Jocelyne Lopez Austausch mit Herrn Dr. Markus Poessel

[nocheinPoet]

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Mit ausdrücklicher Erlaubnis von Herr Dr. Markus Pössel veröffentlich ich hier den Austausch per Mail zwischen Herrn Pössel und Frau Jocelyne Lopez. Auch wenn es hier nicht gefordert ist, hier vorab ein Hinweis von Herrn Dr. Markus Pössel:

Markus Pössel weist darauf hin, dass Frau Jocelyne Lopez Aussagen aus dem E-Mail-Wechsel, zu dem auch die hier wiedergegebene E-Mail gehört, aus seiner Sicht verzerrt und sinnentstellt zitiert. Er bittet interessierte Leser, sich insbesondere nicht auf die Zusammenfassungen von Frau Lopez zu verlassen. Eine ausführliche Stellungnahme von Markus Pössel zu seinem E-Mail-Wechsel mit Relativitätskritikern, die auch für die Diskussionen mit Frau Lopez Gültigkeit hat, finden Sie auf:

http://www.wissenslogs.de/wblogs/blog/r ... skussionen

Und nun der Austausch:

Was würde am Strand passieren?

Im Zusammenhang mit der Annahme Einsteins, die Geschwindigkeit eines Lichtstrahls sei konstant zu allen bewegten Beobachtern, stelle ich hier eine Frage, die ich schon in verschiedenen Diskussionsforen gestellt habe:

Der Normalfall bei einer Relativgeschwindigkeit zwischen zueinander bewegten Objekten ist die Geschwindigkeitsaddition, was nicht nur in der theoretischen Physik und in der Technologie sich bestens bewährt hat, sondern auch jedermann Erfahrung entspricht. Nehmen wir also eine große Wasserwelle, die sich zum Strand bewegt, wo beliebig viele Beobachter an verschiedenen Orten liegen oder sich mit beliebig vielen Geschwindigkeiten und Richtungen bewegen.

1) Der Normalfall: Die Welle wird jeden einzelnen Beobachter am Strand gemäß der Geschwindigkeitsaddition erreichen, mal früher, mal später, mal näher, mal weiter. Das leuchtet jedem ein.

2) Was würde aber am Strand passieren, wenn die Geschwindigkeitsaddition nicht gelten würde, wie bei Lichtwellen behauptet, und die Geschwindigkeit der Wasserwelle zu allen bewegten Beobachtern konstant wäre?

Kann sich das jemand vorstellen? Ich nämlich nicht…

(Jocelyne Lopez)

NB: Da sich zu meinem Gedankenexperiment noch keiner in Diskussionsforen mir seine Vorstellung mitgeteilt hat, und ich selbst leider absolut keine Vorstellung habe, habe ich heute per E-Mail an die Webseite Einstein online meine Frage direkt gerichtet. Ich bin auf die Antwort gespannt und werde sie auch hier für interessierte Leser veröffentlichen.

Sehr geehrte Frau Lopez,

vielen Dank für Ihre Frage an Einstein Online.

Analogien sind zum Verständnis physikalischer Theorien nur dann nützlich, wenn sie die wesentlichen Aspekte richtig abbilden. Bei ihrer Strand-Analogie scheint mir das nicht der Fall zu sein: das Wasser als handgreiflich-nachweisbares Medium und das Licht als offensichtliche Möglichkeit, schneller als “mit Wasserwellengeschwindigkeit” zu kommunizieren, sind entscheidende Abweichungen von der Rolle des Lichts in der Speziellen Relativitätstheorie.

Daher gleich für Licht formuliert: Auch ein Lichtsignal wird die Beobachter an Ihrem Strand je nach deren Aufenthaltsort früher oder später erreichen. Jeder Beobachter(*), der die Geschwindigkeit des Lichtes misst (und dazu ja mindestens zweimal bestimmen muss, wann sich das Licht an welchem Ort befindet) wird allerdings den gleichen Geschwindigkeitswert erhalten, im Gegensatz zu Geschwindigkeitsmessungen an Wasserwellen. Wenn jeder der Beobachter zu erklären versucht, warum relativ zu ihm bewegte andere Beobachter den gleichen Geschwindigkeitswert messen, kommen relativistische Effekte wie Zeitdilatation, Längenkontraktion und die Relativität der Gleichzeitigkeit ins Spiel.

Wir haben vor, Einstein Online in Zukunft noch einige Vertiefungsthemen zu diesen relativistischen Basiseffekten hinzuzufügen, die dann vielleicht ja auch Ihnen beim Verständnis der Grundlagen der Speziellen Relativitätstheorie etwas weiterhelfen können.

Mit den besten Grüßen,

Markus Poessel

(*) Genauer: jeder Beobachter, der mit hinreichender Genauigkeit die Eigenschaften eines der ausgezeichneten “Inertialbeobachter” der Speziellen Relativitätstheorie besitzt

(**) mit seinen eigenen Maßstäben und Uhren oder, um den Fachbegriff zu verwenden: im Bezugssystem dieses Beobachters gemessen

Sehr geehrter Herr Dr. Pössel,

Vielen Dank für Ihre Antwort zu meiner Anfrage!

Sie schreiben:

Daher gleich für Licht formuliert: Auch ein Lichtsignal wird die Beobachter an Ihrem Strand je nach deren Aufenthaltsort früher oder später erreichen. Jeder Beobachter(*), der die Geschwindigkeit des Lichtes misst (und dazu ja mindestens zweimal bestimmen muss, wann sich das Licht an welchem Ort befindet) wird allerdings den gleichen Geschwindigkeitswert erhalten, im Gegensatz zu Geschwindigkeitsmessungen an Wasserwellen.

Mir ist klar, dass eine Welle, egal ob Wasserwelle oder Lichtwelle, am Strand die Beobachter “je nach deren Aufenthaltsort früher oder später erreicht“, wie Sie es aussagen. Etwas Anderes könnte ich mir nicht vorstellen.
Um mir jedoch weiter über den Unterschied zwischen Wasserwelle und Lichtwelle persönlich Gedanken zu machen hätte ich an Sie noch eine Frage:

Mir ist hier nämlich nicht klar, warum man in beiden Fällen, die sich gleich abspielen, nicht dieselbe mathematische Verarbeitung für die Ermittlung der Relativgeschwindigkeit zwischen Welle und Beobachter anwendet.

Ich veranschauliche meine Frage mit einem Zahlenbeispiel:

1) Wenn ich davon ausgehe, dass eine Wasserwelle mit einer Geschwindigkeit von 70 km/h sich zu einem Beobachter bewegt, der sich wiederum mit 10 km/h direkt frontal zur Welle bewegt, berechne ich ihre Relativgeschwindigkeit zueinander mit der klassischen Geschwindigkeitsaddition und ermittle eine Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden von 80 km/h.

2) Jetzt meine Frage: Mit welcher Formel soll ich jetzt die Relativgeschwindigkeit einer Lichtwelle zu einem Beobachter berechnen, der sich wiederum mit 10 km/h frontal zur Lichtwelle bewegt, und was würde das Ergebnis der Berechnung sein?

Ich würde mich sehr freuen, wenn Sie mir diese Frage noch beantworten würden und bedanke mich dafür im voraus.

Mit freundlichen Grüßen

Jocelyne Lopez

Betr.: Frage zur Speziellen Relativitätstheorie

Sehr geehrter Herr Dr. Pössel,

Leider habe ich bis jetzt keine Antwort auf meine Rückfrage vom 1.7.08, womit ich Sie um Angabe der Formel zur Berechnung eines Zahlenbeispiels mit der relativistischen Geschwindigkeitsaddition in meinem Gedankenexperiment Was würde am Strand passieren? erhalten.

Inzwischen habe ich diese Formel in Diskussionsforen von Anhängern der Relativitätstheorie erhalten, sowie die komplette Berechnung eines Zahlenbeispiels nach der SRT bekommen.

Es handelt sich um folgendes Zahlenbeispiel:

Eine seltsame „kontra-intuitive” Wasserwelle bewegt sich zum Strand, da man postuliert, dass sie eine konstante Relativgeschwindigkeit von 70 km/h zu allen bewegten Beobachtern am Strand hat. Vier bewegte Beobachter starten ihre Bewegung parallel zueinander zum gleichen Zeitpunkt, beim gleichen Abstand zur Welle, auf derselben Linie direkt senkrecht zur Welle:

- A startet in X und nähert sich zur Welle mit 3 km/h
- B startet in X und entfernt sich von der Welle mit 4 km/h
- C startet in X und nähert sich zur Welle mit 8 km/h
- D startet in X und entfernt sich von der Welle mit 10 km/h

Die Berechnung, die mir in Diskussionsforen gegeben wurde, sowie meine Überlegungen und Kommentare darüber entnehmen Sie bitte folgenden Einträgen in meinem Blog: Rechenstunde am Strand und Mathematik als Schrott? Ist die mir in Forendiskussionen vorgegebene Berechnung nach der SRT korrekt? Ich würde mich über eine Stellungnahme von Ihnen freuen und bedanke mich dafür im voraus.

Mit freundlichen Grüßen

Jocelyne Lopez

Betr.: Frage zur Speziellen Relativitätstheorie

Sehr geehrte Frau Lopez,

bitte haben Sie Verständnis, dass die Beantwortung von Anfragen schon einmal ein bis zwei Wochen dauern kann. schön, dass Sie in dem genannten Forum bereits weitere Informationen erhalten haben; Ihrem Wunsch entsprechend werde ich mir die entsprechenden Einträge ansehen und mich dann wieder melden.

Mit den besten Grüßen,

Markus Poessel