Christophs Blog

Hans Arandt macht auf seinem Blog immer wieder darauf aufmerksam, dass die Relativitätstheorie viele Fragen aufwirft.

Erste Frage: Ist alles relativ?

Insbesondere sei es natürlich ein Problem für unseren Hausverstand und für unser natürliches Empfinden, wenn Eigenschaften wie die Gleichzeitigkeit von Ereignissen keine absoluten Eigenschaften mehr sind, sondern relative Eigenschaften.

Was ist eine absolute Eigenschaft und was ist eine relative Eigenschaft?

Wenn sich zum Beispiel zwei Menschen beim Frühstück gegenübersitzen, dann ist die Eigenschaft, ob die Tasse rechts oder links vom Teller steht, eine relative Eigenschaft.

Denn für den einen steht die Tasse links vom Teller, für den anderen steht dieselbe Tasse rechts vom selben Teller.

Die Temperatur des Kaffees aber ist eine absolute Eigenschaft, denn beide Menschen messen dieselbe Temperatur.

In der Relativitätstheorie gibt es die Eigenzeit als absolute Eigenschaft einer Zeitdauer (das ist die Zeitdauer, die eine mitbewegte Uhr anzeigt. Alle anderen Uhren messen jedoch andere Zeitdauern für denselben Prozess und auch die Gleichzeitigkeit von Ereignissen ist keine absolute Kategorie. Zwei Ereignisse, die für den einen Beobachter gleichzeitig auftreten, tun dies für einen anderen Beobachter nicht unbedingt.

Es gibt auch die Eigenlänge eines Objektes, das ist die Länge, die der mitbewegte Beobachter mißt, aber ein anderer Beobachter mißt u.U. eine andere Länge desselben Objektes. (Dass Länge relativ sei, ist wohl die Aussage der Relativitätstheorie, die die meisten Männer vor den Kopf stößt 😉 )

Frage zwei: Widerspricht die Relativitätstheorie unserem Hausverstand

Ja.

Wenn nun Längen, Zeitdauern, Gleichzeitigkeiten usw. keine absoluten Größen mehr sind sondern vom Beobachter (also vom Bewegungszustand der Messgeräte) abhängen, dann ist das eine schwere Herausforderung an unseren Intellekt.

Sprechen wir vorläufig bitte nur über die spezielle Relativitätstheorie (mit der ich mich ein wenig beschäftigt hatte), dann muss man aber ergänzen, dass die relativistischen Effekte erst bei Geschwindigkeiten über 10% der Lichtgeschwindigkeit maßgeblich werden.

Im alltäglichen Leben haben wir mit derartigen Geschwindigkeiten nichts zu tun und es ist deswegen nicht weiter verwunderlich, dass unser natürliches Empfinden nichts mit der Relativitätstheorie anfangen kann (solche Geschwindigkeiten sind wir einfach nicht gewohnt).

Selbst Apollo 11 war „nur“ mit einer Geschwindigkeit von ca. 10 km/sec unterwegs auf ihrem Weg zum Mond, 10% der Lichtgeschwindigkeit hingegen wären 30,000 km/sec.

Die klassische, Newton’sche, Mechanik folgt aus der Relativitätstheorie als Grenzfall v << c (v sehr viel kleiner der Lichtgeschwindigkeit), und ist wie gesagt, in den allermeisten Fällen weiterhin – als Näherung – gültig.

Frage 3: Eine Sache und die Wahrnehmung einer Sache ist doch nicht dasselbe?

Darüber kann man trefflich philosophieren.

Meiner Meinung beschäftigt sich die Physik nur mit meßbaren Größen. Wenn wir vom „Beobachter“ sprechen, dann meinen wir in der Relativitätstheorie immer ein Meßgerät oder einen geschulten Beobachter mit unbestechlichen Sinnen.

Der Stab hat im Bezugssystem A die Länge A und er hat im Bezugssystem B die Länge B, da Länge eben eine relative Eigenschaft ist.

Dass es sich in beiden Bezugssystemen um DENSELBEN Stab handelt, bestreitet niemand.

Vierte Frage: Wie lange muss man fliegen, um einen Tag jünger zu werden

Die Mathematik zum sogenannten Zwillings-Paradoxon hatte ich auf folgendem Blog-Beitrag ausgearbeitet:
Einstein und die Zwillinge

Hinweis: Jener Blog-Beitrag basiert auf der SRT, eigentlich benötigt man für das Zwillings-Paradoxon die ART.

Lg
Christoph