Blog – Jocelyne Lopez

Ich verweise auf den methodologischen Fehler Q4 aus dem Fehlerkatalog der Forschungsgruppe G.O. Mueller im Blog von Ekkehard Friebe Albert Einstein entwickelt die Effekte der SRT allein in seiner Kinematik ohne Berücksichtigung der Dynamik, da dieser Fehler sich wie ein roter Faden durch die Diskussionen über die Paradoxa der Speziellen Relativitätstheorie durchzieht. Ich erinnere, dass in der Physik die kinema-tische oder dynamische Betrachtungen von physikalischen Prozessen klar abgegrenzt und definiert sind – Wikipedia liefert zum Beispiel folgende Definitionen für die Begriffe „Kinematik“ und „Dynamik“:

Die Kinematik ist die Lehre der Bewegung von Punkten und Körpern im Raum, ohne die Ursachen einer Bewegung (Kräfte) zu betrachten.

Ihr Gegenstück ist die Dynamik, die sich mit der Bewegung von Körpern unter Einwirkung von Kräften beschäftigt.

[Hervorhebungen durch J. Lopez]

Vor diesem Hintergrund gebe ich einige Austausche aus der Diskussion Längenkontrahierter Zug im Mahag-Forum wieder, die verdeutlichen, dass auch geschulte Relativisten wie die Teilnehmerin Trigemina nicht in der Lage sind den Unterschied zwischen Kinematik und Dynamik zu verstehen:

11.10.10 – Zitat von Ernst:

[…] Auch die physische Realisierung der Zeitdilatation  halte ich für falsch. Die Erklärung des Zwillingsparadoxon damit, daß nur einer beschleunigt wurde, ist schon aus dem Grunde falsch, weil die Spezielle Relativitätstheorie eine rein kinematische Theorie ist. Und wenn aus kinematischer Sicht zwischen zwei Punkten eine Beschleunigung auftritt, so ist diese Beschleunigung nicht einem der beiden Punkte zuordenbar, sondern es existiert analog einer ausschließlichen Relativgeschwindigkeit zwischen beiden Punkten lediglich eine Relativbeschleunigung.

11.10.10 – Zitat von Trigemina:

Bei Geschwindigkeitsänderungen (sprich Beschleunigungsphasen) ändert sich das Inertialsystem. Schon alleine dadurch wird die Symmetrie der Zwillinge zerstört. Die Relativgeschwindigkeiten während der Beschleunigungsphasen zueinander werden zu unterschiedlichen Zeiten in ihren Bezugssystemen gemessen (Relativität der Gleichzeitigkeit) Zudem übersiehst du den Richtungswechsel, den der reisende Zwilling am Umkehrpunkt vollzieht. Und diese rein kinematische Betrachtung zeigt die Symmetriebrüche ganz klar und nachvollziehbar auf (für den der sich nicht die Augen davor zuhält).

12.10.10 – Zitat von Ernst:

In der Kinematik gibt es überhaupt keine Symmetriebrüche.

Die Spezielle Relativitätstheorie ist eine rein kinematische Theorie. In der Kinematik gilt:

1. Gleichförmige Geschwindigkeit zwischen zwei Punkten. Eine Relativgeschwindigkeit. Jeder Punkt kann als ruhend gelten und der jeweils andere als bewegt.

2. Beschleunigung zwischen zwei Punkten. Eine Relativbeschleunigung. Jeder Punkt kann als ruhend oder gleichförmig bewegt gelten und der jeweils andere als beschleunigt.

Letzteres ist einfach die Folge daraus, daß in der Kinematik ausschließlich Bewegungen betrachtet werde; alle Kräfte aber außen vor bleiben.

So ändert aus Sicht jedes der Zwillinge der jeweils andere Zwilling das Inertialsystem. Und aus Sicht jedes der Zwillinge ändert der jeweils andere seine Bewegungsrichtung am Umkehrpunkt. Die Symmetrie ist also vollkommen.

Das erkennen jene nicht, die nicht kinematisch, sondern hier ganz unangebracht dynamisch argumentieren. Mich wundert nur, daß das allgemein so verkannt wird. Es existieren einfach keine kinematischen Symmetriebrüche. In der Kinematik gibt es so etwas nämlich gar nicht.

12.10.10 – Zitat von Trigemina:

Ich argumentiere rein kinematisch. In klassischer Hinsicht ist deine Argumentation richtig, da es bei absolutem Raum und absoluter Zeit keine Rolle spielt, wer nun beschleunigt und wer nicht.

In der Spezielle Relativitättsheorie spielen Inertialsystemwechsel bei Beschleunigungen eine entscheidende Rolle, da während der Beschleunigsphasen die gegenseitig gemessenen Relativgeschwindigkeiten zueinander wegen der Relativität der Gleichzeitigkeit betragsmässig nicht mehr identisch sind.

Für die Zeitdilatation ist nach der Speziellen Relativitätstheorie die relative Geschwindigkeit im Verhältnis zu c verantwortlich, für die Asymmetrie ist dies der Wechsel der Inertialsysteme des beschleunigenden Zwillings. Eine nicht symmetrische Weglänge kann nur durch Beschleunigung erreicht werden. Diese stellt einen Wechsel der Inertialsysteme beim reisenden Zwilling voraus.

Somit sind die beiden Zwillinge nicht mehr äquivalent zueinander. Die gegenseitige Rückführbarkeit ins jeweils andere System führt nun nicht mehr zu identischen und gegeneinander austauschbaren Grössenverhältnissen, wo jeder vom andern behaupten könnte, dessen Uhren und Massstäbe wären dilatiert und kontrahiert; diese Asymmetrie hat nun zur Folge, dass Eigenzeiten und Eigenlängen innerhalb ihrer damit beschriebenen Koordinatensysteme weder in linearen noch in identischen Relationen auf andere Koordinatensysteme übertragen werden dürfen. Der eine beschleunigt (wechselt das Inertialsystem), der andere tut dies nicht. Was Einstein gefordert hat, ist die Äquivalenz von Intertialsystemen, und der beschleunigende Zwilling ist definitiv kein solches.

Wie kann es eine absolute Zeit geben, wenn schon das Prädikat „gleichzeitig“ für zwei Ereignisse an verschiedenen Orten nicht mehr allgemein verbindlich ist? Man mag sich über die prinzipielle Beschreibung der Asymmetrie im Zwillingsparadoxon uneinig sein (und ob eine solche Asymmetrie überhaupt existiert, resp. bloss virtueller Natur ist), sie trifft jedoch den Kern im Rahmen der Speziellen Relativitätstheorie.

13.10.10 – Zitat von Ernst:

Da denkst Du wieder unbewußt in der Kategorie Dynamik. Die Spezielle Relativitätstheorie basiert aber auf einer kinematischen Betrachtung, deren Resultat die Lorentztransformation ist. Folglich sind auch die Aussagen der Speziellen Relativitätstheorie  rein kinematischer Natur. Die beiden Zwillinge sind als Bezugssysteme gleichberechtigt. Es gibt nicht DEN beschleunigten Zwilling. Aus Sicht Zwilling A ist Zwilling B beschleunigt; aus Sicht B ist Zwilling A beschleunigt. Zwischen ihnen existiert lediglich eine Relativbeschleunigung. (Äquivalent wie es nicht DEN bewegten Zwilling gibt). Folglich wechselt auch aus Sicht Zwilling A der Zwilling B das Inertialsystem und aus Sicht Zwilling B wechselt Zwilling A das Inertialsystem.
Man kann es drehen wie man will, die Sache bleibt voll symmetrisch. Gäbe es eine Zeitdilatation, dann gilt sie wechselseitig; mit der Folge, daß die Zwillinge stets das gleiche Alter behalten.
[…]
Ich denke, Du hast nicht verinnerlich, daß es in der Kinematik keine absolute Beschleunigung gibt. Jedes Bezugssystem kann zur Beschreibung beschleunigter Bewegungen verwendet werden.

Es ist analog dem geozentrische Weltbild des Ptolemäus. Die Bewegungen in der Himmelsmechanik wurden damit extrem genau beschrieben. Kinematisch ist alles äußerst korrekt. Die Marsianer könnten ein marszentrisches Weltbild entwickeln. Das wäre ebenso kinematisch äußerst korrekt. In der Kinematik kann gleichwertig jedes Objekt als Bezugssystem für beschleunigte Bewegungen gesetzt werden.

Die Spezielle Relativitätstheorie ist Kinematik pur. Und daher kannst Du Deine Berechnung sowohl auf Zwilling A beziehen als auch auf Zwilling B. Alles symmetrisch. Das Zwillingsparadoxon existiert dann gegenseitig und kann folglich real nicht vorhanden sein.

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Siehe auch:

Einstein hat es sich ganz einfach gemacht: Nur Kinematik, keine Dynamik, und fertig.

Ein Grundfehler der Speziellen Relativitätstheorie: Verwechselung und Vermischung von Kinematik und Dynamik