Relativistisches Additionstheorem für Geschwindigkeiten
Sorry, ich habe zwar ein Uni-Diplom in Informatik geschafft aber ich bin nicht so gut in höherer Mathematik. Die fragliche Behauptung der Relativitätstheorie (z.B. der
SRT) sollte sich jedoch auch anschaulich wiedergeben lassen. Des Weiteren kann man so leichter über das Gedankenexperiment diskutieren, als wenn man nur mathematische Gleichungen sieht. Ich versuche das mal:
1. Der Versuchsaufbau:
[X ------------- M ------------- Y] ---> Bewegungsrichtung mit v1 = LS (Lichtgeschwindigkeit)
Zur plakativen Veranschaulichung bewegt sich die Versuchplattform [X-M-Y] mit LS (Lichtgeschwindigkeit) in Richtung Y, es ist ja nur ein Gedankenexperiment aber praktisch könnte man auch z.B.
220 Kilometern pro Sekunde wählen.
2. Der Versuch:
Von der Mitte M wird bei t = 0 s ein Lichtimpuls in Richtung X und gleichzeitig ein Lichtimpuls in Richtung Y ausgesandt.
3. Die laut SRT erwartete Beobachtung:
These: Laut SRT sollten diese Lichtimpulse bei X und bei Y gleichzeitig eintreffen, jedenfalls aus Sicht des Systems [X-M-Y].
4. Der ruhende Beobachter Bm:
Zusätzliche Annahme: die Länge der Strecken MX und MY betragen jeweils eine Lichtsekunde.
Ein ruhender Beobachter Bm steht orthogonal dicht an der Versuchplattform [X-M-Y] auf der Höhe von M, die mit Lichtgeschwindigkeit von X -> Y an ihm vorbei fliegt. Der ruhende Beobachter Bm sieht sofort (z.B. in weniger als 1 ms) den Lichtblitz von M und dann nach einer Sekunde, wie der Lichtblitz bei X eintrifft - logisch, weil X ihn nach einer Lichtsekunde erreichen muss. Das paßt soweit prima zur Vorstellung der konstanten Lichtgeschwindigkeit.
5. Der ruhende Beobachter Bc:
[X ------------- M ------------- Y ------------- Bc] ---> Bewegungsrichtung mit v1 = LS (Lichtgeschwindigkeit)
Der ruhende Beobachter Bc befindet sich eine Lichtsekunde vor Y aber (wie Bm) orthogonal versetzt zur Flugrichtung dicht am Weg der Versuchplattform [X-M-Y], so dass diese ihn nicht trifft, sondern nur dicht an ihm vorbeifliegt.
Zwei Sekunden nachdem der Lichtimpuls bei M ausgelöst wurde, sollte der ruhende Beobachte Bc den Lichtimpuls in Richtung Y sehen. Das ist logisch, weil Beobachter Bc sich zum Zeitpunkt der Auslösung des Lichtimpulses bei M 2 Lichtsekunden in Flugrichtung (X -> Y) von M entfernt befand.
6. Frage zum Schluß:
Wo ist zu diesem Zeitpunkt (t = 2 s) der Lichtimpuls in Richtung Y relativ zur Versuchplattform [X-M-Y]:
A) Schon längst bei t = 1 s bei Y eingetroffen.
B) Immer noch quasi bei M.
Einige würden vielleicht auf Antwort (B) tippen aber ich bin in gespannter Erwartung, welche Antwort die Anhänger der Relativitätstheorie geben werden, die dazu gerne auch einen mathematischen Beweis versuchen dürfen.
Wer diese Frage mit (A) beantwortet, der sollte bedenken, dass Y sich innerhalb dieser einen Sekunde (t = 1 s) auf Höhe vom ruhenden Beobachter Bc befindet aber Beobachter Bc den Lichtimpuls erst eine Sekunde später sehen kann.
Ich habe es jetzt zwar nicht geschaft, das mit den SRT-Gleichungen darzustellen aber die Problematik sollte logischerweise auch mathematisch sichtbar sein. (alles imho)
Zitat:
„Es gibt eine Theorie, die besagt, wenn jemals irgendwer genau rausfindet, wozu das Universum da ist und warum es da ist, dann verschwindet es auf der Stelle und wird durch etwas noch Bizarreres und Unbegreiflicheres ersetzt. Es gibt eine andere Theorie, nach der das schon passiert ist.“
– Das Restaurant am Ende des Universums, Vorwort
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