Einstein und die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

[Agent Scullie]

das dies grundsätzlich sein kann, also eine "Zeitreise", so denke ich, steht eigentlich außer Frage. Vielmehr glaube ich, dass dies stets eine Reise ohne Wiederkehr sein könnte, oder eventuell einer zufälligen Begegnung mit Zeitreisenden.

Im Film, "Zurück in die Zukunft" reist ein Junge (großartig von Michael J. Fox gespielt) in die Vergangenheit. Darin muss er alles daran setzen, dass seine Eltern zusammen bleiben — was zu allerlei lustigen Szenen führt — da er selbst sonst gar nicht erst geboren worden wäre.

Solche Paradoxien machen eine reale Zeitreise unmöglich.

Eine Zeitreise ja, nicht aber eine Reise in eine andere Raumzeit. Wobei ich hier betonen möchte, dass dann jeder Raum seine eigene von uns verschiedene Zeit hat, die man durchaus als parallel zu uns betrachten kann, muss es aber nicht. Doch genau genommen erfahren ja schon jene GPS-Satelliten eine entsprechende Zeitreise die um 3,5*10^-10 Sekunden /pro Sekunde länger verläuft. Etwa nach 90 Jahren wäre der Satellit um eine Sekunde relativ jünger als alle Gegenstände auf der Erde, nach 7.700.000 Jahren wären es "bereits" 1 Tag Unterschied

Das ist jedoch keine Reise in eine andere Raumzeit, sondern eine Reise, die voll und ganz in unserer gewöhnlichen Raumzeit stattfindet. Du hast eine raumartige Hyperfläche, auf der die Uhr des Satelliten und eine Uhr auf der Erde die gleiche Zeit anzeigen, und eine zweite raumartige Hyperfläche, auf der die Uhr auf der Erde anzeigt, dass 90 Jahre vergangen sind, die Uhr im Satelliten dagegen, dass 90 Jahre minus eine Sekunden vergangen sind, und eine dritte raumartigen Hyperfläche (nahe bei der zweiten), auf der die Uhr auf der Erde anzeigt, dass 90 Jahre plus 1 Sekunden vergangen sind, die Uhr im Satelliten dagegen, dass 90 Jahre vergangen sind. Der Satellit ist also wie du korrekt bemerkst, 1 Sekunde in die Zukunft gereits, indem er in 90 Jahren seiner Eigenzeit auf eine raumartige Hyperfläche gereist ist, in der 90 Jahre plus 1 Sekunde vergangen sind.

Solche Zeitreisen in die Zukunft führen auch nicht zu Zeitreiseparadoxa, das würden nur Zeitreisen in die Vergangenheit tun. Für die gibt es tatsächlich die theoretische Lösung, dass sie gar nicht tatsächlich in die Vergangenheit führen, sondern in ein Parallel-Universum, also eine andere Raumzeitmannigfaltigkeit, d.h. ein eigener Stapel raumartiger Hyperflächen, völlig losgelöst von den Hyperflächen unserer Raumzeit. Änderungen an der vermeintlichen Vergangenheit würden sich dann nur in dieser anderen Raumzeit auswirken, nicht in unserer.

Wenn ich diese "Spielereien weiter ausführe und auf die Hubblewerte übertrage, wonach wir feststellen, dass sich die am weitesten von uns entfernten Objekte mit nahezu Lichtgeschwindigkeit relativ von uns weg bewegen sollen. So haben wir hier eine Zeitdilatation

Diese falsche Behauptung kannst du noch so oft wiederholen, sie wird dadurch trotzdem nicht richtig. Die FLRW-Metrik führt darauf, dass Fluchtbewegungen ferner Galaxien, die durch die Expansion des Universums bedingt sind, keine Zeitdilatationseffekte zur Folge haben, anders als Eigenbewegungen. Darauf basiert ja gerade die saloppe Sprechweise, die Expansion des Universums sei eine Expansion des Raumes selbst: weil sich nicht die Galaxien bewegen, sondern der Raum zwischen ihnen expandiert, treten keine speziell-relativistischen Effekte auf.

[seeadler]

dass Fluchtbewegungen ferner Galaxien, die durch die Expansion des Universums bedingt sind, keine Zeitdilatationseffekte zur Folge haben, anders als Eigenbewegungen. Darauf basiert ja gerade die saloppe Sprechweise, die Expansion des Universums sei eine Expansion des Raumes selbst: weil sich nicht die Galaxien bewegen, sondern der Raum zwischen ihnen expandiert, treten keine speziell-relativistischen Effekte auf.

Geht es dabei nun um eine wirkliche und somit absolute Bewegung, oder um eine relative Bewegung. Denn wenn sich der raum zwischen mir und einem Objekt in 13,7 Milliarden Lichtjahren fast um den Wert von c ausgedehnt hat, dann spielt es doch eigentlich keine Rolle, ob sich die darin eingebetteten Objekte zwangsläufig mitbewegt oder eben selbst bewegt haben. der Effekt ist doch letzten Endes der gleiche!?

Wie wir ja aus dem Hubblewert wissen, expandiert umgerechnet jeder Raummeter um 2,3*10^-18 m/s somit werden insgesamt in 13,7 Mrd Lichtjahren die Lichtgeschwindigkeit erreicht. In Bezug zu uns bewegt sich also jedes Objekt in diesem Abstand mit nahezu Lichtgeschwindigkeit von uns fort.

Jenes Phänomen erkenne ich auch in ähnlicher Weise in einer Autoschlange auf der Autobahn, wenn sie zuvor zum Stehen gekommen ist, und dann wieder beginnt, sich in Bewegung zu setzen. Auch wenn sich die Autos relativ zueinander mit fast gleicher Geschwindigkeit fortbewegen, wird der vorderste Wagen in Beziehung zum letzten Wagen am schnellsten sein

[seeadler]

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Vielleicht meinst du ja folgendes:

die 4-dim Raumzeit lässt sich in einen Stapel 3-dim. raumartiger Hyperflächen zerlegen. Jede dieser Hyperflächen ist ein 3-dim. Raum und entspricht einer Momentaufnahme des Universums. Auf jeder Hyperfläche haben Erde und Mond einen räumlichen Abstand von etwa 1 Lichtsekunde. Wenn man nun ein Lichtsignal betrachtet, das auf einer Hyperfläche Σ1 von der Erde in Richtung Mond startet, dann rückt dieses Signal von Hyperfläche zu Hyperfläche immer ein Stück weiter in Richtung Mond und erreicht den Mond schließlich auf einer Hyperfläche Σ2, die 1 Sekunde später ist als Σ1. Die beiden Hyperfläche Σ1 und Σ2 liegen also 1 Sekunden auseinander.

Es geht zwar vom Prinzip her in diese Richtung... trotzdem meine ich es ein wenig anders. Einfach nur eine weitere Dimension hinzufügen, und dann kommen wir zu dem Punkt.

Du hast es schon sehr gut und anschaulich erklärt, doch bei einer weiteren Dimension kann ich schon nach meinen Überlegungen jenen Satz anbringen:

seeadler hat geschrieben:
So gesehen kann es an ein und der selben relativen Stelle im Kosmos unendlich viele ineinander geschachtelter sich berührender Universen geben, die den gleichen relativen Raum einnehmen
Die Raumzeit besteht aus ganz vielen raumartigen Hyperflächen, und jeder Ort im Universum ist auf jeder dieser Hyperflächen vorhanden, existiert also auf ganz vielen Hyperflächen - jedoch sind alle diese Hyperfläche ein- und dasselbe Universum, nur zu unterschiedlichen Zeiten. Es gibt also nur ein Universum, nicht unendlich viele.

Das mit den unterschiedlichen Zeiten sehe ich auch so, darum sprach ich ja

seeadler hat geschrieben:
und damit zugleich auch durch die Zeit reisen, also auch durch die vierte Dimension, die wiederum ihre eigene Entwicklung aufweist, die trotzdem lediglich phasenverschoben zu unserer erscheint.....
Da ist nirgendwo etwas "phasenverschoben".

Ich denke dabei auch an jenen damaligen Beitrag meinerseits, "Dynamische relativistische Masse", was ist das? als Resümee des vorangehenden Beitrages und als Antwort auf eine ähnliche Argumentation seitens Plutos.

Auf die Idee kam ich jedoch gerade durch den Aspekt der Zeitdilatation, und wie sie unter anderem in Wikipedia dargestellt wird, wo die Beschleunigungs- und Abbremsphase mit eingebaut wird, als, so nach meiner Erkenntnis einem sehr wichtigen Faktor, der zu beachten ist, wenn man in die "Normalzeit" zurückkehren möchte (Denke deshalb auch nochmals an Pluto, der mich damals darauf hinwies). Denn auch dies ist eine "Reise" durch entsprechende "Hyperflächen", wie du es ausdrückst, unter anderem hier zu lesen : Ursache dieser Nachalterung ist wiederum die Relativität der Gleichzeitigkeit. Während der Beschleunigung wechselt der fliegende Zwilling gewissermaßen ständig in neue Inertialsysteme. In jedem dieser Inertialsysteme ergibt sich jedoch für den Zeitpunkt, der gleichzeitig auf der Erde herrscht, ein anderer Wert und zwar derart, dass der fliegende Zwilling auf eine Nachalterung des irdischen schließt. Je weiter sich die Zwillinge voneinander entfernt haben, umso größer ist dieser Effekt. (Δτ = Δv * x' / c² mit x'=x γ "ursprüngliche" Entfernung im unbeschleunigten System). auch mit dem entsprechenden Diagramm daneben.

Denn während man sich auf einer bestimmten Hyperfläche befindet, also in einem relativ angehobenen Zustand, dann gilt hierfür die Zeit t´ * 1/ [√ 1- (v/c)²], und "unten" ja die Normalzeit t.

Nach meiner Vorstellung durchquert man dabei jene Hyperfläche, der eigentlich zunächst nur eine Schale ist. Doch dadurch, dass du dich mit deinem "Inertialsystem" darin befindest bekommt jene Hyperfläche nach meiner Vorstellung seine Eigendynamik und wird zu einem "Hyperraum. Denn du nimmst ja nicht nur dich selbst da mit hinein in den Hyperraum, sondern das gesamte mit dir verbundene Universum, welches Teil deines persönlichen Inertialsystems ist.
Je nachdem, wie lange du dich in jener Stufe aufhältst, in jenem Hyperraum, so wird sich alles um dich herum, und somit auch das Universum, welches du dabei wahrnimmst, ebenso weiter entwickeln, wie du dich selbst auch. Dein Inertialsystem ist immer das gegenwärtige Universum, welches du mit auf die Reise nimmst, weil es zu DIR gehört und du das Zentrum jenes Universums bist. Dein Inertialsystem endet nicht an der Außenwand eines Raumschiffes sondern beinhaltet stets das gesamte Universum, ohne diesem du überhaupt nicht existieren würdest. Wenn du also dich selbst in Bewegung setzt, egal wie klein oder groß deine Bewegung ausfällt, bewegt sich auch dein persönliches Universum mit dir. Und dieses entwickelt sich in dem Moment weiter, wo du dich mit einer gleichförmigen höheren Geschwindigkeit durch den Raum bewegst. Dies ist schon beim simplen Fahrradfahren und Autofahren so, genauso wie im Zug, einem Flugzeug oder einer Rakete usw.... Wenn du also mit 262.000 km/s durch den Raum eilst, und du nach 1 Jahr zurückkehrst zur Erde, wo du deine Geschwindigkeit wiederum reduzieren, also abbremsen musst, hat sich auch dein persönliches Universum in gleichen Maße verändert, während auf der ursprünglichen Schale, im Ursprünglichen "ruhenden Hyperraum" die Entwicklung in einer schnelleren Geschwindigkeit abgelaufen ist. Und hier eben nicht nur die Dinge auf der Erde sondern alles, was zu diesem Hyperraum gehört, somit auch das entsprechende Universum.

Daher würde ich fast sagen wollen, im Moment des Bremsens und des Beschleunigens durcheilen wir stets eine Art "Wurmloch" durch jene Hyperschalen und kommen somit dann in ein entsprechend anderes "phasenverschobenes" Universum heraus, welches seine eigene Dynamik besitzt, die darauf aufbaut, dass du dich selbst mit 262.000 km/s durch jenen Raum bewegst und in diesem Falle aber dann ruhst.

Es sind also nicht nur 2 Jahre auf der Erde vergangen, während du durch die Hyperflächen in einen anderen Hyperraum gereist bist, sondern auch für das gesamte Universum, welches sich im ruhenden Zustand der Erde um der Erde herum befindet. Alles darin ist um 2 Jahre älter geworden, während du und dein Universum nur ein Jahr gealtert bist und ist.

[seeadler]

........................Gedanken.................

Teil 1

Ich muss, zugeben, Agent Scullie, dass mit den Hyperflächen, wie du es erklärt hast, ist ein genialer inspirierender Gedanke, der für mich auf einen Schlag eine Reihe vieler Aspekte, ebenfalls auch von mir in ein entsprechend brauchbares Licht erscheinen lassen kann (vorausgesetzt, man sieht dies ebenfalls so, wie ich)

Einer der wichtigen Aspekte ist ja auch die Längenkontraktion nach Lorentz, je mehr man sich der Lichtgeschwindigkeit nähert. Grundsätzlich - so meine persönliche Erkenntnis und Definition - tritt diese bei jeder beliebigen Geschwindigkeit auf, also auch in dem Bereich von <<< c. Jeder Spaziergänger, jeder Radfahrer, jeder Autofahrer, jeder Zugreisende, jeder Flugzeugreisende, jeder mit der Rakete oder gar mit einem Raumschiff "erzeugt" eine derartige Längenkontraktion des Wertes l * [√ 1- (v/c)²] oder auch anders ausgedrückt l * √ [(c² - v²) / c²]. Es ist der Wert von v, der hier mit diesem Faktor von Haus aus gekoppelt werden muss. Man kann nicht einfach jenen Faktor nach belieben einsetzen, nur weil man meint, er hätte bei niedrigen Geschwindigkeiten keine Relevanz. Denn dies ist so nicht wirklich richtig!

Jeder Mensch verursacht durch seine Bewegung eine Veränderung des Raumzeitgefüges. Und jede vor mir in Laufrichtung gemessene Entfernung reduziert sich durch den Lorentzfaktor, wenn auch offensichtlich sehr minimal.

Betrachtet man hier nun jene Hyperflächen, die Agent Scullie anspricht, so sind die im Ruhezustand relativ eben, so als würde man einen Stapel Papier übereinander legen, und es verändert sich nichts an dieser Fläche. In dem Moment aber, wo ich laufe mich in Richtung jenes Stapels bewege, und allein durch meine Bewegung eine Verformung hervorrufe, so verhält sich jene "Hyperfläche" genauso wie im Sinne der Gravitation durch die Kraft der Gravitation wird der Raum, genauer wie Agent Scullie meint,die Raumzeit, entsprechend gekrümmt.
Nach hinten erscheint die Entfernung relativ gedehnt, und nach vorne entsprechend komprimiert, während sie zur Seite gehend immer mehr abflacht und im Winkel von 90° zur Laufrichtung relativ abflacht. Es ist wie jene "Gravitationsdelle", die Halman hier irgendwo als Bild platziert hatte, auch wenn Scullie darauf besteht, dass ich dieses Dellenmodell nicht anwenden sollte im Sinne der Raumzeit. Dass man dies so nicht ohne weiteres kann, ist mir schon seit Carl Sagan bewusst, der dies seinerzeit bereits demonstrierte im Zuge des Grenzfalls eines Schwarzen Lochs.

Jedenfalls reduziert sich eben nicht nur die Entfernung vor mir, sondern verändert sich damit zugleich auch um den gleichen Faktor - dem Lorentzfaktor - meine Inertzeit. Das heißt, selbst meine Zeit wird hierbei um den gleichen Faktor umgekehrt verlängert, wie die Strecke selbst gekürzt wird. Im Grunde genommen verlängert jeder Mensch durch seine Bewegung, wie auch immer sie ausfällt, sein Leben - relativ, also im Bezug zum Ruhezustand.
Bewege ich mich dabei mit dem Auto so verändert sich für das gesamte Inertialsystem = Auto + Insassen jenes Zeitgefüge. Alles, auch das Auto selbst hat eine etwas "höhere" Lebenserwartung, als wenn wir zu hause sitzen oder das Auto in der Garage steht. Dies ist, weil hier - so meine Überlegung - das Inertialsystem als Ganzes beachtet werden muss, und eben nicht die einzelnen Teile darin. Ersmals habe ich diesen Aspekt hier vor ein paar Jahren angesprochen, als ich schrieb, dass das Ungeborene im Mutterleib im Grunde genommen von der Gravitation der Erde nichts mitbekommt, weil sich hier die Gravitationskraft in erster Linie auf alles verteilt, so auch auf das Fruchtwasser, in dem sich das Ungeborene aufhält. Und trotzdem wirkt hier die Gravitationskraft sowohl auf das Ungeborene, als auch auf das Fruchtwasser, wie ohnehin dem gesamten Menschen. Deshalb, wenn du im Auto sitzt, dann gilt die Längenkontraktion, hervorgerufen durch den Wagen, in dem du "kräftefrei sitzt" genauso für dich, wie für das gesamte Inertialsystem "Auto". Jedoch bezogen auf das Auto selbst gibt es innerhalb des Autos jene "Längenkontraktion" nicht, erst in dem Moment, wo du dich selbst innerhalb des Inertialsystems bewegst.

[seeadler]

.....................Gedanken...............

Teil 2

Statt jenes Stapels Papier, welches ich übereinander lege, um jene "Hyperflächen" veranschaulichen zu wollen, verwende ich vielleicht doch besser ineinander und übereinander geschachteleter "Kugelflächen", ähnlich dem Modell der Piroschka-Puppen. Das Kugelschalenmodell bringt jene "Problematik" besser zum Ausdruck, die dabei zu beachten ist, wenn sich eine Energiequelle, eine Masse, die von sich aus Energie an den Raum abgibt, in eine bestimmte Bewegungsrichtung fortbewegt. Denn in Bewegungsrichtung wird zum Beispiel die von der Energiequelle ausgehende Strahlung, gleich welcher Art entsprechend "gestaucht", also relativ verkürzt, und in der entsprechenden Gegenrichtung dafür gestreckt.
Dies ist ähnlich dem Unterschied einer Kreisbahn, wie sie Kopernikus für die Planeten noch postulierte, und die auch Bohr für seine Elektronen annahm, zu den von Kepler geforderten elliptischen Bahnen der Planeten, wo dann die Kreisbahn zu einer Besonderheit wurde, auch für die Elektronen wurden dann ebenfalls später elliptische Bahnen favorisiert, in dem Bohr-Sommerfeldschen-Atommodell.

Ich stelle mir jedenfalls jene "Hyperflächen" nach Agent Scullie wie übereinander gestapelte oder ineinander geschachtelter Kugelschalen vor :

d.h. ein eigener Stapel raumartiger Hyperflächen, völlig losgelöst von den Hyperflächen unserer Raumzeit

Und wenn ich mich innerhalb jener Hyperflächen in einer Richtung bewege, so wird sie in diese Richtung gestaucht, und in der Gegenrichtung gestreckt. Was dnan auch nach vorne gesehen zu einer Verschiebung der von mir ausgehenden Wellenlänge ins Blaue und nach hinten ins Rote mit sich bringt. Da nun die Lichtgeschwindigkeit aber nach allen Richtungen hin im Grunde genommen gewahrt bleiben muss, so eben jene feststehende Strecke von 300.000 km/s, so wird sie zusammen, also nach vorne und nach hinten 600.000 km betragen. Mit anderen Worten, wenn sie vorne um einen bestimmbaren Wert gestaucht wurde, muss sie nach hinten um den gleichen Faktor relativ verlängert werden.

Wenn ich also nach vorne gesehen nach Lorentz aufgrund meiner Geschwindigkeit den Stapel an Hyperflächen um jenen Wert 1 * √ [1 - (v/c)²] relativ stauche, so muss ich ihn im Gegenzug nach hinten um den Wert 1 / √ [1 - (v/c)²] strecken. Seitlich gesehen davon, wie auch nach oben oder unten bleibt dabei jener Wert von c als feste Größe erhalten.

Nach meiner erweiterten Vorstellung gehe ich allerdings davon aus, dass es sich auch hierbei nicht um einen verschoben Kreis handelt, der lediglich vom Mittelpunkt abweicht, sondern, dass wir es auch hier dann mit einer "elliptischen Konstruktion" jener ursprünglichen Kugelmodelle zu tun haben. Wobei der bewegte Körper dabei selbst das Zentrum, gleich der Sonne darstellt, um den sich jene elliptische Konstruktion ausdehnt. Und auch hier gilt, dass sich jedoch im Gegensatz zu den Keplerbahnen in einem Winkel von 90° zur Flugbahn, also nach oben und unten oder eben auch nach der Seite allgemein die ursprüngliche Entfernung nicht verändert. Nur vorne wird sie relativ gestaucht und hinten relativ gedehnt. Dies lässt sich auch durch den Gebrauch der Formel 1 / √ [1 - (v/c)²] analog zum entsprechenden pythagoräischen Satz c / √ (c²-v²) ableiten, denn hier liegt ganz offensichtlich ein rechtwinkliges Dreieck vor, dessen einer Schenkel mindestens den Wert von c ergeben muss.

Das bedeutet aber in der Konsequenz, dass weder die Kugelsymmetrie noch die elliptische Symmetrie brauchbar ist. Es sieht dann schon eher aus, wie eine Eichel, die vorne einen gestauchten Ansatz und hinten einen gedehnten Körper hat. Ich merke dabei, dass es sehr schwierig ist, dies beschreiben zu wollen. Vor allem weil ich versuche, hierbei die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit unterzubringen.

[Pluto]

Einfach nur eine weitere Dimension hinzufügen, und dann kommen wir zu dem Punkt.

Warum sollte man das tun? Warum erkennen wir sie nicht? Wie rechtfertigst du die Schöpfung einer zusätzlichen Dimension?

Und nun willst du wissen warum ich so penetrant frage...

Für mich ist es eine der kuriosesten Tatsachen der String-Theorien, dass darin mehr Dimesionen vorkommen, als die 4 die wir in Wirklichkeit erkennen.
Theoretiker erklären das damit, dass 6 von 10, bzw 7 von 11 "aufgerollt" sind. Doch welche so aufgerollt sind bestimmt nicht die Theorie, sondern der Theoretiker.
Das halte ich für einen gewaltigen Schwachpunkt dieser neuen Theorien. Irgendetwas entgeht den Theoretikern hier.

Salopp gesagt: Es stinkt nach Manipulation, und genau so scheint mir dein Vorhaben ein Trick zu sein.

[seeadler]

seeadler hat geschrieben:
Einfach nur eine weitere Dimension hinzufügen, und dann kommen wir zu dem Punkt.
Warum sollte man das tun? Warum erkennen wir sie nicht? Wie rechtfertigst du die Schöpfung einer zusätzlichen Dimension?

Hatte ich im gleichen Post weiter unten indirekt erklärt, indem ich auf Wikipedia und jener Aussage verwies: Ursache dieser Nachalterung ist wiederum die Relativität der Gleichzeitigkeit. Während der Beschleunigung wechselt der fliegende Zwilling gewissermaßen ständig in neue Inertialsysteme. In jedem dieser Inertialsysteme ergibt sich jedoch für den Zeitpunkt, der gleichzeitig auf der Erde herrscht, ein anderer Wert und zwar derart, dass der fliegende Zwilling auf eine Nachalterung des irdischen schließt. Je weiter sich die Zwillinge voneinander entfernt haben, umso größer ist dieser Effekt. (Δτ = Δv * x' / c² mit x'=x γ "ursprüngliche" Entfernung im unbeschleunigten System).

und dies deckt sich mit der Aussage von Agent Scullie :

Agent Scullie hat geschrieben:
Vielleicht meinst du ja folgendes:

die 4-dim Raumzeit lässt sich in einen Stapel 3-dim. raumartiger Hyperflächen zerlegen. Jede dieser Hyperflächen ist ein 3-dim. Raum und entspricht einer Momentaufnahme des Universums. Auf jeder Hyperfläche haben Erde und Mond einen räumlichen Abstand von etwa 1 Lichtsekunde. Wenn man nun ein Lichtsignal betrachtet, das auf einer Hyperfläche Σ1 von der Erde in Richtung Mond startet, dann rückt dieses Signal von Hyperfläche zu Hyperfläche immer ein Stück weiter in Richtung Mond und erreicht den Mond schließlich auf einer Hyperfläche Σ2, die 1 Sekunde später ist als Σ1. Die beiden Hyperfläche Σ1 und Σ2 liegen also 1 Sekunden auseinander.

Wenn du dich jetzt auf einer jener Hyperflächen befindest, dann hast du zugleich auch den dazu gehörigen Hyperraum, von dem ich sagte, dass er relativ phasenverschoben ist, auch wenn Agent Scullie das mit dem Phasenverschoben nicht so sieht. Aber gerade jener Aspekt mit der Beschleunigung und damit dem Durchqueren verschiedener Ebenen, bis eben hin zu jener Ebene auf der ich dann verweile wenn ich mit der erreichten Geschwindigkeit darin mich gleichförmig weiter bewege. Nur auf dieser Ebene und in diesem Hyperraum werde ich "jünger bleiben", als auf der Erde. Somit hast du für diese Ebene und den dazugehörigen Raum ein anderes Raumzeitgefüge, in dem zwar genauso die Lichtgeschwindigkeit erreicht werden kann, wie hier auf der Erde und innerhalb unseres damit verbundenen Raumes.... trotzdem ist es ein anderer Raum, eine andere Dimension, in der wir uns dann befinden.

Ich habe es doch auch erklärt, dass dies sogar schon im Auto vorkommt, bzw in der Bahn, im Flugzeug wie im Raumschiff selbst. Jede wie auch immer geartete Bewegung setzt zum Erreichen der Bewegung eine Beschleunigung voraus. Und im Rahmen der Beschleunigung betrittst du diesen anderen "Hyperraum", die andere Dimension. Du bist dann nicht mehr in deinem gewohnten Raum. Den betrittst du erst wieder wenn du abbremst, also auf 0 kommst.
Interessant ist dies schon deshalb, weil auch die Rotationsgeschwindigkeit auf der Erde unterschiedlich ist, und du somit auch schon dann einen anderen Raum betrittst, wenn du den Breitengrad veränderst.

[Agent Scullie]

dass Fluchtbewegungen ferner Galaxien, die durch die Expansion des Universums bedingt sind, keine Zeitdilatationseffekte zur Folge haben, anders als Eigenbewegungen. Darauf basiert ja gerade die saloppe Sprechweise, die Expansion des Universums sei eine Expansion des Raumes selbst: weil sich nicht die Galaxien bewegen, sondern der Raum zwischen ihnen expandiert, treten keine speziell-relativistischen Effekte auf.

Geht es dabei nun um eine wirkliche und somit absolute Bewegung, oder um eine relative Bewegung.

In einem gewissen Sinne kann man sagen, dass die FLRW-Metrik ein bevorzugtes Bezugssystem auszeichnet (das Ruhsystem der kosmischen Hintergrundstrahlung). Das ist allerdings kein Widerspruch zum Relativitätsprinzip, da dieses bevorzugte Bezugssystem nicht durch die Naturgesetze festgelegt wird, sondern durch die großräumige Materieverteilung, durch die die FLRW-Metrik erzeugt wird.

Denn wenn sich der raum zwischen mir und einem Objekt in 13,7 Milliarden Lichtjahren fast um den Wert von c ausgedehnt hat, dann spielt es doch eigentlich keine Rolle, ob sich die darin eingebetteten Objekte zwangsläufig mitbewegt oder eben selbst bewegt haben. der Effekt ist doch letzten Endes der gleiche!?

Nein, er ist eben nicht der gleiche. Eigenbewegungen der Galaxien führen zu Zeitdilatationseffekten und anderen speziell-relativistischen Effekten, Fluchtbewegungen durch die Expansion des Universums dagegen nicht.

Etwas ausführlicher:

Stell dir die flache Raumzeit der SRT vor. Nimm zwei Testteilchen, von denen das eine ruhe und das zweite sich mit der Geschwindigkeit v in x-Richtung bewege. Der raumzeitliche Abstand zwischen zwei Punkten auf der Weltlinie des ersten Teilchens ist ds² = (c dt)² gegeben, und entsprechend die verstreichende Eigenzeit des Teilchens zwischen beiden Punkten durch dτ = ds/c = dt. Beim zweiten Teilchen hingegen gilt

ds² = (c dt)² - dx² = (c dt)² - (v² dt)² = (c² - v²) dt²

und damit

dτ = ds/c = √(c² - v²) dt/c = √(1 - v²/c²) dt

Die Eigenzeit Ï„ ist also gegenüber der Koordinatenzeit t um den üblichen Faktor 1/γ = √(1 - v²/c²) zeitdilatatiert, als Resultat der Minkowski-Metrik der Raumzeit.

Jetzt nimm zwei Testteilchen im expandierenden Universum, das durch die FLRW-Metrik beschrieben wird. Die FLRW-Metrik lautet

ds² = (c dt)² - S(t)² (dr² / (1 - kr²) + r² dθ² + r² sin(θ)² dφ²)

Das eine Testteilchen ruhe bei r = 0, das zweite bei r = r0 > 0. Außerdem nehmen wir den Fall k = 0 an, d.h. die räumliche Geometrie sei flach. Für beide Teilchen gilt nun ds² = (c dt)² da beide Teilchen ruhen und damit dr = dθ = dφ = 0 ist. Daher gilt dÏ„ = ds/c = dt, die Eigenzeit beider Teilchen ist also nicht zeitdilatiert. Aber obwohl beide Teilchen ruhen, ist der räumliche Abstand zwischen beiden nicht konstant. Zur Zeit t ist der räumliche Abstand

L = ∫_0^r0 [S(t) / √(1 - kr²)] dr = ∫_0^r0 S(t) dr = S(t) r0

Dabei ist S(t) der sog. Skalenfaktor. Wenn das Universum expandiert, so nimmt dieser Skalenfaktor mit der Zeit zu, und damit der Abstand L zwischen beiden Teilchen. Der Abstand vergrößert sich also, ohne dass dies zu einem Zeitdilatationseffekt führt.

Anders ist das, wenn z.B. des zweite Testteilchen zusätzlich eine Eigenbewegung vom ersten Teilchen weg aufweist. Dann ist für das zweite Teilchen

ds² = (c dt)² - S(t) dr² = (c dt)² - S(t) (u dt)² = (c dt)² - (v dt)²

wobei u mit der Geschwindigkeit v der Eigenbewegung über v = S(t) u zusammenhängt. Der Abstand zwischen den beiden Testteilchen vergrößert sich also einerseits durch die kosmische Expansion und zusätzlich noch durch die Eigenbewegung des zweiten Teilchens. Zugleich gilt für die Eigenzeit des zweiten Teilchens

dτ = ds/c = √(c² - v²) dt/c = √(1 - v²/c²) dt

diese unterliegt also einem Zeitdilatationsfaktor, der sich aus der Geschwindigkeit v der Eigenbewegung ergibt.

[Agent Scullie]

Auf die Idee kam ich jedoch gerade durch den Aspekt der Zeitdilatation, und wie sie unter anderem in Wikipedia dargestellt wird, wo die Beschleunigungs- und Abbremsphase mit eingebaut wird, als, so nach meiner Erkenntnis einem sehr wichtigen Faktor, der zu beachten ist, wenn man in die "Normalzeit" zurückkehren möchte (Denke deshalb auch nochmals an Pluto, der mich damals darauf hinwies). Denn auch dies ist eine "Reise" durch entsprechende "Hyperflächen", wie du es ausdrückst, unter anderem hier zu lesen : Ursache dieser Nachalterung ist wiederum die Relativität der Gleichzeitigkeit. Während der Beschleunigung wechselt der fliegende Zwilling gewissermaßen ständig in neue Inertialsysteme. In jedem dieser Inertialsysteme ergibt sich jedoch für den Zeitpunkt, der gleichzeitig auf der Erde herrscht, ein anderer Wert und zwar derart, dass der fliegende Zwilling auf eine Nachalterung des irdischen schließt. Je weiter sich die Zwillinge voneinander entfernt haben, umso größer ist dieser Effekt. (Δτ = Δv * x' / c² mit x'=x γ "ursprüngliche" Entfernung im unbeschleunigten System). auch mit dem entsprechenden Diagramm daneben.

In dem Diagramm

https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Zwi ... adoxon.png

sieht man das mit der Zerlegung der Raumzeit in Hyperflächen sehr schön. In unteren Teil des Diagramms sieht man vier orange Linien, die parallel zueinander sind. Das sind die raumartigen Hyperflächen, in die man die Raumzeit zerlegt, wenn man von dem Inertialsystem ausgeht, das der reisende Zwilling bei der Hinreise vom Punkt A1 zum Punkt B hat. Die vier blaue Linien im oberen Bereich des Diagramms sind dagegen die raumartigen Hyperflächen, in die man die Raumzeit zerlegt, wenn man von einem Inertialsystem ausgeht, das der reisende Zwillung auf der Rückreise von B nach A4 hat. Wie in dem Artikel korrekt betont wird, hängt damit die Relativität der Gleichzeitigkeit zusammen: jede raumartige Hyperfläche ist eine Menge von Ereignissen, die im jeweiligen Inertialsystem gleichzeitig sind, sie ist also definiert durch t = const, wobei t die Koordinatenzeit des jeweiligen Inertialsystems ist. Wenn man also ausgehend von einem Inertialsystem S, das gegenüber einem zweiten Inertialsystem S' bewegt ist, die Raumzeit in raumartige Hyperflächen zerlegt, so sind die resultierenden Hyperflächen gegenüber denen, in die man die Raumzeit zerlegt, wenn man von dem anderen System S' ausgeht, gekippt, so wie die orangen Linien in dem Diagramm gegenüber den blauen Linien gekippt sind.

Denn während man sich auf einer bestimmten Hyperfläche befindet, also in einem relativ angehobenen Zustand, dann gilt hierfür die Zeit t´ * 1/ [√ 1- (v/c)²], und "unten" ja die Normalzeit t.

Wenn du von einer Hyperfläche ausgehst, die aus einer Zerlegung der Raumzeit resultiert, die unter Zugrundelegung des Inertialsystem S' vorgenommen wurde, dann haben alle Ereignisse, die dieser Hyperfläche angehören, in dem System S' die Zeitkoordinate t', nicht t' * 1/ [√ 1- (v/c)²]. Die Ereignisse auf der vorherigen (also nächst-"unteren") Hyperfläche haben entsprechend in S' die Zeitkoordinate t' - dt'. Willst du Zeitkoordinaten t angeben, die die Ereignisse beider Hyperfläche im System S haben, das gegenüber S' mit der Geschwindigkeit v bewegt ist, so musst du berücksichtigen, dass die wegen der Relativität der Gleichzeitigkeit alle unterschiedlich sind.

Nimm im obigen Diagramm zwei der in orange dargestellten Hyperflächen, und stell dir vor, die Abfolge der dazu gekippten blau dargestellten Hyperfläche sei nach unten hin fortgesetzt. Dann schneidet jede orange Hyperfläche ganz viele blauen Hyperflächen, entsprechend haben die Punkte auf jeder orangen Hyperfläche (= Hyperfläche, die aus einer Zerlegung der Raumzeit stammt, der das System S' zugrundelag) ganz viele unterschiedliche Zeitkoordinaten im System S (blaue Hyperflächen).

Nach meiner Vorstellung durchquert man dabei jene Hyperfläche, der eigentlich zunächst nur eine Schale ist. Doch dadurch, dass du dich mit deinem "Inertialsystem" darin befindest bekommt jene Hyperfläche nach meiner Vorstellung seine Eigendynamik und wird zu einem "Hyperraum.

Nein, die Hyperflächen bekommen keine Eigendynamik. Jede Dynamik besteht immer nur darin, dass ein Objekt eine Abfolge von Hyperflächen durchläuft. Im obigen Diagramm durchläuft die Weltlinie des reisenden Zwillings die orange und blauen Linien (Hyperflächen). Diese orangen und blauen Linien bekommen dadurch keine Eigendynamik.

Je nachdem, wie lange du dich in jener Stufe aufhältst, in jenem Hyperraum, so wird sich alles um dich herum, und somit auch das Universum, welches du dabei wahrnimmst, ebenso weiter entwickeln

In jeder raumartigen Hyperfläche hält sich ein Objekt immer nur unendlich kurz auf, die Hyperfläche entspricht ja eben nur einem unendlich kurzen Augenblick. Im obigen Diagramm schneidet die Weltlinie des reisenden Zwillings jede orange oder blaue Linie immer nur in einem einzigen Punkt, es gibt keinen endlich langen Abschnitt der Weltlinie des Zwillings, der in einer der orangen oder blauen Linie verlaufen würde.

Daher würde ich fast sagen wollen, im Moment des Bremsens und des Beschleunigens durcheilen wir stets eine Art "Wurmloch" durch jene Hyperschalen

Das obige Diagramm beschreibt eine flache Raumzeit, wie sie in der SRT angenommen wird. Da gibt es nirgendwo Wurmlöcher. Wurmlöcher würden eine Krümmung der Raumzeit erfordern.

und kommen somit dann in ein entsprechend anderes "phasenverschobenes" Universum heraus, welches seine eigene Dynamik besitzt

Im obigen Diagramm ist nirgendwo ein phasenverschobenes Universum. Da ist nur ein einziges Universum, an dem nichts phasenverschoben ist.

Es sind also nicht nur 2 Jahre auf der Erde vergangen, während du durch die Hyperflächen in einen anderen Hyperraum gereist bist

Der reisende Zwilling ist zwar durch Hyperflächen gereist (orange und blaue im Diagramm), aber nicht in irgendeinen Hyperraum.

sondern auch für das gesamte Universum, welches sich im ruhenden Zustand der Erde um der Erde herum befindet. Alles darin ist um 2 Jahre älter geworden, während du und dein Universum nur ein Jahr gealtert bist und ist.

Der reisende Zwilling ist nur um ein Jahr gealtert, weil auf seiner Weltlinie nur ein Jahr Eigenzeit verstrichen ist. Der reisende Zwilling hat aber kein eigenes Universum, das ebenfalls nur im ein Jahr gealtert wäre. Um zwei Jahre gealtert ist auch erstmal nur die Erde, nicht das gesamte Universum. Für das gesamte Aussage kann gar keine eindeutige Aussage getroffen werden, da nicht alle Objekte des Universums den Punkt A4 durchlaufen.

Um Aussage darüber zu machen, wie stark ferne Objekte im Universum gealtert sind, muss man die Raumzeit in Hyperflächen zerlegen, und dazu gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, nämlich so viele wie es Inertialsysteme gibt. Wählt man z.B. das Ruhsystem der Erde, kommen im obigen Diagramm waagerechte Linien als raumartige Hyperflächen heraus. Wenn man nach denen geht, altert das Universum zwischen derjenigen Hyperfläche, auf der der Punkt A1 liegt, und der, auf der A4 liegt, um zwei Jahre. Wählt man dagegen die orangen oder blauen Hyperflächen, so altert das Universum nur um ein Jahr.

[Agent Scullie]

Einer der wichtigen Aspekte ist ja auch die Längenkontraktion

Die Lorentzkontraktion kann man auch sehr gut durch die Relativität der Gleichzeitigkeit, also die unterschiedliche Zerlegung der Raumzeit in raumartige Hyperflächen je nach zugrundegelegtem Bezugssystem, verstehen. Das wird z.B. hier verdeutlicht:

https://de.wikipedia.org/wiki/Minkowski ... ontraktion

Im Inertialsystem (x,t) kommt z.B. die durch die schwarze x-Achse beschriebene Hyperfläche heraus (und ganz viele dazu parallele Hyperfläche darüber und darunter), im Inertialsystem (x',t') dagegen die dazu gekippt blaue x'-Achse.

Es ist der Wert von v, der hier mit diesem Faktor von Haus aus gekoppelt werden muss.

Der Winkel, um die Hyperflächen x und x' im Minkowski-Diagramm gegeneinander verkippt sind, hängt direkt mit der Geschwindigkeit v zusammen, mit der sich die beiden Inertialsysteme relativ zueinander bewegen. ganz recht. Bei einem asymmetrischen Minkowski-Diagramm wie hier:

https://de.wikipedia.org/wiki/Minkowski ... 4tstheorie

gilt für den Winkel α zwischen der x- und der x'-Achse

tan(α) = v/c

Man kann nicht einfach jenen Faktor nach belieben einsetzen, nur weil man meint, er hätte bei niedrigen Geschwindigkeiten keine Relevanz.

Doch, das kann man, wenn die vorgegebene Genauigkeit das zulässt. Denn der Winkel α, um den die raumartigen Hyperflächen des einen Inertialsystems gegenüber denen des andere gekippt sind, wird dann sehr klein.

Betrachtet man hier nun jene Hyperflächen, die Agent Scullie anspricht, so sind die im Ruhezustand relativ eben, so als würde man einen Stapel Papier übereinander legen, und es verändert sich nichts an dieser Fläche. In dem Moment aber, wo ich laufe mich in Richtung jenes Stapels bewege, und allein durch meine Bewegung eine Verformung hervorrufe, so verhält sich jene "Hyperfläche" genauso wie im Sinne der Gravitation durch die Kraft der Gravitation wird der Raum, genauer wie Agent Scullie meint,die Raumzeit, entsprechend gekrümmt.

Nein, wird er nicht. Die raumartigen Hyperflächen, in die die Raumzeit im bewegten System (x',t') zerlegt wird, sind genauso eben wie die, die im ruhenden System (x,t) herauskommen, sind nur halt im Minkowski-Diagramm nicht waagerecht, sondern gekippt, um den Winkel α mit tan(α) = v/c.

Nach hinten erscheint die Entfernung relativ gedehnt, und nach vorne entsprechend komprimiert

Nein, Entfernungen erscheinen in beide Richtungen verkürzt, entsprechend der Lorentzkontraktion, aufgrund der Verkippung der raumartigen Hyperflächen.

während sie zur Seite gehend immer mehr abflacht und im Winkel von 90° zur Laufrichtung relativ abflacht.

Zu den Seiten hin sehen alle Entfernungen unverändert aus, da die Lorentzkontraktion nur die Bewegungsrichtung betrifft.

Es ist wie jene "Gravitationsdelle", die Halman hier irgendwo als Bild platziert hatte, auch wenn Scullie darauf besteht, dass ich dieses Dellenmodell nicht anwenden sollte im Sinne der Raumzeit.

Wären die raumartigen Hyperflächen im bewegten System tatsächlich gekrümmt, dann wäre der Raum gekrümmt, und dann wäre das Dellenmodell tatsächlich anwendbar. Die raumartigen Hyperflächen im bewegten System (x',t') sind aber eben nicht gekrümmt, sondern lediglich verkippt, ansonsten aber eben.

Jedenfalls reduziert sich eben nicht nur die Entfernung vor mir, sondern verändert sich damit zugleich auch um den gleichen Faktor - dem Lorentzfaktor - meine Inertzeit. Das heißt, selbst meine Zeit wird hierbei um den gleichen Faktor umgekehrt verlängert, wie die Strecke selbst gekürzt wird. Im Grunde genommen verlängert jeder Mensch durch seine Bewegung, wie auch immer sie ausfällt, sein Leben - relativ, also im Bezug zum Ruhezustand.

Auch die Zeitdilatation lässt sich hevorragend mit ebenen, also ungekrümmten, aber gekippten raumartigen Hyperflächen verstehen, wie hier beschrieben:

https://de.wikipedia.org/wiki/Minkowski ... dilatation

oder auch schon in diesem von dir selbst genannten Link:

https://de.wikipedia.org/wiki/Zwillings ... _Zwillinge

mit den orangen und blauen Linien (= Hyperflächen).