Ich verstehe nicht, wie Zeit relativ zu verschiedenen Beobachtern sein kann, und ich denke, meine Verwirrung besteht darin, wie ich verstehe, was Zeit ist.
Mir wurde immer gesagt (und gedacht), dass Zeit im Grunde genommen ein Maß ist, mit dem wir verfolgen, wie lange es seit dem Beginn eines Objekts gedauert hat.
Wenn das überhaupt etwas zutrifft, wie kann Zeit relativ sein? Wenn ich eine Zerfallsrate von X habe und Sie dies irgendwie beobachten können (z. B. wenn Sie mich altern sehen), wie könnte ich dann anders altern als 2 Beobachter?
Wenn sich die Zeit verlangsamt Je schneller Sie gehen, bedeutet das, dass Sie langsamer altern? Oder altern Sie mit der gleichen Geschwindigkeit, nur scheint es länger zu dauern? Wenn eine Sekunde derzeit als die Dauer von 9.192.631.770 Strahlungsperioden definiert ist, die dem Übergang zwischen dem zwei Hyperfeinniveaus des Grundzustands des Cäsium-133-Atoms bei 0 K, wie kann sich das bei höheren Geschwindigkeiten ändern? temperatu Wenn die Messung gleich bleibt, sollte sie nicht gleich sein?
Eine schnellere Bewegung kann sicher nicht dazu führen, dass Zellen langsamer zerfallen oder Atome langsamer strahlen … oder?
Kann jemand auf einfachste Weise erklären, wie Zeit relativ sein kann?
Kommentare
- “ Wenn Sie sich sicher schneller bewegen, kann ‚ nicht dazu führen, dass Zellen langsamer zerfallen oder Atome langsamer strahlen … oder? “ sicher kann, genau das passiert. im Referenzrahmen der Atome würden sie immer mit der gleichen Geschwindigkeit zerfallen. Diese Geschwindigkeit wird jedoch in anderen Rahmen unterschiedlich sein.
- Verwandte: physics.stackexchange .com / q / 15371/2451
- Sie denken an die Wahrnehmungszeit, die rechnerisch ist und “ intern in Ihrem Gehirn, während sich Physiker mit der Zeit des Physikers befassen, die eine Koordinate des Raums ist. Die beiden sind nur schräg miteinander verbunden, und dies führt hier zu vielen Fragen.
Antwort
Intuition und Wahrnehmung ( oder das Fehlen von) kann ein großes Problem sein, wenn Sie versuchen, die Auswirkungen der speziellen / allgemeinen Relativitätstheorie zu verstehen. Sie müssen verstehen, dass im Alltag, der unsere Intuition antreibt, ziemlich langsam ist. Die meisten Menschen bewegen sich nicht schneller als 900 km / h oder 250 m / s. Und das ist für die meisten ein Luxus, mit einem schnellen Jet zu reisen.
Die Lichtgeschwindigkeit beträgt erstaunliche 299 792 458 m / s $. Das ist eine Million Mal schneller als alles, was wir heute haben Da die Zeit aus unserer Sicht relativ absolut (Wortspiel beabsichtigt) zu sein scheint, weil unsere Bühne ziemlich klein ist, ist die Zeit, die Licht benötigt, um sich von einem Punkt zum anderen zu verbreiten, so gering, dass dies nicht bedeutet, dass die Zeit tatsächlich unveränderlich ist.
Das Interessante ist, dass während Michelson & Morley an ihrem erstaunlichen Interferometer arbeitete, um die Geschwindigkeit der Erde in Bezug auf den „magischen Äther“ zu messen, einen Mann von der Der Name Hendrik Antoon Lorentz machte eine faszinierende Entdeckung über die Natur der Dinge, insbesondere die Natur der Elektronen. Die Bewegungsrichtungsteile des Interferometers zogen sich zusammen, als sie sich bewegten, und verhinderten so, dass Relativbewegungen oder Interferenzen erkannt wurden. Die beiden Lichter Aufgrund der Längenkontraktion in Richtung kamen immer Signale zur gleichen Zeit der Bewegung.
Michelson konnte dies nicht akzeptieren. Es widersprach seinem Lebenswerk. Lorentz tat die mathematische Grundlage als Erklärung für das Problem, aber er tat wenig, um das Ergebnis zu analysieren. Einstein kam zu denselben Gleichungen, indem er einem anderen Gedankengang folgte, diesmal unter Einbeziehung der Natur von Die Galilei-Newton-Relativitätstheorie (die ihn beunruhigte), das Problem des Lichts und alle Beweise, die darauf hinwiesen, dass die Ausbreitung durch die Raumzeit durch eine Geschwindigkeitsbegrenzung eingeschränkt ist. $ 299792458 m / s $.
Also, Einstein „nahm Die Knochen „Natur hat ihn geworfen. Die Lichtgeschwindigkeit ist für ALLE Beobachter konstant. Egal ob sie sitzen, fallen, rennen, fliegen, schlafen. Ein Lichtsignal ist zu jeder Zeit genau $ c $. Egal wie schnell Sie sich relativ zu anderen bewegen.
Wenn das wahr ist, muss sich etwas anderes verbiegen. Raum und Zeit werden miteinander verflochten, um der Natur unserer Existenz Rechnung zu tragen und Licht mit $ reisen zu lassen c $ für alle Beobachter. Aus diesen einfachen Postulaten, die die Unfähigkeit beinhalten, intertiale Referenzrahmen zu unterscheiden, geht der Tod der Gleichzeitigkeit und der absoluten Zeit hervor.
Ein einfacher Beweis beinhaltet eine sich bewegende Lichtuhr, die genau vorbeigeht Zeit $ t $ in seiner Auf-Ab-Reise. Wenn es sich mit jemandem, einem zweiten Beobachter, zu bewegen beginnt, werden Sie am Boden bemerken, dass sich sein Weg relativ zu Ihnen verlängert. Daher erhöht sich die Zeit, die benötigt wird, um auf und ab zu gehen, auf $ t_1 $.Währenddessen sieht der Mann auf der sich bewegenden Plattform das Licht perfekt synchron auf und ab, weil er sich mit ihm bewegt. Deshalb sind Sie für ihn derjenige, der mit der Zeit verlangsamt wird (das $ t_1 $) ).
Das ist eine spezielle Relativitätstheorie, aber derjenige, der wirklich einen langsameren Zerfall oder die relativistischen Effekte erfährt, ist der Mann, der beschleunigt. Also, ja, Zeit ist relativ, um die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit zu schützen
Ich hoffe, es hilft. Und geben Sie ihm Zeit. Es wurde vielfach bewiesen, und viele wissenschaftliche Arbeiten beruhen heute auf relativistischen Effekten der Zeitdilatation.
ADDENDUM:
Es ist genau die Auswirkung davon. Verfall ist der Lauf der Zeit. Die biologischen Prozesse sind die gleichen, aber wenn er sich sehr schnell bewegt (und sagen wir einheitlich), verlangsamt sich für jeden anderen Beobachter die Zeit für den Mann an Bord (Lightclock-Gedankenexperiment, nachgewiesen durch Satellitensynchronisation und Experimente mit Flugzeug- / Atomuhr) ). Auch für jeden anderen Beobachter zieht sich das Schiff zusammen. Für den Mann an Bord fühlt er nichts. Der Zeitablauf ist der gleiche und die Schiffsdimensionen sind gleich. Um die Relativitätstheorie zu schützen, sieht , dass andere zeitlich verlangsamt und zusammengezogen werden. Aber er ist derjenige, der beschleunigt hat, deshalb ist er es Erleben der Zeitdilatation.
Und somit impliziert die Zeitdilatation einen langsameren Zeitablauf für den Mann an Bord im Vergleich zu anderen stationären Beobachtern. Er fühlt sich relativ zu ihm normal Die Zeit läuft „schön“, aber wenn er zurückkommt, haben die relativistischen Effekte ihren Teil dazu beigetragen, basierend auf dem berühmten $ \ gamma ^ {- 1} = \ sqrt {1− (v / c) ^ 2} $wurde noch nicht direkt bewiesen, aber es wird aus verschiedenen Experimenten mit Flugzeugen und Atomuhren sowie der Notwendigkeit abgeleitet, Satelliten nach einer Weile aufgrund des Gravitationsunterschieds zu synchronisieren. Warum? Die Zeit vergeht langsamer, der Zerfall hängt von der Zeit ab, der Zerfall ist langsamer.
Der letzte und wichtigste Punkt wäre, dass die Zeit für alle auf die gleiche Weise vergeht ( Sie können keine Veränderung spüren. Aber es ist die Relativitätstheorie (im Vergleich zu jemand anderem), die es uns ermöglicht, Zeitunterschiede zu erkennen. Genauso wie Sie nicht wissen können, wie es sich anfühlt, ein Kaninchen zu sein, weil Sie es noch nie hatten Eine Chance, einer zu sein, um den Vergleich anzustellen. Ein stumpfer, aber genauer Vergleich. Genau wie Sie sich eine andere Art von Existenz nicht vorstellen können, weil Sie sich nicht mit einem anderen Universum vergleichen können (wir waren noch nie darin). Das ist der Kern der Relativitätstheorie. Alles, was wir wissen, ist relativ. So wissen wir es.
Aber die Schönheit des menschlichen Geistes und Der Triumph aller Wissenschaft liegt in der Tatsache, dass wir dies, unsere eigenen Grenzen, unsere Denkweisen betrachten können. Auf diese Weise finden wir einen Weg, sie zu überwinden oder das Beste aus ihnen herauszuholen.
Kommentare
- Das ist fantastisch und hilft sehr. Ich habe noch eine Frage. Ich stelle mir vor, ich bitte Sie, jahrelanges Lernen in 500 Zeichen zu integrieren, aber was verlangsamt den Verfall des reisenden Mannes? Dort ist gerade mein Auflegen. Ist es nur eines dieser Dinge, die ich akzeptieren sollte, die ich nie verstehen werde, oder gibt es eine einfache Antwort?
- Ich ‚ habe in einem Versuch einen Nachtrag geschrieben zu erklären, hoffe es hilft.
- Kein Problem, genießen Sie die Physik!
- Ich bin nicht sicher, Einstein, obwohl die Lichtgeschwindigkeit 299792458 m / s betrug, da dieser Wert möglicherweise Jahrzehnte später erschien .
- Das sind moderne Fakten. In der Zeit von Einstein wurde sie mit etwa 186350 Meilen pro Sekunde gemessen, etwas mehr als die genaue Messung von ‚. Die heutigen ‚ -Iterationen des MichelsonMorley-Experiments liefern millionenfach genauere Ergebnisse. Was für Einstein wichtig war, ist die Tatsache, dass alle Beweise auf die Beständigkeit des Lichts hinwiesen. Der spezifische Wert ist nicht ‚ nicht einmal wichtig, Sie könnten die Geschwindigkeit aus Gründen der Argumentation als Prozentsatz der Lichtgeschwindigkeit ausdrücken und es würde immer noch funktionieren. Aber ja, es ist ‚ nicht ganz historisch korrekt, es würde ein Buch brauchen, um das aufzuschreiben.
Antwort
Ihr „Verständnis der Zeit“ ist vollkommen in Ordnung. Was Ihnen fehlt, ist die Beziehung zwischen Raum und Zeit. Wenn Sie (ein Beobachter) sitzen (fliegen) da und schauen nur auf Ihre Uhren – dann werden Sie keine zeitliche Ausdehnung bemerken.
Relativistische Effekte treten auf, wenn wir verschiedene Beobachter in verschiedenen Raumpunkten haben. Bewegen, beobachten, senden Signale usw. Und wenn diese Beobachter versuchen, ein kohärentes Bild ihrer Beobachtungen zu machen, kommen sie zu dem Schluss, dass man sein lokales „Zeitverständnis“ nicht auf das „Zeitverständnis“ für den gesamten Raum ausweiten kann.
Tatsächlich sind Raum und Zeit sehr stark miteinander verwoben, daher bevorzugen wir normalerweise die Verwendung des Begriffs Raumzeit .
Antwort
Also, hier ist der Deal. „Zeit ist relativ“ bedeutet für viele verschiedene Menschen viele verschiedene Dinge. Um einen soliden Schritt nach vorne zu machen, haben Einstein und Das Unternehmen musste im Grunde klären, was sie zu sagen versuchten.
Was sie zu sagen versuchten, sieht ungefähr so aus: „Wenn Sie einen Zug vorbeifahren sehen, werden Sie sehen, dass die Dinge leicht passieren.“ „Zeitraffer“, wenn es in einer Entfernung ist, die auf Sie zukommt, und in etwas „Zeitlupe“, wenn es sich in einer Entfernung befindet, die sich von Ihnen entfernt. Dies ist keine Überraschung. Wenn Sie hören, wie der Zug seine Hupe bläst, klingt er höher – Wenn Sie sich nähern und diesen „Doppler-Effekt“ erfolgreich korrigieren, wenn sich die Geschwindigkeit des Zuges der Lichtgeschwindigkeit nähert, werden Sie feststellen, dass tatsächlich , in Ihren Koordinaten, die tr ain und Dinge, die darin geschehen, scheinen in einheitlicher „Zeitlupe“ zu geschehen, die um den Faktor $ 1 / \ sqrt {1 – v ^ 2 / c ^ 2} $ verlangsamt wird. „
Wie Sie können Stellen Sie sich vor, dieser Effekt ist etwas schwer zu beobachten! Es kommt wirklich von der „Addition“ vieler kleiner Effekte, die auftraten, als der Zug auf diese massive Geschwindigkeit beschleunigte.
Der offensichtlichste kleine Effekt ist, dass sich das Beschleunigen in der $ x $ -Richtung ändert Ihre Geschwindigkeit um einen kleinen Betrag $ \ delta v $, Ihre Raumkoordinaten ändern sich zu $ x \ rightarrow x „= x – t ~ \ delta v $. Das heißt, eine Wand, die Sie früher für eine Konstante hielten“ 5 Fuß entfernt „(in x-Richtung) wird jetzt anfangen,“ 5 Fuß entfernt „zu sein, aber nach einer kurzen Zeit könnte es“ 4 Fuß entfernt „sein, dann“ 3 Fuß entfernt „, dann“ 2 Fuß entfernt „, und so weiter. Dies ist sehr offensichtlich und war Galileo und Newton bekannt.
Aber es gibt auch einen subtilen Effekt über die Zeit. Angenommen, Sie haben Uhren an zwei Wänden, eine ist $ x = + 5 $ Fuß entfernt und eine ist $ x = -5 $ Fuß entfernt. Dieser Effekt besagt, dass sie ein wenig nicht synchron sind, $ t \ rightarrow t „= t – x ~ \ delta v / c ^ 2 $. Das $ c ^ 2 $ ist eine riesige Zahl Das hat diese Eigenschaft der Beschleunigung historisch völlig ignorierbar gemacht. Aber wir können sie heutzutage nicht so sehr ignorieren, nicht mit Teilchen mit hoher Geschwindigkeit, die wir berechnen müssen.
Nun stellt sich heraus, dass Sie brechen müssen Abgesehen davon, was in kleinen Zeitabständen passiert, wenn Sie beschleunigen, aber wenn Sie diese kleine Änderung um ein Vielfaches addieren, heißt es, dass beide Dinge, die in Ihrem Zug passieren, im Vergleich zu Personen außerhalb des Zuges in Zeitlupe zu sein scheinen Zug, aber auch das, was außerhalb des Zuges passiert, scheint in Zeitlupe zu sein, relativ zu dem, was im Zug passiert. Es liegt also daran, dass die Zeit diese kleine Eigenschaft hat, dass wir uns über die Gleichzeitigkeit entfernter Ereignisse nicht einig sind Wir bauen schließlich eine größere Diskrepanz auf: „Wir sind uns nicht einig darüber, wie groß die Dinge sind und wie schnell ihre Uhren ticken.“ Und das Tolle daran ist: Sie sind beide richtig. Beide haben perfekt gültige Koordinaten, die die Welt perfekt beschreiben.
Tatsächlich dachten viele Zeitgenossen von Einstein, dass die neuere „Elektrodynamik“ -Wissenschaft welche Dies bedeutete, dass diese Dinge grundlegend kaputt waren. Vor Einstein wussten die Leute von diesen Problemen aufgrund eines Mannes namens Lorentz, neigten aber nicht dazu, seine Arbeit zu ernst zu nehmen. Einsteins Artikel von 1905 sagte effektiv: „Wir müssen ihn ernst nehmen.“
Ein Grund, den wir jetzt schätzen können, ist: Wir wissen jetzt, dass die Mathematik völlig selbstkonsistent ist. Niemand ist jemals anderer Meinung Die Reihenfolge der Ereignisse und niemand kann diese seltsamen „De-Synchron Clock“ -Effekte verwenden, um in der Zeit zu reisen, es sei denn, sie finden irgendwie einen Weg, sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit zu bewegen. Es gibt einen anderen Grund, warum wir glauben, dass niemand dies kann bewegen sich schneller als die Lichtgeschwindigkeit, was mit der Schlüsselfaktor dieser de-synchronisierenden Uhren zu tun hat: Sie koordinieren zusammen mit der Änderung Ihrer Raumkoordinaten, um sicherzustellen, dass Sie immer noch an dieses Licht denken, wenn Sie aufhören zu beschleunigen bewegt sich in jede Richtung mit konstanter Geschwindigkeit $ c $, auch in Ihren neuen $ (x „, t“) $ -Koordinaten. Dies bedeutet, dass wenn Sie jemanden herausfordern, einen Lichtstrahl zu rennen, dieser sich mit der Geschwindigkeit $ c / 2 $ bewegt relativ zu dir bewegt sich das Licht in ihren Koordinaten nicht mit $ c / 2 $ von ihnen weg, sondern mit einer Geschwindigkeit von $ c $ von ihnen weg „Ein echtes Zeno-Paradoxon hier, das garantiert, dass niemand jemals dem Licht entkommen kann.
Das offensichtlichste Paradoxon, das sich als keine große Sache herausstellt, ist“, wenn ich denke, dass sich die Leute im Zug langsam bewegen Bewegung, und sie sehen mich in Zeitlupe, kann ich nicht einfach einen von ihnen anrufen und wir werden sehen, wer schneller und wer langsamer ist beim Telefonat ?. Und die Antwort darauf lautet: Ja, wenn ein Telefon Informationen sofort übertragen könnte, müsste die Natur eine dieser Personen als richtig und eine als falsch festlegen.Aber natürlich müssen echte Telefone auch Energie nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit übertragen – und dies gibt die genaue Mehrdeutigkeit, die Sie benötigen, um sicherzustellen, dass beide perfekt korrekt sind und keine man kann die Vorherrschaft über den anderen beanspruchen.
Das ist also „was wir unter“ Zeit ist relativ „verstehen: Jemand auf der Straße denkt nach Korrektur der Doppler-Effekte immer noch, dass sich die Leute im Zug bewegen.“ in Zeitlupe „und damit langsamer altern als Menschen am Boden. Menschen im Zug sehen sich natürlich gut, aber nach Korrektur der Doppler-Effekte denken sie, dass sich Menschen am Boden“ in Zeitlupe „bewegen und somit langsamer altern als die Personen im Zug. Beide Gruppen haben gültige Koordinaten, und wir können nicht zwischen ihnen wählen. Wann immer Sie ein Experiment finden, das es tatsächlich zu testen scheint, wie „Nun, wir“ halten den Zug an und steigen aus und überprüfen ihr Alter „, diese Koordinaten Verschiebungen gleichen immer alles aus, so dass es kein Paradoxon gibt: normalerweise Die Person, die beschleunigt, wird „falsch“. Wenn wir also schneller in den Zug springen, sehen wir die Leute im Zug, die sich in Zeitlupe bewegen, bis sie älter zu sein scheinen als wir, und es stellt sich heraus, dass der „Zug“ war richtig“; Aber wenn der Zug langsamer wird, um das Alter der Menschen am Boden zu überprüfen, bewegen sich alle diese Menschen in Zeitraffer, bis sie älter zu sein scheinen als die Menschen im Zug, daher war der „Boden richtig“. Beides war nicht wirklich absolut richtig, aber es gibt eine konsistente Mathematik, bei der Fernuhren, die synchron zu sein schienen, plötzlich ein wenig nicht mehr synchron sind, was zu systematischen Meinungsverschiedenheiten darüber führt, wie schnell Uhren im Allgemeinen ticken.
Antwort
Ich möchte Domagoj Pandžas ausgezeichneter Antwort a ein paar Wörter hinzufügen >. Er macht folgende Aussage:
„…. Intuition und Wahrnehmung (oder das Fehlen von) können ein großes Problem sein, wenn Sie es versuchen um die Implikationen der speziellen / allgemeinen Relativitätstheorie zu verstehen … „
Ich denke, Domagojs Antwort ist ausgezeichnet, aber ich stimme dieser Aussage ein wenig nicht zu . Tatsächlich überleben fast alle unsere Intuitionen über die Zeit die spezielle Relativitätstheorie: Das ist für mich das Bemerkenswerteste von allem. Was uns die Relativitätstheorie lehrt, ist, dass es mehr als eine gültige Extrapolation aus unseren alltäglichen physischen Intuitionen gibt stimmt mit ihnen überein: Unsere Intuition ist gesund, es ist einfach so, dass die erste Vermutung einer Extrapolation daraus, nämlich der galiläischen Relativitätstheorie mit ihrer Vektoraddition von Relativgeschwindigkeiten zwischen Trägheitsrahmen, nicht korrekt ist. Dies ist die einzigartige Relativitätstheorie, die sich aus dem Relativitätsprinzip von Galileo ergeben kann – dass kein Experiment innerhalb eines Trägheitsrahmens die Bewegung des Rahmens anhand von Beobachtungen innerhalb des Rahmens allein erfassen kann – wenn wir gehen davon aus, dass alle Beobachter das gleiche Zeitintervall zwischen zwei beliebigen Ereignissen in der Raumzeit messen. Aber Occams Rasiermesser versagt manchmal, und wenn wir zur nächst einfacheren Alternative übergehen und die Annahme der absoluten Zeit lockern, dann gibt es tatsächlich andere mögliche Relativitäten, die alle mit den Grundprinzipien von Galileo und Copernicus übereinstimmen: Dies sind die Lorentz-Transformationen und der Parameter $ c $ bestimmen einfach, welche dieser Reltivitätsfamilien für unser Universum gilt.
Aber relative Zeit: Das ist sicherlich gegen alle unsere Intuitionen? Lassen Sie mich versuchen, Sie anders zu überzeugen.
Obwohl die relative Zeit, die Domagoj Pandža diskutiert, zeigt, dass Gleichzeitigkeit relativ ist und dass verschiedene Beobachter unterschiedliche Zeiten zwischen zwei Ereignissen messen, ist die Lorentz-Transformation, die diese Relativitäten definiert, a sehr spezielle Transformation, so dass die wichtigsten intuitiven rein physikalischen Eigenschaften der Zeit größtenteils unverändert bleiben, absolut . Was sind diese grundlegenden Intuitionen? Für mich sind dies (1) Rhythmus und Geschwindigkeit der natürlichen Prozesse um uns herum im Verhältnis zueinander und (2) Kausalität: dh die Auswirkungen von Kausalagenten, die wir um uns herum beobachten, scheinen immer zu kommen > nach ihren Ursachen in unserem Universum.
Spezielle Relativitätstheorie ändert keines dieser Dinge , obwohl der numerische Wert der Zeit relativ ist. So speziell ist die Lorentz-Transformation.
Wenn sich das Sonnensystem also mit einer Geschwindigkeit relativ zu einem anderen Himmelskörper mit einer Geschwindigkeit, die sich der Lichtgeschwindigkeit nähert, durch den Raum bewegt, dann hat dies Keine Auswirkung auf die relativen Fortschrittsraten der physischen Prozesse, die um uns herum ablaufen. Unser Körper erfährt zirkadiane Rhythmen und Dinge passieren mit unserem Körper – wir wachsen von Kindern, treten in die Pubertät ein, werden erwachsen und sterben exorabel alt und sterben: mit Raten, die bestimmte, wiederholbare Beziehungen zur scheinbaren täglichen Bewegung unserer Sonne haben, ebenso wie wichtige Naturereignisse wie die Jahreszeiten. Die zeitlichen Beziehungen zwischen uns und den physischen Prozessen um uns herum sind also alle gleich.Die Zeit „fühlt“ sich so an, als würde sie normal auf uns übergehen, wenn wir uns auf Dinge in der Welt beziehen, die alle noch relativ zu uns sind oder sich sehr langsam bewegen. Dies ist im Grunde das Prinzip von Galileo. All diese „Normalität“ herrscht vor, obwohl unser Wesen im fernen Himmelskörper unsere physikalischen Prozesse beobachten wird: Alterung biologischer Wesen, Zerfall metastabiler Teilchen usw., die relativ zu sehr langsam ablaufen ihre lokalen physikalischen Prozesse aufgrund unserer im Vergleich zu ihren langsameren relativen Zeit. Und wenn wir fortschrittliche Teleskope bauen, werden wir tatsächlich beobachten, wie sich ihre physikalischen Prozesse auch relativ zu unseren langsam bewegen!
Das klingt komisch, aber hier ist der Drahtreifen. Da die Lorentz-Transformation so ist, dass sich keine Ursache-Wirkungs-Beziehung schneller als $ c $ ausbreiten kann, können wir keine Notizen darüber vergleichen, was in unseren lokalen Frames passiert. Die Verzögerung bei jeder Signalisierung zwischen den beiden Rahmen verhindert jeglichen Widerspruch, der sich aus der gegenseitigen Zeitverlangsamung jedes Rahmens relativ zum anderen ergibt. Dies liegt daran, dass die Lorentz-Transformation uns etwas gibt, das sogar über das Galileo-Prinzip hinausgeht: Auch wenn wir mit unserem weit entfernten, relativ bewegenden Beobachter nicht einverstanden sind, selbst in welcher Reihenfolge wir die Rahmen des anderen beobachten passieren, werden wir niemals über die Reihenfolge der kausal verwandten Ereignisse nicht einig sein. Ursachen kommen nie nach Effekten in einem Trägheitsrahmen, den wir beobachten, unabhängig davon, wie er sich relativ zu uns bewegt. Unsere physische Intuition der Kausalität wird von der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie wunderbar respektiert. Die Topologie des Netzes von Kausalzusammenhängen zwischen physikalischen Ereignissen in der Raumzeit ist völlig unverändert , obwohl das Netz ein wenig gedehnt und zusammengedrückt werden kann, wenn wir es aus verschiedenen Trägheitsrahmen betrachten. Die grundlegendste Intuition von allen – die Kausalität – bleibt erhalten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, wie schnell sich unser Körper, Tag und Nacht und die Jahreszeiten nicht ändern und welchen Kausalzusammenhang wir beobachten können sind durch die Relativitätstheorie unverändert. Wir sehen nur winzige Unterschiede, wenn wir beginnen, den Raten dieser Prozesse numerische Werte zuzuweisen, und wir messen sie mit Uhren, die nur die höchste Technologie uns geben kann. Trotzdem gelten alle kausalen Zusammenhänge , egal wie schwerwiegend die relativistischen Spezialeffekte werden.
Ich sage mehr über all diese Dinge in meinem Artikel, von dem ich hoffe, dass er bald veröffentlicht wird: Ich habe ihn dem European Journal of Physics vorgelegt. Ein Vorabdruck davon ist hier:
Rod Vance, „Von Gruppen, Galileo und was ist das Besondere an der Lichtgeschwindigkeit“
Ich gebe auch eine Zusammenfassung in meiner letzten Antwort auf die Frage der Physics SE „Wenn alle Bewegungen relativ sind, wie hat Licht eine endliche Geschwindigkeit?“
Antwort
Die relativistischen Effekte sind real und wurden experimentell bestätigt. Das Universum gehorcht tatsächlich der allgemeinen Relativitätstheorie, die genau ähnlich ist spezielle Relativitätstheorie in Abwesenheit eines Gravitationsfeldes und ähnelt ihr sehr stark im Gravitationsfeld der Erde. Gemäß der speziellen Relativitätstheorie verlangsamen sich bei allen Objekten die internen Uhren um den Faktor 1 / sqrt (v ^ 2 – c ^ 2) und die Länge um den Faktor 1 / sqrt (1 – v ^ 2 / c ^ 2) ) in Bewegungsrichtung. Tatsächlich sagt die spezielle Relativitätstheorie auch voraus, dass es keine Möglichkeit gibt, absolute Bewegung zu erkennen. Meine Antwort hier zeigt, wie dies trotz Zeitdilatation sein kann Zur allgemeinen Relativitätstheorie ticken stationäre Uhren schneller, wenn sie höher sind und die Änderungsrate von ln (Zeitkontraktion) mit der Höhe g / c ^ 2 beträgt, wobei g die Gravitationsfeldstärke ist.
Antwort
Wenn Sie darüber nachdenken, existiert / fließt die Zeit, wie wir sie kennen, nicht – es sind unsere mentalen Manifestationen der Welt um uns herum, die wir uns vorstellen Zeit. Zum Beispiel ist das, was wir sehen, nicht so, wie wir es sehen. Das Objekt sendet uns Lichtwellen (nur ein kleiner Teil dessen, was das Objekt wirklich ist), unsere Augen müssen dann die Lichtwellen entschlüsseln und unser Gehirn muss das neuronale Signal von unseren Augen entschlüsseln. Daher gibt es viele Filterebenen, die angewendet werden, wenn wir versuchen, das Universum zu verstehen.
Diese Filterung macht es schwierig, den Zeitablauf zu verstehen. Die Zeit vergeht nicht wirklich. Die Zeit existiert nicht wirklich und sie fließt oder vergeht definitiv nicht. Was Zeit ist – ist nur die Veränderung von Partikeln relativ zu anderen Partikeln. Unser Gehirn macht Sinn für die sich verändernde Umgebung durch den Durchgang von Zeit, die dazu führt, dass sich Dinge ändern, aber die Geschwindigkeit, mit der sich Dinge im Vergleich zu anderen Dingen ändern, macht unser Gehirn der Zeit bewusst.
Zu diesem Zweck müssen wir über die Partikel nachdenken – wenn es viele gibt Partikel schließen sich auf engstem Raum zusammen und verlangsamen sich, weil sie sich nirgendwo bewegen können und andere Kräfte verhindern, dass sie ihre Form so schnell ändern, wie sie es sonst tun würden.Daher bewegt sich ein massenschweres Objekt im Vergleich zu anderen Objekten langsamer, weil sich die Partikel im Vergleich zu Partikeln außerhalb des Objekts nicht so schnell ändern. Dies ist im Wesentlichen das, was Einstein sagte: Objekte mit großer Masse bewegen sich langsamer als Objekte mit weniger Masse. Einstein verstand auch, dass an einer bestimmten Schwelle die Energie, die aufgewendet wird, um Partikel in Form zu bringen, auch in Energie umgewandelt werden kann, die bewirkt, dass sich Partikel bewegen (E = MC 2). Daher verbraucht eine Partikelbewegung mehr Energie als Ein anderes Teilchen mit gleicher Masse befindet sich im Stillstand und bewegt sich somit auch schneller durch die Zeit. Wenn sich die Massen zwischen zwei Objekten gleich sind, bewegt sich das eine schneller durch die Zeit schneller zum anderen Objekt.
Kommentare
- Dies ist meistens (selbst widersprüchlicher) Unsinn und völliges Missverständnis einer berühmten Formel.
- Ich bin nicht sicher, wie es sich selbst widerspricht
- Zum einen behaupten Sie, “ Zeit nicht ‚ existiert nicht “ und “ Zeit ist die Änderung von Partikeln relativ zu anderen Partikeln “ an verschiedenen Punkten (wie kann etwas nicht existieren, sondern gleichzeitig etwas sein).
- In gewissem Sinne ‚ Richtig, dass die Zeit nicht real ist, weil die Gleichzeitigkeit relativ ist. Der Zeitpfeil auf makroskopischer Ebene ist real. Die ganze Zeit beobachten wir Ereignisse, die so unwahrscheinlich gewesen wären, rückwärts zu gehen, unabhängig davon, ob wir existierten, um einen Sinn für die Zeit zu ergeben.
- Ich stimme zu: “ Zeit ist – ist nur die Änderung von Partikeln relativ zu anderen Partikeln „. Zeit ist nur die relative Rate, mit der Ereignisse auftreten. Es existiert nicht. Stellen Sie sich einen Stein vor, der einen Hügel hinunter rollt … die Zeit lässt den Stein nicht rollen, die Schwerkraft schon. Wir glauben, dass Zeit existiert, weil die Rate neuronaler Ereignisse, aus denen unsere bewusste Erfahrung besteht, konsistent erscheint und die Illusion von Zeit vermittelt. Ich frage mich, warum niemand das zu verstehen scheint, es scheint offensichtlich. Ich denke, das liegt daran, dass die Menschen das Universum nicht als auf molekulare Ereignisse reduzierbar ansehen, die auch von Ursache und Wirkung bestimmt werden. ‚ hat den letzten Absatz
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