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Ruhe und Bewegung

Ist das Relativprinzip (Gallilei-Einstein) mit dem anthropischen Prinzip vereinbar? Oder gibt es überhaupt eine Ruhe wie Sie aus der Beobachtung abzuleiten ist, oder nur Bewegung, wenn man weiß, dass das Universum auseinanderdriftet?

Das Relativprinzip geht von einer relativen Ruhe aus in der sich der Beobachter befindet (Koordinatensystem) und leitet daraus die Konsequenzen ab.

Das anthropische wie auch das relative Prinzip, wird sich gegenüber von vor 10 000 Jahren nicht geändert haben, bis auf der Tatsache, dass sich die Menschheit fortentwickelt (z.B. Auto) hat.

Wir wissen heute mehr als damals. Beobachten werden wir in der Natur überwiegend das Gleiche, sofern es eine vergleichbare Natur noch gibt. Die Frage stellt sich jedoch, was nehmen wir als Grundlage unserer Überlegungen; das Wissen oder das Beobachten?

Galileis Kugel auf dem Boot mit den beiden Beobachtern am Ufer und im Boot und Einsteins beobachteter Lichtstrahl im Zug und vom Bahndamm aus, sind beobachtete Größen. Sie gehen von einer relativen beobachteten Ruhe im Boot und im Zug aus. Wir wissen aber, dass das Boot auf dem Meer schwimmt und der Bahndamm, wie das Meer Bestandteil der rotierenden Erdoberfläche ist. Die rotierende Erde dreht sich um die Sonne, das Planetensystem dreht sich mit der Galaxie Milchstraße, welche in den Weltraum driftet. Haben diese Geschwindigkeiten keinen Einfluss? Wie kann man von einer relativen Ruhe sprechen, wenn alles in Bewegung ist?

Die bisher beschriebene Realität ist deshalb relativ und nicht absolut. Sie handelt von Beobachtung und nicht von Wissen. Beobachtung kann aber auch täuschen, visuell verdeutlicht im Necker-Würfel oder im Versitale Cube etc.

Auch wenn die nachfolgenden Effekte sehr klein sein können, soll nachfolgende Überlegung dargestellt werden. Der Beobachter sieht (auch nach Einstein) einen einfach reflektierten Lichtstrahl im fahrenden Zug.


Bild 1     Bild 1

 

Dabei wird angenommen, dass die Zugdecke und der Zugboden die gleichen Geschwindigkeiten besitzen.

Bei einem Beobachtungssystem Zug-Beobachter ist dies richtig. Unterstellt man jedoch ein Zug-Erde System oder gar ein Zug-Beobachter-Erde System, dann besitzt aufgrund der Erdrotation der Zugboden die Geschwindigkeit v1 und die Zugdecke v2. Aus der Beobachtung des Bildes 1 wird unter der Einbeziehung der Erdgeschwindigkeit Bild 2.

Bild 2     

 

Da sich aus den vorgenannten Überlegungen zahlreiche Geschwindigkeiten überlagern können (Beobachter, Zug, Erde, Sonne, Planetensystem, Milchstraße, Universum) gilt es eine Geschwindigkeit bzw. eine Bewegung zu suchen, die mit der Lichtgeschwindigkeit als die beständigste erscheint und am häufigsten vorkommt. Dies ist die Expansionsgeschwindigkeit des Weltalls. Im Link Formenergie/ Hubble und Beschleunigung auf der Homepage www.Thomas-Hettich.de wird die Ausdehnung des Weltalls als Beschleunigungsgröße dargestellt. Die Hubble-Konstante beträgt als Geschwindigkeitsgröße rund 75 km/s * Megaparce und rund 7,2907 * 10-10 m/s² als Beschleunigungsgröße.

Geht man, als zweite Annahme davon aus, dass sich das Universum mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, was nahe liegt, wenn am Anfang das Licht war, so ergibt sich bei einem Universumalter von rund 13 Milliarden Jahren ebenfalls eine Beschleunigungsgröße von

299 792 458 m/s / 13 Milliarden Jahr = rd. 10-10 m/s².

In meinem kleinen Büchlein der Urton vor dem Urknall habe ich, als dritte Annahme, ebenfalls eine solche Beschleunigungsgröße in etwa derselben Größenordnung hergeleitet (10-10 m/s²).

Drei grundsätzlich verschiedene Überlegungen führen zu einer Beschleunigung mit einer recht bescheidenen Größe. Allerdings hatte diese Beschleunigung zu Anfang des Universums ein ungeheueres Ausmaß in einem winzigsten Bruchteil der Zeit (s. Tabelle in der Urton vor dem Urknall).

Führt man diese Beschleunigungsgröße, mit 2 Geschwindigkeitsgrößen in ein Schaubild ein, so zeigt sich folgendes:

Bild 3     Bild 3

Gilt auch spiegelbildlich!

 

Folgernd aus dem Satz des Pythagoras ergibt sich das untenstehende
Gleichungssystem:

1) c²/t1² = a² + v1²/t1²
2) c²/t2² = a² + v2²/t2²

3) c² = a²*t1² + v1²
4) c² = a²*t2² + v2²

5) a²*t1² + v1²= a²*t2² + v2²

Daraus ergibt sich folgende Zeitkontraktion (t2) zur absoluten Zeit des
Universumalters (t1). Bei der Differenzgeschwindigkeit (v2-v1) handelt es sich um die gemessene Geschwindigkeit.

7) t2 = (t1² - (v2² - v1²)/a²)^0,5

Beachtenswert erscheint mir, dass es sich bei v2 und v1 um Geschwindigkeiten handelt, die vorerst nicht beobachtbar sind. Erst die gemessene Differenzgeschwindigkeit (z.B. 19 000 km/s; 1) führt zur gesuchten Zeit, die die absolute Zeit nämlich das Universumalter, verkürzt und nicht dehnt. T2 ist damit eine Zeitkontraktion vom absoluten Alter des Universums aus, denn eine Zeitdehnung des absoluten Alters halte ich für unwahrscheinlich. Allerdings kann eine Zeitdehnung von t2 nach t1 stattfinden.

Die relativen und absoluten Zeitdehnungen bzw. -Kontraktionen liefern Größen aus denen das Universumalter ableitbar ist. Dabei ist die Geschwindigkeitsdifferenz die entscheidende Größe. Aus der Gleichung (7) sind nämlich auch größere Geschwindigkeiten (v1; v2), als die Lichtgeschwindigkeit denkbar, wie sie sich aus den relativistischen Zeitdehnungen ergeben.

Erst wenn die "Differenzgeschwindigkeit" größer als die Lichtgeschwindigkeit wird, führt dies zu einer imaginären Größe.

Ob man nun eine Ruhe oder eine Bewegung, in die Überlegungen zwischen relativistischer Zeitdehnung und absoluter Zeitkontraktion einbezieht, hat dies nur bei den absoluten Größen (Universumalter) eine Bedeutung.

Das Relativprinzip bei Galilei und Einstein, setzt eine Ruhe voraus, mag Sie auch relativ und beobachtbar sein. Wenn das anthropische Prinzip ergänzt wird durch das menschliche Wissen, dann gibt es im Universum keine Ruhe (Hubble). Aus dieser Überlegung entstand die gezeigte Darstellung, aus der eine relative Zeitdehnung bei Ruhe entsteht, die aber tatsächliche eine absolute Zeitkontraktion in der Bewegung ist.

Die beiden Gleichungen

1.) tb = t0/(1-v²/c²)^0,5
2.) t2 = (t1² - (v2² - v1²)/a²)^0,5

führen zum selben Zahlenergebnis bei t1/t2=tb. Die Interpretation ist jedoch verschieden.

Formel 1 definiert die Zeit tb durch Geschwindigkeiten. Formel 2 dagegen mit Geschwindigkeiten und Beschleunigungen, für die Zeit t2. Folglich müßte nach Ockhams Aussage Formel 1 allgemeingültiger sein, da nur Geschwindigkeiten verwendet werden und nicht wie in Formel 2 auch Beschleunigungen.

Wenn wir aber berücksichtigen wollen, dass bei einer gewaltigen Explosion, die ja nur einer Beschleunigung in der Zeit unterliegen kann, die Formeln 1+2 gelten sollen, dann ist die vorgenannte Einfachheit wieder aufgehoben, denn Formel 1 berücksichtigt keine Beschleunigungen.

Formel 1 liefert bei v>c ein imginäres Ergebnis. Bei v=c ergibt die Gleichung den Wert 0 oder Nichts. Bei Annäherung von v an die Lichtgeschwindigkeit wird die Zeit immer weiter gedehnt, je näher v an c heranreicht. Hier müßte die Frage anschließen, ob es ein Nichts für eine gedehnte Zeit geben kann. Diese Frage soll vorerst jedoch nicht der Betrachtung unterliegen.

Formel 2 geht vom absoluten Universumalter (t1) aus. Eine Subtraktion zweier Geschwindigkeiten liefert die einzusetzende bzw. die beobachtete Geschwindigkeit (z.B. 19000 km/s, Heidelberg, Max Planck-Institut). Setzt man diese Differenzgeschwindigkeit ins Verhältnis zur Universumbeschleunigung ergibt sich die Zeit, die das Universumalter verkürzt und nicht dehnt. Das Verhältnis von t1/t2 ergibt den Zeitdehnungsfaktor, wie ihn Gleichung 1 ebenso zahlenmäßig darstellt. Allerdings läßt Gleichung 2 auch Überlichtgeschwindigkeiten mit v1 + v2 bei der Zeitdehnung kontraktion zu, so dass auch unmittelbare Übermittlungen (Verschränkung), denkbar werden.

Außerdem kann man davon ausgehen, dass es sich beim Urknall um ein beschleunigte Bewegung handelte, die nach meiner Meinung bis heute anhält (Hubble als Beschleunigungsgröße). Für die beiden Bereiche (groß-klein) könnte Gleichung 2 noch nähere Ergebnisse liefern, wenn man sie in den wissenschaftlichen Kontext aufnimmt und weiter untersucht.

Ich wäre Ihnen dankbar, wenn Sie dargestellten Text veröffentlichen.
Versandt an die naturwissenschaftlichen Zeitschriften.

aufgestellt den 15.6.2006


Thomas Hettich


1.) Siehe auch "Der Urton vor dem Urknall" auf dieser Homepage

2.) siehe www.marcoschwarz-online.de/Einstein/sprelat.htm

3.) siehe Erläuterung


Erläuterung:

Die Ergebnisse des Heidelberger Max Planck Institutes wurden vergleichend zwischen relativer Dehnung und absoluter Kontraktion benutzt.
Am Heidelberger Max Planck-Institut werden Ionen auf 19 000 km/s beschleunigt. Die Rechnung nach 1) ergibt eine Zeitdehnung von 0,2 Prozent zur Zeit to. Die Messungen haben die Zeitdehnung auf 10 Nachkommastellen bestätigt. Gleichung 7.) liefert exakt das gleiche Ergebnis, allerdings bei einem Gesamtalter des Universums von rund 13 Milliarden Jahren.

Erläuterungsrechnung:

Grundgleichung (Erläuterung in der "Urton vor dem Urknall")

V=i*y*v*t

1
  Sekunde 86400 s
2
365,25636 Tage 365,25636 d sirdisch
3
  Jahr 13030000000 J
       
4
  t 4,11203E+17 sd
5
  v 299792458 m/s
6
  y 6,672E-11 m³/ktg*s²
       
7
  l v*t  
8
  l 1,23275E+26 m
       
9
  V 4/3*Pi*(l/2)³  
10
  V 9,8088E+77
       
11
  i V/y*v*t V/y*l
12
  i 1,19E+62 kg*s²/m
       
13
  i V/y*l kg*s²/m
       
14
  m 8,69456E+52 i*l/t²
       
15
  a1 7,29062E-10 m/i
       
16
  a2 7,29062E-10 v/t

 

Hubblekonstante als Beschleunigungsgröße

86400
  s/d
365,25636
  Tage/Jahr sirdisch
3260000
  3,26 Millionen Jahre
75000
  m/s
   
7,29008E-10
  m/s"

 

Zeitkontraktion nach Hettich

t2 (t1²-(v1²-v2²)/a²)0,5    
       
  v3=v2-v1 Differenzgeschwindigkeit  
       
  t1 = t    
  v3
19000000
m/s
  a1=a2 in der Zeit t1  
       
4,10376E+17 s    
       
1,002014403777930 t1/t2    

 

Zeitdehnung nach Einstein (Max Planck Institut - HD)

t1 to/(1-(v²/c²)^0,5  
     
c 299792458 m/s
v 19000000 m/s
to 1 s
v²/c² 0,004016667  
1-v²/c² 0,995983333  
(1-(v²/c²)^0,5 0,997989646  
1/ 1,002014403777930  

Die unterschiedliche Interpretation ist im Text dargestellt.

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