Experiment für die Messung wechselseitiger Zeitdilatation

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Experiment für die Messung wechselseitiger Zeitdilatation

Beitragvon nocheinPoet » Montag 27. April 2015, 10:32


Es sollte heute eigentlich schon möglich sein, mit relativ einfachen Aufwand die Zeitdilatation zwei zueinander bewegter Fahrzeuge (fast) direkt zu messen, die Idee dahinter ist recht trivial, wir brauchen nur zwei Sender und Empfänger. Wenn wir eine UMTS-Trägerfrequenz von 2 GHz erzeugen und uns nur mit 100 km/h gegenüber diesem Sender bewegen dann ergibt sich aus dem Dopplereffekt schon eine Frequenzverschiebung von 184,6 Hz.

Ich weiß nicht wie genau nun unsere Frequenzmesser heute schon messen können, aber wenn man zwei Eurofighter nimmt, die eine Höchstgeschwindigkeit von 2.495 km/h haben, dann haben wir eine Differenzgeschwindigkeit von 5.990 km/h, sprich, im Ruhesystem der Erde beobachten wir wie sich der Abstand zwischen beiden Flugzeugen mit fast 6.000 km/h ändert. Das sollte doch eigentlich reichen, eventuell frage ich da mal Joachim direkt zu.

Sendet nun jedes Flugzeug ein Signal zum anderen mit 2 GHz dann misst nun jeder die Frequenz des Signals aus dem anderen Flugzeug mit erhöhter Frequenz, und das ist direkt die eine Folge der wechselseitigen Zeitdilatation. Die Gleichung dazu lautet:

fEmpfänger = √ ((c + v) / (cv)) fQuelle

Wer es rechnet kommt auf eine Frequenzverschiebung von 11,10104 kHz und das ist die direkte Folge aus der wechselseitigen Zeitdilatation. Und dafür ist nur die Geschwindigkeit der Flugzeuge untereinander verantwortlich, das eine könnte nun gegenüber der Erde auch 200 km/h langsamer und dafür das andere 200 km/h schneller unterwegs sein, so das in Summe die Differenzgeschwindigkeit zwischen beiden bei von 5.990 km/h bleibt.

Dieser Dopplereffekt ist der direkte Beweis für eine wechselseitige Zeitdilatation und des Relativitätsprinzips. Die Zeitdilatation ergibt sich ebenfalls aus der Gleichung. Jeder Doppler-Radar nutzt diesen Effekt.
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Re: Experiment für die Messung wechselseitiger Zeitdilatatio

Beitragvon ralfkannenberg » Montag 27. April 2015, 13:38

Kurt hat geschrieben:
nocheinPoet hat geschrieben:
Es sollte heute eigentlich schon möglich sein, mit relativ einfachen Aufwand ...

Dieser Dopplereffekt ist der direkte Beweis für eine wechselseitige Zeitdilatation und des Relativitätsprinzips. Die Zeitdilatation ergibt sich ebenfalls aus der Gleichung. Jeder Doppler-Radar nutzt diesen Effekt.


Manuel, guter Beitrag!

Wenn du die Märchenwelt weglässt dann wird's wissenschaftlich.

Kurt

Hallo zusammen,

zum Erhalt der Themenstabilität habe ich zu diesem Thema zusätzlich folgenden Thread eröffnet:

Messung wechselseitiger Zeitdilatation mit BT und Träger


Freundliche Grüsse, Ralf
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Re: Experiment für die Messung wechselseitiger Zeitdilatatio

Beitragvon Spacerat » Montag 27. April 2015, 19:06

Soweit ich weiß, ist das schon seit Erfindung der Radar- bzw. Radiotelemetrie möglich.

Ich hoffe, jeder weiß so ungefähr wofür Feuerleitradar gut (ob es tatsächlich "gut" ist, hängt davon ab, ob man Patriot oder Kriegsdienstverweigerer ist ;)). Mit Feuerleitradar ist es möglich, Geschwindigkeit/Beschleunigung, Richtung, Drift und anderes eines (evtl.) gegnerischen Flugzeugs zu erfassen, um für ungelenkte Waffen eine treffsichere Vorhalte zu berechnen.
Zum einen wird dazu die Formel benötigt, die Manuel schon genannt hat, diese ist aber nicht die Ausschlaggebende, da sie nur dazu dient, die gesendeten Frequenzen identifizieren zu können, wenn sie reflektiert werden. Für die Telemetrie aber sind nur die Laufzeiten zwischen Senden und Empfangen interessant, denn LG*Laufzeit/2 (Abgleich mit irgendwelchen Medien mal weggelassen) ergibt den Abstand zwischen Jäger und Ziel. Mit mehreren Messungen kommt man über die Laufzeit und den gemessenen Einzelabständen auch an Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung des Ziels, Flug- und Driftvektoren sind weniger trivial. Aber wir haben ja schon, was wir für ein entsprechendes Experiment brauchen, nämlich eine von der Bordzeit unabhängig gemessene (Relativ) Geschwindigkeit zwischen Jäger und Ziel. Nebensächlich aber interessant: Der Bordcomputer kann über diese Daten und der gemessenen Eigengeschwindigkeit auch die Eigengeschwindigkeit des Zieles errechnen, immer noch unabhängig von der Bordzeit. Aber Eigengeschwindigkeiten wollen wir bei dem Experiment nicht messen, jedenfalls nicht direkt.
Nun fehlen ja nur noch einige Borduhren (zwei pro Jet) von denen jeweils zwei synchonisiert sind. Eine misst also jeweils die Bordzeit eines Jets und sendet diese per TimeTransferProtocol an eine Uhr im anderen Jet.

Das TimeTransferProtocol sieht ungefähr so aus:
1. Uhr A (Hauptuhr) sendet aktuellen Zeitstempel ohne irgendwelche Laufzeitdifferenzen und Abweichungen.
2. Uhr B stellt sich auf den empfangenen Zeitstempel ein und sendet als Differenz 0 zurück. Initial Run beendet.
3. Uhr A ermittelt die Laufzeit des gesendeten Signals, dividiert sie durch 2, zieht diesen Betrag vom nächsten gesendeten Zeitstempel ab und addiert das von Uhr B gesendete Signal hinzu.
4. Uhr B berechnet die Zeitdifferenz von vorhergehenden und aktuellem Zeitstempel mit dem eigenen Lauf und sendet das Ergebnis zurück.
5. Weiter bei 3.

Das Ganze geht zwecks Datenreduktion auch noch ein wenig anders. Als Daten bleiben dann nur "Digits" (statt Zeitstempel) über, die die Geschwindigkeit der Empfängeruhr steuern.

Wenn es nach der SRT geht, sollten die beiden Uhren auf einem Jet nun verschiedene Zeiten anzeigen. Das werden sie auch, wenn beide mit verschiedenen Geschwindigkeiten in der Umgebung unterwegs sind, jedoch kann diese nicht per LT und der Relativgeschwindigkeit zwischen den Jägern gemessen werden.

Wenn die Jets mit gleicher Geschwindigkeit im selben Medium unterwegs sind, werden die Uhren keinen Zeitunterschied zeigen. Sind sie aber mit verschiedenen Geschwindigkeiten unterwegs, kann man mit einem gemessenen Abstand und den dazugehörenden Zeitdifferenzen die Relativgeschwindigkeit zwischen den Jägern errechnen, die sie hätten, wenn sie in die selbe Richtung fliegen würden. Dann ((gemessene Relativgeschwindigkeit - errechnete Relativgeschwindigkeit)/2)+- errechnete Geschwindigkeit ergibt zwei mögliche Eigengeschwindigkeiten. Die eigene Geschwindigkeit muss nun um den geringeren Wert verringert werden. Ergibt eine Abschliessende Messung und Rechnung den jeweils anderen errechneten Wert, ruht man gegenüber dem Medium, ansonsten war man mit der schnelleren Geschwindigkeit (dem höheren Wert) unterwegs. (Ok, Jets fallen für solch ein Experiment aus, weil sie abstürzen, wenn sie in der Luft anhalten. ;))
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Re: Experiment für die Messung wechselseitiger Zeitdilatatio

Beitragvon ralfkannenberg » Montag 27. April 2015, 19:14

Spacerat hat geschrieben:Wenn die Jets mit gleicher Geschwindigkeit im selben Medium

Hallo Spacerat,

was soll das sein: "dasselbe Medium" ?


Freundliche Grüsse, Ralf
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Re: Experiment für die Messung wechselseitiger Zeitdilatatio

Beitragvon nocheinPoet » Montag 27. April 2015, 20:47

Abend Hartmut,

nur mal kurz zu:
Spacerat hat geschrieben:Wenn die Jets mit gleicher Geschwindigkeit im selben Medium unterwegs sind, werden die Uhren keinen Zeitunterschied zeigen.

Der Dopplereffekt belegt zweifelsfrei, dass Deine Annahme nicht richtig ist. Die Frequenzverschiebung ist alleine von der Geschwindigkeit der Flugzeuge (also zwischen Sender und Empfänger) abhängig. Die Geschwindigkeit gegenüber der Atmosphäre spielt dabei nachweislich keine Rolle. Wäre Deine Annahme richtig, dürfte es keinen Dopplereffekt geben, wenn beide Flugzeuge mit gleicher Geschwindigkeit gegenüber der Atmosphäre aufeinander zufliegen. Deine Annahme ist also experimentell widerlegt.


Gruß

Manuel
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Re: Experiment für die Messung wechselseitiger Zeitdilatatio

Beitragvon Spacerat » Montag 27. April 2015, 21:43

ralfkannenberg hat geschrieben:was soll das sein: "dasselbe Medium" ?
Hallo Ralf

Jedes Objekt benötigt Raum, in welchem es sich bewegt. Dieser Raum ist mit einem Medium ausgefüllt. Für das Beispiel mit den Jets wäre es wohl die Atmosphäre. Jedes Medium hat einen speziellen Refraktionsindex (Brechungszahl). Für Wasser z.B. 1,33 und für Vakuum 1. Dieser Refraktionsindex bestimmt, wie schnell sich elmag. Wellen in diesem Medium im Verhältnis zur VLG ausbreiten.

@Manuel:
Lies dir das Experiment noch mal genau durch. Von was für einer Frequenzverschiebung reden wir hier? Eben, von jener, die von einem Jet auf einer Frequenz gesendet wird und vom selbigen auf einer anderen Frequenz (bzw. auf einem Frequenzband) empfangen wird, sobald die gesendete reflektiert wird. Hier sticht man den Doppler aus. Der Dopplereffekt existiert und FLT-Radar-Mechs wissen das. Normalerweise empfängt ein Radargerät nur Rauschen auf diesem Band. Nur ein zuvor gesendeter Impuls mit der eingestellter Frequenz sorgt auf dem Schirm für eine Anzeige. Die Relativgeschwindigkeit zwischen Jet und angepeiltem Objekt darf dabei keine Rolle spielen, sonst würde der Dopplereffekt dazwischen funken und Radar prompt unmöglich machen. Da Radar aber nachweislich funktioniert, ist deine These widerlegt. Im übrigen spielt der Dopplereffekt hier auch keine Rolle mehr, weil haupsächlich nur noch die Laufzeiten zwischen Impuls senden und Impuls empfangen von Bedeutung sind.
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Re: Experiment für die Messung wechselseitiger Zeitdilatatio

Beitragvon nocheinPoet » Montag 27. April 2015, 22:14

Abend Hartmut,

Spacerat hat geschrieben:Von was für einer Frequenzverschiebung reden wir hier?

Dachte ich hätte es klar geschrieben, jeder Jet sendet ein Signal mit 2 GHz welches vom anderen dann um 11,10104 kHz erhöht empfangen wird. Der Dopplerradar war nur noch ein Beispiel.

Es ist wirklich ganz einfach, jeder Jet misst auf Grund des Dopplereffekts eine erhöhte Frequenz und diese Erhöhung hängt nur von der Geschwindigkeit zwischen den Jets ab, nicht von der gegenüber der Atmosphäre. Damit ist Deine Annahme widerlegt. Was mich nun nur noch interessiert ist, ob unsere Messgeräte so genau und auch klein genug sind, ob das so zu messen, theoretisch kann es sein, dass man dafür doch eine Atomuhr braucht, wegen der Genauigkeit. Aber das werde ich mal weiter hinterfragen. Wenn es ohne geht, wäre das ein mögliches Experiment um die wechselseitige ZD nach der SRT direkt experimentell zu bestätigen. Also bestätigt ist der Dopplereffekt experimentell so eh schon, aber das wäre doch mal was für Chief. ;)


Gruß

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Re: Experiment für die Messung wechselseitiger Zeitdilatatio

Beitragvon Spacerat » Montag 27. April 2015, 23:56

nocheinPoet hat geschrieben:Dachte ich hätte es klar geschrieben, jeder Jet sendet ein Signal mit 2 GHz welches vom anderen dann um 11,10104 kHz erhöht empfangen wird. Der Dopplerradar war nur noch ein Beispiel.

Es ist wirklich ganz einfach, jeder Jet misst auf Grund des Dopplereffekts eine erhöhte Frequenz und diese Erhöhung hängt nur von der Geschwindigkeit zwischen den Jets ab, nicht von der gegenüber der Atmosphäre. Damit ist Deine Annahme widerlegt. Was mich nun nur noch interessiert ist, ob unsere Messgeräte so genau und auch klein genug sind, ob das so zu messen, theoretisch kann es sein, dass man dafür doch eine Atomuhr braucht, wegen der Genauigkeit. Aber das werde ich mal weiter hinterfragen. Wenn es ohne geht, wäre das ein mögliches Experiment um die wechselseitige ZD nach der SRT direkt experimentell zu bestätigen. Also bestätigt ist der Dopplereffekt experimentell so eh schon, aber das wäre doch mal was für Chief. ;)


Gruß

Manuel
Das zwischen den Jets ein Doppler auftritt ist doch klar, dafür empfängt man Radiowellen ja auch auf Frequenzbändern, deren mittlere Frequenz der Sende- bzw. Trägerfrequenz entspricht und oberste sowie unterste Grenze mit der von dir erwähnten Formel auf Grenzgeschwindigkeiten festgelegt werden. Nun vergiss mal deinen Doppler, oder willst du damit etwa andeuten, dass weder Bordfunk noch Radar funktioniert (Luftfahrt ade. ;))? Meine Annahme ist deswegen eben nicht widerlegt. Per Radar messen wir die Relativgeschwindigkeit über Laufzeiten und die Hälfte dieser Laufzeiten rechen wir auf die gesendeten Zeitstempel drauf (siehe TimeTransferProtocol). Radar- bzw. Radiotelemetrie eben.
Was die Uhren angeht... Tja, was gibt es denn da so auf dem Markt, was empfindlich auf Bewegungen reagiert, sonst aber relativ genau bzw. gleichmäßig läuft und im Takt digital beeinflusst werden kann?
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Re: Experiment für die Messung wechselseitiger Zeitdilatatio

Beitragvon nocheinPoet » Dienstag 28. April 2015, 08:38

Moin Hartmut,

Spacerat hat geschrieben:
nocheinPoet hat geschrieben:Dachte ich hätte es klar geschrieben, jeder Jet sendet ein Signal mit 2 GHz welches vom anderen dann um 11,10104 kHz erhöht empfangen wird. …

Das zwischen den Jets ein Doppler auftritt ist doch klar, dafür empfängt man Radiowellen ja auch auf Frequenzbändern, deren mittlere Frequenz der Sende- bzw. Trägerfrequenz entspricht und oberste sowie unterste Grenze mit der von dir erwähnten Formel auf Grenzgeschwindigkeiten festgelegt werden. Nun vergiss mal deinen Doppler, oder willst du damit etwa andeuten, dass weder Bordfunk noch Radar funktioniert ...?

Eventuell habe ich den konkreten Punkt dazu explizit nennen sollen, die Frequenz ist ja:

f = 1/s

Daraus folgt dann natürlich:

s = 1/f

Das kannst Du nun für beide Frequenzen machen, die gesendete und die empfange und kommst so auf die Eigenzeit in den Jets und so direkt zu der gegenseitigen Zeitdilatation. ;)


Spacerat hat geschrieben:Meine Annahme ist deswegen eben nicht widerlegt. Per Radar messen wir die Relativgeschwindigkeit über Laufzeiten und die Hälfte dieser Laufzeiten rechen wir auf die gesendeten Zeitstempel drauf (siehe TimeTransferProtocol). Radar- bzw. Radiotelemetrie eben.

Zu Deiner Annahme habe ich gar kein Urteil abgegeben, da es mir hier mehr um meine Aussage und mein Beispiel ging.


Spacerat hat geschrieben:Was die Uhren angeht... Tja, was gibt es denn da so auf dem Markt, was empfindlich auf Bewegungen reagiert, sonst aber relativ genau bzw. gleichmäßig läuft und im Takt digital beeinflusst werden kann?

Das ist keine Erklärung, wir haben es da auch mit Schwingquarzen zu tun und die gehen genau immer dann so „falsch“, dass dieses durch die SRT mit der LT ganz genau alleine über die Geschwindigkeit beider Systeme zueinander vorhergesagt werden kann. Wären das nur „Abweichungen“ auf Grund von Bewegungen, dann wäre es schon mehr als seltsam, dass diese immer gleich, immer nur von der Geschwindigkeit und immer genauso auftreten, wie es die SRT eben vorhersagt.

Das ist ja auch ein großes Problem der Kritiker der SRT, die Sender und Uhren in den GPS Satelliten verhalten sich genauso, wie von der SRT und ART vorhergesagt und beschrieben, und die hat dafür eine recht einfache und klare Erklärung, wie das eben kommt. Die Kritiker haben da konkret keine Erklärung, sie können den Gang der Uhren nicht erklären, die Frequenzverschiebung somit auch nicht, und ebenso wenig warum die RT genau dazu in der Lage ist. Darum leugnen viele das ganz und andere verdrehen dann die Fakten.

Mein Beispiel hier belegt hingegen (der Dopplereffekt ist nun wirklich so experimentell bestätigt) ganz klar, dass Uhren wechselseitig so wie von der SRT vorhergesagt dilatiert gehen, jeder Jet misst in seinem Ruhesystem die Frequenz des 2 GHz Signals eben um 11,10104 kHz erhöht und das erklärt die SRT mit der LT ganz genau. Dazu kommt auch noch, dass der transversale Dopplereffekt eben auch genau im Rahmen der SRT beobachtet wird.

Die Natur zeigt uns eben da ganz deutlich wo der Hammer hängt, Kritiker können es leugnen, aber eben nicht widerlegen und werden dann schnell unhöflich und persönlich, sie fühlen sich nicht ernst genommen, weil man ihnen die Zustimmung verweigert. So kommen sie dann auf Verschwörungstheorien. Übrigens finde ich das mit dem wechselseitigen Dopplereffekt leichter klar zu verstehen, als die wechselseitige Zeitdilatation zweier zueinander bewegter Uhren. Also zumindest ist es leichter zu erklären. Aber Kritiker wie Chief und Co. werden sich da nie mehr bewegen, zu groß wäre auch der vermutete Gesichtsverlust, wenn sie ihren Irrtum eingestehen müssten.


Gruß

Manuel
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Re: Experiment für die Messung wechselseitiger Zeitdilatatio

Beitragvon ralfkannenberg » Dienstag 28. April 2015, 10:05

Spacerat hat geschrieben:
ralfkannenberg hat geschrieben:was soll das sein: "dasselbe Medium" ?
Hallo Ralf

Jedes Objekt benötigt Raum, in welchem es sich bewegt. Dieser Raum ist mit einem Medium ausgefüllt. Für das Beispiel mit den Jets wäre es wohl die Atmosphäre. Jedes Medium hat einen speziellen Refraktionsindex (Brechungszahl). Für Wasser z.B. 1,33 und für Vakuum 1. Dieser Refraktionsindex bestimmt, wie schnell sich elmag. Wellen in diesem Medium im Verhältnis zur VLG ausbreiten.

Hallo Spacerat,

ja natürlich - darauf hätte ich aus dem Zusammenhang kommen können. Sorry, da war ich "im falschen Thread": bei den theoretischen Erörterungen bin ich es mir gewohnt, dass der Brechungsindex bei den Rechnungen bereits berücksichtigt ist - daher kam mein Irrtum. Ich bin halt nicht so der Techniker, sondern eher der reine Theoretiker :oops:


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