senkrechter Fall ins Schwarze Loch

Inkow

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Hallo Ich, :) :) :)

Falsches Koordinatensystem

welches Koordinatensystem ???


Ich dachte der Abstand zwischen E wo p das Photon abgestrahlt hat und E wo O das photon empfängt wäre NULL.

Hm, ...............

Also wenn O nicht sehen kann wie p E passiert bis O selber E passiert dann wird der Abstand den O sieht immer kleiner bis der Abstand zwischen E und E bei E Null ist !

stimmt doch oder ?
 

Bernhard

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O holt das nach oben (außen) abgestrahlte ihm 'entgegenkommende' Licht ein, nicht das nach unten abgestrahlte.
Scheinbar können Lichtstrahlen also auch im Inneren des SL in Richtung größer werdender r laufen. Zumindest gibt es bei der Schwarzschildmetrik genau solche lichtartigen Geodäten. Das war mir bisher nicht bewußt. Vielen Dank für diesen Tip :) .
 

RPE

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Scheinbar können Lichtstrahlen also auch im Inneren des SL in Richtung größer werdender r laufen. Zumindest gibt es bei der Schwarzschildmetrik genau solche lichtartigen Geodäten. Das war mir bisher nicht bewußt. Vielen Dank für diesen Tip :) .

Bernhard, ich glaub so kann man das nicht stehen lassen. Nichts kann in der Schwarzschildmetrik innerhalb des EHs wieder zu größeren r gelangen. Allerdings können einfallende Photonen in der Schwarzschildzeit zurückreisen und dadurch Möchtegern-Austretende einholen, die sich zwar räumlich genauso auf die Singularität zubewegen aber eben in positiver Schwarzschildzeit.
 

Ich

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Bernhard schrieb:
es wäre halt noch schön, wenn man die Frequenzverschiebung rein mit den Werkzeugen der ART berechnen würde.
Das geht. Die Frequenz ist der Wellenvektor des Lichts k multipliziert mit der Vierergeschwindigkeit des Beobachters, f= k_a*u^a.
u kennst du aus den vorangegangenen Rechnungen bzw. für statische Beobachter aus u_a*u^a=-1.
k kannst du z.B. im Unendlichen mit (-1,-1,0,0) starten lassen und mit der Killinggeschichte xi_a*k^a=const sowie k_a*k^a=0 für beliebige Radien ausrechnen.
Aber es muss dasselbe rauskommen wie mit der Kombination Gravitationsrotverschiebung und lokalem Dopplereffekt.

Aber dann würde O ja schneller fallen als das Licht!
...als das nach außen gerichtete Licht. Das finde ich ziemlich normal. Hat aber UMa schon gesagt.
Scheinbar können Lichtstrahlen also auch im Inneren des SL in Richtung größer werdender r laufen.
Das bezieht sich wohl eher auf RPEs Finkelstein-Koordinaten? Ich habe mir jetzt zugegebenermaßen keine Gedanken über diese oder Schwarzschild-Koordinaten gemacht, wo die t-Achse sowieso raumartig ist.
In Gullstrand-Painlevé-Koordinaten (Schwarzschild r, aber Eigenzeit einfallender Beobachter als t-Koordinate) geht alles Licht auf jeden Fall nach innen, wie es sich gehört.

Inkow schrieb:
welches Koordinatensystem ???
Ich dachte der Abstand zwischen E wo p das Photon abgestrahlt hat und E wo O das photon empfängt wäre NULL.
Und du dachtest, Abstände seien unabhängig von Koordinaten?
Nein, das Abstrahlen und Auffangen von Licht am Horizont sind zwei verschiedene Ereignisse, nicht nur eins. Diese beiden Ereignisse haben in Schwarzschildkoordinaten keinen räumlichen Abstand (auch keinen raumzeitlichen, zugegeben, aber das heißt nichts in solchen degenerierten Halbmetriken), in einfallenden Koordinaten aber sehr wohl. Das ist auch keine Magie, sondern ganz normal, dass "am gleichen Ort" unterschiedliches bedeuten kann. Ein- und Aussteigen im ICE kann bedeuten "immer an derselben Tür" (=gleicher Ort) oder einmal München, dann Hamburg (=verschiedene Orte). Da hat's keine absolute Wahrheit.
In Koordinaten mit flachem Raum jedenfalls, in denen der sichtbare Abstand dem Koordinatenabstand entspricht, sind die beiden Ereignisse überhaupt nicht am gleichen Ort.
RPE schrieb:
Nichts kann in der Schwarzschildmetrik innerhalb des EHs wieder zu größeren r gelangen. Allerdings können einfallende Photonen in der Schwarzschildzeit zurückreisen und dadurch Möchtegern-Austretende einholen, die sich zwar räumlich genauso auf die Singularität zubewegen aber eben in positiver Schwarzschildzeit.
Ich hab das jetzt nicht geprüft, aber das hört sich so gut an, dass es einfach stimmen muss.
Wie gesagt, "t" ist im Inneren die Raumkoordinate, und "r" ist die Zeit (mit der Zukunft hin zu kleineren r).
 
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Bernhard

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es wäre halt noch schön, wenn man die Frequenzverschiebung rein mit den Werkzeugen der ART berechnen würde.
Hallo Ich,

es kommt in der Tat genau das gleiche Ergebnis raus, wie bereits in Nr 173 des Threads "Wiedersprüchliche Aussagen" angegeben.

Grobe Beweisidee: Man kann das Ergebnis auch mit Hilfe dreier Koordinatengeschwindigkeiten (dr/dt für die Lichtwelle, dr/dt für den fallenden Beobachter und dr/dtau für den fallenden Beobachter) aus den Geodätengleichungen der Schwarzschildmetrik tatsächlich über eine simple, klassische Geschwindigkeitsaddition herleiten. dr/dt für die Lichtwelle und dr/dt für den fallenden Beobachter addiert man, um die Blauverschiebung des Lichtsignals zu berücksichtigen. Im letzten Schritt berechnet man mit Hilfe von dr/dtau die Frequenz im Bezugssystem des fallenden Beobachters. Die gravitative Rotverschiebung muss/kann man ganz am Anfang berücksichtigen, bevor das Lichtsignal per Geodätengleichung in die Richtung des fallenden Beobachters geschickt wird.

Damit ergibt sich dann auch kein Nachtrag mehr zu dem gesperrten Thread.
 
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Bernhard

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Allerdings können einfallende Photonen in der Schwarzschildzeit zurückreisen
Hi RPE,

das mag formal richtig sein ( Wow, :cool: ), aber es bringt mich und eventuell auch die Leser im Verständnis um die Vorgänge im Inneren des SL IMO nicht wirklich weiter. Trotzdem vielen Dank für die Auflösung des Widerspruches.

Ausgehend davon möchte ich mal probieren mit der "tff-Metrik" ein paar Geodäten auszurechnen. Mir ging es ja eigentlich um die Frage, ob dem frei fallenden Beobachter innerhalb des EH Photonen entgegenkommen können, was ja offensichtlich bejaht werden kann. Ich möchte es aber zusätzlich gerne auch auf dem Papier sehen.
Gruß
 
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Inkow

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Hallo Ich,

Tut mir leid das ich so beharrlich auf diesem kleinen detail rumreite,

aber der Abstand in dem O p sieht wird in E tatsaechlich NULL.

Und du dachtest, Abstände seien unabhängig von Koordinaten?

keines Wegs !

aber Ereignisse die zur selben zeit am selben Ort statfinden finden in allen Koordinatensystemen zur selben Zeit am selben Ort statt.

(jedenfalls in solchen Koordinatensystemen die eine 2fach differenzierbare mannigfaltigkeit aufspannen.)

Ein Ereignis ist O überschreitet den Ereignishorizont zur Zeit T
Das zweite Ereignis ist O empfengt das Photon das p früher einmal am Ereignishorizont abgestrahlt hat (ebenfalls zur Zeit T und ebenfalls am Ort E).

wenn man den Vorhgang aus sicht der frei fallenden Koordinaten von O beschreibt, ist es so das E sich nähert (also der Abstand zu E wird kleiner) egal ob auf E noch ein Photon sitzt oder nicht.

Wenn aber ein Photon auf E klebt, dann wird auch der Abstand zu diesem Photon kleiner und der Abstand zu dem Photon ist bei empfang des Photons NULL (sowohl der Abstand zu E, als auch der Abstand zu dem Photon ist dann null.

=> p hat E zwar früher überquert als O, aber O sieht p erst dann E überqueren wenn O selber E überquert und der Ort an dem p aus sicht von O E überquert ist aus Sicht von O benfalls E und nicht irgendwo anders.

Wenn der Abstand nicht NULL wäre, dann würde O schon hinter E blicken können befor O selber an E ist und damit würde Licht aus dem Ereignishorizont austreten wie Oska aus der SPD ;)

PS

ich sehe gerade das du je selber schreibst:
Nein, das Abstrahlen und Auffangen von Licht am Horizont sind zwei verschiedene Ereignisse

Ja natürlich, ich behaupte ja auch nicht das der Abstand zwischen p und O NULL ist, oder kleiner wird sondern der Abstand in dem O p sieht.
 
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Ich

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Ein Ereignis ist O überschreitet den Ereignishorizont zur Zeit T
Das zweite Ereignis ist O empfengt das Photon das p früher einmal am Ereignishorizont abgestrahlt hat (ebenfalls zur Zeit T und ebenfalls am Ort E).
Das ist in der Tat dasselbe Ereignis. Aber um die beiden geht's ja nicht.
p hat E zwar früher überquert als O, aber O sieht p erst dann E überqueren wenn O selber E überquert und der Ort an dem p aus sicht von O E überquert ist aus Sicht von O benfalls E und nicht irgendwo anders.
Der Satz ist zwar ein bisschen schwer zu parsen, aber ich denke, es passt. Nur: p überquert E früher als O. Das sind zwei verschiedene Ereignisse, und im relevanten Koordinatensystem haben die einen räumlichen Abstand.
Lass uns nochmal aufrollen:
Inkow schrieb:
Ich schrieb:
Er sieht p vor sich her fallen, mir größer werdendem Abstand und Rotverschiebung.
bis er bei E auf das photon von P trift das p in E ausgestrahlt hat wird der abstand ja kleiner (jedenfalls der Abstand den O sieht) denn O sieht p ja dann genau an dem punkt wo sich O selber gerade befindet. oder ?
O empfängt die Photonen natürlich genau auf E, und das bedeutet natürlich auch, dass dann der Abstand zwischen O und den Photonen null ist. Aber diese Photonen zeigen ihm ein früheres p, das in einem bestimmten Abstand vor ihm her fällt.
Wie gesagt, in einem Koordinatensystem mit flachem Raum sieht O p genau dort fliegen, wo p war, als es das Licht aussandte.

PS
Ich habe gerade dein PS gesehen. Es scheint sich also um ein Missverständnis zu handen, jeder meint mit "sehen" was anderes. Wobei der Ausdruck "etwas irgendwo sehen" nicht mehr wirklich viel Sinn hat, wenn "irgendwo" immer die eigenen Netzhaut bezeichnet.
 

Inkow

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Wobei der Ausdruck "etwas irgendwo sehen" nicht mehr wirklich viel Sinn hat, wenn "irgendwo" immer die eigenen Netzhaut bezeichnet.

irgendwo bezeichnet ja nicht immer die eigene Netzhaut, sondern nur in dem Fall in dem der Ort an dem das Photon abgestrahlt wurde sich nicht von dem Ort unterscheidet an dem es auftrifft.

nehmen wir als beispiel nicht E selber, sondern kurz davor (sagen wir x).
wenn p ganz kurz vorher in E + x ein Photon abstrahlt dann legt das Photon befor es von O aufgenommen wird noch ein kleines Stück weg zurück (sagen wir y).

Dann "sieht" O p im Abstand y wenn O das Photon aufnimmt.

diese y wird immer kleiner je kleiner x ist und wird bei E zu NULL.

O sieht also p vor sich herfallen aber der Abstand y wird immer kleiner da p ja aus sicht von O an E "einfriert" so wie für alle Beobachter.

(der Abstand y ist der den O sieht, nicht der wirkliche abstand denn p faellt ja einfach weiter)

Natürlich sehen wir dinge nicht immer dort wo sie sind, aber wir sehen dinge immer dort wo wir sie sehen (auch wenn wir durch den Ereignishorizont fallen und dort dinge sehen die dort waren sehen wir sie eben dort und nicht woanders).


uff, aber ich glaub jetzt haben wirs oder?
 

Ich

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uff, aber ich glaub jetzt haben wirs oder?
Nein, weil es dann doch kein Missverständnis war.

Dann "sieht" O p im Abstand y wenn O das Photon aufnimmt.

diese y wird immer kleiner je kleiner x ist und wird bei E zu NULL.
Das ist nicht richtig.
p friert aus Sicht von O nicht ein. Wenn O durch E fällt, nimmt er dort Photonen auf, die ihm p in einem bestimmten Abstand x zeigen. x geht nicht gegen 0 am EH.
Nochmal mit den Koordinatensystemen:
Wenn der Raum flach ist, dann ist x genau der Abstand, den p im Bezugssystem von O hatte, als das Licht ausgesendet wurde.
Dieses Bezugssystem von O, in dem der Raum flach ist, ist nicht das statische Bezugssystem, in dem der räumliche Abstand am EH 0 wird. Sondern das mitbewegte System, in dem E ein Punkt wie jeder andere auch ist.
 

Inkow

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Wenn O durch E fällt, nimmt er dort Photonen auf, die ihm p in einem bestimmten Abstand x zeigen. x geht nicht gegen 0 am EH.

sorry ich bin zu schwehr von begriff, bitte nochmal ganz langsam:

was stimmt nicht:

a)
Solange O noch nicht durch E durch ist kann O jederzeit anhalten und dann friert p gerade ein.

b)
=> (nach adam riese) je spaeter O anhaelt desto geringer ist sein abstand zum einfrierenden p

c)
also ist der Abstand am kleinsten wenn O auf E stoppt.
 

Inkow

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Hi Ich,


ich würde diesen detail punkt sehr gerne verstehen...


Wenn O hinter p her auf E fällt und sich O zum Zeitpunkt T im Abstand von x zu E befindet, kann dann der Abstand in dem p von O gesehen wird grösser sein als x ??????????? - ohne das Licht den EH verlaesst ?????

egal in welchen Koordinaten, aber natürlich muessen beide Abstaende im gleichen KS gemessen werden.

der abstand den O sieht ist dabei die Strecke von da wo p das Licht abgestrahlt hat nach dort wo O das Licht empfängt (und nicht von da, wo p sich bereits befindet wenn O das Licht erreicht, nach dort wo O das Licht empfängt)

gemessen in den (bis zu E lokal flachen) Frei Fallenden Koordinaten von O und nicht in den stationaeren Koordinaten eines entfernten Beobachters.


muchos Saludos :confused: :)
i.
 

Inkow

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Ich schrieb:
Wenn der Raum flach ist, dann ist x genau der Abstand, den p im Bezugssystem von O hatte, als das Licht ausgesendet wurde.
Dieses Bezugssystem von O, in dem der Raum flach ist, ist nicht das statische Bezugssystem, in dem der räumliche Abstand am EH 0 wird. Sondern das mitbewegte System, in dem E ein Punkt wie jeder andere auch ist.

Hallo nochmal,


kann es sein das du denkst die Situation von O und p sei vergleichbar mit der Situation in der sich O und p befänden wenn der Vorgang in einer flachen Raumzeit stattfinden würde und O und p an einem beschleunigten starren Körper vorbei fallen würden?

Also O und p fallen sozusagen durch die Rindler-Koordinaten?

indem Fall wäre aber a) schon nicht richtig, da p nicht einfriert.

in dem Fall fallen auch O und p nicht auf E zu sondern bleiben in konstantem Abstand zu E, wärend der starre Körper von E weg beschleunigt.
 

Ich

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was stimmt nicht:

a)
Solange O noch nicht durch E durch ist kann O jederzeit anhalten und dann friert p gerade ein.

b)
=> (nach adam riese) je spaeter O anhaelt desto geringer ist sein abstand zum einfrierenden p

c)
also ist der Abstand am kleinsten wenn O auf E stoppt.
Alles stimmt. Bloß hat das, was du hier als "Abstand" bezeichnest, nichts mit dem zu tun, was ein frei fallender Beobachter also Abstand bezeichnen oder sehen würde.
Nochmal ganz deutlich: was O sieht, hängt von seinem Bewegungszustand ab. Ein ruhender O (der dann wohl B heißen müsste) sieht p 10 mm vor sich. Ein schnell fallender O zur gleichen Zeit am gleichen Punkt sieht p 1000 m vor sich. Die sehen beide dieselben Photonen, nur unter verschiedenen Winkeln, was eben Aberration heißt.
Wenn O hinter p her auf E fällt und sich O zum Zeitpunkt T im Abstand von x zu E befindet, kann dann der Abstand in dem p von O gesehen wird grösser sein als x ??????????? - ohne das Licht den EH verlaesst ?????

egal in welchen Koordinaten, aber natürlich muessen beide Abstaende im gleichen KS gemessen werden.
Ja. Kann (und wird) sogar unendlich größer sein im Limit x->0.
der abstand den O sieht ist dabei die Strecke von da wo p das Licht abgestrahlt hat nach dort wo O das Licht empfängt (und nicht von da, wo p sich bereits befindet wenn O das Licht erreicht, nach dort wo O das Licht empfängt) gemessen in den (bis zu E lokal flachen) Frei Fallenden Koordinaten von O und nicht in den stationaeren Koordinaten eines entfernten Beobachters.
Vollkommen richtig.
kann es sein das du denkst die Situation von O und p sei vergleichbar mit der Situation in der sich O und p befänden wenn der Vorgang in einer flachen Raumzeit stattfinden würde und O und p an einem beschleunigten starren Körper vorbei fallen würden?
Ja, das kann durchaus sein. Jetzt, wo du es sagst.
Also O und p fallen sozusagen durch die Rindler-Koordinaten?
Da passiert qualitativ dasselbe. Wenn man den Abstand zum EH klein wählt, sind beide Metriken sogar durch eine Koordinatentransformation ineinander überführbar.
indem Fall wäre aber a) schon nicht richtig, da p nicht einfriert.
Freilich friert p ein. Für B, den beschleunigten starren Körper (das "starr" kann man weglassen). Oder für O, wenn er - relativ zu B - anhält.
in dem Fall fallen auch O und p nicht auf E zu sondern bleiben in konstantem Abstand zu E, wärend der starre Körper von E weg beschleunigt.
Nein, die fallen beide auf E zu, weil B E in konstantem Abstand hinter sich her zieht.
 

Ich

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willst du damit sagen, das die Geschwindigkeit zwischen B und p aus sicht von B verlangsamt ??
Ja. Es passiert wirklich genau dasselbe wie am EH eines Schwarzen Lochs. Schau hier das zweite Bild an. Das ist die Weltlinie eines frei fallenden Teilchens. Nach rechts ist die Position in Rindler-Koordinaten aufgetragen, nach oben die Zeit.
 

Inkow

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Hallo Ich,

Freilich friert p ein.

ich weiss nicht wieso ich das vorher ignoriert habe, aber irgendwie leuchtet es mir jetzt ein (aber leider noch nicht 100%).

kannst du bitte nochmal sagen ob das so alles richtig ist ??

1)
also wenn es so ist dann bedeutet das ja das wenn B in der Rackete (mit 10 m/ss²) fliegt und 1 mal pro sekunde ein Apfel aus dem Fenster fallen laesst, dann bewegt sich nach 1 ner sekunde der zu letzt rausgeworfene Apfel mit v = 10 m/s und der dafor rausgeworfene mit v = 20 m/s usw.

2)
ich dachte:

3)
je weiter entferntere Äpfel von B betrachtet werden, desto eine höhere Geschwindigkeit misst B gegenüber dem jeweiligen Apfeln und v geht dabei gegen c.

4)
nun scheint es aber so zu sein, das das nur für die Äpfel so ist (flache Koordinaten), und das v ab irgendwo aus Sicht von B wieder langsamer wird (einfriert), weil die Koordinaten der beschleunigten Rakete nach unten immer langsamer und immer gestauchter werden.

5)
wenn sich jetzt zwei solche Äpfel betrachten, dann kann der hinterher "fallende" sich in jedem Augenblick befor der vordere Apfel aus seiner Sicht den EH der rakete durchquert an die Rakete anhaengen und mit beschleunigen.

6)
also bewegt sich aus sicht dieses Apfels wärend er frei fällt der EH mit c auf ihn zu egal wie weit er noch von E entfernt ist.



PS 2) ist auf jeden fall richtrig ;)
 

Ich

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1)
also wenn es so ist dann bedeutet das ja das wenn B in der Rackete (mit 10 m/ss²) fliegt und 1 mal pro sekunde ein Apfel aus dem Fenster fallen laesst, dann bewegt sich nach 1 ner sekunde der zu letzt rausgeworfene Apfel mit v = 10 m/s und der dafor rausgeworfene mit v = 20 m/s usw.
Anfangs schon.
3)
je weiter entferntere Äpfel von B betrachtet werden, desto eine höhere Geschwindigkeit misst B gegenüber dem jeweiligen Apfeln und v geht dabei gegen c.
Ja nein.
B ist ja nicht vor Ort. Er kann nur so Sachen messen wie Rotverschiebung, Winkelgröße, Leuchtkraft. Die letzten beiden werden ihm den Apfel tatsächlich "einfrierend" zeigen (wegen der Aberration und so). Er wird natürlich eine große Rotverschiebung messen, die erklärt er mit der gravitativen Zeitdilatation.
B kann natürlich weitere Raketen mitnehmen, die in konstantem Abstand zu ihm bleiben. Die messen dann die Geschwindigkeit des Apfels, wenn er vorbeifliegt.
Wenn er die fragt, werden die ihm mitteilen, dass der Apfel immer schneller an ihnen vorbeifliegt, je näher er am Horizont ist. Bis diese Mitteilungen bei ihm ankommen, vergeht aber zunehmend mehr Zeit. Außerdem sind die dortigen Beobachter zunehmend zeitdilatiert; wenn er das berücksichtigt, stellt er wieder eine kleiner werdende Koordinatengeschwindigkeit fest. Er wird auch nie Nachricht bekommen, dass der Apfel jetzt hinter dem EH verschwunden ist, weil ihn eine solch Nachricht nie einholen könnte.
Also alles wie beim echten Schwarzen Loch.
5)
wenn sich jetzt zwei solche Äpfel betrachten, dann kann der hinterher "fallende" sich in jedem Augenblick befor der vordere Apfel aus seiner Sicht den EH der rakete durchquert an die Rakete anhaengen und mit beschleunigen.
Er muss viel stärker beschleunigen als die Rakete, um mit ihr Schritt zu halten. Aber ja, das kann er.
6)
also bewegt sich aus sicht dieses Apfels wärend er frei fällt der EH mit c auf ihn zu egal wie weit er noch von E entfernt ist.
Ich habe jetzt die Beweiskette zu diesem Schluss nicht nachvollziehen können, aber er ist richtig. Der Horizont ist in der Tat "lichtartig", auf Schwäbisch nennt man ihn eine "null surface".

PS 2) ist auf jeden fall richtrig
Steht nicht geschrieben: Wenn du denkst, du denkst, dann denkst du nur, du denkst?
 

Inkow

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Juchu, dann glaub ich jetzt ich habs verstanden !!

zu

3)

schreibst du "ja Nein"

ja genau, deswegen ja 4)

also mein denkfehler war die Annahme das es zwischen Apfel und B symetrisch sein müsste, ist es aber nicht.

Aus apfel sicht wird die Geschwindigkeit zu B immer grösser gegen c gehen
Aus B sicht wird der Apfel erst schneller, dann wieder langsamer (wegen seinen Koordinaten).


naja 6) folgert aus der Bedingung das der hinterherfallende Apfel erst dann sehen kann wie der vorranfallende den EH passiert, wenn er selber am EH ist.


kleine frage noch:

wieso schreibst du "gravitativen Zeitdilatation" ?

in Rindlerkoordinaten nennt man es doch nicht so oder ???

auf Jeden nochmal vielen Dank
I.

Steht nicht geschrieben: Wenn du denkst, du denkst, dann denkst du nur, du denkst?
sorry, daran habe ich nicht gedacht
 

Ich

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naja 6) folgert aus der Bedingung das der hinterherfallende Apfel erst dann sehen kann wie der vorranfallende den EH passiert, wenn er selber am EH ist.
Ah. Richtig, da war ich auf dem Schlauch gestanden.
wieso schreibst du "gravitativen Zeitdilatation" ?
in Rindlerkoordinaten nennt man es doch nicht so oder ???
Weiß nicht, ob man's da anders nennt. Ich nenne es so, weil's genau dasselbe ist.
sorry, daran habe ich nicht gedacht
Man kann nicht an alles denken, denke ich.
 
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