Einstein-Synchronisation

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

In der Relativitätstheorie ist die Einstein-Synchronisation eine Konvention zur Synchronisation von Uhren an verschiedenen Orten.

Dazu wird zum Zeitpunkt τ₁ ein Lichtsignal von Uhr 1 zur Uhr 2 gesendet, woraufhin sofort, z.B. durch einen Spiegel ein Lichtsignal zurück gesendet wird, dieses erreiche Uhr 1 zum Zeitpunkt τ₂. Die Einstein-Synchronisation besteht nun darin, Uhr 2 so zu stellen, dass der Zeitpunkt der Reflexion (τ₁ + τ₂) / 2 ist. Während die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit auf einem geschlossenem Weg zu den Postulaten der speziellen Relativitätstheorie gehört, setzt die Einstein-Synchronisation auch für "eine Richtung" die Lichtgeschwindigkeit zu c.

Viele verschiedene Vorgehensweisen erzielen im Ergebnis die gleiche Synchronisation, zum Beispiel das Aussenden eines Lichtsignals auf halben Wege zwischen Uhr 1 und Uhr 2 oder der "langsame" Transport einer dritten Uhr von Uhr 1 zu Uhr 2, im Grenzwert verschwindender Geschwindigkeit.

Doch nur in Inertialsystemen erscheint die Einstein-Synchronisation so natürlich, dass man leicht vergisst, dass es nur eine Konvention ist. Im allgemeinen Fall, zum Beispiel bei einem rotierendem Bezugssystem, kommt die Nicht-Transitivität der Einstein-Synchronisation zum tragen. Wenn Uhr 1 und Uhr 2 nicht direkt, sondern über eine Kette von anderen Uhren, synchronisiert werden, hängt das Ergebnis vom gewähltem Weg ab. Die Synchronisation entlang des Umfangs einer sich drehenden Scheibe ergibt einen Zeitsprung zur Ausgangsuhr, der vom Umlaufsinn abhängt.^[1] Dies kommt beim Sagnac-Interferometer und beim Ehrenfestschen Paradoxon zum Tragen. Im Global Positioning System muss dieser Effekt berücksichtigt werden^[2].

Die erste grundlegender Diskussion der Konventionalität stammt von Reichenbach. Die meisten Versuche, die Konventionalität zu widerlegen, gelten als widerlegt. Die herausragende Ausnahme ist Malaments Argument, die Symmetrie der kausalen Verbindung (Zeitartigkeit) zu fordern, impliziere die Einstein-Synchronisation. Seit er dieses Argument 1977 veröffentlichte, gibt es einen nichtabreissenden Strom von ablehnenden und zustimmenden Arbeiten.

[Bearbeiten] Quellen

1. ↑ D. Dieks, Becoming, relativity and locality, in The Ontology of Spacetime, online
2. ↑ Neil Ashby, Relativity in the Global Positioning System, Living Rev. Relativity 6, (2003), [1]

[Bearbeiten] Literatur

Bücher

• Hans Reichenbach, Axiomatik der relativistischen Raum-Zeit-Lehre, 1924 (Nachdruck Vieweg 1965)
• Hans Reichenbach, Die philosophische Bedeutung der Relativitätstheorie, in Werke Bd. 3, Vieweg 1979, ISBN 3-528-08363-8
• H. P. Robertson, Postulate versus Observation in the Special Theory of Relativity, Reviews of Modern Physics, 1949
• Dennis Dieks (ed.), The Ontology of Spacetime, Elsevier 2006, ISBN 0444527680

Zeitschriftenaufsätze zu Malaments Argument (Auswahl)

• D. Malament, 1977. "Causal Theories of Time and the Conventionality of Simultaniety," Noûs 11, 293-300.
• A. Grünbaum. David Malament and the Conventionality of Simultaneity: A Reply, online
• S. Sarkar, J. Stachel, Did Malament Prove the Non-Conventionality of Simultaneity in the Special Theory of Relativity?, Philosophy of Science, Vol. 66, No. 2
• R. Rynasiewicz, Definition, Convention, and Simultaneity: Malament's Result and Its Alleged Refutation by Sarkar and Stachel, Philosophy of Science, Vol. 68, No. 3, Supplement, online
• Hanoch Ben-Yami, Causality and Temporal Order in Special Relativity, British Jnl. for the Philosophy of Sci., Volume 57, Number 3, Pp. 459-479, abstract online