Empfinden und Physik der Zeit

[stine]

Frage an die Wissenschaftler unter euch:

Würde man es merken, wenn sich Zeit tatsächlich beschleunigen würde?
Woran könnte man das erkennen?
"Die genauesten Uhren sind Atomuhren, die auf atomaren Schwingungsprozessen beruhen. Damit ist ein relativer Gangfehler von 10-15 erreichbar, was einer Sekunde Abweichung in 30 Millionen Jahren entspricht. Die Zeit und damit auch die Frequenz, ihr mathematischer Kehrwert, sind die physikalischen Größen, die mit der höchsten Präzision überhaupt messbar sind, was dazu geführt hat, dass die Definition der Länge mittlerweile auf die der Zeit zurückgeführt wird, indem man den Meter als diejenige Strecke definiert, die das Licht im Vakuum während 1/299.792.458 Sekunden zurücklegt." Quelle Wikipedia

Wenn sich die Erde in ihrer Umlaufbahn beschleunigen würde, würden nicht alle physikalischen Messpunkte sich gleich verändern, so dass wir nur meinen, die Zeitspannen wären gleich?

fragt sich die stine

[emporda]

Frage an die Wissenschaftler unter euch:
Wenn sich die Erde in ihrer Umlaufbahn beschleunigen würde, würden nicht alle physikalischen Messpunkte sich gleich verändern, so dass wir nur meinen, die Zeitspannen wären gleich?

Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne ist elyptisch und unterliegt Schwankungen bedingt durch die Planetenkonstellationen. Das Jahr mit durchschnittlich 365,247 Tagen ist bereits seit 3000 Jahren bekannt, die religiösen Spinner des Altertums haben es nicht wissen wollen und nach ihren Mondkalendern gearbeitet.

Eine geringe Änderung der Umlaufzeit der Erde, ganz gleich ob schneller oder langsamer, würde nur Einfluß auf unseren Kalender haben mit einer anderen Schaltjahreinteilung. Derzeit gilt alle 4 Jahre, aber nicht wenn die Jahrerzahl durch Hundert teilbar, aber doch wenn durch 400 teilbar ist. Eine größere Änderung der Geschwindigkeit würde eine andere Bahn im Gleichgewicht von Sonnenanziehung und Fliehkraft bedingen.

Die Zeit als Basiskonstante unseres Universums hat damit nicht zu tun. Die Veränderung der Zeit mit der Geschwindigkeit und der wirkenden Anziehungskraft macht bei kleinen Änderungen der Erdumlaufbahn nichts aus. Bei den GPS Satelliten, bei denen aus auf Zehntausenstel Sekunden Laufzeit der Signale ankommt, wird der Einfluß von Umlaufgeschwindigkeit und Schwerkraft der Satellitenposition in der Cäsiumuhr vor der Signalabgabe kompensiert. Ohne diese Korrektur wären die Postionsangaben zu ungenau und nicht zu gebrauchen.

Auch hier gilt, der Verlauf der Zeit wird nicht geändert, sie ist eine relative Größe in Abhängigkeit von Geschwindigkeit und Schwerkraft gemäß der Einstein'schen Relativitätstheorie.

[[C]Arrowman]

Da Zeit relativ ist kann man sie nur in bezug zu etwas messen. (spezielle Relativitätstheorie). In unserem Fallen sind es die Atomuhren. Kommen dann noch Effekte wie Gravitation hinzu, dann kann die Zeit an unterscheidlichen stellen, ob wohl räumlich in konstanten Bezug zueinander unterscheidlich schnell vergehen. Starke Gravitation dehnt die ZEit, das kann man an schwarzen löchtern (vielmehr am Ereignishorizont) sehr gut beobachten wo Zeitintervall dt -> unendlich geht. Es dauert wuasi aus unserer SIcht ewig bis ein Teilchen den Horizont überquert.

Würden wir merken wenn das Tempo der Zeit auf der Erde sich verändert? Ja.
Können wir Ausmachen ob das universum schneller oder wir langsamer Geworden sind? Nein.

Alle Angaben ohne Gewehr und Gewähr.

[JustFrank]

Zeitdehnung ist in der Dikussion um Raumflüge bei Geschwindigkeiten knapp unter Licht immer wieder eines der Hauptthemen. Wie bereits festgestellt ist Zeit etwas relatives und es kommt auf das Bezugssystem an, in dem ich sie messe. Wir können heute davon ausgehen, dass Zeit in verschiedenen Region des Universums unterschiedlich schnell vergeht. Die unterschiedlichen Ergebnisse entstehen freilich nur dadurch, dass unsere Messgröße an einen festen Bezugspunkt gebunden ist.

Es gibt in der Literatur und den Medien prima Bespiele für Zeitphänomene. Stephen W. Hawking ist dafür eine prima Adresse.

Was wir bei der Betrachtung der Zeit immer im Hinterkopf behalten sollten ist, dass die Art, wie wir Zeit wahrnehmen (psychologischer Aspekt), sich von den Eigenschaften der Zeit (physikalischer Aspekt) stark unterscheidet. Will sagen, dass unsere eigene Erfahrungswelt uns beim Begreifen der Zeit und ihrer Eigenschaften eher hinderlich im Weg, denn hilfreich zur Seite steht.

[stefan2]

Was wir bei der Betrachtung der Zeit immer im Hinterkopf behalten sollten ist, dass die Art, wie wir Zeit wahrnehmen (psychologischer Aspekt), sich von den Eigenschaften der Zeit (physikalischer Aspekt) stark unterscheidet. Will sagen, dass unsere eigene Erfahrungswelt uns beim Begreifen der Zeit und ihrer Eigenschaften eher hinderlich im Weg, denn hilfreich zur Seite steht.

Wer wirklich Zeit hat, lese zu diesem Thema den "Zauberberg" von Thomas Mann: der thematisiert das Thema der subjektiven Zeitempfindung auf das Subtilste und immer wieder (wenigstens für mich) auf wunderbare und vergnügliche Weise. Aber: Zeit braucht man schon dazu!

Stefan

[stine]

Würden wir merken wenn das Tempo der Zeit auf der Erde sich verändert? Ja.

Mir ist immer noch nicht ganz klar, WIE wir eine Zeitveränderung bemerken würden, wenn sich die Bezugssysteme gleichsam mitverändern.
Auf was will ich eigentlich hinaus?
Was ganz Banales: Ich würde mir gerne die subjektive Erfahrung, dass, je älter ich werde, umso schneller die Zeit vergeht, erklären wollen.
Vielleicht lese ich aber erst mal den "Zauberberg" von Thomas Mann. Eventuell ist die Romankunst an dieser Stelle die bessere Orientierung. Ich danke euch jedenfalls für eure Beiträge.

LG stine

[JustFrank]

Ich denke, da ist Thomas Mann wahrlich die bessere Wahl, denn hier geht es um den psychologischen Aspekt der Zeit. Darum, wie wir das Vergehen der Zeit anhand von Eindrücken und Ereignissen und bezogen auf uns selbst wahrnehmen.

Da helfen weder Atomuhren, noch Gravitation oder Lichtgeschwindigkeit.

[[C]Arrowman]

Mir ist immer noch nicht ganz klar, WIE wir eine Zeitveränderung bemerken würden, wenn sich die Bezugssysteme gleichsam mitverändern.

Wenn sich die Bezugsystem,e glichsam mit verändern bleibt alles beim alten, da relativ keine Veränderung stattfand. Ein Gott würde es wohl merken, da er das Universum von außen Beobachten kann und ggf. nachjustieren kann. FÜr uns ist das ohne belang, da wir es a nicht merhken und b unsere Gleichungen dadurch nicht falsch werden, da die Vehältnisse erhalten bleiben,

[JustFrank]

Es gibt keine Götter, die irgendwelche Universen von außen betrachten.

[ostfriese]

Würden wir merken wenn das Tempo der Zeit auf der Erde sich verändert? Ja.

Mir ist immer noch nicht ganz klar, WIE wir eine Zeitveränderung bemerken würden, wenn sich die Bezugssysteme gleichsam mitverändern.
Auf was will ich eigentlich hinaus?
Was ganz Banales: Ich würde mir gerne die subjektive Erfahrung, dass, je älter ich werde, umso schneller die Zeit vergeht, erklären wollen.

Solche psychischen Effekte sind natürlich sehr viel größer als das, was wir etwa von der relativistischen Zeitdehnung beim Hinabsteigen von einem Berg "merken". Dafür beruhen sie vollständig auf Illusionen, während die relativistische Zeitdehnung bei der Annäherung an ein Massenzentrum (dabei wächst die physikalische Größe "(Fall-)Beschleunigung") mit Atom-Uhren tatsächlich nachweisbar ist.

[JustFrank]

Unter dem Link unten gibt es ein paar mehr Infos zu den beschriebenen Effekten

Hier wird beschrieben, dass und wie Zeitdehnung messbar ist. Stine ging es aber auch um die persönliche Empfindung von Zeit. Hier müssen wir sehr genau trennen. Zeitdehnung ist ein physikalischer Effekt und wird durch die Eigenschaften des Raumes und der Wirkung der Gravitation vorgegeben. Zeitempfinden entseht in unseren Köpfen und ist deshalb der weit komplexere Teil der Frage.

Stine, auf welchen der beiden Teile suchst du eine Antwort?

http://www.g-o.de/wissen-aktuell-7438-2007-11-23.html

[stine]

Stine, auf welchen der beiden Teile suchst du eine Antwort?

Danke für den Link!

Es ist schon so, dass mich die subjektive Empfindung der kürzeren Jahre dazu verleitet hat darüber nachzudenken, ob wir es überhaupt bemerken würden, wenn die Erde tatsächlich durch eine minimal veränderte Umlaufbahn zur Sonne, durch deren dann verstärkte Gravitation eine Beschleunigung erfahren würde und ob dies überhaupt messbar wäre, da sich ja alle Messsysteme höchstwahrscheinlich entsprechend äquivalent verhalten würden. (z.B. Quarzschwingungen)

Einfältig gedacht könnte man auch sagen, die Menschen werden immer älter, weil die Jahre immer kürzer werden.

Da es sich aber wahrscheinlich nur um eine subjektive Empfindung alternder Menschen handelt, wäre es interessant, was dies auslöst. 100% der befragten Alten stimmt zu, die Jahre kürzer zu empfinden, je älter sie werden.
Zeit ist relativ, auch im Empfinden. Vollgepackt scheint sie im Augenblick länger, unausgefüllt im nachhinein.
Aber auch "Alte" die viel unternehmen, berichten über die flüchtigen Jahre im Alter.

Naja, wollte halt mal "laut" nachdenken.

LG stine

[Klaus]

Die Jahre werden mit zunehmenden Alter spuerbar kuerzer, weil die hinter einem liegende Lebenszeit immer groesser wird und man sich ausrechnen kann, wann Schluss ist, schon rein statistisch. Also die vor uns liegende Zeit wird kuerzer, die hinter uns liegende Zeit laenger. Das ist das Leben und die Menschen empfinden es ganz subjektiv so.

[Peter Janotta]

Ende März, Anfang April gehe ich vielleicht auf eine Kurztagung zum Thema "Zeit". Leider habe ich momentan gerade nicht viel Zeit und kann nur eingeschränkt auf das Thema eingehen. Auch ist mein Wissen über die allgemeine Relativitätstheorie leider nicht sehr groß.

Einen Punkt möchte ich aber erwähnen. Die Unterschiede in der Zeit kann man dann messen, wenn man eine Referenz hat. Man kann in dem von dir dargestellten Beispiel wahrscheinlich durchaus bemerken, dass sich der Zeitverlauf im Vergleich zu den anderen Planeten verändert hat. Daneben lässt sich in dem von dir skizzierten Fall natürlich noch direkt der Veränderte Abstand zur Sonne messen. Auch könnte es schon bei leicht veränderter Bahn passieren, dass diese nicht mehr stabil ist und die Erde ins Universum rausgeschleudert wird. Dazu gibt es einen Artikel in der letzten Ausgabe der Spektrum der Wissenschaft.

Auf der Erde hat man mittlerweile so genaue Zeitmessungen durch Laser und Quantenoptische Fallen, dass sich die unterschiedliche Zeit bei selbst eine Höhendiffernz von nur einem Meter gemessen werden kann.

[ostfriese]

Ich hatte den physikalischen Begriff der Beschleunigung oben rausgelassen (hab's jetzt ergänzt), weil ich annahm, dass stine dadurch noch mehr verwirrt werden könnte. In der Alltagsvorstellung der meisten Menschen erfordert "Beschleunigung" ja eine Bewegung, die schneller wird...

[JustFrank]

In der Alltagsvorstellung der meisten Menschen erfordert "Beschleunigung" ja eine Bewegung, die schneller wird...

Muss nicht sein. Wenn wir im Auto auf die Bremse latschen oder im All Sonden zu den inneren Planeten schicken, tritt eine negative Beschleunigung ein.

Wenden wir das auf die Zeitdilatation an, ergeben sich daraus für einen stillstehenden Betrachter daraus die genau umgekehrten Effekte, wie bei positiver Beschleunigung.

In der vorletzten "Sterne und Weltraum" gab dazu eine ganz interessante CD. Hier noch ein Link auf die Inhalte:

http://www.tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de/

[trazy]

Was ich nie begriffen habe ist dass es eine maximale Geschwindigkeit gibt, sei es die Lichtgeschwindigkeit durch Raumkrümmung,
und dass gleichzeit Geschwindigkeit relativ ist!

Das geht doch garnicht. Jedes Stück Materie ist nur in Relation zueinander zu betrachten und wenn 2 Lichtstrahlen Lichtgeschwindigkeit haben und entgegengesetzt ausgestrahlt werden, dann haben Sie doch relativ zueinander doppelte Geschwindigkeit.

Irgendein Physiker hatte mir das dann mal mit diesen höheren Modellen erklärt, die es in der Physik gibt. Ich versteh es nicht.

Auf der Erde hat man mittlerweile so genaue Zeitmessungen durch Laser und Quantenoptische Fallen, dass sich die unterschiedliche Zeit bei selbst eine Höhendiffernz von nur einem Meter gemessen werden kann.

Ja, und der Physiker der das erfunden hat, hat daher einen Nobelpreis bekommen. Das ist gar nicht so lange her. Da liest jemand aktuelle Fachliteratur ohoho!

Wenn sich die Erde in ihrer Umlaufbahn beschleunigen würde

Schau dir dazu mal die 3 kepplerschen Gesetze/Regeln/Formeln an. Die sind auch was für Laien. Naja, man lernt es im Astronomieunterricht. Die Erde wird sich kaum in dieser Umlaufbahn beschleunigen, auch nicht theoretisch denkbar.

[Peter Janotta]

Was ich nie begriffen habe ist dass es eine maximale Geschwindigkeit gibt, sei es die Lichtgeschwindigkeit durch Raumkrümmung,
und dass Gleichzeit Geschwindigkeit relativ ist!

Geschwindigkeiten addieren sich eigentlich nicht einfach zu v_rel = v1 +v2(was das ist was du mit relativen Geschwindigkeiten meinst), wenn sich zwei Körper sehr schnell bewegen, sondern folgen der Formel: v_rel=(v1+v2)/(1+v1 * v2 / c^2).

Das heist das die spezielle Relativitätstheorie die Relativität der Geschwindigkeiten zueinenader gerade aufhebt. Daher ist der Name der Theorie etwas missverständlich. Licht bewegt sich immer mit Lichtgeschwindigkeit. Das heist egal wie schnell du rennst ein Lichtstrahl rennt immer mit der selben Lichtgeschwindigkeit an dir vorbei und nicht etwa mit einer um deine Laufgeschwindigkeit langsamere. Hat man dagegen zwei Körper die sich mit sehr viel kleinerer Geschwindigkeit bewegen als mit Lichtgeschwindigkeit ergeben die beiden Formeln fast die selbe Lösung. Daher fährt ein Auto von dir aus langsamer, wenn du ihm hinterherfährst. Für sehr hohe Geschwindigkeiten funktioniert das nichtmehr so einfach.

[Peter Janotta]

Schau dir dazu mal die 3 kepplerschen Gesetze/Regeln/Formeln an. Die sind auch was für Laien. Naja, man lernt es im Astronomieunterricht. Die Erde wird sich kaum in dieser Umlaufbahn beschleunigen, auch nicht theoretisch denkbar.

Eigentlich bewegt sich die Erde nur deshalb auf einer Kreisbahn, weil sie durch die Anziehung der Sonne permantent beschleunigt wird. Diese Beschleunigung dreht aber nur die Richtung in die sich die Erde bewegt. Der Geschwindigkeitsbetrag der Erde wird dabei nicht verändert, aber der Geschwindigkeitsvektor. Man spricht trotzdem von einer Beschleunigung.

[trazy]

@Peter Janotta:
Das bedeutet doch dann, dass durch die Raumkrümmung bei hohen Geschwindigkeiten der ganze Raum verzerrt werden könnte. Ich meine was du da beschreibst kann ich mir nur durch Raumkrümmung geistig vorstellen. Wie soll das anders vorstellbar sein. Einstein@home kennst du zufällig? Ich mache da mit! hehe und bin schon fleißig seit rund 2 Jahren am Punktesammeln auf der Suche nach Raum-Zeit-Kräuselungen bei Quasaren usf.

Braucht man für Gravitationswellen also unbedingt riesige Massen oder reichen auch extrem hohe Geschwindigkeiten? Haben Graviationswellen auch die maximale Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit?

Man spricht trotzdem von einer Beschleunigung.

Ich hatte stine wohl missverstanden und gedacht, dass sie eine allgemeine Gesamtbeschleunigung also schnellere Umdrehung insgesamt meint.

Der Geschwindigkeitsbetrag der Erde wird dabei nicht verändert

Das ist ja eigenartig. Warum sehen dann die ganzen Animationen bei der ESA oder NASA anders aus, so dass die Gestirne im Entfernten der Ellipse langsam wirken und in der Nähe des Zentrums schnell? Ich glaube du hast da ausversehen etwas verwechselt. Die Erde bewegt sich nicht auf einer Kreisbahn. Ist das nicht ein ständiger wechsel von potentieller zu kinetischer Energie und zurück?