Bei dieser relativistischen Fahrt starten wir aus der Ruhe, beschleunigen auf 90% der Lichtgeschwindigkeit und kommen dann wieder zum Stehen. Wir blicken die ganze Zeit in Fahrtrichtung. Dort steht das Brandenburger Tor, dem wir mit dem kurzen Sprint ein Stück näherkommen.
Das Tor scheint in die Ferne zu rücken, obwohl wir ihm doch näherkommen und das sogar beschleunigt!
Zum Vergleich legen wir dieselbe Strecke mit einer viel kleineren Beschleunigung zurück, die uns auf "nur" 0,9% der Lichtgeschwindigkeit bringt (2700 Kilometer pro Sekunde) – bei dieser Geschwindigkeit sind keine relativistischen Effekte zu sehen.
Wie erwartet kommt das Tor allmählich näher.
Wie kommt nun der überraschende Eindruck des zurückweichenden Tors bei der ersten, schnellen Fahrt zustande?
Die folgenden beiden Bilder zeigen, was dahintersteckt. Sie sind in dem Moment aufgenommen, in dem gerade die Maximalgeschwindigkeit erreicht wird, 90% der Lichtgeschwindigkeit (Fahrt 1, links) bzw. 0,9% der Lichtgeschwindigkeit (Fahrt 2, rechts). Die beiden Bilder sind am selben Ort aufgenommen; der einzige Unterschied besteht in den verschiedenen Geschwindigkeiten der Kamera.
Wenn die Kamera fast so schnell ist wie das Licht, sieht das Tor kleiner aus und scheint weiter weg zu sein. Warum das so sein muss, wenn Licht sich mit einer endlichen Geschwindigkeit ausbreitet, wird im Beitrag Fast lichtschnell durch die Stadt im Detail erklärt.
Damit ist klar, was bei der beschleunigten schnellen Fahrt passiert: Wenn die Kamerageschwindigkeit in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit kommt, dann tritt der oben beschriebene Effekt auf: Das Tor scheint weiter weg zu sein als auf dem Bild einer ruhenden (oder langsamen) Kamera am selben Ort. Die weitere Beschleunigung erhöht die Geschwindigkeit der Kamera, so dass dieser Effekt immer stärker wird – das Tor scheint in die Ferne zu rücken.
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