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Uhren und Gravitation

Einstein über die Schulter geschaut: Fragestellungen zur Speziellen und Allgemeinen Relativitätstheorie, mathematische Methoden, Bedeutung und Interpretation
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Dares
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Uhren und Gravitation

Beitrag von Dares » 24. Okt 2017, 20:04

Hallo liebes Forum,

lt. Aussage von Wiki gehen Uhren im Tal langsamer als auf einem Berg oder auch Orbit.

Uhren im Gravitationsfeld

In der allgemeinen Relativitätstheorie hängt der Gang von Uhren nicht nur von ihrer relativen Geschwindigkeit ab, sondern auch von ihrem Ort im Gravitationsfeld. Eine Uhr auf einem Berg geht schneller als eine im Tal. Dieser Effekt ist zwar im irdischen Gravitationsfeld nur gering, er wird jedoch beim GPS-Navigationssystem zur Vermeidung von Fehlern bei der Positionsbestimmung über eine entsprechende Frequenzkorrektur der Funksignale berücksichtigt.

Quelle Wikipedia aus dem Link zur Relativitätstheorie

https://de.wikipedia.org/wiki/Relativit%C3%A4tstheorie

Warum gehen Uhren dort oben eigendlich schneller? Müssten diese nicht langsamer gehen?

Wenn ich mir das System als geometrischen Raum vorstelle und eine gerade Linie von der Erdoberfläche bis zu einem Berggipfel oder
einem stationären Satelliten ziehe so bewegt sich die Uhr in einem Satelliten schneller als die Uhr auf der Erdoberfläche.
Da die Uhr nun ja ihre Eigenzeit hat, da diese ja identisch mit der Eigenzeit der Uhr auf der Erde ist, müsste die Uhr
im Satelliten doch hinterherhinken?
Oder gehen beide Uhren physisch gleich und es geht nur um die Entfernung welche zeitmässig überwunden werden muss um eine
Information Information von oben nach unten zu übertragen?

Oder liegt doch alles nur im Auge des Betrachters als 3. Bezugspunkt?

Freundliche Grüsse

Dares

positronium
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Re: Uhren und Gravitation

Beitrag von positronium » 24. Okt 2017, 21:31

In dem von Dir eingefügten Zitat wird von gravitativer Zeitdilatation geschrieben. Du argumentierst hingegen mit kinematischer Zeitdilatation. Letztere tritt zwar auch auf, ist aber in diesem Fall sehr, sehr klein.

Dares
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Re: Uhren und Gravitation

Beitrag von Dares » 24. Okt 2017, 23:00

Aha, da unterscheidet man also. Aufgrund der geometrischen Darstellung des Raumes dachte ich, dass alles mehr oder weniger ein-
und das Selbe ist. Ich musste dabei erstmal an die unterschiedlichen Bahnhöfe mit den unterschiedlichsten Zeiten denken, die dann
erst später synchronisiert worden sind und die Zeitangaben einheitlich wurden.

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Re: Uhren und Gravitation

Beitrag von Skeltek » 25. Okt 2017, 01:10

Beschleunigung ändert das Bezugssystem, wodurch sich verinfacht ausgedrückt das Wellenverhalten von Materie verändert.
Aus Sicht der Materie sind die Strecken, zeitlichen Abstände und 'Gleichzeitigkeit' parallel zur Bewegungsrichtung dann vor und hinter ihr unterschiedlich lang.
Beschleunigung bedeutet einen Impulsaustausch, welcher die Materie 'als Wellenpacket betrachtet' in einer Richtung frequenzverschiebt; dabei spielt es keine Rolle ob dies gravitativ oder durch andere Formen der Beschleunigung passiert.
Die kinetmatische Zeitdilatation ist letzten Endes möglicherweis auch auf die Beschleunigung zurück zu führen.
Eine auf der Erde stehende Uhr bildet hierbei keine wirkliche Ausnahme, sie wird ständig zum Erdmittelpunkt hingezogen, Impulsaustausch mit der Erdoberfläche hält sie jedoch auf Position.

Es gibt viele Möglichkeiten die Sache aufzuziehen, es ist jedoch einfacher die Dinge in unserem 'Betrachtungssstem' voneinander zu trennen - zumal Experimente welche die Ursache eindeutig festlegen für uns technisch nicht umsetzbar sind. Das ist jedenfalls mein Eindruck nach Jahre langem lesen unterschiedlicher Artikel.

Die Uhr auf der Erde ist größerer Beschleunigung ausgesetzt als die im geostationären Orbit, auch wenn diese zu stehen scheint.

Der Faktor der Zeitdilatation müsste irgendetwas so ähnliches sein wie (habs nur grob in Erinnerung):
bei Geschwindigkeit: (v²)/c²
bei Gravitation: (g*h)/c²
was sich letztlich bei beiden in den Einheiten (m/s)²/(m/s)²=1 niederschlägt; das Ergebnis muss man noch mit der vergangenen Zeit multiplizieren und bekommt direkt den Gangunterschied. Dass beide Effekte in Experimenten
Bei der gravitativen Zeitdilatation würde ich den Effekt bei verinheitlicher Formel und 'denselben Wert-Äquvalenten' auf das effektiv doppelte schätzen, da hier zur gravitativen Beschleunigung noch der Impulsaustausch durch die Tischunterlage dazu kommt(nehme einfach mal an das Teil steht auf einem Tisch und ist nicht im freien Fall), welcher exakt gleich groß ist wie die Fallbeschleunigung und entgegengesetzt (diese also aufhebt).

Hab da jetzt keine Belege dafür, das hab ich mal vor vielen vielen Jahren 'durchgedacht' und ist eigentlich nur eine Spekulation meinerseits; mehr konnte ich aus den kostenlosen öffentlich zugänglichen Informationen nicht schließen, mein Wunsch-Experimentaufbau kann ich leider nicht selbst durchführen :)
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Re: Uhren und Gravitation

Beitrag von tomS » 25. Okt 2017, 07:10

Hallo Skeltek,

warum so viel Spekulation? Die Theorie ist bekannt, Experimente auch zur Unterscheidung zwischen verschiedenen Arten der Zeitdilatation liegen vor (wobei letztlich eine gemeinsame Ursache vorliegt).

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Pound-Rebka-Experiment
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Hafele- ... Experiment

Zur generellen Berechnung siehe hier:

https://www.physikerboard.de/topic,4079 ... ebung.html
Gruß
Tom

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Sir Karl R. Popper

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