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Wikipedia:Redaktion Physik/Qualitätssicherung/Archiv/2009/November2

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Diese Seite ist ein Archiv abgeschlossener Diskussionen. Ihr Inhalt sollte daher nicht mehr verändert werden.

Bei der Archivierung der Diskussion sollte der Baustein {{QS-Physik-DiskErl}} auf die Diskussionsseite des betreffenden Artikels gesetzt worden sein, der hierher verlinkt.

Um ein bereits archiviertes Thema wieder aufzugreifen, kann es unter Verweis auf den entsprechenden Abschnitt dieser Archivseite erneut aufgegriffen werden:


Bellsches Raumschiffparadoxon

Beschwerde siehe Diskussion:Bellsches_Raumschiffparadoxon#Widersprüche. Es würden nicht neutral beide Ansichten dargestellt. Und sowieso sei alles physikalisch falsch.

Fühlt sich jemand willens und fähig ein physikdidaktisches Meisterwerk abzulieferen, und den Artikel so zu verbessern, dass nicht immer wieder diese Fragen auftauchen?

--Pjacobi 13:16, 4. Nov. 2009 (CET)


oh mein gott.. respekt für das lange ertragen der diskussion mit rod ball in der englischen diskussion dazu.. mir gefällt die darstellung mit den bellschen beobachtern [hier] ganz gut.. die rindlerdarstellung hat aber irgendwie.. schlechten stil (da sie mehr fragen aufwirft als sie klärt und irgendwie den eindruck macht unvollständig zu sein)--perk bekannt als 77.22.250.139 17:06, 4. Nov. 2009 (CET)
Die deutsche Diskussion ist kaum weniger grausam, nur konsquenter archiviert. --Pjacobi 17:49, 4. Nov. 2009 (CET)
ich würde die darstellung mit den bellschen beobachtern reinschreiben, und dann beide deutungsmöglichkeiten aufzeigen: entweder das seil ist "weich" genug und es reißt, oder es ist stabil genug und die raumschiffe beschleunigen unterschiedlich stark.. mit der darstellung bekommt man sofort die ganzen "aber warum zerreißt dann das raumschiff nicht?" (weil es so gebaut wurde stabil genug zu sein für die beschleunigungen die der antrieb bereitstellt) gekontert.. und das ist für mich der wichtigste zerreißpunkt für einen artikel über dieses paradoxon --perk bekannt als 77.22.250.139 18:29, 4. Nov. 2009 (CET)


Wenn es euch gelingt, mir nachvollziehbar den mutmaßlichen Fehler in meiner Argumentation auf Diskussion:Bellsches Raumschiffparadoxon zu erklären, dann helfe ich euch gerne dabei, den Text um einen Abschnitt zu erweitern der erklärt, dass und warum es häufig zu solchen mutmaßlichen Missverständnissen kommt.

Es würde mir schon genügen wenn ihr mir verständlich machen könntet, warum (laut Artikel) aus Sicht der beiden Raumschiffe das hintere langsamer beschleunigt als das vordere. Der Beobachter und das restliche Universum spielen dabei keine Rolle, was das Ganze vereinfacht. Also wir haben zwei identische Raumschiffe, die alleine und bewegungslos im leeren Raum schweben. Beide befinden sich im gleichen Inertialsystem. Nun geben beide gleichzeitig einen gleiche starken Schubimpuls in Richtung eines Vektors, der durch beide Schiffe verläuft; beide erfahren ab dem gleichen Startzeitpunkt die gleiche Beschleunigung.

Meiner Ansicht nach müsste dabei die Relativgeschwindigkeit zwischen beiden gleich bleiben, d.h. sie befinden sich weiterhin in Ruhe zueinander, und es treten keine relativistischen Effekte zwischen den beiden Raumschiffen auf. Die Beschleunigung verläuft synchron bis zur Endgeschwindigkeit. Dies lässt sich leicht anhand der im Artikel vorgenommenen Vereinfachung verdeutlichen, indem man zwei diskrete Synchronschübe betrachtet (und den Grenzwert der Schubdauer gegen Null bildet). Nach dem ersten Schub sind beide Raumschiffe immer noch in Ruhe zueinander. Somit findet auch der zweite Schub wieder gleichzeitig aus Sicht beider statt, und so weiter.

Ihr sagt nun zusammen mit Bell, dass das nicht so ist. Wo liegt mein Denkfehler? Warum tritt nach eurer Ansicht zwischen den beiden gleich beschleunigten Raumschiffen eine Verschiebung der Gleichzeitigkeit auf? --PM3 19:42, 4. Nov. 2009 (CET)

Es gibt übrigens im englischen Artikel dazu eine ausführliche Argumentation mittels Minkowski-Diagramm und Berechnungen. Allerdings geht diese Argumentation bereits von der (m.e. irrigen) Annahme aus, dass aus Sicht des Beobachters beide Raumschiffe nach Ende der Beschleunigungsphase immer noch gleich weit voneinander entfernt sind wie zuvor, d.h. ein wesentlicher Teil des Bell'schen Postulats wird vorausgesetzt. Davon ausgehend kommt man natürlich auf jedem möglichen Weg zu dem Schluss, dass das Seil reißt. Das ist dann aber ein Zirkelschluss. --PM3 20:25, 4. Nov. 2009 (CET)


Um zu sehen was passiert muss weder viel überlegt noch argumentiert werden, da sich die Situation geschlossen darstellen lässt. : Um einen alten Beitrag von mir zu zitieren:
Nun, die Sachlage ist trivial, nicht ihre in "Beschreibung in ein paar Worten", insbesondere solange in der deutschen Wikipedia die Auffassung gilt, Formeln seien Teufelszeug und widersprächen der Laienverständlichkeit.
Nichtsdestotrotz, und um dies einmal festzuhalten, die Sachlage:
Im Bezugssystem der Startbasis, das vorausfliegende Raumschiff startet auf (0, 0, 0, 0), das andere auf (0, -l, 0, 0), bei Flug in positiver x-Richtung, bei Eigenbeschleunigung α, gilt:
  • Die Bewegungsgleichung des vorausfliegenden Raumschiffs ist: (x+c²/α)² − c²t² = (c²/α)²
  • Die Bewegungsgleichung des anderen Raumschiffs ist: (x+l+c²/α)² − c²t² = (c²/α)²
  • Die Bewegungsgleichungen in allen anderen Inertialsystemen ergibt sich durch Lorentztransformation
  • Die Bewegungsgleichung im "comoving frame" eines der beiden Raumschiffe ergibt sich durch Übergang auf Rindlerkoordinaten.
Pjacobi 21:55, 20. Aug 2005 (CEST)
--Pjacobi 20:44, 4. Nov. 2009 (CET)
Sehr schön, danke. Wenn du jetzt die beiden Gleichungen so umformst und in Beziehung setzt, dass du den Abstand zwischen beiden Raumschiffen aus Sicht der Station im Zeitverlauf und bei konstanter Beschleunigung erhältst - nennen ihr ihn mal lα(t) - dann wirst du feststellen, dass dieser Abstand aus Sicht der Station im Zeitverlauf stetig abnimmt und nicht etwa gleich bleibt, wie von Bell behauptet. (Wenn Bell recht hätte, dann müsste sich beim Umstellen nach lα(t) die Zeit t aus der Gleichung rauskürzen!) --PM3 21:35, 4. Nov. 2009 (CET)
PM3: Das ist jetzt nicht mehr lustig. A) Grundvorraussetzung des Gedankenexperiments ist ja, dass die beiden Triebwerke der Raketen aus Sicht der Station gleichzeitig beschleunigen - und das (aus Stationssicht!) auch weiterhin tun. Folglich bleibt der Abstand zwischen den Triebwerken konstant. Andererseits müssten sich aufgrund der Längenkontraktion die Raketen selbst, der Abstand zwischen den Raketen und somit auch das Seil verkürzen. Also gleicher Abstand aufgrund gleicher Beschleunigung contra Verkürzung durch Kontraktion. Ergebnis: Spannung in den Raketen und dem Seil. Die stabil gebauten Raketen werden das wohl aushalten, hingegen das Seil...rate mal. B) Und noch das Ganze aus Raketensicht: Vor der Beschleunigung befand man sich im gleichen Inertialsystem wie die Station - jedoch durch und während der Beschleunigung werden sie in ein Inertialsystem "katapultiert", in dem die Beschleunigung nicht gleichzeitig erfolgte und das zweite Raumschiff nachhinkt. Und das bedeutet für das Seil...rate nochmals. PS: Ich bin nicht der Meinung, dass dieser Artikel in die Qualitätssicherung gehört, es ist doch alles klar. Hingegen die Lorentzkontraktion ist eher ein Kandidat für hier, da bin ich mit PM3 ausnahmsweise einer Meinung, wenn auch aus anderen Gründen. --D.H 22:05, 4. Nov. 2009 (CET)
Ok, damit sind wir nun am Kern aller Missverständnisse angekommen. Du behauptest mit Bell, dass bei gleichzeitiger Beschleunigung aus Sicht der Station der Abstand zwischend den Triebwerken gleich bleibt. Ich sage mit allen Bell-Kritikern, dass genau das ein Fehlschluss ist, aufgrund von unzulänglichem Verständnis der relativistischen Raumverzerrung. Alle daraus gezogenen weiteren Schlüsse (Seil reißt...) sind dann natürlich auch falsch.
Bevor wir noch lange aneinander vorbei reden: Werf' doch bitte mal jemand, der sich damit auskennt, die obigen beiden Gleichungen in Mathematica oder Wolfram Alpha und lasse die Abstandsgleichung x1(t) - x2(t) berechnen (x1 ist das x in der ersten Gleichung, x2 das x in der zweiten)! Ich hab's eben selbst versucht, bin aber an der Bedienung von WolframAlpha gescheitert. Wenn sich dabei das t rauskürzt, hat Bell recht, sonst habe ich recht. --PM3 22:27, 4. Nov. 2009 (CET)
Ist das ein Witz? Die Gleichungen lassen sich trivial händisch auflösen. --Pjacobi 22:56, 4. Nov. 2009 (CET)
Äh, nein kein Witz, eher ein Blackout. Die Gleichungen lassen sich in der Tat trivial auflösen, die Zeit fällt raus. Ich gehe mal davon aus dass deine relativistischen Bewegungsgleichungen korrekt sind und bin einigermaßen konsterniert. Entweder habe ich noch irgendeinen Denkfehler in der Argumentation oben übersehen, oder ich liege tatsächlich falsch. --PM3 23:25, 4. Nov. 2009 (CET)

Ok, nach etwas Nachdenken habe ich den Widerspruch zwischen meiner Annahme (Distanz zwischen den Schiffen aus Beobachtersicht verkürzt sich) und den Gleichungen oben gefunden: Auch diese Gleichungen gehen von vorneherein davon aus, dass die Distanz zwischen den Schiffen konstant bleibt: sie addieren diese invariante Distanz l direkt zur relativistischen Distanz x.

Ich gehe dagegen zusammen mit vielen Bell-Skeptikern davon aus, dass die gesamte Distanz zwischen vorausfliegendem Raumschiff und Beobachter einer relativistischen Kontraktion unterliegt, d.h. dass l keine Konstante ist sondern sich mit zunehmender Geschwindigkeit aus Beobachtersicht verkürzt. Demnach wäre die zweite Gleichung oben falsch, denn sie geht davon aus, dass l zu jedem Zeitpunkt t gleich ist. Zugegeben, aus dieser Sichtweise folgen einige intuitiv schwer erfassbare Dinge, zum Beispiel dass ein vom Beobachter weg beschleunigtes Objekt sich diesem aus dessen Sicht während der Beschleunigungsphase scheinbar nähern kann. In Wirklichkeit nähert es sich natürlich nicht, sondern es findet nur eine Verschiebung der Gleichtzeitigkeit statt.

Naja, ich habe nicht den Eindruck, als könnte ich euch davon überzeugen. Jedenfalls liegt der Widerspruch der meisten Bell-Skeptiker darin begründet dass sie davon ausgehen, dass die Startdistanz zwischen Raumschiff und Beobachter nicht konstant ist, sondern sich - als Teil der Gesamtdistanz - relativ zu dessen Geschwindigkeit verkürzt. D.h. der relativistische Effekt bezieht sich nicht nur auf die während der Bewegung zusätzlich zurückgelegte Strecke, sondern auch auf die schon zuvor vorhandene Distanz zum Beobachter. Wenn ihr das irgendwie im Artikel erwähnt und am besten mit einer kurzen Formel widerlegt (auf die bin ich gespannt! :-), dann seid ihr die meisten Widersprüche los. Solange der Artikel dagegen einfach nur postuliert, dass die Distanz aus Sicht des Beobachters immer gleich bleibt, werder ihr immer und immer wieder Stress mit Leuten wie mir bekommen. --PM3 01:14, 5. Nov. 2009 (CET)

Plotte einfach die beiden Bewegungsgleichungen. Falls Du dann immer noch Bedenkene hast, musst Du Dich entscheiden zwischen:
  1. Die Bewegungsgleichungen der relativistischen gleichförtmig beschleunigten Bewegung sind falsch.
  2. Obwohl Du die Bewegungsgleichungen "glaubst", bist Du nicht mit dem Ergebnis einverstanden.
Besser als (1) und (2) wäre natürlich einzusehen, dass die Lage klar ist und dass das Problem ein Didaktisches ist. Und vielleicht Vorschläge zur Didaktik zu machen.
--Pjacobi 07:26, 5. Nov. 2009 (CET)
Den Nonsense-Plot gibt es bereits hier (siehe auch meine kleingedruckte Anmerkung dazu oben).
3. Deine Anwendung der Bewegungsgleichung ist falsch, weil du relativistischen und Newton'schon Raum vermischst: du addiest zu der relativistischen Koordinate x(t) eine invariante, Newton'sche Strecke l. Dabei kann nichts Sinnvolles rauskommen.
Ich geb's auf. Lasst euch weiter von Bell an der Nase rumführen, wenn's euch glücklich macht. EOD an dieser Stelle von meiner Seite. --PM3 09:02, 5. Nov. 2009 (CET)
Ich gebe es auch auf. Hyperbolische (gleichförmig beschleunigte) Bewegung ist ein Standardthema in den Lehrbüchen. Read the fucking manual! --Pjacobi 09:19, 5. Nov. 2009 (CET)

@PM3: Ganz einfach. Vergiss mal das Seil und stell dir einfach 2 voneinander in einem Abstand von 100 km startende Raketen vor. Die Triebwerke sind baugleich und deren Bordcomputer sind mit den genau gleichen Programmen für die Beschleunigungsphasen programmiert worden. Wenn die beiden nun gleichzeitig starten, gleich beschleunigt werden, der gleichen Zeitdilatation unterworfen sind: Liegt irgendein physikalischer Grund vor, warum sie ihren Abstand im Stationssystem ändern sollten? Nein. Aber keine Panik: Du darfst ja deine Kontraktionsformel durchaus weiter verwenden, denn die Ruhelänge zwischen den Raumschiffen (in ihrem eigenen Bezugsystem) hat sich nach Beendigung der Beschleunigung vergrößert - sagen wir auf 150 km. Und genau diese Entfernung wird im Stationssystem kontrahiert gemessen - das sind die oben erwähnten 100 km.... Zusammengefasst: Das Gleichbleiben des Abstandes im Stationssystem erzwingt gemäß Kontraktionsformel die Vergrößerung des Abstandes im Raumschiffsystem; und man kann auch sagen, die Vergrößerung des Abstandes im Raumschiffsystem erzwingt das Gleichbleiben des Abstandes im Stationssystem. Umgekehrt: Wären die Beschleunigungen so gewählt, dass im Raketensystem der Abstand gleich bliebe, würde sich der Abstand im Stationssystem verkürzen. Und genau hier zeigt sich der enge Zusammenhang zwischen Längenkontraktion und Relativität der Gleichzeitigkeit. (PS: Was redest du dauernd von den Bell-Kritikern? Von denen behauptet sicher keiner, dass bei gleicher Beschleunigung der Abstand kleiner wird...., sondern es wird gewöhnlich damit argumentiert, dass Relativität der Gleichzeitigkeit und Kontraktion nur "scheinbar" wären, und deswegen das Seil nicht reißt. Aber das ist jenseits des anerkannten Interpretation der relativistischen Effekte.) --D.H 16:57, 5. Nov. 2009 (CET)

Vorschlag: Man übernimmt in den Artikel die Berechnung der Lorentztrafo vom Raketensystem, wo die Beschleunigung in Eigenzeit konstant ist, auf das "Startsystem" (oder irgendein Inertialsystem), um zu zeigen, dass in diesem System der Abstand gleich bleibt. D.h. eine kurze Herleitung der relativistischen Behandlung der gleichmäßig beschleunigten Bewegung. Gleichmäßig beschleunigte Bewegung ist offenbar auch dahingehend schwer ergänzungsbedürftig. -- 77.137.31.79 23:53, 5. Nov. 2009 (CET)

Auch-mein-Senf-dazugeb: Wenn man die beiden Raumschiffe irgendwo schräg voraus sieht, dann sind sie normalerweise verschieden weit von einem entfernt. Wenn sie sich dann mit exakt gleichem Geschwindigkeitsvektor bewegen, entsteht eine Gleichzeitigkeitsabweichung, bedingt durch diese differierenden Abstände (von mir). Was man als externer Beobachter als gleichzeitig annimmt, stimmt nicht mit dem Gleichzeitigkeitseindruck der Raumschiffinsassen überein. Und mit diesem Unterschied erklären sich doch alle weiteren Effekte, denke ich. --PeterFrankfurt 02:59, 6. Nov. 2009 (CET)
„Schräg voraus anschauen“ gilt nicht, das ist keine Messung. Messung im System des ruhenden Beobachters heißt z.B. Folgendes: Ich stelle zwei synchronisierte Uhren entlang der Flugstrecke im Abstand von 100 km auf. Wenn das Raumschiff 1 bei Uhr 1 vorbeikommt, wird die Zeit notiert; detto für Raumschiff 2 und Uhr 2. Wenn beide Uhren die selbe Zeit gemessen haben, waren die Raumschiffe zu diesem Zeitpunkt 100 km voneinander entfernt. Randbemerkung: Vielleicht hilft diese Betrachtungsweise auch für PM3: wenn die Uhren jeweils 10000 km von der Startrampe der jeweiligen Rakete entfernt sind, haben offenbar beide Raketen den gleichen Weg zurückgelegt (10000 km) und die gleiche Zeit zum Beschleunigen gebraucht.
Im Übrigen finde ich, der Artikel erklärt den Sachverhalt gut und prägnant, ich sehe keinen Grund für die QS. Gruß, --Anastasius zwerg 20:29, 10. Nov. 2009 (CET)
Näää, und von einem gleich auf drei Beobachter aufzustocken, gilt erst recht nicht, das ist ja nochmal eine völlig andere Anordnung! Genau da gehen ja die Effekte verloren. --PeterFrankfurt 01:25, 11. Nov. 2009 (CET)
Zum Verständnis des Artikels ist es natürlich nötig, grundlegende Kenntnisse zur Lorentzkontraktion und der Relativität der Gleichzeitigkeit zu besitzen. Wenn die nicht vorhanden sind, können wir uns im Artikel die Finger wund schreiben, es wird nichts helfen. Deswegen bin ich auch dafür, die QS zu entfernen. --D.H 20:38, 10. Nov. 2009 (CET)

Da der Artikel - wie ich inzwischen mit Entsetzen festgestellt habe - genau das wiedergibt, was in den Lehrbüchern steht, sehe ich hier auch kein Qualitätsproblem mehr. Wikipedia dient nicht der Wahrheitsfindung, sondern der Wiedergabe von "Konsenswissen", ganz egal ob dieses objektiv richtig oder falsch ist.

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: --PM3 22:04, 11. Nov. 2009 (CET)
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