Relativität, Raumzeit und Gegenwart

[seeker]

Hallo Leute!

Vor Jahren dachte ich, ich hätte die wichtigsten Dinge der Relativitätstheorie zumindest anschaulich verstanden – aber da habe ich mich getäuscht...

Die populärsten Effekte sind mir schon soweit klar: Die Sache mit den verschiedenen Beobachtern in ihren Bezugssystemen, Raum- und Zeitdilitation, Zwillingsparadoxon, dass verschiedene Punkte im Universum immer durch Raum und Zeit getrennt sind, usw.

Dennoch hänge ich gerade wieder so, dass ich fast gar nichts mehr zu wissen glaube:

Im Moment geht es mir um die Raumzeit und die Gegenwart

Gedankenexperiment:

Ein Raumfahrer verabschiedet sich heute von mir und fliegt dann mit relativistischer Geschwindigkeit nach Alpha Centauri und wieder zurück.

Wenn er wieder auf der Erde landet, sei für ihn daher 1 Jahr vergangen, er ist 1 Jahr älter.
Für mich dagegen seien 10 Jahre vergangen, ich bin zehn Jahre älter.

Soweit alles klar!

Frage: Um wie viele Jahre ist das Universum älter geworden?

Da wir uns am Ende wieder beide im selben Bezugssystem befinden, würden wir doch beide sagen, dass das Universum nun aus unserer beider Sicht 10 Jahre älter ist – oder nicht?


Worauf ich hinaus will: Es geht mir um die Gegenwart

Man kann m. E. nicht sagen, der Raumfahrer sei 9 Jahre in meine Zukunft gereist. Könnte nämlich jemand auf diese Weise in die Zukunft reisen, dann müsste ich hier doch zugeben, dass die Zukunft schon heute existent ist. Das kann aber nicht sein, weil sie in diesem Falle vollständig determiniert sein müsste. Dem ist aber nicht so: Schon wegen der Unschärfe bzw. zufälligen Prozessen muss die Zukunft unbestimmt sein. Die Zukunft existiert also nicht; es existiert immer ausschließlich die Gegenwart. Es kann genauso heute kein Bezugssystem mehr geben in dem der Urknall Gegenwart ist. Die Vergangenheit ist vorbei, nicht existent.

Daher denke ich, dass man sagen muss, dass sich der Raumfahrer durch seine hohe Geschwindigkeit auch mit höherer Zeit-Geschwindigkeit durch die Zeit bewegt hat bzw. alle Bewegungen/Veränderungen in seinem Bezugssystem langsamer abgelaufen sind, als bei mir auf der Erde. Anders formuliert: Meine 10 Jahre wurden bei ihm auf 1 Jahr gestaucht.

Die Minimalgeschwindigkeit, mit der man sich relativ zur Masse des Universums durch die Zeit bewegen kann, müsste dann die Zeitgeschwindigkeit eines ruhenden Beobachters fern von Gravitationsfeldern sein, z.b. ruhend relativ zur Hintergrundstrahlung.

Kann ich dann nicht einfach eine absolute Überzeit annehmen, die mit dieser minimalen Geschwindigkeit die Raumzeit als Gegenwart(-sfront) durchläuft und alle relativen Zeiten an dieser kalibrieren/messen? Die Relativzeitspannen z.B. unseres Raumfahrers wären dann einfach relativ zu dieser Absolutzeit mehr oder minder verkürzt. Diese Front wäre alles, was existiert.
Alles außerhalb der Front wäre schon vergangen oder noch nicht da.

Da wann diese Gegenwart gerade gegenwärtig ist, da ist jetzt – immer und überall.
Kann ich das sagen?

Nochmal: Es kann nicht möglich sein, dass jemand meine Zukunft "vor" mir erreichen kann. Das würde zu Widersprüchen führen.

Muss es deshalb nicht immer eine absolute, nicht relative Gegenwart geben?

Sehr schwierige Sache… Ich hoffe ich konnte einigermaßen verständlich machen, was ich meine. Die Formulierung fiel mir zugegebenermaßen sehr schwer…
Ich vermute auch fast, dass die offizielle Antwort lautet, dass dieses Konzept überflüssig sei und deshalb Ockhams Rasiermesser zum Einsatz kommen muss? Aber sorry... davon bin ich noch nicht überzeugt: Erst müssen meine logischen Probleme ausgeräumt sein...

Beste Grüße
seeker

[PeterM]

Hallo seeker,

ich bilde mir etzt nicht ein, dass ich Dir eine Antowrt geben kann. Ich kann aber versuchen, meine Sicht der Dinge zu schildern. Dann können meine Fehler gleich mit ausgeräumt werden. Ich bin mir aber nicht sicher, ob ich Dein Problem überhaupt erfasst habe. Das ist aber nichts neues. Ich bin mir hier nie sicher, dass ich etwas richtig verstehe.

Ich meine, dass die Gegenwart sich nur unterhalb der Lichtgeschwindigkeit abspielen kann. Die Lichtgeschwindigkeit ist ja die ja eine absolute Größe.

Die Bewegung unterhalb der Lichtgeschwindigkeit hat ja auch gleichzeitig etwas mit der zurückgelegten Entfernung zu tun. Hier kommt es dann zu unterschiedlichen Zeitabläufen, eine Änderung im Alter des Unviersums bewirkt das aber nicht. Ich würde noch gern mehr schreiben. Aber es klemmt schon wieder. Kolbenfresser im Schädel.

Viele Grüße

Peter

[tomS]

Kennt ihr das Konzept der "Blätterung" (engl. "Foliation") der Raumzeit?
Kennt ihr den Begriff und die Bedeutung des Lichtkegels?

[PeterM]

Nein.

Viele Grüße

Peter

[seeker]

Lichtkegel: Ja
Blätterung: Noch nicht. Ich mach mich mal schlau.

Grüße
seeker

[seeker]

P.S.:
Habs wohl gefunden:
Zur Blätterung habe ich natürlich noch dein Beispiel mit den Buchseiten in Hinterkopf und dass diese Blätterung der Raumzeit willkürlich ist. Bildlich: Ich kann meine Raumzeit waagerecht in Blätter (Hyperflächen) zerteilen - aber auch in jedem anderen Winkel.
Wirklich in jedem Winkel - oder nur mit maximal 45° (<->Lichtkegel)? Auch in einem Winkel, in dem der Urknall noch gegenwärtig wäre (senkrecht)? Aber vielleicht bringe ich da auch ein paar Dinge gerade durcheinander...

Grüße
seeker

[tomS]

Wenn du an einer Stelle in der Raumzeit einen Lichtkegel festmachst, dann kannst du durch diesen Punkt ein Blatt legen, das den Lichtkegel nicht schneidet(außer natürlich in dem einen Punkt). Ansonsten ist das Blatt beliebig. Weitere Blätter legst du einfach auf dieses Blatt drauf. Für den Fall von gekrümmten Räumen hast du auch gekrümmte Blätter, aber die Regeln bleiben gültig.

Zwei verschiedene Beobachter in der Raumzeit stimmen u.U. nicht darin überein, wie - bezogen auf sie selbst - zwei beliebige Ereignisse liegen. Aber sie werden immer darüber übereinstimmen,ob ein Ereignis innerhalb oder außerhalb eines Lichtkegels liegt. Andersherum formuliert: die Eigenschaft, dass ein Eeignis im Vorwärtslichtkegel eines anderen Ereignisses liegt, gilt für jede beliebige Blätterung.