In dieser zweiten Folge von Wait What?! - Wissen tauche ich mit meinem Gast Flodeo tief in die spezielle Relativitätstheorie ein. Wir knüpfen an Galilei, Maxwell, Lorentz, Poincaré und Einstein an, besprechen Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, Längenkontraktion, Zeitdilatation und – als oft übersehene Schlüsselidee – die Relativität der Gleichzeitigkeit. Anhand anschaulicher Gedankenexperimente wie Zug- und Taschenlampenbeispiel, Garagen-/Scheunenparadoxon sowie Gletscherspalten-Variante erklären wir, warum unterschiedliche Beobachter scheinbar widersprüchliche, aber jeweils korrekte Messungen machen. Außerdem räumen wir gängige Missverständnisse zu E=mc² (Masse vs. Energieinhalt) aus, diskutieren das Zwillingsparadoxon ohne falsche Abkürzungen und zeigen mit Myonen aus der Atmosphäre einen alltagsnahen Nachweis relativistischer Effekte. Zum Schluss schlagen wir die Brücke zur allgemeinen Relativitätstheorie und kündigen eine kosmologische Folge an.
Es wird lebhaft, humorvoll und dennoch fundiert: Wir sprechen über Beobachterperspektiven, warum es in der SRT keine starren Körper gibt, wieso Beschleunigungen nicht die einfache Lösung für das Zwillingsparadoxon sind, und wie Einsteins „Wunderjahr“ 1905 die Physik gleich mehrfach auf den Kopf stellte – inklusive der historischen Einordnung von Kernspaltung und der Rolle von Lise Meitner.
Podcaster
- Flodeo
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Timecode
(00:00:00) Intro, Kuscheln, Themensetzung
(00:02:26) Rückblick: Von Galilei über Maxwell und Lorentz zu Einstein
(00:04:54) Längenkontraktion, Zeitdilatation, Gleichzeitigkeit
(00:11:14) Warum SRT? Elektrodynamik bewegter Körper, Inertialsysteme
(00:14:12) Drei Effekte gelten immer
(00:17:55) E=mc² – nicht im ersten Paper und Einsteins Wunderjahr 1905
(00:23:03) „Lag in der Luft“: Ergebnisse vs. Ätherdogma
(00:30:11) Paradoxien I: Garagen-/Scheunen-Paradoxon aufgelöst
(00:34:57) Paradoxien II: Gletscherspalte und keine starren Körper
(00:41:03) Bezugssysteme in Praxis und Theorie; Lorentz-Transformationen
(00:47:03) Paradoxien III: Zwillingsparadoxon – Symmetriebruch
(00:53:22) Zeitdilatation im Alltag: ISS, Schwerelosigkeit freier Fall
(01:03:36) Myonen als Alltagsbeweis für SRT
(01:11:57) Ausblick: Urknallkritik und Schwarze-Loch-Kosmos; Abschluss
[00:00:06]
Florian Haas:
Herzlich willkommen zur zweiten Folge Weightward Wissen. Heute mit einem meiner Lieblingsflohs,
[00:00:16] Flodeo:
mit Star Wars Flow. Hallo Flo. Hallo hallo Flo, ich hätt nur eine eine Anmerkung. Ich ich würde gern nicht mehr Star Wars Flow genannt werden, sondern zur Unterscheidung gern einfach Flodeo, so wie ich selbst ja auf im Internet auftrete.
[00:00:29] Florian Haas:
Okay, dann heute hier mit Flow, der ein Deo braucht. Nein, Flo Deo. Oh Gott, das muss man rausschneiden. Das ist wirklich ein Hä? Super, das ist dieser Witz. Den Witz hab ich, nutze ich selber, weil auf meinem Twitch Kanal gibt's ja Kanalpunktebelohnungen
[00:00:43] Flodeo:
und das sind Flow Deos. Das ist keine Deo Dose, die ich dafür von meiner Frau abzeichnen lassen.
[00:00:48] Florian Haas:
Okay, wieder was gelernt. Der Boomer natürlich hat heute sich zum ersten Mal Discord installiert, damit er hier mit Flodeo Ich bleib bei Flo ganz einfach jetzt, ja, während die Frage ja austauschen kann. Ich schätz Flo sehr. Wir haben öfter mal coole Diskussionen. Und Maike kann heute nicht und ich wollte unbedingt die Folgefolge, also die zweite Folge über die spezielle Relativitätstheorie hier mit einem meiner Lieblingsflos machen. Bist Du bereit?
[00:01:27] Flodeo:
Absolut bin ich bereit. Ich hab die erste Folge auch sehr genossen.
[00:01:32] Florian Haas:
Son bisschen Ja, wobei ich schon drauf. Also wir müssen zugeben, bei der ersten Folge, ich war etwas nervös, ja, Wissenschaftsfolge. Und ich hab dann mich, ich hab's mir angehört. Ich hab paarmal mich ganz schön verhaspelt und Aber wie gesagt, man erkennt vielleicht auch, Wissenschaft ist meine Leidenschaft. Und da geht ab und zu dann mein Mundwerk mit mir durch. Ich denke schneller, wie ich rede und dann werden mal Wörter weggelassen.
[00:02:02] Flodeo:
Der Flo kennt sich doch von früher. Wir waren
[00:02:04] Florian Haas:
Arbeitskollegen. Ja, geht mir Ich würde mal auch so. Oft so. Nein, nein, nein. Also ich finde, Du, Flo, hast eine angenehme Stimme, aber man hört immer sich selbst ungern selbst reden. Aber Flo macht auch sehr gute Webinare. Also ich kann's nur empfehlen, wer ein Webinar halten will, holt euch den Flo. So, fangen wir an. Wir haben uns in der letzten Folge von Galileo Galilei ja dann langsam vorgearbeitet über Newton, wobei Newton nicht viel dazu beigetragen hat, aber vor allem über Maxwell und dann über Lorenz und Poncari hin zu Einstein.
Und wie Einstein dann eigentlich die ganzen Versuche seiner Zeit und vor allem diese vergeblichen Versuche, diesen Weltenethher zu erklären, den man nicht gefunden hat und wie sich die Wissenschaft verrenkt hat mathematisch und erklärungsweise, diesen Äther zu retten. Und dann kam eben Einstein und sagt, drehen wir's doch Wir lassen diesen Äther weg. Und wir stellen einfach nur einmal 2 Bedingungen auf. Die Erste ist die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in allen Inertialsystemen. Das heißt, in allen Systemen, die Rune, sich RUNA sich gleichmäßig bewegen.
Und was ist ja der Unterschied? Haben wir ja gesagt, Flo, weil wenn wir heute auf Motorrad fahren, das Motorrad ist 30 kilometer per stunde und Du schießt nach vorne eine Gewehrkugel mit 100 kilometer per stunde, dann würde man die Geschwindigkeiten addieren und die Kugel hätte dann 130 Kilometer im Haar. Ja. Wenn wir das Ganze aber mit der Lichtgeschwindigkeit machen, die bleibt gleich. Du fährst auf Motorrad 30 Kilometer im Haar, tust die Taschenlampe nach vorne richten und dann hat der Lichtstrahl immer noch Lichtgeschwindigkeit. Also er bleibt immer bei Lichtgeschwindigkeit. Und das war natürlich kontraintuitiv.
Das hat natürlich keiner halt verstanden und wollte auch keiner verstehen. Es war auch dann, wie gesagt, aber es war aus den Experimenten halt ersichtlich gewesen. Und Heinz hat gesagt, nehmen wir doch einfach mal an, die Lichtgeschwindigkeit ist konstant, kommt konstant. Und er hat gesagt, die Naturgesetze, wie schon Galilei, hat er gesagt, die Naturgesetze gelten in allen Inertialsystemen, sind überall die gleichen. Was dann noch rauskam, das hat auch schon, haben die Physiker ja vor ihm schon rausgefunden noch zur Vollständigkeit. Es gibt in Bewegungsrichtung immer eine Längenkontraktion, also Längen schrumpfen und es gibt eine Zeitdilatation in bewegten Systemen, sprich die Zeit vergeht in bewegten Systemen langsamer.
[00:04:50] Flodeo:
Ja, das ist für mich immer noch das Faszinierende mit der Zeitdilatation.
[00:04:55] Florian Haas:
Und dann kann man ja Einstein und das ist ja auch der Punkt, der jetzt eben ganz oft weggelassen wird, weil in der Schule lernst Du auch genau diese Sachen kannst. Du hast ja Lichtgeschwindigkeit, Längenkontraktion, Zeitdilatation. Aber der letzte Punkt, der ist ja, der uns wirklich fickt und der uns heute auch begleiten wird, das ist diese Relativität der Gleichzeitigkeit. Sprich, wenn jetzt der Flow, wie gesagt, wir haben noch mal ganz kurz wiederholen. Du, Flo, fährst in dem Zug mit 100 KMH. Ich steh am Bahnsteig und Du hältst sozusagen in in dem in dem Zug hältst Du sozusagen eine Taschenlampe und leuchte gleichzeitig mit 1 nach vorne und eine nach hinten.
Von deiner Sichtweise aus und der Zug bewegt sich mit fast Lichtgeschwindigkeit, sagen wir. Von deiner Sichtweite aus kommt das Signal gleichzeitig am Zugenanfang wie am Zugende an. Weil Du stehst genau mitten im Zug, läufst nach vorne und nach hinten oder Lichtgeschwindigkeit ist in beiden Richtungen die gleiche, also kommt das Signal vorne und hinten bei dir gleichzeitig an. Das ist das, was Du erlebst. Ich steh am Bahnsteig, winke mit 'nem Taschentuch, ja, und Du fährst vorbei mit 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Und ich seh grade noch, wie Du eben mit 2 Taschenlampen nach vorne und nach hinten leuchtest. Ist aber das Problem, da die Lichtgeschwindigkeit immer gleich bleibt und sich aber dein Zug mit 0.9 c, also Lichtgeschwindigkeit bewegt, heißt das, dass dein vorder, also aus meiner Sicht, das Vorderende vom Zug vor dem Lichtstrahl wegläuft und das hintere Zugende auf den Lichtstrahl zufällt, das würde bei 30 KMH gar nicht in die Rolle fallen, ja. Das würdest Du nicht sehen, das ist immer noch gleichzeitig. Aber wenn Du so mit dem ICE der achten Generation mit 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit an mir vorbeirauscht, dann tatsächlich seh ich 1, erst kommt das Signal am Zugende hinten an und später kommt's vorne am Zug an.
Dann treffen wir uns, dann treffen wir uns. Mhm. Und dann sagst Du, hast Du's gesehen, geiles Experiment. Vorne und hinten kam, das liegt gleichzeitig an, sag ich, nee, Alter. Erst hinten und dann vorne. Und eigentlich hat Einstein damit angefangen. Also in seinem ersten Paper neunzehnhundertfünf hat er genau mit diesem Beispiel angefangen. Und hat dann gesagt, okay, er hat dann die Frage gestellt, wer hat recht? Hat der Zugflurrecht oder der Bahnsteigflurrecht? Und er sagt dann, es haben beide Recht. Und das war, wie er das Ganze aufgebaut hat. Er sagt, es gibt die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Die Naturgesetze sind in allen Systemen in der Zahlsystemen gleich, also bei dir im Zug, wie auch bei mir.
Also haben wir beide recht, obwohl wir es verschieden sehen. Und das kann man nur erklären durch Längenkontraktion und Sedilatation.
[00:08:01] Flodeo:
Das ist, glaub ich, echt faszinierend. Es ist vor allem, also ich komm mit, aber trotzdem ist es im Kopf son bisschen schwer, sich das bildlich vorzustellen. Klar, wenn ich im Zug stehe und mit beiden Lichtern nach vorn und hinten, dass die für mich gleichzeitig ankommen, okay. Aber dann die andere Position einzunehmen und der Beobachter zu sein und zu sehen, dass der Zug eigentlich oder das vordere Ende vom Zug vom Lichtstrahl wegläuft und das andere drauf zu Ich mein, für für einen Normalsterblichen im Kopf grade so, was bei vielen wahrscheinlich so System Overload ist. Und dann haben wir aber Ja, und dann haben wir aber son son Menschen wie Albert Einstein, der das halt einfach als Experiment in seinen Gedanken durchgemacht hat. Der hat sich ja nicht hingestellt. Ich mein, er hat doch gar nicht die Technik dazu.
[00:08:54] Florian Haas:
Ja doch, aber Achtung. Das war ja das Witzige. Die die Experimente dazu, auch wenn sie anders gedacht waren, liefen ja die letzten 100 Jahre. Vor allem Michaelson Marley, die er diesen Ätherwind messen wollten und nichts gesehen haben. Und natürlich, was ihm geholfen hat, dem war halt auch langweilig. Patentbeamter dritten Ranges in dem Sinn, schaust 'n ganzer Tag ausm Fenster und dann machst Du Gedanken. Aber Du hast schon Recht, Flo. Allein, weil im Endeffekt, was er macht, er er wirft ja die die anerzogenen Vorstellungen von Jahrtausenden Menschheit raus. Weil die Folge davon ist, es gibt nicht eine Zeit, sondern jederzeit eine Eigenzeit, sagt man. Du hast eine Eigenzeit, ich hab eine Eigenzeit.
Jeder Kieselstein, jeder Schmetterling hat seine eigene Zeit. Also nicht eigene Zeit, wie dass er einem gehört, aber jeden vergeht die Zeit anders. Und dadurch ist auch gibt's keinen absoluten Raum. Und wenn's das alles nicht gibt, gibt's keinen Äther. Also was er eigentlich macht und dieses Prinzip vom Äther haben so die alten Griechen gehabt. Das heißt, der hat 4000 Jahre wissenschaftliche Annahmen damit gebrochen. Ich glaub, das war die Leistung, dass man sich selbst im Gehirn Du hast hast recht, Frau Mir geht's ja auch so. Das kommt, das fühlt sich alles kontraintuitiv an.
Und dass man dann dennoch sagt, na ja, aber die Wissenschaft kommt halt darauf. Und schaut's einmal, wenn wir wirklich hier einen Zug haben mit 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit, dann passiert das und das. Und dann gibt es nicht eine Zeit und es gibt nicht eine Beobachtung. Und der Zug floh sieht die Welt anders wie der Bahnsteigflow. Das ist halt, war auch nicht so, dass die Wissenschaft nach seiner Veröffentlichung gesagt hat, oh, der hat recht, superhalbert. Es haben viele versucht, Gegenbeispiele zu bringen und die werden wir heute diskutieren.
[00:10:51] Flodeo:
Oh ja, Gegenbeispiele. Da bin ich dabei. Und dann
[00:10:56] Florian Haas:
wird aber die Folge unbefriedigend.
[00:10:59] Flodeo:
Ist es nicht Weil zu?
[00:11:01] Florian Haas:
Ja. Wir sind beide verheiratet. Aber was ist denn da statt der zweit der zweite schlechte Witz heute? Das tut
[00:11:10] Flodeo:
ich. Ich bin ich bin noch dafür da, die schlechten Witze rauszukitzeln.
[00:11:14] Florian Haas:
Aber Flo, ich glaub, ich muss es son Phrasenschwein aufstellen, wo ich bei schlechten Witzen irgendwas spendieren, keine Ahnung, die die anonymen Sprachholika, die lauter Schmaren reden. Furchtbar. Was vielleicht noch wichtig ist, wir haben ja damals gesagt, Einstein wollte eigentlich mit dieser ersten Veröffentlichung nur zeigen, dass die Maxwell Gleichungen eben Naturgesetze abbilden. Wie gesagt, man konnte, sie waren ja nicht Galileo Invariante. Sprich, man hat jetzt bis zu Einstein gesagt, Naturgesetze müssen Galileo Invariante sein. Das heißt, Newtonische Bewegungssätze. Der Apfel fällt runter, Du bewegst dich nach vorne. Die, wenn Du die durch eine Galileo Transformation transformierst, sind sie immer noch gültig.
Mhm. Maxwell Gleichungen wären's nicht gewesen, weil er eben Maxwell herausgefunden hat, Licht und andere Wellen bereiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, aber durch die Galileotransformation wär's mehr oder weniger wie Lichtgeschwindigkeit. Und das hat halt nicht gepasst. Und das war eigentlich Einsteins Gedanke gewesen. Und drum hieß ja auch die erste Veröffentlichung über die Elektrodynamik bewegter Körper. Hat da eigentlich nichts zu tun mit diesem Begriff spezielle Relativitätstheorie. Da kam man später drauf. Weil wir haben ja grade gesagt, diese Theorie von ihm gilt ja nur in ganz speziellen Fällen, und zwar in Inertialsystemen.
Aber Du und ich leben in 'ner Welt, wir haben selten Inertialsysteme. Wenn Du mit deinem Auto mal in einem Stau langsam dahinrollst, das wär ein Inertialsystem. Oder wenn Du im Bett liegst, aber die meiste Zeit sind wir in beschleunigten Systemen. Wenn etwas schneller wird, langsamer wird, eine Kurve macht, ist auch eine Beschleunigung. Und also all das war nicht abgedeckt.
[00:13:03] Flodeo:
Ja, aber eine Frage, wenn ich jetzt hier in meinem Schreibtischtools sitze, bin ich dann ein Inertialsystem?
[00:13:10] Florian Haas:
Für dich dich herum, ja, der Schreibtisch und Du, ihr könntest jetzt für dich Experimente auf deinem Schreibtisch machen, dann könntest Du hier ein Inertialsystem beschreiben. Und wenn man's ganz genau sieht, Achtung, es wird's wirklich kleinlich. Mhm. Ich wohn ja ungefähr nicht ganz 50 Kilometer von dir weg. Mhm. Ich wohn etwas, von dir aus gesehen etwas im Norden. Das heißt, für mich ist die Geschwindigkeit der Erdrotation klein wenig geringer wie bei dir, aber bewegen uns ja gleichmäßig. Das heißt, Du bist für mich in einem bewegten Innerialsystem.
Und ich würde deine Experimente anders sehen, wie Du sie siehst. Nur ist der Effekt gering, weil der Geschwindigkeitsunterschied zwischen dir und mir wird ein paar Meter sein, aber theoretisch ist das schon sone Unterscheidung. Ist jetzt ja auch im Bürostuhl hier. Ja. Es ist spannend. Na cool. Aber er war natürlich damit nicht zufrieden. Also er hat dann sich noch eine Zeit lang mit der also Relativitätstheorie, weil er sagt, alles ist halt relativ. Deine auf deine Experimente sind relativ zu meinen Experimenten. Aber er hat dann gesagt, später kam der, also erst, ich glaub, 10 Jahre später, so kam der Begriff spezielle oder 8 Jahre später spezielle Relativitätstheorie.
Und er hat dann ziemlich lange an der berühmten allgemeinen Relativitätstheorie gearbeitet, weil er eben auch beschleunigte Systeme, wo wir uns fast täglich Wenn Du Treppen steigst, ja, Du gehst da nicht gleichmäßig, ist es beschleunigt. Wenn Du Auto fährst, ist es Beschleunigung. Wie gesagt, wenn Du die Bewegungsrichtung änderst, schneller, langsamer wirst, ist Beschleunigung. Und das wollt ihr halt alles mitnehmen. Mhm. Die ist richtig interessant. Und da unser Flo hier die Kosmologie liebt, werden wir auch mal darüber eine Folge machen. Oh ja. Da geht's dann wirklich Raumzeitkrümmungen und solche Sachen. Oh, da bin ich da bin ich sofort dabei.
Aber was vielleicht noch wichtig ist, ist es noch 'n paar Regeln, bevor wir uns heute mit unseren Paradoxien beschäftigen. Alle Phänomene, also wenn wir heute über Paradoxien reden oder über gewisse Fälle der speziellen Relativitätstheorie, dann gelten immer alle 3 Phänomene in diesen Fällen. Also immer die Längenkontraktion, Zeitdilatation und die Relativität der Gleichzeitigkeit. Und wir haben ja gesagt, wenn sich, und das ist das Interessante, warum's auch Relativitätstheorie heißt. Jetzt kommen wir drauf, aus meiner Sicht, Flo, aus meiner Sicht, wenn ich am am Bahnsteig stehe und Du mit hoher Geschwindigkeit vorbeifährst mit dem Zug, dann seh ich 2 Effekte.
Ich seh erstens einmal deinen Zug und Dichterinnen verkürzt. Dein Zug hat nicht mal eine Länge ICE 200 Meter, sondern bloß noch die 100 Meter. Alles wirkt gestaucht. Und die Zeit vergeht für, aus meiner Warte, aus meiner Warte vergeht für dich die Zeit langsam. Und das heißt, wenn Du mir rauswingst, wingst Du ziemlich langsam raus, als ob Du fast eingefroren bist. Und jetzt kommt das Spannende, weil dieses Zugbeispiel, es ist symmetrisch. Aus deiner Sicht bin ich aber der, der sich bewegt. Das ist eben geht nur in Inerzialsystemen, wo man sich gleichmäßig bewegt. Das heißt, Du stößt die Bewegung vom Zug nicht. Und aus deiner Warte stehst Du im ICE und der Bahnsteig mit mir schießt vorbei.
Darum Relativitätstheorie, es ist relativ. Und aus deiner Warte ist mein ist mein, weil ich mich hier bewege, ist der Bahnsteig für dich verkürzt, wo ich daaufstehe und ich winke ganz langsam.
[00:17:19] Flodeo:
Das ist schon echt, wenn man sich das überlegt, klar Relativitätstheorie, weil es natürlich immer relativ zum Beobachter ist.
[00:17:29] Florian Haas:
Oh, Flo, 1 mit Stern. Ja. Ja, das ist tatsächlich, das ist, also der Begriff, nein, warum ich das gerade hier in Flo so Lob ist, nicht, weil es nicht arrogant, despektierlich bin. Der Begriff des Beobachters, der Begriff des Beobachters ist 1 der Hauptbegriffe, die einen schon verwendet. Neben Uhren, also zum Abgleich, ist der Begriff des Beobachters der Begriff, der für Einstein am wichtigsten ist. Und der Flo hat's intuitiv eher erkannt.
[00:17:55] Flodeo:
Jawohl, ich muss sagen, ich hab mal früher, als ich noch jung war, schon immer son bisschen dieses Interesse, weil man Astronomie und auch auch Physik gehabt. Ich hatte mal 'n Buch zur Relativitätstheorie, also zu beiden, zur speziellen und zur allgemeinen Relativitätstheorie. Aber ich hab's leider nicht mehr. Ich glaub, son bisschen ist noch irgendwie hängen geblieben,
[00:18:20] Florian Haas:
weil die Es werden auch
[00:18:22] Flodeo:
Die spezielle Relativitätstheorie drin sein. Ja, ich glaub, aber die spezielle Relativitätstheorie hat ja auch die berühmteste Formel.
[00:18:31] Florian Haas:
Komm, heute Ich denke, ich geh's gleich. Genau. Übrigens nicht im ersten Paper. Echt? Nee. Er hat noch in dem Jahr, also dieses berühmte Jahr neunzehnhundertfünf 1 dieser, dieser Wunderjahre der Physik, er hat ja hier mal so nebenbei die Quantenmechanik mit begründet neben Max Planck. Er hat bewiesen, dass es Atome gibt und mal nebenbei Raum und Zeit zerstört. Alles in einem Jahr. Sehr, sehr beeindruckend. Also das muss man schon sagen, dieses Verständnis für die Welt und das in einem Jahr alles mal so rauskotzen nebenbei, Echt krass. Vor allem diese erste Veröffentlichung kann man sich runterladen.
Das sind nicht viele, das sind vielleicht 10 Seiten. Und ich hab damals lange nach dieser Formel e ist gleich m c Quadrat gesucht, kam erst im Nachfolgeartikel, er sich genau wieder damit beschäftigt hat, Relativität der Gleichzeitigkeit und so weiter und so fort und hat dann festgestellt, na ja, eine Folge davon kommen wir gleich drauf.
[00:19:35] Flodeo:
Also Ist dann ist gleich m c. Okay, das heißt, der Ablauf war, er hat sich halt erst mal vor lauter Lange, weil ich meine, das spricht für die Arbeitslast und wie spannend Arbeit im Patentamt in der Schweiz ist oder in der Schweiz war zu dem damaligen Zeitpunkt vor allem, erst mal damit beschäftigt, zu beweisen, dass die Maxwell Gleichungen Naturgesetze sind. Womit die erste Iteration kam. Und dann hat er sich selber mit seiner eigenen Idee weiter beschäftigt und hat sie weitergeführt eben zu dieser Relation auch mit der Gleichzeitigkeit. Und was ist eigentlich?
[00:20:08] Florian Haas:
Aber war er da immer noch im im Patentamt dann angestellt? Ja, ja. Er war noch die nächsten 2, glaub ich, Jahre, 3 Jahre im Patentamt. Ich muss es lügen. Ich glaub noch 2 Jahre im Patentamt angestellt, hat fleißig Papers geschrieben. Das musste ja auch erst einmal dann in die Köpfe rein. Er bekam dann aber irgendwann, na, er hat noch neunzehnhundertfünf auch seine Doktorarbeit abgegeben als vierte Arbeit. Er wurd dann irgendwann schon ziemlich bald Professor, ist dann irgendwann auch nach Deutschland geholt worden. Hinzu kam aber natürlich auch, übrigens auch allein für dieses e ist gleich m c Quadrat.
Also er fand in neunzehnhundertfünf an, erste Ideen zu zeigen, warum das gilt, hat aber immer bestimmte Spezialfälle angesehen. Und er hat bis 19 46 immer wieder weitere Beispiele gefunden, damit man Also er war sich ziemlich sicher, die Formel e ist gleich m c Quadrat gilt, egal welche Energie Du anschaust, Bewegungsenergie, thermische Energie, sonst irgendwas, aber er wollte es ausrechnen. Und hat das tatsächlich bis zum Jahr 46 immer wieder auch Papers veröffentlicht, wo sich genau nur mit e ist gleich m c Quadrat
[00:21:21] Flodeo:
beschäftigt hat. So, also für für alle jetzt jetzt mach ich mal 'n bisschen hau ich mal einen raus für die alle für alle, die kümmern, die nicht wissen, wofür e und gleich m c Quadrat steht. E ist Energie ist gleich Masse mal Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat. Genau. Ha, so. Hab ich mir auch noch cool, Flo. Ja. Wobei ich muss sagen, auch diese diese Ideen für, also erstens, wie der Kopf arbeitet und wie Ich sag mal, als Wissenschaftler musst Du auch irgendwo viel Fantasie mitbringen. Weil irgendwo musst Du die musst ja diese Idee herhaben, weil weil Du Weil ich mein, irgendwo muss es ja erst mal rauskommen. Und wenn ich Ja, also erst mal mit Fantasie und da find ich, hat's, wie das Ganze funktionieren kann, hat damals Big Bang Theory auch eigentlich in 'ner lustigen Art und Weise gezeigt.
Kennst Du die Folge? Welche? Also ich kenn Es Big Bang Theory. Ja, es war es war war eine Folge, da ist Sheldon, als er an irgend 'nem Thema gearbeitet hat, ist hart hängen geblieben und kam nicht weiter. Wo er Kellner geworden ist. Genau. Ich dann irgendwie Stumpflige Arbeiten. Genau, wo ihm die Idee kam, Einstein hatte ja die Idee in der Stumpfsinnigen Arbeit als Patentmitangestellter. Er braucht stumpfselige Arbeit und hat in der Cheesecake Factory dann angefangen. Und dann, als ihm die Teller runtergefallen sind, ist es ihm gekommen, dass sein Grafin oder sein Graphen als Grafin, ja. Welle oder sein Teilchen durch das Graphen als Welle durchbewegt.
[00:22:49] Florian Haas:
Ja, genau, richtig. Das weiß ich noch. Tatsächlich, ja, das stimmt. Ich die hatten früher halt auch viel mehr Zeit. Also Einstein ist das alles nicht einmal über Nacht eingefallen. Man muss halt vielleicht auch 1 sagen, und da war er wirklich Also wenn Du heute Wissenschaftler fragst, sagen's, die spezielle Relativitätstheorie lag in der Luft. Hatte schon im gleichen Jahr alle zusammengefasst. Auch schon, es gab schon e ist gleich m c Quadrat. Also man hat auch das schon vorher ungefähr gewusst. Das war auch nicht auf Einsteins Mist alleine gewachsen, aber Poncker Red auch gewusst, Längenkontraktion, Zeitdilatation, Lawrenceransformation.
Das war alles schon vorher bekannt aus Experimenten. Aber man hat an diesem Äther festgehalten. Man hat einfach gesagt, es hat immer versucht, alles hinzubiegen. Man hat immer gesagt, es gibt diese Welten, diese von von mir aus Gott geschaffene Weltenbühne und eine starre Zeit. Und wir sehen, wenn dann Effekte in 1 scheinbaren virtuellen Zeit, aber immer gemessen zu dieser absoluten Weltbühne, zu dieser absoluten Zeit, die während dem Urknall geschaffen worden ist. Und Einstein sagt, dient's doch mal all diese Annahmen, die ihr nicht beweisen könnt, einfach weg und bleibt doch bei den Ergebnissen, die seit fuffzig Jahren vor euch liegen.
Ihr könnt's nach wie vor, seht ihr in allen Experimenten, die Lichtgeschwindigkeit bleibt gleich. Ihr habt's gesehen im Experiment mit Elektronenstrahlen, dass sich Längen kontrahieren. Ihr habt's gesehen, dass je schneller ihr son Elektronenstrahl beschleunigt, dass da immer mehr Energie reingesteckt werden muss. E ist gleich ein c Quadrat. Mhm. Ihr habt's gesehen, dass ihr vielleicht auch die Zeit ändert, doch Lorenz. Nehmt doch einfach einfach mal eure gesamten Ergebnisse und lasst eure ganzen Vorstellungen weg, die euch anerzogen worden sind seit 4000 Jahren mit, es gibt eine Weltbühne, es gibt eine allgemeine Zeit.
Und hat gesagt, nehmen wir doch nur einmal die Ergebnisse der letzten fuffzig Jahre. Und sagen, die Lichtgeschwindigkeit ist konstant, Naturgesetze, wie bei Galileo gelten alle Sozialsystemen. Und dann schauen wir uns einmal das Ganze an und bekommen auf die Relativität der Gleichzeitigkeit. Und daraus ergeben sich alle anderen Phänomene. Und der Äther, den brauchst Du auf einmal nicht mehr. Diese Weltbühne
[00:25:15] Flodeo:
brauchst Du nicht mehr. Okay. Das heißt, zu der Zeit, also sie lag in der Luft. Das heißt, im Endeffekt war halt Einstein einfach grad sehr einfach gesprochen, der den zur richtigen Zeit gelandet hat. Aber vor allem hat er nur diesen gelandet, weil die anderen immer noch an soner alten Idee festgehalten haben, Ja. Wo schon lange die Beweise aufm Tisch dagegen Ja. Existiert. Und Einstein hat sie halt als Erster gesagt, warum nutzt ihr das nicht und schaut doch hier.
[00:25:43] Florian Haas:
Genau. Und das ist die große Leistung von ihm. Und da und man darf natürlich eben nicht das kleinmachen, ja. Er hat eben auch noch nebenbei die Quantenmechanik mit begründet, indem er das Wirkungsquantum von Planck gebraucht hat. Er hat die Atomtheorie, also man muss vorstellen, seit 2005, die Atomtheorie war damals noch nicht komplett akzeptiert in der Wissenschaftsgemeinde. Das hat nur er dann doch eine 'n Paper geschafft. Und die große Leistung ist, dass er wirklich halt einfach neue Konventionen reingebracht hat. Die richtige große Leistung später wird dann die allgemeine Relativitätstheorie, die er dann neunzehnhundertfünfzehn veröffentlicht hat. Da haben auch dann, da war er schon wirklich eine weltbekannte Nummer.
Aber was er dann gemacht hat, zu sagen, dass jetzt diese Raumzeit, die Du und ich haben, Mhm. Dass die gekrümmt ist Und diese Also er sagt, Schwerkraft ist keine Kraft, sondern Schwerkraft ist nur ein Ausdruck für eine Krümmung der Raumzeit, in der wir uns bewegen. Und Du kannst dich gar nicht anders bewegen. Also wenn Du vom Dach runterhüpfst, kannst Du nicht nach oben fliegen oder seitwärts, weil die Raumzeit dich herum so gekrümmt ist, dass deine Bewegungsträktorie
[00:27:05] Flodeo:
einfach Richtung unten Sekt, flapsig ausgedrückt. Immer zu dem zum Zentrum der Krümmung.
[00:27:12] Florian Haas:
Genau. Und und so sieht man ja auch dann schwarze Löcher. Ist natürlich etwas trivial. Er hat dann auch das mit 'ner richtig coolen, richtig schweren Mathematik gemacht. Da haben auch andere Leute geholfen, weil es war eine neue Mathematik, die er hier gebraucht hat. Da arbeitest Du nicht mehr mit der euklidischen Geometrie, die Du nicht haben, mit einem gleichschenkligen Dreieck, sonst irgendwas. Aber da müssen wir eine eigene Folge machen darüber. Worauf ich jetzt hinwill eigentlich, jetzt stell dir vor, aus meiner Sicht, Flo, hast Du dich langsam bewegt.
[00:27:44] Flodeo:
Aber Du hast Aus meiner Sicht hast Du dich langsam bewegt?
[00:27:49] Florian Haas:
Und jetzt pass auf. Jetzt machen wir mal ein Beispiel. Jetzt stell dir mal vor, Du bist 'n Lichtteilchen. Das ist vor 13000000000 Jahren losgeschickt worden, So knapp nachm Urknall. Und das Lichtteilchen bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit. Es kommt jetzt bei uns hier an, vielleicht bei dir im Auge, ja, von dem Stern oder 'ner Galaxie vor 13000000000 Jahren. Lichtteilchen ist losgeschickt worden. Das war 13000000000 Lichtjahre unterwegs.
[00:28:18] Flodeo:
Was ich sehe, den Stern, wie er vor 13000000000 Jahren ausgesehen hat. Ganz genau. Aber es war mal 'n Gedankenexperiment.
[00:28:26] Florian Haas:
Mhm. Du bist das Lichtteilchen, okay? Mhm. Aus deiner Sicht bewegst Du dich nicht, sondern das ganze Universum bewegt sich. Und das Universum bewegt sich aus deiner Sicht mit Lichtgeschwindigkeit.
[00:28:43] Flodeo:
Ja, weil mein Initialystem
[00:28:45] Florian Haas:
ist ja, bin ja ich Bist Du in Ruhe. Bist Du in Ruhe, genau. Also bewirbst alles mit Lichtgeschwindigkeit. Das heißt, aus deiner Sicht ist die Zeitilatation 100 Prozent. Das heißt, alles steht still und die Kontraktion ist auch 100 Prozent. Das heißt, aus deiner Sicht bist Du grade von der Galaxie losgestartet. Da. Du kommst grad bei dir im Auge an. Du hast das nicht gefühlt, die 13000000000 Jahre aus Lichtteilchen. Mhm. Das sind so spannende Ideen, weil einfach hat sich auch oft vorgestellt, was wäre denn, wenn ich als Beobachter neben sonem Lichtteilchen eben hin und her fliegen würde und so weiter. Und das sind ziemlich spannende Ideen aus aus dieser Sicht.
Und wir werden später dann noch mal auf es gleich m c Quadrat kommen und dann aber auch sehen, warum sich eben nur Teilchen, die keine Ruhemasse haben, eben mit Lichtgeschwindigkeit bewegen können. Aber das wollen wir noch ganz kurz reden. Man hat daran versucht, Einstein zu widerlegen, weil im Endeffekt, jeder fühlt sich charmananter, wenn's eine Weltbühne gibt. Und es gibt eine allgemeine Zeit. Weil jetzt, wenn jetzt Einstein ja recht hat, jeder hat seine eigene Raumzeit, seine eigene Eigenzeit, Du fühlst dich ja irgendwann alleine gefühlt, ja.
Und dann hat man versucht zu beweisen, Einstein, ich mach jetzt 'n Beispiel und Du liegst falsch. Und da gab's das berühmte Garagenparduktion. Okay. Stell dir vor, es gibt eine Garage, die hat eine Länge von 4 Meter. Ja. Die hat vor, also eine Scheune. Die hat vorne und hinten hat die ein eine eine Tür. Die sind beide offen. Ja. Und Du hast 'n Auto, das hat 5 Meter Länge. Ja. Ist, wenn Du langsam reinfährst, passt das Auto nicht in die Garage rein. Ganz normal, Garage 4 Meter, dein Auto 5 Meter. Jetzt entlaste mal dieses Auto mit 95 Prozent der Lichtgeschwindigkeit auf diese Garage zufahren.
Und Du bewegt bist der Beobachter im Ruhesystem der Garage. Das heißt, das Auto bewegt sich mit fast Lichtgeschwindigkeit. Das heißt, die Längenkontraktion
[00:31:05] Flodeo:
greift. Und das heißt, ich seh das Auto, wo ich weiß, es ist eigentlich 5 Meter lang, passt jetzt aber rein, weil's gestaucht wird.
[00:31:12] Florian Haas:
Genau. Das heißt, das Auto, Du kannst theoretisch für eine Nanosekunde, wenn's Auto drinnen steht, sowohl die Garaltchentier voll- und hintenzumachen. Es passt rein, machst wieder auf und es fährt raus. So, bis dahin alles fein. Jetzt kann man die Kritiker sagen, Mhm. Aha, dreh's doch Jetzt bist Du im Auto und bist in dem Ruhesystem. Es bewegt sich die Garage mit fast Lichtgeschwindigkeit auf dich zu.
[00:31:43] Flodeo:
Ja, jetzt wird sie gestoch. Das heißt, die Garage wird dann noch kleiner für mich. Richtig.
[00:31:48] Florian Haas:
Und dann sagen sie, siehste, die kann ja gar nicht reinpassen. Das Auto kann gar nicht reinpassen. Dann sagt Einstein, ihr habt's nicht aufgepasst.
[00:31:57] Flodeo:
Relativität. Relativ Beobachter. Gleich Beobachter. Kennst es für mich als Beobachter in der Garage, weil ich stehe, ich beweg mich in dem Moment hier nicht, greife die Längenkontraktionen für das Auto, das ich beobachte, weil das ja mit Lichtgeschwindigkeit fährt. Und deshalb war die Geschwindigkeit. Oder halt fast die Lichtgeschwindigkeit. Das heißt, das ist ja für mich in dem Moment in der Beobachtung gestaucht. Deswegen passt das für mich rein. Wenn ich jetzt aber im Auto sitze, gilt diese Längenkontraktion ja auch für die für die Scheune, wo ich reinfahren möchte und dass die halt gestaucht wird und mein Auto halt dann 3 Meter rausragt,
[00:32:32] Florian Haas:
weißte so noch. Genau. Und was aber dann, genau.
[00:32:36] Flodeo:
Du hast vorhin vorhin recht und was ist dir passiert, ja? Ich glaub, wenn wenn man auf, ich sag mal, wenn man aufpasst, dann ist es ja eigentlich wieder auch in diesem Gedankenexperiment der Beweis für die Relativität, die dahintersteht.
[00:32:49] Florian Haas:
Ganz genau. Und das ist, wie gesagt, Thomas dieses Beispiel, gar kein Paradoxon. In wenn Du im Ruhesystem der Garage bist, kannst Du kurzzeitig beide Garagentüren gleichzeitig zumachen. Wenn Du im Ruhrsystem des Autos bist, hast Du folgende Reihenfolge. Vordere Türe geht zu. Hintere Türe geht auf. Ja. Auto fährt hinten rein, hintere Türe geht zu, hintere Türe geht auf. Das heißt, wir beobachten wieder verschiedene Eigenschaften, aber es ist relativ. Das Einzige, was sich nicht ändern darf und das ist bei diesen Experimenten, ist der Output. Du kannst also nicht sagen, na ja, in meiner Sicht aus dem Auto crash ich die Garage oder ich zerstör die Türen. Das darf nicht passieren. Also die Türen müssen intakt bleiben und die Türen müssen auf- und zugehen.
Sonst hast Du komplett andere Kausalität. Und da hast natürlich im im im Alltag, wo beobachtest 'n das? Nirgendwo. Also es ist in kontraintuitiv.
[00:33:55] Flodeo:
Mit denen wir uns bewegen, ja viel zu viel zu gering sind. Ich weiß, Sie haben die die Zeitdilatation mit der Bewegung, hab ich mal gelesen, auch mal mit Atomuhren nachgewiesen, eine am Boden und eine im Flugzeug. Was ich aber dann Also Sie haben's bewiesen, Sie haben die Zeit, diese diese unterschiedliche, also wie die Zeit vergangen ist, haben Sie messen können, aber das war irgendwo im im Nanosekundenbereich hinten, also oder noch weiter hinten auf der, keine Ahnung, wie viel's 'n Sekundenstelle, aber sie haben's damit halt nachweisen können. Aber wenn man sich halt mal überlegt, wie weit wir mit unseren möglichen Geschwindigkeiten gehen müssen. Und selbst wenn Du sagst, Du gehst in diese Lichtgeschwindigkeitsgeschichte mit rein, dann dann kommst Du vielleicht auch mal bei Zeiten raus. Gibt's da dieses, was war das, wenn Du halt mit irgendwie selber 7 Jahre mit fast Lichtgeschwindigkeit unterwegs bist, vergehen knapp 500 Jahre auf der Erde, bis Du wieder zurückkommst.
Macht ja auch keinen Sinn.
[00:34:57] Florian Haas:
Da kommen wir gleich drauf, das Zwillingspadoxon. Und das ist tatsächlich, da gibt es so viele falsche Erklärungen im Internet. Wir haben heute auch drauf. Ich ich liebe über die diskutierenfluss, macht echt Spaß. Aber ich wollt vorher noch, damit wir dieses Garagen Paradoxon fertig haben, gibt's noch 'n ähnliches Experiment, das nennt sich Panzer- oder Gletscherspalten Paradoxon.
[00:35:24] Flodeo:
Okay.
[00:35:25] Florian Haas:
Dieses sagt jetzt, Du hast eine Gletscherspalte zum Beispiel von 'ner Meterbreite. Mhm. Und Du hast Ski von 'ner Länge von 2 Metern, ja? Ja. Im Normalfall würdest Du eben drüberfahren. Und jetzt sagt man, Du fährst mit fast Lichtgeschwindigkeit auf diese Gletscherspalte zu. Du bist im Ruhesystem,
[00:35:53] Flodeo:
genau. Bei mir wird's zwar, klar, gleiches Paradox haben wir mit dem Auto. Wenn ich als Beobachter an der Gletscherspalte stehe, dann seh ich, dass die Längenkontraktionen der Ski dafür sorgen müssen, dass er eigentlich reinfällt, weil sie ja wieder gestaucht werden und damit kürzer sind, dass die Gletscherspalte für mich im Uresystem, weil die Gletscherspalte ja vor allem dann der der bewegende Part ist, die kontrahiert und dann ist die ja klein und ich fahr sowieso ganz einfach drüber.
[00:36:18] Florian Haas:
Genau. Und aus der Sicht des Skifahrers benutzt sich die Gletscherspalte auf dich zu, wird eben noch kürzer und Du würdest da eben nicht. Und was eben aber jetzt da kommt, ist Aber aber nur kurz eine Frage, weil das gar nicht mit meinem Kopf kommt. Das heißt aber eigentlich, wenn ich mich
[00:36:32] Flodeo:
auch zum Beispiel mit meinem Auto bewege, also ich bin ich fahr jetzt mit meinem Auto, das heißt, ich bin eigentlich mit meinem Auto eigentlich immer das Ruhesystem und mal angenommen, ich bewege mich nicht, sondern die Welt mich herum Ja. Ist ja dann der bewegende Part, nicht ich. Weil ich sitz ja still in meinem Autositz. Genau. Das heißt, auch wenn ich zu Fuß geh, bin ich eigentlich immer das Schulsystem, weil mein Körper ruht ja im Grunde auf meinen bewegenden Beinen und außen die Welt bewegt sich mich herum. Ja. Nicht ich bewege mich durch die Welt, sondern die Welt mich herum.
[00:37:06] Florian Haas:
Und das war genau und das war die Erkenntnis von Einstein, zu sagen, es gibt kein absolutes Bezugssystem. Wenn ich am Gehsteig stehe und Du gehst an mir vorbei, hast sowohl Du recht, mit deinem Ruhesystem Ja. Bikes dich gleichmäßig, als auch ich habe recht mit meinem Ruhesystem. Und Du kannst keine Wertung abgeben. Es gibt nicht wie eben früher, dass man sagt, es gibt eben hier diesen Weltender Rahmen, diese Weltenböden, das gibt's eben nicht. Und das hat natürlich diese Physiker wirklich erst einmal gesagt, dass das fanden sie kacke.
Und das ist bei diesem Gletscherspalten Paradoxon. Der Ausgang muss aber in beiden Fällen ist es so, dass Du reinfällst. Und tatsächlich ist es nämlich so, in der speziellen Relativitätstheorie gibt's keine starren Körper. Das heißt, dein Ski, also die Gletscherspalte wird zwar kürzer, aber dein Ski fällt quasi, wie soll ich sagen, Atom für Atom in die Gletscherspalte hinein. Weil man ja sagt, laut Relativitätstheorie können sich auch Kraft, Wirkungen, Effekte mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Und man sagt, na ja, Du fährst fast mit Lichtgeschwindigkeit auf diesen mit auf auf diese Spalte zu. Und im Festkörper, der diesen Ski starr hält, diese diese diese Kräfte können nicht sofort sich immer ausgleichen und dann fällt da so quasi Es ist, wie wenn dein Ski quasi wie flüssiges Wachs oder weiches Wachs in diese Gletscherspalte
[00:38:37] Flodeo:
Okay. Aber wäre dann eigentlich eher von der Erklärung mit diesen Gletscherspalten Paradoxon so, dass die Ski zu kurz sein müssten für die Gletscherspalte, auch wenn ich der Beobachter bin, der den Skifahrer sieht und dann halt sieht, dass er reinfällt, weil Ski sind schon zu kurz, aber ich als Fahrender sehe, dass die Gletscherspalte kleiner wird und sehe, dass meine Ski eigentlich ja drüber passen müssten, weil die Gletscherspalte ja kleiner wird, aber trotzdem fall ich ja rein.
[00:39:03] Florian Haas:
Genau, weil eben nichts starr ist. Es gibt nichts starres in der SRT und dann quasi Und dann wirst Du ja, das das ist noch sone Kleinheit. Also wie gesagt, diese Paradoxon, diese diese Gedankenspiele sind ja nicht ganz realitätsnah. Ja, aber Du wirst dann quasi auch abgebremst an der Wand der Gletscherspalte. Dann bist Du quasi im gleichen, dann ist der erste Teil vom Ski, der quasi reintaucht, bremst an der Gletscherwand ab von 0.90 auf 0. Und dann bist Du, mir ist der erste Teil deine Skis im gleichen Referenzsystem
[00:39:37] Flodeo:
Über die Gletscherspalte und dementsprechend greift die Längenkontraktionen nicht mehr, sodass ich Ja. Reinfall. Für mich als Skifahrer wird's dann wahrscheinlich so aussehen, dass eben, wie Du gesagt hast, wie so flüssiges Wasser einfach verwachst einfach dann in die Gletscherspalte reinläuft und für den, der an der Gletscherspalte steht zum Beobachten, sieht halt nur Plumps.
[00:39:57] Florian Haas:
Genau. Und das ist, also der Effekt ist der Gleiche wieder. Das ist das Endergebnis, ist das Gleiche. Aber wie gesagt, da ist eben eine Erkenntnis, es gibt keine starren Körper. Den Effekt würde man auch sehen, wenn sie's Du dich bewegst, Du hast eine Eisenstange in der Hand. Mhm. Und Du gehst einfach spazieren und lässt die Eisenstange fallen und steh neben dir als runderbeobachter, dann würde ich theoretisch sehen, dass die nicht gleichzeitig runterfällt, sondern Bewegungsrichtung ein Teil zuerst unten ankommt, der andere später. Der Effekt ist aber in der Welt, in der wir leben, bei Geschwindigkeiten, die wir erleben, fast nicht messbar.
Das sind Nanosekunden ist der Unterschied zwischen vorne und hinten. Aber bei Fast Lichtgeschwindigkeit, da wird's halt dann interessant.
[00:40:48] Flodeo:
Falls ihr da auch schon in dem Bereich auch mit diesem Paradoxum geht mit Atom für Atom, waren das schon auch so die ersten Schritte, wo Einstein ja mit zu Richtung der Quantenphysik kam?
[00:41:00] Florian Haas:
Nee, es hat damit Also das ist genau das Problem, die ja, die spezielle Relativitätstheorie brauchst Du später in der in der in der Quantenmechanik bei hohen Geschwindigkeiten. Das Problem ist ja, man sagt ja immer, man kann diese beiden Theorien nicht verknüpfen. Die allgemeine Relativitätstheorie kannst Du momentan sehr schwer mit der Quantenmechanik verknüpfen, die spezielle schon, weil Du brauchst ja in Teilchenbeschleunigern genau diese Formel e ist gleich m c Quadrat. Ja? Das kommen wir gleich drauf. Aber das mit den starren Körpern war für mich auch komplett nicht intuitiv in keinster Weise, ja?
Aber hier auch wieder halt, na ja, das sind Sachen, die sehen halt wir im tagtäglichen Leben nicht. Damit wachsen wir auch nicht auf und unser Gehirn ist ja dafür auch gar nicht vorbereitet. Wir waren ja, ich glaube aus 'ner Zeit, es kommen so schöne Beispiele, ja, wir kommen Steinzeitmenschen, wir mussten gegen Säbel, Santiga und alles Mögliche kämpfen und waren dafür unser Gehirn geeicht. Aber im Endeffekt stimmt's. Wir bewegen uns hier in in in Gedankenbeispielen und bei Geschwindigkeiten, die nie 1 von uns wirklich sehen wird. Und trotzdem ist es spannend.
[00:42:09] Flodeo:
Ja, absolut. Vor allem im Endeffekt ist hier jeder sozusagen sein eigener, ich nenn's jetzt mal überspitzt, Mittelpunkt des Kosmos, sein eigenes Initialystem, was sich im Grunde eigentlich für einen selber mehr oder weniger eigentlich nur an der Stelle befindet, weil die Welt außen rum sich ja einen bewegt. Und das für jeden individuell, sodass es relativ ist, was der eine sieht.
[00:42:42] Florian Haas:
Genau. Das ist natürlich etwas philosophisch supertoll, aber die Wissenschaftler haben gesagt, boah, jetzt machst Du's ganz schön kompliziert. Weil auf einmal auf einmal musst Du immer mit angeben bei Experimenten, in welchem Ruhesystem bist Du. Und das war bei mir in meiner Forschung Teilchenphysik auch immer so. Du musstest immer angeben, was die Beobachtungen, in welchem Ruhesystem siehst Du sie? Vorstellen. Also ich glaub, wenn man da wirklich im im Physikstudium ist und dann das immer kommt und dann
[00:43:17] Flodeo:
macht man einen einen Flüchtigkeitsfehler, einen Flüchtigkeitsfehler, wenn man vergisst anzugeben, welchen Ruhe ist es, von welchem Ruhesystem aus beobachtet man seine Formel hier aufgestellt hat.
[00:43:28] Florian Haas:
Nee, da kann ich dich beruhigen. Das sind keine, die Unterschiede, die haben ja gerade auch hier in der Beobachtung gesehen, sind so gravierend, das fällt dir auf. Von daher Und Du hast auch Möglichkeiten, wenn Du, weil Du vielleicht in einem Ruhsystem leichter rechnen kannst wie im anderen. Mhm. Ja, dann geh halt in ein gewisses System, rechne dort die Sachen aus, mach deine Lorentztransformation in dein Ruhsystem, Laborsystem zum Beispiel. Ja, Du hast meistens bei so Teilchenphysik Experimenten den das Schwerpunktsystem, das Laboresystem.
Und oft sind Sachen im Schwerpunktsystem leichter zu berechnen. Und dann kannst halt, aber Du bestehst im Laboresystem, ja, neben dem Experiment. Man muss halt das die eine oder andere Richtung umrechnen. Und ist alles machbar, aber es gibt auch Knoten im Hirn, das stimmt schon.
[00:44:18] Flodeo:
Ja, vor allem, wenn man halt dann, sag schon, auch wirklich das Ganze ja mathematisch mit hinlegen muss. Ja. Also ich mein, ich es weiß Ich weiß, genau. Ich ich will's mir gar nicht. Ich mein, ich hab schon die Formel auch so weit gesehen, da da ist mein mein mein Kopf sowieso raus. Und ich weiß, ein Freund von mir hat mal Biochemie angefangen zu studieren und hat's wegen Mathe dann geschmissen. Weil er gesagt hat, es es kommen irgendwie keine Zahlen mehr vor. Es gibt nur noch Buchstaben und selbst die Formeln kriegen sie nicht mehr, die müssen sie sich alle irgendwie selber herleiten.
[00:44:55] Florian Haas:
Wobei, es klingt jetzt gar nicht irgendwie abwertend, aber für Biochemie, die Mathematik ist ja relativ noch überschaubar. Da geht's auch sehr viel natürlich auch Wahrscheinlichkeitsrechnung oder sonst irgendwas. Super auch Statistiken für Auswertungen, das wirklich ekelhafter ist oder meistens ja. Und auch übrigens Mathematiker halt 'n Physiker. Ich zitiere für algebraische Wildschweine. Ja. Also für an einen Mathematiker ist die Mathematik, die der Physiker verwendet, furchtbar. Weil der Physiker kann aufgrund der Vorarbeit gewisser Leute wie Emmy Neuter, kann der gewisse Annahmen machen und rechnet einfach wild durch die Warlacherei.
Wo der Mathematiker sagt, ja, aus mathematischer Sicht müsstest Du eigentlich erst einmal des und des beweisen. Aber es gab 'n paar coole Wissenschaftler, die haben's den Physikern irgendwann leichter gemacht. Und von daher, wenn wir im Studium nach 'ner Physikverlesung in eine Matheverlesung gewechselt sind, haben die Professoren gesagt, ja, ihr seid hier alle algebrallsche Wildschweine.
[00:46:06] Flodeo:
Ja, da weiß ich, da hab ich mal 'n Buch gelesen. Das war, Ich hab das mal aufm Flohmarkt gekauft. Das war auch vom von 'nem französischen Physiker. Ich hab aber grad seinen Ich glaub, Du kriegst grad seinen Namen rein, auch den Namen des Buches nicht. Der hat auch son bisschen über über die Geschichte mit mit Physik und Dingen und allgemein so erzählt und auch von von der Mathematik und dass vor allem halt irgendwann den Mathematikern langweilig wurde und sie ihre eigene Mathematik entwickelt haben. Mathematik, die dann aber irgendwann später bei Physikern zum Einsatz kamen, weil sie genau das abgebildet haben, was sie halt da für ihre Formulierung für die Berechnung der ganzen Sachen gebraucht haben.
[00:46:45] Florian Haas:
Ja, das war auch bei Einstein so mit der alquaren Relativitätstheorie. Er hat dann einen neuen Mathematikzweig verwendet, der damals relativ jung gewesen ist. Da hat keiner dran gedacht, das hier und da und so zu verwenden. Das war eben das Spannende und das Brillante auch von Einstein. Aber wir haben noch einen Paradoxon offen, das hast du schon vorher genannt, das Zwillingsparadoxon. Mhm. Magst Du das einmal erklären?
[00:47:14] Flodeo:
Also soweit er's eben noch weiß ist, man hat 2 also eineiige Zwillinge oder 'n eineiige Zwillingspaar. Und der eine Zwilling wird in ein Raumschiff gesteckt, das mit neunundneunzigprozentiger Lichtgeschwindigkeit 7 Jahre durchs All reist. Ich glaub, 7 Jahre hin und 7 Jahre wieder zurück zur Erde. Das heißt, der Zwilling im Raumschiff ist in dieser Zeit erst einmal nur 14 Jahre gealtert.
[00:47:42] Florian Haas:
Mhm.
[00:47:44] Flodeo:
Während aber gleichzeitig, soweit ich das noch richtig im Kopf hab, zumindest so wie ich's halt aus, glaub ich, da aus der Dokumentation mitgenommen hab, auf der Erde an die 500 Jahre vergangen sind. Ja, also ich mein, machen wir's einfach Oder 8 oder zwilling. Oder 50 Jahre. So, das heißt, während der eine Zwilling grade mal 14 Jahre älter geworden ist, sagen wir, die sind beide mit sind 30 Jahre alt als als das Experiment Oder 20 Jahre, als das Experiment gestartet ist, kommt der Zwilling im Raumschiff an und ist 34 Jahre alt und begrüßt sein Eineigen Zwilling, der dann mit 70 Jahren vor ihm steht.
Grau mit Falten im Gesicht, weil er sich ja die ganze Zeit auf der Erde befand, die sich natürlich in dieser ganz anders durch den Raum bewegte wie er
[00:48:31] Florian Haas:
zu dieser Zeit. Jetzt kommen aber und jetzt kommt's Paradoxon. Du kannst es ja auch im Ruhsystem des Raumschiffs sehen. Und im Ruhsystem des Raumschiffs ruhst aber Du und dein Zwilling auf der Erde rast mit der Erde erst weg und auf dich zu. Das heißt ja eigentlich aus der Sicht Du als Raumfahrerst müsstest Du älter 70 sein Ja. Und dein Boot auf der Erde müsste 34 alt sein. So, und hier ist es tatsächlich weil er sich ja langsamer,
[00:49:00] Flodeo:
weil er sich ja aus meiner Beobachtung her sich weg und wieder auf mich zubewegt, aber innerhalb der Bewegung sich für mich wie 'n Zeitlupe bewegt, der mir zu, also auf mich zukommt. Weil das heißt
[00:49:11] Florian Haas:
Ach so, am Hirn ist das Problem. In Wirklichkeit ist es echt so, dass der Heimfacher Zwilling jünger bleibt, obwohl wir doch grad gesagt haben, nee, wir haben doch Relativitätstheorie. Ich kann ja auch ins Ruhesystem des Raumfahrers gehen und dann müsste der andere jünger sein. Und das ist wirklich 'n echtes Paradoxon anfangs gewesen. Und jetzt wird's wild. Das findest Du im Internet und auch teilweise auf Leerseiten ganz viele Begründungen, leider sind fast alle falsch. Okay. Weil's eben nicht ganz trivial zu erklären ist. Also die Hauptbegründung, die man oft findet, ist, ist ja ganz klar, der Raumfahrradzwilling, der war ja nicht nur in 'nem Ruhesystem, der musste ja erst einmal abbremsen und dann ja in die andere Richtung zurück wieder beschleunigen.
Das heißt, der war ja nicht konstant in Ruhesystemen, der war ja auch in beschleunigten Systemen. Und aufgrund dessen, während der Zwilling, der auf der Erde war, ja nur in 'nem Ruhesystem war Und aufgrund dessen wirkt der Effekt irgendwie auf den Zwillingen in der Rakete anders wie auf der Erde. Ach so. Und das ist falsch.
[00:50:29] Flodeo:
Ach so, das heißt, die die Erklärung, die im Grunde falsch ist, war, er musste ja erst beschleunigen, abbremsen, umdrehen, wieder beschleunigen und wieder abbremsen. Und wieder auch. Während der Zwilling auf der Erde natürlich konstant mit der Erde im gleichbleibenden Geschwindigkeitssystem lief, okay?
[00:50:51] Florian Haas:
Andere sagen dann, ja, Du brauchst da auch die allgemeine Relativitätstheorie. Wir können's auch heute hier im Podcast nicht trivial beenden. Die Haupterklärung ist, dass bei diesem Zwillingsparadoxon man nicht von 1 Symmetrie Beobachter ausgehen kann. Symmetrie heißt, bei unserem Bahnsteigexperiment, dass ich wirklich beliebig zwischen dir und mir hin hin- und her switchen kann. Mhm. Der Flur im im Zug und der Flur im Bahnsteig. Das ist 'n symmetrisches Experiment und da kann ich wirklich das anwenden. Man sagt, bei diesem zwillingsparadoxen Experiment ist es eben keine symmetrische Betrachtung.
Es ist eine andere Betrachtung, wenn ich in diesem Raumschiff fliege oder wenn ich sozusagen auf dieser Erde bin. Und das kann man auch dann etwas variieren, das Experiment, indem man sagt, na ja, man man dreht es und macht Folgendes, damit man dieses Thema der Beschleunigung rausnimmt. Man man macht statt einem Zwilling 3 Zwillinge. Der eine Zwilling ist auf der Erde. Mhm. Der zweite Zwilling fliegt mit 90 Prozent Lichtgeschwindigkeit an der Erde vorbei. Und der dritte Zwilling fliegt mit 20 Prozent Lichtgeschwindigkeit von dem anderen Stern zur Erde hin.
Dann sind alle ja in konstanten Ruhesystemen. Also der eine Zwilling, der von der Erde wegfliegt, muss nicht beschleunigen, weil er quasi mit fast zäh fliegt. Der, der entgegenfliegt, hat fast zäh und ist aber konstant ohne Beschleunigung. So, Du brichst das Experiment auf. Und der eine Zwilling, der eigentlich erst einmal von der wegfliegen müsste, zum anderen Stern abbremsen, umdrehen beschleunigen, das tust Du im Experiment auf 2 Leute aufteilen. 1, der nur eben zum Stern hinfliegt und der andere, der vom Stern wegfliegt, aber mit konstanter Geschwindigkeit. Und wenn Du dann rumrechnest, siehst Du halt, es macht hier tatsächlich was aus, ob Du in dem System des Beobachters auf der Erde bist oder im System der Zwillinge, die da hin- und herfliegen.
Und dann kommt man drauf, dass es tatsächlich 'n Unterschied ausmacht. Und dann in diesem Experiment ist es wirklich, der Zwilling, der in dieser Rakete war, käme Hühner zurück. Aber die Erklärung wird den Podcast hier sprengen, weil er muss sich auch entweder mit Minkowski Diagrammen beschäftigen oder aber mit den Lorenz Transformationen in den einzelnen Bezugssystemen. Und dann macht der Podcast keine Spaß. Ich hab zu dem Zwillingsparadoxon,
[00:53:23] Flodeo:
weiß ich, hab ich mal mal gelesen, NASA hat ja tatsächlich dieses Experiment mal in gewisser Weise gemacht bei 1 ihrer Astronauten. Ich glaub, der auch den aktuellen Rekordheld mit Zeit durchgehend auf der ISS. Der war, glaub ich, wirklich 'n komplettes Jahr Mhm. Oder anderthalb Jahre auf der ISS. Und er hat einen eineigen Zwilling, der halt auf der Erde war. Und die ISS bewegt sich natürlich allein mit dem, wie sie die Erde rumkreist, natürlich viel schneller.
[00:53:53] Florian Haas:
20000 kilometer per stunde ungefähr so. Ja, sind immer so 19800.
[00:53:58] Flodeo:
Ich hab die letzten Crew Starts und so weiter immer mit Ah. Angeschaut. Was ich auch nicht wusste, es gibt eine Sicherheitszone die ISS, wo beim Abdocken erst mal weg muss. Dass für den Fall, wenn 'n Navigationsausfall ist, nicht passieren kann, dass die sich irgendwo dann crashen. Dass die Umlaufbahn sich nicht kreuzen. Also Aber anderes Thema. Ja, ich, oh, Entschuldigung, ich kann auch kann mal Ewigkeiten reden mit 2. Voll spannend. Und Sie haben halt dann zumindest halt 'n Stück weit auch das Ganze irgendwie so auf auf zellulärer Ebene gemessen.
Und da war der Zwilling auf der Erde, also biologisch betrachtet durch Analyse seiner Zellen, 'n Stück weit im Alterungsprozess weiter fortgeschrittener ist der, der das Jahr oder anderthalb Jahre durchgehend auf der ISS verbracht hat.
[00:54:51] Florian Haas:
Da ist natürlich halt viele Sonderfaktoren noch mit dabei, weil natürlich der im Weltraum ja stärker der kosmischen Strahlung ausgesetzt ist. Also Zellen altern auch, aber anders ist viele Wickelabbau.
[00:55:03] Flodeo:
Andere Effekte. Die Knochen, Knochendichte nimmt ab. Also es sind ja alles noch Dinge, die da mit reinkommen, wo sie ja, wo auch alles Herausforderungen sind für eine Reise zum Mars, der wir uns stellen müssen. Und mir,
[00:55:20] Florian Haas:
oh ja, das müssen wir auch mal eine Folge drüber machen. Das könnte ekelhaft werden. Aber das, was wirklich messen kann, war mir nicht klar, weil ich glaub auch der Effekt, Du hast ja noch 'n zweiten Effekt. Das ist nicht nur die Beschleunigung der ISS, sondern Du hast ja auch auch noch ganz geringem Maße. Bist Du ja etwas aus dem Schwerefeld der Erde draußen, etwas. Ja, das ist viel. Ich glaub, immer noch 80, 85 Prozent der Erdgravitation sind ja Nein, nein. Ja, genau. Immer noch wirksam da oben. Das ist auch das Genau, und das heißt ja auch, Du bist ja nicht schwerelos tatsächlich eben, weil da keine keine Schwerkraft ist, sondern Du fällst ja mit der ISS die Erde rum die ganze Zeit. Ich fand die
[00:56:03] Flodeo:
Erklärung mal ganz schön. Entschuldigung, wenn ich da kurz kurz unterbrechen hab, ich fand die Erklärung mal ganz schön. Das hat, ich glaub, beim beim beim Harald Lesch hab ich das mal gesehen, der halt auch erklärt, im Grunde macht die ISS immer einen Parabelflug und fällt immer auf die Erde. Aber aufgrund des Radios, den sie hat, verfehlt sie sie halt ständig. Das fand ich Ganz ganz klar. Fand ich die schönste Equipment. Du fällst. Auf die Erde, aber Du verfehlst sie halt, weil Du halt sonen Radius hast. Aber trotzdem muss sie regelmäßig wieder in eine höhere Umlaufbahn geboostet werden.
Genau.
[00:56:33] Florian Haas:
Weil nur dann diese Bahnparabel eben so funktioniert. Ja. Du hast dir einfach auch diese Geschwindigkeit nach vorne, sie 20000 kilometer per stunde. Und dadurch hast Du eine Bahn, die quasi in jeder Sekunde die Erde vorbeifällt die ganze Zeit. Und dadurch befindest Du dich im freien Fall und die ISS auch. Und da sich sowohl die ISS als auch Du drinnen im gleichen Fall befindest, schwebt man. Das könntest du auch auf der Erde genauso machen, indem ich jetzt in einen Aufzug reinstecke. Oder Parabel fliegt. Kann man ja jetzt schon, aber genauso machen. Oder noch einfacher, ich flieg mit dir 'ner mit 'nem Wetterballon.
Ich tu dich in eine Aufzug Aufzugskabine und flieg mit dir so 20 Kilometer hoch und lass dich runterfliegen. Dann fliegst Du oder fliegst diese diese Aufzugsbox und Du da drinnen mit der gleichen Geschwindigkeit runter und Du wärst in diesem Aufzug schwerelos. Gut, wenn Du unten aufkommst, wärst Du Bartz. Ja. Aber Du wärst währenddessen wärst Du schwerelos.
[00:57:38] Flodeo:
Vor allem, das macht's dann schwierig. Es gibt ja diesen Mythos, dass man einen Aufzug, wenn man 'n Aufzug abstürzt, überleben kann, indem man kurz vor dem Aufprall einfach hochspringt. Es ist schon lang auch widerlegt worden, aber wenn ich dann schwerelos bin, wie will ich denn da hüpfen?
[00:57:59] Florian Haas:
Richtig, ganz genau. Und es wird nicht viel ausmachen. Es wird trotzdem hässlich für dich, wenn Du unten aufkommst. So, da kommt dann die Feuerwehr mit dem Nasssauger, weil ich glaub, alles andere
[00:58:12] Flodeo:
macht Wir müssen uns das grad nicht vorstellen. Ja, vielleicht doch halt paar Schaufeln, halt die Teile vom Aufzug mitzunehmen.
[00:58:20] Florian Haas:
Auch noch ganz genau. Na ja, und der Rest spritzt weg. Okay, es wird jetzt wirklich ekelhaft. Also wie gesagt, können wir noch ganz kurz auf es gleich m c Quadrat. Einstein hat eben dann auch festgestellt, auch wieder nur rein aufgrund der Beobachtungen, die er gemacht hat, dass halt der Energieinhalt, die ein Körper eben hat, eben hier eben sich mit der Geschwindigkeit eben ändert. Das Problem ist, dass man auch hier, auch im Internet wirst Du noch vieles finden, was falsch ist. Die Formel e ist gleich m c Quadrat heißt ja, wie Du gesagt hast, Energie ist gleich mal die Masse, einmalig Geschwindigkeit ins Quadrat.
Eigentlich müsstest Du die Formel anders schreiben. Du müsstest schreiben, Energie ist gleich die Ruhemasse. Wenn Du dich nicht bewegst, mal ich die Schwäche ins Quadrat. Oder eben ja, auch nicht ganz richtig, Du müsstest sagen, statt diesem m diesen Gammafaktor. Der Gammafaktor ist ein Verstärkungsfaktor. Den brauchst Du für eine Zeitdilatation, den brauchst Du bei der Längenkontraktion. Und dieser Gammafaktor wird eben immer größer, je näher Du dich der Lichtgeschwindigkeit annährst. Und eigentlich, was jetzt oft falsch gesagt wird, man sagt ja, je schneller sich etwas bewegt, desto schwerer
[00:59:49] Flodeo:
wird es das. Nicht schwerer, aber es hat mehr Nüsse. Ich glaube, das ist, glaube ich, das, wo die meisten immer im Kopf diese Verwechslung machen. Masse ist nicht gleich schwer.
[00:59:58] Florian Haas:
Genau. Ganz genau. Es kommt das Erste und der Flo hat gerade das Zweite gesagt. Das Erste ist schwer, hat nichts zu tun mit Masse. Schwer ist was, was etwas zu tun hat mit dem Gravitationsfeld. Also ist dieser Ausdruck falsch. Jetzt hat aber der Flo was gesagt, was auch falsch ist. Echt? Dass dem Mhm. Und zwar aber aber erstens mal kriegt der Flo, und das muss mich echt mal sagen, ist 1 der wenigen, die unterscheiden kann, zwischen Masse und Gewicht, also schwer. Gewicht ist wirklich, was Du auf der Waage hast, hier auf der Erde. Dein Gewicht ist anders auf dem Mond. Deine Masse ist aber immer die gleiche. Und jetzt kommt es, auch wenn Du dich mit fast Lichtgeschwindigkeit bewegst, deine Masse bleibt die gleiche, nur dein Energieinhalt nimmt zu.
Und darum lautet eigentlich die Formel, wenn man sagen würde, e ist gleich Gamma m 0 c Quadrat. Und dann sagt man halt, na ja, durch dieses Gamma ist diese Verstärkung, aber es betrifft nicht die Masse, sondern der Energieerhalt, der Energieinhalt von dir nimmt einfach zu. Und wenn man's rückblickend macht, heißt's einfach, ein Teilchen, das eine Ruhemasse hat, immer mehr zu beschleunigen auf immer höhere Geschwindigkeiten, musst Du immer mehr Energie reinstecken, die Du dann in diesen Energien halt dieses Massekörpers hineinsteckst.
[01:01:14] Flodeo:
Okay, aber ich hab ich hab das ich hab das nämlich auch immer gelernt, dass halt auch wenn ich mir irgendwelche Dokumentationen dazu angeschaut hab, war halt auch immer die Erklärung Ja. Dass mit steigender Geschwindigkeit die Masse zunimmt, weshalb man mehr Energie braucht, den Körper dann natürlich zu bewegen und immer weiter zu beschleunigen. Was natürlich irgendwann, weil's, glaub ich, eine exponentielle Steigerung ist, dann für hundertprozentige Lichtgeschwindigkeit bei unendlich landet. Deswegen wir halt Genau. Physikalisch auch wenn überhaupt maximal 99.9 Prozentige Lichtgeschwindigkeit erreichen würden.
Oder
[01:01:49] Florian Haas:
wenn Du am LHC schaust, wo wir ja Protonen beschleunigen, dann haben wir sich 0.999 Prozent.
[01:01:55] Flodeo:
Okay, ich hab eine 9 unterschlagen. 2 oder 2. Aber das heißt, es Ja, aber wie ist das jetzt? Wenn ich jetzt der stehende Beobachter bin, würd ich, wenn ich das messen könnte für ein an mir vorbeirauschendes Raumschiff nahe Lichtgeschwindigkeit eine Unterschied, eine andere Masse messen können wie der Pilot, der sich im Raumschiff befindet?
[01:02:26] Florian Haas:
Ja, wie würdest Du die Masse messen? Ja, das ist irgendwie Ja, ich mein, wenn's halt möglich wäre. Weil das ist halt, das ist das, was die meisten halt immer auch erklärt. Du misst es, ich weiß, genau. Nein, genau, weil's halt intuitiver ist. Weil Du ja eigentlich sagen kannst, es gibt diese relativistische Masse, heißt es. Relativistische Masse ist einfach dieser Gammafaktor mal der Ruhemasse. Also quasi ein virtueller Begriff. Und war auch jahrelang, war der gab und gäbe. Weil man versucht's halt jetzt anders einfach, es ist nix an, also es ändert sich nichts in der Physik. Nur man sagt jetzt, wenn Du's ganz starr richtig nimmst, die Masse ist immer konstant. Mhm. Du hast diesen Gammafaktor und der Energieinhalt von dir ändert sich halt. Der steigt und Diese Energieinhalt kann sein genau, Bewegungsenergie, sonst irgendwas. Und das sind halt so Themen, die halt da sind. Aber weil Du grad gesagt hast, wenn 1 mit hoher Geschwindigkeit bei dir vorbeifliegt, es gibt einen schönen Beweis für die spezielle Relativitätstheorie.
Und das sind Millionen.
[01:03:35] Flodeo:
Mhm.
[01:03:37] Florian Haas:
Millionen sind die schweren Brüder und Schwester von Elektronen. Mhm. Die leben nicht lang. Wir leben eine andere Sekunden Halbwertszeit und die entstehen in unserer Atmosphäre. In 'ner Höhe von ungefähr 100 Kilometer grob gesagt, Mhm. Entstehen auch die kosmische Strahlung. Das heißt, hochenergetische, kosmische Strahlung fliegt auf unsere Atmosphäre zu und es entstehen Ionen, die dann mit fast Lichtgeschwindigkeit zu Erde fliegen.
[01:04:04] Flodeo:
Mhm.
[01:04:05] Florian Haas:
Als wenn man nichts wüsste von Einstein und einfach nur rechnet, Strecke oder Länge, Weglänge ist gleich Geschwindigkeit mal Zeit. Mhm. Du weißt, solche Myonen, die leben nur Nanosekunde, Atosekunde, sonst irgendwas und die bewegen sich fast mit Lichtgeschwindigkeit. Dann würde es trotzdem so sein, dass diese Myonen nur 'n paar Kilometer weit fliegen würden. Das heißt, die entstehen 100 Kilometer Höhe. Mhm. Die fliegen 2, 3 Kilometer und würden dann zerfallen. Tatsächlich kann man aber die Myonen hier bei uns auf der Erde messen, jeden Tag. Kannst mit der Myondetektor kannst Du die einfach messen. Einfach nicht, Myolen kann man nicht einfach messen, aber Du kannst sie messen. Mhm. Und die einzige Erklärung dafür ist die spezielle Relativitätstheorie.
Dass aus Sicht von uns, aus Sicht von uns bewegt sich dieses Myon ja auf uns zu mit fast Lichtgeschwindigkeit. Mhm. Zeitdilatation, sprich, dass die die da für die Zeit, aus unserer Sicht vergeht die Zeit für das Myon langsamer und damit auch seine Zerfallszeit. Und es zerfällt halt dann erst, wenn's bei uns aufkommt. Aus 'ner Atosekunde werden aus unserer Sicht ein, 2 Sekunden und es reicht aus Und jetzt halt. Was bei uns aufkommt. Aus Sicht des Myons bewegen wir uns allerdings ja auf Sie zu. Ja. Und auf einmal ändert sich aber die Distanz zwischen dem Myon und der Erdoberfläche durch die Längenkontraktion.
Und das Myon für das Myon vergeht seine Zeit diese Nanosekunde, Atosekunde ganz normal. Aber es reicht aus, weil die Distanz zwischen seiner Entstehung und der Erde aber kürzer ist. Und darum können wir die auf der Erde messen. Ist 'n ganz simpler Effekt, den man jeden Tag da sehen kann.
[01:06:04] Flodeo:
Wissenschaft ist echt faszinierend. Ich liebe Wissenschaft.
[01:06:08] Florian Haas:
Ja. Es gibt eine Diskussion bei Einstein. Wenn man dann sagt, da haben auch andere Probleme rausgefunden, e ist gleich m c Quadrat. Wenn Du da mal reinsetzt, c hat jetzt als eine sehr große Zahl, Dann sieht man raus, dass wenn Du es schaffen könntest, Masse in Energie umzuwandeln, was das dann letztendlich bedeutet. Und was das ist, hat man dann ja gesehen. In neunzehnhundertachtunddreißig hat ja dann Otto Hahn und Fritz Strassmann die Kernspaltung
[01:06:45] Flodeo:
entdeckt. Ja.
[01:06:49] Florian Haas:
Und war, also die 2 Herren waren brillant. Aber es pass auf, jetzt kommt wieder mal in eine Ungerechtigkeit hinein. Otto Hahn, übrigens am Vorgänger vom Max Planck Institut in Berlin, haben Sie's rausgefunden. Otto Hahn und Fritz Straßmann haben im Dezember 38 Neutronen aufm Urankern drauf geschossen.
[01:07:08] Flodeo:
Mhm.
[01:07:11] Florian Haas:
Und haben festgestellt, auf einmal entstehen andere Produkte und sonst noch irgendwas, was man nicht, Strahlung. Alles, was man nicht erklären konnte. Und sie konnten sich erklären. Sie haben nur festgestellt, okay, wir haben doch hier 'n reines kleines Päckchen mit Uran, schieß Neutronen drauf und auf einmal kommen andere Elemente raus. Barium oder sonst irgendwas. Und irgendwie Energie wird frei. Man hat sie nie verstanden. Dann haben sie ihre ehemalige Laborpartnerin gefragt, die fliehen musste, weil sie Jüdin war, Lisa Meitner. Mhm. Und die war in England mit ihrem Neffen Otto Frisch. Ja.
Und Hahn und Straßmann schreiben ihr und sagen, okay, pass auf, wir haben hier irgendwas ziemlich Krasses, Verschießt mit Neutronen, auf Uran drauf. Dann irgendwie kommt da Energie raus und auf einmal haben wir andere Teilchen da oder andere Elemente da liegen. Und sie war dann mit ihrem Neffen spazieren. Und sie hat dann die Erklärung gefunden, dass die gerade diese Kernspaltung gemacht haben und dass eben diese Energie entsteht, weil bei der Kernspaltung entstehen meistens 2 andere Elemente, die aber in Summe leichter sind wie das wie das Uranelement, wie das Uranatom.
Und diese Differenz war die Bindungsenergie und die wird eben frei durch Strahlung. Das war diese Meither, die's rausgefunden hat, hat dann die beiden Herren aufgeklärt. Rat da mal, wer 'n Nobelpreis bekommen hat. Bei den Herren. Und wir gingen leer aus? Ja, die Frau natürlich.
[01:08:43] Flodeo:
Wie's halt Genau. Zur Wahl in der damaligen Zeit. Vor allem, was glaub ich echt, vielleicht sind's, ist es vielen gar nicht mehr so bewusst, aber auch früher waren eigentlich sehr viele Frauen in der Wissenschaft und auch in der Astronomie tätig, die eigentlich echt wichtige Entdeckungen gemacht haben. Aber die Anerkennung dafür haben trotzdem immer dann die die Männer bekommen, die vielleicht das das Projekt oder auch die Experimente vielleicht grundlegend in der Führung geleitet haben. Aber trotzdem die, wo's wirklich entdeckt haben, vor allem, wenn's Frauen waren, sind irgendwo nie erwähnt worden oder selten.
[01:09:25] Florian Haas:
Gibt's auch tatsächlich, Watson quick, die ja die Doppelstrang Helix da entdeckt haben. Da war auch eine Frau beteiligt, die hatte eigentlich die finale Form wirklich entdeckt. Ja. Die blieb auch leer. Ja. Ich hab auch keinen. Das war das Problem, nachdem ziemlich schnell, es ging wirklich ziemlich schnell, nachdem dann Otto Hahn und Fritz Strassmann ihre Kernspaltung gezeigt haben und was eben hier im Endeffekt besitzt Folgendes. Du nimmst so 'n Uranatom, tust mit Neutronen draufschießen, es entstehen 2 leichtere Teilchen. Es entsteht ein weiteres Neutron und Energie.
Und da wurde ziemlich schnell und diese Erklärung war eben, e ist gleich m c Quadrat. Du kannst eben hier diese fehlende, na ja, es ist ja keine Masse, dieser Energie. Also das ist auch noch so ein Thema. Du kannst diesen fehlenden Energieerhalt aus diesem Uranatom eben freisetzen. Und dann war ziemlich klar, da kann man entweder Energie erzeugen ziemlich schnell oder man kann katastrophal viel Energie erzeugen.
[01:10:29] Flodeo:
Mhm. Wir haben beides geschafft. Das war ja dann,
[01:10:31] Florian Haas:
wir haben beides geschafft, ganz genau. Und im Endeffekt ist ja die Atombombe genau das. Und hier war es die große Frage, das ist ein wissenschaftsphilosophisches Thema. Wenn Du jetzt so etwas entdeckst, jedem war innerhalb von von Tagen klar, was die Folge dieser Entdeckung ist. Ja. Was machst Du? Veröffentlicht, solltest Du's dann veröffentlichen oder nicht veröffentlichen. Weil Du weißt, wenn Du's veröffentlichst, was eben passiert ist, es wird jemand ziemlich schnell nach 'ner Bombe rufen. Das sind so ethische Fragen der Wissenschaft.
[01:11:07] Flodeo:
Na, weil
[01:11:08] Florian Haas:
Wenn Du eine große Erkenntnis hast, was machst Du mit der Erkenntnis? Weil einerseits willst Du natürlich
[01:11:13] Flodeo:
deinen wissenschaftlichen Erfolg schon teilen, Vor allem, weil Du vielleicht als Wissenschaftler zwar erkennst, ja, es kann auch für was Böses genutzt werden, aber auch für was Gutes. Wenn man überlegt, man kann jetzt da auch relativ schnell viel Energie auch erzeugen, seine Haushalte mit Strom zu versorgen. Klar, Du hast dann vielleicht in dem Moment die Herausforderung mit, wo pack ich dann meinen Atommüll hin? Aber trotzdem hättest Du erst mal Anführungszeichen saubere Energie, weil Du halt auch keine keine Abgase und so weiter hochkriegst, weil halt Wasserdampf daraus entsteht. Nur den Atommüll, den Du halt dann irgendwo wegbringen musst.
Es ist halt Ja, und das ist,
[01:11:58] Florian Haas:
ja, es sind spannende Fragen. Ich sag einmal, Du hast da vollkommen recht, man hat ja auch viel Tolles geschafft mit dem Ganzen. Aber das, das hast Du immer wieder, kann man da Gentechniksachen anführen oder sonst irgendwo. Du kannst viel in der in der Wissenschaft vieles hernehmen für Gutes wie auch für unheimlich Böses und ist halt spannend.
[01:12:19] Flodeo:
Ja. Und da muss man muss man noch viel weiter reingehen, auch mit allem, was dann noch mit der allgemeinen Relativitätstheorie kam.
[01:12:27] Florian Haas:
Und aber die nächste Folge hatten wir grade ja im Vorgespräch schon festgelegt, weil der Flo grad 'n aktuelles Thema grad umtreibt.
[01:12:37] Flodeo:
Ja, und zwar gibt es schon Theorien, die 'n bisschen auch dagegen schießen, dass die Urknalltheorie gar nicht so stimmt, wie viele annehmen und wie möglicherweise in einem schwarzen Loch existieren. Und das ist, glaub ich, ich glaub, im Moment ist es grad eine sehr hochgekochte und auch trotzdem interessante Theorie, die da grad im Raum steht.
[01:13:03] Florian Haas:
Ja. Wir haben ja heute gelernt, man man sollte sie nicht immer an die alten Gedanken festhalten. Und wir werden's in 2 Wochen diskutieren. Auf alle Fälle. Ich hoffe, wieder mit dir, Frau. Ah, sehr gerne. Bin ich jederzeit gerne dabei. Also ich hatte heute ich hatte heute richtig Spaß mit dir. Ich weiß auch, dass einige Erklärungen vielleicht nicht ganz richtig sind. Die Folge sollte am Dienstag rauskommen. Ich hab das noch 'n paarmal recherchiert, 'n paar Sachen versucht, so korrekt wie möglich zu erklären. Ich hab eine Recherche gesehen, wie viele aber auch Sachen falsch erklärt im Internet. Hab gedacht, na, dann macht's der Haas halt auch nicht ganz richtig damit.
Aber ich wollte einfach mal die Themen noch fertig haben zur speziellen Relativitätstheorie, heute auf diese ganzen Paradoxien eingehen. Und ganz ehrlich, mir hat's richtig Spaß gemacht mit dir Von mir auch vielen Dank, dass ich dabei sein durfte, Flo. Wie gesagt, ich fand, Du warst heut an einigen Stellen eine größere Bereicherung wie ich.
[01:14:01] Flodeo:
Nur weil ich meinen meinen naiven Input dazugegeben hab.
[01:14:05] Florian Haas:
Ja, also Du darfst dich nicht immer und dann Scheffel stellen, ja. Und Du hast gesehen beim letzten Mal, ich hab übrigens ja
[01:14:14] Flodeo:
Star Wars zitiert Ja. Beim Äther. Mit der Macht. Ja. Alles.
[01:14:19] Florian Haas:
Genau. Es ist so. Es bringt uns. Es verbindet alles. Es ist überall. Ich hätt gern die Musikring gehabt, aber es ging halt nicht. Ja, Copyright the bitch. Ja, ich weiß. Flo, vielen, vielen Dank. Ich hab euch alle lieb. Genau. Für euch servus. Bis zum nächsten Mal.
Herzlich willkommen zur zweiten Folge Weightward Wissen. Heute mit einem meiner Lieblingsflohs,
[00:00:16] Flodeo:
mit Star Wars Flow. Hallo Flo. Hallo hallo Flo, ich hätt nur eine eine Anmerkung. Ich ich würde gern nicht mehr Star Wars Flow genannt werden, sondern zur Unterscheidung gern einfach Flodeo, so wie ich selbst ja auf im Internet auftrete.
[00:00:29] Florian Haas:
Okay, dann heute hier mit Flow, der ein Deo braucht. Nein, Flo Deo. Oh Gott, das muss man rausschneiden. Das ist wirklich ein Hä? Super, das ist dieser Witz. Den Witz hab ich, nutze ich selber, weil auf meinem Twitch Kanal gibt's ja Kanalpunktebelohnungen
[00:00:43] Flodeo:
und das sind Flow Deos. Das ist keine Deo Dose, die ich dafür von meiner Frau abzeichnen lassen.
[00:00:48] Florian Haas:
Okay, wieder was gelernt. Der Boomer natürlich hat heute sich zum ersten Mal Discord installiert, damit er hier mit Flodeo Ich bleib bei Flo ganz einfach jetzt, ja, während die Frage ja austauschen kann. Ich schätz Flo sehr. Wir haben öfter mal coole Diskussionen. Und Maike kann heute nicht und ich wollte unbedingt die Folgefolge, also die zweite Folge über die spezielle Relativitätstheorie hier mit einem meiner Lieblingsflos machen. Bist Du bereit?
[00:01:27] Flodeo:
Absolut bin ich bereit. Ich hab die erste Folge auch sehr genossen.
[00:01:32] Florian Haas:
Son bisschen Ja, wobei ich schon drauf. Also wir müssen zugeben, bei der ersten Folge, ich war etwas nervös, ja, Wissenschaftsfolge. Und ich hab dann mich, ich hab's mir angehört. Ich hab paarmal mich ganz schön verhaspelt und Aber wie gesagt, man erkennt vielleicht auch, Wissenschaft ist meine Leidenschaft. Und da geht ab und zu dann mein Mundwerk mit mir durch. Ich denke schneller, wie ich rede und dann werden mal Wörter weggelassen.
[00:02:02] Flodeo:
Der Flo kennt sich doch von früher. Wir waren
[00:02:04] Florian Haas:
Arbeitskollegen. Ja, geht mir Ich würde mal auch so. Oft so. Nein, nein, nein. Also ich finde, Du, Flo, hast eine angenehme Stimme, aber man hört immer sich selbst ungern selbst reden. Aber Flo macht auch sehr gute Webinare. Also ich kann's nur empfehlen, wer ein Webinar halten will, holt euch den Flo. So, fangen wir an. Wir haben uns in der letzten Folge von Galileo Galilei ja dann langsam vorgearbeitet über Newton, wobei Newton nicht viel dazu beigetragen hat, aber vor allem über Maxwell und dann über Lorenz und Poncari hin zu Einstein.
Und wie Einstein dann eigentlich die ganzen Versuche seiner Zeit und vor allem diese vergeblichen Versuche, diesen Weltenethher zu erklären, den man nicht gefunden hat und wie sich die Wissenschaft verrenkt hat mathematisch und erklärungsweise, diesen Äther zu retten. Und dann kam eben Einstein und sagt, drehen wir's doch Wir lassen diesen Äther weg. Und wir stellen einfach nur einmal 2 Bedingungen auf. Die Erste ist die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in allen Inertialsystemen. Das heißt, in allen Systemen, die Rune, sich RUNA sich gleichmäßig bewegen.
Und was ist ja der Unterschied? Haben wir ja gesagt, Flo, weil wenn wir heute auf Motorrad fahren, das Motorrad ist 30 kilometer per stunde und Du schießt nach vorne eine Gewehrkugel mit 100 kilometer per stunde, dann würde man die Geschwindigkeiten addieren und die Kugel hätte dann 130 Kilometer im Haar. Ja. Wenn wir das Ganze aber mit der Lichtgeschwindigkeit machen, die bleibt gleich. Du fährst auf Motorrad 30 Kilometer im Haar, tust die Taschenlampe nach vorne richten und dann hat der Lichtstrahl immer noch Lichtgeschwindigkeit. Also er bleibt immer bei Lichtgeschwindigkeit. Und das war natürlich kontraintuitiv.
Das hat natürlich keiner halt verstanden und wollte auch keiner verstehen. Es war auch dann, wie gesagt, aber es war aus den Experimenten halt ersichtlich gewesen. Und Heinz hat gesagt, nehmen wir doch einfach mal an, die Lichtgeschwindigkeit ist konstant, kommt konstant. Und er hat gesagt, die Naturgesetze, wie schon Galilei, hat er gesagt, die Naturgesetze gelten in allen Inertialsystemen, sind überall die gleichen. Was dann noch rauskam, das hat auch schon, haben die Physiker ja vor ihm schon rausgefunden noch zur Vollständigkeit. Es gibt in Bewegungsrichtung immer eine Längenkontraktion, also Längen schrumpfen und es gibt eine Zeitdilatation in bewegten Systemen, sprich die Zeit vergeht in bewegten Systemen langsamer.
[00:04:50] Flodeo:
Ja, das ist für mich immer noch das Faszinierende mit der Zeitdilatation.
[00:04:55] Florian Haas:
Und dann kann man ja Einstein und das ist ja auch der Punkt, der jetzt eben ganz oft weggelassen wird, weil in der Schule lernst Du auch genau diese Sachen kannst. Du hast ja Lichtgeschwindigkeit, Längenkontraktion, Zeitdilatation. Aber der letzte Punkt, der ist ja, der uns wirklich fickt und der uns heute auch begleiten wird, das ist diese Relativität der Gleichzeitigkeit. Sprich, wenn jetzt der Flow, wie gesagt, wir haben noch mal ganz kurz wiederholen. Du, Flo, fährst in dem Zug mit 100 KMH. Ich steh am Bahnsteig und Du hältst sozusagen in in dem in dem Zug hältst Du sozusagen eine Taschenlampe und leuchte gleichzeitig mit 1 nach vorne und eine nach hinten.
Von deiner Sichtweise aus und der Zug bewegt sich mit fast Lichtgeschwindigkeit, sagen wir. Von deiner Sichtweite aus kommt das Signal gleichzeitig am Zugenanfang wie am Zugende an. Weil Du stehst genau mitten im Zug, läufst nach vorne und nach hinten oder Lichtgeschwindigkeit ist in beiden Richtungen die gleiche, also kommt das Signal vorne und hinten bei dir gleichzeitig an. Das ist das, was Du erlebst. Ich steh am Bahnsteig, winke mit 'nem Taschentuch, ja, und Du fährst vorbei mit 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Und ich seh grade noch, wie Du eben mit 2 Taschenlampen nach vorne und nach hinten leuchtest. Ist aber das Problem, da die Lichtgeschwindigkeit immer gleich bleibt und sich aber dein Zug mit 0.9 c, also Lichtgeschwindigkeit bewegt, heißt das, dass dein vorder, also aus meiner Sicht, das Vorderende vom Zug vor dem Lichtstrahl wegläuft und das hintere Zugende auf den Lichtstrahl zufällt, das würde bei 30 KMH gar nicht in die Rolle fallen, ja. Das würdest Du nicht sehen, das ist immer noch gleichzeitig. Aber wenn Du so mit dem ICE der achten Generation mit 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit an mir vorbeirauscht, dann tatsächlich seh ich 1, erst kommt das Signal am Zugende hinten an und später kommt's vorne am Zug an.
Dann treffen wir uns, dann treffen wir uns. Mhm. Und dann sagst Du, hast Du's gesehen, geiles Experiment. Vorne und hinten kam, das liegt gleichzeitig an, sag ich, nee, Alter. Erst hinten und dann vorne. Und eigentlich hat Einstein damit angefangen. Also in seinem ersten Paper neunzehnhundertfünf hat er genau mit diesem Beispiel angefangen. Und hat dann gesagt, okay, er hat dann die Frage gestellt, wer hat recht? Hat der Zugflurrecht oder der Bahnsteigflurrecht? Und er sagt dann, es haben beide Recht. Und das war, wie er das Ganze aufgebaut hat. Er sagt, es gibt die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Die Naturgesetze sind in allen Systemen in der Zahlsystemen gleich, also bei dir im Zug, wie auch bei mir.
Also haben wir beide recht, obwohl wir es verschieden sehen. Und das kann man nur erklären durch Längenkontraktion und Sedilatation.
[00:08:01] Flodeo:
Das ist, glaub ich, echt faszinierend. Es ist vor allem, also ich komm mit, aber trotzdem ist es im Kopf son bisschen schwer, sich das bildlich vorzustellen. Klar, wenn ich im Zug stehe und mit beiden Lichtern nach vorn und hinten, dass die für mich gleichzeitig ankommen, okay. Aber dann die andere Position einzunehmen und der Beobachter zu sein und zu sehen, dass der Zug eigentlich oder das vordere Ende vom Zug vom Lichtstrahl wegläuft und das andere drauf zu Ich mein, für für einen Normalsterblichen im Kopf grade so, was bei vielen wahrscheinlich so System Overload ist. Und dann haben wir aber Ja, und dann haben wir aber son son Menschen wie Albert Einstein, der das halt einfach als Experiment in seinen Gedanken durchgemacht hat. Der hat sich ja nicht hingestellt. Ich mein, er hat doch gar nicht die Technik dazu.
[00:08:54] Florian Haas:
Ja doch, aber Achtung. Das war ja das Witzige. Die die Experimente dazu, auch wenn sie anders gedacht waren, liefen ja die letzten 100 Jahre. Vor allem Michaelson Marley, die er diesen Ätherwind messen wollten und nichts gesehen haben. Und natürlich, was ihm geholfen hat, dem war halt auch langweilig. Patentbeamter dritten Ranges in dem Sinn, schaust 'n ganzer Tag ausm Fenster und dann machst Du Gedanken. Aber Du hast schon Recht, Flo. Allein, weil im Endeffekt, was er macht, er er wirft ja die die anerzogenen Vorstellungen von Jahrtausenden Menschheit raus. Weil die Folge davon ist, es gibt nicht eine Zeit, sondern jederzeit eine Eigenzeit, sagt man. Du hast eine Eigenzeit, ich hab eine Eigenzeit.
Jeder Kieselstein, jeder Schmetterling hat seine eigene Zeit. Also nicht eigene Zeit, wie dass er einem gehört, aber jeden vergeht die Zeit anders. Und dadurch ist auch gibt's keinen absoluten Raum. Und wenn's das alles nicht gibt, gibt's keinen Äther. Also was er eigentlich macht und dieses Prinzip vom Äther haben so die alten Griechen gehabt. Das heißt, der hat 4000 Jahre wissenschaftliche Annahmen damit gebrochen. Ich glaub, das war die Leistung, dass man sich selbst im Gehirn Du hast hast recht, Frau Mir geht's ja auch so. Das kommt, das fühlt sich alles kontraintuitiv an.
Und dass man dann dennoch sagt, na ja, aber die Wissenschaft kommt halt darauf. Und schaut's einmal, wenn wir wirklich hier einen Zug haben mit 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit, dann passiert das und das. Und dann gibt es nicht eine Zeit und es gibt nicht eine Beobachtung. Und der Zug floh sieht die Welt anders wie der Bahnsteigflow. Das ist halt, war auch nicht so, dass die Wissenschaft nach seiner Veröffentlichung gesagt hat, oh, der hat recht, superhalbert. Es haben viele versucht, Gegenbeispiele zu bringen und die werden wir heute diskutieren.
[00:10:51] Flodeo:
Oh ja, Gegenbeispiele. Da bin ich dabei. Und dann
[00:10:56] Florian Haas:
wird aber die Folge unbefriedigend.
[00:10:59] Flodeo:
Ist es nicht Weil zu?
[00:11:01] Florian Haas:
Ja. Wir sind beide verheiratet. Aber was ist denn da statt der zweit der zweite schlechte Witz heute? Das tut
[00:11:10] Flodeo:
ich. Ich bin ich bin noch dafür da, die schlechten Witze rauszukitzeln.
[00:11:14] Florian Haas:
Aber Flo, ich glaub, ich muss es son Phrasenschwein aufstellen, wo ich bei schlechten Witzen irgendwas spendieren, keine Ahnung, die die anonymen Sprachholika, die lauter Schmaren reden. Furchtbar. Was vielleicht noch wichtig ist, wir haben ja damals gesagt, Einstein wollte eigentlich mit dieser ersten Veröffentlichung nur zeigen, dass die Maxwell Gleichungen eben Naturgesetze abbilden. Wie gesagt, man konnte, sie waren ja nicht Galileo Invariante. Sprich, man hat jetzt bis zu Einstein gesagt, Naturgesetze müssen Galileo Invariante sein. Das heißt, Newtonische Bewegungssätze. Der Apfel fällt runter, Du bewegst dich nach vorne. Die, wenn Du die durch eine Galileo Transformation transformierst, sind sie immer noch gültig.
Mhm. Maxwell Gleichungen wären's nicht gewesen, weil er eben Maxwell herausgefunden hat, Licht und andere Wellen bereiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, aber durch die Galileotransformation wär's mehr oder weniger wie Lichtgeschwindigkeit. Und das hat halt nicht gepasst. Und das war eigentlich Einsteins Gedanke gewesen. Und drum hieß ja auch die erste Veröffentlichung über die Elektrodynamik bewegter Körper. Hat da eigentlich nichts zu tun mit diesem Begriff spezielle Relativitätstheorie. Da kam man später drauf. Weil wir haben ja grade gesagt, diese Theorie von ihm gilt ja nur in ganz speziellen Fällen, und zwar in Inertialsystemen.
Aber Du und ich leben in 'ner Welt, wir haben selten Inertialsysteme. Wenn Du mit deinem Auto mal in einem Stau langsam dahinrollst, das wär ein Inertialsystem. Oder wenn Du im Bett liegst, aber die meiste Zeit sind wir in beschleunigten Systemen. Wenn etwas schneller wird, langsamer wird, eine Kurve macht, ist auch eine Beschleunigung. Und also all das war nicht abgedeckt.
[00:13:03] Flodeo:
Ja, aber eine Frage, wenn ich jetzt hier in meinem Schreibtischtools sitze, bin ich dann ein Inertialsystem?
[00:13:10] Florian Haas:
Für dich dich herum, ja, der Schreibtisch und Du, ihr könntest jetzt für dich Experimente auf deinem Schreibtisch machen, dann könntest Du hier ein Inertialsystem beschreiben. Und wenn man's ganz genau sieht, Achtung, es wird's wirklich kleinlich. Mhm. Ich wohn ja ungefähr nicht ganz 50 Kilometer von dir weg. Mhm. Ich wohn etwas, von dir aus gesehen etwas im Norden. Das heißt, für mich ist die Geschwindigkeit der Erdrotation klein wenig geringer wie bei dir, aber bewegen uns ja gleichmäßig. Das heißt, Du bist für mich in einem bewegten Innerialsystem.
Und ich würde deine Experimente anders sehen, wie Du sie siehst. Nur ist der Effekt gering, weil der Geschwindigkeitsunterschied zwischen dir und mir wird ein paar Meter sein, aber theoretisch ist das schon sone Unterscheidung. Ist jetzt ja auch im Bürostuhl hier. Ja. Es ist spannend. Na cool. Aber er war natürlich damit nicht zufrieden. Also er hat dann sich noch eine Zeit lang mit der also Relativitätstheorie, weil er sagt, alles ist halt relativ. Deine auf deine Experimente sind relativ zu meinen Experimenten. Aber er hat dann gesagt, später kam der, also erst, ich glaub, 10 Jahre später, so kam der Begriff spezielle oder 8 Jahre später spezielle Relativitätstheorie.
Und er hat dann ziemlich lange an der berühmten allgemeinen Relativitätstheorie gearbeitet, weil er eben auch beschleunigte Systeme, wo wir uns fast täglich Wenn Du Treppen steigst, ja, Du gehst da nicht gleichmäßig, ist es beschleunigt. Wenn Du Auto fährst, ist es Beschleunigung. Wie gesagt, wenn Du die Bewegungsrichtung änderst, schneller, langsamer wirst, ist Beschleunigung. Und das wollt ihr halt alles mitnehmen. Mhm. Die ist richtig interessant. Und da unser Flo hier die Kosmologie liebt, werden wir auch mal darüber eine Folge machen. Oh ja. Da geht's dann wirklich Raumzeitkrümmungen und solche Sachen. Oh, da bin ich da bin ich sofort dabei.
Aber was vielleicht noch wichtig ist, ist es noch 'n paar Regeln, bevor wir uns heute mit unseren Paradoxien beschäftigen. Alle Phänomene, also wenn wir heute über Paradoxien reden oder über gewisse Fälle der speziellen Relativitätstheorie, dann gelten immer alle 3 Phänomene in diesen Fällen. Also immer die Längenkontraktion, Zeitdilatation und die Relativität der Gleichzeitigkeit. Und wir haben ja gesagt, wenn sich, und das ist das Interessante, warum's auch Relativitätstheorie heißt. Jetzt kommen wir drauf, aus meiner Sicht, Flo, aus meiner Sicht, wenn ich am am Bahnsteig stehe und Du mit hoher Geschwindigkeit vorbeifährst mit dem Zug, dann seh ich 2 Effekte.
Ich seh erstens einmal deinen Zug und Dichterinnen verkürzt. Dein Zug hat nicht mal eine Länge ICE 200 Meter, sondern bloß noch die 100 Meter. Alles wirkt gestaucht. Und die Zeit vergeht für, aus meiner Warte, aus meiner Warte vergeht für dich die Zeit langsam. Und das heißt, wenn Du mir rauswingst, wingst Du ziemlich langsam raus, als ob Du fast eingefroren bist. Und jetzt kommt das Spannende, weil dieses Zugbeispiel, es ist symmetrisch. Aus deiner Sicht bin ich aber der, der sich bewegt. Das ist eben geht nur in Inerzialsystemen, wo man sich gleichmäßig bewegt. Das heißt, Du stößt die Bewegung vom Zug nicht. Und aus deiner Warte stehst Du im ICE und der Bahnsteig mit mir schießt vorbei.
Darum Relativitätstheorie, es ist relativ. Und aus deiner Warte ist mein ist mein, weil ich mich hier bewege, ist der Bahnsteig für dich verkürzt, wo ich daaufstehe und ich winke ganz langsam.
[00:17:19] Flodeo:
Das ist schon echt, wenn man sich das überlegt, klar Relativitätstheorie, weil es natürlich immer relativ zum Beobachter ist.
[00:17:29] Florian Haas:
Oh, Flo, 1 mit Stern. Ja. Ja, das ist tatsächlich, das ist, also der Begriff, nein, warum ich das gerade hier in Flo so Lob ist, nicht, weil es nicht arrogant, despektierlich bin. Der Begriff des Beobachters, der Begriff des Beobachters ist 1 der Hauptbegriffe, die einen schon verwendet. Neben Uhren, also zum Abgleich, ist der Begriff des Beobachters der Begriff, der für Einstein am wichtigsten ist. Und der Flo hat's intuitiv eher erkannt.
[00:17:55] Flodeo:
Jawohl, ich muss sagen, ich hab mal früher, als ich noch jung war, schon immer son bisschen dieses Interesse, weil man Astronomie und auch auch Physik gehabt. Ich hatte mal 'n Buch zur Relativitätstheorie, also zu beiden, zur speziellen und zur allgemeinen Relativitätstheorie. Aber ich hab's leider nicht mehr. Ich glaub, son bisschen ist noch irgendwie hängen geblieben,
[00:18:20] Florian Haas:
weil die Es werden auch
[00:18:22] Flodeo:
Die spezielle Relativitätstheorie drin sein. Ja, ich glaub, aber die spezielle Relativitätstheorie hat ja auch die berühmteste Formel.
[00:18:31] Florian Haas:
Komm, heute Ich denke, ich geh's gleich. Genau. Übrigens nicht im ersten Paper. Echt? Nee. Er hat noch in dem Jahr, also dieses berühmte Jahr neunzehnhundertfünf 1 dieser, dieser Wunderjahre der Physik, er hat ja hier mal so nebenbei die Quantenmechanik mit begründet neben Max Planck. Er hat bewiesen, dass es Atome gibt und mal nebenbei Raum und Zeit zerstört. Alles in einem Jahr. Sehr, sehr beeindruckend. Also das muss man schon sagen, dieses Verständnis für die Welt und das in einem Jahr alles mal so rauskotzen nebenbei, Echt krass. Vor allem diese erste Veröffentlichung kann man sich runterladen.
Das sind nicht viele, das sind vielleicht 10 Seiten. Und ich hab damals lange nach dieser Formel e ist gleich m c Quadrat gesucht, kam erst im Nachfolgeartikel, er sich genau wieder damit beschäftigt hat, Relativität der Gleichzeitigkeit und so weiter und so fort und hat dann festgestellt, na ja, eine Folge davon kommen wir gleich drauf.
[00:19:35] Flodeo:
Also Ist dann ist gleich m c. Okay, das heißt, der Ablauf war, er hat sich halt erst mal vor lauter Lange, weil ich meine, das spricht für die Arbeitslast und wie spannend Arbeit im Patentamt in der Schweiz ist oder in der Schweiz war zu dem damaligen Zeitpunkt vor allem, erst mal damit beschäftigt, zu beweisen, dass die Maxwell Gleichungen Naturgesetze sind. Womit die erste Iteration kam. Und dann hat er sich selber mit seiner eigenen Idee weiter beschäftigt und hat sie weitergeführt eben zu dieser Relation auch mit der Gleichzeitigkeit. Und was ist eigentlich?
[00:20:08] Florian Haas:
Aber war er da immer noch im im Patentamt dann angestellt? Ja, ja. Er war noch die nächsten 2, glaub ich, Jahre, 3 Jahre im Patentamt. Ich muss es lügen. Ich glaub noch 2 Jahre im Patentamt angestellt, hat fleißig Papers geschrieben. Das musste ja auch erst einmal dann in die Köpfe rein. Er bekam dann aber irgendwann, na, er hat noch neunzehnhundertfünf auch seine Doktorarbeit abgegeben als vierte Arbeit. Er wurd dann irgendwann schon ziemlich bald Professor, ist dann irgendwann auch nach Deutschland geholt worden. Hinzu kam aber natürlich auch, übrigens auch allein für dieses e ist gleich m c Quadrat.
Also er fand in neunzehnhundertfünf an, erste Ideen zu zeigen, warum das gilt, hat aber immer bestimmte Spezialfälle angesehen. Und er hat bis 19 46 immer wieder weitere Beispiele gefunden, damit man Also er war sich ziemlich sicher, die Formel e ist gleich m c Quadrat gilt, egal welche Energie Du anschaust, Bewegungsenergie, thermische Energie, sonst irgendwas, aber er wollte es ausrechnen. Und hat das tatsächlich bis zum Jahr 46 immer wieder auch Papers veröffentlicht, wo sich genau nur mit e ist gleich m c Quadrat
[00:21:21] Flodeo:
beschäftigt hat. So, also für für alle jetzt jetzt mach ich mal 'n bisschen hau ich mal einen raus für die alle für alle, die kümmern, die nicht wissen, wofür e und gleich m c Quadrat steht. E ist Energie ist gleich Masse mal Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat. Genau. Ha, so. Hab ich mir auch noch cool, Flo. Ja. Wobei ich muss sagen, auch diese diese Ideen für, also erstens, wie der Kopf arbeitet und wie Ich sag mal, als Wissenschaftler musst Du auch irgendwo viel Fantasie mitbringen. Weil irgendwo musst Du die musst ja diese Idee herhaben, weil weil Du Weil ich mein, irgendwo muss es ja erst mal rauskommen. Und wenn ich Ja, also erst mal mit Fantasie und da find ich, hat's, wie das Ganze funktionieren kann, hat damals Big Bang Theory auch eigentlich in 'ner lustigen Art und Weise gezeigt.
Kennst Du die Folge? Welche? Also ich kenn Es Big Bang Theory. Ja, es war es war war eine Folge, da ist Sheldon, als er an irgend 'nem Thema gearbeitet hat, ist hart hängen geblieben und kam nicht weiter. Wo er Kellner geworden ist. Genau. Ich dann irgendwie Stumpflige Arbeiten. Genau, wo ihm die Idee kam, Einstein hatte ja die Idee in der Stumpfsinnigen Arbeit als Patentmitangestellter. Er braucht stumpfselige Arbeit und hat in der Cheesecake Factory dann angefangen. Und dann, als ihm die Teller runtergefallen sind, ist es ihm gekommen, dass sein Grafin oder sein Graphen als Grafin, ja. Welle oder sein Teilchen durch das Graphen als Welle durchbewegt.
[00:22:49] Florian Haas:
Ja, genau, richtig. Das weiß ich noch. Tatsächlich, ja, das stimmt. Ich die hatten früher halt auch viel mehr Zeit. Also Einstein ist das alles nicht einmal über Nacht eingefallen. Man muss halt vielleicht auch 1 sagen, und da war er wirklich Also wenn Du heute Wissenschaftler fragst, sagen's, die spezielle Relativitätstheorie lag in der Luft. Hatte schon im gleichen Jahr alle zusammengefasst. Auch schon, es gab schon e ist gleich m c Quadrat. Also man hat auch das schon vorher ungefähr gewusst. Das war auch nicht auf Einsteins Mist alleine gewachsen, aber Poncker Red auch gewusst, Längenkontraktion, Zeitdilatation, Lawrenceransformation.
Das war alles schon vorher bekannt aus Experimenten. Aber man hat an diesem Äther festgehalten. Man hat einfach gesagt, es hat immer versucht, alles hinzubiegen. Man hat immer gesagt, es gibt diese Welten, diese von von mir aus Gott geschaffene Weltenbühne und eine starre Zeit. Und wir sehen, wenn dann Effekte in 1 scheinbaren virtuellen Zeit, aber immer gemessen zu dieser absoluten Weltbühne, zu dieser absoluten Zeit, die während dem Urknall geschaffen worden ist. Und Einstein sagt, dient's doch mal all diese Annahmen, die ihr nicht beweisen könnt, einfach weg und bleibt doch bei den Ergebnissen, die seit fuffzig Jahren vor euch liegen.
Ihr könnt's nach wie vor, seht ihr in allen Experimenten, die Lichtgeschwindigkeit bleibt gleich. Ihr habt's gesehen im Experiment mit Elektronenstrahlen, dass sich Längen kontrahieren. Ihr habt's gesehen, dass je schneller ihr son Elektronenstrahl beschleunigt, dass da immer mehr Energie reingesteckt werden muss. E ist gleich ein c Quadrat. Mhm. Ihr habt's gesehen, dass ihr vielleicht auch die Zeit ändert, doch Lorenz. Nehmt doch einfach einfach mal eure gesamten Ergebnisse und lasst eure ganzen Vorstellungen weg, die euch anerzogen worden sind seit 4000 Jahren mit, es gibt eine Weltbühne, es gibt eine allgemeine Zeit.
Und hat gesagt, nehmen wir doch nur einmal die Ergebnisse der letzten fuffzig Jahre. Und sagen, die Lichtgeschwindigkeit ist konstant, Naturgesetze, wie bei Galileo gelten alle Sozialsystemen. Und dann schauen wir uns einmal das Ganze an und bekommen auf die Relativität der Gleichzeitigkeit. Und daraus ergeben sich alle anderen Phänomene. Und der Äther, den brauchst Du auf einmal nicht mehr. Diese Weltbühne
[00:25:15] Flodeo:
brauchst Du nicht mehr. Okay. Das heißt, zu der Zeit, also sie lag in der Luft. Das heißt, im Endeffekt war halt Einstein einfach grad sehr einfach gesprochen, der den zur richtigen Zeit gelandet hat. Aber vor allem hat er nur diesen gelandet, weil die anderen immer noch an soner alten Idee festgehalten haben, Ja. Wo schon lange die Beweise aufm Tisch dagegen Ja. Existiert. Und Einstein hat sie halt als Erster gesagt, warum nutzt ihr das nicht und schaut doch hier.
[00:25:43] Florian Haas:
Genau. Und das ist die große Leistung von ihm. Und da und man darf natürlich eben nicht das kleinmachen, ja. Er hat eben auch noch nebenbei die Quantenmechanik mit begründet, indem er das Wirkungsquantum von Planck gebraucht hat. Er hat die Atomtheorie, also man muss vorstellen, seit 2005, die Atomtheorie war damals noch nicht komplett akzeptiert in der Wissenschaftsgemeinde. Das hat nur er dann doch eine 'n Paper geschafft. Und die große Leistung ist, dass er wirklich halt einfach neue Konventionen reingebracht hat. Die richtige große Leistung später wird dann die allgemeine Relativitätstheorie, die er dann neunzehnhundertfünfzehn veröffentlicht hat. Da haben auch dann, da war er schon wirklich eine weltbekannte Nummer.
Aber was er dann gemacht hat, zu sagen, dass jetzt diese Raumzeit, die Du und ich haben, Mhm. Dass die gekrümmt ist Und diese Also er sagt, Schwerkraft ist keine Kraft, sondern Schwerkraft ist nur ein Ausdruck für eine Krümmung der Raumzeit, in der wir uns bewegen. Und Du kannst dich gar nicht anders bewegen. Also wenn Du vom Dach runterhüpfst, kannst Du nicht nach oben fliegen oder seitwärts, weil die Raumzeit dich herum so gekrümmt ist, dass deine Bewegungsträktorie
[00:27:05] Flodeo:
einfach Richtung unten Sekt, flapsig ausgedrückt. Immer zu dem zum Zentrum der Krümmung.
[00:27:12] Florian Haas:
Genau. Und und so sieht man ja auch dann schwarze Löcher. Ist natürlich etwas trivial. Er hat dann auch das mit 'ner richtig coolen, richtig schweren Mathematik gemacht. Da haben auch andere Leute geholfen, weil es war eine neue Mathematik, die er hier gebraucht hat. Da arbeitest Du nicht mehr mit der euklidischen Geometrie, die Du nicht haben, mit einem gleichschenkligen Dreieck, sonst irgendwas. Aber da müssen wir eine eigene Folge machen darüber. Worauf ich jetzt hinwill eigentlich, jetzt stell dir vor, aus meiner Sicht, Flo, hast Du dich langsam bewegt.
[00:27:44] Flodeo:
Aber Du hast Aus meiner Sicht hast Du dich langsam bewegt?
[00:27:49] Florian Haas:
Und jetzt pass auf. Jetzt machen wir mal ein Beispiel. Jetzt stell dir mal vor, Du bist 'n Lichtteilchen. Das ist vor 13000000000 Jahren losgeschickt worden, So knapp nachm Urknall. Und das Lichtteilchen bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit. Es kommt jetzt bei uns hier an, vielleicht bei dir im Auge, ja, von dem Stern oder 'ner Galaxie vor 13000000000 Jahren. Lichtteilchen ist losgeschickt worden. Das war 13000000000 Lichtjahre unterwegs.
[00:28:18] Flodeo:
Was ich sehe, den Stern, wie er vor 13000000000 Jahren ausgesehen hat. Ganz genau. Aber es war mal 'n Gedankenexperiment.
[00:28:26] Florian Haas:
Mhm. Du bist das Lichtteilchen, okay? Mhm. Aus deiner Sicht bewegst Du dich nicht, sondern das ganze Universum bewegt sich. Und das Universum bewegt sich aus deiner Sicht mit Lichtgeschwindigkeit.
[00:28:43] Flodeo:
Ja, weil mein Initialystem
[00:28:45] Florian Haas:
ist ja, bin ja ich Bist Du in Ruhe. Bist Du in Ruhe, genau. Also bewirbst alles mit Lichtgeschwindigkeit. Das heißt, aus deiner Sicht ist die Zeitilatation 100 Prozent. Das heißt, alles steht still und die Kontraktion ist auch 100 Prozent. Das heißt, aus deiner Sicht bist Du grade von der Galaxie losgestartet. Da. Du kommst grad bei dir im Auge an. Du hast das nicht gefühlt, die 13000000000 Jahre aus Lichtteilchen. Mhm. Das sind so spannende Ideen, weil einfach hat sich auch oft vorgestellt, was wäre denn, wenn ich als Beobachter neben sonem Lichtteilchen eben hin und her fliegen würde und so weiter. Und das sind ziemlich spannende Ideen aus aus dieser Sicht.
Und wir werden später dann noch mal auf es gleich m c Quadrat kommen und dann aber auch sehen, warum sich eben nur Teilchen, die keine Ruhemasse haben, eben mit Lichtgeschwindigkeit bewegen können. Aber das wollen wir noch ganz kurz reden. Man hat daran versucht, Einstein zu widerlegen, weil im Endeffekt, jeder fühlt sich charmananter, wenn's eine Weltbühne gibt. Und es gibt eine allgemeine Zeit. Weil jetzt, wenn jetzt Einstein ja recht hat, jeder hat seine eigene Raumzeit, seine eigene Eigenzeit, Du fühlst dich ja irgendwann alleine gefühlt, ja.
Und dann hat man versucht zu beweisen, Einstein, ich mach jetzt 'n Beispiel und Du liegst falsch. Und da gab's das berühmte Garagenparduktion. Okay. Stell dir vor, es gibt eine Garage, die hat eine Länge von 4 Meter. Ja. Die hat vor, also eine Scheune. Die hat vorne und hinten hat die ein eine eine Tür. Die sind beide offen. Ja. Und Du hast 'n Auto, das hat 5 Meter Länge. Ja. Ist, wenn Du langsam reinfährst, passt das Auto nicht in die Garage rein. Ganz normal, Garage 4 Meter, dein Auto 5 Meter. Jetzt entlaste mal dieses Auto mit 95 Prozent der Lichtgeschwindigkeit auf diese Garage zufahren.
Und Du bewegt bist der Beobachter im Ruhesystem der Garage. Das heißt, das Auto bewegt sich mit fast Lichtgeschwindigkeit. Das heißt, die Längenkontraktion
[00:31:05] Flodeo:
greift. Und das heißt, ich seh das Auto, wo ich weiß, es ist eigentlich 5 Meter lang, passt jetzt aber rein, weil's gestaucht wird.
[00:31:12] Florian Haas:
Genau. Das heißt, das Auto, Du kannst theoretisch für eine Nanosekunde, wenn's Auto drinnen steht, sowohl die Garaltchentier voll- und hintenzumachen. Es passt rein, machst wieder auf und es fährt raus. So, bis dahin alles fein. Jetzt kann man die Kritiker sagen, Mhm. Aha, dreh's doch Jetzt bist Du im Auto und bist in dem Ruhesystem. Es bewegt sich die Garage mit fast Lichtgeschwindigkeit auf dich zu.
[00:31:43] Flodeo:
Ja, jetzt wird sie gestoch. Das heißt, die Garage wird dann noch kleiner für mich. Richtig.
[00:31:48] Florian Haas:
Und dann sagen sie, siehste, die kann ja gar nicht reinpassen. Das Auto kann gar nicht reinpassen. Dann sagt Einstein, ihr habt's nicht aufgepasst.
[00:31:57] Flodeo:
Relativität. Relativ Beobachter. Gleich Beobachter. Kennst es für mich als Beobachter in der Garage, weil ich stehe, ich beweg mich in dem Moment hier nicht, greife die Längenkontraktionen für das Auto, das ich beobachte, weil das ja mit Lichtgeschwindigkeit fährt. Und deshalb war die Geschwindigkeit. Oder halt fast die Lichtgeschwindigkeit. Das heißt, das ist ja für mich in dem Moment in der Beobachtung gestaucht. Deswegen passt das für mich rein. Wenn ich jetzt aber im Auto sitze, gilt diese Längenkontraktion ja auch für die für die Scheune, wo ich reinfahren möchte und dass die halt gestaucht wird und mein Auto halt dann 3 Meter rausragt,
[00:32:32] Florian Haas:
weißte so noch. Genau. Und was aber dann, genau.
[00:32:36] Flodeo:
Du hast vorhin vorhin recht und was ist dir passiert, ja? Ich glaub, wenn wenn man auf, ich sag mal, wenn man aufpasst, dann ist es ja eigentlich wieder auch in diesem Gedankenexperiment der Beweis für die Relativität, die dahintersteht.
[00:32:49] Florian Haas:
Ganz genau. Und das ist, wie gesagt, Thomas dieses Beispiel, gar kein Paradoxon. In wenn Du im Ruhesystem der Garage bist, kannst Du kurzzeitig beide Garagentüren gleichzeitig zumachen. Wenn Du im Ruhrsystem des Autos bist, hast Du folgende Reihenfolge. Vordere Türe geht zu. Hintere Türe geht auf. Ja. Auto fährt hinten rein, hintere Türe geht zu, hintere Türe geht auf. Das heißt, wir beobachten wieder verschiedene Eigenschaften, aber es ist relativ. Das Einzige, was sich nicht ändern darf und das ist bei diesen Experimenten, ist der Output. Du kannst also nicht sagen, na ja, in meiner Sicht aus dem Auto crash ich die Garage oder ich zerstör die Türen. Das darf nicht passieren. Also die Türen müssen intakt bleiben und die Türen müssen auf- und zugehen.
Sonst hast Du komplett andere Kausalität. Und da hast natürlich im im im Alltag, wo beobachtest 'n das? Nirgendwo. Also es ist in kontraintuitiv.
[00:33:55] Flodeo:
Mit denen wir uns bewegen, ja viel zu viel zu gering sind. Ich weiß, Sie haben die die Zeitdilatation mit der Bewegung, hab ich mal gelesen, auch mal mit Atomuhren nachgewiesen, eine am Boden und eine im Flugzeug. Was ich aber dann Also Sie haben's bewiesen, Sie haben die Zeit, diese diese unterschiedliche, also wie die Zeit vergangen ist, haben Sie messen können, aber das war irgendwo im im Nanosekundenbereich hinten, also oder noch weiter hinten auf der, keine Ahnung, wie viel's 'n Sekundenstelle, aber sie haben's damit halt nachweisen können. Aber wenn man sich halt mal überlegt, wie weit wir mit unseren möglichen Geschwindigkeiten gehen müssen. Und selbst wenn Du sagst, Du gehst in diese Lichtgeschwindigkeitsgeschichte mit rein, dann dann kommst Du vielleicht auch mal bei Zeiten raus. Gibt's da dieses, was war das, wenn Du halt mit irgendwie selber 7 Jahre mit fast Lichtgeschwindigkeit unterwegs bist, vergehen knapp 500 Jahre auf der Erde, bis Du wieder zurückkommst.
Macht ja auch keinen Sinn.
[00:34:57] Florian Haas:
Da kommen wir gleich drauf, das Zwillingspadoxon. Und das ist tatsächlich, da gibt es so viele falsche Erklärungen im Internet. Wir haben heute auch drauf. Ich ich liebe über die diskutierenfluss, macht echt Spaß. Aber ich wollt vorher noch, damit wir dieses Garagen Paradoxon fertig haben, gibt's noch 'n ähnliches Experiment, das nennt sich Panzer- oder Gletscherspalten Paradoxon.
[00:35:24] Flodeo:
Okay.
[00:35:25] Florian Haas:
Dieses sagt jetzt, Du hast eine Gletscherspalte zum Beispiel von 'ner Meterbreite. Mhm. Und Du hast Ski von 'ner Länge von 2 Metern, ja? Ja. Im Normalfall würdest Du eben drüberfahren. Und jetzt sagt man, Du fährst mit fast Lichtgeschwindigkeit auf diese Gletscherspalte zu. Du bist im Ruhesystem,
[00:35:53] Flodeo:
genau. Bei mir wird's zwar, klar, gleiches Paradox haben wir mit dem Auto. Wenn ich als Beobachter an der Gletscherspalte stehe, dann seh ich, dass die Längenkontraktionen der Ski dafür sorgen müssen, dass er eigentlich reinfällt, weil sie ja wieder gestaucht werden und damit kürzer sind, dass die Gletscherspalte für mich im Uresystem, weil die Gletscherspalte ja vor allem dann der der bewegende Part ist, die kontrahiert und dann ist die ja klein und ich fahr sowieso ganz einfach drüber.
[00:36:18] Florian Haas:
Genau. Und aus der Sicht des Skifahrers benutzt sich die Gletscherspalte auf dich zu, wird eben noch kürzer und Du würdest da eben nicht. Und was eben aber jetzt da kommt, ist Aber aber nur kurz eine Frage, weil das gar nicht mit meinem Kopf kommt. Das heißt aber eigentlich, wenn ich mich
[00:36:32] Flodeo:
auch zum Beispiel mit meinem Auto bewege, also ich bin ich fahr jetzt mit meinem Auto, das heißt, ich bin eigentlich mit meinem Auto eigentlich immer das Ruhesystem und mal angenommen, ich bewege mich nicht, sondern die Welt mich herum Ja. Ist ja dann der bewegende Part, nicht ich. Weil ich sitz ja still in meinem Autositz. Genau. Das heißt, auch wenn ich zu Fuß geh, bin ich eigentlich immer das Schulsystem, weil mein Körper ruht ja im Grunde auf meinen bewegenden Beinen und außen die Welt bewegt sich mich herum. Ja. Nicht ich bewege mich durch die Welt, sondern die Welt mich herum.
[00:37:06] Florian Haas:
Und das war genau und das war die Erkenntnis von Einstein, zu sagen, es gibt kein absolutes Bezugssystem. Wenn ich am Gehsteig stehe und Du gehst an mir vorbei, hast sowohl Du recht, mit deinem Ruhesystem Ja. Bikes dich gleichmäßig, als auch ich habe recht mit meinem Ruhesystem. Und Du kannst keine Wertung abgeben. Es gibt nicht wie eben früher, dass man sagt, es gibt eben hier diesen Weltender Rahmen, diese Weltenböden, das gibt's eben nicht. Und das hat natürlich diese Physiker wirklich erst einmal gesagt, dass das fanden sie kacke.
Und das ist bei diesem Gletscherspalten Paradoxon. Der Ausgang muss aber in beiden Fällen ist es so, dass Du reinfällst. Und tatsächlich ist es nämlich so, in der speziellen Relativitätstheorie gibt's keine starren Körper. Das heißt, dein Ski, also die Gletscherspalte wird zwar kürzer, aber dein Ski fällt quasi, wie soll ich sagen, Atom für Atom in die Gletscherspalte hinein. Weil man ja sagt, laut Relativitätstheorie können sich auch Kraft, Wirkungen, Effekte mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Und man sagt, na ja, Du fährst fast mit Lichtgeschwindigkeit auf diesen mit auf auf diese Spalte zu. Und im Festkörper, der diesen Ski starr hält, diese diese diese Kräfte können nicht sofort sich immer ausgleichen und dann fällt da so quasi Es ist, wie wenn dein Ski quasi wie flüssiges Wachs oder weiches Wachs in diese Gletscherspalte
[00:38:37] Flodeo:
Okay. Aber wäre dann eigentlich eher von der Erklärung mit diesen Gletscherspalten Paradoxon so, dass die Ski zu kurz sein müssten für die Gletscherspalte, auch wenn ich der Beobachter bin, der den Skifahrer sieht und dann halt sieht, dass er reinfällt, weil Ski sind schon zu kurz, aber ich als Fahrender sehe, dass die Gletscherspalte kleiner wird und sehe, dass meine Ski eigentlich ja drüber passen müssten, weil die Gletscherspalte ja kleiner wird, aber trotzdem fall ich ja rein.
[00:39:03] Florian Haas:
Genau, weil eben nichts starr ist. Es gibt nichts starres in der SRT und dann quasi Und dann wirst Du ja, das das ist noch sone Kleinheit. Also wie gesagt, diese Paradoxon, diese diese Gedankenspiele sind ja nicht ganz realitätsnah. Ja, aber Du wirst dann quasi auch abgebremst an der Wand der Gletscherspalte. Dann bist Du quasi im gleichen, dann ist der erste Teil vom Ski, der quasi reintaucht, bremst an der Gletscherwand ab von 0.90 auf 0. Und dann bist Du, mir ist der erste Teil deine Skis im gleichen Referenzsystem
[00:39:37] Flodeo:
Über die Gletscherspalte und dementsprechend greift die Längenkontraktionen nicht mehr, sodass ich Ja. Reinfall. Für mich als Skifahrer wird's dann wahrscheinlich so aussehen, dass eben, wie Du gesagt hast, wie so flüssiges Wasser einfach verwachst einfach dann in die Gletscherspalte reinläuft und für den, der an der Gletscherspalte steht zum Beobachten, sieht halt nur Plumps.
[00:39:57] Florian Haas:
Genau. Und das ist, also der Effekt ist der Gleiche wieder. Das ist das Endergebnis, ist das Gleiche. Aber wie gesagt, da ist eben eine Erkenntnis, es gibt keine starren Körper. Den Effekt würde man auch sehen, wenn sie's Du dich bewegst, Du hast eine Eisenstange in der Hand. Mhm. Und Du gehst einfach spazieren und lässt die Eisenstange fallen und steh neben dir als runderbeobachter, dann würde ich theoretisch sehen, dass die nicht gleichzeitig runterfällt, sondern Bewegungsrichtung ein Teil zuerst unten ankommt, der andere später. Der Effekt ist aber in der Welt, in der wir leben, bei Geschwindigkeiten, die wir erleben, fast nicht messbar.
Das sind Nanosekunden ist der Unterschied zwischen vorne und hinten. Aber bei Fast Lichtgeschwindigkeit, da wird's halt dann interessant.
[00:40:48] Flodeo:
Falls ihr da auch schon in dem Bereich auch mit diesem Paradoxum geht mit Atom für Atom, waren das schon auch so die ersten Schritte, wo Einstein ja mit zu Richtung der Quantenphysik kam?
[00:41:00] Florian Haas:
Nee, es hat damit Also das ist genau das Problem, die ja, die spezielle Relativitätstheorie brauchst Du später in der in der in der Quantenmechanik bei hohen Geschwindigkeiten. Das Problem ist ja, man sagt ja immer, man kann diese beiden Theorien nicht verknüpfen. Die allgemeine Relativitätstheorie kannst Du momentan sehr schwer mit der Quantenmechanik verknüpfen, die spezielle schon, weil Du brauchst ja in Teilchenbeschleunigern genau diese Formel e ist gleich m c Quadrat. Ja? Das kommen wir gleich drauf. Aber das mit den starren Körpern war für mich auch komplett nicht intuitiv in keinster Weise, ja?
Aber hier auch wieder halt, na ja, das sind Sachen, die sehen halt wir im tagtäglichen Leben nicht. Damit wachsen wir auch nicht auf und unser Gehirn ist ja dafür auch gar nicht vorbereitet. Wir waren ja, ich glaube aus 'ner Zeit, es kommen so schöne Beispiele, ja, wir kommen Steinzeitmenschen, wir mussten gegen Säbel, Santiga und alles Mögliche kämpfen und waren dafür unser Gehirn geeicht. Aber im Endeffekt stimmt's. Wir bewegen uns hier in in in Gedankenbeispielen und bei Geschwindigkeiten, die nie 1 von uns wirklich sehen wird. Und trotzdem ist es spannend.
[00:42:09] Flodeo:
Ja, absolut. Vor allem im Endeffekt ist hier jeder sozusagen sein eigener, ich nenn's jetzt mal überspitzt, Mittelpunkt des Kosmos, sein eigenes Initialystem, was sich im Grunde eigentlich für einen selber mehr oder weniger eigentlich nur an der Stelle befindet, weil die Welt außen rum sich ja einen bewegt. Und das für jeden individuell, sodass es relativ ist, was der eine sieht.
[00:42:42] Florian Haas:
Genau. Das ist natürlich etwas philosophisch supertoll, aber die Wissenschaftler haben gesagt, boah, jetzt machst Du's ganz schön kompliziert. Weil auf einmal auf einmal musst Du immer mit angeben bei Experimenten, in welchem Ruhesystem bist Du. Und das war bei mir in meiner Forschung Teilchenphysik auch immer so. Du musstest immer angeben, was die Beobachtungen, in welchem Ruhesystem siehst Du sie? Vorstellen. Also ich glaub, wenn man da wirklich im im Physikstudium ist und dann das immer kommt und dann
[00:43:17] Flodeo:
macht man einen einen Flüchtigkeitsfehler, einen Flüchtigkeitsfehler, wenn man vergisst anzugeben, welchen Ruhe ist es, von welchem Ruhesystem aus beobachtet man seine Formel hier aufgestellt hat.
[00:43:28] Florian Haas:
Nee, da kann ich dich beruhigen. Das sind keine, die Unterschiede, die haben ja gerade auch hier in der Beobachtung gesehen, sind so gravierend, das fällt dir auf. Von daher Und Du hast auch Möglichkeiten, wenn Du, weil Du vielleicht in einem Ruhsystem leichter rechnen kannst wie im anderen. Mhm. Ja, dann geh halt in ein gewisses System, rechne dort die Sachen aus, mach deine Lorentztransformation in dein Ruhsystem, Laborsystem zum Beispiel. Ja, Du hast meistens bei so Teilchenphysik Experimenten den das Schwerpunktsystem, das Laboresystem.
Und oft sind Sachen im Schwerpunktsystem leichter zu berechnen. Und dann kannst halt, aber Du bestehst im Laboresystem, ja, neben dem Experiment. Man muss halt das die eine oder andere Richtung umrechnen. Und ist alles machbar, aber es gibt auch Knoten im Hirn, das stimmt schon.
[00:44:18] Flodeo:
Ja, vor allem, wenn man halt dann, sag schon, auch wirklich das Ganze ja mathematisch mit hinlegen muss. Ja. Also ich mein, ich es weiß Ich weiß, genau. Ich ich will's mir gar nicht. Ich mein, ich hab schon die Formel auch so weit gesehen, da da ist mein mein mein Kopf sowieso raus. Und ich weiß, ein Freund von mir hat mal Biochemie angefangen zu studieren und hat's wegen Mathe dann geschmissen. Weil er gesagt hat, es es kommen irgendwie keine Zahlen mehr vor. Es gibt nur noch Buchstaben und selbst die Formeln kriegen sie nicht mehr, die müssen sie sich alle irgendwie selber herleiten.
[00:44:55] Florian Haas:
Wobei, es klingt jetzt gar nicht irgendwie abwertend, aber für Biochemie, die Mathematik ist ja relativ noch überschaubar. Da geht's auch sehr viel natürlich auch Wahrscheinlichkeitsrechnung oder sonst irgendwas. Super auch Statistiken für Auswertungen, das wirklich ekelhafter ist oder meistens ja. Und auch übrigens Mathematiker halt 'n Physiker. Ich zitiere für algebraische Wildschweine. Ja. Also für an einen Mathematiker ist die Mathematik, die der Physiker verwendet, furchtbar. Weil der Physiker kann aufgrund der Vorarbeit gewisser Leute wie Emmy Neuter, kann der gewisse Annahmen machen und rechnet einfach wild durch die Warlacherei.
Wo der Mathematiker sagt, ja, aus mathematischer Sicht müsstest Du eigentlich erst einmal des und des beweisen. Aber es gab 'n paar coole Wissenschaftler, die haben's den Physikern irgendwann leichter gemacht. Und von daher, wenn wir im Studium nach 'ner Physikverlesung in eine Matheverlesung gewechselt sind, haben die Professoren gesagt, ja, ihr seid hier alle algebrallsche Wildschweine.
[00:46:06] Flodeo:
Ja, da weiß ich, da hab ich mal 'n Buch gelesen. Das war, Ich hab das mal aufm Flohmarkt gekauft. Das war auch vom von 'nem französischen Physiker. Ich hab aber grad seinen Ich glaub, Du kriegst grad seinen Namen rein, auch den Namen des Buches nicht. Der hat auch son bisschen über über die Geschichte mit mit Physik und Dingen und allgemein so erzählt und auch von von der Mathematik und dass vor allem halt irgendwann den Mathematikern langweilig wurde und sie ihre eigene Mathematik entwickelt haben. Mathematik, die dann aber irgendwann später bei Physikern zum Einsatz kamen, weil sie genau das abgebildet haben, was sie halt da für ihre Formulierung für die Berechnung der ganzen Sachen gebraucht haben.
[00:46:45] Florian Haas:
Ja, das war auch bei Einstein so mit der alquaren Relativitätstheorie. Er hat dann einen neuen Mathematikzweig verwendet, der damals relativ jung gewesen ist. Da hat keiner dran gedacht, das hier und da und so zu verwenden. Das war eben das Spannende und das Brillante auch von Einstein. Aber wir haben noch einen Paradoxon offen, das hast du schon vorher genannt, das Zwillingsparadoxon. Mhm. Magst Du das einmal erklären?
[00:47:14] Flodeo:
Also soweit er's eben noch weiß ist, man hat 2 also eineiige Zwillinge oder 'n eineiige Zwillingspaar. Und der eine Zwilling wird in ein Raumschiff gesteckt, das mit neunundneunzigprozentiger Lichtgeschwindigkeit 7 Jahre durchs All reist. Ich glaub, 7 Jahre hin und 7 Jahre wieder zurück zur Erde. Das heißt, der Zwilling im Raumschiff ist in dieser Zeit erst einmal nur 14 Jahre gealtert.
[00:47:42] Florian Haas:
Mhm.
[00:47:44] Flodeo:
Während aber gleichzeitig, soweit ich das noch richtig im Kopf hab, zumindest so wie ich's halt aus, glaub ich, da aus der Dokumentation mitgenommen hab, auf der Erde an die 500 Jahre vergangen sind. Ja, also ich mein, machen wir's einfach Oder 8 oder zwilling. Oder 50 Jahre. So, das heißt, während der eine Zwilling grade mal 14 Jahre älter geworden ist, sagen wir, die sind beide mit sind 30 Jahre alt als als das Experiment Oder 20 Jahre, als das Experiment gestartet ist, kommt der Zwilling im Raumschiff an und ist 34 Jahre alt und begrüßt sein Eineigen Zwilling, der dann mit 70 Jahren vor ihm steht.
Grau mit Falten im Gesicht, weil er sich ja die ganze Zeit auf der Erde befand, die sich natürlich in dieser ganz anders durch den Raum bewegte wie er
[00:48:31] Florian Haas:
zu dieser Zeit. Jetzt kommen aber und jetzt kommt's Paradoxon. Du kannst es ja auch im Ruhsystem des Raumschiffs sehen. Und im Ruhsystem des Raumschiffs ruhst aber Du und dein Zwilling auf der Erde rast mit der Erde erst weg und auf dich zu. Das heißt ja eigentlich aus der Sicht Du als Raumfahrerst müsstest Du älter 70 sein Ja. Und dein Boot auf der Erde müsste 34 alt sein. So, und hier ist es tatsächlich weil er sich ja langsamer,
[00:49:00] Flodeo:
weil er sich ja aus meiner Beobachtung her sich weg und wieder auf mich zubewegt, aber innerhalb der Bewegung sich für mich wie 'n Zeitlupe bewegt, der mir zu, also auf mich zukommt. Weil das heißt
[00:49:11] Florian Haas:
Ach so, am Hirn ist das Problem. In Wirklichkeit ist es echt so, dass der Heimfacher Zwilling jünger bleibt, obwohl wir doch grad gesagt haben, nee, wir haben doch Relativitätstheorie. Ich kann ja auch ins Ruhesystem des Raumfahrers gehen und dann müsste der andere jünger sein. Und das ist wirklich 'n echtes Paradoxon anfangs gewesen. Und jetzt wird's wild. Das findest Du im Internet und auch teilweise auf Leerseiten ganz viele Begründungen, leider sind fast alle falsch. Okay. Weil's eben nicht ganz trivial zu erklären ist. Also die Hauptbegründung, die man oft findet, ist, ist ja ganz klar, der Raumfahrradzwilling, der war ja nicht nur in 'nem Ruhesystem, der musste ja erst einmal abbremsen und dann ja in die andere Richtung zurück wieder beschleunigen.
Das heißt, der war ja nicht konstant in Ruhesystemen, der war ja auch in beschleunigten Systemen. Und aufgrund dessen, während der Zwilling, der auf der Erde war, ja nur in 'nem Ruhesystem war Und aufgrund dessen wirkt der Effekt irgendwie auf den Zwillingen in der Rakete anders wie auf der Erde. Ach so. Und das ist falsch.
[00:50:29] Flodeo:
Ach so, das heißt, die die Erklärung, die im Grunde falsch ist, war, er musste ja erst beschleunigen, abbremsen, umdrehen, wieder beschleunigen und wieder abbremsen. Und wieder auch. Während der Zwilling auf der Erde natürlich konstant mit der Erde im gleichbleibenden Geschwindigkeitssystem lief, okay?
[00:50:51] Florian Haas:
Andere sagen dann, ja, Du brauchst da auch die allgemeine Relativitätstheorie. Wir können's auch heute hier im Podcast nicht trivial beenden. Die Haupterklärung ist, dass bei diesem Zwillingsparadoxon man nicht von 1 Symmetrie Beobachter ausgehen kann. Symmetrie heißt, bei unserem Bahnsteigexperiment, dass ich wirklich beliebig zwischen dir und mir hin hin- und her switchen kann. Mhm. Der Flur im im Zug und der Flur im Bahnsteig. Das ist 'n symmetrisches Experiment und da kann ich wirklich das anwenden. Man sagt, bei diesem zwillingsparadoxen Experiment ist es eben keine symmetrische Betrachtung.
Es ist eine andere Betrachtung, wenn ich in diesem Raumschiff fliege oder wenn ich sozusagen auf dieser Erde bin. Und das kann man auch dann etwas variieren, das Experiment, indem man sagt, na ja, man man dreht es und macht Folgendes, damit man dieses Thema der Beschleunigung rausnimmt. Man man macht statt einem Zwilling 3 Zwillinge. Der eine Zwilling ist auf der Erde. Mhm. Der zweite Zwilling fliegt mit 90 Prozent Lichtgeschwindigkeit an der Erde vorbei. Und der dritte Zwilling fliegt mit 20 Prozent Lichtgeschwindigkeit von dem anderen Stern zur Erde hin.
Dann sind alle ja in konstanten Ruhesystemen. Also der eine Zwilling, der von der Erde wegfliegt, muss nicht beschleunigen, weil er quasi mit fast zäh fliegt. Der, der entgegenfliegt, hat fast zäh und ist aber konstant ohne Beschleunigung. So, Du brichst das Experiment auf. Und der eine Zwilling, der eigentlich erst einmal von der wegfliegen müsste, zum anderen Stern abbremsen, umdrehen beschleunigen, das tust Du im Experiment auf 2 Leute aufteilen. 1, der nur eben zum Stern hinfliegt und der andere, der vom Stern wegfliegt, aber mit konstanter Geschwindigkeit. Und wenn Du dann rumrechnest, siehst Du halt, es macht hier tatsächlich was aus, ob Du in dem System des Beobachters auf der Erde bist oder im System der Zwillinge, die da hin- und herfliegen.
Und dann kommt man drauf, dass es tatsächlich 'n Unterschied ausmacht. Und dann in diesem Experiment ist es wirklich, der Zwilling, der in dieser Rakete war, käme Hühner zurück. Aber die Erklärung wird den Podcast hier sprengen, weil er muss sich auch entweder mit Minkowski Diagrammen beschäftigen oder aber mit den Lorenz Transformationen in den einzelnen Bezugssystemen. Und dann macht der Podcast keine Spaß. Ich hab zu dem Zwillingsparadoxon,
[00:53:23] Flodeo:
weiß ich, hab ich mal mal gelesen, NASA hat ja tatsächlich dieses Experiment mal in gewisser Weise gemacht bei 1 ihrer Astronauten. Ich glaub, der auch den aktuellen Rekordheld mit Zeit durchgehend auf der ISS. Der war, glaub ich, wirklich 'n komplettes Jahr Mhm. Oder anderthalb Jahre auf der ISS. Und er hat einen eineigen Zwilling, der halt auf der Erde war. Und die ISS bewegt sich natürlich allein mit dem, wie sie die Erde rumkreist, natürlich viel schneller.
[00:53:53] Florian Haas:
20000 kilometer per stunde ungefähr so. Ja, sind immer so 19800.
[00:53:58] Flodeo:
Ich hab die letzten Crew Starts und so weiter immer mit Ah. Angeschaut. Was ich auch nicht wusste, es gibt eine Sicherheitszone die ISS, wo beim Abdocken erst mal weg muss. Dass für den Fall, wenn 'n Navigationsausfall ist, nicht passieren kann, dass die sich irgendwo dann crashen. Dass die Umlaufbahn sich nicht kreuzen. Also Aber anderes Thema. Ja, ich, oh, Entschuldigung, ich kann auch kann mal Ewigkeiten reden mit 2. Voll spannend. Und Sie haben halt dann zumindest halt 'n Stück weit auch das Ganze irgendwie so auf auf zellulärer Ebene gemessen.
Und da war der Zwilling auf der Erde, also biologisch betrachtet durch Analyse seiner Zellen, 'n Stück weit im Alterungsprozess weiter fortgeschrittener ist der, der das Jahr oder anderthalb Jahre durchgehend auf der ISS verbracht hat.
[00:54:51] Florian Haas:
Da ist natürlich halt viele Sonderfaktoren noch mit dabei, weil natürlich der im Weltraum ja stärker der kosmischen Strahlung ausgesetzt ist. Also Zellen altern auch, aber anders ist viele Wickelabbau.
[00:55:03] Flodeo:
Andere Effekte. Die Knochen, Knochendichte nimmt ab. Also es sind ja alles noch Dinge, die da mit reinkommen, wo sie ja, wo auch alles Herausforderungen sind für eine Reise zum Mars, der wir uns stellen müssen. Und mir,
[00:55:20] Florian Haas:
oh ja, das müssen wir auch mal eine Folge drüber machen. Das könnte ekelhaft werden. Aber das, was wirklich messen kann, war mir nicht klar, weil ich glaub auch der Effekt, Du hast ja noch 'n zweiten Effekt. Das ist nicht nur die Beschleunigung der ISS, sondern Du hast ja auch auch noch ganz geringem Maße. Bist Du ja etwas aus dem Schwerefeld der Erde draußen, etwas. Ja, das ist viel. Ich glaub, immer noch 80, 85 Prozent der Erdgravitation sind ja Nein, nein. Ja, genau. Immer noch wirksam da oben. Das ist auch das Genau, und das heißt ja auch, Du bist ja nicht schwerelos tatsächlich eben, weil da keine keine Schwerkraft ist, sondern Du fällst ja mit der ISS die Erde rum die ganze Zeit. Ich fand die
[00:56:03] Flodeo:
Erklärung mal ganz schön. Entschuldigung, wenn ich da kurz kurz unterbrechen hab, ich fand die Erklärung mal ganz schön. Das hat, ich glaub, beim beim beim Harald Lesch hab ich das mal gesehen, der halt auch erklärt, im Grunde macht die ISS immer einen Parabelflug und fällt immer auf die Erde. Aber aufgrund des Radios, den sie hat, verfehlt sie sie halt ständig. Das fand ich Ganz ganz klar. Fand ich die schönste Equipment. Du fällst. Auf die Erde, aber Du verfehlst sie halt, weil Du halt sonen Radius hast. Aber trotzdem muss sie regelmäßig wieder in eine höhere Umlaufbahn geboostet werden.
Genau.
[00:56:33] Florian Haas:
Weil nur dann diese Bahnparabel eben so funktioniert. Ja. Du hast dir einfach auch diese Geschwindigkeit nach vorne, sie 20000 kilometer per stunde. Und dadurch hast Du eine Bahn, die quasi in jeder Sekunde die Erde vorbeifällt die ganze Zeit. Und dadurch befindest Du dich im freien Fall und die ISS auch. Und da sich sowohl die ISS als auch Du drinnen im gleichen Fall befindest, schwebt man. Das könntest du auch auf der Erde genauso machen, indem ich jetzt in einen Aufzug reinstecke. Oder Parabel fliegt. Kann man ja jetzt schon, aber genauso machen. Oder noch einfacher, ich flieg mit dir 'ner mit 'nem Wetterballon.
Ich tu dich in eine Aufzug Aufzugskabine und flieg mit dir so 20 Kilometer hoch und lass dich runterfliegen. Dann fliegst Du oder fliegst diese diese Aufzugsbox und Du da drinnen mit der gleichen Geschwindigkeit runter und Du wärst in diesem Aufzug schwerelos. Gut, wenn Du unten aufkommst, wärst Du Bartz. Ja. Aber Du wärst währenddessen wärst Du schwerelos.
[00:57:38] Flodeo:
Vor allem, das macht's dann schwierig. Es gibt ja diesen Mythos, dass man einen Aufzug, wenn man 'n Aufzug abstürzt, überleben kann, indem man kurz vor dem Aufprall einfach hochspringt. Es ist schon lang auch widerlegt worden, aber wenn ich dann schwerelos bin, wie will ich denn da hüpfen?
[00:57:59] Florian Haas:
Richtig, ganz genau. Und es wird nicht viel ausmachen. Es wird trotzdem hässlich für dich, wenn Du unten aufkommst. So, da kommt dann die Feuerwehr mit dem Nasssauger, weil ich glaub, alles andere
[00:58:12] Flodeo:
macht Wir müssen uns das grad nicht vorstellen. Ja, vielleicht doch halt paar Schaufeln, halt die Teile vom Aufzug mitzunehmen.
[00:58:20] Florian Haas:
Auch noch ganz genau. Na ja, und der Rest spritzt weg. Okay, es wird jetzt wirklich ekelhaft. Also wie gesagt, können wir noch ganz kurz auf es gleich m c Quadrat. Einstein hat eben dann auch festgestellt, auch wieder nur rein aufgrund der Beobachtungen, die er gemacht hat, dass halt der Energieinhalt, die ein Körper eben hat, eben hier eben sich mit der Geschwindigkeit eben ändert. Das Problem ist, dass man auch hier, auch im Internet wirst Du noch vieles finden, was falsch ist. Die Formel e ist gleich m c Quadrat heißt ja, wie Du gesagt hast, Energie ist gleich mal die Masse, einmalig Geschwindigkeit ins Quadrat.
Eigentlich müsstest Du die Formel anders schreiben. Du müsstest schreiben, Energie ist gleich die Ruhemasse. Wenn Du dich nicht bewegst, mal ich die Schwäche ins Quadrat. Oder eben ja, auch nicht ganz richtig, Du müsstest sagen, statt diesem m diesen Gammafaktor. Der Gammafaktor ist ein Verstärkungsfaktor. Den brauchst Du für eine Zeitdilatation, den brauchst Du bei der Längenkontraktion. Und dieser Gammafaktor wird eben immer größer, je näher Du dich der Lichtgeschwindigkeit annährst. Und eigentlich, was jetzt oft falsch gesagt wird, man sagt ja, je schneller sich etwas bewegt, desto schwerer
[00:59:49] Flodeo:
wird es das. Nicht schwerer, aber es hat mehr Nüsse. Ich glaube, das ist, glaube ich, das, wo die meisten immer im Kopf diese Verwechslung machen. Masse ist nicht gleich schwer.
[00:59:58] Florian Haas:
Genau. Ganz genau. Es kommt das Erste und der Flo hat gerade das Zweite gesagt. Das Erste ist schwer, hat nichts zu tun mit Masse. Schwer ist was, was etwas zu tun hat mit dem Gravitationsfeld. Also ist dieser Ausdruck falsch. Jetzt hat aber der Flo was gesagt, was auch falsch ist. Echt? Dass dem Mhm. Und zwar aber aber erstens mal kriegt der Flo, und das muss mich echt mal sagen, ist 1 der wenigen, die unterscheiden kann, zwischen Masse und Gewicht, also schwer. Gewicht ist wirklich, was Du auf der Waage hast, hier auf der Erde. Dein Gewicht ist anders auf dem Mond. Deine Masse ist aber immer die gleiche. Und jetzt kommt es, auch wenn Du dich mit fast Lichtgeschwindigkeit bewegst, deine Masse bleibt die gleiche, nur dein Energieinhalt nimmt zu.
Und darum lautet eigentlich die Formel, wenn man sagen würde, e ist gleich Gamma m 0 c Quadrat. Und dann sagt man halt, na ja, durch dieses Gamma ist diese Verstärkung, aber es betrifft nicht die Masse, sondern der Energieerhalt, der Energieinhalt von dir nimmt einfach zu. Und wenn man's rückblickend macht, heißt's einfach, ein Teilchen, das eine Ruhemasse hat, immer mehr zu beschleunigen auf immer höhere Geschwindigkeiten, musst Du immer mehr Energie reinstecken, die Du dann in diesen Energien halt dieses Massekörpers hineinsteckst.
[01:01:14] Flodeo:
Okay, aber ich hab ich hab das ich hab das nämlich auch immer gelernt, dass halt auch wenn ich mir irgendwelche Dokumentationen dazu angeschaut hab, war halt auch immer die Erklärung Ja. Dass mit steigender Geschwindigkeit die Masse zunimmt, weshalb man mehr Energie braucht, den Körper dann natürlich zu bewegen und immer weiter zu beschleunigen. Was natürlich irgendwann, weil's, glaub ich, eine exponentielle Steigerung ist, dann für hundertprozentige Lichtgeschwindigkeit bei unendlich landet. Deswegen wir halt Genau. Physikalisch auch wenn überhaupt maximal 99.9 Prozentige Lichtgeschwindigkeit erreichen würden.
Oder
[01:01:49] Florian Haas:
wenn Du am LHC schaust, wo wir ja Protonen beschleunigen, dann haben wir sich 0.999 Prozent.
[01:01:55] Flodeo:
Okay, ich hab eine 9 unterschlagen. 2 oder 2. Aber das heißt, es Ja, aber wie ist das jetzt? Wenn ich jetzt der stehende Beobachter bin, würd ich, wenn ich das messen könnte für ein an mir vorbeirauschendes Raumschiff nahe Lichtgeschwindigkeit eine Unterschied, eine andere Masse messen können wie der Pilot, der sich im Raumschiff befindet?
[01:02:26] Florian Haas:
Ja, wie würdest Du die Masse messen? Ja, das ist irgendwie Ja, ich mein, wenn's halt möglich wäre. Weil das ist halt, das ist das, was die meisten halt immer auch erklärt. Du misst es, ich weiß, genau. Nein, genau, weil's halt intuitiver ist. Weil Du ja eigentlich sagen kannst, es gibt diese relativistische Masse, heißt es. Relativistische Masse ist einfach dieser Gammafaktor mal der Ruhemasse. Also quasi ein virtueller Begriff. Und war auch jahrelang, war der gab und gäbe. Weil man versucht's halt jetzt anders einfach, es ist nix an, also es ändert sich nichts in der Physik. Nur man sagt jetzt, wenn Du's ganz starr richtig nimmst, die Masse ist immer konstant. Mhm. Du hast diesen Gammafaktor und der Energieinhalt von dir ändert sich halt. Der steigt und Diese Energieinhalt kann sein genau, Bewegungsenergie, sonst irgendwas. Und das sind halt so Themen, die halt da sind. Aber weil Du grad gesagt hast, wenn 1 mit hoher Geschwindigkeit bei dir vorbeifliegt, es gibt einen schönen Beweis für die spezielle Relativitätstheorie.
Und das sind Millionen.
[01:03:35] Flodeo:
Mhm.
[01:03:37] Florian Haas:
Millionen sind die schweren Brüder und Schwester von Elektronen. Mhm. Die leben nicht lang. Wir leben eine andere Sekunden Halbwertszeit und die entstehen in unserer Atmosphäre. In 'ner Höhe von ungefähr 100 Kilometer grob gesagt, Mhm. Entstehen auch die kosmische Strahlung. Das heißt, hochenergetische, kosmische Strahlung fliegt auf unsere Atmosphäre zu und es entstehen Ionen, die dann mit fast Lichtgeschwindigkeit zu Erde fliegen.
[01:04:04] Flodeo:
Mhm.
[01:04:05] Florian Haas:
Als wenn man nichts wüsste von Einstein und einfach nur rechnet, Strecke oder Länge, Weglänge ist gleich Geschwindigkeit mal Zeit. Mhm. Du weißt, solche Myonen, die leben nur Nanosekunde, Atosekunde, sonst irgendwas und die bewegen sich fast mit Lichtgeschwindigkeit. Dann würde es trotzdem so sein, dass diese Myonen nur 'n paar Kilometer weit fliegen würden. Das heißt, die entstehen 100 Kilometer Höhe. Mhm. Die fliegen 2, 3 Kilometer und würden dann zerfallen. Tatsächlich kann man aber die Myonen hier bei uns auf der Erde messen, jeden Tag. Kannst mit der Myondetektor kannst Du die einfach messen. Einfach nicht, Myolen kann man nicht einfach messen, aber Du kannst sie messen. Mhm. Und die einzige Erklärung dafür ist die spezielle Relativitätstheorie.
Dass aus Sicht von uns, aus Sicht von uns bewegt sich dieses Myon ja auf uns zu mit fast Lichtgeschwindigkeit. Mhm. Zeitdilatation, sprich, dass die die da für die Zeit, aus unserer Sicht vergeht die Zeit für das Myon langsamer und damit auch seine Zerfallszeit. Und es zerfällt halt dann erst, wenn's bei uns aufkommt. Aus 'ner Atosekunde werden aus unserer Sicht ein, 2 Sekunden und es reicht aus Und jetzt halt. Was bei uns aufkommt. Aus Sicht des Myons bewegen wir uns allerdings ja auf Sie zu. Ja. Und auf einmal ändert sich aber die Distanz zwischen dem Myon und der Erdoberfläche durch die Längenkontraktion.
Und das Myon für das Myon vergeht seine Zeit diese Nanosekunde, Atosekunde ganz normal. Aber es reicht aus, weil die Distanz zwischen seiner Entstehung und der Erde aber kürzer ist. Und darum können wir die auf der Erde messen. Ist 'n ganz simpler Effekt, den man jeden Tag da sehen kann.
[01:06:04] Flodeo:
Wissenschaft ist echt faszinierend. Ich liebe Wissenschaft.
[01:06:08] Florian Haas:
Ja. Es gibt eine Diskussion bei Einstein. Wenn man dann sagt, da haben auch andere Probleme rausgefunden, e ist gleich m c Quadrat. Wenn Du da mal reinsetzt, c hat jetzt als eine sehr große Zahl, Dann sieht man raus, dass wenn Du es schaffen könntest, Masse in Energie umzuwandeln, was das dann letztendlich bedeutet. Und was das ist, hat man dann ja gesehen. In neunzehnhundertachtunddreißig hat ja dann Otto Hahn und Fritz Strassmann die Kernspaltung
[01:06:45] Flodeo:
entdeckt. Ja.
[01:06:49] Florian Haas:
Und war, also die 2 Herren waren brillant. Aber es pass auf, jetzt kommt wieder mal in eine Ungerechtigkeit hinein. Otto Hahn, übrigens am Vorgänger vom Max Planck Institut in Berlin, haben Sie's rausgefunden. Otto Hahn und Fritz Straßmann haben im Dezember 38 Neutronen aufm Urankern drauf geschossen.
[01:07:08] Flodeo:
Mhm.
[01:07:11] Florian Haas:
Und haben festgestellt, auf einmal entstehen andere Produkte und sonst noch irgendwas, was man nicht, Strahlung. Alles, was man nicht erklären konnte. Und sie konnten sich erklären. Sie haben nur festgestellt, okay, wir haben doch hier 'n reines kleines Päckchen mit Uran, schieß Neutronen drauf und auf einmal kommen andere Elemente raus. Barium oder sonst irgendwas. Und irgendwie Energie wird frei. Man hat sie nie verstanden. Dann haben sie ihre ehemalige Laborpartnerin gefragt, die fliehen musste, weil sie Jüdin war, Lisa Meitner. Mhm. Und die war in England mit ihrem Neffen Otto Frisch. Ja.
Und Hahn und Straßmann schreiben ihr und sagen, okay, pass auf, wir haben hier irgendwas ziemlich Krasses, Verschießt mit Neutronen, auf Uran drauf. Dann irgendwie kommt da Energie raus und auf einmal haben wir andere Teilchen da oder andere Elemente da liegen. Und sie war dann mit ihrem Neffen spazieren. Und sie hat dann die Erklärung gefunden, dass die gerade diese Kernspaltung gemacht haben und dass eben diese Energie entsteht, weil bei der Kernspaltung entstehen meistens 2 andere Elemente, die aber in Summe leichter sind wie das wie das Uranelement, wie das Uranatom.
Und diese Differenz war die Bindungsenergie und die wird eben frei durch Strahlung. Das war diese Meither, die's rausgefunden hat, hat dann die beiden Herren aufgeklärt. Rat da mal, wer 'n Nobelpreis bekommen hat. Bei den Herren. Und wir gingen leer aus? Ja, die Frau natürlich.
[01:08:43] Flodeo:
Wie's halt Genau. Zur Wahl in der damaligen Zeit. Vor allem, was glaub ich echt, vielleicht sind's, ist es vielen gar nicht mehr so bewusst, aber auch früher waren eigentlich sehr viele Frauen in der Wissenschaft und auch in der Astronomie tätig, die eigentlich echt wichtige Entdeckungen gemacht haben. Aber die Anerkennung dafür haben trotzdem immer dann die die Männer bekommen, die vielleicht das das Projekt oder auch die Experimente vielleicht grundlegend in der Führung geleitet haben. Aber trotzdem die, wo's wirklich entdeckt haben, vor allem, wenn's Frauen waren, sind irgendwo nie erwähnt worden oder selten.
[01:09:25] Florian Haas:
Gibt's auch tatsächlich, Watson quick, die ja die Doppelstrang Helix da entdeckt haben. Da war auch eine Frau beteiligt, die hatte eigentlich die finale Form wirklich entdeckt. Ja. Die blieb auch leer. Ja. Ich hab auch keinen. Das war das Problem, nachdem ziemlich schnell, es ging wirklich ziemlich schnell, nachdem dann Otto Hahn und Fritz Strassmann ihre Kernspaltung gezeigt haben und was eben hier im Endeffekt besitzt Folgendes. Du nimmst so 'n Uranatom, tust mit Neutronen draufschießen, es entstehen 2 leichtere Teilchen. Es entsteht ein weiteres Neutron und Energie.
Und da wurde ziemlich schnell und diese Erklärung war eben, e ist gleich m c Quadrat. Du kannst eben hier diese fehlende, na ja, es ist ja keine Masse, dieser Energie. Also das ist auch noch so ein Thema. Du kannst diesen fehlenden Energieerhalt aus diesem Uranatom eben freisetzen. Und dann war ziemlich klar, da kann man entweder Energie erzeugen ziemlich schnell oder man kann katastrophal viel Energie erzeugen.
[01:10:29] Flodeo:
Mhm. Wir haben beides geschafft. Das war ja dann,
[01:10:31] Florian Haas:
wir haben beides geschafft, ganz genau. Und im Endeffekt ist ja die Atombombe genau das. Und hier war es die große Frage, das ist ein wissenschaftsphilosophisches Thema. Wenn Du jetzt so etwas entdeckst, jedem war innerhalb von von Tagen klar, was die Folge dieser Entdeckung ist. Ja. Was machst Du? Veröffentlicht, solltest Du's dann veröffentlichen oder nicht veröffentlichen. Weil Du weißt, wenn Du's veröffentlichst, was eben passiert ist, es wird jemand ziemlich schnell nach 'ner Bombe rufen. Das sind so ethische Fragen der Wissenschaft.
[01:11:07] Flodeo:
Na, weil
[01:11:08] Florian Haas:
Wenn Du eine große Erkenntnis hast, was machst Du mit der Erkenntnis? Weil einerseits willst Du natürlich
[01:11:13] Flodeo:
deinen wissenschaftlichen Erfolg schon teilen, Vor allem, weil Du vielleicht als Wissenschaftler zwar erkennst, ja, es kann auch für was Böses genutzt werden, aber auch für was Gutes. Wenn man überlegt, man kann jetzt da auch relativ schnell viel Energie auch erzeugen, seine Haushalte mit Strom zu versorgen. Klar, Du hast dann vielleicht in dem Moment die Herausforderung mit, wo pack ich dann meinen Atommüll hin? Aber trotzdem hättest Du erst mal Anführungszeichen saubere Energie, weil Du halt auch keine keine Abgase und so weiter hochkriegst, weil halt Wasserdampf daraus entsteht. Nur den Atommüll, den Du halt dann irgendwo wegbringen musst.
Es ist halt Ja, und das ist,
[01:11:58] Florian Haas:
ja, es sind spannende Fragen. Ich sag einmal, Du hast da vollkommen recht, man hat ja auch viel Tolles geschafft mit dem Ganzen. Aber das, das hast Du immer wieder, kann man da Gentechniksachen anführen oder sonst irgendwo. Du kannst viel in der in der Wissenschaft vieles hernehmen für Gutes wie auch für unheimlich Böses und ist halt spannend.
[01:12:19] Flodeo:
Ja. Und da muss man muss man noch viel weiter reingehen, auch mit allem, was dann noch mit der allgemeinen Relativitätstheorie kam.
[01:12:27] Florian Haas:
Und aber die nächste Folge hatten wir grade ja im Vorgespräch schon festgelegt, weil der Flo grad 'n aktuelles Thema grad umtreibt.
[01:12:37] Flodeo:
Ja, und zwar gibt es schon Theorien, die 'n bisschen auch dagegen schießen, dass die Urknalltheorie gar nicht so stimmt, wie viele annehmen und wie möglicherweise in einem schwarzen Loch existieren. Und das ist, glaub ich, ich glaub, im Moment ist es grad eine sehr hochgekochte und auch trotzdem interessante Theorie, die da grad im Raum steht.
[01:13:03] Florian Haas:
Ja. Wir haben ja heute gelernt, man man sollte sie nicht immer an die alten Gedanken festhalten. Und wir werden's in 2 Wochen diskutieren. Auf alle Fälle. Ich hoffe, wieder mit dir, Frau. Ah, sehr gerne. Bin ich jederzeit gerne dabei. Also ich hatte heute ich hatte heute richtig Spaß mit dir. Ich weiß auch, dass einige Erklärungen vielleicht nicht ganz richtig sind. Die Folge sollte am Dienstag rauskommen. Ich hab das noch 'n paarmal recherchiert, 'n paar Sachen versucht, so korrekt wie möglich zu erklären. Ich hab eine Recherche gesehen, wie viele aber auch Sachen falsch erklärt im Internet. Hab gedacht, na, dann macht's der Haas halt auch nicht ganz richtig damit.
Aber ich wollte einfach mal die Themen noch fertig haben zur speziellen Relativitätstheorie, heute auf diese ganzen Paradoxien eingehen. Und ganz ehrlich, mir hat's richtig Spaß gemacht mit dir Von mir auch vielen Dank, dass ich dabei sein durfte, Flo. Wie gesagt, ich fand, Du warst heut an einigen Stellen eine größere Bereicherung wie ich.
[01:14:01] Flodeo:
Nur weil ich meinen meinen naiven Input dazugegeben hab.
[01:14:05] Florian Haas:
Ja, also Du darfst dich nicht immer und dann Scheffel stellen, ja. Und Du hast gesehen beim letzten Mal, ich hab übrigens ja
[01:14:14] Flodeo:
Star Wars zitiert Ja. Beim Äther. Mit der Macht. Ja. Alles.
[01:14:19] Florian Haas:
Genau. Es ist so. Es bringt uns. Es verbindet alles. Es ist überall. Ich hätt gern die Musikring gehabt, aber es ging halt nicht. Ja, Copyright the bitch. Ja, ich weiß. Flo, vielen, vielen Dank. Ich hab euch alle lieb. Genau. Für euch servus. Bis zum nächsten Mal.
