Hafele-Keating-Experiment

Hier wird die Relativitätstheorie Einsteins kritisiert oder verteidigt

Moderator: nocheinPoet

Hafele-Keating-Experiment

Beitragvon Meilenstein » Mittwoch 15. Januar 2014, 23:13

Meine Frage bezieht sich auf diesen Wiki-Eintrag:
http://de.wikipedia.org/wiki/Hafele-Keating-Experiment

Wikipedia hat geschrieben:Im Bezugssystem das sich in Ruhe bezüglich des Erdzentrums befindet, bewegt sich die Borduhr ostwärts in die Richtung der Erdrotation, und hat eine größere Geschwindigkeit als eine an der Erdoberfläche befindliche Uhr. Gemäß der speziellen Relativitätstheorie läuft die Borduhr langsamer als die Bodenuhr, und verliert also an Zeit. Hingegen die Borduhr die sich westwärts und damit entgegen der Erdrotation bewegt, hat eine geringere Geschwindigkeit als die Bodenuhr, und gewinnt also an Zeit. Gemäß der allgemeinen Relativitätstheorie kommt zusätzlich die geringe Zunahme des Gravitationspotentials in größeren Höhen ins Spiel, wodurch aufgrund der gravitativen Zeitdilatation beide Borduhren im gleichen Ausmaß schneller gehen als die Bodenuhren.
Die 1972 veröffentlichten Resultate der beobachteten Zeitgewinne bzw -verluste stimmten mit den relativistischen Vorhersagen innerhalb einer Genauigkeit von ~10% überein.[2][3]



Die Beschreibung unter Punkt 1 ist meiner Ansicht nach der
vorläufige Höhepunkt verwirrender Beschreibungen.

Ob das Flugzeug nun nach Osten oder Westen fliegt,
ist im Rahmen relativistischer Betrachtungen der SRT irrelevant.

Oder liege ich falsch, wenn ja warum?
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Re: Hafele-Keating-Experiment

Beitragvon ralfkannenberg » Mittwoch 15. Januar 2014, 23:24

Meilenstein hat geschrieben:Meine Frage bezieht sich auf diesen Wiki-Eintrag:
http://de.wikipedia.org/wiki/Hafele-Keating-Experiment

Wikipedia hat geschrieben:Im Bezugssystem das sich in Ruhe bezüglich des Erdzentrums befindet, bewegt sich die Borduhr ostwärts in die Richtung der Erdrotation, und hat eine größere Geschwindigkeit als eine an der Erdoberfläche befindliche Uhr. Gemäß der speziellen Relativitätstheorie läuft die Borduhr langsamer als die Bodenuhr, und verliert also an Zeit. Hingegen die Borduhr die sich westwärts und damit entgegen der Erdrotation bewegt, hat eine geringere Geschwindigkeit als die Bodenuhr, und gewinnt also an Zeit. Gemäß der allgemeinen Relativitätstheorie kommt zusätzlich die geringe Zunahme des Gravitationspotentials in größeren Höhen ins Spiel, wodurch aufgrund der gravitativen Zeitdilatation beide Borduhren im gleichen Ausmaß schneller gehen als die Bodenuhren.
Die 1972 veröffentlichten Resultate der beobachteten Zeitgewinne bzw -verluste stimmten mit den relativistischen Vorhersagen innerhalb einer Genauigkeit von ~10% überein.[2][3]



Die Beschreibung unter Punkt 1 ist meiner Ansicht nach der
vorläufige Höhepunkt verwirrender Beschreibungen.

Ob das Flugzeug nun nach Osten oder Westen fliegt,
ist im Rahmen relativistischer Betrachtungen der SRT irrelevant.

Oder liege ich falsch, wenn ja warum?

Hallo Meilenstein,

willkommen im Forum.

Die Gesamt-Zeitdilatationen beruhen auf 2 verschiedenen Effekten, nämlich einer geschwindigkeitsbedingten Zeitdilatation von der SRT und einer gravitationsbedingten Zeitdilatation von der ART.

Beim Hafele-Keating-Experiment kann somit nur die Summe der beiden und die Differenz der beiden bestimmt werden. Dabei macht man sich die Erdrotation zu Nutze und lässt eines der Flugzeuge in Erdrotations-Richtung und das andere entgegen der Erdrotations-Richtung fliegen.

Wenn man die Summe und die Differenz hat, so liegt ein lineares Gleichungssystem vor, aus dem sich dann auch beide Summanden bestimmen lassen.


Freundliche Grüsse, Ralf
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Re: Hafele-Keating-Experiment

Beitragvon Herr Senf » Donnerstag 16. Januar 2014, 00:23

Hallo Meilenstein
Meilenstein hat geschrieben:Meine Frage bezieht sich auf diesen Wiki-Eintrag: http://de.wikipedia.org/wiki/Hafele-Keating-Experiment (...)
Ob das Flugzeug nun nach Osten oder Westen fliegt, ist im Rahmen relativistischer Betrachtungen der SRT irrelevant.
Oder liege ich falsch, wenn ja warum?

Die Erde ist kein ruhendes oder gleichförmig bewegtes Inertialsystem, sie rotiert nach Osten und Rotation ist absolut (feststellbar).
Am Äquator sind das 1666 km/h für eine Bodenuhr, ein Flugzeug hätte irgendwie 900 km/h gegen den Boden drauf.
Also bekommen wir im Raum (Fixsternhimmel) Richtung Osten ca. 2500 km/h und Richtung Westen ca. 700 km/h.
Die Zeitdilatation ist nicht richtungsabhängig, sondern nur geschwindigkeitsabhängig, auch eine Bodenuhr geht nach.
Außerdem muß man drittens noch wegen der Rotation den Sagnac-Effekt berücksichtigen.

Grüße Senf
ich will auch mal was dazu sagen
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Re: Hafele-Keating-Experiment

Beitragvon Meilenstein » Donnerstag 16. Januar 2014, 01:10

Hallo Ralf, Hallo Herr Senf,
vielen Dank für die Antworten und die Begrüßung.
Gelesen habe ich den Artikel aber schon, bevor ich ihn hier zitiere. ;)


Herr Senf, Sie vertreten also die Ansicht, dass die Erde unter den Flugzeugen rotiert?
Das würde Piloten aber große Probleme bereiten. Der Bezug zu den Fixsternen spielt doch aber in der Relativität Bodenuhr-Flugzeuguhr keine Rolle. Falls doch, müssten wir doch auch die Bewegungen der Erde um die Sonne, des Sonnensystems in der Galaxie etc. einbeziehen?
Nein, ich stelle fest, Sie verwirren mich noch mehr. ;)
Meilenstein
 
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Re: Hafele-Keating-Experiment

Beitragvon nocheinPoet » Donnerstag 16. Januar 2014, 01:57

Willkommen im Forum Meilenstein!

Da freue ich mich doch, dass es kein Werbeaccount war, sondern ein echter User. Du kannst Dir hier auch ein nettes Bild für deinen Avatar suchen.


Gruß

neP
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Re: Hafele-Keating-Experiment

Beitragvon Herr Senf » Donnerstag 16. Januar 2014, 02:10

Hallo Meilenstein,
Erde rotiert, Flugzeuge rotieren mit ;) Piloten merken's nicht :!: im Bezugssystem Erde.
Stichwort "reference frame", das wäre ein Überschallflugzeug, das Richtung Westen mit 1,5 Mach (gegen)fliegt.
Will heißen, SRT-ZD=0, die Bodenuhr zum Vergleich ist ja nicht inertial, deswegen "+/-" bei H-K im Vergleich.
Flugzeug Richtung Osten - ZD am größten: g-m>0
Bodenuhr am Äquator - ZD im Mittel, aber da
Flugzeug Richtung Westen - ZD am kleinsten: k-m<0
Der H-K-Vergleich bezieht sich auf eine Bodenuhr, nicht auf ein Inertialsystem.
So isses - Senf
ich will auch mal was dazu sagen
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Re: Hafele-Keating-Experiment

Beitragvon nocheinPoet » Donnerstag 16. Januar 2014, 02:25

Meilenstein hat geschrieben:
Herr Senf, Sie vertreten also die Ansicht, dass die Erde unter den Flugzeugen rotiert? Das würde Piloten aber große Probleme bereiten.

Warum sollte der Probleme bekommen? Sehe es wie ein Karussell, alles dreht mit, auch und entscheidend ist die Atmosphäre. Und es ist so, die Erde dreht sich unter dem Flugzeug. Sie dreht sogar so schnell, dass sie das Flugzeug mit der Atmosphäre mitzieht, wenn das Flugzeug also nicht schnell genug dagegen hält bewegt es sich „rückwärts“. Glaub das waren über 1.600 km/h die am Äquator nötig sind, um die Rotation auszugleichen. Ein Beobachter in einem IS in dem der Erdmittelpunkt ruht (sie selber aber rotiert) würde das Flugzeug dann unbewegt sehen.

Zum Karussell, stelle Dir vor, ein Kind läuft in und eines entgegen der Rotationsrichtung des Karussells, dann macht das für die Kinder einen großen Unterschied bei den auftretenden Kräften. Rennen die Kinder so schnell wie das Karussells dreht, wird das Kind das entgegen der Drehrichtung rennt, für einen Beobachter den dem Karussell ruhend, das Kind ebenso ruhend beobachten, während das andere Kind doppelt so schnell an ihm vorbei kreist, wie das Karussells selber dreht.

Also schon ohne SRT macht es einen Unterschied in welche Richtung es dreht und ob man sich entgegen oder mit der Drehung bewegt.


Meilenstein hat geschrieben:
Der Bezug zu den Fixsternen spielt doch aber in der Relativität Bodenuhr-Flugzeuguhr keine Rolle. Falls doch, müssten wir doch auch die Bewegungen der Erde um die Sonne, des Sonnensystems in der Galaxie etc. einbeziehen?

Es ist nicht der Bezug zu den Sternen, sondern die Tatsache das Rotation nicht relativ, sondern absolut ist. Bewegen sich zwei Körper zueinander, kann sich jeder als ruhend verstehen, bei Rotation geht das so nicht. Auch ohne SRT schon nicht. Zentripetalkräfte treten eben nur im rotierenden System auf.

Wenn Du noch immer verwirrt bist, musst Du die Verwirrung genauer beschreiben.



Lieben Gruß

Manuel
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Re: Hafele-Keating-Experiment

Beitragvon Tachyon » Donnerstag 16. Januar 2014, 09:48

Moin,

Meilenstein hat geschrieben:Das würde Piloten aber große Probleme bereiten.


So ein Flugzeug bewegt sich durch die Lufthülle, die mit der Erde mitbewegt ist. Deshalb merkt es nicht all zu viel von der Rotation der Erde. Fliehkraft und Corioliskraft sind zwar messbar aber im Vergleich zu anderen Kräften, wie Reibung mit der Luft, gering.

Meilenstein hat geschrieben:Der Bezug zu den Fixsternen spielt doch aber in der Relativität Bodenuhr-Flugzeuguhr keine Rolle. Falls doch, müssten wir doch auch die Bewegungen der Erde um die Sonne, des Sonnensystems in der Galaxie etc. einbeziehen?
Nein, ich stelle fest, Sie verwirren mich noch mehr. ;)


Selbstverständlich hat auch die Drehung der Erde um die Sonne einen Einfluss auf den Uhrengang. Der ist aber sehr viel Geringer als die anderen relativistischen Effekte und jenseits der Nachweisgrenze. Ich hatte das mal nachgerechnet.

Gruß,
Tachyon
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Re: Hafele-Keating-Experiment

Beitragvon ralfkannenberg » Donnerstag 16. Januar 2014, 10:43

Hallo zusammen,

mal schauen, wann Herr Meilenstein das Ehrenfest'sche Paradoxon bemüht und damit die Relativitätstheorien zu Fall zu bringen versucht ;)


Freundliche Grüsse, Ralf
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Re: Hafele-Keating-Experiment

Beitragvon nocheinPoet » Donnerstag 16. Januar 2014, 11:37

Meinst Du er wird es versuchen? Glaub ich nicht, ich gehe davon aus, dass er nur vernünftige Diskussionspartner sucht und im Mahag nicht fündig wurde. ;) Im Ernst, schauen wir doch einfach mal was kommt.
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