Eigenzeit und Beschleunigung
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Eigenzeit und Beschleunigung

Ein wichtiger Punkt der Relativitätstheorie ist, dass Beschleunigungen nicht relativ sind. Es ist eindeutig zu spüren, ob man beschleunigt, denn Beschleunigung ruft Trägheitskräfte hervor. Es ist nicht Ansichtssache, ob jemand beschleunigt wird oder nicht. Deshalb wird das Zwillingsparadoxon oft so erklärt, als bewirke die Beschleunigung den Altersunterschied der Zwillinge. Das ist jedoch nicht der Fall, der Altersunterschied ist von den relativ zueinander zurückgelegten Strecken abhängig und nicht von der Stärke der Beschleunigungen. Der Vorgang der Beschleunigung verändert nicht die Eigenzeit, er ändert lediglich die Geschwindigkeit und damit die Sicht des Beschleunigten auf die Gleichzeitigkeit entfernter Ereignisse.

Während also die Zwillinge unseres Paradoxons sich voneinander entfernen, sehen sie jeweils Ereignisse im Leben des anderen als Gleichzeitig an, zu denen dieser jünger ist als sie. Wenn jedoch ein Zwilling abbremst, dann ändert er seinen Bewegungszustand relativ zum anderen und damit seine Sicht auf die Welt. Während des Bremsvorgangs scheint der andere Zwilling rapide zu altern, aber nicht weil die Beschleunigung des einen das Leben des anderen beinflusst, sondern weil der bremsende Zwilling seine Sicht der Gleichzeitigkeit ändert.

Anette kehrt zurück

Kommen wir also auf das Beispiel von der vorherigen Seite zurück und betrachten den Fall, in dem Anette einen fremden Planeten besucht, umkehrt und Bertram auf der Erde wiedertrifft. Es ist bekannt, dass die zurückkommende Anette jünger ist als Bertram, der auf der Erde blieb.

Aus der Sicht Bertrams ist der Fall einfach. Er sieht, dass sich Anette schnell bewegt, zu einer bestimmten Zeit in Bertrams Leben den fremden Planeten besucht und dann in schneller Bewegung zu ihm zurückkehrt. Er bemerkt auch, dass Anettes Zeit auf Hin- und Rückreise gleichermaßen langsamer vergeht, sie also jünger bleibt, während ihre Zeit auf dem Planeten gleich schnell läuft wie seine (der Planet bewegt sich nicht relativ zur Erde). Nehmen wir an, Anette sei nach der Rückkehr zwei Jahre jünger als Bertram, Hin- und Rückreise verlaufen nach dem gleichen Muster, so ist Anette aus Bertrams Sicht auf dem Planeten ein Jahr jünger als er.

Aus Anettes sicht ist der Fall komplizierter. Sie fliegt los und bemerkt dabei, dass für Bertram, der sich ihr gegenüber schnell bewegt, die Zeit langsamer vergeht. Wenn sie dem fremden Planeten nahe ist, erscheint er ihr jünger als sie. Während sie aber abbremst spürt sie nicht nur die starken Trägheitskräfte auf sie wirken, sie bemerkt auch, dass sich ihre Sicht der Welt verändert und ihr immer spätere Ereignisse aus Bertrams Leben mit ihrem Bremsmavöver gleichzeitig erscheinen. Sie sieht mehr als ein Jahr von Bertrams Leben an sich vorbeiziehen und stellt, auf dem Planeten gelandet, fest, dass sie ein Jahr jünger ist als Bertram. Beide befinden sich jetzt zueinander in Ruhe und haben somit das gleiche Empfinden für Gleichzeitigkeit. Sobald Anette jetzt ihren Rückflug antritt muss sie aber wieder in Richtung Erde beschleunigen und sie sieht nochmal für mehr als ein Jahr Ereignisse aus Bertrams Leben gleichzeitig mit ihrem Manöver. Aus ihrer Sicht ist Bertram jetzt mehr als zwei Jahre älter als sie, aber er bewegt sich schnell, so dass seine Zeit langsamer vergeht und bei ihrem wiedersehen hat Anette ein Jahr aufgeholt und ist nur noch zwei jahre Jünger als Bertram.

Man sieht also, dass die für Anette vergangene Zeit, ihre Eigenzeit, zwischen der Abreise und der Wiederkehr zwei Jahre kürzer ist als die von Bertram. Und zwar unabhängig davon, ob man die Geschehnisse aus Bertrams oder aus Anettes Perspektive betrachtet. Man darf nur nicht den Fehler machen, Beschleunigungen zu ignorieren. Bewegung ist relativ, es ist egal wen man als ruhend annimmt, beschleunigt wird aber nur der, der Trägheitskräfte spürt. Bertrams und Anettes Eigenzeit zwischen Abreise und Wiederkehr sind invariant gegenüber der Veränderung der Perspektive.

Dieses Beispiel des Zwillingsparadoxons habe ich auf der Seite Relativitätsprinzip.info durchgerechnet: Zahlenbeispiel zum Zwillingsparadoxon.

Letzte Änderung: 18.12.2005