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Ein Gedankenexperiment ist eine Methode der Erkenntnisgewinnung. Es ist ein Experiment auf gedanklicher Ebene und wird meist dann angewendet, wenn die Bedingungen für die Durchführung von Realexperimenten nicht gegeben sind oder wenn man Bedingungen, die beim Realexperiment auftreten (z.B. die Reibung), zum Verschwinden bringen will. Gedankenexperimente sind vor allem in der speziellen Relativitätstheorie häufig, werden aber auch in der klassischen Physik angewendet.

Um in einem Inertialsystem die Gleichzeitigkeit des Eintretens von Ereignissen registrieren zu können und die Zeiten für das Eintreten von Ereignissen von verschiedenen Inertialsystemen aus bewerten zu können, führte ALBERT EINSTEIN Lichtuhren ein. Eine Lichtuhr ist eine Anordnung, bei der die Laufzeit von Licht zum Messen von Zeiten genutzt wird. Dabei wird vom Postulat der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit ausgegangen, einem der beiden Grundpostulate der speziellen Relativitätstheorie.

Die Frage, ob zwei Ereignisse an verschiedenen Orten gleichzeitig stattfinden, ist nicht nur von theoretischem, sondern auch von praktischem Interesse. So benötigt man z.B. für viele Anwendungen (Satellitennavigationssysteme, Steuerung von Raumflugkörpern) eine weltweit abgestimmte Zeitskala, die durch Synchronisation von Atomuhren realisiert wird. Allgemein gilt:
Zwei Ereignisse an voneinander getrennten Orten erfolgen in einem Inertialsystem dann gleichzeitig, wenn das zur Zeit der Ereignisse ausgesendete Lichtsignal sich in der Mitte ihrer Verbindungslinie trifft.