ihr für v ≠ 0 räumliche Qualitäten zu verleihen. Da 0 < v/c < 1 kontinuierliche Werte anehmen darf, gibt es auch beliebig viele Eigenzeiten.*)

*) Georg Galeczky/ Peter Marquardt: Requiem für die Spezielle Relativität. Frankfurt am Main 1997, S. 63-64.

Wenn Du die bereits mehrmals zitierten Grundgedanken Einsteins gelesen hast und danach ihre Umsetzung in den Gedankenexperimenten wie etwa dem mit den vor und hinter einem fahrenden Zug einschlagenden Blitzen, und dann die SRT noch immer als Theorie bejahst - ja dann... Na ja, ich kenne Deinen Glauben schon lange.

Was aber den Durchschnittsbürger misstrauisch machen muss, ist die Tatsache, dass das Gebilde RT von Menschen, die in der Regel über einen Universitätsabschluss verfügen, weitgehend kritiklos akzeptiert wird...Mit solchen Experten hat die Wissenschaft keine Zukunft.