((Auszug aus Physik des 4-D-Raumes))

Zeit und Dilatation

3.1 Der Zeithorizont

3.1.1 Beschreibung

Am Beispiel der heute als Konsens geltenden Erkenntnis, dass mit dem Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit(*FN* Nach derzeitigem Konsens ist das die Lichtgeschwindigkeit. Wir werden aber später noch sehen, dass das Erreichen der „Nullzeit“ mit einer nicht geringen Wahrscheinlichkeit erst mit einer deutlich höheren Geschwindigkeit erreicht werden wird.*FN*) die Zeit innerhalb des sich bewegenden Objektes „stehen bleibt“, also null wird, soll dieser theoretische Ansatz beschrieben und damit leichter verstanden werden.
Der Ansatz des Zeithorizontes ermöglicht es, einfache Erklärungen für Phänomene der Relativitätstheorie zu finden.

 

 

 

Bild A7 Der Zeithorizont

Mit dem obigen Bild wird gezeigt, wieso bei einem Flug mit Lichtgeschwindigkeit die Zeit im Objekt null werden könnte. Die Kreisbögen zeigen den sich fortwährend ausdehnenden Raum. Der Zeithorizont, also die Zeit bei Beginn des Fluges mit Lichtgeschwindigkeit((*FN* Wir nehmen hier an, dass die maximale Geschwindigkeit sofort erreicht ist.*FN*)) zeigt, dass die Flugrichtung und der sich ausdehnende Raum immer auf der gleichen Horizonthöhe wie beim Abflug befinden. Das heißt, für eine Person im Flugobjekt findet zwar eine Bewegung des Raumes in der vierten Dimension und eine Ortsveränderung innerhalb des eigenen Raumes statt, die Geschwindigkeit ist jedoch gerade so hoch, dass sich die Person immer auf der Höhe des anfänglichen Zeithorizontes bewegt(*FN* Real würde sich der Zeithorizont mit der Bewegung so „verdrehen“, dass der Zeithorizont immer die Tangente auf der Oberfläche des „Luftballons“ bildet. Aufgrund der Größe des Universums kann hier angenommen werden, dass der Zeithorizont eine einzige gerade Linie ist. Bei genaueren Berechnungen könnte die Raumkrümmung mit einbezogen werden.*FN*).
Mit dem Grundsatz, dass Zeit und Gravitation die beiden unterschiedlichen Wahrnehmungen für die Bewegung in der vierten Dimension sind, sehen wir, dass eine Bewegung in Richtung der vierten Dimension nicht stattfindet. Da es keine Ortsveränderung der Ausdehnung in der vierten Dimension gibt, können wir daraus folgern, da wir ja Zeit als Bewegung des Raumes verstehen, dass wir auch keine Zeitveränderung wahrnehmen. Keine Veränderung des Ortes in der vierten Dimension ist gleich keine Veränderung der von uns wahrgenommenen Zeit.

3.1.2 Zeithorizont und Lichtgeschwindigkeit

Zum zusätzlichen Verständnis der geometrischen Begründung für die Nullzeit bei Lichtgeschwindigkeit siehe das folgende Bild.

 

 

Bild A5 Ausdehnungsbewegung unseres Raumes bei Festpunkt und Bewegtem.

Ein Flug mit Lichtgeschwindigkeit beginnt bei A. Das Universum dehnt sich in einer Sekunde um einen Betrag 1 Sekunde aus, und A wird zu A´.
Der Flug mit Lichtgeschwindigkeit nach B = B´ ist so schnell, dass das Flugobjekt nach einer Sekunde den Ort B´ erreicht. Die Lage des Zeithorizontes bleibt gleich, es findet keine Zeitveränderung statt.

3.2 Zeitdilation bei Bewegung

Bild B2 Geometrie des Hin- und Rückfluges

Das Beispiel mit einem Hin- und Rückflug im obigen Bild lässt verstehen, warum bei dem Rückflug nicht die Zeit „irgendwie ausgeglichen“ wird, sondern dass auch bei dem Rückflug die Zeitebene null bleibt und somit wie beim Hinflug keine Zeit vergeht.

Anmerkung:
In diesem Beispiel sehen wir, dass es eigentlich mit der Bewegung auf der Luftballon-Oberfläche eine Drehung des Zeithorizontes gibt; der Zeithorizont ist immer eine Tangente zur Kreisoberfläche. Dies wurde und wird in den Beispielen vernachlässigt, da aufgrund der „fast“ geraden Bogenabschnitte in unserem sehr großen Universum kaum Unterschiede sind. Für spätere, genaue Berechnungen ist es allerdings notwendig, statt der Geraden den tatsächlichen Bogen und die Drehung des Zeithorizontes zu berücksichtigen.

3.2.1 Zeithorizont und bewegtes Objekt

Im folgenden Bild(*FN* Dieses Bild wird später noch zur Diskussion des Maryland-Experimentes verwendet.*FN*) wird gezeigt, wie über den Ansatz des Zeithorizontes geometrisch erklärt werden kann, warum ein bewegtes Objekt eine Zeitdilatation im Gegensatz zu einem örtlich bleibenden Objekt hat.

 

Bild A8 Die geometrische Beschreibung der Zeitdilatation anhand des Maryland-Experimentes

Die Kreisbögen zeigen die Oberfläche(*FN* Das Universum wird auf 2 Dimensionen reduziert, damit wir uns über das Bild einer Oberfläche als Luftballon den Gedankengang besser vorstellen können. *FN*) unseres Universums als 2-D-Modell.
Die Ausdehnung des Luftballons wird durch die beiden Kreisbögen dargestellt.

Wir sehen, dass ein ruhendes Objekt im Punkt A mit der Ausdehnung des Luftballons von A nach A´´ bewegt wird.
Das Flugobjekt (blaue gestrichelte Linie) erfährt zu der Bewegung der Ausdehnung noch die Bewegung auf der Luftballonoberfläche und fliegt 7.500 km in diesem Beispiel.
Wenn das Flugobjekt nun mit der Ausdehnung des Luftballons den Punkt B´ erreicht, hat es die gleiche Bewegungslänge und Zeit mit der Ausdehnung des Luftballons „erlebt“, wie das ruhende Objekt von A nach A´´.

Der Unterschied aber ist, dass der Abstand des Zeithorizontes bei Abflug und des Zeithorizontes bei Punkt B´ nach 15 Stunden Flug und einer Ortsveränderung auf der Oberfläche des Luftballons, geringer ist als die tatsächliche Bewegung der Oberfläche des Luftballons im 4-D-Raum.

Dieser verkürzte Abstand zeigt, dass der Abstand zwischen beiden Zeithorizonten beim geflogenen Objekt etwas geringer ist als bei dem ruhenden Objekt.
Das fliegende Objekt bewegt sich in der vierten Dimension etwas weniger als das ruhende Objekt, es durchläuft „weniger Zeit“.
Damit wird aus der rein geometrischen Betrachtung verständlich, warum im Objekt weniger Zeit vergangen ist.

Ich werde im Folgenden mit diesem Modell eine mögliche Antwort auf das Zwillings-Paradoxon zur Diskussion stellen.

Das Zwillingsparadoxon

 

 

Bild B3 Hin- und Rückflug bei dem Zwillingsparadoxon

Das Zwillingsparadoxon lässt sich mit dem geometrischen Ansatz des Zeithorizontes wie folgt erklären.

Der Erdzwilling (rot) bleibt am Ort A und wird nur aufgrund der Ausdehnung des Universums in der vierten Dimension nach einer Woche zum Ort A´ bewegt und erreicht dann nach einer weiteren Woche den Ort A´´.
Diese Ortsveränderung in der vierten Dimension können wir als Ortsveränderung nicht wahrnehmen und spüren dies als Zeit.

Der Flugzwilling (blau) fliegt von B nach B´. Die Flugdauer beträgt 1 Woche. Der Abstand des Zeithorizontes in B´aber ist etwas kleiner als eine Woche. Diese Differenz erklärt die Zeitdilatation beim Wegflug. Legen wir hierzu die Zeitdilatation mit 1 Stunde fest.
Nach Erreichen des Punktes B´ fliegt(*FN* Beachte, dass die Tangente des Zeithorizontes etwas „gedreht“ ist und somit eine neuer geometrischer Zeithorizont Grundlage für die Zeitdilatation beim Rückflug ist.*FN*) der Flugzwilling zurück zu Punkt B´´ = A´´.
Auch hierbei vergeht aufgrund der Ausdehnung unseres Raumes eine Woche.
Der geometrische Abstand des Zeithorizontes in B´ und B´´ aber ist ebenfalls etwas kürzer, und wir nehmen auch hier an, dass die Zeit für den Flugzwilling um eine Stunde kürzer ist als die vergangene Zeit des Erdzwillings.

Über die geometrische Betrachtung zeigt sich, dass die Zeitdilatation auch bei dem Rückflug beschrieben werden kann. Der Zeitunterschied zwischen Flug- und Erdzwilling würde dann (nach dem Ansatz des Zeithorizontes) 2 Stunden betragen.

 

Das nächste Kapitel erklärt die Zeitdilatation zur Höhe über der Erdoberfläche. 

Mehr dazu siehe Physik-4D-gesamt (zum lesen und downloaden)

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