Widerlegt sich die Relativitätstheorie nicht selbst?

Celladoor schrieb: dass Einstein da seine Finger im Spiel hat? :D

Celladoor schrieb:Weil sonst Einstein seine Finger im Spiel hätte? :D

Pfffft - jetzt wirds schon mehr als Lächerlich - mach nur weiter so :) :) :)

Am Besten wäre es, Du ersparst Dir jetzt die Blamage, auf einem Gespenst herum zu reiten, aber mach was Du willst, ich werde mich nicht auf so sinnentleerte Grundsatzdiskussionen einlassen - vor allem weil Du offensichtlich:

Celladoor schrieb:Es ist wie gesagt kein Problem die Uhren jeden Tag um die Abweichungen zu korrigieren, welche die RT vorhersagt. Aber selbst nach einem Tag, wären die Abweichungen schon beträchtlich. Also wäre eine Korrektur jeden halben Tag besser, oder? Oder jede Stunde?

Noch immer nicht verstehst, dass man gar keine Korrektur in diesem Sinne braucht weil die Uhren verstimmt sind - andere Korrekturen schon, aber Du scheinst das nicht zu verstehen.

Also nochmal und diesmal endgültig ein leb wohl von mir - mach was draus oder zerleg Dich jetzt selber weiter :)

WangZeDong schrieb:Noch immer nicht verstehst, dass man gar keine Korrektur in diesem Sinne braucht weil die Uhren verstimmt sind

Inwiefern sind die Uhren verstimmt?

@felixmerk

felixmerk schrieb:nach meiner Meinung ist die SRT eher eine fixe Idee von Albert Einstein gewesen die er dann später durch die ART noch etwas nachgebessert hat

Eine Idee die sehr gut die Wirklichkeit beschreibt.

@WangZeDong

WangZeDong schrieb:Für uns mag das die bestmögliche Schlussfolgerung sein, aber es wird wohl alles nicht der Weisheit letzter Schluss sein. Ich denke auch, dass die Theorien von Einstein immer diese Spezialfälle bleiben werden,

DAs wäre ja auch schlimm, da wir ja wie schon besprochen die ART und auch die SRT, die ja nur ein Spezialfall der ART ist, keine ALlgemeingültigkeit besitzen. Allerdings macht die SRT weniger Probleme als die ART. Die SRT konnte bereits sehr gut auch in die Quantentheorien miteingebaut werden (siehe Dirac-Gleichung) und hat sich auch da bisher bestätigt. Die QED, eine relativistische Quantentheorie, ist die bisher am genauesten, experimentell überprüfte, Theorie.

Eine allgemeingültige Theorie gibt es bisher jedoch nicht.

WangZeDong schrieb:Achso, DU findest es also "kompliziert" die Uhren miss zu stimmen und "einfach" sie jeden Tag zu "stimmen"

Naja man muss natürlich ersteinmal schauen warum den die Uhren "frequenzgetürkt" werden. Dazu muss man wissen das wir auf der Erde ein Bezugssytem bilden und der Satellit in einem eigenen Bezugssystem sitzt. Nun ergibt sich aus der ART das Uhren die näher an einem Gravitationspotential sitzen langsamer gehen.

Jetzt kurz zum GPS: Wie wir wissen befinden wir uns in einer 4-D Raumzeit, d.h. um einen genauen Ort zu bestimmen (wie beim Ausmachen eines Treffpunkt zu einer bestimmten Zeit) benötigt man 4 Koordinanten: x,y,z und die Zeit t. Das Problem das sich jetzt ergibt ist das man zur Bestimmung von x,y,z die Signallaufzeiten von den Satelliten misst. Um den Ort zu bestimmen misst man also die Signallaufzeiten von drei Satelliten zum GPS Gerät. Die Signallaufzeiten kann man aber nur bestimmen wenn man auch einen Zeitstempel hat d.h. wann ist das Signal abgesendet und wann ist es angekommen. Dazu wird nun ein vierter Satellit benötigt, der uns den richtigen Zeitstempel gibt (so in etwa) und es muss bekannt sein wo sich die Satelliten befinden.

D.h. man kann es vergleichen wie Gleichungen mit 4 Unbekannten. Die 4 Unbekannten kann man nur errechnen, wenn man 4 Gleichungen besitzt. Also pro Unbekannte eine Gleichung bzw. pro Koordinate einen Satellit. (In jedem Signal sind Zeitstempel und genau Bahndaten enthalten). Die genauen Satellitenbahnen werden von Bodenstation überwacht (und genau die Uhren von Bodensation und Satellit müssen gleich gehen).

NUn werden als Uhren Cäsium-133 Uhren eingesetzt. Cäsium 133 hat einen Übergang bei einer bestimmten Frequenz. Diese Uhren sind extrem genau.
siehe: Wikipedia: Atomuhr
Wikipedia: Caesium#Verwendung

Funktionsweise:

Ein Quarzoszillator erzeugt ein elektromagnetisches Wechselfeld, dem die Atome ausgesetzt werden. Bei einer ganz bestimmten Frequenz absorbieren die Atome besonders viel Energie und strahlen diese in andere Richtungen ab. Diese Resonanz wird verwendet, um die Frequenz des Quarzoszillators mittels einer Regelschleife extrem stabil zu halten. Die Stabilität der Resonanz selbst bestimmt jetzt die Qualität des Ausgangssignals.[

bzw. die Frequenz ist der taktgeber für die Uhr.

Jetzt gehen dieselben Uhren wie auf der Erde aufgrund der ART schneller und aufgrund der SRT langsamer während erster Effekt überwiegt.

Lässt man jetzt die Uhren auf den Satelliten gleich laufen wie auf der Erde, gehen die Uhren dort schneller. D.h. der Zeitstempel wird falsch gemessen und somit dann auch die Signalllaufzeiten.
Die Signallaufzeit deshalb, weil die Uhren an den Bodenstation und auf den Satelliten nicht mehr synchron laufen und somit die Bahndaten der Sateliten falsch bewertet werden. Aufgrund von falschen Bahndaten, der Satellit steht tatsächlich woanders als seine Information im Signal, werden dann die Signallaufzeiten falsch bewertet. Und somit dann auch der Aufenthaltsort des GPS Gerätes auf der Erde.

Jetzt gibt es zwei Möglichkeiten:
1. Man stellt die Uhr auf den Satelliten immer wieder zurück
2. Da die Satelliten alle auf gleicher Höhe sind und die Uhren um einen festen Betrag zu schnell gehen, lässt man sie absichtlich etwas langsamer gehen, damit sie immer exakt die gleiche Zeit anzeigen wie die Uhren auf der Erde.

D.h. man verstellt einfach etwas die Resonanzfrequenz des Quarzoszillators. Und das ist das ganze Geheimnis. Die Resonanzfrequenz, die das Taktsignal für die Uhr ist, wird etwas heruntergesetzt und somit läuft die Uhr etwas langsamer und somit wieder gleich schnell wie die gleichen Atomuhren auf der Erde.

Im Prinzip ist das Schwingen des Pendels einer Pendeluhr der Taktgeber. Man würde jetzt einfach die Länge des Pendels etwas erhöhen damit das Pendel langsamer schwingt und die Uhren wieder exakt gleich schnell gehen. Pendeluhren sind nur etwas ungenau :)

Somit stimmen auch die Bahndaten, die Zeitstempel und auch die GPS-Positionsbestimmung. Wie man aber die Resonanz des Quarz verstimmen muss, damit die Uhren wieder gleich schnell gehen, berechnet sich aus der ART und der SRT.

Punkt 1 wäre sehr umständlich, da man häufig aktualisieren müsste und, viel wichtiger, die Genauigkeit vom GPS-Gerät, abhängen würde wann die Uhr des Satelliten zum letzten Mal neu aktualisiert wurde. Die Genauigkeit des GPS würde dann schwanken was sehr ärgerlich wäre.

http://www.einstein-online.info/vertiefung/FunkZeit
http://www.einstein-online.info/vertiefung/SatNav (Archiv-Version vom 06.04.2013)
Wikipedia: Global Positioning System

felixmerk schrieb:nach meiner Meinung ist die SRT eher eine fixe Idee von Albert Einstein gewesen die er dann später durch die ART noch etwas nachgebessert hat

Er ahnte wohl das es keine Kräfte freien Systeme gibt.

@mojorisin

mojorisin schrieb:Da die Satelliten alle auf gleicher Höhe sind und die Uhren um einen festen Betrag zu schnell gehen, lässt man sie absichtlich etwas langsamer gehen, damit sie immer exakt die gleiche Zeit anzeigen wie die Uhren auf der Erde.

Ja, genau das meinte ich mit "verstimmt" ;) Danke für Deine Ausführung.

Liebe Grüße

WangZeDong schrieb:Ja, genau das meinte ich mit "verstimmt"

Na wenn du das wirklich so gemeint hast, haben wir uns wohl gründlich missverstanden verstanden. Du hast ja geschrieben:

WangZeDong schrieb:Achso, DU findest es also "kompliziert" die Uhren miss zu stimmen und "einfach" sie jeden Tag zu "stimmen",

Das hab ich so verstanden, dass du es einfacher findest die Uhren jeden Tag zu synchronisieren als die RT direkt auf den Takt der Uhren anzuwenden. Hab wohl den Sarkasmus in deinem Post nicht erkannt.

Nichts für ungut.

@WangZeDong
Widersprueche in deinen Praemissen aufzuzeigen ist also "kein Beitrag"? Stattdessen fuehlst Du Dich persoenlich angegriffen.

Und da fragst du Dich ernsthaft wieso man da Parallelen zu Eso-argumentationsstrukturen sieht?

@zodiac68

zodiac68 schrieb: Eine Idee die sehr gut die Wirklichkeit beschreibt.

Das ist ja genau der Punkt der irgendwo nicht stimmen kann ^^

Ich habe mir hierzu mal ein paar Gedanken gemacht und eine kleine Zeichnung angefertigt um die Sache etwas deutlicher zu machen

Ausgangspunkt hierzu ist der Diskussionsverlauf - auf dieser Seite > Beitrag von WangZeDong (Seite 10)



Also: Man sieht auf der Zeichnung drei Raketen die nummeriert sind. Jede Rakete ist mit einer Licht-Pendeluhr und einer Kamera ausgestattet. Die Licht-Pendeluhr besitzt jeweils 2 große digitale Zeitanzeigen. Eine befindet sich im Cockpit und die andere an der Seitenfront der jeweiligen Rakete.

Rakete 2 und 3 sind stationär im All positioniert und halten einen Abstand von 100 Meter zueinander, in der Anordnung wie es auch auf der Zeichnung zu sehen ist.

Rakete 1 befindet sich vorerst auch in der Position, an der sie auf der Zeichnung zu erkennen ist, macht sich dann aber auf den Weg und entfernt sich ca. 80 000 000 km von dem Ausganspunkt und bringt sich dann dort in eine Startposition um von dort aus später, nachdem sie ein Startsignal erhält, genau wieder die Position zu durchkreuzen aus der sie ursprünglich gestartet ist, dann allerdings mit annähender Lichtgeschwindigkeit.

Rakete 1 befindet sich jetzt also in dieser Startposition und bekommt von Rakete 3, ein Startsignal und beschleunigt jetzt auf annähernde Lichtgeschwindigkeit. Ab dem Zeitpunkt an dem sie die Endgeschwindigkeit (nahe Lichtgeschwindigkeit) erreicht hat wird ihre Beschleunigung dann eingestellt und gleichzeitig werden alle drei Uhren der drei Raketen, mit Hilfe eines zusätzlichen Satelliten und einem dazugehörigen Steuersystem, in ihrer Zeitanzeige, synchronisiert.
Dabei ist dann letztendlich die Lichtlaufzeit und die genaue Entfernung, ab diesem Kontaktpunkt, bis zur Rakete 3, für die genaue Synchronisierung maßgeblich.



Die genaue Synchronisation der Uhren könnte man jetzt natürlich auch noch ausführlicher behandeln aber das würde im Moment wohl den Rahmen hier etwas zu weit ausdehnen.

Nachdem jetzt die Rakete 1 den zusätzlichen Steuerpunkt passiert hat und anschliessend mit nahezu Lichtgeschwindigkeit, so wie es auf der Zeichnung zu sehen ist, ihre eingezeichnete Position erreicht hat - ist es genau 12:00 vor Ort und wird dadurch auch an der Seitenfront von den jeweils ruhenden Raketen 2 und 3 angezeigt. Im gleichen Moment werden dabei auch synchron, im Kamera-Verbund, drei Bilder geschossen.

Jetzt kommt jedoch das Problem > was genau ist auf diesen drei Bildern zu sehen ?



Seitlich auf Rakete 2 wäre die Zeitangabe mit 12:00 eindeutig. Die Kamera von Rakete 2 fotografiert Rakete 1 von vorne und erfasst dabei die Zeitangabe der Uhr im Cockpit mit 11:58 das wäre auch ok weil diese Uhr ja durch die Zeitdilatation nachgehen muss.

Auf dem Bild von der Kamera 3 sollte die rechte Rakete auch 12:00 anzeigen aber wie schaut es jetzt mit der linken Rakete auf dem Bild aus, welche Uhrzeit wird dort zu erkennen sein ? > 11:58
weil die ruhende Kamera von Rakete 2 ja das Bild mit der Uhrzeit aus dem Cockpit von Rakete 1 geschossen hat.

Das bedeutet dann aber gleichzeitig auch dass die Kamera von Rakete 1 ein Bild gemacht hat auf dem 12:00 abgebildet ist, weil dort definitiv 12:00 während der Aufnahme angezeigt wurde.

Wie kann das jetzt aber sein wenn bewegte Uhren (Lichtpendeluhr) langsamer gehen ?

Wo liegt denn jetzt genau der Gedanken-Fehler ? :D ^^

@felixmerk

Ich kann das leider nicht durchrechnen, aber ich bin mir sicher, Du bekommst jetzt ein Minkowski-Diagramm präsentiert weil hier die Lichtwege auch mitzählen.

Im Beispiel mit den 3 Uhren im Orbit - eine stehend, die beiden anderen jeweils gegenläufig - gibt es keine Lichtlaufzeiten, da ist instantan gefragt :)

Liebe Grüße

@felixmerk
Zur Info, ich bin dran.
So wies aussieht krieg ich das heute nicht mehr hin. Ich hoffe mal auf Morgen.

@WangZeDong
Nein, kein Minkowski-Diagramm.
Ein einfaches Excelblatt mit einfachen Formeln.

@zodiac68

Du willst mir/uns also mit Formeln erklären, dass drei Uhren an der gleichen Stelle fotografiert jeweils eine völlig andere Zeit anzeichen, wobei die beiden bewegten Uhren dann auch noch jeweils der anderen gegenüber nachgehen.

DAS Excel-File will ich sehen :)

Liebe Grüße

@felixmerk
@WangZeDong
Sorry, muss doch passen. Kriegs nicht hin.

WangZeDong schrieb:Du willst mir/uns also mit Formeln erklären, dass drei Uhren an der gleichen Stelle fotografiert jeweils eine völlig andere Zeit anzeichen,

Nein, das hatte ich nie vor.
Ich wollte das Ganze einmal aus der Sicht von R1 und einmal aus der von R2 berechnen. Und da muss natürlich das gleiche rauskommen.

@zodiac68

dann ist ja dieses Verständnisproblem zumindest auch nicht ganz unbegründet oder ?

@felixmerk
Also bei mir war es eher ein Formelproblem. Also wann muss ich welche Gleichung benutzen, und vor allem warum - ich muss es dann ja auch begründen.


Ich denk das Problem in der Aufgabe steckt in dem

und gleichzeitig werden alle drei Uhren der drei Raketen ... synchronisiert

Ein räumlich ausgedehntes Ereignis das in einem Bezugssystem Gleichzeitig ist, ist im andern eben nicht Gleichzeitig. Aber ich hätte es lieber berechnet als es relativ lasch in Worten zu beschreiben.

..... ja genau > die Zentrale Frage ist eigentlich die, ob die Synchronisation der Uhren auch "legitim" ist

ich habe ja nicht Physik studiert und kann mich deshalb auch nicht richtig in den genauen Begriffen klar ausdrücken aber nach meiner Meinung sollte eine Synchronisation der Anzeigen aller drei Uhren zu einem frei gewählten Augenblick im dreidimensionalen Raum erlaubt sein - weil wenn es nicht erlaubt wäre ist Albert Einstein seine Aussage dass bewegte Uhren langsamer gehen vorerst eine reine Fiktion die durch nichts überprüft werden kann und wenn man letztendlich die Anzeigen synchronisiert zeigt das Ergebnis diese Gedankenmodells ja ganz deutlich das es gar keine Zeitdiletation gibt ^^

felixmerk schrieb:Ab dem Zeitpunkt an dem sie die Endgeschwindigkeit (nahe Lichtgeschwindigkeit) erreicht hat wird ihre Beschleunigung dann eingestellt und gleichzeitig werden alle drei Uhren der drei Raketen, mit Hilfe eines zusätzlichen Satelliten und einem dazugehörigen Steuersystem, in ihrer Zeitanzeige, synchronisiert.

Hier liegt doch schon mal ein Problem. Gleichzeitig aus Sicht welchen Beobachters? AUs SIcht von Rakete 1 wäre dies nie da sie sagt sie hat keine Geschwindigkeit und für sie die Zeit bei 1 sehr langsam vergeht.. Oder aus Sicht des Beobachters 2? Oder doch aus Sicht von Beobachter 3? Welche UHr sollte man bevorzugen für eine Synchronisation und wieso?

Oder nehmen wir dieses Beispiel:

Simultaneity - Albert Einstein and the Theory of Relativity

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Nehmen wir an die beiden würden vorher ausmachen, das die Uhr synchroniesiert wird sobald die beiden Blitze gleichzeitig aufleuchten. Dann sagt der im ZUg plötzlich die waren aber gar nicht gleichtzeitig.

Oder sie machen aus das sobald beide beide Blitze gesehen haben sie die Uhr synchron stellen. Wenn der Zug aber fast LG fährt dann braucht das Licht vom hinteren Teil des Zuges sehr lange bis es den Fahrgast erreicht, wohingegen es den Beobachter auf den Steig sehr schnell erreicht. (Dies ist ein Lichtlaufzeitproblem beschrieben aus Sicht des ersten Beobachters).

Das heißt man muss sehr vorsichtig sein wenn man solche Gedankenexperimente macht. Es gibt nämliche keine absolute Zeit, sondern eben nur Eigenzeiten. UNd wenn man Uhren an unterschiedlichen ORten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten synchronisieren will, scheitert das schon von vornherein.

@zodiac68

Vielleicht verstehen wir uns da ja auch falsch.

Sagen wir, der ruhende Uhrenbeobachter hat eine Art Auslöser, der ein Bild macht, wenn alle drei räumlich das Treffen erleben.

Oder machen wir es noch einfacher. Alle drei Uhren haben einen kleinen Hebel an der Aussenseite der automatisch auslöst, wenn sie sich treffen.

Da muss nichts synchronisiert werden, da macht es einfach klick wenn sie sich treffen und dann schaut man die Bilder an.

Lauf RT müssten dann die beiden bewegten jeweils die andere nachgehen sehen.

Die Uhren werden nur beim Start synchronisiert und wir gehen stillschweigend davon aus, dass sie auch alle korrekt laufen, d.h. Laufzeitfehler werden nicht berücksichtigt.

Liebe Grüße

@mojorisin

@mojorisin

mojorisin schrieb: Hier liegt doch schon mal ein Problem. Gleichzeitig aus Sicht welchen Beobachters?

aus der Sicht eines übergeordneten Beobachters der die Rakete 1 2 und 3 aus der Vogelperspektive betrachtet - und sich dabei vorstellt dass genau in dem Moment, an dem die Rakete 1 am Steuer-Satellit vorbeifliegt, alle drei Anzeigen der Uhren in den Raketen 1 2 und 3 meinetwegen auf 00:00 zurückgestellt werden, was ja auch steuerungstechnisch durchaus möglich ist

wenn Albert Einstein in seiner Vorstellung die Uhr davon fliegen sieht und dabei zu der Erkenntnis kommt - bewegte Uhren gehen langsamer - weil halt die Photonen eine längere Wegstrecke in der Lichtuhr zurücklegen müssen und deshalb die Uhr nicht so oft taktet denkt er doch auch im dreidimensionalen Raum und nicht in einem vierdimensionalen Raum