Gibt es außerirdisches Leben (auf der Erde)?

[Prosaft]

offenkundig hast du ahnung von der materie und ich hoffe du verzeihst es mir, wenn ich dich stellvertretend für die wissenschaft auf die probe stelle?

Gerne.
Ich hab mal die Formeln der Lorenz-Trafo von hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Lorentz-Transformation
in ein Excel sheet gepackt um die Positionen auszurechnen (dabei ist es mir gelungen mich selbst zu verwirren. zeigt doch mal wie unintuitiv der Kram ist xD).

Zunaechst muss ich dich aber bitten von deinem Beispiel minimal abzuruecken. Sonden mit Lichtgeschwindigkeit gibt es leider nicht. Aber ich schaetze, dass in deinem Beispiel ein Wert ueber 0.5c auch zu den Widerspruechen fuehren?

Ich habe einfach mal 0.6c eingesetzt, weil dabei huebsche Runde Zahlen rauskommen, aber du kannst im Prinzip einsetzen, was du magst und rumspielen (solange es mir gelingt das Spreadsheet hier zu teilen).

Zunaechst ein schneller Check der Konsistenz:
Setze ich hier als Event x=0 und t = 1y ein (also sprich unsere Raumstation), dann erhalte ich fuer x/t natuerlich 0, da sich unsere Raumstation in ihrem Inertialsystem ja nicht bewegt hat. Der Beobachter in der sich wegbewegenden Sonde wird dieses Event nach 1.25y messen und berichten, dass die Raumstation zu diesem Zeitpunkt bei -0.75ly relativ zu sich selbst befindet, und daraus schliessen, dass sich diese in der Zeit mit x'/t' = 0.6c von sich wegbewegt hat. Die beiden stimmen also darueber ueberein, wie schnell sie sich voneinander wegbewegen.
Nebenbemerkung: Der Grund warum der Beobachter in der Sonde es erst nach 1.25y sieht hat nichts mit der Laufzeit des Lichts zu tun (denn mit dieser Annahme wuerde das Licht Jahr nur 0.25y Zeit haben, obwohl der Beobachter schon 0.6ly weg ist). Hier handelt es sich um grundlegende geometrische Eigenschaften der Raumzeit: Wie der Raum fuer dich aussieht und wie schnell deine Uhren ticken haengt wesentlich davon ab, wie schnell du dich bewegst.

Nun betrachten wir das Event x=-0.6ly und t = 1y. Die Raumstation berichtet also, dass sie an diesem Ort und zu dieser Zeit die zweite Sonde sieht.
Vom selben ereignis berichtet der Beobachter in Sonde 1 in seiner Uhr nach t' = 1.7y und misst, dass sich diese 1.5ly von ihm entfernt befindet. Er schliesst also daraus, dass sich Sonde 2 relativ zu ihm mit etwa 0.88c wegbewegt.

 

[Lübke]

Zunaechst muss ich dich aber bitten von deinem Beispiel minimal abzuruecken.

ungern. wenn die srt zutreffend ist, sollte sie auch da anwendbar sein... aber ich habe schon geahnt dass dir die zahlen probleme machen

Der Beobachter in der sich wegbewegenden Sonde wird dieses Event nach 1.25y messen und berichten, dass die Raumstation zu diesem Zeitpunkt bei -0.75ly relativ zu sich selbst befindet, und daraus schliessen, dass sich diese in der Zeit mit x'/t' = 0.6c von sich wegbewegt hat. Die beiden stimmen also darueber ueberein, wie schnell sie sich voneinander wegbewegen.

bis hierhin alles klar.

Nun betrachten wir das Event x=-0.6ly und t = 1y. Die Raumstation berichtet also, dass sie an diesem Ort und zu dieser Zeit die zweite Sonde sieht.

passt natürlich auch

Vom selben ereignis berichtet der Beobachter in Sonde 1 in seiner Uhr nach t' = 1.7y und misst, dass sich diese 1.5ly von ihm entfernt befindet. Er schliesst also daraus, dass sich Sonde 2 relativ zu ihm mit etwa 0.88c wegbewegt.

so, an dieser stelle wirds nun spannend.
sonde 1 befindet sich also zu diesem zeitpunkt t´= 1.7y bei x=1.02 ly zur raumstation, korrekt?
sonde 2 ebenfalls aber in der entgegengestezten richtung zur raumstation, sprich x=-1.02 ly, korrekt?

ich will von dir die messungen von zwei leuten in einklang bringen: beobachter a auf der raumstation und beobachter b in sonde 1. beide sollen zum selben zeitpunkt mitteilen, wie weit sie von sonde 2 und voneinander entfernt sind. nach meinem bisherigen verständnis kommen die beiden nicht zum gleichen ergebnis was sonde 2 angeht.

 

[Prosaft]

sonde 1 befindet sich also zu diesem zeitpunkt t´= 1.7y bei x=1.02 ly zur raumstation, korrekt?

Ich vermute du hast die x' = 0 genommen und x mittels x = x' + v*t ausgerechnet? Das ist leider wieder die klassische Galileiische Transformation, in der SRT kommt vorner noch der Gamma-Faktor davor.

ich will von dir die messungen von zwei leuten in einklang bringen: beobachter a auf der raumstation und beobachter b in sonde 1. beide sollen zum selben zeitpunkt mitteilen, wie weit sie von sonde 2 und voneinander entfernt sind. nach meinem bisherigen verständnis kommen die beiden nicht zum gleichen ergebnis was sonde 2 angeht.

Sorry, aber das ist in der SRT nicht moeglich.
Grund: es gibt so etwas wie einen "selben Zeitpunkt" nicht mehr. Eine globale Uhr, auf der man sich einen Zeitpunkt raussuchen kann und vergleichen kann gibt es nicht. Jeder Beobachter hat eine eigene Uhr und wenn du mehrere Beobachter fragst, wann ein bestimmtes Event geschehen ist, wirst du zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen. :/

Eine Folge davon ist beispielsweise, dass man auf der Erdoberflaeche Myonen detektieren kann. Diese Teilchen entstehen in der kosmischen Hoehenstrahlung und haben eigentlich eine Halbwertszeit, die dafuer sorgen wuerde, dass die Dinger schon lange zerfallen sein muessten, bevor sie die Erdoberflaeche erreichen. Aber sie bewegen sich relativistisch schnell, wodurch die Zeit in ihrem Bezugssystem langsamer vergeht und sie deshalb bis hierunter kommen.
Derselbe Effekt ist auch fuer GPS-Satelliten wichtig, wobei man hier nur mit SRT nicht zum richtigen Ergebnis kommt. Da braucht man tatsaechlich auch noch die gravitative Zeitdilatation aus der ART.

 

[AMINDIA]

Das sind dann doch knallharte Argumente. Enterprise wird wohl noch sehr sehr lange und noch länger nur ein Traum bleiben.

https://www.youtube.com/watch?v=6HuQ3RbJsCE

 

[Technikos]

Mal ne Frage. Zwei Raumschiffe starten in entgegengesetzte Richtung mit Lichtgeschwindigkeit. Dann entfernen die sich doch mit doppelter Lichtgeschwindigkeit voneinander, oder? Ich weiß schon das das Licht aus scheinwerfern auf einen mit Lichtgeschwindigkeit Reisende Schiff sich trotzdem nur mit 1*Lichtgeschwindigkeit bewegt. Aber bei meinem Beispiel müssten die sich doch mit 2*Lichtgeschwindigkeit voneinander entfernen .

 

[AMINDIA]

In einem Jahr würde praktisch jedes Raumschiff rund 9,5 Billionen Kilometer zurücklegen.

Ich verstehe nicht, wie man bei deinem Beispiel von 2 mal Lichtgeschwindigkeit, oder doppelter Lichtgeschwindigkeit reden kann. Jedes Raumschiff für sich würde trotzdem nur mit Lichtgeschwindigkeit sich entfernen. Natürlich sind dann beide Raumschiffe nach einem Jahr insgesamt rund 19 Billionen Kilometer entfernt. Bedeutet für mich, dass man sagen kann, der Abstand der beiden Raumschiffe beträgt nach einem Jahr 9,5 + 9,5 = 19 Billionen Kilometer. Der Abstand der beiden Raumschiffe wäre dann nach einem Jahr doppelt so groß. Doch die Geschwindigkeit verdoppelt sich doch nicht.

Die Mauer liegt eben bei rund 300000 km/s. Es verdoppelt sich ja auch nicht die Geschwindigkeit des Aufpralls, wenn 2 Raumschiffe mit je 300000 km/s zusammenstoßen. Nur alles was unterhalb der maximalen Geschwindigkeit von 300000 km/s liegt, verdoppelt sich. Also 2 Raumschiffe bewegen sich mit 150000 km/s und stoßen zusammen. Dann sind sie mit 300000 km/s zusammengestoßen. Würden aber beide mit 200000 km/s zusammenstoßen, dann sind die nicht mit 400000 km/s zusammengestoßen, sondern trotzdem nur mit 300000 km/s.

 

[Lübke]

Sorry, aber das ist in der SRT nicht moeglich.
Grund: es gibt so etwas wie einen "selben Zeitpunkt" nicht mehr.

und genau damit habe ich ein problem: wie kann man überlichtgeschwindigkeit ausschließen, wenn die zur geschwindigkeitsbestimmtung relevante größe zeit zum subjektiven faktor degradiert wird? damit wäre ich wieder bei meiner hypothese, dass die srt eben nur die beobachtung beschreibt, nicht die realität. erweitern wir das beispiel um einen punkt: kepler beobachtet das szenario aus der ferne: raumstation verschießt zwei sonden mit jeweils 0.6 c und beobachtet das ganze ein jahr lang. welche distanzen misst kepler nach einem jahr zwischen sonden und raumstation? kepler sieht alle drei objekte zeitgleich.

@AMINDIA: du hast das eigentliche problem nicht erkannt: geschwindigkeit ist relativ zum bezugspunkt. es gibt keinen absoluten fixpunkt im universum. auch unsere galaxie entfernt sich mit c vom zentrum des urknalls weg. wenn die raumschiffe sich also um 19 bio km binnen eines jahres voneinander entfernen, findet die entfernung voneinander mit 2 c statt, das ist laut srt unmöglich. genau das erklärt Prosaft ja grade.

 

[AMINDIA]

Man kann doch nur die Geschwindigkeit von den beiden Raumschiffen definieren und nicht den immer größer werdenden Abstand der beiden Raumschiffe als Geschwindigkeit bezeichnen. Natürlich ist dann der Abstand der beiden Raumschiffe doppelt groß, als das was Licht in einem Jahr zurück legen kann. Doch das ist doch keine doppelte Lichtgeschwindigkeit.

 

[Lübke]

ich versuchs mal mit nem anderen beispiel deutlicher zu machen: unsere galaxie bewegt sich also mit c vom zentrum des urknalls weg. jetzt schießen wir von der erde aus eine sonde richtung rand des universums (also ebenfalls vom zentrum des urknalls weg) mit c ab. wie schnell bewegt sich die sonde vom zentrum des universums aus weg?

 

[AMINDIA]

Soweit ich das verstanden habe, bewegt sich unsere Galaxie praktisch nicht, sondern nur der Raum in der die Galaxie ist wird immer größer und deswegen wird der Abstand zum Zentrum immer größer. Trotzdem wird zB Andromeda mit der Milchstraße irgendwann verschmelzen, weil die Anziehungskraft der beiden Galaxien stärker ist, als die Ausdehnung des Raumes zwischen den beiden Galaxien.

 

[Prosaft]

und genau damit habe ich ein problem: wie kann man überlichtgeschwindigkeit ausschließen, wenn die zur geschwindigkeitsbestimmtung relevante größe zeit zum subjektiven faktor degradiert wird? damit wäre ich wieder bei meiner hypothese, dass die srt eben nur die beobachtung beschreibt, nicht die realität. erweitern wir das beispiel um einen punkt: kepler beobachtet das szenario aus der ferne: raumstation verschießt zwei sonden mit jeweils 0.6 c und beobachtet das ganze ein jahr lang. welche distanzen misst kepler nach einem jahr zwischen sonden und raumstation? kepler sieht alle drei objekte zeitgleich.

Ja, diese Groessen sind subjektiv, falls du damit meinst, dass sie vom Beobachter abhaengen. Der Punkt ist: subjektiv heisst hier nicht arbitrary, sondern sie sind klar definiert.

Mathematisch ist das Ganze elegant, weil in den Formeln Raum (x) und Zeit (t) in symmetrischer Weise vorkommen. Bei Newton, war es so, dass jedes Bezugssystem einen anderen Ort fuer ein Ereignis gefunden haben (abhaengig von dem Ort ihres Bezugssystems halt), die Zeit war aber auf magische Weise immer fuer alle gleich.
In der SRT tritt ersteres fuer beide Groessen auf. Die Zeit spielt hier keine Sonderrolle mehr.

Warum ist nun Ueberlichtgeschwindigkeit unmoeglich? Wenn man sich die Formeln fuer die Lorenz-Transformation anschaut, ist das ja erstmal nicht offensichtlich, zumindest nicht fuer mich. Es stellt sich heraus, dass sich fuer zwei Ereignisse, die mit Ueberlichtgeschwindigkeit zusammenhaengen in der SRT Beobachter finden lassen, die sich hier nicht darueber einigen koennen, welches zuerst aufgetreten ist. Fuer einen Beobachter waere das eine Ereignis die Ursache, fuer den anderen waere es die Wirkung.
Mit soewas haben Physiker grosse Probleme, da hier das Kausalitaetsprinzip verletzt wird.
Wenn die zwei Ereignisse fuer zwei Beobachter in zeitlich unterschiedlichem Abstand geschehen ist das zwar weird, aber noch ok. Koennen sich aber beide Beobachter nicht mehr darauf einigen, welches Ereigniss das andere kausal bewirkt hat, nun ja, dann muessten wir so wie alles, was wir glauben ueber die Physik zu wissen, aus dem Fenster schmeissen, da so ziemlich jede groesse Theorie Kausalitaet implizit annimmt.

Anyway, SRT ist reichtlich unintuitiv. Es gab allerdings einen Physkier, der Diagramme entwickelt hat um sich das ganze zuveranschaulichen. Die Dinger heissen Minkowski-Diagramme:
https://de.wikipedia.org/wiki/Minkowski-Diagramm
Man braucht einen Moment, um sich da reinzudenken, aber sie helfen scheinbar paradoxe Implikationen der SRT visuell aufzuloesen (wie zum Beispiel Zeitdilatation: Jeder von beiden relativ bewegten Beobachtern wird behaupten, dass die Zeit im jeweils anderen System langsamer verlaeuft. Wie kann das sein?).

 

[Lübke]

@AMINDIA: ich glaube du verwechselst da grad was: der raum des universums wächst, außerhalb des universums ist das nichts. nichts im sinne von keine dimensionen, keine physikalischen gesetze, eben absolut nichts. zwischen den galaxien jedoch ist kein nichts (sonst würden wir sie ja nicht sehen, nichts leitet auch kein licht und ohne zeitdimension wäre die dauer der durchquerung auch unendlich, da keine zeit verstreicht). energie und materie driften im universum tatsächlich auseinander, ausgehend vom zentrum des urknalls in alle richtungen.

ich ändere das beipiel nochmal ab: ein raumschiff entfernt sich von der erde mit c. vom raumschiff startet ein shuttel mit c und das shuttel schießt eine sonde mit c ab, alles in der erdabgewandten richtung. wie viel km legt die sonde von der erde aus betrachtet pro jahr zurück?

@Prosaft:

Ja, diese Groessen sind subjektiv, falls du damit meinst, dass sie vom Beobachter abhaengen. Der Punkt ist: subjektiv heisst hier nicht arbitrary, sondern sie sind klar definiert.

so wars gemeint. es sind zwar bestimmte größen, aber individuell abhängig vom bezugspunkt. wie kann das sein, dass eine reale position vom beobachter abhängt? entweder das objekt befindet sich dort zu dem zeitpunkt oder es befindet sich nicht dort zu dem zeitpunkt. die srt sagt aber (mal ganz platt ausgedrückt) ob sich ein objekt zu dem zeitpunkt an dem ort befindet ist nicht abhängig vom zeitpunkt sondern vom beobachter. wie gesagt: meine hypothese; srt beschreibt die beobachtung, nicht dir realität.

Mathematisch ist das Ganze elegant,...

in der tat ist das mathematische konstrukt in sich konsistent und schlüssig. aber es ist eben nicht mit der realität in einklang zu bringen. ein objekt befindet sich zu einem bestimmten zeitpunkt an einem bestimmten ort. die reale zeit und der reale ort können sich doch nicht durch den beobachter verändern, wohl aber dessen beobachtung.

Es gab allerdings einen Physkier, der Diagramme entwickelt hat um sich das ganze zuveranschaulichen. Die Dinger heissen Minkowski-Diagramme:

die diagramme veranschaulichen schön die mathematische srt. aber wie gesagt, ich kann die resultate einfach nicht mit der realität in einklang bringen, wohl aber mit dem was man beobachten und messen kann, weil die srt natürlich 1:1 die verzögerung durch die übertragung bei lichtgeschwindigkeit abbildet.

Anyway, SRT ist reichtlich unintuitiv.

allerdings. ich kann das zwar mathematisch nachvollziehen, logisch aber zumindest nicht mit der allgemein anerkannten deutung der ergebnisse.

 

[Prosaft]

wie kann das sein, dass eine reale position vom beobachter abhängt? entweder das objekt befindet sich dort zu dem zeitpunkt oder es befindet sich nicht dort zu dem zeitpunkt. meine hypothese; srt beschreibt die beobachtung, nicht dir realität.

Sorry, aber die Beobachtung ist die einzige Methode irgendetwas ueber das Universum zu lernen.

entweder das objekt befindet sich dort zu dem zeitpunkt oder es befindet sich nicht dort zu dem zeitpunkt.

Erzaehl das mal einem Elektron (Stichwort Schroedingers cat). Oder einem Alpha-Teilchen, bevor es aus nem Atomkern heraustunnelt (nennt man dann radioaktive Strahlung).
Das Universum schert sich leider einen Dreck darum, was wir meinen, was die Realitaet sein soll.

 

[Lübke]

Sorry, aber die Beobachtung ist die einzige Methode irgendetwas ueber das Universum zu lernen.

das ist vollkommen richtig und steht ja auch nicht im widerspruch zu meiner aussage. wie gesagt, ich vermute einfach aufgrund des "logikfehlers" (zeitgleich unterschieliche positionen des selben objektes in abhängigkeit vom beobachter) dass die srt zwar richtig ist, aber eben die verzerrung der beobachtung beschreibt.

Stichwort Schroedingers cat

ja dem schrödinger seine katze kam mir bei der diskussion auch schon in den sinn ^^ aber so ne sonde is dann doch n bissel größer als ein einzelnes subatomares teilchen...

ums mal abzuschließen: die fallerweiterung um die beobachtung des szenarios von kepler aus kannst du mir nicht beantworten, oder?

 

[Prosaft]

ja dem schrödinger seine katze kam mir bei der diskussion auch schon in den sinn ^^ aber so ne sonde is dann doch n bissel größer als ein einzelnes subatomares teilchen...

Natuerlich, mir gings bei dem Analogon eher darum dass "Logikfehler" (also die Diskrepanz dessen, was wir erwarten wuerden und wie die Welt tatsaechlich ist) in der Physik des 20. Jahrhunderts an der Tagesordnung stehen.
Die SRT mag einige abstruse Implikationen haben, aber das ist nichts im Gegensatz zum Mindfuck, den die Quantenmechanik mit sich bringt.

ums mal abzuschließen: die fallerweiterung um die beobachtung des szenarios von kepler aus kannst du mir nicht beantworten, oder?

Ich weiss nicht so ganz, was du damit meinst? Redest du von einer Beobachtung des Kepler Teleskops oder von irgendeiner Rechnung der historischen Figur?
Die Antwort lautet vermutlich nein, aber wenn es interessant ist, koennen wir gerne drueber schwatzen.

 

[Lübke]

ich meinte das hier:

erweitern wir das beispiel um einen punkt: kepler beobachtet das szenario aus der ferne: raumstation verschießt zwei sonden mit jeweils 0.6 c und beobachtet das ganze ein jahr lang. welche distanzen misst kepler nach einem jahr zwischen sonden und raumstation? kepler sieht alle drei objekte zeitgleich.

 

[Prosaft]

Gesetzt den Fall, dass Kepler im Koordinatensystem der Raumstation in Ruhe ist, wird es zum selben Ergebnis kommen wie der Beobachter der Raumstation.
Also wird er die Raumstation in Ruhe beobachten, und die beiden Sonden je mit 0.6 c von der Raumstation wegfliegen sehen.

 

[Lübke]

eigentlich wollte ich tatsächlich noch ne richtung einbauen ums dir etwas schwerer zu machen, aber habs vergessen :

nichts des so trotz: kepler schaut sich das spektakel 365 tage an und übermittelt dann den abstand der beiden sonden voneinander. was übermittelt kepler?

 

[Prosaft]

Ich denke Kepler saehe folgendes:
t=0
x_s1_0 = 0
x_sonde2_0 = 0

t= 1 y
x_s1_1 = 0.6 ly
x_s2_1 = -0.6 ly
Kepler wuerde daraus schliessen, dass sich Sonde in in seinen Koordinaten mit 0.6c bewegt und Sonde 2 mit - 0.6c.

 

[Lübke]

im klartext ist die distanz x_s1_1 zu x_s2_1 aus sicht von kepler zum zeitpunkt t=1y 1.2 ly, korrekt?
wie gesagt, kepler kann aus seiner distanz alle beteiligten objekte gleichzeitig beobachten...