Frage zur Relativität

[Einsteinchen]

Hallo, ich hoffe dies ist das richtige Forum auch für solche Fragen. Schließlich geht es um die Wunder der Natur.

Bitte nur ernstgemeinte Antworten für die physikalisch Interessierten und Gebildeten.

Ich lese gerade das Buch "Physik der Raumzeit - Eine Einführung in die spezielle Relativitätstheorie" von Edwin F. Taylor und John Archibald Wheeler , vom Spektrum-Verlag.

Das Buch bringt viele Gedankenexperimente, verschweigt aber meistens die Lösungen.

 

Darum will ich selbst ein eigenes Beispiel mit einer hoffentlich richtigen Lösung anführen:

 

Ein Streifen aus Papier soll von hier bis weit in irgend eine Galaxie - sagen wir 5 Milliarden Lichtjahre entfernt - aufgestellt sein. (Diese irrsinnige Entfernung brauche ich, um dem fast mit Lichtgeschwindigkeit reisenden Raumschiff Zeit für seine Aktionen zu lassen, denn reiste es mit  der unerreichbaren Lichtgeschwindigkeit , würde es in Nullzeit jede Entfernung erreichen.)

 

Das Raumschiff ist 10 m lang und hat am Anfang und am Ende an der Außenseite eine Tintenspritzdüse, wie man sie von den Tintenstrahldruckern kennt. Es fliegt mit relativistischer Geschwindigkeit hart entlang des Papierstreifens, die Geschwindigkeit ist so groß, daß vom Standpunkt des ruhenden Papierstreifens die Lorentz-Kontraktion das Raumschiff auf 1 m Länge kontrahiert.

Das 10 m lange Raumschiff spritzt mit den beiden Düsen gleichzeitig auf das Papier und beendet dann seinen Flug.

Auf dem Papier müssten die Markierungen 1 m Abstand haben.

Was bedeutet das für die Realität?

Wenn das Raumschiff zu dieser Markierung zurückfliegt und dort in Ruhe ist, müssten die Astronauten sagen: "So klein war das Raumschiff?"

[Ute]

Vom Raumschiff aus gesehen müsste der Papierstreifen während des Fluges ebenfalls um den Faktor 10 kontrahiert sein. Das würde bedeuten, dass die Markierungen beim Betrachten in Ruhe 10 m auseinander liegen.

[Einsteinchen]

Danke, Ute, du scheinst recht zu haben.

 

Ich vergaß, daß man es auch so sehen kann: Der Papierstreifen bewegt sich mit relativistischer Geschwindigkeit an der ruhenden Rakete vorbei (obwohl das dem gesunden Menschenverstand widerspricht)

 

Die Lorentz-Kontraktion ist anscheinend nicht wirklich real, nur ein mathematischer Formalismus.

[Ute]

>Die Lorentz-Kontraktion ist anscheinend nicht wirklich real, nur ein mathematischer Formalismus.<

 

Nein, das stimmt nicht. Sie ist real und vielfach beobachtet worden, z.B. bei Myonen. Sie entstehen in großer Höhe in der Atmosphäre, bewegen sich mit fast Lichtgeschwindigkeit und haben eine so kurze Halbwertszeit, dass eigentlich keine mehr auf der Erde ankommen sollten. Dass doch welche nachgewiesen werden, kann man mit der Längenkontraktion erklären (im Bezugssystem der Myonen ist der Weg kürzer als in unserem Bezugssystem) bzw. mit Zeitdilatation (in unserem Bezugssystem erscheint die Zerfallszeit gedehnt). Genaueres z.B. bei

 

http://eddy.uni-duisburg.de/treitz/ueb_akt...yon/myon032.htm