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fragen zur relativitätstheorie

fragen zur relativitätstheorie 2005-12-03 15:45
pixartist
also ich habe 2 fragen zur relativitätstheorie:
objekt a und objekt b befinden sich in einer entfernung von 1 ls (lichtsekunde)
von einer moment auf den nächsten bewegt sich objekt b mit 1/2lichtgeschwindigkeit von a weg.
nun braucht kann man sich denken, das von a aus gesehen, ein abgeschickter lichtstrahl b bei einer entfernung von 2 ls treffen wird. (nach 1 ls hat er den startpunkt von b erreicht, 1 ls weiter trifft er b). Nun da aber lichtgeschwindigkeit für jeden beobachter, also auch b, konstant ist, bewegt sich der lichtstrahl für b praktisch mit 1,5facher lichtgeschwindigkeit. (natürlcih hat er ein anderes zeitempfinden,deswegen stimmt das nicht wirklich…) aber nach dieser überlegung würde der lichtstrahl b ja schon bei 1,5 ls entfernung zu a treffen. Wie kann das denn sein? der lichtrahl kann doch nicht ein objekt an 2 punkten treffen oO
2. frage:

ich gehe davon aus, das die hawking theorie stimmt, nach der schwarze löcher irgendwann kollabieren. Des weiteren weis man ja, dass am ereignisshorizont die zeit stehen bleibt, da das licht ab hier nicht mehr entweichen kann… aber würde dass denn nicht heißen, dass alle materie, die in ein schwarzes loch fällt am ereignisshorizont "kleben bleibt" und dort solange verweilt, bis das schwarze loch kollabiert? ich dachte immer, dass die gessamte matierie eines schwarzen loches in einem unendlich kleinen punkt (oder ring bei rotation) zusammenfällt.

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-03 16:00
Wolf
Des weiteren weis man ja, dass am ereignisshorizont die zeit stehen bleibt, da das licht ab hier nicht mehr entweichen kann… aber würde dass denn nicht heißen, dass alle materie, die in ein schwarzes loch fällt am ereignisshorizont "kleben bleibt" und dort solange verweilt, bis das schwarze loch kollabiert?
Da die Zeit am Ereignishorizont stehen bleibt, erreicht die Materie den Ereignishorizont nicht.

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-03 16:33
Fred
Wie kann das denn sein?
Hat ziemlich wahrscheinlich etwas mit Zeitdilatation und Längenkontraktion zu tun. Ich denke nochmal drüber nach und poste, falls mir noch etwas sinnvolles dazu einfällt.

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-03 16:49
Fred
Vom Beobachter A aus gesehen bewegt sich B mit 0,5c von ihm fort. Daher wird A sagen, dass der Lichtstrahl nach 2 Sekunden bei b angekommen ist. Gleichzeitig weiss A aber, dass die Uhr von B langsamer läuft - er kann ausrechnen, dass der Lichtstrahl nach 1,732 Sekunden B erreicht.

Beobachter B sieht sich selbst als ruhend und A als mit 0,5 in entgegengerichter Richtung verschwindend. Der Lichtblitz kommt dennoch mit der Geschwindigkeit c bei ihm an ("Die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Bezugssystemen dieselbe"). Allerdings muss dieser wegen der Längenkontraktion eine kürzere Strecke zurücklegen, nämlich statt der 600.000 km nur noch 520.000. Dafür benötigt der Lichtstrahl auf der Uhr von B 1,732 Sekunden.

Wie man sieht gibt es also keinen Widerspruch (hoffe ich).

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-03 17:44
TriPhoenix
ich gehe davon aus, das die hawking theorie stimmt, nach der schwarze löcher irgendwann kollabieren. Des weiteren weis man ja, dass am ereignisshorizont die zeit stehen bleibt, da das licht ab hier nicht mehr entweichen kann… aber würde dass denn nicht heißen, dass alle materie, die in ein schwarzes loch fällt am ereignisshorizont "kleben bleibt" und dort solange verweilt, bis das schwarze loch kollabiert? ich dachte immer, dass die gessamte matierie eines schwarzen loches in einem unendlich kleinen punkt (oder ring bei rotation) zusammenfällt.

Das betrifft wenn ich mich recht erinnere nur den beobachter, der am Rand des schwarzen Lochs ist. Für einen Beobachter von außerhalb bewegt sich das Ding einfach ins Loch hinein. Es dürfte also theoretisch so sein, dass wenn du in ein schwarzes Loch fällst und dich die Gravitation nicht vorher zerlegt, du das Ende nie mitbekommst. Ein außenstehender Beobachter hat damit kein Problem wiederum, dein Ende zu beobachten.

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-03 17:57
Fred
Ist es nicht genau andersherum? Warum sollte für einen selber die Zeit stehen bleiben?

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-03 18:39
Wolf
Ist es nicht genau andersherum? Warum sollte für einen selber die Zeit stehen bleiben?
Für denjenigen, der sich dem Ereignishorizont nähert, dehnt sich die Zeit. Also dauert ein gleichbleibendes Zeitintervall eines Außenstehenden in seiner Sicht immer länger.
Er wird in seiner Empfindung also immer langsamer, obwohl er von aussen betrachtet einfach hineingesogen wird und sich zum Ereignishorizont hin unendlich verdichtet, das in einer positiv beschleunigten Bewegung.
Doch erreicht er den Ereignishorizont nie. Der Ereignishorizont ist unerreichbar.

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-03 19:23
Anatoly Karpov
Da hier ja schon schön diskutiert wird, muss ich einfach mal eine kleine Buchempfehlung (is' ja bald Weihnachten) los werden. Gerade wenn es um Schwarze Löcher, Ereignishorizonte, Relativitätstheorie und Zeit-Raum-Beziehungen geht, finde ich dieses hier als Einführung sehr schön, alleine schon von der tollen Bebilderung her. Ebenfalls wird die "Ereignishorizont-Geschichte" die hier gerade besprochen wird, erläutert. Also, falls noch Platz auf dem Wunschzettel ist:

Das Universum in der Nussschale
von Stephen W. Hawking
http://www.amazon.de/exec/obidos/ASIN/3423340894/qid=1133720563/sr=8-1/ref=sr_8_xs_ap_i1_xgl/028-6270825-2573309

Viel Spaß bei der weiteren Diskussion noch!

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-03 20:21
Azrael
Ist es nicht genau andersherum? Warum sollte für einen selber die Zeit stehen bleiben?
Für denjenigen, der sich dem Ereignishorizont nähert, dehnt sich die Zeit. Also dauert ein gleichbleibendes Zeitintervall eines Außenstehenden in seiner Sicht immer länger.
Er wird in seiner Empfindung also immer langsamer, obwohl er von aussen betrachtet einfach hineingesogen wird und sich zum Ereignishorizont hin unendlich verdichtet, das in einer positiv beschleunigten Bewegung.
Doch erreicht er den Ereignishorizont nie. Der Ereignishorizont ist unerreichbar.

Was ist für euch der Ereignishorizont? Meint ihr damit den "Schwarzschild-Radius" oder den Punkt der "Singularität" im innern des schwarzen Lochs?

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-03 21:11
Tomek
Was ist für euch der Ereignishorizont? Meint ihr damit den "Schwarzschild-Radius" oder den Punkt der "Singularität" im innern des schwarzen Lochs?
Nach dem was ich denke müsste das die Entfernung vom Zentrum aus sein, von der aus eingefangenes Licht sich nicht mehr vom schwarzen Loch entfernen kann, da die Anziehung zu stark ist. In diesem Falle werden bestimmte Lichtstrahlen auf null abgebremst…stelle ich mir vor. Also wird auch die Zeit eventuell so stark gedehnt, dass sie quasi stehenbleibt…

Nun da aber lichtgeschwindigkeit für jeden beobachter, also auch b, konstant ist, bewegt sich der lichtstrahl für b praktisch mit 1,5facher lichtgeschwindigkeit. (natürlcih hat er ein anderes zeitempfinden,deswegen stimmt das nicht wirklich…) aber nach dieser überlegung würde der lichtstrahl b ja schon bei 1,5 ls entfernung zu a treffen. Wie kann das denn sein? der lichtrahl kann doch nicht ein objekt an 2 punkten treffen oO
Ich nehme mal an, dass das mit den 1,5facher Lichtgeschwindigkeit stimmt…
Ist das nicht gerade so, dass die Theorie besagt, dass für Objekte, die sich schneller bewegen, die Zeit langsamer vergeht. Also vergeht für b die Zeit so langsam, dass während bei a 2 Sekunden vergenen bei b scheinbar nur 1,5 Sekunden vergehen. Der Lichtstrahl trifft das Objekt b am selben Ort, aber zu unterschiedlich wahrgenommenen Zeiten.

Tomek

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-03 21:15
Fred
Ich nehme mal an, dass das mit den 1,5facher Lichtgeschwindigkeit stimmt…
Also das ist doch nun definitiv Quatsch. Das Licht bewegt sich immer mit der gleichen Geschwindigkeit. 1,5fache Lichtgeschwindigkeit gibt es höchstens bei Star Trek, und selbst da ist es nicht wirklich Überlichtgeschwindigkeit sondern nur eine extreme Krümmung der Raumzeit oder sowas in der Art.

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-03 21:33
Tomek
Ich nehme mal an, dass das mit den 1,5facher Lichtgeschwindigkeit stimmt…
Also das ist doch nun definitiv Quatsch. Das Licht bewegt sich immer mit der gleichen Geschwindigkeit. 1,5fache Lichtgeschwindigkeit gibt es höchstens bei Star Trek, und selbst da ist es nicht wirklich Überlichtgeschwindigkeit sondern nur eine extreme Krümmung der Raumzeit oder sowas in der Art.
nein, ich meine, dass pixartist meint, dass es b so vorkommt, al müsste das Licht schneller sein, was nur daher rührt, das bs Zeit verzehrt wird und daher b alles andere schneller als normal *vorkommt*, aber nicht wirklich ist. Und dieses soll b 1,5 mal schneller vorkommen, als es in Wirklichkeit wäre.

Tomek

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-03 23:48
MoKrates
Ich nehme mal an, dass das mit den 1,5facher Lichtgeschwindigkeit stimmt…
Also das ist doch nun definitiv Quatsch. Das Licht bewegt sich immer mit der gleichen Geschwindigkeit. 1,5fache Lichtgeschwindigkeit gibt es höchstens bei Star Trek, und selbst da ist es nicht wirklich Überlichtgeschwindigkeit sondern nur eine extreme Krümmung der Raumzeit oder sowas in der Art.

pss, nicht so schnell. Dein Argument klingt wie das von einem, der sagt, dass er in der Schule gelernt hat, dass es nur 100% gibt, wenn man meint, der Aktienkurs von X sei um 500% gestiegen. ;)

Mo

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-04 00:48
Wolf
Was ist für euch der Ereignishorizont? Meint ihr damit den "Schwarzschild-Radius" oder den Punkt der "Singularität" im innern des schwarzen Lochs?
Moment - fallen die nicht aufeinander bei schwarzen Löchern?

Ich meine unter der Annahme - weiss nicht mehr, wie ich darauf komme - mit dem Begriff "Ereignishorizont" natürlich den Schwarzschild-Radius.

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-04 01:23
pixartist
Ich nehme mal an, dass das mit den 1,5facher Lichtgeschwindigkeit stimmt…
Also das ist doch nun definitiv Quatsch. Das Licht bewegt sich immer mit der gleichen Geschwindigkeit. 1,5fache Lichtgeschwindigkeit gibt es höchstens bei Star Trek, und selbst da ist es nicht wirklich Überlichtgeschwindigkeit sondern nur eine extreme Krümmung der Raumzeit oder sowas in der Art.

pss, nicht so schnell. Dein Argument klingt wie das von einem, der sagt, dass er in der Schule gelernt hat, dass es nur 100% gibt, wenn man meint, der Aktienkurs von X sei um 500% gestiegen. ;)

Mo
nein ich meine, wenn sich b in a hineinversetzt, dann scheint sich das licht ja mit 1,5 facher lichtgeschwindigkeit zu bewegen, denn für b bewegt sich das licht mit lichtgeschwindigkeit, und er enfernt sich mit halber Lg von a….

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-04 01:41
Fred
Du kannst aber nicht "einfach so" Geschwindigkeiten addieren!

u = (u' + v) / (1 + (u'v / c²)) = (c + v) / (1 + (c*v / c²)) = (c + v) / (1 + v/c) = (c + v) / ((c + v) / c) = c

Lichtgeschwindigkeit plus irgendeine andere Geschwindigkeit bleibt also Lichtgeschwindigkeit.

Re: fragen zur relativitätstheorie 2005-12-08 21:41
Anonymer User
hi pixartist,
Du machst einen typischen fehler, den laien gern machen, wenn es um die relativitätstheorie geht (kein anwurf ich bin dipl.-phys., habe also gut lachen). Du postulierst einen absoluten beobachter - den gibt es aber nicht.

also ich habe 2 fragen zur relativitätstheorie:
objekt a und objekt b befinden sich in einer entfernung von 1 ls (lichtsekunde)
von einer moment auf den nächsten bewegt sich objekt b mit 1/2lichtgeschwindigkeit von a weg.
dann ist die distanz aber nicht mehr eine ls die ist so nicht mehr das was für den einen eine ls ist ist das für den anderen nicht mehr. das ist das problem mit deinem "hinein versetzen". das fängt schon bei Deinem hinein versetzen an:

zwei ruhende objekte a und b abstand eine ls jetzt haut jemand bei b auf den button wahnsinnige geschwidigkeit (1/2 c) dann beträgt die distanz ab nach wie vor eine ls, aber die distanz ba ist plötzlich ~1.1547 ls. so einfach geht das also nicht.

nun braucht kann man sich denken, das von a aus gesehen, ein abgeschickter lichtstrahl b bei einer entfernung von 2 ls treffen wird. (nach 1 ls hat er den startpunkt von b erreicht, 1 ls weiter trifft er b). Nun da aber lichtgeschwindigkeit für jeden beobachter, also auch b, konstant ist, bewegt sich der lichtstrahl für b praktisch mit 1,5 facher lichtgeschwindigkeit.
nein, Du mußt schon, siehe vorredner, die Lorentz-transformation benutzen Galilei ist nicht erlaubt.

(natürlcih hat er ein anderes zeitempfinden,deswegen stimmt das nicht wirklich…) aber nach dieser überlegung würde der lichtstrahl b ja schon bei 1,5 ls entfernung zu a treffen.
mit der zeit hattest du es schon fast, auch der raum haut so nicht mehr hin. aber dann schmeißt Du alles wieder um. :-(

2. frage:

ich gehe davon aus, das die hawking theorie stimmt, nach der schwarze löcher irgendwann kollabieren. Des weiteren weis man ja, dass am ereignisshorizont die zeit stehen bleibt, da das licht ab hier nicht mehr entweichen kann… aber würde dass denn nicht heißen, dass alle materie, die in ein schwarzes loch fällt am ereignisshorizont "kleben bleibt" und dort solange verweilt, bis das schwarze loch kollabiert?
nein, wie die vorredner völlig korrekt anmerkten, kann ein aussen stehender beobachter keine signale vom ereignis horizont empfangen, so daß er nichts im loch verschwinden sieht (signal: objekt ist weg). das objekt selber geht in seinem bezugssystem aber sehr wohl in endlicher zeit durch den ereignishorizont, nur halt ncht in dem des bobachters.

das ist übrigens eines der argumente für die endliche bisherige existenz des universums. wenn man unterstellt das es schwarze löcher gibt und schon immer gab, müßten wir sie leuchten sehen, wäre das universum unendlich alt, tun wir aber nicht.

wenn Du ein buch zur SRT suchst kann ich Dir "Ruder und Ruder, 'Die Spezielle Relativitätstheorie'" epfehlen, "Feynman,'Lectures on Physics'" ist auch nicht schlecht, speziell was die erklärung der "parallel transporter" angeht, den mußt Du dann aber englisch nehmen, die übersetzung ist gruselig.

steht auch beides in der präsenz bibliothek der physik in der jungius straße.

zur ART kann ich Dir nichts epfehlen, und die vorlesung von Fredenhagen dieses semester ist selbst den meisten theoretikern zu theoretisch, aber google mal nach dem script von Mack "Allgemeine Relativitäts- und Eichtheorie" das ist gut.


ich hoffe das hilft ein wenig,
thies (RAL).


noch was, die energie ist in der relativitätstheorie nicht mehr erhalten, die erhaltungsgröße ist wirkung. das ist aber auch offensichtlich, wenn Du Dir das noether-theorem, anguckst - die notwendige bedingung für energieerhaltung hat einstein weggeworfen.