Diskussion:Spezielle Relativitätstheorie

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Dieser Artikel war am 4. Dezember 2012 der Artikel des Tages.

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Dieser Artikel wurde ab Dezember 2012 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Spezielle Relativitätstheorie“ diskutiert. Die Diskussion kann im Archiv nachgelesen werden.

Gleichzeitigkeit

Mir als einem Laien scheint die Beschreibung der Gleichzeitigkeit und die dazugehörige Grafik zumindest mißverständlich. Es wäre besser, wenn die klaren Formulierungen und die Grafik aus Einsteins Buch "Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie" verwendet würden. Es geht doch darum, dass zwei Ereignisse von einem ruhenden Beobachter als gleichzeitig, von einem bewegten Beobachter aber als ungleichzeitig registriert werden. Das wird aus der Beschreibung überhaupt nicht klar.

Aus meiner Sicht wären folgende Konkretisierungen erforderlich:

• Die Zuglänge muß gleich der Bahnsteiglänge sein, was in der Grafik nicht der Fall ist.
• Der Beobachter im Zug sitzt genau in der Mitte des Zuges
• Am Zuganfang und -ende befinden sich Sensoren, die das von der Lampe eintreffende Lichtsignal registrieren und über den im Zug gleichlangen Weg (halbe Zuglänge) zum Beobachter senden (z. B. auch als Lichtsignal)
• Das Ereignis "Lampe einschalten" erfolgt , wenn sich Zuganfang und -ende (die Sensoren) im Bereich des jeweiligen Bahnsteigendes befinden
• Der im Zug befindliche Beobachter wird also das Signal vom Zuanfang eher empfangen als das vom Zugende und somit eine Ungleichzeitigkeit registrieren (im Gegensatz zum ruhenden Beobachter)

Ich könnte den Text und die Grafik ändern, würde aber gerne meine Einwände von einem oder mehreren Experten auf ihre Richtigkeit überprüfen lassen.

--Manfredgoellner (Diskussion) 17:24, 19. Dez. 2021 (CET)

Im Grunde passiert das Gleiche auch mit zwei Boten/Läufern die gleichzeitig und im selben Tempo losrennen. Dazu braucht man das Licht und die Lichtgeschwindigkeit nicht zu bemühen. Es handelt sich also um eine Binse.

Der einzige Unterschied ist wohl nur, dass man die Lichtgeschwindigkeit für eine Konstante hält, während man bei Läufern annehmen könnte, der eine ist wohl doch langsamer gelaufen. Das schöne bei der Lichtgeschwindigkeit ist, dass man, egal wie weit die Lichtquelle entfernt ist, ob sie nun gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten ausgelöst wird, feststellen kann, dass man sich bewegt. (Rotverschiebung) Das funktioniert sogar, wenn die Lampen sich im Zug selbst befinden, denn auch dann muss das Licht im hinteren Ende des Zuges zum Beobachter einen längeren Weg zurücklegen, als das Licht von vorderen Ende des Zuges. Aber auch das wäre eine Binse, denn auch normale Alltagsgegenstände verhalten sich genauso, selbst wenn man die Eigengeschwindigkeit des Zuges hier scheinbar addieren kann. Kann man? Wie verhält sich das für den Beobachter im Zug? Für ihn ist der Zug doch ein "unbewegliches" System, an dem der Bahnsteig vorbei fährt. Der Beobachter im Zug wird von einer Pistolenkugel die von der Spitze des Zuges abgefeuert wird, früher getroffen, als von der Kugel vom Ende des Zuges. Auch im Vakuum, während der arme Beobachter auf dem Bahnsteig von beiden Pistolenkugeln gleichzeitig getroffen wird. Es sei denn, jemdn msst genau und stellt dabei fest, der Bahnsteig befindet sich auf einen um sich selbst drehenden Planeten, in Drehrichtung des Planeten, der sich um die Sonne und im expandierenden Universum bewegt. Mit einer Taschen lampe oder einer Pistole und einem guten Auge, einem sehr gutem Auge, könnte man also auch in einer dunklen Höhle messen, dass man sich bewegt, wenn man sich bewegt. --77.22.248.78 20:29, 15. Jun. 2022 (CEST)

Zunächst: werft mich hier raus, wenn ich am falschen Ort diskutiere.

Also, hier kann es sich nur um eine Fehldeutung handeln. Wenn sich Lampe und Beobachter zum Zeitpunkt des Einschaltens im selben Bezugssystem befinden, findet keine Rotverschiebung statt. Sonst wäre das Michelson-Morley-Experiment nicht fehlgeschlagen.

Nur wenn die Lichtquelle sich in Relation zum Beobachter bewegt hat, ist eine Rotverschiebung durch ihn erkennbar. Die relative Bewegung ist fundamental für diesen Effekt. --Banzano (Diskussion) 12:05, 18. Apr. 2023 (CEST)

Einleitung redigiert

Ich habe mal versucht, die Einleitung mit den Augen eines wissbegierigen Laien zu lesen und dabei ein paar Stolperstellen gefunden, die ich ziemlich spontan ausgebessert habe, um einem guten Enzyklopädie-Artikel näher zu kommen. Sicher sind Verbesserungen möglich. --Bleckneuhaus (Diskussion) 21:39, 27. Mär. 2023 (CEST)

☺ -- Wassermaus (Diskussion) 16:55, 28. Mär. 2023 (CEST)

Ich habe auch noch dran rum gefummelt.--Hfst (Diskussion) 17:48, 28. Mär. 2023 (CEST)

Me too. Ich habe eben die Abwesenheit von absolutem Raum und absoluter Zeit "in der Physik" entfernt. Das sind Konzepte der Kosmologie. Dafür ist die SRT nicht "zuständig". Außerdem gibt es mit der Eigenzeit seit dem Urknall und der Bewegung relativ zum Mikrowellen-Hintergrund durchaus Konzepte, die sich als absolute Zeit und absoluter Raum interpretieren lassen. ---<)kmk(>- (Diskussion) 00:52, 25. Sep. 2023 (CEST)

Außerdem habe ich die Aussage entfernt, gemäß der in der ART beschleunigte Bezugssysteme enthalten sind. Das ist falsch. Beschleunigungen und beschleunigte Bezugssysteme lassen sich durchaus mit der SRT erfassen. Die Formeln sind etwas unschön, die Ergebnisse sind aber korrekt. Dass man dafür die ART brauche, ist ein urbaner Physik-Mythos. Ich sehe gerade, dass dieser Umstand sogar schon weiter unten im Haupttext des Artikel mit Quellenangabe vorhanden ist...---<)kmk(>- (Diskussion) 01:09, 25. Sep. 2023 (CEST)

Axiome / Postulate

Im Artikel heißt es:

Erstes Postulat: Jedes physikalische Gesetz gilt in allen Inertialsystemen gleichermaßen. Es gibt kein bevorzugtes, „absolut ruhendes“ System.

Zweites Postulat: Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist für alle Beobachter identisch.

Folgt denn nicht das zweite Postulat aus dem ersten oder umgekehrt, wenn man das erste Postulat auf die Maxwellschen Gleichungen anwendet? --Hfst (Diskussion) 14:36, 20. Sep. 2023 (CEST)

In dem Zusammenhang irritiert mich auch der Anfang des Abschnitts Spezielle Relativitätstheorie#Lorentztransformationen

Da die Gesetze der Elektrodynamik in jedem Bezugssystem gleichermaßen gelten, das ist das erste Postulat

gilt insbesondere auch ihre Vorhersage einer konstanten Vakuum-Lichtgeschwindigkeit. damit ist das zweite Postulat doch eine Vorhersage?

Oder hat Einstein "zur Sicherheit" zwei Postulate eingeführt, wo auch eins genügt hätte?

--Hfst (Diskussion) 15:00, 20. Sep. 2023 (CEST)

Ich glaube, ich habe eine Antwort gefunden.

Die beiden oben genannten zentralen Postulate − das Relativitätsprinzip und die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit − sind zwar logisch voneinander unabhängig, hängen aber dennoch auf eine vielleicht unerwartete Weise zusammen. Aus dem Relativitätsprinzip allein lässt sich zeigen, dass die Formeln für die Umrechnung von Ereigniskoordinaten zwischen verschiedenen Inertialsystemen dieselbe Form wie die Lorentztransformation haben müssen, wobei die Konstante c nicht bestimmt ist und (als Grenzfall) auch unendlich sein kann. Bewegt sich ein Objekt in einem Inertialsystem mit dieser Geschwindigkeit c, so hat seine Geschwindigkeit in allen anderen Systemen denselben Wert! Ist die Konstante c also endlich, hat sie die Bedeutung einer universellen Geschwindigkeit, ist sie unendlich, ergibt sich die Galileitransformation (die ebenfalls im Abschnitt über die Lorentztransformation besprochen wird). Insofern steckt das Postulat von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit bereits zum Teil im Relativitätsprinzip!

Franz Embacher Spezielle Relativitätstheorie / Argumentationen zur Herleitung der wichtigsten Aussagen, Effekte und Strukturen

Eine Einarbeitung muss ich allerdings zurück stellen.

--Hfst (Diskussion) 15:50, 20. Sep. 2023 (CEST)

Die Postulate sind schlicht falsch zitiert. Bei Einstein heißt es wörtlich: "2. Jeder Lichtstrahl bewegt sich im "ruhenden" Koordinatensystem mit der Geschwindigkeit $V$ [Anm.: heutige Schreibweise: $c$] unabhängig davon, ob der Lichtstrahl von einem ruhenden oder bewegten Körper emittiert wird." Das bedeutet zunächst nur, dass die Lichtgeschwindigkeit unabhängig von der Bewegung der Lichtquelle einen bestimmten Wert $c$ hat. Wenn man beide Aussagen zusammennimmt, folgt daraus, dass dieser Wert $c$ für jeden Beobachter denselben Wert hat. Das ist eine andere Aussage, und zwar eine Folgerung aus beiden. Ich werde das ändern. Wenn diese Aussage unmittelbar aus den Maxwell-Gleichungen folgen würde, dann hätte man das Michelson-Morley-Experiment nicht gebraucht, um den Äther zu widerlegen. --Pyrrhocorax (Diskussion) 16:59, 20. Sep. 2023 (CEST)

Dann aber bitte auch in Einsteinsche Postulate ändern, denn da steht es genauso drin. --Hfst (Diskussion) 17:03, 20. Sep. 2023 (CEST)