Photon verfolgt beschleunigtes Raumschiff

[SCR]

Danke dass Ihr darauf eingeht - Aber das meinte ich jetzt gar nicht konkret.

Frage: Lässt sich das RP nur über die Gleichzeitigkeit begründen oder evtl. auch über eine Längen-/Raumexpansion zwischen den beiden RS?

Bzw. anders (und darauf wollte ich eigentlich hinaus):
Könnt Ihr vor dem aktuell diskutierten Hintergrund definitiv ausschließen dass die beobachtete kosmologische Rotverschiebung (= Raumexpansion) nicht nur ein relativistischer Effekt ist (zumindest in eine bestimmte Blickrichtung)?

[Marco Polo]

Zitat von Uli

Doch: alle Referenzsysteme sind gleichberechtigt. Ruhesystem Erde ist nicht ausgezeichnet. Den Ereignishorizont gibt es deshalb bei konstanter Beschleunigung immer oder gar nicht - folgt auch trivial aus unserer kleinen Rechnung...Allein die Höhe der Beschleunigung legt den Abstand des Horizontes fest : c^2/g .

Aha. Du meinst also, dass ein mit konstanter Eigenbeschleunigung bewegtes Raumschiff, prinzipiell einen EH nach sich zieht, und die Höhe der Beschleunigung den Abstand dieses EH bestimmt.

Das ist schon starker Tobak. Aber eigentlich macht es wenn schon (also wenn das mit dem EH stimmt), dann nur so Sinn und nicht anders.

Betrachten wir das Ganze mal zweidimensional und legen ein riesiges oder unendliches zweidimensionales Koordinatengitter über die gesamte Szenerie:

Ich denke, man muss sich das dann in etwa so vorstellen, dass aus Raumschiffsicht die gesamte Raumzeitgeometrie derart verzerrt erscheint, dass sich in Abhängigkeit der Grösse der Eigenbeschleunigung, die gedachten Linien dieses Koordinatengitters, die in Raumschiffnähe noch gerade (also annähernd parallel) erscheinen, irgendwann früher oder später zusammenlaufen wie bei einem auf der rechten Seite liegenden U und damit in gewisser Hinsicht ein abgeschlossenes Gebiet der Raumzeit bilden. Oder so ähnlich.

Könnte ich da zumindest in etwa richtig liegen? Oder war das jetzt kompletter Stuss?

Gruss, Marco Polo

[Marco Polo]

Zitat von SCR

Danke dass Ihr darauf eingeht - Aber das meinte ich jetzt gar nicht konkret.

Frage: Lässt sich das RP nur über die Gleichzeitigkeit begründen oder evtl. auch über eine Längen-/Raumexpansion zwischen den beiden RS?

Wofür steht RP und RS?

Bzw. anders (und darauf wollte ich eigentlich hinaus):
Könnt Ihr vor dem aktuell diskutierten Hintergrund definitiv ausschließen dass die beobachtete kosmologische Rotverschiebung (= Raumexpansion) nicht nur ein relativistischer Effekt ist (zumindest in eine bestimmte Blickrichtung)?

Ich würde definitiv ausschliessen, dass die kosmologische Rotverschiebung ein relativistischer Effekt ist.

Gruss, Marco Polo

[Uli]

Zitat von Marco Polo

...
Könnte ich da zumindest in etwa richtig liegen? Oder war das jetzt kompletter Stuss?

Gruss, Marco Polo

Marco, ich könnte mir vorstellen, dass das im lokalen Koordinatensystem des Raumschiffs so aussieht.

Gruß,
Uli

[SCR]

Zitat von Marco Polo

Wofür steht RP und RS?

Sorry:
RP: (Bellsches) Raumschiff-Paradoxon
RS: RaumSchiff

Zitat von Marco Polo

Ich würde definitiv ausschliessen, dass die kosmologische Rotverschiebung ein relativistischer Effekt ist.

Ich übersetze dden Diskussionspunkt einfach einmal ganz abstrakt - angelehnt an die Sicht des Photons:
Beschleunigt ein Objekt 1 von einem Objekt 2 weg dann kann es sich - abhängig vom Ausgangs-Abstand - immer weiter von Objekt 2 entfernen selbst wenn Objekt 2 stärker in die gleiche Richtung beschleunigt.

Also bei der kosmoligischen Rotverschiebung gebe ich Dir in Richtung "Unwahrscheinlich" Recht. Aber wenn obige Schlußfolgerung stimmt kann man es (zumindest in eine Blickrichtung im Universum) meines Erachtens zumindest nicht ausschließen.

[Bauhof]

Zitat von Marco Polo

Es wurde ja auch damit argumentiert, dass sich hinter dem Raumschiff irgendwann so eine Art Ereignishorizont bildet.

Hallo Marco Polo,

Ich kenne bisher den Begriff "Ereignishorizont" bzw. "absoluter Horizont" nur im Zusammenhang mit der Universum-Expansion [1]. Von keinem Ort jenseits dieses kosmologischen Ereignishorizonts kann Licht zu uns gelangen, weil es bei entsprechend großer Expansionsrate auf dem Weg zu uns "verhungert".

Wenn man es im Gedankenexperiment zulässt, dass das Raumschiff unbegrenzt lange konstant beschleunigt, dann folgt daraus, dass das Raumschiff relativ zur Erde irgendwann die Lichtgeschwindigkeit erreicht.

Erst bei dieser Geschwindigkeit ist der Ereignishorizont erreicht.

Vorher wird keiner "mitgeschleppt", weil es vorher keinen gibt. Wenn das Photon das Raumschiff nicht vorher erreicht hat, dann kann es ab dieser Raumschiffgeschwindigkeit das Raumschiff nicht mehr einholen. Wenn es weiter konstant beschleunigt, fliegt das Raumschiff mit Überlichtgeschwindigkeit. Dann befindet es sich jenseits des Ereignishorizonts. Jetzt werden wir auf der Erde nie wieder etwas von ihm sehen. Es sei denn, es kehrt mit Überlichtgeschwindigkeit zurück.

Aber ist das noch als ein physikalisches Gedankenexperiment "verkaufbar", wenn darin beliebig hohe Geschwindigkeiten auftreten können? Ich denke, dieses Gedankenexperiment ist nur eine mathematische Fiktion ohne physikalischem Hintergrund. Man sollte beides nicht vermengen, sondern man sollte rein mathematische Gedankenexperimente klar als solche deklarieren, dann entstehen keine Missverständnisse.

In der physikalischen Realität wird das Photon das Raumschiff irgendwann einholen, weil es die Lichtgeschwindigkeit nicht erreichen kann.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] ich weiß, den Begriff gibt es auch im Zusammenhang mit schwarzen Löchern. Aber das gehört auch nicht hierher, dass ist ein Thema der ART.

[JoAx]

Hallo Uli,

Zitat von Uli

Das Schiff "schleppt" ihn im konstanten Abstand g/c^2 hinter sich her:

etwas stimmt hier nicht.

[m/s^2]/[m^2/s^2]=[m^-1]

Oder?

Gruss, Johann

[JoAx]

Hallo Bauhof,

Zitat von Bauhof

fliegt das Raumschiff mit Überlichtgeschwindigkeit. Dann befindet es sich jenseits des Ereignishorizonts. Jetzt werden wir auf der Erde nie wieder etwas von ihm sehen. Es sei denn, es kehrt mit Überlichtgeschwindigkeit zurück.

dieses Effekt hat ja nichts mit Geschwindigkeit zu tun, sondern nur mit Baschleunigung. Im nachhinein könnte dieser sogar als plausieble Begründung für die Äquivalenz der Beschleunigung und Gravitation dienen.?

Dabei fällt mir auf - könnte man die Position am EH halten, würde man dann auch weiter ins Universum schauen können!, da das Licht, das "verhungert" wieder an "Kraft" gewinnt.


Gruss, Johann

[Marco Polo]

Hallo Eugen,

Zitat von Bauhof

Wenn man es im Gedankenexperiment zulässt, dass das Raumschiff unbegrenzt lange konstant beschleunigt, dann folgt daraus, dass das Raumschiff relativ zur Erde irgendwann die Lichtgeschwindigkeit erreicht.

das dürfte nicht hinkommen. Es wird auch bei einer ewig andauernden konstanten Eigenbeschleunigung c niemals erreichen. Also auch im Gedankenbeispiel gelten immer noch die Formeln der SRT. Und diese erlauben noch nicht mal theoretisch das Erreichen von c.

Es wird natürlich relativ zur Erde irgendwann 0,999c und später 0,9999999999999999c und dann immer mehr Neunen dahinter (unendlich viele) erreichen. Es kann c zwar beliebig nahe kommen, c aber nie erreichen.

Erst bei dieser Geschwindigkeit ist der Ereignishorizont erreicht.

Vorher wird keiner "mitgeschleppt", weil es vorher keinen gibt

Das dachte ich bisher auch. Aber es ist so, dass der Ereignishorizont sofort ab Beginn der Eigenbeschleunigung alpha auftritt auch wenn diese Beschleunigung noch so klein ausfällt. Also auch bei einer zunächst völlig mickrigen Relativgeschwindigkeit im Bezug zur Erde, wobei klar sein sollte, dass die Höhe der Relativgeschwindigkeit keine Auswirkungen auf den Abstand des EH hat.

Dieser EH hat einen ganz bestimmten Abstand hinter dem Raumschiff und rückt diesem um so näher, je grösser diese Eigenbeschleunigung alpha ist. Nämlich Abstand=c²/alpha.

Damit ergibt sich natürlich für eine recht moderate Eigenbeschleunigung von alpha=10 m/s² ein riesiger Abstand.

Damit erklärt sich auch, warum das Photon das Raumschiff bei alpha=10 m/s² erst ab einem gewissen Abstand (Vorsprung des Raumschiffes) nicht mehr erreichen kann.

Dieser Ereignishorizont, der wie bereits erwähnt, schon ab Einsetzen der Beschleunigung (also sofort nach dem Start des Raumschiffes von der Erde) entsteht/vorhanden ist, befindet sich aber wegen der geringen Eigenbeschleunigung in riesigem Abstand hinter dem Raumschiff und damit auch hinter der Erde.

Erst wenn dieser vom Raumschiff mitgeschleppte EH, der sich zunächst hinter der Erde befindet, die Erde sozusagen überstreift, befindet sich der EH zwischen Erde und Raumschiff. Und genau dann kann ein Photon das Raumschiff nicht mehr erreichen.

Wenn es weiter konstant beschleunigt, fliegt das Raumschiff mit Überlichtgeschwindigkeit.

Aber ist das noch als ein physikalisches Gedankenexperiment "verkaufbar", wenn darin beliebig hohe Geschwindigkeiten auftreten können?

Dass das völlig ausgeschlossen ist, hatte ich weiter oben bereits ausgeführt.

Nochmal zu dem EH. Es ist m.E. die sogenannte veränderte Weltsicht aus dem beschleunigten Bezugssystem heraus, die ja z.B. auch beim Zwillingsparadoxon dazu führt, dass der Umkehrer (und damit beschleunigte) den Ruhezwilling während dieser Umkehrphase/Beschleunigungsphase rasend schnell altern sieht/misst. Aber eben nur aus seinem Bezugssystem heraus und auch nur, wenn die Entfernung zum Ruhezwilling entsprechend gross ist.

Die Weltsicht des Reisezwillings wird bei der Umkehr nämlich um so stärker verzerrt, je weiter dieser vom Ruhezwilling entfernt ist. Würde der Reisezwilling nämlich nach nur, sagen wir mal 10 Lichtminuten umkehren, dann ergäbe sich trotz identischer Umkehrphase so gut wie kein Altersunterschied.

Ich vermute mal, dass hier eine Analogie zum Photon/Raumschiffbeispiel besteht, was die verzerrte Weltsicht des beschleunigten Bezugssystems betrifft.

Kleine Verzerrungen der Weltsicht aufgrund einer geringen Beschleunigung wirken sich eben erst auf grossen Skalen aus, genauso wie die minimale Veränderung des Winkels einer Geraden bewirkt, dass diese Gerade am anderen Ende (wenn dieses weit entfernt ist) extrem grosse Distanzen überstreicht. Eine verzerrte Weltsicht hat aber imho nichts mit einer Raumkrümmung gemein.

Ist die Beschleunigung des Raumschiffes also entsprechend gross, dann kann das Photon das Raumschiff sogar schon nach recht kurzer Zeit nicht mehr erreichen, da der Abstand des EH vom Raumschiff entsprechend gering ausfällt. Der EH überstreift die Erde dann bereits nach entsprechend kurzer Zeit.

So habe ich es zumindest verstanden. Um evtl. notwendige Korrekturen wird gebeten.

Gruss, Marco Polo

[Marco Polo]

Zitat von JoAx

etwas stimmt hier nicht.

[m/s^2]/[m^2/s^2]=[m^-1]

Oder?

Es muss selbstverständlich c²/g heissen. War wohl nur ein Tippfehler.