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Unsere Welt zu verstehen:



 Beitrag 0-180
 
 

 
Eigenschaften der Eigenzeit

 
 
Auch Einsteins Relativitätstheorie ist nur eine Theorie. Wir können deswegen nicht sicher sein, dass sie in allem recht hat, was sie uns sagt. Legen wir sie aber zugrunde, so haben wir davon auszugehen, dass Eigenzeit folgende Eigenschaften hat:
     
  • Sie ist — mit letzter Genauigkeit wenigstens — nur durch das Objekt selbst beobachtbar.
     
  • Wie viel Eigenzeit ein Objekt verbraucht, um von einem Ereignis E1 zu einem anderen Ereignis E2 zu kommen, ist davon abhängig, welchen Weg durch die Raumzeit es nimmt (Beweis: das Zwillingsparadoxon und seine Lösung durch die ART).
     
  • Der Fluß der Eigenzeit entspricht einer Alterung des Objekts.
     
  • Wir kennen nur ganz wenige Objekte, von denen wir nicht mit Sicherheit sagen können, ob sie unendlich alt werden können. Es sind dies
     
    • der Kosmos (bzw. Universen)
    • sowie alle Elementarteilchen, von denen wir bisher nicht wissen, ob sie zerfallen (Protonen und Neutrinos).

     
  • Nach Einsteins Theorie lässt sich nicht ausschließen, dass Eigenzeit der Wirklichkeit zuzurechnen ist. In dem Fall könnt es gut sein, dass wir nie mehr über sie erfahren, als wir jetzt schon wissen.

 
Dass wir über Eigenzeit tatsächlich schon alles wissen, was die Natur uns offenbart, ist keineswegs klar (selbst dann nicht, wenn sie sich tatsächlich der Wirklichkeit zurechnen sollte).
 
Spekulationen, die es noch zu klären gibt, sind wenigstens folgende:
     
  • Hat tatsächlich  j e d e  Art von Objekten eine durch die Natur gegebene Halbwertszeit?
     
    Diese Vermutung liegt nahe, da wir für alle uns bekannten Elementarteilchen — Protonen und Neutrinos ausgenommen — eine Halbwertszeit beobachtet haben, die sogar noch ihrem Wert nach Naturgesetz zu sein scheint, obgleich dieser Wert spezifisch zur Art der Teilchen ist.
     
    Nur für Protonen und Neutrinos scheint er — wenn sie überhaupt zerfallen — jenseits dessen zu liegen, was für menschliche Experimentalphysik bisher nachweisbar war.
     
    Auch alle uns bekannten Arten biologischer Lebenwesen haben eine für die jeweilige Art typische mittlere Lebenserwartung.
     
    Dies gilt selbst für große unbelebte Objekte, für Sterne etwa, ja sogar für Schwarze Löcher (auch wenn für sie die "Art" durch ihre Masse gegeben erscheint, Masse aber — wie wir wissen — relativ ist).
     
  • Man könnte auf die Idee kommen, daraus zu folgern, dass der Fluß der Eigenzeit — den wir ja auch unter dem Begriff "Alterung" kennen — Objektverschleiß bewirkt.
     
    Auch scheint die Existenz von Eigenzeit immer an die Existenz des Objekts gebunden zu sein, dem sie sich zuordnet. Dies ist der Grund dafür, dass ich in Notiz Wirklich ist nur Alter — aber nicht die Zeit für die Eigenzeit auch den Begriff » Alter « verwende.
     
    Solch physikalisches Objektalter darf natürlich nicht mit dem im Sinne von Biologie oder Medizin verwechselt werden, da letzteres ja auch mit Zerfall von Form zu tun hat, die per Emergenz entstand.

 
 
Ein Spezialfall von Eigenzeit ist

die Eigenzeit nicht beschleunigter Objekte (sog. proper Time): Sie ist nicht-relativ.


Lee Smolin in seinem Buch » Time Reborn « (S. 58-59):
 
If you remove everything corresponding to the observations of particular observers from the description of nature given by Special Relativity, there remains the casaul structure. Since this is all that's observer-independent, it must — if the theory is true — correspond to physical reality [Wirklichkeit]. Hence, to the extent that Special Relativity is based on true principles, the universe is timeless. It is timeless in two senses:
  • There is nothing corresponding to the experience of the present moment,
  • and the deepest description is of the whole history of causal relations at once.
Relationships are the only reality that corresponds to time — relationships of a causal sort.
 
Besides the causal structure, there is another piece of information all observers agree about:
 
Consider a physical clock, which ticks off seconds, floating freely in space. It strikes noon, then a minute later ist strikes a minute past noon. The first event can be considered a cause of the second. In between the clock ticks 60 times. The number of times it ticked between the two events is something else all observers, regardless of their relative motion, can agree about. This is called the proper time.
 
[Smolin ergänzt in Fußnoten 6 und 9, S. 276-277]:
 
This does not mean that all clocks will tick the same number of times between two events. Consider two movings clocks that pass each other when they both read noon, they seperate. One of them accelerates and reverses direction, passing the other clock again when that clock reads 12:01. The accelerating clock will display a different time. But the point is that all observers will agree about how many times one particular clock ticks between two events.
 
The clock that ticks the most times between two events is the one that is free-falling — and
 
because the time a free-falling clock measures is distinguished in this way, we call it the proper time.

 
The geodesics of spacetime, as opposed to space, are the paths that take the most proper time rather than the shortest distance:
 
A free-falling clock ticks faster and thus more often than any other clock traveling between two events. This leads to a good piece of advice: If you want to stay young, accelerate.
 


 
Was Smolin hier sagt, bedeutet: Der zeitliche Abstand zweier Ereignisse, die nicht gleichzeitig stattfinden, ist nicht eindeutig, denn
     
  • sein Wert ist zwar nach oben hin begrenzt
     
  • kann aber jeden noch so kleinen Wert haben (für entsprechend stark beschleunigte Objekte).

 
In Summe lässt sich feststellen:
 
Die Wirklichkeit der Zeit scheint sich darin zu erschöpfen, dass jedes sich nicht mit Lichtgeschwindigkeit bewegende Objekt einem Zwang zu altern unterliegt. Warum der mit zunehmender Beschleunigung des Objekts geringer wird, ist wohl die eigentlich interessante Frage.

 


aus  Notizen  zu:

Wie wirklich ist die Zeit?


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