Geschwindigkeit im Weltraum messen?!?

[Bynaus]

Für die Besatzungen gibt es absolut kein Mittel, zu bestimmen, wer sich bewegt.

Genau. Das nennt sich "Relativitätstheorie".

Woher "weiß" es dann aber das Universum? Eines der beiden Raumschiffe unterliegt nämlich der Zeitdilletation!

Beide Raumschiffe unterliegen, vom jeweils anderen betrachtet, der Zeitdilatation.

[Esquilax]

Man braucht auf alle Fälle Bezugspunkte. Vielleicht hilft ja die Lage der Lagrange-Punkte.

schaut mal in Wikipedia unter Lagrange-Punkt nach.

[Bynaus]

@Esquilax: Wozu gehört dieser Kommentar? Ich sehe beim besten Willen nicht, was Inertialnavigation bzw. die Relativitätstheorie mit den Lagrange-Punkten zu tun haben...

[Esquilax]

[QUOTE=Bynaus]Das hat nichts damit zu tun, bloss damit, dass du für jede Geschwindigkeitsangabe einen Referenzpunkt brauchst (so und so schnell gegenüber was?) - in einem Gravitationsfeld bietet sich das zentrale Objekt im Gravitationsfeld an. Verlässt du dieses Gravitationsfeld und trittst du in ein neues ein, was hilft dir dann noch die Angabe, wie schnell duch die gegenüber dem zentralen Objekt des ersten Gravitationsfeldes bewegst?[/QUOTE]


Vielleicht benotigt man für den Flug von einem Gravitationsfeld zum anderen Gravitationsfeld diese Lagrange Punkt zur Navigation und zur Ermittlung der rel. Geschwindigkeit der Systeme zueinander.

oder einfach für soetwas wie Hyperaumtore etc.

[Esquilax]

Lagrange-Punkt

Ich versuch mal ein kleines Gedankenexperiment (vielleicht aber auch nur Blössinn) um zu verdeutlichen was meine Idee ist.

Ich befinde mich im Lagrange-Punkt eines Systems und will in ein anderes System fliegen. Wenn mir der Lagrange-Punkt des anderen Systems bekannt ist und ich dort eine Sonde plaziert habe die elektromagnetische Wellen aussendet, konnte man mit Hilfe der Dopplerverschiebung die relative Geschwindigkeit des Lagrange-Punkt des Zielsystems zum Ausgangspunkt bestimmen. Wenn ich dann losfliege ändert sich mit der Zeit aber die Lage des Lagrange-Punktes im Zielsystem. Aber mit der Hilfe der Himmelsmechanik müste vorraussagbar sein an welcher Stelle sich der Lagrange-Punkt bei meiner Ankunft sein sollte und ob er auf mich zukommt oder sich von mir gerade entfernt. Damit sollte für die Geschwindigkeitsmessung ein Referenzpunkt geschafen sein.

[LuckyGuy]

Beide Raumschiffe unterliegen, vom jeweils anderen betrachtet, der Zeitdilatation.

Unbefriedigende Antwort.

Führt zu Paradoxien.

Gedankliches Experiment:

Zwei Raumschiffe starten vom selben Punkt aus und fliegen 100 Jahre lang mit 10 % LG voneinander fort. Keine reltivistischen Effekte, alles paletti.

Nach 100 Jahren drehen sie um, beschleunigen auf 90% LG und treffen sich irgendwann mal wieder.

Sie vergleichen ihre Uhren: Völlig synchron! Richtig?

Aber das kann doch nicht sein, denn jedes Raumschiff unterlag ja aus der Sicht des anderen Raumschiffes der Zeitdillatation.

Aus der Sicht von Raumschiff A dürfte also auf Raumschiff B sehr viel weniger Zeit vergangen sein, während Raumschiff B schwört, auf Raumschiff A dürfe nur sehr viel weniger Zeit vergangen sein.
Unrecht haben beide: Die Uhren sind synchron.

Wenn das aber so ist, folgere ich: Kein Schiff unterlag aus der Sicht des anderen Schiffes irgendeiner Zeitdillatation.

Wo ist mein Denkfehler?

[Bynaus]

@Esquilax: Ja, mit Dopplerverschiebungen kann man schon Geschwindigkeiten bestimmen... (siehe weiter vorn im Thread)

Völlig synchron! Richtig?

Richtig.

Aus der Sicht von Raumschiff A dürfte also auf Raumschiff B sehr viel weniger Zeit vergangen sein, während Raumschiff B schwört, auf Raumschiff A dürfe nur sehr viel weniger Zeit vergangen sein.

Nein. Erinnerst du dich an das Zwillingsparadoxon?

http://de.wikipedia.org/wiki/Zwillingsparadoxon

Der Fall, den du hier schilderst, ist so, wie wenn der zweite Zwilling ebenfalls eine solche Reise unternimmt - das Raumzeitdiagram im Artikel wird also quasi um eine nach links gespiegelte Reise ergänzt.

[Skymarshal]

Die Bewegungen der Planeten sind in der Regel bezüglich der Sonne gegeben und berechnen sich aus den Kepler-Gesetzen.


Natürlich kannst du, wenn du im gleichen Gravitationsfeld bist, durch die Keplergesetze die Geschwindigkeiten berechnen (ob das genau genug ist, sei mal dahingestellt - die dafür nötigen Werte kannst du in der Regel nicht so einfach ermitteln). Die Geschwindigkeit am Zielobjekt ist eben zum Beispiel wichtig, wenn du das Zielobjekt umkreisen willst und wissen willst, wie weit du herunterbremsen darfst, ohne aus dem Orbit zu fallen.

Ok, an das Keplergesetz hatte ich jetzt gar nicht gedacht.

Und beim Zielsystem kann man ja die Gravitation messen. Anhand der Kristallsensoren z.B. wie schnell oder stark sie sich ausrichten.

Das hat nichts damit zu tun, bloss damit, dass du für jede Geschwindigkeitsangabe einen Referenzpunkt brauchst (so und so schnell gegenüber was?) - in einem Gravitationsfeld bietet sich das zentrale Objekt im Gravitationsfeld an. Verlässt du dieses Gravitationsfeld und trittst du in ein neues ein, was hilft dir dann noch die Angabe, wie schnell duch die gegenüber dem zentralen Objekt des ersten Gravitationsfeldes bewegst?

Deswegen meinte ich das ja mit den Vektoren. Die würden sich ja je nach Richtung zu den eigenen Beschleunigungen addieren oder subtrahieren.

Wenn ich selber aus eigener Kraft beschleunige bringt das keplerische Gesetz alleine ja nicht viel. Nur wenn die Triebwerke aus sind und ich im Orbit kreise.

Beide Raumschiffe unterliegen, vom jeweils anderen betrachtet, der Zeitdilatation.

Aber nur bei einem kann man es nachträglich feststellen.

[Bynaus]

Und beim Zielsystem kann man ja die Gravitation messen. Anhand der Kristallsensoren z.B. wie schnell oder stark sie sich ausrichten.

Ich sehe nicht ganz, wie diese Kristallsensoren genau funktionieren sollen... ??? Die Stärke von Gravitationsfeldern lässt sich nur aufgrund des Gradienten bestimmen. Bei relativistischen Geschwindigkeiten furnktioniert das dann aber nicht mehr (relativistische Massenzunahme?).

Aber nur bei einem kann man es nachträglich feststellen

Nein, denn die Situation ist völlig symetrisch - du kannst das Raumschiff A und B vertauschen, und es sollte das selbe rauskommen.

[Skymarshal]

Ich sehe nicht ganz, wie diese Kristallsensoren genau funktionieren sollen... ??? Die Stärke von Gravitationsfeldern lässt sich nur aufgrund des Gradienten bestimmen. Bei relativistischen Geschwindigkeiten furnktioniert das dann aber nicht mehr (relativistische Massenzunahme?).

Das sie ganz sensibel in die Richtung wandern in der die Gravitation herrscht. Genauso als wenn man in den Sitz gedrückt wird. Obwohl letzteres eher die Trägheit ist.

Nein, denn die Situation ist völlig symetrisch - du kannst das Raumschiff A und B vertauschen, und es sollte das selbe rauskommen.

Erweiter das doch mal auf das Universum. Ein Raumschiff mit Uhr an Board fliegt Lichtgeschwindigkeit. Der Pilot meint dass das Universum an ihm mit Lichtgeschwindigkeit vorbeizieht und die Zeit dort langsamer geht.

Mache danach einen Uhrentest wenn er zurückkommt. Also nehmen wir mal an das die Uhr nicht beschädigt oder zu einen schwarzen Loch wurde.

Seine Uhr wird extrem nachgehen. Genauso wie man Massenzunahme messen kann.

Das ist doch was anderes als ein optischer Effekt. Die relativistischen Einschränkungen(Effekte) gelten doch nur für das System welches auch wirklich mit der Geschwindigkeit reist. Selbst wenn man es bei der Reise durch Beobachtung nicht feststellen kann.

Sonst müsste ja das ganze Universum und das Objekt welches tatsächlich so schnell reist zu einer Singularität werden.

[Spocky]

Warum ist die Relativgeschwindigkeit zum Zielobjekt wichtig?

OK, wenn du auf eine Selbstmordmission gehst, dann ist die Geschwindigkeit relativ zum Zielobjekt in der Tat nicht wichtig.

Wenn du die Reise aber überleben möchtest, dann musst du ja verhindern, auf den Planeten zu stürzen und dafür brauchst du dessen genaue Position und Geschwindigkeit.

[Skymarshal]

Naja, aber wenn man weiss wie schnell man selber ist und wie stark das GRavitationsfeld müsste das doch auch gehen oder?

[Bynaus]

Naja, aber wenn man weiss wie schnell man selber ist und wie stark das GRavitationsfeld müsste das doch auch gehen oder?

Wie schnell "man ist" hängt eben vom Bezugspunkt ab. Mit deiner Methode weisst du zwar, wie schnell du dich relativ zur Erde bewegst - aber woher willst du die Geschwindigkeit des Zielobjekts, gemessen zur Erde wissen? Die brauchst du aber, um deine Geschwindigkeit relativ zum Zielobjekt zu bestimmen - noch bevor du den Effekt des Gravitationsfeldes mit einbeziehen kannst.

[Skymarshal]

OK, ein Absturz ist wohl dann nur so zu vermeiden. Dachte da eher an ein Frühwarnsystem was die G-Kraft des Ankunftsfeldes anzeigt und demnach die Geschwindigkeit angepasst wird.

Aber habt schon Recht. Wenn man zu schnell ist bringt das nichts.