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THEMA: Einsteins Postulate

Einsteins Postulate 11 Nov 2017 22:16 #22160

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Auszug aus Wikipedia:

Das erste Postulat ist das Relativitätsprinzip und besagt, dass physikalische Gesetze invariant gegen den Wechsel des Inertialsystems sind, d. h. dass sie in allen Inertialsystemen gleich sind. Aus diesem Grund lässt sich prinzipiell keine absolute Bewegung feststellen, sodass alle Bewegungen als relativ angesehen werden müssen.

Das zweite Prinzip ist die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Es besagt, dass in allen Inertialsystemen die Vakuumlichtgeschwindigkeit gleich groß ist.
Diese Postulate bilden eine axiomatische Grundlage für die spezielle Relativitätstheorie und führten dazu, dass wesentliche Prinzipien der klassischen Physik wie die Galileitransformation erweitert und der Begriff der Gleichzeitigkeit neu definiert werden musste.

Ich stehe auf der Straße und leuchte der Straße entlang. Ich sehe mein Licht mit c leuchten. Ein Auto kommt mit 100 km/h und leuchtet mit seinen Scheinwerfern ebenfalls der Straße entlang. Der Autofahrer sieht sein Licht ebenfalls mit c leuchten.
Einstein postuliert: Wir beide, der Autofahrer und ich, sehen beide Lichter mit c leuchten. Dieses Postulat war zu seiner Zeit ein Axiom. Auch Jahrzehnte später ist es ein Axiom geblieben. Jetzt ist inzwischen die Technik soweit fortgeschritten und auch die Messmethoden haben sich soweit verbessert, dass man das in einem Experiment nachvollziehen kann. Ich nehme an, dass das schon mit den verschiedensten Experimenten gemacht wurde. Jedoch finde ich keine Publikationen darüber.
Nach was muss ich da suchen?
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Einsteins Postulate 11 Nov 2017 22:34 #22162

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Einsteins Postulate 12 Nov 2017 09:00 #22178

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Einfach mal recherchieren, ist, dank google recht einfach.

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Einsteins Postulate 12 Nov 2017 22:12 #22243

badhofer schrieb: Einstein postuliert: Wir beide, der Autofahrer und ich, sehen beide Lichter mit c leuchten. Dieses Postulat war zu seiner Zeit ein Axiom. Auch Jahrzehnte später ist es ein Axiom geblieben. Jetzt ist inzwischen die Technik soweit fortgeschritten und auch die Messmethoden haben sich soweit verbessert, dass man das in einem Experiment nachvollziehen kann. Ich nehme an, dass das schon mit den verschiedensten Experimenten gemacht wurde. Jedoch finde ich keine Publikationen darüber.


In jedem Fall konnte bislang keine Messung dieses Prinzip falsifizieren. Wer immer das schaffen würde, hätte einen absolut sicheren Nobelpreis - und das hätten wir mitbekommen.

Bei vielen Messungen ist das Axiom nicht selbst Messgegenstand, sondern notwendige Messvoraussetzung - und wird dadurch mit überprüft. Das ist allerdings schwer zu googeln.

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Einsteins Postulate 13 Nov 2017 11:25 #22276

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ClausS schrieb: In jedem Fall konnte bislang keine Messung dieses Prinzip falsifizieren. Wer immer das schaffen würde, hätte einen absolut sicheren Nobelpreis - und das hätten wir mitbekommen.

Ich dachte eher an experimentell verifizieren und nicht an falsifizieren. Nachdem das tausendfach bestätigt ist, ist die Frage, ob das auch mit einem Experiment direkt bestätigt worden ist? Mit der heutigen Technik dürfte das kein Problem mehr sein.

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Einsteins Postulate 13 Nov 2017 11:57 #22279

Nun, alle Versuche es zu falsifizieren haben nur dazu geführt, dass es verifiziert wurde. Einleuchtend oder?

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Einsteins Postulate 13 Nov 2017 12:11 #22280

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Madouc99 schrieb: Nun, alle Versuche es zu falsifizieren haben nur dazu geführt, dass es verifiziert wurde. Einleuchtend oder?

Alle vergeblichen Versuche, einen schwarzen Schwan zu finden bestätigen, dass es nur weiße Schwäne gibt :(
Nichts zu finden, das beweist, dass etwas falsch ist heißt nicht automatisch, dass das dann richtig ist.

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Einsteins Postulate 13 Nov 2017 12:28 #22281

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So läuft das eben in den Naturwissenschaften.
Theorien müssen sich der Falsifikation stellen.

Das ist ja genau gemäß dem, was Physiker immer sagen: Wir können nicht behaupten, dass etwas komplett und voll umfänglich richtig (die Wahrheit) ist, wir können nur sagen, dass etwas nicht falsch ist.

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Einsteins Postulate 13 Nov 2017 17:16 #22287

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@Rupert
Absolut gesehen kann man nichts verifizieren, denn es fehlt uns ein absoluter Bezug. So gesehen hast du Recht. Wie sich jedoch die Dinge relativ zueinander verhalten, kann man sehr wohl verifizieren. Wie groß wir beide sind, werden wir aufgrund eines fehlenden absoluten Maßstabes nicht verifizieren können. Wer von uns beiden relativ zum anderen größer oder kleiner ist, kann man verifizieren.

Auf wie viele Kommastellen genau kann man eigentlich die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum messen. Nicht errechnen, sondern in einem Experiment messen?

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Einsteins Postulate 13 Nov 2017 17:50 #22289

badhofer schrieb: Auf wie viele Kommastellen genau kann man eigentlich die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum messen. Nicht errechnen, sondern in einem Experiment messen?

C ist eine konstante und der Meter ist durch C definiert .

Ein Meter ist definiert als die Länge der Strecke, die das Licht im Vakuum während der Dauer von 1/299 792 458 Sekunde zurücklegt.

Also ist ein nachmessen unmöglich . Der Meter wird als Teil von C festgelegt und wen sich C ändert dann ändert sich auch der Meter

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Einsteins Postulate 13 Nov 2017 20:03 #22294

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heinzendres : C ist eine konstante und der Meter ist durch C definiert .

Das heißt, ohne dass sich c verändert, kann sich auch der Meter nicht verändern. Wie kann es dann zu einer Längenkontraktion kommen, ohne dass sich c verändert?

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Einsteins Postulate 14 Nov 2017 05:26 #22316

das ist für dein Bezugssystem gültig , die Längenkontraktion betrifft alles außerhalb davon .

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Einsteins Postulate 14 Nov 2017 23:48 #22369

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ClausS schrieb:
Bei vielen Messungen ist das Axiom nicht selbst Messgegenstand, sondern notwendige Messvoraussetzung - und wird dadurch mit überprüft. Das ist allerdings schwer zu googeln.

Das Postulat, dass Licht in einem (sich relativ zu meinem Bezugssystem bewegten) Bezugssystem nicht nur in dem anderen, sondern auch bezogen auf mein Bezugssystem mit c bewegt, gehört sicher zu den qualitätsvollsten Postulaten Einsteins. Nachdem das bei Messungen, bei welchen dieses nicht selbst der Messgegenstand ist, still und heimlich (man kann es nicht ergoogeln) mitüberprüft wird, sagt aus, dass die heutigen Methoden ausreichend sind, dieses Postulat auch in einer eigenen Prüfung zu überprüfen.

Bei so einem einschneidenden Postulat ist das nicht ganz verständlich, dass das nicht eigens gemacht wird. Herr Gaßner sagt in einem seiner letzten Filme, "dass das ganz sperrig in dem ganzen drin liegt" (wenn ich das auf das richtige bezogen habe ???) Wenn etwas ganz sperrig überall drin liegt, sollte man sich schon die Mühe machen, das in einem eigenen Experiment zu überprüfen, noch dazu, wenn das so leicht geht, dass man das nebenbei ohnehin schon oft gemacht hat. Wäre da nicht eine eigenständige Überprüfung selbstverständlich?
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Einsteins Postulate 15 Nov 2017 07:02 #22382

Die Lichtgeschwindigkeit ist vielfältig gemessen worden. Derzeit wird sie meines Wissens gerade nochmal sehr präzise geessen, da man die Definition des Meters an ihr festmachen will.

Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit unabhängig vom Bezugssystem hat man sicher in vielen Versuchen geprüft. Unter anderem das Ergebnis des klassischen Michelson-Morley Versuchs kann man denke ich nicht anders erklären.

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Einsteins Postulate 15 Nov 2017 09:43 #22388

ClausS schrieb: Die Lichtgeschwindigkeit ist vielfältig gemessen worden. Derzeit wird sie meines Wissens gerade nochmal sehr präzise geessen, da man die Definition des Meters an ihr festmachen will.

Das ist tatsächlich schon vor Jahrzehnten geschehen. Daher ist der Wert 299 792 458 m/s für die Lichtgeschwindigkeit auch exakt.

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Einsteins Postulate 15 Nov 2017 17:48 #22428

badhofer schrieb: .Das heißt, ohne dass sich c verändert, kann sich auch der Meter nicht verändern. Wie kann es dann zu einer Längenkontraktion kommen, ohne dass sich c verändert?

Zur Längenkontraktion kommt es, weil für verschiedene Beobachter auch unterschiedliche Raum-Zeit-Punkte gleichzeitig sind. Wenn du den rein räumlichen Abstand zwischen zwei Punkten messen würde, die das für den Fahrer des Autos (in deinem Beispiel) gleichzeitig sind, dann hast du keine Längenkontraktion. So aber misst du zwei Punkte, die für dich gleichzeitig sind, und das ist vorne früher und hinten später als der Fahrer misst, so dass von seinem Messergebnis die Strecke abgezogen werden muss, um die sich das Auto zwischen den für ihn gleichzeitigen Raumzeitpunkten bewegt. Du misst also ein kürzeres Auto als der Fahrer, und das heißt Längenkontraktion.

Das heißt auch, dass der Autofahrer bei dir eine Längenkontaktion misst, weil du dich in seinem Koordinatensystem bewegt. Was sich bewegt oder was still steht, was gleichzeitig ist und was nicht, was "längenkontrahiert" ist und was nicht, das ist eben alles relativ zum jeweiligen Bezugssystem - heißt ja nicht ohne Grund "Relativitätstheorie" ;)

Die Lichtgeschwindigkeit bleibt für alle Beobachter gleich. Das ist ja sie Grundlage, mit der Einstein auf unterschiedliche Gleichzeitigkeiten, Längenkontraktion etc. kam.

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Einsteins Postulate 15 Nov 2017 19:07 #22433

badhofer schrieb: .

heinzendres : C ist eine konstante und der Meter ist durch C definiert .

Das heißt, ohne dass sich c verändert, kann sich auch der Meter nicht verändern. Wie kann es dann zu einer Längenkontraktion kommen, ohne dass sich c verändert?


Wenn sich die LG nicht verändern kann, MUSS sich doch zwangsläufig die Länge der Strecke ändern, sonst hätten wir ein gewaltiges Problem.

(Mist, das kann man gar nicht so leicht anschaulich beschreiben, ich bewundere immer wieder Herrn Gaßner, wie er das dennoch kann.)


Grüße
Udo

Das Verzichtbare ist nutzlos. J.F. Hingeklammert

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Einsteins Postulate 16 Nov 2017 19:39 #22485

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udogigahertz schrieb: Wenn sich die LG nicht verändern kann, MUSS sich doch zwangsläufig die Länge der Strecke ändern, sonst hätten wir ein gewaltiges Problem.

Das sich die LG in meinem Bezugssystem auch relativ zu einem Beobachter auf einen relativ zum eigenen Bezugssystem bewegten Bezugssystem nicht verändern kann, ist das Postulat, das auf deine Aussage aufbaut. Also ein Zirkelschluss.

Auch das Michelson-Morley-Experiment bezieht sich lediglich auf die Existenz bzw. Nicht-Existenz eines Äthers. Es bezieht sich nicht darauf, ob in 2 sich zueinander bewegten Bezugssystemen nicht nur im eigenen, sondern auch im anderen relativ zum eigenen die LG Konstant ist.


Das einzige, was ich auf Wikipedia gefunden habe, ist bezüglich des Reflektors am Mond folgende Aussage:

Zitat Wikipedia: Darüber hinaus können aus Laserentfernungsmessungen zum Mond relativistisch bedeutsame Größen abgeleitet werden

Aber, um welche relativistisch bedeutsamen Größen es sich dabei handelt, ist nicht zu ergründen. Auch nicht, ob die relativistisch bedeutsamen Größen nur abgeleitet wurden oder tatsächlich gemessen wurden.

Nach allem, was ich so herausgefunden habe, scheint es doch so zu sein, dass die heutigen Methoden nicht ausreichen, um das per Experiment direkt messen zu können. Wahrscheinlich sogar bei weitem nicht ausreichen. Die LG ist einfach zu schnell und die Möglichkeiten einer bewegten Quelle u langsam, um mit der trotz relativen Messgenauigkeit Einsteins Postulat in einem direkten Experiment bestätigen zu können.
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Einsteins Postulate 16 Nov 2017 19:54 #22486

badhofer schrieb: .

udogigahertz schrieb: Wenn sich die LG nicht verändern kann, MUSS sich doch zwangsläufig die Länge der Strecke ändern, sonst hätten wir ein gewaltiges Problem.

Das sich die LG in meinem Bezugssystem auch relativ zu einem Beobachter auf einen relativ zum eigenen Bezugssystem bewegten Bezugssystem nicht verändern kann, ist das Postulat, das auf deine Aussage aufbaut. Also ein Zirkelschluss.


Nach allem, was ich so herausgefunden habe, scheint es doch so zu sein, dass die heutigen Methoden nicht ausreichen, um das per Experiment direkt messen zu können. Wahrscheinlich sogar bei weitem nicht ausreichen. Die LG ist einfach zu schnell und die Möglichkeiten einer bewegten Quelle u langsam, um mit der trotz relativen Messgenauigkeit Einsteins Postulat in einem direkten Experiment bestätigen zu können.
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Ich meine, dass diese Aussage keineswegs ein Zirkelschluss ist, denn nicht nur das dazu passende Formelwerk ist in sich stimmig, sondern auch die Beobachtungen im tatsächlichen Experiment.

Man hat sehr wohl wahrhaftig und nachprüfbar diese Zeitdilatation im Experiment nachgewiesen, erinnere dich an die beiden Atomuhren, eine verblieb auf der Erde, die andere reiste mit ca. 1.000 km/h einmal oder gar mehrfach um die Erde, nach Rückkehr und dem Vergleich beider Uhren war tatsächlich eine zwar äußerst winzige, aber reproduzier- und messbare Verlangsamung der Zeit bei der bewegten Uhr feststellbar. Ich meine auch, dieses Experimnent wurde von verschiedenen Forschergruppen unabhängig voneinander mehrfach wiederholt und bestätigt. Die Abweichungen der Uhren passten sogar sehr exakt zu den gemachten Vorhersagen anhand der Formeln.

Wenn sich also sogar ein zwar winzige, aber messbare Zeitdilatation bei solch kleinen Tempi ergibt, kann man getrost auf andere Tempi schlussfolgern.

Grüße
Udo

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Einsteins Postulate 16 Nov 2017 22:27 #22505

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udogigahertz schrieb:
Wenn sich also sogar ein zwar winzige, aber messbare Zeitdilatation bei solch kleinen Tempi ergibt, kann man getrost auf andere Tempi schlussfolgern.

Eine Schlussfolgerung ersetzt kein Experiment. Ist in einem Experiment gemessen worden, dass die LG unabhängig von der Bewegung ihrer Quelle immer gleich ist, ja oder nein? Ich glaube inzwischen, dass das noch immer gar nicht möglich ist.
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Einsteins Postulate 16 Nov 2017 23:52 #22509

badhofer schrieb: .
Ich glaube inzwischen, dass das noch immer gar nicht möglich ist.
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Also würde dir folgender Versuchsaufbau weiterhelfen .

Objekt A 0,0 C und B bewegt sich mit 0,7 C in Richtung A , beide haben identische Licht Sensoren und Emitter . Startentfernung 1 Lichtminute und genaue Startzeit sind bekannt .

Wer würde jetzt einen Dopplereffekt messen und wie würde die Entfernung für A und B erscheinen .

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Einsteins Postulate 17 Nov 2017 07:00 #22514

badhofer schrieb: Ich glaube inzwischen, dass das noch immer gar nicht möglich ist.


Ich würde folgenden Versuchsaufbau nehmen: Einen gepulsten Laser auf einen Schlitten montieren und dann die Lichtgeschwindigkeit messen, wenn der Schlitten in Bewegungsrichtung gezogen wird, wenn er in Ruhe ist oder wenn er gegen Bewegungsrichtung gezogen wird.

Will man das bei relativistischen Geschwindigkeiten messen, müsste man z.B. in einem Teilchenbeschleuniger die Geschwindigkeit von ausgesandter Synchrotronstrahlung messen.

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Einsteins Postulate 17 Nov 2017 10:52 #22521

Ihr redet hier um den heißen Brei herum, natürlich ist die Konstanz von c schon mehrfach belegt worden. Links dazu gab es gleich in der zweiten Antwort.

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Einsteins Postulate 17 Nov 2017 12:57 #22529

Aus den beiden Links kann ich keine Antwort heraus lesen. Weiterführende Links jedoch haben mich dann auf den Link
de.m.wikipedia.org/wiki/Korpuskeltheorie gebracht. Das scheint eine Ansammlung von (für mich) nachvollziehbaren Hinweisen auf eine Unabhängigkeit der LG von seiner Quelle zu sein. Alles sehr interessant, aber nicht einfach.
Einfach etwas hinnehmen oder gedanklich nachvollziehen können sind zwei verschiedene Dinge.

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Einsteins Postulate 17 Nov 2017 13:52 #22532

Keiner erwartet, dass du etwas glaubst ohne es zu verstehen und gedanklich nachzuvollziehen! Schau dir einfach nochmal Herrn Gaßners Videos zur SRT in der Reihe "von Aristoteles zur Stringtheorie" an, ich finde er erklärt es wirklich gut. (12, 13 und 14)

Was ich dir dazu noch empfehlen kann ist der Kanal "TheSimplePhysics" und dort speziell die Videos "Spezielle Relativitätstheorie 1 bis 4".


Hier ein Link

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Einsteins Postulate 17 Nov 2017 14:11 #22536

badhofer schrieb: Einfach etwas hinnehmen oder gedanklich nachvollziehen können sind zwei verschiedene Dinge.


Bei einfachem hinnehmen wäre das Forum auch überflüssig . Und man kommt so auch auf anderen gebieten weiter .

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Einsteins Postulate 18 Nov 2017 15:20 #22584

@madouc99
Die Links von TheSimplePhysics setzten schon voraus, dass die LG unabhängig von ihrer Quelle ist und treffen somit nicht den Punkt.

Die Messung der LG als unabhängig von ihrer Quelle mittels 2 sich umkreisende Sterne, wie ich es in einem Link gelesen habe, erscheint mir schon sehr plausibel. Ich dachte jedoch aber eher an ein relativ einfaches Experiment wie z.B. das Doppelspaltexperiment. Das kann man relativ mit einfachen Mitteln nachvollziehen.
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heinzendres schrieb: Objekt A 0,0 C und B bewegt sich mit 0,7 C in Richtung A , beide haben identische Licht Sensoren und Emitter . Startentfernung 1 Lichtminute und genaue Startzeit sind bekannt .

Eine Lichtquelle auf 0,7 c zu beschleunigen wird wohl auch nicht so ganz einfach sein. Wird wahrscheinlich auch gar nicht nötig sein. Je nachdem, wie genau die Messinstrumente sind, die einem zu Verfügung stehen.
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ClausS schrieb:Ich würde folgenden Versuchsaufbau nehmen: Einen gepulsten Laser auf einen Schlitten montieren und dann die Lichtgeschwindigkeit messen, wenn der Schlitten in Bewegungsrichtung gezogen wird, wenn er in Ruhe ist oder wenn er gegen Bewegungsrichtung gezogen wird.

Wie schnell muss sich so ein Schlitten bewegen, um im Rahmen der Messgenauigkeit eine (oder keine) Abweichung von c zu bestätigen? Wäre das technisch möglich in einem Rahmen, der nicht exotische Aufbauten erfordert?
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Will man das bei relativistischen Geschwindigkeiten messen, müsste man z.B. in einem Teilchenbeschleuniger die Geschwindigkeit von ausgesandter Synchrotronstrahlung messen.

Ein Experiment, bei den man die Einrichtungen am Cern beanspruchen müsste, sprengt auch schon sehr den Rahmen eines einfachen Experimentes. Wobei ich mir denke, dass es gar nicht erforderlich ist, relativistische Geschwindigkeiten zu erreichen, je nachdem, wie genau man messen kann. Den von ClausS vorgeschlagenen Schlitten könnte man vielleicht durch gegenläufige Schwungräder ersetzen oder eine Lichtquelle, die man mit einer Kanone wegschießt. Kurzlebigkeit als Bemessungsgrundlache (vergleichbar mit den Myonen, die die Erdoberfläche erreichen), wäre auch eine denkbare Hilfe für ein Experiment und und und und und.
Ein Gedankenexperiment, das wir hier und heute gedanklich auf die Füße stellen und bei dem man ungefähr abschätzen könnte, dass sich das vom Aufwand her irgendwie in einem angemessenen Rahmen halten würde, wäre doch eine Herausforderung für das Forum oder nicht? Auch wenn die Aussicht fast null ist.
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Einsteins Postulate 18 Nov 2017 15:23 #22585

badhofer schrieb:

udogigahertz schrieb:
Wenn sich also sogar ein zwar winzige, aber messbare Zeitdilatation bei solch kleinen Tempi ergibt, kann man getrost auf andere Tempi schlussfolgern.

Es gibt auch "Messungen" bei großen Geschwindigkeit. Einige Elementarteilchen, die bei Kollisionen mit der kosmischen Strahlung in der oberen Atmosphäre entstehen und dann nach unten rasen, zerfallen langsamer als es nach ihrer Halbwertszeit in einem Newtonschen System zu erwarten wäre - wegen der Zeitdilatation.

badhofer schrieb: Ist in einem Experiment gemessen worden, dass die LG unabhängig von der Bewegung ihrer Quelle immer gleich ist, ja oder nein?

Bei astronomischen Objekten, die umeinander kreisen, kann Licht von einem Objekt, das auf die Erde zurast, und von einem Objekt, das sich von der Erde entfernt, verglichen werden. Die Zeit, die das Licht braucht, um zur Erde zu kommen, ist immer die gleiche - also auch die Lichtgeschwindigkeit.

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Einsteins Postulate 18 Nov 2017 15:45 #22588


"`Oh dear,' says God, `I hadn't thought of that,' and promptly vanished in a puff of logic.

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Einsteins Postulate 18 Nov 2017 16:14 #22593

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derwestermann schrieb: Wie wäre es mit GPS?

Gute Idee. Die Arbeitsweise von GPS zu begreifen könnte die LG als unabhängig von seiner Quelle beleuchten.
Auszug aus dem Link: Die Satelliten des GPS bewegen sich immerhin mit einer Geschwindigkeit von 3,87 km/s.
Relativ zu was? Relativ zu mir, wenn ich im Auto sitze?
Atomuhren spielen eine Rolle. Ist in einem Navi um €99.-- eine Atomuhr eingebaut, die vor der Montage mit den Atomuhren in den Satelliten synchronisiert wird?
Wie funktioniert ein Navi eigentlich im Detail?
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