"Negative" Zeit und das Zwillingsparadoxon

Yo, mir ist mal wieder eine verrückte Theorie eingefallen,aber bevor ich dazu komme ,brauch ich nochma ein paar Hintergrundinformationsbestätigungen.
Also hat ich da ne Frage über das Zwillingsparadoxon. Einstein sagt ja vorraus,das ein Zwilling ,der in einer Rakete mit fast Lgschw. jünger wäre (körperlich) ,als sein Zwilling auf der Erde zb. Wie kann das denn sein? Ich kann mir das nur erklären ,wenn es mindestens 2 verschiedene Arten von Zeiten geben muss ,die auch unterschiedlich auf die Materie wirken.
Zum einen würd ich die Allgemeine Zeit benutzen, die Zeit ,die in eine einzige Richtung läuft. D.h. egal in welcher Reihenfolge etwas abläuft , auch wenn man in die Vergangenheit reist und seinen Vater umbringt , und dann sozusagen den Verlauf Zeit ändern würde, würde dies Im sagen wir deterministischem "Buche" der Zeit schon stehen,vorraus gesagt wurden sein,dass dies eintrifft.

Und dann würd ich die spezielle (relative) Zeit definieren, die relativ zum Bezugssystem steht.Wenn sich z.B. die Teilchen schneller bewegen oder langsamer , hat man das Gefühl,das schneller oder langsamer die Zeit vergeht.

Naja meine Frage bezieht sich auf diese Relative Zeit,die vom Bezugssystem abhängt und ihre Wirkung,wie zb. beim Zwillingsp. Dass der eine Zwilling nicht so schnell altert ,liegt doch nicht daran,dass sich seine einzelnen Teilchen langsamer bewegen oder?

Also ich belass es erstma hierbei ,bevor ich meine Theorie weiterführen werde oder kann.
Kann mir jemand mal die Wirkung der Zeit auf diesen Prozess schildern, weil ichs einfach nicht verstehen kann, wieso der andere weniger altert. MAn sagt mir immer,dass das mit Informationsübertragung auf Grund der Lichtgeschw. zu tun hat.Verstehen tu ich das irgendwie aber nicht. Ich meine ,wenn etwas schneller passiert, müsste das doch Bedeuten,dass sich die Teilchen in diesem System schneller bewegen oder?

Im Prinzip gilt folgendes: Je schneller du dich relativ zu einem Beobachter bewegst, umso langsamer vergeht für dich von diesem Beobachter aus gesehen deine Zeit. Durch diesen Effekt altert der „schnelle“ Zwilling langsamer als der beobachtende (der in Ruhe ist). Das hat nichts mit Reisen in die Vergangenheit zu tun!

Allgemeine Zeit ist insofern etwas schwierig zu definieren, da dass gesamte Universum relativ betrachtet wird. Diesen Effekt bezeichnet man als Zeitdilatation (Klick mich!)

mfg websquid

aber wenn beide sich treffen,ist doch der andere älter als sein zwilling oder?

Ja, das ist ja gerade das Paradoxon: jeder sieht den anderen "davon fliegen", aber nur einer wird älter.

Ja aber das würde doch bedeuten, dass der eine Prozess langsamer geschieht,also dass die Teilchen oder Moleküle, im gesamten ,sich langsamer bewegen (Also die des Zwillings im Raumschiff), aber das würde doch auch bedeuten,dass dieser kälter sein müsste, evtl. auch sterben könnte oder`?Also das ist ziemlich komisch,was da passieren sollte

Nein, du gehst hier schon wieder von der absoluten Zeit aus, die es so nicht gibt. Es gibt nur die relative Zeit, und in der gemssen bewegen sich die Teilchen normal schnell.

Ja aber wenn der eine Zwilling wieder kommt und jünger ist, muss ja irgendeine interaktion passiert sein, die die Veränderung eines Zustandes verlangsamt, da er langsamer gealtert ist.
Der prozess von muss ja verlangsamt wurden sein, hier also die Zeit die Dinge langsamer geschehen lässt oder? Wie ist es sonst zu erklären?

Nein, der Prozess im eigenen System wird nicht verlangsamt, die eigene Zeit vergeht für einen ja wie immer. Die Zeit des anderen, des Zuhause gebliebenen, vergeht für den Bruder auf der Erde auch wie eh und je. Da sich beide zueinander jedoch mit einer sehr hohen Geschwindigkeit bewegen, vergeht die Zeit des Einen für den Anderen anders. Beide sehen die Zeit des anderen langsamer vergehen. Hört sich paradox an, ist physikalisch jedoch korrekt. Die wechselseitige Verlangsamung steht im Einklang mit dem Relativitätsprinzip, das besagt, dass alle Beobachter, die sich mit konstanter Geschwindigkeit zueinander bewegen, völlig gleichbereichtigt sind - sie befinden sich jeweils in einem Intertialsystem (Bezugssytem).

Das Paradoxon beruht auf der intuitiven, aber unzulässigen Annahme über das Wesen der Zeit, z.B. der Gleichzeitigkeit. Die Zeit ist jedoch relativ, eine der Kernaussagen der speziellen Relativitätstheorie von Einstein. Mit der oben schon angesprochen Zeitdilatation können die Zeit vom einen in das andere Inertialssystem umgerechnet werden. Da die Zeitdilatation jedoch sysmmetrisch ist, sehen beide die Uhr des Anderen langsamer laufen.

Aufgelöst haben das Zwillingsparadoxon anfang des letzten Jahrhunderts Paul Langevin und Max von Laue. Bis zu ihnen hatte nämlich keiner den Richtungswechsel am Umkehrpunkt der Reise berücksichtigt. Durch diese Umkehr sind beide Zwillinge nämlich nicht mehr gleichwertig, da ein Beobachter sein Inertialsystem wechselt. Dadurch ändert sich für ihn die Beurteilung der Gleichzeitigkeit. Für den anderen Zwilling, der Zuhause geblieben ist, ändert sich nichts, sodass bei diesem die Betrachtung der reinen Zeitdilatation das richtige Ergebnis liefert.
Hierbei spielt es auch eine Rolle, dass durch die hohe Geschwindigkeit die Längenkontraktion berücksichtigt werden muss. Diese besagt, dass die Strecke, die der fliegende Zwilling zurücklegt, für den auf der Erde zurückgebliebenen kürzer ist.

Um das zu verdeutlichen, schauen wir uns mal folgendes Beispiel an (Variante ohne Beschleunigungsphasen):
Für eine Hin- und Rückreise mit 60 % der Lichtgeschwindigkeit zu einem Ziel in 3 Lichtjahren Abstand ergeben sich folgende Verhältnisse: aus der Sicht des Zwillings auf der Erde sind für Hin- und Rückweg jeweils 5 Jahre erforderlich. Der Faktor für die Zeitdilatation und die Längenkontraktion beträgt 0,8. Das bedeutet, dass der fliegende Zwilling auf dem Hinweg nur um 5 × 0,8 = 4 Jahre altert. Dieser erklärt sich diesen geringeren Zeitbedarf damit, dass die Wegstrecke sich durch die Längenkontraktion bei seiner Reisegeschwindigkeit auf 3 × 0,8 = 2,4 Lichtjahre verkürzt hat. Da nach seiner Einschätzung auf der Erde die Zeit auch langsamer verstreicht, scheint auf der Erde unmittelbar vor seiner Ankunft am fernen Stern lediglich 4 × 0,8 = 3,2 Jahre verstrichen zu sein. Während der Umkehrphase verstreichen aber auf der Erde seiner Ansicht nach zusätzlich 3,6 Jahre. Zusammen mit den 3,2 Jahren auf dem Rückweg sind also auch aus der Sicht des fliegenden Zwillings auf der Erde insgesamt 10 Jahre verstrichen, während er selbst lediglich 8 Jahre gealtert ist.

So, alles klar? 

Ok, ich dachte ja immer ich würde das Phänomen verstehen...
Jetzt nichtmehr, danke

Also wenn er wieder kommt ist er auch körperlich 2 Jahre jünger? Wenn ja bedeutet das doch, dass es eine Zeit gibt ,die das ganze System verlangsamt,aber seine Energie gleich bleibt. Wenn die einzelnen Teilchen sich schneller oder langsamer bewegen würden, würde das System aus diesen Teilchen entweder wärmer oder kälter werden oder?Da dies nicht der Fall ist muss es doch eine Möglichkeit geben( wie beim Zwillingsparadoxon gezeigt)eine Entwicklung zu beschleunigen oder verlangsamen ohne die innere Engergie zu verändern, weder von der eigengeschwindigkeit noch von der Menge
Wenn das so ist und auf meinen Titel bezogen schlussfolger ich: Wenn sich etwas schneller beweget ,erzeugt es ein Feld von Gegenzeit bzw. "negative" Zeit,die entgegengesetzt wirkt und bis zum Punkt der neutralen Zeit zunehmen kann.Diese neutrale Zeit kann man auch als Stillstand oder minimalste Beeinflussung durch die gesamte im Universum beinhaltende (auch virtuelle) Materie auf das sich schnell bewegende System bezeichnen. Die Wechselwirkung eines Teilchen oder eines System ist also kleiner ,wenn seine Geschwindigtkeit schneller wird, weil die Zeit für das Teilchen fast gar nicht vergeht und so keine Interaktion oder minimale entsteht.Wie steht ihr dazu?

Das funktioniert nur, wenn es ein absolute Zeit gäbe. Das ist aber nicht der Fall!
Zwei absolute physikalische Grundlagen sind:

• Die Zeit ist relativ. Jeder Vergleich von Zeiten kann nach dem Relativitätsprinzip nur aus Interatialsystemen heraus geschehen. Diese sind völlig gleichberechtigt
• Die Zeit ist positiv definiert und schreitet immer voran. Zumindest in der speziellen Relativitätstheorie. Der Fall das t < 0 ist lediglich als Vergangenheit möglich.

Zeit gewinnen kann man nicht! Für jeden vergeht die Zeit, wie es auf seiner Uhr tickt. Und jeder misst in seinem Bezugssystem 1 Sekunden als 1 Sekunde - selbst mit einer Atomuhr. Nur der Vergleich verschiedener Uhren offenbart, dass die Uhren andere Zeiten zeigen. Eine neutrale Zeit, die als ständiger Taktgeber fungiert, kann es nicht geben, da sie sich relativ zu allem anderen auch bewegt.

Ich weiß, es ist verwirrend und kompliziert. Ein Gedanke noch für den Tag heute zu nachdenken
Den Ursprung hat das ganze in der endlichen Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Wäre die Lichtgeschwindigkeit nicht endlich, könnte man von absoluter Zeit sprechen.
Experimente zeigen jedoch, dass die Lichtgeschwindigkeit endlich ist und egal wie schnell ich mich bewege, immer den selben Wert hat!

Grüße,
Olli

Ich komm darauf grad nicht irgendwie klar... einfach zu krass die Vorstellung...

Also für den, der mit fast c reist, vergeht für ihn selbst das Zeitgefühl gleich, obwohl bei ihm die Zeit langsamer vergeht als für den Anderen. Das find ich etwas komisch, denn wenn etwas langsamer passiert (aus der sicht von erde die, den c-Zwilling betrachtet) auch weniger Reibung bzw. halt das System kühler sein und wenn schneller ,dann wärmer.

Könnte der eine Zwilling den anderen beim schneller oder langsameren Altern zusehen, indem wir ein Kamerakontakt herstellen?
Und ist es ein Unterschied, wenn der c-Zwilling, sagen wir mit fast c reist aber im Kreis sich dabei beweget anstatt, wenn er eine "gerade" Strecke färht?

Und wenn das Zw-para. stimmt, müsste das nicht heissen, dass Impuls oder potentielle Energie proportional zu "negative Zeitenergie" ist. negative Zeitenergie definiert ich als eine Energie , die etwas schneller oder langsamer ablaufen lässt, ohne die innere Energie-beweung zu beeinflussen( also langsamer nicht zu einer Abkühlung und scheller zu einer Erwärmung führt. Und müsste das Zw.pa. nicht auch bedeuten, dass wir in der Lage sind etwas schneller oder langsamer ablaufen lassen zu können?

Mahlzeit!

Hier wird (nicht nur) die Sache mit der Zeit SEHR anschaulich erklärt:
http://www.einstein-online.info/home-de?set_language=de
Auf der linken Seite empfehle ich dir "Einstein für Einsteiger". Erst auf dieser Seite habe ich die Sache mit der Relativität der Zeit so halbwegs begriffen. Wenn du das dort nicht verstehst kann es dir hier auch niemand erklären, denn es ist meiner Meinung nach das Beste was es zu dem Thema gibt.

Gruß
Peter

Hallo,

Könnte der eine Zwilling den anderen beim schneller oder langsameren Altern zusehen, indem wir ein Kamerakontakt herstellen?

nein, das geht nicht, da das Videosignal auch nur mit c übertragen werden kann.

Und wenn das Zw-para. stimmt, müsste das nicht heissen, dass Impuls oder potentielle Energie proportional zu "negative Zeitenergie" ist. negative Zeitenergie definiert ich als eine Energie , die etwas schneller oder langsamer ablaufen lässt, ohne die innere Energie-beweung zu beeinflussen

So etwas gibt es leider nicht. Das etwas schneller bzw. langsamer abläuft, liegt an der Sichtweise aus den unterschiedlichen Bezugssytemen. Innerhalb eines Bezugssytems ändert sich nichts. Erst bei einem Vergleich mit einem anderen Bezugssystem wird man feststellen können, das die Uhren dort anders gehen.


@Peter: ja, eine sehr schöne Seite. Danke!

Grüße,
Olli

macht es einen Unterschied ob sich mein Zwilling sich im Kreis beweget oder ob er geradeaus fährt. Also deswegen gemeint, dass er direkt auf die Erde kann und dann laut theorie ja jünger sein müsste

macht es einen Unterschied ob sich mein Zwilling sich im Kreis beweget oder ob er geradeaus fährt. Also deswegen gemeint, dass er direkt auf die Erde kann und dann laut theorie ja jünger sein müsste

..... hmmmmmm dem Zwilling im Kreis könnte schwindelig werden......

Hallo Leute

Ihre seid aber nun wirklich schwierig. Die einfachsten Gesetze der Relativitätstheorie (es ist wirklich nicht schwer) und ihr kriegt alles durcheinander. Was soll das?

Also bringen wir das einfach in Ordnung. Zwei Körper in gleichbleibender Entfernung - keine Bewegung - was ist dann? Bei jedem verfließt die Zeit gleich schnell. Nur: man sieht die Ereignisse beim anderen zeitverzögert. Oder:  Galilei-Transformation. Warum Galilei? Weil der dies Gesetz aufgestellt hat. Also Geschwindigkeiten werden addiert. V1 + V2 = V3. Ganz einfach.

So und jetzt kommt Albert Einstein. Oder die Lorentz-Transformation. Was ist denn das? Also nicht der Lorentz, der dias Tierleben erforscht hat. Sondern der Andere - mit dieser komischen Mathematik. Mit diesem Nenner aus Wurzel aus 1 - v^2/c^2.

Also, erst mal eine Buchempfehlung. Max Born: Die Relativittätstheorie Einsteins. Er soll dies Buch auf seiner Hochzeitsreise geschrieben haben. Nicht sehr nett aber das Buch ist toll. Da hab ich wirklich Relativitätstheorie verstanden. Besonders an Rene Eichler. Ich habe die Theorie wirklich verstanden.

Diese relativistische Wurzel hat es in sich. Ehrlich. Die Addition der Geschwindigkeiten geht nicht mehr. Ein Raumschiff überholt mit nahezu Lichtgeschwindigkeit ein anderes Raumschiff, das selbst beinah Lichtgeschwindigkeit fliegt und schon haben wir doppelte Lichtgeschwindigkeit. Also - so geht das nicht. Relativistische Physik macht Spaß.

Aber wie unterscheiden wie denn jetzt diese Zwillinge? Der erste Zwilling hat ein langweiliges Leben - er bleibt einfach auf der gleichen Stelle. Und der andere Zwilling? Warum eigentlich Zwilling?. Könnte doch ein wildfremder Mensch sein.  Also der Andere ändert seinen Aufenthaltort. Mal hier - mal da. Und schon ändert sich - ja was ändert sich?

Anscheinend ändert sich mit seinem Ort auch seine Uhr. Oder viel besser. Der orttreue Zwilling kann ausrechnen, was die Uhr vom Zwilling anzeigen müßte. Rückwärts geht nicht. Aber langsamer vorwärts - wie wäre es damit.

Wenn ich von jemand wegfliege geht meine Uhr langsamer - ok.  Aber wenn ich auf Ihn zufliege, geht die Uhr doch schneller. Was soll denn das? Die Uhr geht doch immer langsamer? Ich willl Euch durcheinanderbringen. Also spielt nicht nur Bewegung, sondern Bewegungsänderung eine wichtige Rolle. Richtig - es geht um Beschleunigung. Das ist es.

Gruß Matjes

um dich vollends zu verwirren bring ich jetzt mal noch die gravitation mit ein:
je höher die gravitation , desto langsamer vergeht die zeit.
das ist nicht nur ne these , sondern wurde mit atomuhren und flugzeugen schon nachgewiesen.
wo wir gerade dabei sind, möcht ich auf die genialen bücher von sergej snegow hinweisen....
frohe weihnachten euch allen.

Ich hätte auch zu diesem Thema eine Frage:

Kumpel A ist auf der Erde und Kumpel B ist fast am Zentrum der Galaxie, Kumpel A bewegt sich mit 220 km/s (Sonnensystem) und Kumpel B halt um paar 1.000 oder 2.000 km/s mehr um das Zentrum unserer Galaxie und Kumpel C der fast am rande unserer Galxie wohnt bewegt sich mit 20km/s um unsere Galaxie.

Läuft jetzt für alle die Zeit gleich oder vergeht die Zeit für den einen langsamer als den anderen?

Edit: Jetzt noch was zum Zwillingsparadoxon.

In den meisten Dokumentations Filmen wird es immer so dargestellt, dass ein Zwilling (A) auf einem Punkt bleibt und Zwilling (B) mit c-Geschwindikeit um die Erde reist, wobei dei der Ankunft von Zwilling (B), Zwilling (A) gealtert ist, heist das nicht das Zwilling (B) in die Zukunft gereist ist? Was ist mit den anderen Milliarden Lebewesen, sind die auch gealtert?

um dich vollends zu verwirren bring ich jetzt mal noch die gravitation mit ein:
je höher die gravitation , desto langsamer vergeht die zeit.
das ist nicht nur ne these , sondern wurde mit atomuhren und flugzeugen schon nachgewiesen.
wo wir gerade dabei sind, möcht ich auf die genialen bücher von sergej snegow hinweisen....
frohe weihnachten euch allen.

Ich glaube ja, die Uhren gehen unterschiedlich weil die Atomzerfälle in den Atomuhren, bei unterschidlich hoher Gravitation unterschiedlich schnell ablaufen.
Gruß René

Oder vielleicht ist ja auch so, dass die Uhren und die Atomzerfälle immer gleich schnell ablaufen, aber der Zeitablauf von außenstehenden Beobachtern unterschiedlich schnell wahrgenommen wird, je nach herrschender Geschwindigkeit und Gravitation.

Kumpel A ist auf der Erde und Kumpel B ist fast am Zentrum der Galaxie, Kumpel A bewegt sich mit 220 km/s (Sonnensystem) und Kumpel B halt um paar 1.000 oder 2.000 km/s mehr um das Zentrum unserer Galaxie und Kumpel C der fast am rande unserer Galxie wohnt bewegt sich mit 20km/s um unsere Galaxie.

Läuft jetzt für alle die Zeit gleich oder vergeht die Zeit für den einen langsamer als den anderen?

In ihrem jeweiligen System laeuft die Zeit gleich ab. Von 'aussen' betrachtet, also zum Beispiel von einem System aus das relativ zur Milchstrasse in Ruhe ist, vergeht die Zeit in bewegten Systemen langsamer als in unbewegten. Eine Atomuhr, die sich (in Deinem Beispiel) mit 2000 km/s bewegt, wird von aussen gesehen langsamer ticken als die Uhr mit 20 km/s. Der Unterschied ist aber nicht gross. In Deinem Beispiel ist die Differenz etwa 2 Sekunden pro Tag zwischen dem System mit 2000 km/s und dem mit 20 km/s. Die Zeitdilatation geht mit
Wurzel aus( 1 - v^2 / c^2)
wobei v die Geschwindigkeit des bewegten Systems ist, c die Lichtgeschindigkeit (300 000 km/s). Erst wenn Du nahe an c herankommst, macht sich der Unterschied deutlich bemerkbar.
 
Gruss,
Volker

Oder vielleicht ist ja auch so, dass die Uhren und die Atomzerfälle immer gleich schnell ablaufen, aber der Zeitablauf von außenstehenden Beobachtern unterschiedlich schnell wahrgenommen wird, je nach herrschender Geschwindigkeit und Gravitation.

Genau! Die Zeit in einem System fliesst gleich schnell. Atomuhren zeigen also immer das gleiche an, wenn man mit ihnen reist. Erst relativ zu anderen Systemen, die andere Geschwindigkeiten haben, macht sich die Zeitdilatation bemerkbar.
Das kann man inzwischen sogar schon messen.

Gruss,
Volker

Und wie man das messen kann. Bei den GPS Satelliten muss bei der Berechnung der Zeit bezüglich der Uhren am Boden jener Effekt berücksichtigt werden. Sonst liegt man mal ganz schnell 100 Meter daneben bei der Berechnung der Position.

Sozusagen mal als Beispiel, dass wir diesen Effekt auch in der Praxis spüren.

Gruß, Klaus

Genau! Die Zeit in einem System fliesst gleich schnell. Atomuhren zeigen also immer das gleiche an, wenn man mit ihnen reist. Erst relativ zu anderen Systemen, die andere Geschwindigkeiten haben, macht sich die Zeitdilatation bemerkbar.
Das kann man inzwischen sogar schon messen.

Hm, vielleicht hätte ich den einen oder anderen Ironie-Smiley setzen sollen? 

So wie ich René einschätze, wird er nicht an diese Messungen glauben oder mal wieder alles auf den Elektromagnetismus und die Coulomb-Kraft schieben...