Lorentzkontraktion

Ist die Lorentzkontraktion sichtbar?


Die Lorentzkontraktion von relativistisch bewegten Gegenständen ist durch Zeitmessungen mithilfe synchronisierter Uhren messbar. Die Frage, inwieweit diese Längenkontraktion wirklich sichtbar ist, sich also z.B. durch eine Kamera abbilden lässt, ist dagegen schwieriger zu beantworten.
Die hohe Geschwindigkeit des (selbstleuchtenden) Objekts führt zu erheblichen Laufzeitunterschieden des Lichts, das von unterschiedlich weit entfernten Punkten der Flugbahn des Gegenstandes ausgeht, aber gleichzeitig in der Kamera ankommen soll. Je weiter ein Punkt des Gegenstandes bei der Lichtaussendung entfernt war, desto mehr schaut der Beobachter in die Vergangenheit der Bewegung. Diese Effekte überdecken die eigentliche Lorentzkontraktion. Vielmehr erscheint das Objekt sogar stark verlängert, wenn es auf den Beobachter zuläuft und stark verkürzt, wenn es sich entfernt.
Die beiden Programme berechnen diese relativistsichen Verzerrungen - zunächst für eine vereinfachte Situation und dann etwas allgemeiner.

Literatur:
https://www.tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de/phantom/pdnw97.pdf

https://arxiv.org/abs/physics/0512054

https://arxiv.org/abs/physics/0106049

 

 


Vereinfachte Situation:
Der Gegenstand bewegt sich direkt und sehr nah am Beobachter vorbei - beide liegen in der gleichen Ebene. Außerdem wird der Gegenstand  als eindimensional angesehen - so, als würde es sich stets um einen langen, aber sehr dünnen Stab handeln, der sich parallel zu x-Achse auf den Beobachter zu- bzw. von ihm wegbewegt. Die Verlängerungen und Verkürzungen werden direkt sichtbar und zusätzlich in Prozenten angegeben.


Download des Programms "laengenkontraktion.exe"

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Komplexere Situation:
Der sich bewegende Gegenstand ist zweidimensional - die relativistischen Verzerrungen wirken daher auf die Länge und die Breite des Bildes. Außerdem lässt sich der Beobachter in unterschiedlichen Abständen zur Gegenstandsebene positionieren.

Download des Programms "lorentzbild.exe"

 
 
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