Das Zwillingsparadoxon

Das relativistische Zwillingsparadoxon qualitativ. Gar nicht paradox, nur ungewohnt.

Das Zwillingsparadoxon ist ein „Gedankenexperiment“, das heißt, es handelt sich nicht um ein reales (im Labor durchgeführtes) Experiment, sondern nur um eine imaginäre Vorhersage.

[@physiklessing-gymnasiumneu4748]

Korrektur bei 11:35 : die Gleichzeitigkeitslinie zu 1 müsste natürlich eigentlich wie die zuvor gestrichelt eingezeichnete Linie verlaufen. Ist mir ein bisserl schief geraten...

[@DarthTheroven]

das war meine Rettung für mein Referat über dieses Thema

[@dns911]

Sehr gut erklärt:)

[@jstamps6538]

In bezugsystem B wird aber doch A(Erde) beschleunigt/wechselt die Richtung. ich verstehe nicht, wo die Symmetrie gebrochen wird.

[@haraldtopfer6525]

Genau das frage ich mich auch. Leider gibt das Video dazu keine Auskunft.

[@physiklessing-gymnasiumneu4748]

Die Beschleunigung des Systems A aus Sicht von B ist nur eine kinematische, das heißt, sie ist in der rein mathematischen x(t)-Beschreibung des Vorgangs eine Beschleunigung a(t). Jedoch ist es eine aus beiden Systemen untersuchbare und eindeutig feststellbare Sache, dass im System A keine Trägheitskräfte wirken, also dieses System gemäß F=ma keine Beschleunigung erfährt, was die entscheidende dynamische Betrachtung ist. Ich hätte auch sagen können: das System B ist für die Zeit des Umkehrens kein Inertialsystem, das System A schon.

[@walter_mayer]

@@physiklessing-gymnasiumneu4748 Einfach beide Zwillinge in je eine Rakete setzten und in entgegengesetzte Richtung fliegen lassen. Dann kann man das Beschleunigungsargument ausklammern. Und wem dann noch die unterschiedliche Richtungsumkehr stört, der kann beide in die gleiche Richtung fliegen lassen. Einer der Zwillinge hält beim ersten Stern an. Der andere fliegt weiter - jetzt sehen beide die Uhren des jeweils anderen langsamer. Nun kehrt auch der zweite Zwilling um und wieder sehen beide die jeweils andere Uhr langsamer. Und wenn der zweite Zwilling beim ersten vorbei kommt startet dieser ebenfalls seinen Rückflug zur Erde. Egal wie man das macht, jeder sieht den anderen Zwilling jünger. So wie wenn zwei Menschen sich aus der ferne ansehen und den jeweils anderen kleiner sehen.

[@Delibro]

@jstamps Nein, die Erde wird in keinem Bezugssystem beschleunigt, das siehst du daran dass da niemand in seinen Sitz gepresst wird, in der Rakete aber schon. Und genau die Beschleunigung ist der Unterschied. Intuitiv meint man das kann keinen großen Einfluss haben, hat es aber :)

[@walter_mayer]

@@Delibro Also hier auf der Erde werde ich ständig mit 9,81m/s² auf meinen Sitz gepresst. Und wenn die Rakete mit ebenfalls genau 9,81m/s² beschleunigt, gibt es keinen Unterschied. Und es bleibt die Frage unbeantwortet, was passiert, wenn man beide Zwillinge auf die Reise schickt. Dann gibt es keine Unterscheidung bezüglich Gravitationskraft und Beschleunigungskraft.

[@luiswolf2944]

Vielen Dank für die tolle Erklärung

[@julianearmani2447]

sehr nett erklärt!

[@beshmohandes9083]

Sehr gut erklärt & sehr schöne Tafelschrift. Gerade Linien ohne Lineal.

[@yasminhassanin6141]

"Er hat frei gesprochen und viele Bilder verwendet "

[@muttersohnchen7820]

Sehr super erklärt vielen dank !

[@Delibro]

Also intuitiv finde ich diesen Erkläransatz nicht. Ich verstehe es nichtmal vollständig, obwohl ich das Thema vor vielen Jahren schon verstanden habe.

[@lXoT1mUpLsyGeeZdguWl20gT]

B könnte sich ja auf einer Kreisbahn bewegen, da gibt es keine bestimmte "Stelle"!

[@vitamine6265]

nein weil dann gäbe es die zentrifugalkraft, und auch beschleunigung, so oder so

[@lXoT1mUpLsyGeeZdguWl20gT]

@@vitamine6265 Hä?

[@vitamine6265]

@@lXoT1mUpLsyGeeZdguWl20gT was hä, man hat doch auf einer Kreisbahn immer zentripetakraft bzw fugalkraft

[@Delibro]

Ja, B könnte sich auf einer Kreisbahn bewegen, das würde aber an diesem Paradoxon und an der Auflösung nichts ändern. Dann wäre die "Stelle" auf die ganze Kreisbahn verteilt, nämlich weil auf der ganzen Kreisbahn immer ein bisschen Raketenschub nötig wäre.

[@RickB500]

Das Dreick löst das Umkehrproblem, das Z.-Paradox lässt sich auch gänzlich ohne Umkehr oder Beschleunigung formulieren. Dann wirds wirklich spannend.

[@morrismoe]

Dann würde ja bei jeder Zugfahrt (mehrere Tausend) bedeuten daß andere anders alt waren als ich, ist aber nicht so. Zeit ist immer gleich

[@desireenosbach5578]

Richtig, vor allem wenn sich die Züge fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegt haben!

[@Delibro]

Doch das ist so :) Wenn du es genau gemessen hättest wüsstest du das auch. Natürlich fahren Züge im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit sehr langsam, deshalb bräuchtest du im Zug eine Uhr, die Millionstelsekunden messen kann.

[@morrismoe]

Nein, Zeit ist immer gleich! Gib 2 Personen eine Uhr die normal läuft, baugleich, dann wird sie nach dem gestellten Rhythmus immer ticken. Egal wie schnell man ist... Geschwindigkeit hat damit nichts zu tun. Zeit ist immer gleich

[@andreasepp3952]

Nicht wenn einer annähernd Lichtgeschwindigkeit erreicht 😂

[@morrismoe]

@@andreasepp3952 doch, Geschwindigkeit sagt nichts über Zeit aus. Nur wie schnell du von a nach b kommst.wenn du mit Lichtgeschwindigkeit 5 min nach A fliegst und zurück, bleiben es 10 min, genau wie hier... 10 min sind 10 min. Da ändert sich nichts egal wie schnell man ist.

[@paulakrause4070]

@@morrismoe die Relativitätstheorie besagt aber das wenn etwas Lichtgeschwindigkeit hat die Zeit langsamer vergeht. Als Beispiel wird Strecke A (3m) und Strecke B (10m) genannt. Das Licht überwindet beide Strecke in gleicher Zeit trotz dass Licht immer die gleiche Geschwindigkeit hat. Grund: Längenkontraktion und Zeitdelitation

[@Delibro]

@@andreasepp3952 @paulakrause morrismoe ist schlauer als Einstein und alle anderen Wissenschaftler, die in den letzten 100 Jahren damit zu tun hatten, deshalb weiß er dass die Relativitätstheorie und Zeitdilatation gar nicht vorhanden ist.

[@walter_mayer]

Die Zwillinge sehen in Wirklichkeit beide jeweils den anderen Zwilling jünger. Sie haben sich zeitlich auseinander bewegt. Das ist so wie wenn man sich örtlich von einander entfernt und jeder sieht den anderen Zwilling kleiner. Da kommt auch keiner auf die Idee, der eine muss den anderen größer sehen. Sie haben den in der Rakete im Diagramm auf die Reise geschickt. Sie könnten das Diagramm aber genauso zeichnen aus der Sicht des "Raketenzwilling". Dann steht er still und die Erde fliegt weg und kommt zurück. Dann ist exact das gleiche mit dem "Erdzwilling" passiert. Auch die Funksignale sehen genauso aus - alles schön symmetrisch! Aber dann muss der in der Rakete den auf der Erde jünger sehen. Und für die, die die Erde als "still stehend" und den Raketenzwilling als bewegt ansehen, kann man das Experiment leicht abändern. Beide Zwilling steigen jeweils in eine Rakete und fliegen in entgegengesetzte Richtung und kehren beide um. Dann ist es komplett symmetrisch! Wer ist bei diesen leicht abgeänderten Experiment dann der jüngere und der ältere? Keine!!!! Jeder sieht den anderen als jünger!!!!

[@Delibro]

Nein, du hast zwar die Relativität der Bewegung verstanden, aber nicht das Paradoxon. Das Paradoxon ist ja, dass beide den Bruder jünger sehen müssten, dass es aber in Wirklichkeit gar nicht so ist. Bei deinem Beispiel "jeder sieht den anderen Zwilling kleiner" sieht es so aus, als sei ein Mensch kleiner, wenn sie entfernt stehen. Wenn sie sich aber nebeneinander stellen, sind wieder beide gleich groß. Beim Zwillingsparadoxon ist es ja aber gerade so, dass wenn Zwilling B wieder zu A kommt, A jünger wie B sein müsste und gleichzeitig B jünger wie A, weil beide ja aus der Sicht des anderen mit 0,5 Lichtgeschwindigkeit gereist sind, und das geht ja nicht. Das ist das Paradoxon.

[@walter_mayer]

@@Delibro Das geht schon! Wir sind zwar örtlich wieder zusammen, aber zeitlich getrennt. Wir sehen den anderen immer um eine gewisse Zeit in der Vergangenheit - also jünger. Man kann ja das Experiment wie von mir beschrieben abändern, dann gibt es die Erde als Bezugspunkt nicht mehr - wer ist dann älter und wer jünger?

[@Delibro]

@@walter_mayer Sry für die späte Antwort ... Dein geändertes Beispiel ist einfach, wenn beide wieder zurückkommen sehen sich beide gleich alt, weil beide die gleiche Entfernung und Beschleunigung gemacht haben. Beim ursprünglichen Paradoxon, wenn beide wieder zusammen sind, sagt das Paradoxon dass der eine an sich graue Haare sieht und an seinem Zwilling blonde Haare (der ist also jünger), der andere Zwilling sieht aber an sich graue Haare und an seinem Zwilling blonde Haare (der andere ist also jünger). Das ist nicht möglich und das ist das Paradoxon. Und wenn du sagst das sei möglich was sagt dann ein andere Mensch auf der Erde? Sind die Zwillinge blond oder grau?

[@walter_mayer]

@@Delibro Wenn die beiden zurückkehrenden Zwillinge sich gleich alt sehen, dann würde es bedeuten, dass es keine Zeitdilatation gibt obwohl sie offensichtlich mit deutlicher Geschwindigkeit gegeneinander bewegt haben. Was sieht der 3. auf der Erde gebliebene unter der Voraussetzung, dass die in den Raketen mit 1g beschleunigt und gebremst haben. Er sieht die beiden in der Rakete nur etwas jünger, nicht soviel jünger als sich die beiden in der Rakete gegenseitig jünger sehen, weil ja die Relativgeschwindigkeit kleiner ist.

[@Delibro]

@@walter_mayer Nein, wenn beide Zwillinge zurückkehren sind beide gleich weit weniger gealtert, sie sind jünger wie ein Drilling der auf der Erde geblieben ist, aber sie sind beide gleich alt wie der jeweils andere gereiste Zwilling. Es ist ja eigentlich ganz einfach, wenn jemand schnell fliegt vergeht seine Zeit langsamer, und wenn jemand eine Beschleunigung erfährt vergeht seine Zeit langsamer. Wieviel langsamer hängt von der Geschwindigkeit/Beschleunigungskraft ab und es hängt von der Zeitdauer ab.