Unsere Welt zu verstehen:



 Beitrag 0-342
 
 

 
Claus Kiefer erklärt das Zwillingsparadoxon richtig
 
Joachim Schulz aber, der ihm widerspricht, denkt nicht weit genug —

 


Claus Kiefer (wörtlich zitiert):
 
[ Im Szenario des Zwillingsparadoxons ] verlässt ein Zwilling die Erde mit einem Raumschiff, während sein Bruder auf der Erde verbleibt. Der Raumfahrer rast mit hoher Geschwindigkeit ins All, kehrt um und rast wieder zur Erde zurück. Bei seiner Rückkehr stellt er fest, dass sein Bruder im Vergleich zu ihm gealtert ist. Wie lässt sich das verstehen?
 
Da wegen der Zeitdilatation alle Uhren (und somit auch alle physiologischen Vorgänge im Raumschiff) in bezug auf den irdischen Zwilling verlangsamt sind, ist ja zu erwarten, dass der Raumfahrer zum Zeitpunkt seiner Rückkehr weniger gealtert ist.
 
Doch gilt dies nicht auch umgekehrt? Ist nicht der irdische Zwilling in bezug auf seinen Bruder im Raumschiff bewegt und sollte deshalb weniger altern?
 
Der Pferdefuß bei dieser Gedankenkette liegt darin, dass der Raumfahrer Beschleunigung erfährt, der irdische hingegen nicht (jedenfalls in guter Näherung). Um nämlich umkehren zu können, muss der reisende Zwilling seine Geschwindigkeit ändern. Das Relativitätsprinzip gilt jedoch nur für Initialsysteme, nicht für beschleunigte Systeme. Von daher ist die Symmetrie zwischen beiden Zwillingen gebrochen.
 
In Minkowskis Raumzeitformulierung lässt sich leicht erkennen, dass der irdische Zwilling bei Rückkehr älter ist:
 
Die verflossene Zeit, die der jeweilige Zwilling auf seiner Uhr abliest — man spricht hier von sog. Eigenzeit —, lässt sich direkt aus der Länge der jeweiligen Weltlinien im Minkowski-Raum ablesen.
 
Umgekehrt zur rein räumlichen Geometrie gilt aber, dass die längste Zeit für einen Beobachter auf einer geraden Weltlinie vergeht. Jede Krümmung verkürzt die Eigenzeit. Da die Weltlinie des reisenden Zwillings gekrümmt ist, entspricht ihr im Vergleich zur Weltline des irdischen Zwillings eine kleinere Eigenzeit.
 


 
Quelle: Claus Kiefer: Der Quantenkosmos, Fischer 2008, S. 36-37

 
 
Claus Kiefer studierte Physik und Astronomie. Er promovierte 1988 über den Begriff der inneren Zeit in der kanonischen Quantentheorie der Gravitation. Nach seiner Habilitation lehrte er an den Universitäten in Zürich und Freiburg. Seit 2001 ist der Professor für Theoretische Physik an der Universität Köln.
 
Joachim Schulz ist promovierter Physiker, aber kein Experte für Relativitätstheorie.
 
Bei seiner Argumentation in [JS] übersieht Schulz, dass nur unterschiedliche Beschleunigung der Zwillinge ihre Weltlinien unterschiedlich lang machen kann. Dies ergibt sich allein schon aus Symmetriegründen.

 


aus Notizen zu:

Das Zwillingsparadoxon im Lichte von SRT und ART


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