…rückwärts?
Hallo,
ich beschäftige mich seit einiger Zeit mit der Relativitätstheorie und (glaube zumindest) sie einigermassen verstanden zu haben. Nun heisst es immer, dass wenn man c überschreitet die Zeit rückwärts laufen soll. Ich stehe da aber komplett auf dem Schlauch. Kann mir das jemand genauer erklären?
Hallo. Wenn du schon mit der SRT vertraut bist, bist du auch mit Raumzeitdiagrammen vertraut. Darin werden Zeit und Längen immer in gleichen Dimensionen gemessen. Also beides in Sekunden oder in Metern. Die Weltlinie eines Photons verläuft diagonal, es legt in einer Sekunde eine Lichtsekunde Entfernung zurück.
Die Weltlinie eines Überlichtschnellen verliefe flacher durchs Diagramm zB 3 Lichtsec pro eine (Zeit)-Sek. Wenn er nun umkehrt und mit der gleichen Geschw. zurück reist, kommt er auf der Zeitachse in seiner Vergangenheit an.
Bewegte Uhren gehen langsamer, lichtschnelle Uhren stehen still, überlichtschnelle gingen rückwärts. Gruß, eck.
die raumzeit bewegt sich relativ zu uns. bewegen wir uns synchron, sieht uns ein beobachter mit still stehender uhrzeit. bewegen wir uns schneller als sie, würde in der zukunft des uns beobachtenden unsere vergangenheit liegen. wir würden uns rückwärts durch die raumzeit bewegen und gestern wäre morgen - zumindest für den beobachter.
wir dürften dann wohl das gleiche sehen, wenn wir den uns beobachtenden beobachten. also vermutlich würde uns selbst unser zeitvergehen normal vorkommen.
vermutlich wäre es auch möglich, dass wir uns gerade rückwärts in der raumzeitbewegen, ohne es zu merken oder überhaupt feststellen zu können.
Hallo!
Ich versuche gerade, mir das vorzustellen:
Die Weltlinie eines Überlichtschnellen verliefe flacher durchs
Diagramm zB 3 Lichtsec pro eine (Zeit)-Sek. Wenn er nun
umkehrt und mit der gleichen Geschw. zurück reist, kommt er
auf der Zeitachse in seiner Vergangenheit an.
Nehmen wir an, die Wende erfolgt bei (x=3, t=1). Dann erfolgt die Rückkehr im ruhenden System bei (x=0, t=2).
x’=0 fällt ja mit der Weltlinie des überlichtschnellen Teilchens zusammen. t’=0 - also sozusagen die „Jetzt“-Achse des bewegten Beobachters - müsste dann - wenn ich es richtig verstanden habe - mit x = 1/3 t zusammenfallen. Stimmt das?
Wenn ich jetzt auf der „Hier“-Achse (x’=0) des bewegten Systems in die Vergangenheit reise, dann komme ich zu Ereignissen, deren Zeitkoordinate im ruhenden System größer ist als die t-Koordinate der Ereignisse, die auf meiner „Jetzt“-Achse liegen. Mit anderen Worten. Das, was für mich als bewegter Beobachter in der Vergangenheit liegt, geschieht für einen ruhenden Beobachter nach den Ereignissen, die ich für gleichzeitig in der Gegenwart erachte.
Habe ich das so richtig hingekriegt?
(Natürlich könnte man das mit der Lorentz-Trafo auch alles ausrechnen, aber ich suche nach Möglichkeit immer nach rein verbalen oder geometrischen Erklärungen).
Michael
Hallo Michael, exakt. Deine Frage hat mich gezwungen, die Gleichzeitigkeitslinie zu konstruieren. Sie kommt genau bei x=1/3t raus, sodaß equidistante Ereignisse auf dieser Linie in richtigen Zeitabständen bei dem bewegten Beobachter ankommen. Wobei Zeiten und Längen im Ruhesystem genommen sind. Die des Reisenden ergeben nur die Transformationen. Das brauche ich Dir nicht zu sagen aber vielleicht sehen andere dadurch klarer. Gruß, eck.
hallo
ich mag mich ja täuschen, aber einstein selbst hat geschwindigkeiten über c als absurd angesehen und c als quasi unendlich definiert, als nicht überschreitbar.
aus meiner sicht: mit mitteln der relativitätstheorie nun effekte beschreiben zu wollen, die bei zuständen auftreten, die eindeutig ausserhalb der relativitätstheorie liegen, ist sinnlos.
von dem abgesehen: bisher hatte jede formel, die ich zu gesicht bekommen habe, immer eine komponente drinnen, bei der bei geschwindigkeiten über c es zu einer wurzel aus einer negativen zahl kommt. das ergebnis einer wurzel aus einer negativen zahl ist aber mathematisch nicht definiert. nur mit dem kunstgriff der imaginären zahl (definiert als zahl, die mit sich selbst multipliziert -1 ergibt) kann man überhaupt noch weiterrechnen. ob und welche entsprechung in der realen welt imaginäre und komplexe zahlen haben, konnte mir noch keiner schlüssig erklären.
der schluss, dass sich bei überlichtschneller fortbewegung die zeit zurückbewegt, ist für mich daher nicht nachvollziehbar.
was allerdings ein recht netter effekt sein müsste, wenn es doch überlichtschnelle bewegungen geben sollte: angenommen, ein objekt kommt überlichtschnell auf dich zu. das licht, dass von diesem objekt ausgeht (egal ob reflektiert oder aktiv ausgesendet) bewegt sich aber nur lichtschnell. ergo bemerktst du das licht, dass ausgesendet wurde, knapp bevor das objekt bei dir angekommen ist, früher, als das licht, dass ausgesendet wurde, als das objekt noch weit entfernt war.
=> ein objekt, dass überlichtschnell auf dich zurast, bemerkst du erst, wenn es bei dir ist und scheint sich dann von dir zu entfernen - und zwar in die richtig, aus der es gekommen ist.
vielleicht kommt daher der quatsch mit der rückläufigen zeit…
lg
erwin
Stimmt, eck.
Hossa 
Alle Teilchen lassen sich in zwei Klassen einteilen. Die einen Teilchen haben eine Ruhemasse und bewegen sich stets langsamer als das Licht. Die anderen Teilchen haben keine Ruhemasse und bewegen sich stets exakt so schnell wie das Licht.
Die Masse m eines Teilchens, das sich mit der Geschwindigkeit v bewegt, muss nach E=mc² wachsen. Denn vergrößert sich die linke Seite der Gleichung, muss auch die rechte Seite mitwachsen, und das geht nur über einen Anstieg von m. Genauer gilt:
m= m(v)= m(0) / sqrt(1-v²/c²)
Für v->c wird die Masse m offensichtlich unendlich groß, so dass man am Ende unendlich viel Energie braucht, um es auf Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Daher bewegen sich Teilchen mit Ruhemasse stets langsamer als das Licht.
Nur wenn ein Teilchen keine Ruhemasse trägt, kann es folglich so schnell sein wie das Licht. Solche Teilchen transportieren dann Wechselwirkungen bzw. Energie, so dass man ihnen über E=mc² ebenfalls eine Masse zuordnen kann. Diese Masse ist jedoch endlich und nur durch die Energie bestimmt, die das Teilchen transportiert.
Grundsätzlich sind nach der Relativitätstheorie auch keine Reisen zurück in die Vergangenheit möglich. Man kann nur weniger schnell in die Zukunft reisen (s. Zwillings-Paradoxon). Du kannst nie in Zeiten zurück reisen, die bereits vergangen sind.
der schluss, dass sich bei überlichtschneller fortbewegung die zeit zurückbewegt, ist für mich daher nicht nachvollziehbar
Wie ist es mit der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit?
Wenn alle Beobachter (auch unsere hypothetischen Überlichtschnellen) für das Licht immer die selbe Geaschwindigkeit messen, muß dann dafür die Zeit für die Überlichtschnellen von uns aus betrachtet nicht rückwärts laufen?
Der Term: sqrt(1-v²/c²) besagt, dass bei v>c die Wurzel aus einer negativen Zahl zu ziehen ist. Die Mathematik erlaubt uns das. Allerdings ist das Ergebnis keine negative Zahl sondern eine komplexe Zahl.
Bsp: sqrt(-1)=i sqrt(-9)=3i
Die Zeit läuft also nicht rückwärts sondern wird zu einer komplexen Zahl. Für Weg und Masse gilt das gleiche. Ob es eine Welt jenseits der Lichtgeschwindigkeit gibt, weiss ich nicht. Rechnerisch wäre einges möglich.
Nun heisst es immer, dass wenn man c
überschreitet die Zeit rückwärts laufen soll.
Das kommt darauf an, was man damit meint. Wenn damit die Zeit eines überlichtschnell bewegten Bezugssystems gemeint ist, dann ist das falsch. Die läuft nämlich nicht rückwärts, sondern sie ist imaginär.
Die Aussage bekommt sowas wie einen Sinn, wenn es um folgende Situation geht:
Ein Dingsbums D bewegt sich in irgend einem Bezugssystem K mit der Geschwindigkeit v vom Koordinatenursprung zum Ort x. Wie viel Zeit braucht es dann in einem mit der Geschwindigkeit u gegenüber K bewegten Bezugssystem K’ um vom Koordinatenursprung zum Ort x’ zu kommen.
Im Bezugssyetem K braucht es dafür natürlich die Zeit dt=x/v.
Aus der Lorentz-Transformation ergibt sich dann
dt’ = (dt-u·x/c²)/sqrt(1-u²/c²) = x·(1/v-u/c²)/sqrt(1-u²/c²)
und das wird für u·v>c² kleiner als Null. Natürlich läuft dabei nirgends die Zeit rückwärts. Das ist einfach nur die Relativität der Gleichtzeitigkeit. Die Reihenfolge kausal entkoppelter Ereignisse ist bezugssystemabhängig. Das passiert hier, wenn das Dingsbums D sich schneller als das Licht bewegt. In allen Bezugssystemen K", die sich mit u>v/c² gegenüber K bewegen, bewegt sich D nicht vom Koordinatenursprung nach x", sondern in die entgegengesetzte Richtung.
Wenn es sich bei D um einen Beobachter handeln sollte, dann würde aus seiner Sicht die Zeit des Bezugssystems K" rückwärts laufen. Nach der SRT kann es solche Beobachter zwar nicht geben, aber die ART eröffnet mit Wurmlöchern und dergleichen tatsächlich die Möglichkeit, auf diese Weise Zeitmaschinen zu konstruieren. So richtig glücklich sind die theoretischen Physiker darüber zwar nicht, aber bislang ist es noch niemandem gelungen derartigen Kausalitätsverletzungen aus der Theorie zu eliminieren.
hallo
wie schon erwähnt: eine grundannahme der relativitätstheorie ist, dass nichts schneller sein kann als licht. methoden der relativitätstheorie nun auf zustände anzuwenden, die von eben dieser theorie „verboten“ (besser: undefiniert) sind, hat wenig sinn. erst musst du eine theorie schaffen, die diese zustände erlaubt - dann kannst du deren regeln für die vorhersage der effekte heranziehen.
davon abgesehen: selbst wenn wir verbotenerweise die formeln der relativitätstheorie für überlichtschnelle objekte heranziehen, ergibt sich eine imaginäre zeit, keine negative. da es keine reale entsprechung für imaginäre zahlen gibt, ist jede interpretation dieser werte reine spekulation - wenn meine putzfrau aus dem kaffeesud liest, hat deren aussage zu dem thema in etwa die selbe praxisrelevanz.
weiters: angenommen, ich darf trotzdem unter bestimmten voraussetzungen die relativitätstheorie verletzen und dabei gleichzeitig deren regeln anwenden, bewege mich also mit überlichtgeschwindigikeit und die zeit wird nicht imaginär sondern negativ - was genau bedeutet das? wohlgemerkt, wie sind jetzt in der metaphysischen spinnerphase, weitab von jeglicher wissenschaftlichkeit! für einen aussenstehenden beobachter müsste sich die zeit innerhalb des zu ihm relativ bewegenden inertialsystems rückwärts bewegen. umgekehrt: solange sich das objekt gleichförmig bewegt, kann es sich selbst als stillstehend bezeichnen und alles um sich herum als relativ bewegt ansehen - sprich, der raumfahrer meint, die welt um ihm herum bewegt sich in der zeit zurück. sobald er aber „abbremst“, also das inertialsystem wechselt, ist er wieder in der „normalzeit“ (zwillingsparadoxon). er kann also nicht in die vergangenheit zurückreisen. er hat lediglich eine strecke on einer lichtsekunde in weniger als einer sekunde zurückgelegt - sonst nichts. interessant ist lediglich, ob der raumfahrer nun biologisch jünger ist als zum zeitpunkt, als er seine reise begonnen hat. hier gibts dann etliche kausalitätsverletzungen: er raumfahrer müsste aus seiner sicht seine reise ja beenden, bevor er sie begonnen hat. spätestens hier sollte man eine ziemlich klare vorstellung davon haben, was zeit nun eigentlich genau ist und wie sie funktioniert.
meine vorstellung dazu: bewegt sich die zeit rückwärts, müssten sich auch sämtliche prozesse (egal ob physikalisch, chemisch, sonstwie) rückwärts bewegen. damit auch meine denkprozesse (die ja nichts weiter als chemisch-elektrische prozesse sind). mein bewusstsein „stoppt“ also an dem moment, an dem die zeitrichtung sich umkehrt und ich mache alle meine aktionen genau in umgekehrter reihenfolge nochmal.
müsste aber auch für maschinen gelten - egal ob mechanisch, elektrisch, chemisch oder sonstwie betrieben. wenn ich also z.b. eine bombe habe, die gerade explodiert, und ich drehe die zeit zurück, müsste sich das expandierende gas wieder zum ursprungsmatieral verfestigen und alle teile, die weggeschleudert wurden, wieder in den urzustand zurückbewegen.
und ein raumschiff, das gerade beschleunigt, müsste ebenfalls die beschleunigung stoppen und rückgängig machen. ist also der antrieb des raumschiffs innerhalb des inertialsystems, kann er also das raumschiff gar nicht in den „negativen zeitbereich“ beschleunigen, da er ganz knapp davor einfach stehenbleibt.
aber wie gesagt: wir sind hier in der wissenschaftsfreihen spinnerzone - ob das eben alles bullshit war oder nicht ist irrelevant, weil mit mitteln der bekannten theorien weder belegbar noch widerlegbar. und solange niemand mit einer schlauen theorie daherkommt, die auch mit überlichtschnellen bewegungen klar kommt, wird das auch so bleiben.
lg
erwin
Hallo,
meine vorstellung dazu: bewegt sich die zeit rückwärts,
müssten sich auch sämtliche prozesse (egal ob physikalisch,
chemisch, sonstwie) rückwärts bewegen.
Imho vergisst Du dabei, dass es sich nur um das handelt, was ein Beobachter mit entsprechender Relativgeschwindigkeit sieht. Nicht um real rückwärts laufende Zeit.
Wo liegt mein Denkfehler?
Gruß
loderunner
Die Thread-Eingangsfrage ist ein klein wenig falsch gestellt. Besser wäre: Würde sich irgendetwas überlichtschnell bewegen, was hätte das Ding für Eigenschaften?
So wie ich es verstanden habe, verbietet die SRT überlichtschnelles gar nicht. Vielmehr ist die Aussage folgende: Was sich langsamer als das Licht bewegt, kann niemals auf (über-)lichtschnell beschleunigt werden,
und ergo: was sich schneller als das Licht bewegt, kann niemals auf unterlichtschnell abgebremst werden.
Das heißt also, es geht nicht darum wie sich Teilchen verhalten, wenn sie auf überlichtschnell beschleunigt wurden (die gibt es nämlich nicht). Vielmehr geht es um Teilchen, die schon immer überlichtschnell waren und gar nicht langsamer sein können.
Damit das geht, müßten solche Teilchen eine negative Masse, eine negative Länge haben und in der Zeit rückwärts laufen (alle drei Eigenschaften gleich wahnsinnig). Außerdem würden die Dinger langsamer, wenn man ihnen Energie zuführt. Hätte man sie auf Lichtgeschwindigkeit abgebremst, wäre ihre Masse null. Sie wären nicht mehr existent.
Und nun weiter spekuliert: da diese Dinger ja von überallher Energie kriegen können, wären sie nicht lange existent -> deshalb gibt es keine (mehr)
wir sind hier in der wissenschaftsfreihen spinnerzone
Aber absolut. Eigentlich schon überlichtschnell drüber 
So richtig glücklich sind die theoretischen
Physiker darüber zwar nicht, aber bislang ist es noch
niemandem gelungen derartigen Kausalitätsverletzungen aus der
Theorie zu eliminieren.
Das liegt ja auch nicht am gelingen, sondern daran dass die verwendete Theorie eben solche Verletzungen produziert.
Sie ist einfach falsch und geht von Voraussetzungen aus die nicht gegeben sind.
Kurt
Der Term: sqrt(1-v²/c²) besagt, dass bei v>c die Wurzel aus
einer negativen Zahl zu ziehen ist. Die Mathematik erlaubt uns
das. Allerdings ist das Ergebnis keine negative Zahl sondern
eine komplexe Zahl.Bsp: sqrt(-1)=i sqrt(-9)=3i
Die Zeit läuft also nicht rückwärts sondern wird zu einer
komplexen Zahl.
vielleicht kann man auch analogien ziehn.
was heißt imaginär?
imaginär heißt physikalisch gesehn - vorhanden, aber in anderer form.
gerade bei der elektrodynamik, die ja nur ein schritt von der RT entfernt ist, stellen die kompexen zahlen den teil der elektromagnetischen wellen dar, der sich schwingend im system speichert und der quelle mehr energie entzieht.
man könnte dies eigentlich direkt auf die RT anwenden, wenn man sich die raumzeit als welle vorstellt.
man könnte die energie bis ins unendliche treiben, die zeit würde komplex werden und würde somit nicht mehr vergehen. aber sie wäre vorhanden und würde vermutlich in irgeneiner art die raumzeit für uns unnutzbar machen.
…so wie ein motor stehenbliebe, wenn man ihn mit reiner blindleistung(komplexer anteil der leistung) - und wenn sie noch so hoch/energiereich wäre - speißen würde.
genau richtig.
Noch zwei kleine Anmerkungen:
man unterscheide ART und SRT.
Nur wenn ein Teilchen keine Ruhemasse trägt, kann es folglich so schnell sein wie das Licht. Solche Teilchen transportieren dann Wechselwirkungen bzw. Energie, so dass man ihnen über E=mc² ebenfalls eine Masse zuordnen kann. Diese Masse ist jedoch endlich und nur durch die Energie bestimmt, die das Teilchen transportiert
gemäß der SRT ist somit de facto v=c für einen Körper der m>0 unmöglich.
v>c nach SRT imaginär, d.h. real unmöglich.
lg
mgb
So richtig glücklich sind die theoretischen
Physiker darüber zwar nicht, aber bislang ist es noch
niemandem gelungen derartigen Kausalitätsverletzungen aus der
Theorie zu eliminieren.Das liegt ja auch nicht am gelingen, sondern daran dass die
verwendete Theorie eben solche Verletzungen produziert.
Sie ist einfach falsch und geht von Voraussetzungen aus die
nicht gegeben sind.
Du lehnst Dich ganz schon weit aus dem Fenster. Kannst Du irgendwelche experimentellen Beobachtungen vorweisen, die Deine Behauptung stützen?
Hallo,
meine vorstellung dazu: bewegt sich die zeit rückwärts,
müssten sich auch sämtliche prozesse (egal ob physikalisch,
chemisch, sonstwie) rückwärts bewegen.Imho vergisst Du dabei, dass es sich nur um das handelt, was
ein Beobachter mit entsprechender Relativgeschwindigkeit
sieht. Nicht um real rückwärts laufende Zeit.
Wo liegt mein Denkfehler?
In der Naturwissenschaft ist das, was man beobachtet, definitionsgemäß mit der Realität identisch. Wenn man zwischen Beobachtung und objektiver Realität (was auch immer das sein mag) unterscheidet, handelt man sich unlösbare erkenntnistheoretische Probleme ein. Wenn ein Beobachter also die Zeit rückwärts gehen sieht, dann geht sie auch rückwärts. Und das bedeutet selbstverständlich, dass sich aus seiner Sicht „auch sämtliche Prozesse (egal ob physikalisch, chemisch, sonstwie) rückwärts bewegen“. Für den Beobachter selbst darf das natürlich nicht gelten. Die Zeitmaschine muss dafür sorgen, dass er von der Zeitumkehr ausgeschlossen bleibt bzw. dass sie nur für ihn gilt.
Das ist im Grunde nichts anderes als bei Bewegungen im Raum. Wenn ich in einem fahrenden Auto sitze bewegt sich aus meiner Sicht auch das gesamte Universum, während ich mit dem Auto ruhe. Für einen mit dem Rest des Universums ruhenden Beobachter stellt sich das genau umgekehrt dar. Bei einer Zeitmaschine ist das ähnlich, nur dass sie sich nicht durch den Raum, sodern durch die Zeit bewegt.
Hallo,
ich habe mich wohl unklar ausgedrückt. Ich meinte damit, dass es nicht gegen die Möglichkeit einer Zeitumkehr spricht, dass Denkprozesse oder sonstige Vorgänge rückwärts ablaufen. Es spricht auch nicht gegen die Kausalität dieser Ereignisse, da sie für die Beteiligten durchaus in gewohnter Weise ablaufen. Nur eben nicht für den relativ dazu bewegten Beobachter. Nur für ihn setzt sich das explodierte Ei wunderbarerweise wieder zusammen. Für das Ei ist es aber komplett egal, wer es beobachtet.
Gruß
loderunner