@pluss pluss schrieb:So @nocheinPoet, erkläre mal wie es physikalisch möglich sein soll meiner Kugel, wenn sie auf der y-Achse schon 0,6c aufweist, zusätzlich 0,9c auf der x-Achse erreichen soll? Das ist physikalisch unmöglich, vielleicht nicht in deiner Welt, in der Realen aber schon.
Wundert mich ja nun, das der Erklärbar
@ComCitCat hier nicht mal eben einen Elefanten für Dich aus dem Hut zaubert und Dich aus dem Nebel führt. Aber ich will Dir da gerne mal helfen. Offensichtlich trollst Du ja nicht, sondern hast Dich wirklich richtig verlaufen, weiß nicht was für Dich besser wäre, wirst, wenn Du jemals erkennst wie es richtig ist, wohl dann doch sehr betroffen sein. Egal Kaffee hab ich, also mal los, ich beginne mal mit ein paar Beispielen und Fragen.
Du sagst ja, die Geschwindigkeit auf der y-Achse und die auf der x-Achse dürfen geometrisch addiert nicht größer oder nur gleich 1 c, eben die Lichtgeschwindigkeit sein.
Gut, dann mal als erstes gefragt, Du bist da mit Ur-Uhr unterwegs, Teilchen darin bewegt sich für Dich auf der y-Achse fröhlich mit 0,434 c und nun kommt wer an Dir mit 0,9 c auf der x-Achse vorbei, gibt in Summe nach Pythagoras 0,9992 c. Hoffe bis hier stimmst Du nun noch zu.
Gut, erste Frage, welches physikalische Gesetz verbietet denn nun Deiner Ur-Uhr nach vorne umzufallen?
Eben so, dass sich das Teilchen Deiner Uhr (ich nenne es von jetzt mal nur noch kurz Deine Uhr) sich auf der x-Achse bewegt, vor und eben zurück. Nun kannst Du (solltest Du unbedingt) die beiden Geschwindigkeiten nicht mehr geometrisch addieren, sondern direkt. Sieht dann so aus:
0,9 c + 0,434 c = 1,334 c
Offensichtlich kannst Du da dann so nicht rechnen ohne c zu überschreiten.
Klar kommt da eben die Lorentztransformation ins Spiel (kommt sie generell bei hohen Geschwindigkeiten) und beide Werte werden mit dem sich daraus ergebenen relativistischen Additionstheorem addiert. Ich vermute mal, auch das würdest Du mir noch so selber erklären, früher oder später zumindest.
Nun die zweite Frage, warum soll bei der aufrecht stehenden Uhr die Lorentztransformation nicht auch schon mitspielen, warum nicht da auch was wie das relativistische Additionstheorem verwenden, warum sollte man da einfach nur mit dem Pythagoras addieren können?
Generell werden Größen ja von einem System in ein anderes transformiert, also von S nach S', wobei hier letzteres sich mit 0,9 c gegenüber ersterem bewegt. Genauso kann man sagen, ersteres sei mit 0,9 c gegenüber dem letzteren bewegt, nur eine Frage des Standpunktes und der Definition. Größen sind zum Beispiel Längen und Geschwindigkeiten.
Also, um Größen von einem System in ein anderes zu transformieren, braucht es eine Gleichung, nennt sich Transformationsgleichung, bei geringen Geschwindigkeiten nimmt man dafür die Galilei-Transformation (GT) und bei Geschwindigkeiten nahe c eben die Lorentz-Transformation (LT).
Nun gilt für die orthogonale Geschwindigkeitskomponente in der SRT
v'⊥ = v⊥ γ
-1Stand der Physik, die SRT haben wir schon über 100 Jahre auf dem Tisch, immer wieder bestätigt, nicht ein Experiment hat sie falsifiziert. Im Rahmen ihrer Gültigkeit also eine super Sache, echt zuverlässig die alte Dame. Das bedeutet nun eben, Du kannst nicht einfach die Teilchengeschwindigkeit aus Deiner Uhr, ins andere System unverändert übernehmen. Ist einfach nicht richtig. Deine Rechnung, einfach nur die Geschwindigkeit des Teilchens von der y-Achse mit dem Pythagoras auf die Geschwindigkeit der beiden Systeme auf der x-Achse zueinander, zuaddieren ist falsch. Richtig ist es so:
v'⊥ = v⊥ γ
-1v'⊥ = 0,434 c ⋅ γ
-1Den Lorentz-Faktor (LF) Gamma haben wir hier schon ganz oft im Thread für 0,9 c berechnet, er beträgt:
γ = 2,294
Also haben wir die Gleichung:
v'⊥ = 0,434 c ⋅ 2,294
-1 = 0,1892 c
Bedeutet, im System von Alice, welche sich ja mit 0,9 an Deiner Uhr vorbeibewegt, bewegt sich das Teilchen Deiner Uhr nicht mit 0,434 c orthogonal zu ihrer Geschwindigkeit sondern nur mit 0,1892 c. Und das klappt auch perfekt, wenn sich das Teilchen Deiner Uhr selber auch mit 0,9 c bewegt, dazu die Rechnung:
v'⊥ = 0,9 c ⋅ 2,294
-1 = 0,3923 c
Nun erst hast Du die Geschwindigkeitskomponente auf der y-Achse im System S' von Alice und nun erst kannst Du den Pythagoras aus dem Hut zaubern:
v' = √(0,3923² + 0,9²) =0,9818 c
Also, Du siehst, rechnest Du richtig nach der SRT, gibt es keine Probleme, Dein Teilchen in der Uhr kann sich für Bob mit 0,9 c auf und ab bewegen und auch Alice kann mit 0,9 c an der Uhr vorbeifliegen.
So sieht es richtig von der Physik her gerechnet aus, so wurde es Dir aber nun ja hier immer und immer wieder erklärt und vorgerechnet und so hast Du es leider, ich bedauere das echt, bisher einfach nicht begreifen können.
Darum mal auf einen anderen Weg. Wir haben Bob, Alice und Victor. Jeder mit eigenem System und Uhr, Labor und was man sonst so im All zum Überleben braucht.
Bob und Alice sitzen auf je einen Planeten tief im All, weit voneinander entfernt, in der Mitte gammelt gelangweilt der gute Victor und zieht sie eine fette Tüte rein. Letzteres spielt für das Beispiel keine Rolle, aber man kann es ja etwas aufpeppen. Beide Planeten ruhen zueinander, alles also ganz entspannt.
So, nun meint Bob, er fliegt mal eben zu Victor, startet eine Rakete und beschleunigt auf 0,9 c. Viktor misst genau diese Geschwindigkeit von Bob. Alice hat dieselbe Idee und startet auch eine Rakete und fliegt ebenfalls mit 0,9 auf Viktor zu, er misst auch diese Geschwindigkeit für Alice. Also nähern sich Bob und Alice von Viktor aus gemessen echt mit 0,9 c + 0,9 c = 1,8 c einander an. Gibt das Probleme mit der SRT? Nein gibt es nicht. Denn für Viktor bewegt sich in seinem System nichts mit v > c. Spannend ist erst die Frage, welche Geschwindigkeit misst Bob für die Rakete von Alice und andersherum.
Lassen wir mal außen vor. Wollte das einfach so schon mal beschrieben haben. So zum Einziehen ins Hirn.
Nun hat der gute Viktor echt ja Langeweile gehabt und bekifft bekommt der die eine oder andere lustige Idee, er hat sich eine Ur-Uhr gebaut, das Teilchen bewegt sich darin echt mit 0,9 c.
Frage an Dich, kann er das, gibt es da ein physikalisches Gesetz, dass Viktor untersagen würde sich so eine Uhr zu bauen?
Eben, gibt es nicht, also hat er sich die gebaut. Und nun saust aufmal der gute Bob mit 0,9 c an Viktor mit seiner Uhr vorbei. Ganz sicher wird sich das nicht auf die Geschwindigkeit des Teilchens auswirken, welche Viktor
in seinem System misst.
Nun kommt das von mir hochgeschätzte Relativitätsprinzip ins Spiel, im
System von Bob ist Viktor mit seiner Uhr bewegt, auf der x-Achse, die Uhr von Viktor bewegt sich echt mit 0,9 c im System von Bob auf der x-Achse.
Ja, die Uhr darf das wirklich, physikalisch kein Problem.
Und so hat eben nun auch das Teilchen in der Uhr eine Geschwindigkeit von 0,9 c auf der x-Achse
im System von Bob.
Echt jetzt. Die Frage aller Fragen ist nun aber, das Teilchen bewegt sich ja doch aber auch noch für Viktor mit 0,9 c
in seinem System auf der y-Achse, würde man diese Geschwindigkeit einfach so ins System von Bob übertragen und dann mit dem Pythagoras addieren, würde man auf 1,278 c kommen, heißt, das Teilchen selber müsste sich im System von Bob schneller als das Licht bewegen, was ja nicht geht.
Hier ist also der Widerspruch, Du selber hast ja schon erkannt, da passt was nicht, schneller als c darf sich das Teilchen der Uhr in keinem System bewegen. Nur ist der Weg, den Du für die Lösung hältst leider falsch. Natürlich kann man nicht nun einfach dem guten Bob verbieten sich mit 0,9 c an der Uhr von Viktor vorbei zu bewegen, nur weil der da das Teilchen schon mit 0,9 c auf der y-Achse misst, in seinem System sei hier explizit betont.
Der "Trick" ist hier, Viktor misst die Geschwindigkeit ja mit einer Uhr, die in seinem System ruht. Jeder misst Zeit immer mit einer Uhr, die zu ihm ruht, in seinem System also die SI-Sekunde richtig misst und anzeigt. Im System von Bob gehen aber alle Uhren von Viktor (die zu ihm und in seinen System ruhen) dilatiert, alles, wirkliche alle physikalischen Prozesse im System von Viktor gehen für Bob langsamer, wenn Bob diese betrachtet.
Und darum muss man die Geschwindigkeit von 0,9 c auf der y-Achse, welche Viktor für das Teilchen seiner Uhr nun misst, eben nicht einfach so direkt ins System von Bob übernehmen, das ist einfach falsch. Für Bob bewegt sich alles im System von Viktor langsamer.
Er muss darum auch diese Geschwindigkeit entsprechend der SRT mit der LT in sein System transformieren. Und das geht eben so:
γ = 2,294
v'⊥ = 0,9 c ⋅ 2,294
-1 = 0,3923 c
v' = √(0,3923² + 0,9²) =0,9818 c
Zeigt, im Rahmen der SRT gibt es da gar keine Probleme, das Teilchen kann sich mit 0,9 c auf der y-Achse im System von Viktor bewegen und Bob kann auch mit 0,9 c an der Uhr von Viktor auf der x-Achse vorbeifliegen.
Dein Problem, Dein Fehler (ist ja neben nun mal wirklich so) ist, dass Du die Geschwindigkeit, welche hier im Beispiel nun Viktor
in seinem System für das Teilchen auf der y-Achse mist, also die 0,9 c, einfach unverändert ins System von Bob übernehmen willst und behauptest, das Teilchen muss sich aber auch genauso schnell für Bob auf dessen y-Achse auf und ab bewegen, weil ... ist eben so. Ja, so ist die Annahme, die Gewohnheit, so wäre es im Rahmen der GT, so wäre es eben klassisch nach Newton. Das Universum verhält sich aber eben nun mal nicht so. Warum auch immer, es ist wirklich einen anderen Weg gegangen.
Bedeutet eben, auf Grund der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, eben weil diese in jedem System immer c beträgt, ergibt sich die Zeitdilatation, und die betrifft wirklich jede Uhr, alles was sich bewegt, die Zeit vergeht echt wirklich langsamer, in einem zu einem selber bewegten System.
Bob sieht wie sich das Teilchen in der Uhr von Viktor wirklich langsamer auf und ab bewegt. Auch Viktor bewegt sich für Bob langsamer und das liegt nicht daran, dass Viktor nun voll "stoned" ist.
Also, noch mal wiederholt, Dein Problem ist im Grunde das Relativitätsprinzip, beginne einfach mal mit Viktor, der benebelt vom THC nun einfach mal Deine Uhr zimmert. Und er baut sie eben so, dass sich das Teilchen darin
für Viktor auf der y-Achse mit 0,9 c bewegt.
Ganz sicher gibt es kein physikalisches Gesetz, welches Viktor davon abhalten kann und ihm dieses verbietet.
Und nun denke weiter, nun schaue Dir den guten Bob an, er steigt in seine Rakete und beschleunigt auf 0,9 c. Auch er darf das, natürlich gibt es auch kein physikalisches Gesetz, welche Bob nun sagt, hey, lass das, darfst Du nicht, denn das Teilchen in Viktors Uhr bewegt sich für den ja schon mit 0,9 c auf der y-Achse und wenn Du nun Bob auch noch mit 0,9 c seitlich, also auf der x-Achse an der Uhr von Viktor vorbeifliegt, dann würde sich das Teilchen ja für Dich mit 1,278 c bewegen (wenn man die beiden Geschwindigkeiten einfach geometrisch mit dem Pythagoras addiert) und das darf einfach so nicht sein.
Das wäre doch auch echt schon wo recht schräg.
Und darum ist es eben in der Natur anders, beide dürfen machen was sie wollen, Viktor baut seine Uhr, das Teilchen darf sich da für Viktor in seinem System gemessen auch mit 0,9 c auf der y-Achse auf und ab bewegen.
Und auch Bob darf in seine Rakete steigen und mit 0,9 c an Viktor und seiner Uhr vorbeifliegen.
Und wenn er wissen will, wie schnell sich denn nun das Teilchen von Viktors Uhr sich in seinem System auf seiner y-Achse auf und ab bewegt, dann muss er diese Geschwindigkeit eben gemäß der SRT in sein eigenes System mit der LT transformieren.
Und dann stellt er eben fest:
γ = 2,294
v'⊥ = 0,9 c ⋅ 2,294
-1 = 0,3923 c
Das Teilchen bewegt sich in seinem System eben nicht mit 0,9 c auf der y-Achse, so wie im System von Viktor, nein es ist viel langsamer, es bewegt sich eben nur mit 0,3923 c auf und ab.
Und diese Geschwindigkeit kann er dann auch mit dem Pythagoras auf die 0,9 c addieren, mit der sich die Uhr ja auf der x-Achse bewegt:
v' = √(0,3923² + 0,9²) =0,9818 c
Und alles passt wieder, das Teilchen bewegt sich auch um System von Bob nicht schneller als das Licht.
Für Viktor bewegt es sich eben mit 0,9 c in dessen System auf der y-Achse und für Bob bewegt sich das Teilchen eben nur mit 0,3923 c auf dessen y-Achse.
Mal sehen ob Du es nun verstehen kannst. Viel mehr fällt mir da einfach echt nicht mehr ein. Eventuell zaubert da dann doch noch
@ComCitCat den Versteh-Elefanten aus dem Hut.
Abschließen sei noch gesagt, ich weiß, Du empfindest so viel Sympathie für mich, wie Pirat Jason für Weltraumherpes, dennoch meine ich es wirklich gut mit Dir. Darum sei noch gesagt, Deine Minkowski-Diagramme selber, so von den Achsen sind echt nett anzusehen, wollte schon fragen, mit welchem Programm Du die erstellst hast. Sind als Diagramm selber richtig, so von den Achsen, aber es passt leider nicht hier für Deine Uhr.
Denn das Teilchen bewegt sich ja auf der y-Achse und nicht auf der y-Achse auf und ab und eben darum kam ja der gute
@mojorisin dann mit den 3d-Diagrammen "angehupft".
Mir ist auch wirklich klar, dass Du da viel Zeit investierst hast, und offenbar wirklich fest von Deiner Sichtweise überzeugt bist, leider ist die aber dennoch richtig falsch. Und bedenke, auch wir haben hier viel Zeit investiert, mit dem Ziel, dass Du die Dinge richtig verstehen kannst, nicht um Dich zu demütigen.
Also, denke an all die Zeit, würdige sie, versuche aufrichtig die Dinge richtig zu verstehen, erkenne zumindest doch endlich mal, da passt was bei Deiner Sichtweise nicht. Du musst zuerst erkennen, da ist was falsch, und dann kannst Du, hoffe ich, auch begreifen, was falsch ist und wie es richtig ist.