Zeitdilatation-Rechner
Bei 60 % der Lichtgeschwindigkeit beträgt der Lorentz-Faktor 1,25: Eine Sekunde auf der bewegten Uhr dauert für den Beobachter 1,25 Sekunden. Geben Sie Eigenzeit und Geschwindigkeit als Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit ein und erhalten Sie die gedehnte Zeit. Kostenlos in Ihrem Browser.
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Rechenbeispiel
- Eigenzeit
- 1
- Geschwindigkeit
- 0,6
- Lorentz-Faktor
- 1,25
- Gedehnte Zeit
- 1,25
Ein Zeitdilatation-Rechner wandelt ein Eigenzeitintervall und eine Relativgeschwindigkeit in die längere Koordinatenzeit um, die die spezielle Relativität einer relativ zu einem inertialen Beobachter bewegten Uhr zuordnet. Die Beziehung lautet: die gedehnte Zeit gleicht der Eigenzeit geteilt durch die Quadratwurzel aus eins minus Beta zum Quadrat, wobei Beta die Geschwindigkeit über der Lichtgeschwindigkeit ist, was dasselbe ist wie die Eigenzeit mit dem Lorentz-Faktor Gamma zu multiplizieren. Geben Sie eine endliche nichtnegative Eigenzeit in einer beliebigen konsistenten Einheit und eine relative Schnelligkeit als Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit streng unter eins ein; der Endpunkt liefert die gedehnte Zeit in derselben Einheit, zusammen mit Gamma.
Was Zeitdilatation bedeutet und wie Δt = γ·Δτ berechnet wird
Die Lorentz-Transformation der speziellen Relativität impliziert, dass die verstrichene Zeit vom Inertialsystem abhängt. Ruht eine Uhr in einem System, das sich mit konstanter Schnelligkeit v relativ zu einem Beobachter bewegt, so ist die Zeit, die diese Uhr zwischen zwei Ereignissen am selben Ort ihres Ruhesystems aufzeichnet, die Eigenzeit, geschrieben tau. Der Beobachter, der die Uhr in Bewegung sieht, ordnet demselben Ereignispaar eine längere Koordinatenzeit zu.
Der genaue Faktor ist der Lorentz-Faktor Gamma, eins geteilt durch die Quadratwurzel aus eins minus Beta zum Quadrat, wobei Beta v geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit c ist. Daher gleicht die gedehnte Zeit Gamma mal Eigenzeit, oder gleichwertig der Eigenzeit geteilt durch die Wurzel aus eins minus v zum Quadrat über c zum Quadrat. In Ruhe ist Beta null, Gamma eins, und beide Uhren stimmen überein.
Bei sechzig Prozent der Lichtgeschwindigkeit ist Beta zum Quadrat 0.36, der Rest unter der Wurzel 0.64, die Wurzel 0.8 und Gamma 1.25, sodass eine Sekunde Eigenzeit zu 1.25 Sekunden gedehnter Zeit im Beobachtersystem wird. Bei achtzig Prozent der Lichtgeschwindigkeit ist Gamma fünf Drittel, und ein zehensekündiges Eigenintervall dehnt sich auf sechzehn Sekunden und zwei Drittel. Die Geschwindigkeit muss streng unter der Lichtgeschwindigkeit bleiben: an dieser Grenze ist der Rest null und Gamma divergiert; darüber ist der Rest negativ und Gamma keine reelle Zahl.
Numerisch verwendet die Implementierung den faktorisierten Rest (eins minus Beta) mal (eins plus Beta), damit Werte nahe eins nicht jede signifikante Ziffer in einer einzigen Subtraktion zweier fast gleicher Quadrate verlieren, die übliche Gleitkommafalle einer naiven Auswertung von eins minus Beta zum Quadrat.
Anwendungsfälle
Schulaufgaben zur speziellen Relativität
Lernende geben Δτ und β aus Lehrbuchaufgaben ein und vergleichen die handschriftliche gedehnte Zeit Δt = γΔτ mit einem deterministischen Orakel, bevor sie die Relativitätsaufgabe abgeben.
Gedankenexperimente zu Myon-Lebensdauer und Strahllinie
Laborlehrkräfte setzen einen Bruchteil von c und eine Eigenlebensdauer fest und lesen ab, wie viel länger die Laboruhr läuft, ohne ein Computeralgebrasystem aufzusetzen.
Unit-Tests für Simulationsuhren
Erzeugen Sie bekannte Ruhe-, 0.6c- und 0.8c-Fälle gedehnter Zeit plus bewusste Ablehnungen β = 1 für erwartete Werte von Programmier-Katas in relativistischen Uhrenhelfern.
Häufige Fragen
Welche Formel verwendet dieser Zeitdilatation-Rechner?
Zeitdilatation der speziellen Relativität Δt = Δτ / sqrt(1 − β²) = γ · Δτ, mit γ = 1 / sqrt(1 − β²) und β = v/c. Die gedehnte Zeit wird in derselben Einheit wie die Eigenzeit zurückgegeben.
Was geschieht, wenn die Geschwindigkeit nicht unterhalb der Lichtgeschwindigkeit liegt?
Der Lorentz-Faktor ist für β ≥ 1 undefiniert.
Ist die Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde oder als Bruchteil von c?
Als Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit. Senden Sie 0.6 für 60% von c, nicht 1.8e8 m/s. Teilen Sie Ihre SI-Schnelligkeit selbst durch c, wenn Sie von Metern pro Sekunde ausgehen.
Wie lange dauert ein Intervall von 10 Sekunden bei 80 % der Lichtgeschwindigkeit?
Für den Beobachter dauert es sechzehn und zwei Drittel Sekunden. Bei 80 % der Lichtgeschwindigkeit beträgt der Lorentz-Faktor fünf Drittel, und der Rechner multipliziert Ihre Eigenzeit damit, in derselben Einheit, die Sie eingegeben haben.
Was genau ist die Eigenzeit?
Die Eigenzeit ist die Zeit, die die bewegte Uhr selbst zwischen zwei Ereignissen am selben Ort ihres Ruhesystems anzeigt. Ein Beobachter, für den sich die Uhr bewegt, ordnet denselben Ereignissen eine längere Zeit zu.
Verwandte Tools
Für Entwickler — API-Zugang
Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.
Endpunkt
Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.
Aufruf aus Ihrem Stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/time-dilation \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"proper_time":1,"velocity":0.6}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/time-dilation", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"proper_time": 1,
"velocity": 0.6
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/time-dilation",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"proper_time": 1,
"velocity": 0.6
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/time-dilation", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"proper_time":1,"velocity":0.6}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"proper_time":1,"velocity":0.6}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/time-dilation", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Beispiel-Anfrage
{
"proper_time": 1,
"velocity": 0.6
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.time_dilation",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.
Preis
Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.
Limits
max_abs_time | 1000000000000 |
Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
402 | insufficient_balance | Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht. |
404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Ist die Geschwindigkeit nicht unterhalb der Lichtgeschwindigkeit, ist der Lorentz-Faktor für eine massive Uhr undefiniert, sodass die Aufgabe mit invalid_input statt Infinity oder einer komplexen Zahl scheitert. Die Arithmetik ist rein und deterministisch: kein Netz, keine Zufalls-Seeds und keine Abhängigkeit von der Wanduhr, sodass der kostenlose Browser-Ausführer und die vorausbezahlte API nach fester Dezimalrundung übereinstimmen.
Was Zeitdilatation bedeutet und wie Δt = γ·Δτ berechnet wird
Diese Fälle sind für eine massive Uhr unphysikalisch, daher weist dieser Löser sie mit invalid_input zurück, statt Infinity zu liefern.
Eingabevertrag, Antwortform und Fehlerverhalten
Sie muss null kleiner gleich velocity und velocity streng kleiner als eins erfüllen. Optionale Ausgabeschlüssel werden weggelassen statt auf null gesetzt. Senden Sie einen JSON-Körper mit zwei erforderlichen endlichen Zahlen. Die erste ist proper_time, mit den Aliassen tau, proper, delta_tau und time: das von der bewegten Uhr gemessene Intervall, in jeder konsistenten Zeiteinheit, die Sie wählen, ob Sekunden, Jahre oder Ticks. Es muss eine endliche nichtnegative Zahl sein, deren Absolutbetrag innerhalb der veröffentlichten Grenze von einer Billion bleibt, damit das Produkt mit Gamma in IEEE-Doppelgenauigkeit auf dem Worker und im Browser endlich bleibt. Die zweite ist velocity, mit den Aliassen v, speed, beta, v_over_c und v_c: die relative Schnelligkeit als Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit, sodass 0.6 sechzig Prozent von c bedeutet und nicht 0.6 Meter pro Sekunde. Bei Erfolg wiederholt der Körper gerundetes proper_time und velocity, setzt lorentz_factor auf Gamma, dilated_time auf Gamma mal Eigenzeit in derselben Einheit wie die Eingabe, formula auf die kanonische Zeichenkette der speziellen Relativität und steps auf eine geordnete Liste von Substitutionszeilen, die Sie in Tests behaupten können. Fehlgeschlagene Prüfung — fehlende Felder, nichtendliche Zahlen, negatives proper_time, negative velocity oder eine velocity, die nicht unterhalb der Lichtgeschwindigkeit liegt — liefert invalid_input und wird nie berechnet. Der Preis ist ein pauschales $0.002 je erfolgreicher Anfrage mit Einheit item. Bevorzugen Sie JSON-Zahlen gegenüber vorformatierten Zeichenketten, wenn Sie den Client steuern; numerische Zeichenketten werden nur akzeptiert, wenn sie einem strengen endlichen Zahlenmuster mit optionalem Exponenten entsprechen.
Praktische Tipps, Einheiten und verwandte Suchen
Halten Sie Beta bequem unter eins, wenn Sie einen bescheidenen Dilatationsfaktor brauchen; nähert sich die Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit, wächst Gamma unbegrenzt, und winzige Eingabeänderungen erzeugen große Ausgabeänderungen, die dennoch endlich bleiben müssen. Fügen Sie keine Kilometer-pro-Sekunde-Zahl in velocity ein, sofern Sie sie nicht bereits durch c geteilt haben: dieses Formular ist ein Lehrbuch-Rechner der Zeitdilatation für das dimensionslose Verhältnis, kein Einheitenumrechner aus Metern pro Sekunde. Es ist kein Gravitationsrotverschiebungs-Werkzeug für Uhren in einem Potentialtopf, keine Lichtlaufzeitverzögerung als Abstand über c, und keine Lorentz-Faktor-Seite für Raumfahrzeuge, die die Eigenzeit weglassen kann. Bevorzugen Sie diese Fähigkeit, wenn Sie bereits sowohl ein Eigenintervall als auch v über c haben und das gedehnte Intervall selbst brauchen. Die gedehnte Zeit wird in derselben Einheit wie proper_time zurückgegeben, sodass Sie bei Jahren Jahre und bei Nanosekunden Nanosekunden erhalten. Beim Unterrichten koppeln Sie Beispiele: velocity null ist eine Ruheprüfung mit gedehnter Zeit gleich der Eigenzeit; velocity 0.6 mit Eigenzeit eins ist der klassische Lehrbuchfall mit gedehnter Zeit 1.25; velocity 0.8 mit Eigenzeit zehn ergibt sechzehn und zwei Drittel; und velocity gleich eins zeigt den harten invalid_input-Pfad, den das Produkt verlangt. Diese Seite zielt auf Menschen, die einen Zeitdilatation-Rechner suchen, die Formel, dass die gedehnte Zeit Gamma mal Eigenzeit gleicht, oder wie viel länger eine ruhende Uhr gegenüber einer bewegten läuft. Fehlgeschlagene Aufgaben, die invalid_input liefern, verbrauchen kein vorausbezahltes Guthaben, was Erkundungsskripte günstig hält, wenn Lernende velocity absichtlich auf eins setzen.
Technische Fragen
Welche Einheiten verwendet proper_time, und in welcher Einheit kommt dilated_time?
Jede konsistente Zeiteinheit. Senden Sie Sekunden, Jahre oder Ticks; dilated_time verwendet dieselbe Einheit. velocity ist ein Bruchteil von c, nicht Meter pro Sekunde.
Ist der Zeitdilatation-Rechner kostenlos?
Das Browser-Werkzeug ist kostenlos und läuft lokal. API-Aufrufe nutzen vorausbezahltes Guthaben zu $0.002 je erfolgreicher Anfrage; fehlgeschlagene Aufgaben werden nie berechnet.