Relativität der Gleichzeitigkeit

• Gedankenexperiment:
  • Zwei lange Raketen bewegen sich mit Relativgeschwindigkeit v aneinander vorbei, in der Mitte sitzt jeweils ein Astronaut (Adam und Eva).
    
  • Zwei große Meteoriten schlagen ein und treffen jeweils beide Raumschiffe. Der eine löst einen roten Lichtblitz aus, der andere einen blauen.
  • Beobachtungen:
    • zunächst trifft bei Eva ein roter Blitz ein
    • dann kommen bei Adam gleichzeitig ein roter und ein blauer Blitz an
    • schliesslich triff bei Eva ein blauer Blitz ein
  • Beide Raumschiffe tragen an beiden Enden Beschädigungen davon. Beide Astronauten messen nach und stellen fest, dass sie jeweils gleichweit von der Mitte entfernt sind.
• Adams Darstellung:
  • beide Blitze kamen gleichzeitig an
  • beide haben den gleichen Weg zurückgelegt
  • also sind beide Meteoriten gleichzeitig eingeschlagen
• Evas Darstellung:
  • erst kam der rote Blitz, dann der blaue
  • beide haben den gleichen Weg zurückgelegt
  • also ist Meteorit "rot" vor Meteorit "blau" eingeschlagen
• Schlussfolgerung:
  • Physik hängt nicht vom Bewegungszustand ab ⇒ beide haben recht
  • Gleichzeitigkeit von Ereignissen ist relativ, d.h. abhängig vom Bewegungszustand des Betrachters
• herkömmliche Betrachtungsweise:
  • Eva fliegt dem roten Blitz entgegen
  • also ist seine Geschwindigkeit für sie größer
  • also kommt er früher an, obwohl er gleichzeitig mit dem blauen abgeflogen ist
• Wo ist der Haken?
  • Geschwindigkeit beider Blitze auch für Eva gleich der Lichtgeschwindigkeit!
  • unanschaulich, aber wahr und vielfach bewiesen (s.o.)
  • Unterschiede zur "normalen" Physik im Bereich (v/c)², also nur bei hohen Geschwindigkeiten oder sehr genauen Messungen zu sehen