Konzepte der Gleichzeitigkeit und ihre logische Berechtigung. Der endgültige Beweis für die parallele Gültigkeit der absoluten Gleichzeitigkeit.

von Maciej Zasada

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Ich wiederhole die wichtigsten Definitionen, um Dir, mein lieber und geduldiger Gast, zu ermöglichen, meinem Gedankengange zu folgen, ohne hin und her durchs Internet springen zu müssen.

Definition der Gleichzeitigkeit von A. Einstein I (Fig. I):
Es seien A, B zwei Punkte des Inertialsystems K, etwa die Endpunkte eines relativ zu K ruhenden Stabes, dessen Mittelpunkt M sei. Von M werde ein Lichtsignal nach allen Seiten ausgesandt. Das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit zwingt uns zu der Festsetzung, dass die Ankunft des Lichtsignals in A und die Ankunft in B gleichzeitig seien. Damit haben wir eine physikalisch sinnvolle Definition der Gleichzeitigkeit gewonnen.“

Die Gleichzeitigkeit der Ereignisse A, B wird in (I) an einem Referenzpunkt (M) konstatiert. Sie berücksichtigt also die Relativität der Gleichzeitigkeit in bezug auf ein externes Bezugssystem und seinen Bewegungszustand.IMG_2678

 Fig. I, Die Lichtsignale werden von M ausgesandt und erreichen Punkte A, B gleichzeitig.

Wir wissen, dass die Gleichzeitigkeit vom Typ (I) eine Bezugspunkt-abhängige Gleichzeitigkeit ist. Befindet sich M nicht genau in der Mitte der Strecke A B, befinden sich K / K‘ (System K ist das in den Zeichnungen I-III dargelegte Bezugssystem A-M-B, System K‘ ist ein beliebiges Bezugsystem A-M‘-B) einzeln oder bezogen auf sich gegenseitig in Bewegung, oder unterliegen sie etwa dem Einfluss der Gravitation, so kann die reale Gleichzeitigkeit zwischen A und B nicht festgestellt werden. Die Gleichzeitigkeit von Typ (I) und (II) wird unmittelbar im Punkt M des Bezugssystems K oder im Punkt M‘ des Bezugssystems K‘ festgestellt. Mittelbar, und zwar durch Information über die Anordnung des Systems K / K‘, kann auf diese Gleichzeitigkeit aber auch von den Punkten A und B aus geschlossen werden (und zwar dann, wenn in Punkten AB die Information darüber vorhanden ist, dass Punkt M, von dem die Lichtsignale in AB empfangen werden, genau in der Mitte der Strecke AB liegt). Ist diese Information vorhanden und ist, ferner, die Information über die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit vorhanden, so können Beobachter in A und B durch logische Folgerung (nicht durch eine unmittelbar durchgeführte Messung) auf die Gleichzeitigkeit der Ereignisse AB schliessen).
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Fig. I.I, „Perspektive der Beteiligten“ auf das Bezugssystem K.

Es zeigt sich, dass die Information über das System K ausschlaggebend dafür ist, was über die Gleichzeitigkeit der Ereignisse A und B gewusst und ausgesagt wird. Denn befindet man sich als Beobachter im Punkt A oder B der Anordnung K, so kann man über die Mittelposition M auch ohne das Anlegen des Maßstabs entscheiden. Etwa dadurch, dass man den zeitlichen Unterschied der Lichtimpulse, welche von M ausgesandt werden, und welche von den in Punkten A und B aufgestellten Spiegeln reflektiert zurück im Punkt M ankommen solange vergleicht und so lange den sich in M befindlichen Lichtdetektor in der Achse A-B hin und her bewegt, bis man die Gleichzeitigkeit der von A und B kommenden Signale feststellt.
Daraus kann zugleich geschlossen werden, dass Punkt M sich genau in der Mitte zwischen A und B befindet und dass Ereignisse A und B gleichzeitig erfolgen (wir betrachten hier den Fall eines ruhenden Systems K).

Erkenntnis: Man kann also die Ergebnisse der physikalischen Messung durch logische Folgerung vorwegnehmen oder gar ersetzen.

Nichts anderes geschieht in der folgenden Modifizierung.

Definition der Gleichzeitigkeit von A. Einstein II(Fig. II): Die oben aufgeführte Definition (I) kann einfach modifiziert werden, indem an den Punkten A, B Spiegel aufgestellt werden, welche jeweils das von M kommende Lichtsignal reflektieren und in Richtung M zurückschicken. Die Signale, welche, auf diese Weise umgeleitet, den Punkt M erreichen, sollten, die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit vorausgesetzt, den Mittelpunkt zwischen A,B gleichzeitig erreichen und seinen Ort (M) eindeutig bestimmen.
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Fig. II. Die reflektierten Lichtsignale erreichen Punkt M gleichzeitig.

Erkenntnis z: Die Konstatierung der Gleichzeitigkeit im Punkt M im Sinne (II) ist ein einziges Ereignis mit exklusiven Koordinaten x,y,z,t.
Noch einmal: im Punkt M geschieht ein einziges Ereignis, keine zwei Ereignisse gleichzeitig. Die Ereignisse, deren Gleichzeitigkeit in M konstatiert wird, befinden sich außerhalb von M und haben von M verschiedene Koordinaten, nämlich die der Punkte A und B.
Die im Punkt M konstatierte Gleichzeitigkeit erfolgt nicht im Punkt M, sie manifestiert sich lediglich darin. Punkt M ist ihre „Anzeige“, wie jeder andere berechtigte Bezugspunkt, welcher sich in geeigneter Position bezüglich AB befindet. Es ist daher klar, dass die Festellung der Gleichzeitigkeit im Punkt M eine Abbildung jener mehr oder weniger tatsächlich stattfindenden (vom Ort des Bezugskörpers abhängigen) Gleichzeitigkeit ist.

Folgende Behauptung Einsteins, welche zusammen mit seiner Definition der Gleichzeitigkeit formuliert wurde, erachte ich somit für widerlegt:

Physikalische Erfahrungen sind immer Konstatierungen der Koinzidenzen. Diese (Koinzidenzen) finden darin Ausdruck, dass zwei oder mehr Ereignisse dieselben Koordinaten (x, y, z, t) haben“.

Die Behauptung Einstein’s ist falsch, weil man nicht behaupten könne, die Welt, die man an einem bestimmten Punkt M zu einer bestimmten Zeit t wahrnimmt, geschehe an diesem konkreten Punkt M(t). Vielmehr nimmt man sie im Punkt M(t) wahr, inklusive all den sich darin punktuell manifestierenden, distanten Ereignissen.
Die Teilnahme an der Welt im Punkt M(t) berechtigt den Betrachter dazu, die Welt aus M heraus zu beobachten; sie berechtigt nicht die Welt (x‘,y‘,z‘,t‘) innerhalb des Punktes M (x,y,z,t) parallelerweise zu geschehen. Die Welt geschieht nämlich nicht in M, sie zeigt sich, sie ist aus der Perspektive von M sichtbar.
Diese Erkenntnis berechtigt mich dazu, eine prinzipielle Anmerkung zu machen.


Prinzip der absoluten Gleichzeitigkeit von M. Zasada:
Zwei oder mehr Ereignisse können nur dann gleichzeitig erfolgen, wenn sie einander distant sind.

In dem Prinzip der absoluten Gleichzeitigkeit von M. Zasada wird der Möglichkeit der Koordinaten-Identität differenter Ereignisse (Koordinaten-Koinzidenz: x,y,z,t = x‘,y‘,z‘,t‘) widersprochen.
Folgendes Postulat bekräftigt die Aussage des Prinzips noch einmal.

Postulat der Identität der Sache mit sich selbst (Zasada):
Ein Ereignis ist dann und nur dann mit sich selbst identisch (wesensgleich), wenn es innerhalb seiner exklusiven Koordinaten x,y,z,t mit keinem anderen Ereignis gleichzeitig ist.

Im Umkehrschluss bedeutet das Postulat der Identität der Sache mit sich selbst folgendes. Wenn ein Ereignis K an einem bestimmten Punkt im Raum zu einer gegebenen Zeit stattfindet (K = x,y,z,t), dann kann es entweder gleichzeitig mit einem anderen Ereignis K‘ stattfinden, das an einem anderen Ort geschieht (K = x,y,z,t; K‘ = x‘,y‘,z‘,t), oder mit K‘ an demselben Ort, dafür aber nicht gleichzeitig geschehen (K = x,y,z,t; K‘ = x,y,z,t‘).
Eine raumzeitliche Koinzidenz im Sinne Einsteins ist unmöglich.
Aus dieser Erkenntnis folgt:

Definition der absoluten Gleichzeitigkeit von M. Zasada (Fig. III):
Ereignisse geschehen gleichzeitig, wenn sie innerhalb einer und derselben Gegenwart an verschiedenen Orten stattfinden.

IMG_2677Fig. III, Ereignisse A,B erfolgen gleichzeitig, unabhängig von der Existenz eines externen Referenzsystems.

Die Gleichzeitigkeit zwischen Ereignissen A,B ist hier (Fig. III) vom Bezugspunkt unabhängig. Sie ergibt sich aus dem absoluten Wert der Gegenwart und einer daraus resultierenden absoluten Koordinatenordnung.
Die Existenz der absoluten Werte wird zwar von der Relativitätstheorie strikt abgelehnt, aber nur aufgrund der Gültigkeit der relativen Zeit (Gleichzeitigkeit), welche aus den Gleichzeitigkeits-Modellen (I) und (II) logisch folgt. Wenn aber an der Relativität der Gegenwart und an der Relativität der Eigenzeit eines jeden Koordinatensystems unkritisch festgehalten wird, so folgt daraus, dass es überhaupt keine Gleichzeitigkeit der Ereignisse im Universum möglich ist. Diese Annahme ist tragisch und absurd, doch keine andere Aussage kann aus dem Kontext der unbedingten Relativität dazu entstehen. Es ist aber (auf der anderen Seite) selbstverständlich und unumstritten, dass die Tatsache, dass ich mir im Moment Butter aufs Brot schmiere, gleichzeitig mit unzähliger Anzahl der Ereignisse im gesamten Universum ist.

Fazit: Auch dann, wenn Einstein jede nichtphysikalische Erfahrung für „nicht physikalisch“ hält (physikalische Erfahrung hier: durch eine Messung bestätigtes Ergebnis einer Untersuchung), so haben wir in (I) gezeigt, dass durchaus physikalisch relevante Ergebnisse erreicht werden können, welche nur auf Basis logischer Überlegung entstehen.
Daher, auch wenn wir nicht imstande sind, die Faktizität der aktuellen Gegenwart auf den unbekannten Planeten der Andromeda-Galaxie unmittelbar festzustellen, so, aufgrund der logischen Folgerung, sind wir dennoch in der Lage, diese Faktizität anzunehmen, genauso, wie wir die Universalität der lokalen Gegenwart hier auf Erden nicht nur hypothetisch anzunehmen pflegen.
Wir können mit ruhigen Gewissen voraussetzen, dass eine absolute Gleichzeitigkeit der Ereignisse existiert (dies ist die logische Konsequenz daraus, dass die Existenz synchron laufender Uhren bei GPS, eine physikalische Voraussetzung dieses System ist; und auch daraus, dass die Existenz synchron laufender Uhren auf Erden und auf dem Mond oder Mars denkbar ist – wie? Genauso, wie wir es bei (I) gezeigt haben:

Modell der Gleichzeitigkeitsermittlung bei distanten, in keiner unmittelbaren Beziehung zueinander stehenden Ereignissen.
Denken wir uns die Synchronität zwischen zweier Uhren, die jeweils auf Erden und auf dem Mars platziert sind. Für diesen Zweck würde eine Sender-Empfänger-Einheit „M“ in den Weltraum zwischen Erde und Mars geschickt. Diese würde ein kugelwelliges elektromagnetisches Signal aussenden, das, eine „zentrale“ Position von M bezüglich Mars und Erde vorausgesetzt, jeweils gleichzeitig Erde und Mars erreichte. Von dort wären seine Impulse, mittels angebrachter Vorrichtung reflektiert und zurück zum Sendeeinheit „M“ geschickt. Die Synchronität dieser Anordnung könnte selbstständig durch die Einheit „M“ gewährleistet sein: die Ungenauigkeit der Uhren, sowie andere Unstimmigkeiten (bsw. variierende Entfernung zwischen Erde und Mars im Bezug auf M etc.), könnten durch stetige Veränderung der Position von „M“ in Achse Erde-Mars korrigiert werden. Somit erhielte man ein System, das die Zeit zwischen Erde und Mars weitgehend perfekt synchronisierte (die Einheit M in der Mitte der Strecke zwischen Erde und Mars würde die Synchronität der Zeit zwischen Mars und Erde gewährleisten, sodass die irdische Zeit, der Zeit auf dem Mars genau entspräche).
Wenn dies denkbar ist, dann ist eine universelle Synchronität sämtlicher Zeit- und Koordinatensysteme des Universums denkbar und kein Wunder, womit die Formulierung der Definition der universellen Gleichzeitigkeit berechtigt ist.


Definition der universellen Gleichzeitigkeit von M. Zasada
(Fig.I, II, III):
Ereignisse geschehen gleichzeitig, wenn sie innerhalb einer und derselben Gegenwart geschehen.

Die Definition der universellen Gleichzeitigkeit verbindet die Prinzipien der Relativität und der Absolutheit der Gleichzeitigkeit (und der Zeit). Es finden zwei bis jetzt als unvereinbar geltende Perspektiven darin Platz:

Perspektive a (Fig. I, II: relativ)
Die Gleichzeitigkeit (die Gegenwart) der Ereignisse A und B ist relativ und abhängig von der Referenz eines Betrachtungspunktes dann, wenn dieser der Bezugspunkt dieser Gleichzeitigkeit ist (Bezugspunkt der Gleichzeitigkeit AB hier: Punkt M und sämtliche Bezugspunkte, welche sich in geeigneter Position bezüglich AB befinden).

Bemerkung: Wenn ich behaupte „die Gleichzeitigkeit der Ereignisse A und B ist abhängig von der Referenz eines Betrachtungspunktes“, meine ich nicht, dass die Gleichzeitigkeit AB vom Zustand des Bezugspunktes M abhängt, ich meine damit ausdrücklich, dass Gleichzeitigkeit der Ereignisse A und B nur bezogen auf die Position und den Bewegungszustand des Punktes M existiert. Diese Gleichzeitigkeit existiert ausdrücklich nicht bezogen auf Ereignisse A und B selbst (Erkenntnis z, s.o.). Innerhalb der Perspektive a sind die Begriffe der Relativitätstheorie gültig.

Perspektive b (Fig. III: absolut)
Die Gleichzeitigkeit (die Gegenwart) der Ereignisse A und B ist absolut und unabhängig von der Referenz eines Betrachtungspunktes dann, wenn sie sich allein auf sich selbst bezieht (d.h. auf die Elemente des Systems K, welche bezugspunktunabhängig gleichzeitig geschehen (hier: A,B).

Bemerkung: Wenn ich behaupte „die Gleichzeitigkeit der Ereignisse A und B ist unabhängig von der Referenz eines Betrachtungspunktes“, so meine ich, dass die Gleichzeitigkeit der Ereignisse A und B sich ausschliesslich auf die Punkte A und B bezieht. Ich betrachte diese Gleichzeitigkeit als eine objektive Tatsache, die völlig unabhängig vom Beobachter und seinem Bewegungszustand stattfindet. Man könnte mit Recht behaupten, Perspektive b wäre die Perspektive eines nicht observierenden Beobachters!

Daraus folgt:
Auf der universellen Ebene stellen wir fest, dass das, wie die Ereignisse interpretiert werden (aber auch das, wie sie sich dem Beobachter zeigen – Stichwort: „Gleichzeitigkeit“), maßgeblich davon abhängt, ob sie sich nun auf den Beobachter beziehen oder nicht (d.h. ob sie observiert werden oder nicht).
Ist der Beobachter der Bezugspunkt des Ereignisses A (Perspektive a), so entsteht eine relativistische Beziehung, bei welcher der gegenseitiger Bewegungszustand, Beschleunigung etc. eine wesentliche Rolle spielt.
Ist der Beobachter kein Bezugspunkt des Ereignisses A (Perspektive b), so entsteht auch keine relativistische Beziehung innerhalb von K.

Wenn Sie nun die Zeichnungen I-III betrachten, sehen Sie selbst, dass die Relativität dann entsteht, wenn gemessen (beobachtet) wird. Erst, wenn ein Bezugspunkt existiert können wir von der Relativität sprechen. Die Werte der Ereignisse, welche keinen Bezugskörper haben, sind offensichtlich absolut. Bemerkenswert ist, dass dies die sichtbare Wirklichkeit betrifft, nicht das quantenmechanische Mikrokosmos; und, vor Allem, es betrifft den Akt der Beobachtung selbst. Es betrifft u.a. die einer Beobachtung zugängliche Bereiche des Universum, aber auch solche, die nicht observabel sind, wie etwa dunkle Materie

Der endgültige Beweis für die parallele Gültigkeit der absoluten Gleichzeitigkeit.

Würden zwei physikalische Körper p, q miteinander wechselwirken, und würde ihre Wechselwirkung darin Ausdruck finden, dass p und q sich gegenseitig vernichteten oder synchron ihre Eigenschaften (bspw. ihre Polarität oder Spin) änderten, dann spielte es physikalisch keine Rolle, ob aus der Perspektive eines bestimmten Beobachters der Augenblick der Veränderung von p und q gleichzeitig erfolgte oder nicht.
Die Information, dass der Wechsel der Eigenschaften von p und q synchron zu erfolgen hat, wäre jeder physikalisch-relativistischen Erfahrung übergeordnet, d.h. auch in dem Fall, in dem, aus welchen Gründen auch immer, keine Gleichzeitigkeit der Ereignisse bei p und q festgestellt werden könnte, wäre diese prioritär anzunehmen.
Dies zeigt unmittelbar, dass eine absolute Zeitlichkeit einer relativistischen Zeitlichkeit mindestens äquivalent ist, und notwendig existiert, denn es ist offensichtlich der Fall, dass die Prämisse der Gleichzeitigkeit manchmal einen absoluten und keineswegs immer einen relativen Wert besitzen darf und muss.

Die Annahme der Existenz einer universellen Ebene der Zeit betrachte ich daher, auch aus dieser Perspektive, als berechtigt, denn das Einzige, was notwendig wäre, um diese Existenz anzuerkennen, wäre die Erkenntnis der Komplementarität zweier als unvereinbar geltender Begriffe der Zeit („relative Zeit“ und „absolute Zeit“). Und dieses haben wir gerade anerkannt, und zwar indem wir die Begriffe der relativen und der absoluten Gleichzeitigkeit definiert haben.