Raumverkürzung nahe an der Lichtgeschwindigkeit

Hallo!

Wenn man sich der Lichtgeschwindigkeit nähert, so heisst es verkürzt sich auch der Raum vor einem Raumschiff.
Ist es dann so, dass Sterne näher erscheinen? Dann könnte man ein kleines Teleskop auf fast LG bringen, und hätte um Längengrade stärkere Bilder.
Oder ist das totaler Unsinn?

Ich denke Deine Idee beruht auf der leider falschen Annahme, dass der Raum sich tatsächlich verkürzt/verlängert, wenn sich etwas mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, was nicht korrekt ist.

Nach der speziellen Relativitätstheorie ist der Raum ( bzw. die Raumzeit ) keine statische Bühne auf der sich die Naturgesetze abspielen, sondern ein Physikalisches Objekt selbst, das mit anderen Objekten wechselwirken kann.

Der Raum selbst wird nur durch große Massen gekrümmt. Lichtgeschwindigkeit spielt in erster Linie keine Rolle dabei. ABER: Durch die Tatsache, das der Raum relativ ist, also von der Position bzw. Geschwindigkeit eines Beobachters abhängt, kann der Eindruck entstehen, eine Bewegung mit Lichtgeschwindigkeit krümme den Raum.

Wenn sich also ein Raumschiff oder ein Teleskop mit nahezu LG durch den Raum bewegt, wird nicht der Raum selbst gekrümmt, sondern nur die Wahrnehmung des Raumes aus Sicht des Raumschiffes ( oder Teleskopes ). Denn für uns stehende Menschen würde der Raum immer noch gleich aussehen. Nun mag man argumentieren das aus Sicht des Teleskopes der Raum auf eine Weise gekrümmt wird, welche eine Art Linseneffekt induziert, der vielleicht sogar noch den vergrößernden Effekt des Teleksopes verstärken mag, ich denke aber das das Bild, welches wir erhalten würden auf so erhebliche Weise verzerrt bzw. entstellt wäre, das das gesamte Konzept keinen praktischen Nutzen hätte.

Mal abgesehen davon, das das ganze Technisch unmöglich ist ;)


Ideen / Anregungen? Ich selbst kämpfe immer noch um eine plastische Vorstellung der Raumkrümmung etc. bin also auch auf Antworten gespannt ^_^

@schnuffiwuff

Raumkrümmung und Lorentzkontraktion sind nicht das Gleiche. Die Raumkrümmung als Effekt der ART wird durch Masse verursacht, und wirkt in alle Richtungen, während die relativistische Lorentzkontraktion ein Effekt der SRT ist, und nur in Bewegungsrichtung auftritt.

schnuffiwuff schrieb:Ich denke Deine Idee beruht auf der leider falschen Annahme, dass der Raum sich tatsächlich verkürzt/verlängert, wenn sich etwas mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, was nicht korrekt ist.

Ich habe die SRT so verstanden, dass sich der Abstand in Bewegungsrichtung für den bewegten Beobachter tatsächlich verkürzt, was auch mit dem Myonen-Experiment überprüft werden kann.

@Peter0167
Oh, danke! Da hab ich etwas durcheinandergebracht.
Ich war der Meinung das lediglich die Lebensdauer der Myonen verlängert werden kann.

Also könnte man tatsächlich "bessere" Bilder bekommen, wenn ich ein Teleskop vorher in Blickrichtung mit Lichtgeschwindigkeit beschleunige?

Also meienr Meinung nach muss man die Zeit hier mit ins Spiel bringen.
Wenn du dich nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegst vergeht die Zeit außerhalb, von dir aus gesehn (ganz wichtig), immer schneller, das heißt du kannst mehr Raum in weitaus kürzerer Zeit durchqueren.
Hierdurch entsteht dann die scheinbare Krümmung, soweit ich es verstanden habe.

Erreichst du schließlich Lichtgeschwindigkeit (was nicht möglich ist), dann bist du quasi "instantan" ganz ganz weit weg...also theoretisch "am Ende" des Universums, oder halt n paar Mrd. Lichtjahre weiter, ABER (ganz wichtig) in der Zwischenzeit sind ebenfalls n paar Mrd. Jahre vergangen...nur halt für dich nicht.

Das ist der Kern der speziellen Relativitätstheorie...ganz kurz zusammen gefasst, große Geschwindigkeiten -> kürzere Zeit, also so merk ich es mir immer. Is evt. n wenig zu einfach, oder den Kern sollte es treffen.

Denke auch nicht das die Bilder dann bei nem Teleskop dann besser werden...ich denke es wäre in der Tat sehr verzerrt!

Peter0167 schrieb:Ich habe die SRT so verstanden, dass sich der Abstand in Bewegungsrichtung für den bewegten Beobachter tatsächlich verkürzt, was auch mit dem Myonen-Experiment überprüft werden kann.

Für den bewegten Beobachter entsteht nur der Eindruck.
Ursache dafür ist die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in allen Inertialsystemen:

http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Rel/Einstein/Laengenkontraktion/index.html

schnuffiwuff schrieb:Also könnte man tatsächlich "bessere" Bilder bekommen, wenn ich ein Teleskop vorher in Blickrichtung mit Lichtgeschwindigkeit beschleunige?

Kann ich auch nicht sagen. Wir sind jedoch so weit davon entfernt, dies in die Tat umzusetzen, dass es sich wohl nicht lohnt, drüber nachzudenken.

Peter0167 schrieb:...dass es sich wohl nicht lohnt, drüber nachzudenken

Ich widerspreche! Nachdenken lohnt immer ;)

pluss schrieb:Für den bewegten Beobachter entsteht nur der Eindruck.

Das ist halt das Problem mit der Relativität, wirklich Verlass ist nur auf die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, alles andere ist relativ.

Was meinst du mit "Eindruck"? Für mich klingt das wie "Täuschung", ist es aber nicht. Für jeden Beobachter ist "seine" Länge bzw. Entfernung real, obwohl sie unterschiedlich Werte haben können. Hier gibt es keine "richtige" Länge, aus Sicht des Myons beträgt der Weg durch die Atmosphäre 600m, aus Sicht eines Beobachters auf der Erde sind es 15km.

Dazu kommt, dass das Teleskop sehe schnell arbeiten müsste.
Denn durch die Zeitdehnung würde es für uns Stunden oder Tage dauern bis das Teleskop mal Bilder macht, für die Sonde würden vielleicht nur Sekunden vergehen...
Aber ich denke nicht wirklich dass die Sterne dann näher erscheinen, ihr Licht muss in jedem Fall die echte Strecke durchfliegen..

aus sicht des Myons ist der Weg durch die Atmosphäre 600m, aus Sicht eines Beobachters auf der Erde sind es 15km.

Das liegt an der Zeitdilatation.
Sorgen würde ich mir erst machen, wenn s/t=s'/t' nicht passen sollte.

pluss schrieb:Das liegt an der Zeitdilatation.

Bedeutet das nun, die Zeitdillatation ist real, aber die Längenkontraktion ist nur ein Scheineffekt?

Wenn ich mich mit fast Lichtgeschwindigkeit auf Alpha Centauri zubewege, dann brauche ich kein Teleskop mehr denn ich bin eh in wenigen Minuten dort ;). Von daher ist eine Raumverkürzung in Bewegungsrichtung durchaus real. Des Weiteren müsste so ein Teleskop etwas anders konstruiert sein, denn aus dem entgegenkommenden Licht wird je nach Geschwindigkeit Strahlung mit höherer Wellenlänge (siehe Rotverschiebung bei Entfernung oder Blauverschiebung bei Annäherung). Man benötigt dann wie gesagt je nach Geschwindigkeit ein UV- Röntgen- oder Gammadetektor ;)

In Anbetracht dieser ganzen kuriosen Vorgänge sollte man lieber fragen ob der Raum denn überhaupt real ist?

Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in allen Bezugssystemen ist nach meiner Auffassung die zentrale Aussage der SRT.

Das bedeutet, das bei der erwähnten Reise nach Alpha Centauri die Relativgeschwindigkeit zwischen Raumschiff und Alpha Centauri nahe der LG sowohl für den Astronauten an Board, als auch für einen Beobachter auf der Erde gleich wäre ( z.B. 0,8c)

Bei 0,8c vergehen für den Astronauten an Board nur 3,2 Jahre, während für den Beobachter auf der Erde 5,4 Jahre vergehen, und der zurückgelegte Weg beträgt für den Astronauten nur ca. 60% des von der Erde gemessenen Weges.

Wir haben also sowohl eine Zeitdillatation, wie auch eine Lorentzkontrakton. Keiner dieser Effekte ist eine Folge des anderen, sondern ausschließlich der Konstanz der LG in allen Bezugssystemen geschuldet.

Ist aber auch möglich, dass ich da komplett falsch liege, in dem Fall nehme ich alles zurück, und behaupte das Gegenteil :D

@Peter0167


nein du liegst schon richtig! Aber anhand der werte sieht man auch, das der Effekt wirklich erst eintritt wenn man sehr nahe an c herankommt...ich meine 3,2 Jahre vs. 5,4 is jetzt noch nicht sooo viel weniger.
Um das Ganze auf Minuten runterzukürzen müsste man glaub ich schon mehrere "9 en" hinterm Komma haben, also 0,99999 c....

Der Weg bzw. wird dann halt nur scheinbar kürzer, eben durch diese Zeitdilatation.

Weide schrieb:In Anbetracht dieser ganzen kuriosen Vorgänge sollte man lieber fragen ob der Raum denn überhaupt real ist?

ääähm richtig! Denn auch wir bewegen uns ja mit dem Ganzen System, um das galaktische Zentrum, Sekunde für Sekunde mit einer Affengeschwindigkeit...glaube es waren ca. 240 km/s!
Das entspricht ca. 20,7 Mio km am Tag... und va. 7,5 Mrd. km im Jahr!
...und seit meiner Geburt bin ich mit der Erde ca. 283 Mrd. km weiter gezogen. :)

Man ist also nie am gleichen Ort! Folglich stellt sich die Frage, ob der Effekt der Zeitdilatation nicht auch schon hier auf der Erde natürlich vorhanden ist...eben aufgrund dieser Bewegung.

Also ob für uns die Zeit nicht einen Tick schneller vergeht als für einen still stehenden Beobachter der von draußen auf die Milchstraße guckt und sich eben nicht um das galaktische Zentrum dreht, denke aber der Effekt ist immer noch sehr gering, entspricht die Geschwindigkeit ja mal gerade 0,0008 c.
Er ist aber vorhanden.

Natürlich vergeht für uns die Zeit immer gleich....da wir uns ja in dem System befinden.

knopper schrieb:Der Weg bzw. wird dann halt nur scheinbar kürzer, eben durch diese Zeitdilatation.

Könntest du erläutern, was du mit "scheinbar" meinst?

Die Lorentzkontraktion ist mehrfach experimentell bestätigt:

Wikipedia: Lorentzkontraktion#Experimentelle Best.C3.A4tigungen

@Peter0167

naja scheinbar in dem Sinne das es für mich halt so aussieht, also wenn ich mich mit annährernd c bewege.

Die eigentliche Frage ist im Grunde nur, ob sich der Beobachter mitbewegt, oder nicht. Bewegt er sich mit, existiert die Kontraktion nicht, die ist nur direkt nachweisbar, wenn sich der Beobachter in einem anderen Bezugssystem befindet.

Ansonsten ist die Sache ganz klar in der SRT beschrieben. Pluss hat die Formel bereits in seinem Beitrag gebracht

Wikipedia: Lorentzkontraktion#Experimentelle Best.C3.A4tigungen

Er hat nur die ( 1 - ) unter der Wurzel vergessen :D

@pluss

pluss schrieb:Für den bewegten Beobachter entsteht nur der Eindruck.

hmmm...... ;)

Uuuups, falscher Link zum Beitrag von pluss. Hier ist der richtige:

Beitrag von pluss (Seite 1)