Forum: Wissenschaft
Alpen-Experiment: Forscher messen Höhe mit mobiler Atomuhr
Christian Lisdat/ PTB

Atomuhren zeigen nicht nur die Zeit an. Erstmals haben Forscher so ein Gerät nun zur Höhenmessung in den Alpen eingesetzt - mit einer mobilen Strontium-Uhr.

Seite 1 von 5
mrotz 13.02.2018, 10:57
1.

Die Höhe kann damit nicht bestimmt werden.

Man kann nur das lokale Gravitationspotential messen. Und dieses ist von der höhe, aber auch von der Dichte des Materials unter dem Messpunkt abhängig.
Die Erde ist keine homogene Gesteinsmischung.

Man kann also die gewichtete Dichte an einem Ort bestimmen, wenn man zusätzlich ein genaues Positionssignal (GPS, Radar, Triangulation etc) bekommt.

mfg

PS die höhe kann man grob abschätzen, aber dann muss man Annahmen über unbekanntes machen und dies ist keine Messung

Beitrag melden Antworten / Zitieren
herwescher 13.02.2018, 12:08
2. Den Forschern gebührt ein Ehrenpreis ...

... in der Kategorie "Vermarktung sinnlosen Experimentierens mit teurem Equipment" ...

Die physikalischen Hintergründe hat "mrotz" ja bereits ausreichend beschrieben ...

Und praktisch niemand bestreitet die gravitative Zeitdilatation, die hier gemessen wird.

Das Ganze versagt schon, wenn die Uhr einmal auf einer Bergspitze steht und dann um 100m parallel zur Seite verschoben wird. Gleiche Höhe aber ungleiches Gravitationsfeld ...

Beitrag melden Antworten / Zitieren
milhouse_van_h. 13.02.2018, 12:42
3. alles relativ ...

Man müsste die Uhren, analog zu den herkömmlichen Höhenmesser der Flugzeuge, die vor Start und Landung auf den aktuell vorhandenen Luftdruck "geeicht" werden, vor jeder Messung auf die an diesem Ort herrschende Gravitation einstellen. Sonst hat das alles sehr wenig Sinn.

Beitrag melden Antworten / Zitieren
phboerker 13.02.2018, 13:08
4. komisch

Klingt komisch, dass eine Uhr, die so sensibel gegenüber der Gravitationskraft ist, eine besonders genaue Uhr sein soll...

Beitrag melden Antworten / Zitieren
sommer_fuer_alle 13.02.2018, 13:36
5. Vorposter irren sich....

Höhe ist gravimetrisch definiert. Wenn man - wie ein Vorposter schreibt - die Uhr 100m parallel zur Seite verschiebt, befindet sich die Uhr eben genau nicht mehr auf gleicher Höhe (selbst wenn man das optisch so annehmen würde). Im Artikel ist es richtig beschrieben: Aufgrund der Tatsache, dass die Zeit bei einem unterschiedlichen Gravitationspotential "unterschiedlich schnell geht", misst man de facto den Höhenunterschied, wenn man den "Zeitfehler" (= Gangunterschied) der beiden Uhren vergleicht.

Beitrag melden Antworten / Zitieren
betonklotz 13.02.2018, 13:40
6. Zwei Anmerkungen dazu

Eine zur praktischen Anwendung. Wie schon im Artikel erwähnt, ist der zugrundeliegende Effekt nur durch den Vergleich zwischen verschiedenen Orten messbar. Die erfordert eine Kommunikationsverbinung mit einer exakt reproduzierbaren Signallaufzeit, was die praktische Anwendung deutlich erschweren dürfte. Die zweite Anmerkung betrifft den Sprachgebrauch. Die Formulierung "Mit zunehmender Schwerkraft vergeht die Zeit langsamer" ist, mit Verlaub, unterirdisch. Den Umstand, daß die Zeit nicht vergeht, genausowenig wie Flüsse fließen., lassen wir mal aussen vor. Diese Formulierung ist schließlich allgemein üblich, obwohl falsch. Schlimmer ist "mit zunehmender Schwerkraft". Was soll das heissen? Das ist bestenfalls nichtssagend, im Zweifel eher irreführend. Richtig ist, daß es in einem Schwerefeld zu einer Art Zeitlupeneffekt kommt. in der Fachsprache als gravitationsbedingte Zeitdilatation bezeichnet. Soll heissen, weiter unten läuft alles langsamer ab als weiter oben. Für die Größe dieses Unterschiedes kommt es aber nicht nur auf die lokale Stärke des Schwerefeldes an, sondern auf die Kombination aus Höhenunterschied uind Feldstärke. Als anschaulichen Vergleich kann man sich einen Abhang vorstellen. Die lokale Feldstärke gibt dabei an, wie steil der Hang an einer bestimmten Stelle ist. Der hier gemessene Effekt ist aber vom Gesamthöhenunterschied zwischen den Meßpunkten abhängig.

Beitrag melden Antworten / Zitieren
michael.renper 13.02.2018, 14:04
7. Autsch ...

@betonklotz - Fehler im Artikel verschlimmbessert
1) Zeit vergeht. Auch in der Physik.
2) Man benötigt keine exakt reproduzierbare Signallaufzeit. Denn es wird relativ und die Zeitdauer gemessen, nicht der absolute Zeitpunkt.
3) Zeitdilatation als "Zeitlupeneffekt" habe ich das letzte Mal vor 30 Jahren in PM gelesen. Bitte argumentieren Sie nicht auf diesem Niveau.

@phboerker
Was man nicht versteht klingt in der Tat komisch. Kann aber trotzdem korrekt sein. Sollte zum Nachdenken anregen, statt zum Kommentar schreiben.

@millhouse
Relative. Ja relativ viel Unsinn. Man muss nicht kalibrieren vor jeder Messung. Es wird nicht der absolute Zeitpunkt gemessen.

@mrotz
Das ist sogar halb richtig. In der Tat wird das Potential gemessen! Deshalb ist das Verfahren ja so interessant! Damit können wir 3 Größen über ein Gebiet vermessen.
a) Gravitation
b) Potential
c) Exakte Position (über GPS)
Wenn das Verfahren genau genug ist läßst sich damit einiges mehr über die Verteilung von Material im Untergrund sagen.

Beitrag melden Antworten / Zitieren
roland51 13.02.2018, 14:36
8.

Zitat von michael.renper
@mrotz Das ist sogar halb richtig. In der Tat wird das Potential gemessen! Deshalb ist das Verfahren ja so interessant! Damit können wir 3 Größen über ein Gebiet vermessen. a) Gravitation b) Potential c) Exakte Position (über GPS) Wenn das Verfahren genau genug ist läßst sich damit einiges mehr über die Verteilung von Material im Untergrund sagen.
Es wäre überaus interessant zu erfahren, was sie unter einem Gravitations-"Potential" verstehen und wie sie selbiges mittels welchem Meßverfahren bestimmen können zu glauben.

Beitrag melden Antworten / Zitieren
betonklotz 13.02.2018, 14:45
9. @michael renper Replik

Erstens Zeit vergeht nicht. Weder in der Physik noch in sonst irgendeinee Kontext. Vergehen ist ein Verb, bezeichnet also einen Vorgang. Diese setzen den Begriff der Zeit als gegeben voraus. Oder was halten Sie von der Formulierung: " Ím Lauf der Zeit vergeht die Zeit."?
Zweitens Absolute Zeitmessungen gibt es nicht.Schließlich hat dei Zeit keinen Nullpunkt. Meßbar sind grundsätzlich nur Zeitspannen. Und um genau die geht es hier, präziser gesagt, um den Vergleich zweier Zeitspannen, die an verschiedenen Orten gemessen wurden. Und die ist ohne eine Verbindung mit exakt bekanntem Laufzeitverhalten unmöglich.
Drittens Schlagen Sie bitte eine bessere Formulierung vor, um einem Laien das Phänomen der gravitationsbedingten Zeitdilatation zu erklären. Falls die PM mal diese Formulierung verwendet haben sollte, nun auch ein blindes Huhn findet mal ein Korn.

Beitrag melden Antworten / Zitieren
Seite 1 von 5