Längenkontraktion bei Lichtgeschwindigkeit

  • Hallo Leute,
    Wenn ich zu viel Zeit habe dann beschäftige ich mich mit Kosmologie, Fragen nach der Herkunft des Lebens, Zwillingsparadoxon und all so ein Zeug. Manchmal bekomme ich in Wikipedia sinnvolle Antworten manch mal nicht. So auch jetzt.
    Mich beschäftigt schon lange eine Frage: Nehmen wir an ich flöge in einem Raumschiff mit 99,99 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. (Ich weis dass das aus technischen und biologischen Gründen nicht möglich ist, aber dennoch, nehmen wir es an!). Von hier zu Proxima Centauri und zwar mit gleichbleibender Geschwindigkeit. Brauche ich jetzt 4 Jahre, oder deutlich weniger? So wie ich das verstanden habe kann ich die Sonne und Proxima Centauri als ruhend betrachten. Aber von meinem System im Raumschiff bewegen sich beide entgegengesetzt der Flugrichtung mit 99,99% der Lichtgeschwindigkeit. Jetzt findet eine Längenkontraktion statt d.h. die Strecke verkürzt sich auf einen Bruchteil der Entfernung (0,057 Lj), die Zeit die ich für die Strecke brauche ist für mich kürzer, obgleich für mich alle Vorgänge innerhalb des Raumschiffes normal ablaufen. Währenddessen vergehen für Erdbewohner im gleichen Zeitraum viele zig Jahre ( 285 Jahre?) Wie lange brauche ich denn jetzt für die 4 Lichtjahre? 4 Jahre oder 0,057 Jahre oder was?
    Siehe: Wikipedia „Lorentzkontraktion“ , „Zeitdilatation“ hier „Reise zu entfernten Sternen" Dabei handelt es sich um eine beschleunigte Reise, aber dasselbe Problem.


    Verwirrte Grüße marty

  • Hi Marty,
    für dich vergeht viel weniger als vier Jahre,ein paar Tage oder Wochen.Hab jetzt nicht die Lust nachzurechnen.Gleichfalls zur Längenkontraktion,verkürzt sich die, von dir gemessene Strecke.Deshalb mußt du ja weniger zurücklegen.Der irdische Beobachter,der mit seiner,irdischen Zeit mißt,mißt tatsächlich etwas über vier Jahre(irdischer) Zeit,wenn er deinen Flug beobachtet.
    Als Beispiel,du hättest 250000km/s,da liefe die Zeit nur halb so schnell und du(auch dein Raumschiff) wärest doppelt so groß und auch alle Zollstöcke und Maße an Bord.Mit diesem doppelt so großen Zollstock,würdest du ja dann auch nur noch zwei,statt vier Lichtjahre messen.
    Gruß (auch häufig verwirrter) Armin


    P.S. hattest ja schon ausgerechnet,für dich vergehen die 0.057 Jahre

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: AS-Fan</i>
    <br />
    Als Beispiel,du hättest 250000km/s,da liefe die Zeit nur halb so schnell und du(auch dein Raumschiff) wärest doppelt so groß und auch alle Zollstöcke und Maße an Bord.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    AH! Danke Armin, So vertehe ich das schon besser. Dann passt ja alles zusammen, (ausser dem Paradoxon dass mich der Beobachter auf der Erde verlangsamt sieht und ich den Beobachter auch verlangsamt sehe).
    Es gibt da noch mehrere merkwürdige Effekte. Zum Beispiel sieht ein Mond, an dem wir gerade zufällig vorbeifliegen total deformiert aus, in Flugrichtung zusammengequetscht und verdreht. Zudem sieht alles auf diesem Mond verlangsamt aus.
    Im Grunde ist das ja die erwünschte Überlichtgeschwindigkeit. Das ganze Universum wird ja zusammengepresst. Nur blöd dass bei der Rückkehr bereits riesige Zeiträume vergangen sind. Vielleicht gibts die Menschheit in der Form gar nicht mehr wie ich sie verlassen habe.
    Bei meinem Beispiel würde also der Beobachter auf der Erde mein Raumschiff sich langsam zu Proxima Cent. hin bewegen sehen. Er sieht mich nach 8 Jahren ( 2x4 Jahre ?) da. Würde ich einen Funkspruch abgeben dann kommt der nach insgesammt 8 Jahren auf der Erde an. Fliege ich wieder zurück, dann würde sich das Spiel wiederholen. Er sieht mich abfliegen und dann 4 Jahre näher kommen, ich brauche aber nur 20 Tage. geil! So ein Raumschiff brauch ich [:)]
    Grüße marty

  • Marty,
    die Lorentz-Transformationsformeln zur Zeitdilation, Längenkontraktion und zur Massenzunahme gelten jede für sich. Diese Formeln transformieren diese Größen von einem Inertialsystem in ein anderes (wo sich dann der jeweilige Beobachter aufhält).


    Beim Raumflug handelt es sich realistische betrachtet um teilweise beschleunigte Bewegungen (Start, Flugphase, Bremsphase/Landung), allerdings kann man sich da jeweils zu einem bestimmten Zeitpunkt einen "nicht beschleunigten Beobachter" vorstellen, der genau gleich schnell und auf gleicher Höhe neben dem Raumschiff (ohne Antrieb) fliegt, bis dieses bei Start und Landung bremst bzw. beschleunigt. Ganz wie die Jets der Army, wenn die Nasa ihre Raumtransporter landen ließ.


    Die Längenkontraktion ist schon wunderlich, passt doch ein hinreichend schneller Zug mit 800m Länge (bei Stillstand gemessen) auf diese Weise komplett in ein Tunnel, der nur 750m Länge hat. [;)] Durch diese Kontraktion (bzw. allgemein durch die Lorentztransformationen) kommt es beim Vorbeiflug zweier Körper auch zu Dreheffekten, so dass man mehr als nur die zugewandte Seite des anderen Körpers sieht.


    Gruß

  • Hallo Kalle,
    Natürlich ist mein Beispiel nicht realistisch. Aber für einen realistischen Raumflug mit Beschleunigungs- und Bremsphasen reichen meine mathematischen Fähigkeiten nicht aus. Also konstruiere ich lieber ein Raumschiff welches sofort auf Lichtgeschwindigkeit geht. Die Masseträgheit muss ich irgendwie ausschalten, sonst werd ich an der Rückwand zu einer dünnen amorphen Schicht verwandelt! [:)]
    Das Zugbeispiel ist noch seltsamer. Vom Tunnel aus gesehen wird der Zug kürzer, passt also rein. Vom Zug aus gesehen wird der Tunnel kürzer, also passt er nicht rein! Ist eben paradox.
    Aber die Rumspekuliererei macht Spass!
    Grüße marty

  • Ja, das mit dem Zug zeigt eindrucksvoll, dass es auf das Auge des Betrachters ankommt. Die Tunnelaufsicht sieht den Zug komplett im Tunnel und könnte mit Toren den Zug sogar einschließen, während der mitfahrende Zugführer sieht, dass die Lok schon wieder im Freien ist, während hinten der letzte Wagon erst in den Tunnel fährt. Für ihn sieht es auch nicht so aus, dass die Tore gleichzeitig geschlossen sind. Das Vordertor macht schon auf, während hinten noch nicht geschlossen wird.


    Gruß

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Marty</i>
    Dann passt ja alles zusammen, (ausser dem Paradoxon dass mich der Beobachter auf der Erde verlangsamt sieht und ich den Beobachter auch verlangsamt sehe).
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Fallstrick: Man muß zusätzlich zum Lorenzfaktor noch den geometrischen Effekt, bzw. den Relativistischen Dopplereffekt berücksichtigen. Das bedeudet wenn Abstände zwischen Dir im Raumschiff und dem Beobachter auf der Erde zunächst ständig immer größer werden und das Licht zwischen den beiden Beobachtern immer größere Strecken überbrücken muß, wird mehr mehr Zeit für die Signalübermittlung vergehen. Der umgekehrte Effekt tritt bei Annäherung auf.
    Frequenzen des Lichts werden zudem verschoben. Bei 99,99% von c ist der Effekt schon sehr stark, da wird aus sichbarem Licht einmal Röntgenstrahlung und das andere mal Teraherzstrahlung.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Marty</i>
    Im Grunde ist das ja die erwünschte Überlichtgeschwindigkeit. Das ganze Universum wird ja zusammengepresst. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Fallstrick: Man darf ja die Uhren und Längen aus verschiedenen Bezugssystemen nicht miteinander vertauschen.
    Eigentlich ist das keine resultierende Überlichtgeschwindigkeit. Licht hat immer c und alle Beobachter sind immer mit Unterlichgeschwindigkeit und ihrer Eigenzeit unterwegs.
    Für Dich im Raumschiff gilt nur, dass die Distanzen schrumpfen bzw. die Zeit relativ langsamer geht. Daher wird man auch nie schneller als Licht.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Marty</i>
    Bei meinem Beispiel würde also der Beobachter auf der Erde mein Raumschiff sich langsam zu Proxima Cent. hib bewegen sehen. Er sieht mich nach 8 Jahren ( 2x4 Jahre ?) da. Würde ich einen Funkspruch abgeben dann kommt der nach insgesammt 8 Jahren auf der Erde an. Fliege ich wieder zurück, dann würde sich das Spiel wiederholen. Er sieht mich abflicgen und dann 4 Jahre näher kommen, ich brauche aber nur 20 Tage. geil! So ein Raumschiff brauch ich


    Grüße marty
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Fallstrick: Er sieht dich nach Deinem Abflug nicht 4 Jahre näher kommen, sondern nur 3,5 Stunden! Laufzeiten addieren sich nicht, denn als er Dich von P. Centauri abfliegen sah, warst du ja schon fast wieder bei ihm. In einem Minkowskidiagramm kann man das auch ohne große Rechnerei anschaulich überprüfen.


    <u>Hinreise nach P. Centauri:</u>


    Richtig ist für die Hinreise zu P. Centauri, der Erdbobachter sieht Dich nach etwas mehr als 8 Jahren in P. Centauri ankommen. Du bist fast mit Lichtgeschwindigkeit gereist und der Weg aus Sicht des Erdbeobachters beträgt 4 Lj. Reisedauer = 4 Lj / 0,9999 c = 4,0004 Jahre. Dazu addiert die 4 Jahre Lichtreisedauer zurück zur Erde, macht 8 Jahre und 3,5 Stunden.


    Du selbst hast diese Strecke aufgrund der Lorenzkontraktion auf 0,05657 Jj verkürzt gesehen und dafür aus Deiner Sicht nur 0,056567 Lj / 0,9999c = 0,056573 Jahre, also ca. 20 T und 15,6 h benötigt. Das zeigt auch Deine Borduhr an. (Für die Rückreise gilt das gleiche. Du warst insgesamt ca. 41,3 Tage unterwegs.)


    Der Beobachter der Erde stellt dabei etwas sehr kurioses fest, nämlich dass Deine Borduhr bei der Hinreise extrem langsam läuft und bei Deiner Ankunft 20,65 Tage anzeigt obwohl seine 8 Jahre und 3,5h anzeigt. Dieses Verhältnis ist mehr als das doppelte des Lorenzfaktors. Trotzdem ist hier alles im Lot. Die Borduhr zeigt für beide Beobachter bei Ankunft jeweils das gleiche an. Kein Widerspruch. Der Grund für den hohen Faktor von 141 ist hier der gleiche wie für die Dopplerverschiebung, der geometrische Effekt.


    Umgekehrt siehst Du auch alles auf der Erde sich langsam bewegen. Während Deines Flug nach P. Centauri siehst du auf der Erde nur 3,5h vergehen. Dich hat genau zu deiner Ankunft ein Lichtsignal eingeholt, das der Erdbeobachter 3,5h nach deinem Abflug abeschickt hat. Faktor 141.


    <u>Rückreise zur Erde:</u>


    (Angenommen Du kehrst sofort wieder zurück und alles ohne Beschleunigung.) Das gegenseitig ausgestrahlte Licht, welches beide sich nun annähernden Beoabachter voneinander wahrnehmen ist wieder stark frequenzverschoben (Terahertzstrahlung wird nun sichtbar bei 99,99% Lichtgeschwindigkeit) und das Lichtsignal benötigt mit der ständigen Annäherung immer weniger Zeit.


    Das führt dazu, dass Der Erdbeobachter nun innerhalb von 3,5h seiner eigenen Uhr auch 20,56 Tage auf der Borduhr ablaufen sieht. (Als er Deine Ankunft bei P. Centauris sah, warst Du ja schon fast wieder bei der Erde)


    Du selbst bei Deiner Heimreise siehst auf der Erde ebenso alles im Zeitraffer. Die Geschehnisse von 8 Jahren und 3,5 h verrennen als rasantes Gewusel in nur 20,65 Tagen Bordzeit. 141 mal schneller.


    Alle machen beim Treffen einen Uhrenvergleich: Auf der Erde sind 8Jahre und 7h vergangen, bei Dir nur 41,3 Tage. Er hat in der Zeit mehr erlebt und ist scheller gealtert, und Du wärst langsamer gealtert, wenn Du hoffentlich nicht schon durch die Raketenbeschleunigung und durch die harte Strahlung tödlich verunglückt wärst.


    Gruß,
    Jo

  • Hallo Jo,
    Genau, danke. Ich wusste schon dass das mit der Zeit nicht stimmen kann, der Beobachter auf der Erde sieht das Licht ja immer erst verzögert, je nach zurückgelegter Entfernung. Daher habe ich ja schon 8 Jahre für die Beobachtung der Landung angesetzt. Wenn er beobachtet dass ich jetzt zurückfliege, dann bin ich auch fast schon da. Klar bei fast Lichtgeschwindigkeit wird jeder Lichtstrahl zu Röntgenstrahlung und das mit den Trägheitsdämpfern wird auch nicht einfach. Aber he - die auf der Enterprise haben das Problem ja auch gelöst.... [:D]
    Aber für mich und meine Borduhr vergehen ja tatsächlich nur 20 Tage, wie hoch die Geschwindigkeit ist, ist für mich diesbezüglich nicht so wesentlich. Mir kommts doch darauf an, wie lange ich unterwegs bin. Das ist von mir aus gesehen wie ein Warpantrieb, die Strecke verkürzt sich quasi auf einen Bruchteil. Dabei sei mir erst mal wurst, dass alle Verwandten erheblich gealtert sind wenn ich wieder zurück komme. Das wird natürlich sehr unangenehm wenn ich jetzt größere Strecken zurücklege und dann feststelle, dass die Menschen sich inzwischen doch ein wenig verändert haben. Wenn ich 70 Lj reise bin ich die einfache Strecke 1 Jahr unterwegs nach 2 Jahren komme ich zurück und hier sind 140(+) Jahre vergangen. Wer weiss schon wie die Welt dann aussieht? Mein Auto steht im Museum, und Individualverkehr gibts vielleicht gar nicht mehr wegen Platzmangel! Meine Wohnung ist auch abgerissen und da steht inzwischen ein Hochhaus mit Solarbeschichtung wegen der Energieversorgung. (Wenn sie mir dann wenigstens eine Wohnung freihalten)! Wieviel Gehalt zahlt mir dann die Nasa? Für für 140 oder nur für 2 Jahre? Egal, das meiste zieht mir sowieso das Finanzamt ab, das gibts dann ganz sicher noch, darauf können wir uns verlassen!
    Grüße marty

  • Hallo Kalle,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kalle66</i>


    die Lorentz-Transformationsformeln zur Zeitdilation, Längenkontraktion und zur Massenzunahme gelten jede für sich.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">ich möchte doch darauf hinweisen, das weder die Formel für Zeitdilation noch für Längenkontraktion noch für Massenzunahme Lorentztransformationen sind. Das sind einfach mechanistische, aus der Äthervermutung geborene Eselsbrücken, mit denen man unter bestimmten Bedingungen bestimmte Ergebnisse ausrechnen kann. Das Verwechseln der Eselsbrücken mit den Lorentztrafos und gar der SRT führt zu den bekannten Paradoxa, weil die Eselsbrücken begrifflich nicht mit dem Relativitätsprinzip kompatibel sind, das zur SRT gehört.

  • Hallo,
    Wie ist das für einen Lichtstrahl, für den vergeht ja dann überhaupt keine Zeit? Der fliegt von der Supernova irgendwo los und ist ohne Zeitverzug auf der Erde. Für den Lichtstrahl ist das alles gleichzeitig, für den Beobachter vergehen Milliarden Jahre? Da ist es auch vorstellbar dass es verschränkte Photonen gibt, denn Anfang und Ende des Lichtstrahles sind ja das selbe.
    Grüße marty

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Marty</i>
    <br />Hallo,
    Wie ist das für einen Lichtstrahl, für den vergeht ja dann überhaupt keine Zeit? Der fliegt von der Supernova irgendwo los und ist ohne Zeitverzug auf der Erde. Für den Lichtstrahl ist das alles gleichzeitig, für den Beobachter vergehen Milliarden Jahre? Da ist es auch vorstellbar dass es verschränkte Photonen gibt, denn Anfang und Ende des Lichtstrahles sind ja das selbe.
    Grüße marty
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Hallo Marty,


    ja für Photonen vergeht keine Zeit, weil für masselose Teilchen (bewegen sich mit c) das sog. Raumzeit Intervall Null ist. Das hat allerdings mit Verschränkung nichts zu tun. Die Verschränkung zweier Quantenobjekte beruht auf sorgfältiger Präparation und ist prinzipiell auch für Teilchen mit Ruhemasse möglich.


    Gruß,
    Günter

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Marty</i>
    Wie ist das für einen Lichtstrahl, für den vergeht ja dann überhaupt keine Zeit? Der fliegt von der Supernova irgendwo los und ist ohne Zeitverzug auf der Erde. Für den Lichtstrahl ist das alles gleichzeitig, für den Beobachter vergehen Milliarden Jahre?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    In diesem Zusammenhang stelle ich mir zwei interessante Fragen:


    1. Laufen denn in masselosen Teilchen irgendwelche physikalischen Prozesse ab (dürfte ja eigentlich nicht wegen der Eigenzeit)?


    2. Kann man umgekehrt davon ausgehen, dass in allen Teilchen, die eine Ruhemasse besitzen, irgendwelche physikalischen Prozesse ablaufen?


    Viele Grüße
    Alexander

  • Hallo Günter,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: GünterD</i>
    ja für Photonen vergeht keine Zeit, weil für masselose Teilchen (bewegen sich mit c) das sog. Raumzeit Intervall Null ist.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Anscheinend kann man ja nicht 100% ausschließen, dass Photonen doch eine (unvorstellbar geringe) Ruhemasse besitzen und somit auch irgendwann zerfallen:


    http://www.weltderphysik.de/ge…nen-nicht-ausgeschlossen/


    Wenn das so wäre, dann würde für das Photon aber auch Zeit vergehen, oder?


    Und was hieße das denn aus Sicht der relativistischen Mechanik? Wenn die Geschwindigkeit eines massebehafteten Körpers (ein Photon mit Ruhemasse wäre ja ein solcher) gegen c geht, wächst seine Energie doch über alle Grenzen. Oder hieße das sogar, die Geschwindigkeit des Photons wäre gar nicht das "echte" c?


    Viele Grüße
    Alexander


    Edit: Nachdem ich noch mal darüber nachgedacht habe, tendiere ich zu letzterer Variante: Wenn das Photon eine Ruhemasse hätte, dann müsste c wohl in Wirklichkeit höher sein als die Geschwindigkeit eines Photons im Vakuum. Die relativistische Physik an sich würde sich wohl nicht ändern, aber die Bezeichnung der Naturkonstante c müsste strenggenommen umbenannt werden, und man könnte den Wert auch nicht einfach mit der Vakuumgeschwindigkeit von Photonen gleichsetzen.

  • Alex,
    genau darum streitet sich die Wissenschaft bei den Neutrinos. Ohne Ruhemasse, wäre eine Umwandlung (Neutrinooszillation) von einer Art in die andere ausgeschlossen. Mit Ruhemasse sieht die Sache anders aus ...


    Ob in allen Teilchen mit Ruhemasse eine Umwandlung in ein anderes Teilchen stattfindet? Da bin ich überfragt. Wäre sicher interessant, wenn man Umwandlungsprozesse bei der "Dunklen Materie" kennen würde. Dürfte also auf die Eigenschaften der Teilchen ankommen. Irgendeine Wechselwirkung (Schwache, starke etc) im quantenmechanischen Sinne sollte ein Teilchen schon haben. Muss es das?. Bei der gravitativen Wechselwirkung weiß man ja auch noch nichts abschließendes. Da aber in der Quantenmechanik alles nur via Wahrscheinlichkeiten geht ... muss man den Grenzwert wohl da suchen, wo die Umwandlungswahrscheinlichkeit eines Teilchen (aus allen vorhandenen Teilchen der Art im Kosmos) immer noch kleiner ist, als das Alter des Universums. Ein Spiel mit größten und kleinsten Zahlen.


    Gruß

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Anscheinend kann man ja nicht 100% ausschließen, dass Photonen doch eine (unvorstellbar geringe) Ruhemasse besitzen...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Salopp gesagt beginnt die ART mit der Aussage: Wenn die Lichtgeschwindigkeit c = c ist ... und Photonen sind die dazu gehörenden Austauschteilchen für "Licht". Wenn dem so nicht ist, ist das Modell nicht anwendbar.


    Gruß

  • &gt;Kalle
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">genau darum streitet sich die Wissenschaft bei den Neutrinos.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Eigentlich ist das kein Streit, sondern der Nachweis, dass Neutrinos eine Ruhemassen haben. Die zugrundeliegenden Gesetze sind wirklich so gut verankert, dass man ganz sicher lieber das Standardmodell ändern wird als sie.
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Salopp gesagt beginnt die ART mit der Aussage: Wenn die Lichtgeschwindigkeit c = c ist ... und Photonen sind die dazu gehörenden Austauschteilchen für "Licht". Wenn dem so nicht ist, ist das Modell nicht anwendbar.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Nein. Die SRT, und damit die ART, beginnt mit der Aussage, dass sich Licht immer mit einer bestimmten Geschwindigkeit fortbewegt. Wenn das Licht das nur näherungsweise täte, wäre die SRT davon ziemlich unberührt. Die eigentlich zugrundeliegende Aussage ist nämlich "es existiert eine invariante Geschwindigkeit". Ob sich tatsächlich etwas mit dieser Geschwindigkeit fortbewegt tut eigentlich nichts zur Sache. Dass Licht es tut war aber sicher äußerst hilfreich beim Finden der Theorie.


    &gt;MAA
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"> Kann man umgekehrt davon ausgehen, dass in allen Teilchen, die eine Ruhemasse besitzen, irgendwelche physikalischen Prozesse ablaufen?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Natürlich nicht. Aber die Möglichkeit besteht.

  • Hallo Alexander,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MAA</i>
    <br />Edit: Nachdem ich noch mal darüber nachgedacht habe, tendiere ich zu letzterer Variante: Wenn das Photon eine Ruhemasse hätte, dann müsste c wohl in Wirklichkeit höher sein als die Geschwindigkeit eines Photons im Vakuum


    Die relativistische Physik an sich würde sich wohl nicht ändern, aber die Bezeichnung der Naturkonstante c müsste strenggenommen umbenannt werden, ...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Ja, c ist, wie 'Jemand' geschrieben hat, invariant. D.h. diese "Grenzgeschwindigkeit" c ändert sich nicht unter Lorentz-Transformation.
    Deshalb nein, falls sich Licht mit v &lt; c bewegt, müßte c nicht umbenannt werden.


    Gruß, Günter

  • Hallo Günter,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: GünterD</i>
    Ja, c ist, wie 'Jemand' geschrieben hat, invariant. D.h. diese "Grenzgeschwindigkeit" c ändert sich nicht unter Lorentz-Transformation.
    Deshalb nein, falls sich Licht mit v &lt; c bewegt, müßte c nicht umbenannt werden.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Aber c wird doch gemeinhin als "Vakuumlichtgeschwindigkeit" bezeichnet, oder ist das nur eine inoffizielle Bezeichnung?


    Wenn die offizielle Bezeichnung von c "Invarianzgeschwindigkeit" oder dergleichen hieße, dann würde ich Dir recht geben, dass keine Umbenennung erforderlich wäre. Auch könnte man sich natürlich entschließen, die Bezeichnung "Vakuumlichtgeschwindigkeit" aus Gründen der Tradition beizubehalten. Atome heißen schließlich auch noch immer Atome, obwohl man längst weiß, dass sie nicht unteilbar sind.


    Viele Grüße
    Alexander

  • Alex,
    das c = Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist, kommt nicht zufällig. Aber das ändert nichts daran, dass die Lorentztransformation mit jedem c funktionieren würde. Einstein selbst beschränkte sich vor dem Hintergrund des Michelson-Morley-Exeriments allerdings in seiner Veröffentlichung "Zur Elektrodynamik bewegter Körper", 1905, (heute auch SRT genannt) auf die Lichtgeschwindigkeit c. Er zeigte zudem, dass die Maxwellschen Gleichungen (also die Elekrodynamik oder Theorie der elektromagnetischen Wellen) damit bestens zurecht kommen. Eine Lichtgeschwindigkeit <i>v</i> &lt;&gt; c würde vieles ändern, angefangen von der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen bis hin zum Aufbau unserer Materie (Chemie).


    Und die Ausbreitung von Gravitationswellen erfolgt ja ebenfalls mit c - völlig unabhängig von der Lichtgeschwindigkeit oder vielleicht auch nicht, was ihre Invarianz betrifft. [;)]


    Man muss zwischen Transformationsregeln einerseits (also das, was Einstein "Relativität" nannte) und ihre physikalische Bedeutung andererseits unterscheiden. Interessant wird die ja genau dann, wenn die Lichtgeschwindigkeit c als Spezialfall invariant gesetzt wird.


    Gruß

  • Hallo Kalle,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kalle66</i>
    das c = Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist, kommt nicht zufällig. Aber das ändert nichts daran, dass die Lorentztransformation mit jedem c funktionieren würde.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Das habe ich ja weiter oben schon selbst geschrieben.


    In der von Günter aufgegriffenen Frage ging es doch allein darum, ob man c nicht umbenennen müsste, falls sich irgendwann herausstellen sollte, dass die Vakuumlichtgeschwindigkeit kleiner als c ist. Denn wenn die Vakuumlichtgeschwindigkeit in Wirklichkeit kleiner als c sein sollte, dann wäre es ja irgendwie verwirrend, c weiterhin als Vakummlichtgeschwindigkeit zu bezeichnen.


    Was ich mich aber gerade auch noch gefragt habe: Wenn Photonen tatsächlich eine Ruhemasse hätten, kann ihre Geschwindigkeit dann überhaupt konstant sein? Ich dachte bislang, gerade ihre Masselosigkeit führe dazu, dass sich Photonen <i>immer</i> mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.


    Viele Grüße
    Alexander

  • Nun,
    das Photon ist nach bisheriger Auffassung das Austauschteilchen für elekromagnetische Wechselwirkungen. Mir ist kein Experiment bekannt, dass eine Ruhemasse beweist. Wenn dem so wäre, dann müsste Licht sich mit v&lt;c ausbreiten, wobei c hier nicht als Lichtgeschwindigkeit zu interpretieren wäre, sondern als die Referenzgeschwindigkeit, die bei Koordinatentransformationen invariant ist. Dann müsste man alle Theorien bei höchsten Energien allerdings komplett neu schreiben. Für die gängigen Energien reichen die bisherigen Modelle ja näherungsweise ganz gut, so wie die Newtonsche Mechanik bei v &lt;&lt; c ja auch nach wie vor funktioniert.


    Es ist quasi eine wissenschaftliche Pflichtübung nach solchen Experimenten zu suchen. Jedes fehlgeschlagene Experiment festigt andererseits die Vermutung, dass die LG = c = invariant ist. Ob es umgekehrt im mathematischen Sinne einen Beweis gibt, dass die LG = c ist ... keine Ahnung. Ausschließen will ich es nicht. Dem wäre ein Nobelpreis sicher. Die Physik bekäme quasi ein "absolutes" Fundament für eine ganze Reihe von Modellen. Die Definition des Meters als Längenmaß würde auf eine unumstößliche Größe basieren.


    Es geht u.a. um die Frage, wie universell Modelle anwendbar sind bzw. wo ihre Grenzen sind.


    Beim Photon kommt noch hinzu, dass wenn die Frequenz hoch genug ist (also hinreichend Energie drin steckt), dann könnten sich Teilchen bilden, die diese Energie als Masse tragen, so wie umgekehrt bei Materie-Antimaterie-Reaktionen Teilchen in Strahlung umgewandelt werden. Vielleicht steckt in solchen quantentechnischen Prozessen die Lösung für vermeintliche Massen des Photons. Ich bin da überfragt.


    Gruß

  • Hallo Kalle,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kalle66</i>
    Wenn dem so wäre, dann müsste Licht sich mit v&lt;c ausbreiten, wobei c hier nicht als Lichtgeschwindigkeit zu interpretieren wäre, sondern als die Referenzgeschwindigkeit, die bei Koordinatentransformationen invariant ist.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Genau das meinte ich ja mit der "Umbenennung von c". Es wäre dann nicht mehr die Vakuumlichtgeschwindigkeit, sondern die "Referenzgeschwindigkeit, die bei Koordinatentransformationen invariant ist".


    Viele Grüße
    Alexander

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MAA</i>
    Aber c wird doch gemeinhin als "Vakuumlichtgeschwindigkeit" bezeichnet, oder ist das nur eine inoffizielle Bezeichnung?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Weil man von Ruhemasse null des Photons ausgeht.
    Andernfalls ist v(Licht) &lt; c.

  • Hallo Günter,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: GünterD</i>
    Weil man von Ruhemasse null des Photons ausgeht.
    Andernfalls ist v(Licht) &lt; c.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Genau darauf wollte ich doch hinaus: Wenn v(Licht) &lt; c, dann kann man c nicht mehr als "Vakuumlichtgeschwindigkeit" bezeichnen, sondern muss sich eine neue Bezeichnung für c einfallen lassen.


    Viele Grüße
    Alexander

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MAA</i>
    <br /> Wenn v(Licht) &lt; c, dann kann man c nicht mehr als "Vakuumlichtgeschwindigkeit" bezeichnen, sondern muss sich eine neue Bezeichnung für c einfallen lassen.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Na klar, Alexander. Vorschlag: d [:D]

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