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updated @ 30.08.17

Chaos Dynamik

Wir erleben wunderbare und entsetzliche Dinge. Die Natürlichkeit des menschlichen Daseins. Wie wir damit umgehen, ist unser Leben. Das Leben ist ein Auf und Ab. Es ist per Definition unberechenbar. Schon die kleinsten Veränderungen können unsere Zukunft beeinträchtigen. Es gibt keine Garantien wie das Leben für einen verläuft. Unsere Entscheidungen sollen uns Sicherheit und Vertrauen geben. Wir wollen Kontrolle über unser Leben, um uns sicher zu fühlen. Doch bestimmte Dinge lassen sich nicht kontrollieren.

Chaos und Ordnung sind normale Gegensätze. Chaos war das Naturgesetz, Ordnung ein Traum des Menschen. Ich denke an Chaos, so kann Chaos entstehen. Chaos und die Angst vor Chaos, bewirkt mehr Chaos. Chaos ist gut. Chaos ist Dein Freund. Versuch es nicht zu kontrollieren. Versuch es nicht zu manipulieren.

Kontrolliere nicht Dein Leben, es kontrolliert sich selbst und von allein. Dein Leben ist Schicksal und Bestimmung zugleich, sei Dir dem im klaren. Pass auf, denke, fühle und wachse mit Deinen Erfahrungen und denke nicht: Was wäre wenn? Lebe hier und jetzt, denn verlorene Zeit kann nicht wieder gefunden werden!

Männerregeln

Wir hören immer von Regeln aus Sicht der Frauen. Hier sind endlich die Regeln aus Sicht der Männer. Alle Regeln haben die gleiche Wichtigkeit! 😉

  1. Brüste sind dazu da, angeschaut zu werden und deshalb tun wir das auch. Versucht nicht das zu ändern!
  2. Samstag = Sport. Das ist wie Vollmond oder Ebbe und Flut. Lasst die Finger davon!
  3. Shopping ist KEIN Sport und NEIN, wir verschwenden keinen Gedanken daran Shoppen zu gehen, wir kaufen ein!
  4. Sagt uns was Ihr wollt. Sagt es eindeutig. Subtile Hinweise funktionieren nicht! Wütende Hinweise funktionieren nicht! Versteckte Hinweise funktionieren nicht! SAGT ES EINFACH!
  5. Kommt nur dann zu uns, wenn Ihr wollt das Euer Problem von uns gelöst wird. Das ist es was wir tun. Für Mitgefühl sind Eure Freundinnen da!
  6. Kopfschmerzen die mehrere Wochen dauern sind ein Problem. Geht zum Arzt!
  7. Was wir vor sechs Monaten gesagt haben, ist als Argument nicht verwendbar. Tatsächlich sind alle unsere Kommentare nach sieben Tagen null und nichtig!
  8. Wenn Ihr denkt, Ihr seid zu dick, wird das zutreffend sein. Fragt uns deshalb nicht ob es stimmt!
  9. Wenn ein Spruch von uns auf zwei Arten interpretiert werden kann und eine Antwort macht Euch traurig oder wütend, dann meinten wir die andere!
  10. Entweder könnt Ihr uns bitten etwas zu tun, oder uns sagen wie wir etwas tun sollen. Beides geht nicht! Wenn Ihr wirklich wisst, wie etwas besser gemacht wird, dann macht es selber!
  11. Wenn Ihr etwas zu sagen habt, dann macht das bitte während der Werbung!
  12. Wenn wir Euch fragen, ob Euch etwas stört und Ihr sagt "NICHTS", dann werden wir uns so verhalten als ob alles in Ordnung ist. Wir wissen das Ihr lügt, aber wir wollen uns allen nicht den Abend verderben!
  13. Wenn Ihr uns eine Frage stellt auf die Ihr eigentlich keine Antwort erwartet, bereitet Euch auf eine Antwort vor, die Ihr nicht hören wollt!
  14. Wenn wir ausgehen, sieht alles was Ihr anhabt absolut toll an Euch aus, wirklich!
  15. Fragt uns nicht was wir gerade denken, es sei denn, Ihr seid bereit eine Diskussion über folgende Themen zu beginnen: Sex, Sport oder Computer!

Der Weihnachtsmann

Hier eine wissenschaftliche Abhandlung ob es den Weihnachtsmann gibt:

  1. Keine bekannte Spezies der Gattung Rentier kann fliegen. Es gibt 300.000 Spezies von lebenden Organismen, die noch klassifiziert werden müssen und obwohl es sich dabei hauptsächlich um Insekten und Bakterien handelt, schließt dies nicht mit letzter Sicherheit fliegende Rentiere aus, die allerdings nur der Weihnachtsmann bisher gesehen hat.
  2. Es gibt fast 2 Milliarden Kinder und Jugendliche unter 18 (Stand: 2013 | Deutsche Stiftung Weltbevölkerung) auf der Welt. Da der Weihnachtsmann (scheinbar) keine Moslems, Hindus, Juden und Buddhisten beliefert, reduziert sich seine Arbeit auf etwa 15% der Gesamtbevölkerung - 378 Millionen Kinder unter 15 bleiben übrig. Bei einer durchschnittlichen Kinderzahl von 3,5 pro Haushalt ergibt das 91,8 Millionen Haushalte. Wir nehmen einfach mal an, dass in jedem Haushalt mindestens ein braves Kind lebt.
  3. Der Weihnachtsmann hat einen 31 Stunden Weihnachtstag, bedingt durch die verschiedenen Zeitzonen, wenn er von Osten nach Westen reist (was logisch erscheint). Damit ergeben sich 822,6 Besuche pro Sekunde. Somit hat der Weihnachtsmann für jeden christlichen Haushalt mit braven Kindern eine 1/1000 Sekunde Zeit. Parken, aus dem Schlitten springen, den Schornstein runter klettern, die Socken füllen, die übrigen Geschenke unter dem Weihnachtsbaum verteilen, alle übrig gebliebenen Reste des Weihnachtsessens vertilgen, den Schornstein wieder rauf klettern und zum nächsten Haus fliegen. Angenommen, dass jeder dieser 91,8 Millionen Stopps gleichmäßig auf die ganze Erde verteilt sind (was natürlich, wie wir wissen nicht stimmt, aber als Berechnungsgrundlage akzeptieren wir dies), erhalten wir nunmehr 1,3 km Entfernung von Haushalt zu Haushalt und eine Gesamtstrecke von 120,8 Millionen km, nicht mitberechnet die Unterbrechungen für das, was jeder von uns mindestens einmal in 31 Stunden tun muss. Das bedeutet, dass der Schlitten des Weihnachtsmannes mit 1040 km/s fliegt, also der 3000-fachen Schallgeschwindigkeit. Zum Vergleich: das schnellste von Menschen gebaute Fahrzeug auf der Erde (Stand: 2013), die Raumsonde New Horizons, startete mit 16,21 km/s. Ein gewöhnliches Rentier schafft höchstens 24 km/h.
  4. Die Ladung des Schlittens führt zu einem weiteren interessanten Effekt. Angenommen, jedes Kind bekommt nicht mehr als ein mittelgroßes Lego-Set (etwa 1 kg), dann hat der Schlitten ein Gewicht von 378.000 Tonnen geladen, nicht eingerechnet den Weihnachtsmann (der übereinstimmend als übergewichtig beschrieben wird). Ein gewöhnliches Rentier kann nicht mehr als 175 kg ziehen. Selbst bei der Annahme, dass ein "fliegendes Rentier" (siehe Punkt 1) das zehnfache normale Gewicht ziehen könnte, braucht man für den Schlitten nicht 8 oder vielleicht 9 Rentiere, man braucht 216.000! Das erhöht das Gewicht (den Schlitten selbst noch nicht eingerechnet) auf 410.400 Tonnen.
  5. Also 410.400 Tonnen bei einer Geschwindigkeit von 1040 km/s erzeugt einen ungeheuren Luftwiderstand, dadurch werden die Rentiere extrem aufgeheizt, genauso wie ein Raumschiff das wieder in die Erdatmosphäre eintritt. Das vorderste Paar Rentiere muss dadurch 16,6 Trillionen Joule Energie absorbieren, pro Sekunde, jedes! Anders ausgedrückt, sie werden praktisch augenblicklich in Flammen aufgehen. Das nächste Paar Rentiere wird dem Luftwiderstand preisgegeben und es wird ein ohrenbetäubender Knall erzeugt. Das gesamte Team von Rentieren wird innerhalb von 5/1000 Sekunden vaporisiert. Der Weihnachtsmann wird währenddessen einer Beschleunigung von der Größe der 17.500-fachen Erdbeschleunigung ausgesetzt. Ein (angenommen) 120 kg schwerer Weihnachtsmann würde somit an das Ende seines Schlittens genagelt (mit einer Kraft von 20,6 Millionen Newton).

Damit kommen wir zu dem Schluss: Wenn der Weihnachtsmann (irgendwann einmal) die Geschenke gebracht haben sollte, dann ist er heute tot.

Der Mayakalender

Die Hochkultur der Maya erlebte ihre Glanzzeit zwischen 300 und 900 n. Chr. und ist unter anderem für ihre Leistungen in der Astronomie bekannt. Außer den Maya besaß keine mesoamerikanische Kultur ein so ausgeprägtes Kalendersystem wie dieses. Ihr Langzeitkalender beginnt im Jahre 3114 v. Chr. und markiert die Zeit in 394-Jahr-Zyklen, bezeichnet als Baktuns. Die 13 war für die Maya eine heilige Zahl und der 13. Baktun endet am 21. Dezember 2012. Das ist ein spezieller Jahrestag der Schöpfung, die Maya sprachen nie davon, dass die Welt zu Ende gehen würde, sie sagten nie, dass notwendigerweise irgendetwas schlimmes geschehen würde. Tatsächlich ist es so, dass die Inschrifttafel auf Monument "Six" eines königlichen Sarkophags in der alten Maya-Stadt "Tortuguero" auf ein Ereignis im Jahr 2012 hinweist: Die erwachten Menschen werden die heilige Mission der »Reinigung der Erde« vollenden. Am 21. Dezember 2012 werden die Menschen in eine neue Zivilisation eintreten.

Die Weltsicht der Maya bestand darin, dass es mehrere Welten und mehrere Schöpfungen gegeben habe. Für die Maya ist die Schöpfung ein bis heute andauernder Prozess aus Zerstörung und Neubeginn. Sie haben die Zeit in immer größeren Zyklen weiter gezählt. Es gibt Zeitangaben, die sich auf die Jahre 8000 und 12000 n. Chr. beziehen. Wodurch auch widerlegt ist, dass der Mayakalender am 21.12.2012 endet. Auf das Ende eines Zyklus folgt immer wieder ein neuer! Im Maya-Kalender gibt es keinerlei inhaltlichen Aussagen darüber, was in der Zukunft wann passieren wird. Am 22.12.2012 beginnt in der Vorstellung der Maya lediglich ein neuer Zyklus.

Im Verständnis der Maya, war der 11. August 3114 v. Chr. der Tag 1 der gegenwärtigen Welt. Vor diesem Tag hätte es nach Auffassung der Maya bereits unendlich viele Welten gegeben. Den Nullpunkt der Zeit datieren die Maya Grube zufolge vor Oktillionen Jahren. Also vor mindestens 1048 Jahren. Nach heutigem Stand der Wissenschaft also Milliarden Jahre vor dem Urknall.

Das Kalendersystem der Maya besteht aus drei unterschiedlichen Arten, Tage zu bestimmen: Dem Tzolkin, dem Haab und der langen Zählung. Das erste ist der „Haab“-Kalender, der das Sonnenjahr aufteilte und unserem heutigen Kalender ähnelt. Die 365 Tage des Jahres gliederten sich in 18 Monate, die aus jeweils 20 Tagen bestanden. Weil das noch keine 365 ergab, wurden nicht näher bezeichnete Tage ergänzt. Das zweite Kalendersystem der Maya war ein rituelles, das als „Tzolkin“ bezeichnet wurde. Darin war das Jahr in 20 Monate mit jeweils 13 Tagen aufgeteilt. Es hatte deshalb nur 260 Tage. Der dritte Kalender ist der, der momentan für großen Weltuntergangs-Wirbel sorgt. In ihm wird die Zeit nicht in Tage, Wochen oder Monate gegliedert. Er beginnt am 1. August im Jahr 3114 vor Christus.

Die Mathematik und Astronomie der Maya beruhte auf der sogenannten langen Zählung sowie auf den Zahlen 20 und 360. Das Sonnenjahr "haab" umfasste also 360 Tage. Alle Tage wurden in zyklischen Einheiten gezählt und die Zyklen jeweils mit dem Faktor 20 multipliziert. 360 Tage sind ein tun, 7200 Tage sind ein katun und 144.000 Tage ein baktun. Gegenwärtig befindet sich die Menschheit, dieser Mythologie zufolge im 13. baktun. Und das ist auch der Grund für den gegenwärtigen Maya-Boom: Denn dieser baktun Zyklus endet am 21. Dezember 2012. Die Zeit geht aber weiter, auch wenn ein Kalender aufhört. Wenn nun nach 5200 Maya-Jahren die Zyklen enden, kehrt man zum Ausgangsdatum zurück. Die Maya hatten also die Idee, dass die Zeit sowohl zyklisch, als auch linear betrachtet werden kann.

Außerdem sollen die Maya gewusst haben, dass die Erdachse schwankt, wodurch sich die Anordnung der Sterne jedes Jahr leicht verschiebt. Einmal alle 25.800 Jahre zieht die Sonne zur Wintersonnenwende mit dem Zentrum der Milchstraße gleich. Dass sich die Sonnenbahn zur Wintersonnenwende 2012 mit dem galaktischen Äquator kreuzt, ist in Wirklichkeit vollkommen bedeutungslos. Zuerst einmal ist die Verteilung der Sterne in der Milchstraße so ungleich, dass der galaktische Äquator gar nicht so genau zu definieren ist, und außerdem kreuzt die Sonnenbahn diesen Äquator jedes Jahr. Man muss bedenken, dass sich die Sonne gegenüber dem Sternenhimmel so langsam bewegt, dass es 36 Jahre dauert, bis die Sonne eine Strecke zurücklegt, die nur einem Sonnendurchmesser entspricht. Tatsächlich findet das Kreuzen der Sonnenbahn mit dem galaktischen Äquator zum Zeitpunkt der Wintersonnenwende schon seit 1983 statt, und wird noch bis 2019 andauern.

Eines Tages in der Zukunft wird alles Leben auf Planet Erde ausgelöscht werden. Die einzige Chance zu überleben wird für die Mensch der Sprung ins All sein. Die Menschheit wird ins All auswandern müssen, wenn sie nicht in einer irdischen Apokalypse enden möchte. Unter dem Yellowstone Nationalpark blubbert eine gigantische Magmablase. Der nächste Ausbruch ist längst überfällig. Kommt es zur Katastrophe, dann wird die Wirklichkeit noch viel schlimmer sein als Emmerichs kühne Fiktion. Jahrhunderte der Finsternis, eine neue Eiszeit, Hungersnöte und Massensterben werden folgen. Um übermorgen überleben zu können, müssen wir aber heute massiv die Weltraumfahrt vorantreiben. Ein gemeinsames Raumfahrt-Projekt so vieler Völker wie nur möglich kann die Menschheit zu einer Einheit zusammenschweißen und kleinkariertes Konkurrenzdenken zwischen Nationen, Religionen und Rassen ad absurdum führen.

Für die Maya selber findet der Untergang ihrer Welt nicht plötzlich, sondern allmählich statt, und dauert schon 500 Jahre lang an. Anlässlich des Jahrestages der angeblichen Entdeckung Amerikas am 12. Oktober haben die Maya Guatemalas eine Pressemitteilung herausgegeben, in der es heißt, dass sie seit 1492 die Zerstörung ihres Volkes und ihrer Kultur erleben, dass ihre Ländereien weggenommen werden, ihre Sprache nicht respektiert wird, dass sie gewaltsam christianisiert werden, Misswirtschaft, Korruption und Demagogie ertragen müssen, und bis heute ihre Naturressourcen geraubt und zerstört werden. In Guatemala leben etwa 80% der Maya in Armut. Obwohl sie die Mehrheit der Bevölkerung darstellen, sind sie politisch in der Minderheit. In Mexiko sieht es teilweise noch schlimmer aus, denn in den archäologischen Stätten haben die Maya nicht einmal das Recht, ihre traditionellen Riten durchzuführen - nicht einmal eine Muscheltrompete dürfen sie dort blasen. In Guatemala haben sich die Maya das Recht erkämpft, ihre Zeremonien wieder durchzuführen, unter anderem verbrennen sie dort (auf neuen Altären) wieder Weihrauch als Nahrung für die Seelen der Ahnen.

Die 30 Mayavölker sind heute in der Existenz bedroht. Ihr physisches und kulturelles Überleben steht auf dem Spiel. Die Cholti-Maya sind bereits verschwunden. Ihre Welt ist bereits untergegangen. In vielen Dörfern Mexikos trifft man auf Maya, und man stellt fest, dass die Generation der Großeltern noch fließend die Mayasprache spricht, die Generation der Eltern nur noch teilweise, und die Generation der Kinder versteht noch die Sprache, spricht sie aber nicht mehr. Der Schamane „Kleine Sonne" der Lacandon-Maya sagte einmal: „Erst wenn der letzte Baum gefällt ist, dann kommt das Ende der Welt. Jetzt noch nicht, aber bald ist es so weit." Wir müssen also nicht ins Fernrohr gucken, zu irgendeinem galaktischen Äquator, sondern haben die Antwort direkt vor unserer Nase. Wann die Welt untergeht, hängt ganz einfach von uns Menschen selbst ab.

Wenn der 21. Dezember überstanden ist, haben wir zehn Jahre Ruhe. Dann sieht Frühsorge das nächste Ende der Welt kommen: „Die Nachbarn der Maya, die Azteken, hatten auch die Vorstellung, dass die Welt mehrmals erschaffen wird. Sie gehen von einem Zyklus von 52 Jahren aus.” Demnach wäre der nächste Weltuntergangstermin 2023.

Quellen: Internet, faszination2012.de, scienceblogs.de

Die Zeit

Warum läuft die Zeit bei hoher Geschwindigkeit langsamer?
Ein Versuch, die Einsteinsche-Zeitdilatation auf einfache Weise zu erklären!

Vermutlich habt ihr schon davon gehört, dass die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit c = 299 792 458 m/s in der Physik eine besondere Rolle spielt. Auch Radiowellen, Infrarot-, Ultraviolett-, Röntgen- und Gammastrahlen breiten sich im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit aus. Der berühmte Physiker Albert Einstein hat 1905 in seiner speziellen Relativitätstheorie ungewöhnliche Erscheinungen vorausgesagt, die bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit auftreten. Eine Folgerung aus Einsteins Theorie ist besonders verblüffend: "Wenn man sich beinahe mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, läuft die Zeit deutlich langsamer!".

Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie
Die Physik verwendet zur Beschreibung eines Vorgangs eine Zeitskala und ein räumliches Koordinatensystem (z.B. ein kartesisches Koordinatensystem mit drei zueinander senkrechten Achsen). Dabei kann der Zeitnullpunkt willkürlich festgelegt werden (z.B. auf Christi Geburt). Was das räumliche Koordinatensystem betrifft, so kann man den Ursprung und die Achsenrichtungen beliebig wählen. Außerdem ist es möglich, ein "bewegtes" Koordinatensystem zu verwenden, also etwa aus der Sicht eines Autos die Bewegung von Bäumen zu beschreiben. Wenn im folgenden von Koordinatensystemen oder Bezugssystemen die Rede ist, sind immer so genannte Inertialsysteme gemeint, das sind Bezugssysteme, in denen kräfte freie Körper gemäß dem Trägheitssatz in Ruhe bleiben oder sich mit konstanter Geschwindigkeit und Richtung bewegen. Ein typisches Beispiel für ein Inertialsystem ist das Bezugssystem eines antriebslosem fliegenden Raumschiffs, in dem sich die Astronauten im Zustand der Schwerelosigkeit befinden. In einem Nicht-Inertialsystem dagegen würden Trägheitskräfte wie beim plötzlichen Bremsen eines Autos oder Zentrifugalkräfte wie in der Looping-Achterbahn auftreten.

Die spezielle Relativitätstheorie befasst sich im wesentlichen mit der folgenden Frage: In wie weit können physikalische Größen in zueinander bewegten Koordinatensystemen verschiedene Werte besitzen? Für die Geschwindigkeit ist die Abhängigkeit vom Bezugssystem offensichtlich: Ist das verwendete Koordinatensystem beispielsweise mit einem parkenden Auto verbunden, so haben die Bäume am Straßenrand die Geschwindigkeit 0 km/h. Betrachtet man dieselben Bäume im Bezugssystem eines Fußgängers bzw. eines fahrenden Autos, so bewegen sich diese Bäume beispielsweise mit 5 km/h bzw. 100 km/h. Original Zitat von Einstein: "Wann hält Ulm an diesem Zug?". Andererseits erscheint es dem "gesunden Menschenverstand" undenkbar, dass Länge, Zeit oder Masse vom verwendeten Koordinatensystem abhängen könnten. Albert Einstein hatte als erster die revolutionäre Idee, dass sich auch diese Größen mit dem Bezugssystem ändern könnten. Bei seinen Überlegungen ging Einstein von zwei Prinzipien aus, dem Relativitätsprinzip und dem Prinzip von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit:

Relativitätsprinzip
In zwei verschiedenen Bezugssystemen, die sich gegeneinander gleichförmig, also mit konstanter Geschwindigkeit und gleichbleibender Bewegungsrichtung bewegen, haben die Naturgesetze die gleiche Form. Solche Bezugssysteme sind also gleichberechtigt. Dieses Relativitätsprinzip liegt bereits der klassischen (Newtonschen) Mechanik zugrunde. Als Beispiel sei der Versuch genannt, in einem Zugabteil (ohne Fenster, mit totaler Schallisolierung, perfekter Federung, absolut ebenem Gleis usw.) durch physikalische Messungen festzustellen, ob der Zug fährt oder wie hoch seine Geschwindigkeit ist. Schon nach der Newtonschen Mechanik ist dies unmöglich. Dagegen lässt sich eine Beschleunigung oder eine Kurvenfahrt des Zuges ohne weiteres erkennen, z.B. daran, dass sich ein Ball am Boden des Eisenbahnwagens in Bewegung setzt. Verwendet man in der Newtonschen Mechanik zwei verschiedene Bezugssysteme, die sich gleichförmig gegeneinander bewegen, so erhält man bei Geschwindigkeitsmessungen verschiedene, bei Beschleunigungsmessungen dagegen übereinstimmende Werte.

Wichtig für das Verständnis des Relativitätsprinzips ist, dass das Fehlen von äußeren Kräften (z.B. von Gravitationskräften) vorausgesetzt wird. So können verschiedene, gegeneinander bewegte Bezugssysteme auf der Erde im allgemeinen nicht als gleichberechtigt angesehen werden. Betrachtet man dagegen zwei Raketen, die in großer Entfernung vom nächsten Himmelskörper antriebslos aneinander vorbeifliegen, so sind die mit diesen Raketen verbundenen Koordinatensysteme gleichberechtigt. Jede der beiden Raketenbesatzungen kann z.B. behaupten, das eigene Raumschiff bewege sich mit 100 km/s, während die andere Rakete stillstehe. Ein weiterer Beobachter könnte beispielsweise mit gleichem Recht sagen, dass sich die erste Rakete mit 20 km/s in die eine Richtung und die zweite mit 80 km/s in die Entgegengesetzte Richtung bewege.

Folgerung
Bewegung ist ein relativer (d.h. vom verwendeten Bezugssystem abhängiger) Begriff. Es gibt keinen absoluten Raum! Das zweite für die spezielle Relativitätstheorie grundlegende Prinzip wurde von James Clerk Maxwell in seiner Theorie der Elektrodynamik (1861 bis 1864) vorausgesagt und von Albert Abraham Michelson 1881 experimentell bestätigt:

Prinzip von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
Die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit "c" hat in jedem Bezugssystem den gleichen Wert. Dieses Prinzip hat überraschende Konsequenzen. Wenn sich ein Beobachter mit halber Schallgeschwindigkeit auf eine Schallquelle zu bewegt und die Geschwindigkeit des ankommenden Schalls in seinem Bezugssystem misst, erhält er das Eineinhalbfache des normalen Wertes. Dagegen hat für einen Beobachter, der mit halber Lichtgeschwindigkeit auf eine Lichtquelle zurast, die Geschwindigkeit des ankommenden Lichts in seinem Bezugssystem nur den normalen Wert.

Der Doppler-Effekt
Jeder hat schon beim Vorbeifahren eines Notarztwagens beobachtet, dass der Ton des Martinshorns in dem Moment, in dem der Wagen vorbeifährt, plötzlich tiefer wird. Diese Erscheinung wird als Doppler-Effekt (nach dem österreichischen Physiker Christian Doppler) bezeichnet und ist typisch für die Ausbreitung von Wellen, z.B. von Schall- oder Lichtwellen. Wie kommt dieser Effekt zustande?

Die Schallquelle sendet in einem bestimmten zeitlichen Abstand (z.B. 0,0020 s) Wellenfronten aus, die sich in alle Richtungen mit etwa 330 m/s ausbreiten. Bewegt sich die Schallquelle auf den Beobachter zu, so haben die später ausgesandten Wellenfronten einen kürzeren Weg zum Beobachter zurückzulegen und brauchen daher weniger Zeit, um zu diesem zu gelangen. Dadurch kommen die Wellenfronten in einem kürzeren Zeitabstand (beispielsweise 0,0018 s) beim Beobachter an. Dieses schnellere Aufeinanderfolgen der Wellenfronten empfinden wir als Erhöhung des Tons. Bewegt sich die Schallquelle vom Beobachter weg, so brauchen die später ausgesandten Wellenfronten aufgrund des längeren Weges mehr Zeit, bis sie beim Beobachter ankommen. Auf diese Weise wird der zeitliche Abstand der Wellenfronten erhöht (beispielsweise auf 0,0022 s). Wir nehmen in diesem Fall einen tieferen Ton wahr. In dem zuletzt genannten Zahlenbeispiel beträgt der Verlängerungsfaktor für den Zeitabstand der Wellenfronten k = 0,0022 s / 0,0020 s = 1,1.

Ein entsprechender Effekt kommt auch bei Lichtwellen vor. Nähert sich die Lichtquelle dem Beobachter, so kommen die Wellenfronten in kürzerem zeitlichem Abstand beim Beobachter an (Violettverschiebung). Im umgekehrten Fall stellt man eine Rotverschiebung fest. Ein berühmtes Beispiel ist die Rotverschiebung im Licht der Galaxien, die sich von unserer Milchstraße wegbewegen. Diese Rotverschiebung gilt als Beweis für die Urknalltheorie. Wenn die Geschwindigkeit der Lichtquelle relativ zum Beobachter ähnlich groß wird wie die Lichtgeschwindigkeit, kann sich der Doppler-Effekt extrem auswirken. Dies soll am folgenden Beispiel näher erläutert werden:

Beispiel 1 - Zeitabstand:
Im Jahr 2500 startet eine unbemannte Raumsonde mit der Geschwindigkeit v = 0,8 c (d.h. mit 0,8-facher Lichtgeschwindigkeit) zum weit entfernten Andromedanebel. Jedes Jahr sendet die Bodenstation auf der Erde ein Funksignal mit Lichtgeschwindigkeit zur Raumsonde. Jedes Mal bei der Ankunft eines solchen Signals registriert der Bordcomputer die Zeit (natürlich gemessen mit der Uhr der Raumsonde) und sendet zur Bestätigung ein Antwortsignal zur Erde. Von der Raumsonde aus betrachtet, verhält sich die Erde wie eine Licht- oder Schallquelle, die sich von der Sonde wegbewegt. Wir wissen bereits, dass die vom Bordcomputer aufgezeichneten Ankunftszeiten der Signale einen größeren zeitlichen Abstand haben müssen als ein Jahr.

Nun soll aber genau ausgerechnet werden, wie groß dieser zeitliche Abstand ist. Wir wollen also den Verlängerungsfaktor k für den Zeitabstand der Signale wissen. Die Ankunft der von der Erde kommenden Signale bzw. die Rücksendung der Antwortsignale erfolgt jeweils im Abstand von k Jahren. Dabei hängt die Größe k von der Geschwindigkeit v ab. Bisher wissen wir nur, dass k größer als 1 sein muss. Nach dem Relativitätsprinzip können wir den Vorgang genauso gut im Bezugssystem der Erde betrachten. Nachdem sich die Raumsonde mit v = 0,8 c von der Erde entfernt, kommen die Antwortsignale in größerem zeitlichem Abstand an, als sie von der Sonde ausgesandt wurden, genauer gesagt im k-fachen Abstand. Daher beträgt der zeitliche Abstand der von der Bodenstation registrierten Antwortsignale k · k Jahre = k2 Jahre. Aus dem Zeit-Weg-Diagramm (t-s-Diagramm) lässt sich dieser zeitliche Abstand jedoch direkt ablesen: Er beträgt genau 9 Jahre. Damit können wir die Größe von k angeben. Aus k2 = 9 folgt sofort k = 3.

Ergebnis von Beispiel 1 - Zeitabstand:
Wenn sich eine Signalquelle, die regelmäßig in einem bestimmten Zeitabstand Signale aussendet, mit der Geschwindigkeit v = 0,8 c vom Beobachter wegbewegt, so registriert der Beobachter die Signale in einem dreimal so großen zeitlichen Abstand. Entsprechend kann man sich überlegen, dass sich im Falle einer Signalquelle, die sich dem Beobachter mit v = 0,8 c nähert, der zeitliche Abstand der Einzelsignale auf ein Drittel des ursprünglichen Wertes verkürzt. Für einen anderen Geschwindigkeitswert v wäre selbstverständlich ein anderer Verlängerungsfaktor k herausgekommen. Mit ein wenig Mathematik lässt sich folgende Formel herleiten:

k ... Verlängerungsfaktor für den zeitlichen Abstand der Signale
v ... Geschwindigkeit der Signalquelle relativ zum Beobachter
c ... Lichtgeschwindigkeit

Auch aus dieser Formel erhält man für v = 0,8 c das oben genannte Resultat:

Beispiel 2 - Zeitdilatation:
Am 1. Januar 3000 brechen einige Literaturinteressierte Astronauten von der Erde zu einem 4 Lichtjahre entfernten Planeten auf, um dort eine vogonische Dichterlesung (von Douglas Adams) zu genießen. Die Reisegeschwindigkeit beträgt v = 0,8 c, so dass Hin- und Rückflug je 5 Jahre Erdzeit (nicht Raumschiffzeit) dauern. Die Bodenstation auf der Erde sendet jeweils am 1. Januar der folgenden Jahre einen Neujahrsglückwunsch. Auch diese Signale unterliegen dem Doppler-Effekt.

Das folgende t-s-Diagramm zeigt die Bewegung des Raumschiffs und der Funksignale im Bezugssystem der Erde. Wie man sieht, erhält die Besatzung den Glückwunsch vom 1. Januar 3001 erst am Umkehrpunkt. Zunächst soll der Hinflug aus der Sicht der Raumschiffbesatzung betrachtet werden. Die Erde als Signalquelle entfernt sich mit v = 0,8 c, so dass ihre Glückwunschsignale nicht im Jahresabstand, sondern wegen des Doppler-Effekts (wie oben gezeigt) im Abstand von drei Jahren ankommen. Damit ist klar, dass die Raumschiffuhr im Umkehrpunkt den 1. Januar 3003 anzeigt. Aus der Sicht der Erde erfolgt die Umkehr aber am 1. Januar 3005 (siehe Diagramm).

Hier zeigt sich zum ersten Mal, dass die Zeitdauer eines Vorgangs in verschiedenen Bezugssystemen unterschiedlich sein kann. Auch der Rückflug soll im Bezugssystem des Raumschiffs betrachtet werden. Die Erde als Signalquelle nähert sich nun mit v = 0,8 c dem Raumschiff, so dass ihre Glückwunschsignale wieder nicht im Jahresabstand ankommen, sondern diesmal im Abstand von einem drittel Jahr. Nun muss man nur noch im Diagramm die Zahl der Dritteljahr-Intervalle ablesen: Es sind neun solche Zeitabschnitte; demnach dauert (wie nicht anders zu erwarten) der Rückflug nach Raumschiffzeit genauso lang wie der Hinflug, nämlich drei Jahre. Wir haben insgesamt gesehen, dass vom Start bis zur Rückkehr für die Astronauten nur sechs Jahre vergehen, für die Erdbewohner aber zehn Jahre. Der Fachbegriff für diese "Zeitdehnung" heißt Zeitdilatation.

Zeitdilatation, genauer betrachtet
Wir sind am Ende unserer Überlegungen angelangt, jedenfalls beinahe. Ein wichtiges Detail ist allerdings noch zu klären. In unserem letzten Beispiel geht die bewegte Uhr im Raumschiff langsamer als die Uhren auf der Erde. Andererseits wissen wir, dass Bewegung ein relativer Begriff ist. Wir können uns daher auch auf den Standpunkt stellen, dass das Raumschiff die ganze Zeit stillsteht und die Erde sich hin- und herbewegt. Ist das nicht ein Widerspruch? In Wirklichkeit sind die Bezugssysteme der Erde und des Raumschiffs nicht gleichberechtigt. Zum einen muss das Raumschiff bei der Umkehr stark beschleunigen. Das zugehörige Koordinatensystem ist folglich kein Inertialsystem. Außerdem wird eine einzelne Uhr im Raumschiff mit mehreren Uhren verglichen, die relativ zur Erde unbewegt sind, nämlich mit Uhren auf der Erde und am Reiseziel. Nach dieser Klarstellung sind wir nun in der Lage, unsere Erkenntnisse präzise formulieren:

Zeitdilatation
Eine Uhr "U", die sich relativ zu einem Inertialsystem "S" bewegt, geht langsamer als die im System "S" ruhenden, synchronisierten Uhren. Selbstverständlich gibt es für die Zeitdilatation eine Formel. Sie lautet folgendermaßen:

t' ... von der bewegten Uhr U angezeigte Zeit
t ... von den Uhren des Bezugssystems S angezeigte Zeit
v ... Geschwindigkeit der Uhr U relativ zum Bezugssystem S
c ... Lichtgeschwindigkeit

Die Anwendung dieser Formel auf den Hin- oder Rückflug des Raumschiffs bestätigt das Ergebnis unserer Überlegung anhand des t-s-Diagramms:

Der Zeitdilatation unterworfen sind nicht nur Uhren, sondern ganz allgemein sämtliche Prozesse wie etwa Atmung, Herzschlag, Bewegungen und Alterung. Die Astronauten spüren auf ihrem Raumflug bis zur Rückkehr nichts von der Zeitdilatation, da alle Vorgänge in gleicher Weise davon betroffen sind. Auch wenn wir die Zeitdilatation durch zwei Gedankenexperimente begründet haben, bleibt vielleicht doch ein wenig Misstrauen gegenüber dem Ergebnis. Zu sehr sind wir an die falsche Vorstellung einer absolut gültigen Zeit gewöhnt. Außerdem wäre es ja denkbar, dass an den Grundlagen unserer Überlegungen (Relativitätsprinzip und Konstanz der Lichtgeschwindigkeit) etwas nicht stimmt. Aus diesem Grund hat man versucht, die Zeitdilatation auch experimentell nachzuweisen.

Wenn die Partikel der kosmischen Strahlung auf die obersten Schichten der Erdatmosphäre treffen, entstehen dabei u.a. Myonen. Es handelt sich dabei um Elementarteilchen, die den Elektronen ähneln, aber im Durchschnitt nur eine sehr kurze Lebensdauer von 0,000 002 2 s haben. Obwohl sich diese Myonen fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, kämen sie ohne Zeitdilatation durchschnittlich gerade 660 m weit und würden dann zerfallen. Sie hätten also praktisch keine Chance, jemals die Erdoberfläche zu erreichen. In Wirklichkeit treffen aber Myonen in riesiger Anzahl auf die Erde - als Folge der Zeitdilatation! Auch auf direktere Weise konnte man die Zeitdilatation überprüfen. Besonders genau gehende Atomuhren wurden in Flugzeugen mitgenommen und vor und nach dem Flug mit anderen Atomuhren verglichen. Die Messungen ergaben genau die Abweichung, die man aufgrund der oben erwähnten Formel erwartet hatte.

In ferner Zukunft wird die Zeitdilatation vielleicht phantastische Möglichkeiten für interstellare Raumflüge eröffnen. Ein solcher Raumflug würde aber die Astronauten wie eine Zeitmaschine in die Zukunft führen , jedoch nicht mehr zurück! Ob sich die Raumfahrer allerdings noch zurechtfinden werden, wenn sie zu einem Planeten zurückkehren, auf dem seit ihrem Aufbruch Jahrhunderte oder Jahrtausende vergangen sind, das ist eine andere Frage.

Quellen:

Müller, Leitner, Dilg, Mràz: Physik Leistungskurs, 2. Semester (Ehrenwirth)
Povh, Rith, Scholz, Zetsche: Teilchen und Kerne (Springer)
Adams, Douglas: Per Anhalter durch die Galaxis (Ullstein)
Paul-Klee-Gymnasiums Gersthofen
Meyers Großes Universallexikon

Deutsche Erfindungen

Ingenieure und Tüftler bestimmten vor allem zu Zeiten der Industrialisierung den technischen Fortschritt. Viele Errungenschaften von damals benutzen wir bis heute, täglich. Hier eine kleine Auflistung:

1440 = Buchdruck (Johannes Gutenberg)
1516 = Bier / Reinheitsgebot (Herzog Wilhelm IV von Bayern)
1797 = Homöopathie (Samuel Hahnemann)
1821 = Mundharmonika (Christian Buschmann)
1843 = Papierrohstoff (Friedrich Gottlob Keller)
1854 = Glühbirne (Heinrich Goebel)
1859 = Telefon (Philipp Reis)
1866 = Dynamo (Werner von Siemens)
1873 = Jeans (Levi Strauss)
1881 = Straßenbahn (Werner von Siemens)
1885 = Motorrad (Gottlieb Daimler)
1886 = Auto (Karl Benz, Gottlieb Daimler)
1887 = Plattenspieler (Emil Berliner)
1890 = Dieselmotor (Rudolf Diesel)
1894 = Gleitflugzeug (Otto Lilienthal)
1897 = Aspirin (Felix Hoffmann)
1903 = Thermosflasche (Reinhold Burger)
1907 = Zahnpasta (Ottomar H. von Mayenburg)
1908 = Kaffeefilter (Melitta Bentz)
1925 = Kleinbildkamera (Oskar Barnack)
1928 = Tonband (Fritz Pfleumer)
1929 = Teebeutel (Adolf Rambold)
1930 = Fernsehen (Manfred von Ardenne)
1934 = Magnetschwebebahn (Hermann Kemper)
1936 = Düsentriebwerk (Hans von Ohain)
1936 = Hubschrauber (Heinrich Focke)
1938 = Kernspaltung (Otto Hahn)
1941 = Computer (Konrad Zuse)
1949 = Currywurst (Herta Heuwer)
1951 = Scanner / Klischograph (Rudolf Hell)
1953 = Schraubstollenschuh (Adolf Dassler)
1958 = Dübel (Artur Fischer)
1961 = Pille (Schering AG)
1969 = Chipkarte (Jürgen Dethloff, Helmut Gröttrup)
1971 = Airbag (Mercedes Benz)
1987 = MP3 (Fraunhofer Institut)
1991 = Funkarmbanduhr (Junghans Uhren GmbH)
1993 = Kühlschrank ohne FCKW (Fa. Foron)

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