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Zeitreisen Ausflüge in Zukunft oder Vergangenheit sind theoretisch möglich...

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Alt 06.03.2008, 20:42   #1
Rotzbua
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Standard Bewegungen und Geschwindigkeiten im Universum

Hallo!

Ich hab da eine Frage in Bezug auf Geschwindigkeitsmessungen generell.
Wie kann man jemals wissen wie schnell sich zB eine Rakete im All bewegt, wenn es keinen Punkt gibt von dem man sagen kann daß der sich nicht bewegt.
Also, man kann ja nur sagen wie schnell sich die Rakete im Verhältnis zu uns oder Mond oder sonst was bewegt, aber nicht mit welcher Geschwindigkeit sie sich wirklich bewegt. Das Ganze an sich bewegt sich ja schon mit irgend einer Geschwindigkeit durchs All. Vielleicht rast ja der für uns messbare Anteil des Universums samt uns schon mit Lichtgeschwindigkeit durchs All. (oder nur mit halber)
Wenn zB in Cern ein Teilchen auf nahezu c beschleunigt wird, muß dann nicht auch die Erdrehung, Geschwindigkeit der Erde um die Sonne, Geschwindigkeit der Sonne in der Galaxie usw dazu bzw davon abgerechnet werden?
Ich versteh es einfach nicht! Wahrscheinlich hab ich mehrere grobe Denkfehler und einfach zuwenig Bildung auf dem Gebiet, aber vielleicht bekomm ich von euch eine Antwort, die auch ich kappiere.
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Alt 06.03.2008, 21:46   #2
koltien
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Eine der von Einstein entdeckten Tatsachen ist die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Nehmen wir einen Asteroiden, der durchs Sonnensystem fliegt und dabei aufgrund der Sonnenstrahlung selbst anfängt zu leuchten. Kommt er auf die Erde /oder einem Beobachter zu, müsste sich eigentlich seine Eigengeschwindigkeit und damit sein Leuchten zu dem der Lichtgeschwindigkeit dazu addieren lassen. Es kommt aber auf keinen Fall mehr als 300 000 km/sec heraus. Ein Phänomen, aber es ist eine Eigenschaft unserer realen Welt. Auch Einstein hat es sich übrigens nicht vorstellen können, dass Messergebnisse einfach nichts andereres aussagen: Nichts kann schneller sein als das Licht. Alle elektromagnetischen Wellen sind in ihrer Geschwindigkeit unabhängig von der Bewegung ihrer Quelle.
__________________
Die Anerkennung der Wirklichkeit dieser Welt ist nicht ein Akt der Erkenntnis, sondern ein Akt des Vertrauens.
(Hoimar von Ditfurth)
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Alt 06.03.2008, 22:12   #3
Rotzbua
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Was hat denn das refelektierte Sonnenlicht auf dem Asteroiden mit seiner Geschwindigkeit zu tun?
Meinst du wenn es keinen absoluten Nullpunkt gibt (etwas dass sich nicht bewegt im Raum) von dem man hinaufrechnen kann nimmt man c her und rechnet von ihr runter?

Der Asteroid scheint sich doch von uns ausgesehen mit zB 10000 km/h zu nähern, ein Beobachter ausserhalb der Galaxy aber misst eine ganz andere Geschwindigkeit. Da sich der Asteroid ja schon mit der Geschw. der Milchstrasse bewegt.
Wie schnell bewegt er sich jetzt wirklich?
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Alt 06.03.2008, 23:29   #4
koltien
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Zitat:
Zitat von Rotzbua Beitrag anzeigen
Was hat denn das refelektierte Sonnenlicht auf dem Asteroiden mit seiner Geschwindigkeit zu tun?
Meinst du wenn es keinen absoluten Nullpunkt gibt (etwas dass sich nicht bewegt im Raum) von dem man hinaufrechnen kann nimmt man c her und rechnet von ihr runter?

Der Asteroid scheint sich doch von uns ausgesehen mit zB 10000 km/h zu nähern, ein Beobachter ausserhalb der Galaxy aber misst eine ganz andere Geschwindigkeit. Da sich der Asteroid ja schon mit der Geschw. der Milchstrasse bewegt.
Wie schnell bewegt er sich jetzt wirklich?
Nimm eine große Taschenlampe, die im All auf dich zufliegt, mit bspw. 1000 km pro sec.Dann müsste sich die Eigengeschwindigkeit eigentlich mit der Lichtgeschwindigkeit addieren lassen. Nimm die Geschwindkeit Deines Beobachtungsstandortes dazu,
sagen wir mal 10 000 km/sec. Das Licht, dass dich erreicht, ist trotzdem nur 300 000 km/sec schnell, obwohl es nach einfacher Addition 311 000 km/sec sein müssten. Alles klar?

Einen absoluten Nullpunkt wirst Du im Universum nicht finden, es sei denn, Du entdeckst den genauen Ort bzw. Mittelpunkt, an dem der Urknall stattgefunden hat. (Hey, den müsste es ja eigentlich geben! Hat den noch keiner gefunden? )

Kurzum: egal, wo der Beobachter ist, gleich neben Jupiter oder in einer anderer Galaxie, wird er nichts schnelleres messen können als c. Runter- oder raufrechnen hilft da nicht weiter, weil c die Konstante ist.

Abgesehen davon müsste es auch innerhalb des Universums jede Menge Orte geben, die per definitionem im Vergleich zum Universum bewegungslos sind. Aber das ist nur theoretisch möglich, da es keine Vergleichsmöglichkeit gibt bzw. keinen Nullpunkt, von dem wir ausgehen/messen können.
Ergo sind wir in Bewegung, wo immer wir uns in diesem Universum auch aufhalten. Denn sind wir nicht in Bewegung, vergeht auch keine Zeit. Vergeht keine Zeit, können wir auch nichts beobachten . . .
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Alt 07.03.2008, 08:44   #5
Rotzbua
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OK. Das leuchtet ein mit der Lichtgeschwindigkeit. Nix ist schneller.
Also kann man nur bei Licht feststellen wie schnell es ist. Denn alles andere ändert sich mit dem Beobachtungsort von dem aus man misst, oder?. Die Lichtgeschwindigkeit ist die einzige Geschwindigkeit von der wir sagen können wie schnell es ist. Seh ich das so richtig?

PS.: Mich interessiert nicht wie schnell das Licht ist sondern mit welcher Geschwindigkeit zB der Körper durchs All rast der es abstrahlt, nicht sein Licht!
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Alt 07.03.2008, 09:47   #6
Tarlanc
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Zitat:
Zitat von Rotzbua Beitrag anzeigen
PS.: Mich interessiert nicht wie schnell das Licht ist sondern mit welcher Geschwindigkeit zB der Körper durchs All rast der es abstrahlt, nicht sein Licht!
Es gibt keine absolute Geschwindigkeit, da es keinen absoluten Referenzpunkt gibt. Man kann nur die Geschwindigkeit eines Körpers in Bezug zu einem Punkt bestimmen. Dabei kannst du die Sonne, deinen eigenen Bauchnabel, die ISS oder was auch immer als Referenzpunkt annehmen. Und in Relation zu diesem Punkt kannst du die Geschwindigkeit und Bewegunsrichtung aller anderen Dinge bestimmen.
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Alt 07.03.2008, 10:54   #7
Llewellian
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@Rotzbua:

Wie Tarlanc schon sagte. Es gibt kein universelles Bezugssystem. Oder wie Einstein sagte: Alles ist relativ.

Aber das bekommt man doch eigentlich in der 7. Klasse Physik schon beigebracht.

Wenn du über die Autobahn schüsselst, dann zeigt dir der Tacho 100 km/h relativ zum Grund an. Überhole ich dich mit 210 km/h, ist meine Geschwindigkeit relativ zu dir nur 110 km/h.

Der Sportwagen, der mir auf der anderen Spur entgegenkommt und auch 200 km/h fährt, bewegt sich relativ zu mir mit einer Geschwindigkeit von 410 km/h. Relativ zu dir ist er nur 310 km/h schnell.

Und die Erklärung für Fortgeschrittene:

Die allgemeine Relativitätstheorie ist eine Formulierung, durch die beliebige, auch beschleunigte Bezugssysteme als gleichberechtigt angesehen und ineinander transformiert werden können. Durch die Beschreibung der Gravitationswirkung als Krümmung der Raumzeit verschwindet die Gravitationsbeschleunigung; sie wird durch eine kräftefreie Bewegung entlang »krummer« Geodäten ersetzt. Insofern erweitert die allgemeine Relativitätstheorie das Konzept des Inertialsystems derart, dass klassisch nichtinertiale Bezugssysteme innerhalb eines Raumzeitbereichs als lokal inertial verstanden werden.
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Alt 07.03.2008, 13:20   #8
Rotzbua
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Alles schön und gut. Geh ich richtig in der Annahme daß sich teoretisch unsere Galaxie oder der Galaxiehaufen in dem wir uns befinden mit einer Geschwindigkeit durch den Raum bewegt die zB halbe Lichtgeschwindigkeit sein könnte?
Dann würde doch eine enorme Zeitdilatation zum übrigen sich anders bewegendem Rest auftreten. Welche Aussagen können wir dann über das Alter des Universums treffen?
Um zu meinem Cern Beispiel zurückzukommen:
Nehmen wir an das sich eben unser Planet in eine Richtung mit unbekannter Geschwindigkeit bewegt. Wenn wir jetzt das Teilchen rotieren lassen und dabei beschleunigen dann kann es doch vorkommen daß sich das Teilchen und die Erde kurzzeitig in die selbe Richtung bewegen. Müssen dann nicht die Geschwindigkeiten addiert werden? Das Teilchen ist ja kein Licht, sollte also vergleichbar mit einer Rakete oder dem Asteroiden oder einem Auto sein.
Von wo anders könnte es also den Anschein haben daß sich das Teilchen schon mit c bewegt, für uns aber nicht weil wir nur die relative Geschwindigkeit zu uns messen.
Wieder falsch?
Wie können wir versuchen etwas auf nahe c zu beschleunigen wenn wir nicht mal die Geschwindigkeit messen können von der wir glauben daß sie Null ist. Ich meine damit daß sich das Teilchen ja samt der Erde schon bewegt bevor wir anfangen zu beschleunigen.
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Alt 07.03.2008, 13:48   #9
Llewellian
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Wir können. Und wir können messen - die Effekte "relativ" zu uns. Denn das ist überhaupt der wichtigste Hauptpunkt der Relativitätstheorie:

Alle Inertialsysteme sind einander gleichwertig und können ineinander transformiert werden.

Deshalb ist es vollkommen wurscht, ob wir uns mit halber Lichtgeschwindigkeit bewegen, wenn wir ein Teilchen beschleunigen oder nicht.

Und genau das bringt ja auch die Ergebnisse, die soviele Leute entweder an ihrem Verstand oder an der Relativitätstheorie zweifeln lässt:

Lichtgeschwindigkeit ist die oberste Grenze der Geschwindigkeit. Und zwar immer gemessen vom Inertialsystem des Beobachters aus. Der einzigste Unterschied liegt in der Messung dann in der Energie des Teilchens.

Das es bei Geschwindigkeiten unterhalb von c bzw. eben nahe c wie in einem Teilchenbeschleuniger für unterschiedliche Beobachter andere Ergebnisse gibt, ist auch völlig ok. Das heisst nicht, das das Teilchen an sich völlig andere Eigenschaften hat, sondern das die Beobachtung das aufzeigt.

Das kann man auch einfach so zeigen, im echten Leben:

Ich fahre mit 200 km/h auf der Autobahn, habe einen Tennisball im Auto. Er liegt einfach so herum. Ich messe: Seine Geschwindigkeit ist 0, sein Impuls ist 0.

Du stehst am Rand der Autobahn, misst auch den Tennisball. Für dich hat er eine Geschwindigkeit von 200 km/h und einen dementsprechenden kinetischen Impuls.

Und wir haben beide exakt die gleichen Messgeräte verwendet.

Selbes würde jetzt z.b nahe c für ein Myon gelten, das ja in etwa 1 Millionstel Sekunde zerfällt. Wenn es in Ruhe ist.

Würde ich mit dem Myon mitfliegen, würde es quasi für mich "ruhig stehen". Und nach einer Millionstel Sekunde zerfallen.

Du, als Beobachter auf der Erde, würdest sehen, das das Myon wegen seiner Geschwindigkeit der Zeitdilatation unterliegt und es erst nach 1/10.000stel Sekunde zerfällt.


D.h: Welche Messung du machst, hängt einfach nur von deinem Standpunkt ab, das Teilchen verhält sich "auf sich bezogen" immer gleich, es gibt keine Verletzung oder Änderung der Naturgesetze. Das Ergebnis ist einfach nur relativ vom Inertialsystem des Beobachters abhängig.
Llewellian ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 07.03.2008, 16:25   #10
Rotzbua
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Danke einmal für die tollen Bemühungen von euch mir diese Sache mit der Relativität zu erklären. Nur mein "gesunder" Menschenverstand, an den ich bissher stark geglaubt habe, sagt mir daß das doch irgendwie nicht stimmen kann. Glaubt ihr alle felsenfest an diese Theorie? Was wäre wenn man plötzlich einen Bezugspunkt im All fände von dem man weiß daß er wirklich ruht. (Würde das schon alleine gehen?) Wäre dann die Relativitätstheorie falsch?

Zitat:
Das es bei Geschwindigkeiten unterhalb von c bzw. eben nahe c wie in einem Teilchenbeschleuniger für unterschiedliche Beobachter andere Ergebnisse gibt, ist auch völlig ok. Das heisst nicht, das das Teilchen an sich völlig andere Eigenschaften hat, sondern das die Beobachtung das aufzeigt.
Ist es dann so daß jeder Beobachter nur seine eigene Wirklichkeit sieht(misst) und ein anderer Beobachter könnte eine ganz andere Wirklichkeit sehen obwohl sie das Selbe beobachten? Dann gäbe es ja nur relative Wirklichkeiten und keine wirkliche Wirklichkeit!?
Ich seh schon, die Antwort lautet sicher ja, oder?
Ich glaub langsam kappiere ichs, doch fang ich umsomehr an an allem anderen zu zweifeln.
Desto mehr man drüber nachdenkt desto undurchsichtiger wird es, find ich.

Geändert von Rotzbua (07.03.2008 um 16:33 Uhr).
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