ZEITDILATATION

Bei der Zeitdilatation handelt es sich um ein Phänomen der Relativitätstheorie1 .

Dabei geht man davon aus, dass zu einem ruhenden Beobachter gleichförmig bewegte Uhren langsamer gehen als seine eigene Uhr. Um dieses Verhalten in mathematische Form zu bringen, hat man sich eine sogenannte Lichtuhr vorgestellt und aus diesem Gedankenexperiment den Relativitätsfaktor 

γ = (1 – v2/c2)-0,5

Lichtuhr:Abb  1

Abb. 1


entwickelt. Dabei bedeuten            c = Lichtgeschwindigkeit und    

                                                       v = Die Relativgeschwindigkeit zwischen  den zwei Uhrenteilen.

Sehen wir uns die Lichtuhr an:

Wir sehen links zwei Zylinder, von denen sich der obere Zylinder nicht bewegen, der darunter abgebildete Zylinder sich dagegen mit gleichbleibender Geschwindigkeit v nach rechts entfernen soll.

Beim Start des unteren Zylinders blitzt in beiden Zylindern ein Licht auf. Dieses Signal (beide) eilt nun in beiden Zylindern zum oberen Ende beider Zylinder. Um die Ankunft beider Signale vergleichen zu können, ist am oberen Ende des bewegten Zylinders ein Reflektor angebracht, welcher dieses Signal zum stehen gebliebenen Zylinder spiegelt.

Es muss betont werden, dass ein Lichtsignal  kein Leuchtkörper ist. Der „sichtbare“ Beweis: Die Sonne sendet Lichtsignale zum Mond, die erst sichtbar werden, wenn sie vom Mond reflektiert werden! Der Lichtsignalweg ist unsichtbar. Also werden in beiden Zylindern der Lichtuhr nur Signale hindurch geschickt und keine Leuchtkörper, die von jedem Ort ihrer Bahn Signale emittieren würden. Dieser Tatsache wird hier symbolisch mit abschirmenden Zylindern Rechnung getragen.

Da also bei einer Geschwindigkeit  v = c das Signal im bewegten Zylinder zum gleichen Zeitpunkt am Reflektor eintreffen wird, wie der Zylinder die Strecke l  zurückgelegt hat,2

erhält man nun:   c*t = v*t + c*T

oder:                      T/t = 1 ± v/c = γ  

wobei das +Zeichen in der obigen Gleichung  für die Annäherung von Quelle und Senke steht. Das -Zeichen gilt, wenn sich Quelle und Senke von einander entfernen. Genau genommen ist für die letztere Berechnung keine Lichtuhr als gedachte Stütze mehr notwendig. 

Im Fall von    γ = (1 – v2/c2)-0,5   (Einsteins Lösung!)  gäbe es keinen Unterschied, ob sich das Objekt nähert v = positiv (gleiche Richtung wie c) oder entfernt und v = negativ (entgegen der Lichtrichtung). Bei ±v = c  ergäbe sich stets der Wert „unendlich“, was sinnlos wäre.

Da in der Folge die Relativitätstheorie auf diesem Irrtum aufgebaut ist, aber die Relativitätstheorie durch zahllose Experimente bestätigt wurde, muss bezweifelt werden, ob bei der Durchführung dieser Experimente nicht bewusst Fehler unterdrückt wurden. Z. B. wurde die Perihelbewegung des Planeten Merkur als R.-T.-Bestätigung gefeiert, hat sich aber niemand um die längst bestätigte Kreiseltheorie gekümmert. Viele Experimente wurden in Geschwindigkeitsbereichen durchgeführt, bei denen deren Ergebnisse ohnehin nahe der Newtonschen Berechnungsmethoden liegen müssen.2

Von den unsinnigen Phantastereien bezgl. des Zwillingsparadoxons ganz zu schweigen.

Noch ein paar Bemerkungen zu der sogenannten Lichtuhr, die in fast allen diesbezüglichen Veröffentlichungen in der oben angegebenen Form (Abb.) mehr oder weniger dargestellt wird: 

1. Die Abbildung zeigt eine scheinbare Realität, wie sie in der Wirklichkeit        nicht vorkommt. In jedem dieser zwei Uhrenteile bewegt sich zeitgleich ein Lichtpuls senkrecht zur Bewegungsrichtung der Teile. Damit wären die Teile jeweils ein emittierendes Objekt. Da aber die Quelle Pulse in alle Richtungen emittiert, ist die senkrechte Richtung für die Pulse nur eine von vielen.

2. Tatsächlich muss zwischen emittierendem Objekt und dem Beobachter der Emission klar unterschieden werden.

3.  Eine Lichtemission erfolgt immer nach allen Seiten radial und geradeaus. Auch ein Blitz emittiert Licht in dieser Weise. Eine Abschirmung der Pulse, die in einer anderen Richtung als zum Beobachter gehen, ist in der hier gezeigten Situation nicht möglich.

4.  Wie stellen sich die Autoren so eine Vorrichtung vor, die garantiert zwei Lichtpulse senkrecht zur Haupt-Richtung (der Annäherung oder Flucht des Beobachters und der ihm entgegenkommenden Pulse vom Objekt) ermöglicht?

5. Es könnte auch sein, dass Lichtpulse, die in der obigen Abbildung senkrecht zur Hauptrichtung gedacht sind, nicht wie angenommen fliegen, also einen jeweils ganz anderen Winkel einnehmen. Dann wäre die Anwendung des Satzes von Pythagoras nicht möglich. Den Weg der Pulse zu beobachten, ist unmöglich.

6.  Da es einerlei ist, ob sich emittierendes Objekt oder der Beobachter bewegt, ist es für die Darstellung der Situation klarer, die letztere Annahme zu treffen. s. Abb. 2

Lichtpulse


Abb. 2

Also wenn sich der Beobachter mit Lichtgeschwindigkeit auf das Objekt zubewegt, dann kommen ihm in der gleichen Geschwindigkeit die Lichtpulse entgegen. Pulse und Beobachter legen die gleiche Weglänge in entgegen gesetzter Richtung pro Frequenz zurück, bis sie sich auf halber Distanz Objekt÷Beobachter (s. gestrichelte Linie) treffen. Der Beobachter hat demnach das Gefühl, das empfangene Licht hat die doppelte Frequenz als tatsächlich emittiert (Violettverschiebung des Lichts).

Entfernt sich dagegen der Beobachter in Lichtgeschwindigkeit vom Objekt, dann laufen die Pulse im "Gleichschritt" (s. gestr. Linien) mit dem Beobachter (Frequenz = 0). Der Beobachter sieht bestenfalls ein verglimmendes Licht (Pulse, d.h. die  Intensität des Lichts = f(r2) wird schwächer je weiter vom Objekt entfernt. Da die Beobachtung der Lichtsignale auch von ihrer Auftreffintensität abhängig ist, muss das auch einsichtig sein.

Wenn man annimmt, dass sich das emittierende Objekt dem ruhenden Beobachter nähert oder sich von ihm entfernt, muss berücksichtigt werden, dass die emittierten Pulse zum Inertialsystem "Objekt" gehören. Die Signale bewegen sich in diesem System mit Lichtgeschwindigkeit während sich das gesamte System relativ zum Beobachter bewegt.


Abb. 3

In Abbildung 3 soll noch einmal die Situation dargestellt sein: Zweckmäßig werden die beiden Lichtquellen A und B als stationär angenommen, während sich der Beobachter B am Beginn (Start) genau in der Mitte zwischen den beiden Quellen befinden soll. Beim Start bewegt sich der Beobachter in Lichtgeschwindigkeit c nach rechts und nähert sich der Quelle C. Zur gleichen Zeit (Start) blitzen Lichtsignale in c von dort (C) auch in Richtung des Beobachters. Er (B) beobachtet zunächst bei Start:

 1.)       fA fC =  vB

 Nun kann man sehen, dass der von links emittierte Blitz (1) hinter dem Beobachter B (schwarzer Pfeil) her eilt, ohne ihn erreichen zu können.      D.h.      fA1 = 0   und   λA1∞        (Quelle A wird unsichtbar)

  2.)    Gegenüber Quelle C nähert sich gleichzeitig der Beobachter B mit Lichtgeschwindigkeit. Beobachter und Lichtsignale kommen sich entgegen. und treffen sich auf halber Entfernung. D.h. 

    fC1 = 2 * fC   und   λC1 = 0,5 * λC   (Quelle C erscheint violett verschoben)


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1    s. Wikipedia u. a. Veröffentlichungen

2   diese Website: Zur Relativitätstheorie, Abb. 5


 

f    aktualisiert am: 21.03.2016  copyright: G. Dinglinger. 41564 Kaarst; Mail: gdinglinger@gmx.de