Lichtgeschwindigkeit

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rolli

  • Gast
Lichtgeschwindigkeit
« am: 13. April 2007, 09:57:37 »
Nach Einstein wird es nie möglich sein, die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen oder noch schneller zu fliegen.

Trotzdem wird halt doch feste darüber nachgedacht...:

Zitat:

Sind Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit möglich?

Die Helden der Science-Fiction-Serie „Star-Trek“ machen es vor: Sie reisen mit Überlichtgeschwindigkeit durchs All. Wird es auch in der Realität gelingen, die Ketten der Relativitätstheorie zu sprengen?
Überlichtgeschwindigkeit? Das ist doch ganz einfach. In jeder Star-Trek-Folge zeigen die Weltraum-Helden um Captain Kirk, wie es funktioniert. Erst beschleunigt ihr Raumschiff „Enterprise“ auf Impulsgeschwindigkeit, die etwa ein Viertel der Lichtgeschwindigkeit beträgt. Dann zündet Scotty im Maschinenraum die Warp-Reaktoren, und die Enterprise taucht ab in den Subraum. Dort herrschen andere physikalische Gesetze als im normalen Universum, deshalb ist ein überlichtschneller Flug möglich, und auch die Kommunikation kann praktisch zeitlos erfolgen.

Die Reisen schneller als Licht sind in der Science-Fiction-Literatur nötig, um die Weltraumabenteuer etwas lebensnäher zu gestalten. Besatzungen, die Jahrhunderte in unterlichtschnellen Raumschiffen reisen (entweder im Tiefschlaf oder als Abfolge mehrerer Generationen an Bord), um zu viele Lichtjahre entfernten fremden Welten zu gelangen, wären langweilig. Deshalb mühen sich die Autoren, mit physikalisch mehr oder weniger gut begründeten Ideen, die Grenze der Lichtgeschwindigkeit (ca. 300 000 Kilometer pro Sekunde) zu überwinden, die uns Einsteins Relativitätstheorie setzt. Ihr zufolge kann sich kein Körper – oder allgemeiner gesagt, kein Medium, das Information überträgt – schneller durch das All bewegen als das Licht.

Die Star-Trek-Autoren haben das Problem recht pfiffig gelöst. Ihr Warp-Antrieb besteht aus Spulen in den Triebwerksgondeln, die aufeinanderfolgend von vorne nach hinten gezündet werden und dabei Energiefelder erzeugen. Die Felder werden abgestrahlt, wodurch sich das Schiff beschleunigt. Dies ist noch konventionelle Physik und kann eines Tages vielleicht sogar technisch umgesetzt werden.

Mit Warp durchs All

Dann aber wird es fantastisch: Die ausgestrahlte Energie bewirkt eine Transition in den Subraum. Der Raum, wie wir ihn kennen, ist – so die Idee – an jedem Punkt mit Subraum „unterlegt“, es handelt sich also eigentlich um eine zusätzliche Dimension. Dort ist die Masse des Raumschiffs reduziert. Jetzt wird es durch die Warp-Felder auf Überlichtgeschwindigkeit getrieben. Zugleich krümmen sie die Raumzeit, so dass sich die zeitlichen Abstände zwischen zwei Punkten im Raum verkürzen. Es wird also eine künstliche Verwerfung (englisch = warp) der Raumzeit erzeugt. Die Geschwindigkeit bemisst sich nach „Warp-Faktoren“, wobei Faktor 10 als unendliche Geschwindigkeit definiert ist. Das Raumschiff befindet sich im Warp-10-Flug an jedem Punkt des Universums gleichzeitig. So steht es jedenfalls in der reichlich vorhandenen Star-Trek-Literatur.

Damit bedienten sich die Autoren einiger physikalischer Phänomene, die helfen könnten, die Einsteinschen Fesseln zu sprengen. Tatsächlich diskutieren seriöse Wissenschaftler, wie sich Überlichtgeschwindigkeit technisch erreichen ließe. Eine Möglichkeit sind die viel zitierten Wurmlöcher. Sie ergeben sich aus Lösungen von Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie. Erstmals wurden sie 1935 von Albert Einstein und seinem Kollegen Nathan Rosen beschrieben und hießen deshalb ursprünglich Einstein-Rosen-Brücken.

Der Begriff „Wurmloch“ entstammt der Analogie mit einem Wurm, der sich durch einen Apfel frisst, anstatt an der Oberfläche entlangzukriechen. Er nimmt also eine Abkürzung quer durch die Frucht und erzeugt dabei ein Wurmloch. Ebenso könnte ein Raumschiff durch einen Tunnel fliegen, der zwei Punkte im Universum verbindet. Voraussetzung dazu ist, dass der Raum zwischen den Punkten so stark gekrümmt ist, dass sich tatsächlich eine Abkürzung gegenüber dem „glatten“ Raum – und damit der geraden Strecke – ergibt. Weil laut Relativitätstheorie Materie den Raum krümmt, müsste eine gewaltige Masse für die nötige Verwerfung sorgen. Ein Raumschiff im Wurmloch würde die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreiten, doch in Bezug auf die Start- und Zielpunkte hätte die Reise mit Überlichtgeschwindigkeit stattgefunden.

Es gibt bis jetzt keine experimentellen Beweise für Wurmlöcher. Zudem können sie keine makroskopischen Dimensionen annehmen, Raumschiffe kämen also nicht hindurch, sondern allenfalls Elementarteilchen. Um sie auf Raumschiff-Größe zu dehnen und stabil zu halten, wäre eine riesige Masse aus negativer Energie erforderlich. Das Raumschiff müsste in einem Triebwerksring ebenfalls negative Energie erzeugen. Dadurch entsteht eine Art Antigravitation. Obwohl die Quantenphysik diese exotische Energieform zulässt, weiß niemand, ob es sie tatsächlich gibt oder ob sie sich technisch erzeugen lässt.

Eine andere Möglichkeit ersann der mexikanische Physiker Miguel Alcubierre. Er beschrieb sie in seiner 1994 erschienen Studie „The Warp Drive: Hyper-fast travel within general relativity“. Es handelt sich um einen modifizierten Warp-Antrieb, der die Raumzeit um ein Raumschiff herum verändert. Vor dessen Bug wird der Raum gestaucht und dafür hinter dem Heck ausgedehnt. In der entstehenden Blase mit verzerrter Raumzeit kann der Raumkreuzer mit beliebig hoher Geschwindigkeit fliegen. Anders betrachtet, versetzt der Antrieb den Ausgangspunkt der Reise um viele Lichtjahre zurück und holt das Ziel näher heran. Wiederum bedarf es dazu aber negativer Energie. Zurück nach vorn

Ganz anders funktioniert der sogenannte Tachyonen-Antrieb, um den es in esoterischen Kreisen viel Geraune gibt. Tachyonen sind hypothetische überlichtschnelle Teilchen mit höchst befremdlichen Eigenschaften. Sie fliegen in der Zeit zurück und werden schneller, wenn man sie abbremst. So wie für normale Teilchen die Lichtgeschwindigkeit eine Obergrenze darstellt, ist sie für die Tachyonen die Untergrenze, sie können nicht langsamer werden. Und sie müssten eine imaginäre Ruhemasse haben. Da sie aber stets mit Überlichtgeschwindigkeit umherschwirren, weisen sie doch eine reale Masse auf. Damit haben Tachyonen wie „normale“ Photonen einen Impuls, der in den Schub für ein Raumschiffs umgesetzt werden kann. So lassen sie gerade ihre absurd erscheinenden Eigenschaften als geeignet für einen Raumschiff-Antrieb erscheinen.

Denken ohne Schranken

Wie sich damit Überlichtgeschwindigkeit erreichen ließe, ist allerdings unklar, denn dies widerspräche der Relativitätstheorie. Vielleicht gibt es ja einen in der Physik noch unbekannten Weg. Dies könnte sich der Nasa-Wissenschaftler John Cole durchaus vorstellen. „In der Welt der Teilchenwissenschaft lernen wir jeden Tag etwas dazu“, meint er. „Wir sind an allen Erkenntnissen interessiert, die vielleicht die Entwicklung von Antrieben ermöglichen, die über die heutige Physik hinausgehen.“

Tatsächlich erforscht die US-Raumfahrtbehörde exotische Raumschiffantriebe in ihrem „Breakthrough Propulsion Physics Program“ (BPP). Vor einigen Jahren habe ich dessen Leiter Marc Millis im Glenn Research Center der Nasa in Cleveland besucht. „Ich suche nach neu auftauchenden physikalischen Phänomenen und schaue, ob sie den Durchbruch für Antriebssysteme bringen könnten, die Raumschiffe schneller und weiter bewegen als bekannte Techniken“, beschrieb er seine Arbeit. Mit den Tachyonen gibt es aber das übliche Problem: Sie existieren bislang nur als theoretisches Konstrukt, nachgewiesen wurden sie noch nirgends.

Jetzt bleibt noch ein Konzept, das eines fernen Tages Menschen zu den Sternen führen könnte: Der Flug durch den Hyperraum – das heißt, durch höhere Dimensionen. Eine theoretische Grundlage dafür schuf der 2001 verstorbene deutsche Physiker Burkhard Heim. Er erlitt ein tragisches persönliches Schicksal: Durch einen Unfall verlor er beide Hände und wurde fast völlig blind und taub. Deshalb verließ er 1954 das damalige Max-Planck-Institut für Physik in Göttingen und forschte privat weiter. Dabei entwarf er eine „einheitliche strukturelle Quantenfeldtheorie der Materie und Gravitation“, die als Erweiterung der Relativitätstheorie gelten kann. Sie enthielt in der ursprünglichen Fassung sechs Dimensionen (spätere Versionen arbeiteten mit anderen Dimensionszahlen). Darin entwickelte er eine Formel, die für alle Partikel die korrekten Massen liefert. Im Jahr 1959 wurde er international bekannt, als er ein neues Antriebssystem für die Raumfahrt vorschlug.

Es beruht auf einer Einheit, die ein extrem starkes Magnetfeld erzeugt. Dieses wiederum ruft ein Gravitationsfeld hervor, das den Schub liefert. Werden bestimmte Feldstärken überschritten, schlüpft das Raumschiff in eine höhere Dimension, in der die kosmische Geschwindigkeitsbegrenzung nicht gilt, es kann also weit überlichtschnell fliegen. Wird das Magnetfeld abgeschaltet, fällt das Schiff in unser normales Raumzeit-Kontinuum zurück. Ein Flug zum Mars mit diesem Hyperantrieb soll drei Stunden dauern, ein elf Lichtjahre entfernter Stern würde in 80 Tagen erreicht.

Schon 1996 wurde Heims Antriebsprinzip in die Liste der möglichen Kandidaten für das BPP aufgenommen. Daneben bastelten andere Institute – vornehmlich in den USA, wo sich auch die Luftwaffe dafür interessiert – an einer Realisierung des Magnetfeldantriebs. Jüngst griffen die Forscher Walter Dröscher und Jochem Häuser vom Institut für Grenzgebiete der Wissenschaft der Universität Innsbruck das Konzept wieder auf. Nach ihrer Meinung ließe sich ein Prototyp in wenigen Jahren bauen. Im Sandia National Laboratory der USA in New Mexico gibt es einen Apparat (die sogenannte Z-Maschine), der Magnetfelder der geforderten Stärke erzeugen kann. Die Forscher dort erklärten sich zu Tests bereit, wenn sich die Theorie weiter erhärten lässt.

Fantastisch, aber nicht unmöglich

Andere Forscher sind skeptischer. Denn der Heim´sche Hyperantrieb basiert auf völlig neuen physikalischen Gesetzen. Grundlage ist die Vorstellung, dass Gravitation eine Spielart der elektromagnetischen Kraft ist. Dann ließe sie sich technisch beherrschen, entsprechende Antriebsmaschinen könnten Antigravitation erzeugen. Die Beschleunigung auch von großen Massen auf hohe Geschwindigkeiten würde zum Kinderspiel. Mit der Idee spielt auch der bekannte (leider schon verstorbene) US-Astronom Carl Sagan in seinem Roman „Contact“. Dort erzeugen ineinander wirbelnde Magnetscheiben ein komplexes Feld, das einen Raumzeittunnel zu einem anderen Sternensystem öffnet. Unklar ist auch die Existenz höherer Dimensionen. Sie ergeben sich zwar auch aus der String-Theorie (siehe die Kolumne von letzter Woche), dort sind sie aber auf winzige Dimensionen geknäult, ein Raumschiff könnte sie nicht durchfliegen.

Die Höherdimensionalität des Hyperraums sei nicht mit den verborgenen Dimensionen der String-Theorie zu verwechseln, halten andere Forscher dagegen. Werden wir also jemals überlichtschnell zu den Sternen fliegen? Nach heutigem Ermessen ist es unwahrscheinlich. Einige Physiker wollen es aber nicht ausschließen, denn die erforderliche Technik sei „fantastisch, aber zumindest nicht unmöglich“. Der US-Physiker Lawrence Krauss, der in seinem Buch „The Physics of Star Trek“ die Plausibilität der Science-Fiction-Technologie beleuchtet, spricht von einer „Nicht-Unmöglichkeit“. Zumindest aber wird es noch sehr lange dauern, bis Scotty im Maschinenraum den Warp-Antrieb zündet.
Zitatende

Quelle:

http://www.focus.de/wissen/wissenschaft/odenwalds_universum/frage-von-joachim-thuex_aid_52092.html?drucken=1

Na dann:

ENERGIE !!

 ;)

SchwarzeMaterie

  • Gast
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #1 am: 14. April 2007, 21:42:17 »
Alles ganz schön viel...
Nur mal angenommen es sollte irgendwie und irgendwann mal möglich sein auf solch unvorstellbare Geschwindigkeiten zu kommen. Wie müsste dann die Strecke ausgelegt sein? Schon mit 30Km/h gegen einen Baum würde ja schon in eine kleine Katastrophe enden, bei Geschwindigkeiten über 300.000Km/s dürfte dann wohl nicht mehr viel übrig bleiben.

Aber wer weiß, vielleicht kann man ja irgendwann mal eine geeignete kosmologische Auto...ähh...Raumschiffbahn konstruieren, nur wer soll dann so eine schnelle Maschinerie fliegen? :o


Gruß
Thomas

Helmut_Hansen

  • Gast
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #2 am: 13. Mai 2007, 08:08:10 »
Durch den GOEDELGRABEN zu den Sternen

Alle unsere Vorstellungen, zu den Sternen fliegen zu koennen, beruhen im Kern auf der Speziellen Relativitaetstheorie. Effekte, wie die in Quantensystemen beobachtete Verschraenkung deuten daraufhin, dass Einsteins Theorie womoeglich "unvollstaendig"
ist.

Ich bin der Frage nachgegangen: Wie sieht das "Bild" des Universums aus, wenn man die Spezielle Relativitaetstheorie als gültig (!) voraussetzt und ihr ein Raum-Zeit-Segment hinzufuegt, dass Überlichtgeschwindigkeiten erlaubt?

Das Ergebnis war ueberraschend: Sichtbar wurde ein geometrisches Muster, das wie ein Mandala aussieht. Dieses Muster zeichnet sich durch ein so hohes Mass an Symmetrie aus, dass ich davon ueberzeugt bin, dass es auch eine physikalische Bedeutung hat.

Eine naehere "Kartographierung" dieses Musters zeigt, dass es bei dem Geschwindigkeitswert von 1 Durch Wurzel 2 (ca. 0, 707 c) ein "Tor zu den Sternen" ausweist. In Anlehnung an eine von dem beruehmten Mathematiker Kurt Goedel veroeffentlichte Arbeit zur Allgemeinen Relativitaetstheorie nenne ich diesen Punkt
GOEDELPUNKT. An diesem Punkt gabeln sich die Wege durch Raum und Zeit: einer fuehrt in das uns bekannte Raum-Zeit-Kontinuum, der andere fuehrt in das, was ich den GOEDELGRABEN nenne. Hier sind alle ueberlichtschnellen Geschwindigkeiten angesiedelt - mit Ausnahme einer einzigen: naemlich dem Wert v = unendlich. Dieser Wert bleibt prinzipiell unerreichbar. Wenn es uns gelaenge, den GOEDELPUNKT zu erreichen und in den GOEDELGRABEN einzutauchen, dann waere die Milchstraße unser neuer Ozean.

Natuerlich handelt es sich um keine fertige Theorie: Es ist eher ein Entwurf.

Wie ich diesen archetypischen Bauplan entdeckt habe, das schildere in meinem juengst im Windpferd-Verlag erschienenen Buch "Die Physik des Mandala". Auf der verlagseigenen Webseite sind die Einfuehrung wie auch das Inhaltsverzeichnis als LESEPROBE downloadbar.

Gruss
Helmut
« Letzte Änderung: 13. Mai 2007, 11:55:22 von rolli »

hibi

  • Gast
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #3 am: 14. Mai 2007, 21:02:26 »
Ich verstehe nur Bahnhof  ;D

Aber macht ja nix .... ich hab jedenfalls bei Wikipedia etwas über Gödel nachgelesen.

Der Arme ist wohl irgendwie und letzten Endes an seiner eigenen Logik gestorben.

Für mich kein Held ..... sorry

Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #4 am: 14. Mai 2007, 21:15:47 »
Zitat
Ich verstehe nur Bahnhof ...
Wieso Verstehen?
Das Buch sollst du kaufen!
 >:(

Gruß
Peter

rolli

  • Gast
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #5 am: 15. Mai 2007, 08:35:05 »
Hi Alswieich

ich habe gezögert, ob ich diese"Eigenwerbung" tolerieren soll. Aber immerhin soll Helmut seine Theorien ruhig hier beitragen.
Seien wir nicht päpstlicher als unser lieber Ratzi....

 ;)

hibi

  • Gast
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #6 am: 15. Mai 2007, 21:10:18 »
@alswieich

Ich warte bis es sich hier jemand gekauft und gelesen hat und lass mir dann alles erzählen was wichtig ist  ;D

Ne im Ernst .... kann das zum Standartwerk werden ? Hab echt keinen blassen Schimmer.

Aber eines weiß ich ... wenns zu meinen Lebzeiten ne Möglichkeit gibt per Anhalter durch unsere Galaxie zu reisen dann mach ich das NUR überlichtschnell. Möcht ja schließlich zum Abendessen wieder daheim sein

rolli

  • Gast
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #7 am: 13. Juni 2007, 09:50:57 »
Oha, da tickert doch ne Meldung durch den Äther:

Zitat:

Materie fast so schnell wie das Licht

Mit Hilfe eines automatischen Teleskops konnten ESO-Astronomen erstmals messen, wie schnell Materie durch Explosionen beschleunigt wird, die für sogenannte Gamma-Ray-Bursts verantwortlich sind. Die Forscher ermittelten für das Material eine Geschwindigkeit von 99,9997 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Die Messung ist ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis dieser Ausbrüche im Gammastrahlenbereich.


Das Rapid-Eye Mount (REM) 0.6-Meter Teleskop der ESO im chilenischen La Silla. Foto: ESO / P. Aniol

Gamma-Ray-Bursts, also kurze, heftige Strahlungsausbrüche im Gammastrahlenbereich, sind vermutlich mit den energiereichsten Explosionen im Universum verbunden. Sie künden oft vom Ende eines massereichen Sterns in einer Hypernova und können es an Leuchtkraft für eine kurze Zeit fast mit dem gesamten Universum aufnehmen. Sie sind allerdings äußerst kurzlebig, dauern manchmal nur Sekunden oder wenige Minuten.

Astronomen war schon länger klar, dass sich das explodierende Material, um in so kurzer Zeit diese ungeheuren Mengen an Energie auszustrahlen, nahezu mit Lichtgeschwindigkeit bewegen muss, also mit etwa 300.000 Kilometer pro Sekunde. Jetzt gelang es aber erstmals, diese Geschwindigkeit auch tatsächlich nachzuweisen.

Mehr hier:

http://www.astronews.com/news/artikel/2007/06/0706-016p.html

 :o

SchwarzeMaterie

  • Gast
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #8 am: 13. Juni 2007, 15:07:38 »
Hallo Rolli,

das ist wirklich eine interessante Nachricht.
Jetzt müssen die Forscher nur noch herausfinden was, bzw. wie die Materie auf solch eine unglaublich schnelle Beschleunigung gebracht werden kann?

Es scheint auch ein gutes Teleskop zu sein. ;)


Gruß
« Letzte Änderung: 13. Juni 2007, 15:08:05 von SchwarzeMaterie »

Supaa

  • Gast
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #9 am: 20. Juni 2007, 13:13:23 »
Mit Lichtgeschwindigkeit reisen

Beim reisen mit (annähernd) Lichtgeschwindigkeit gibs doch noch das Problem mit der
Zeit. Wer mal weg ist kommt nie wieder in seiner Zeit an wenn er zurück ist.

Wie ist eigentlich die Theorie mit der Zeit bei Überlichtgeschwindigkeit ?
Bleibt die Zeit stehen ? Wird die Zeit negativ ?!? Wie kann ich mir negative Zeit vorstellen, werde ich dann jünger ?

Ich merke gerade damit habe ich mich noch nie befasst............bin mal weg.... lesen.


Supaa

Quelle:http://www.br-online.de/alpha/centauri/archiv.shtml  --- Archiv 2005 ---
           05.01.05       Kann man mit Lichtgeschwindigkeit reisen?

*

Offline Mary

  • *****
  • 1323
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #10 am: 20. Juni 2007, 16:22:36 »
Hallo Supaa,
herzlich willkommen im Forum!
Du hast da eine interessante Frage gestellt, würde mich auch interessieren. Nur kann man, wie du vermutlich schon gehört hast, nach heutigen Erkenntnissen nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit reisen. Es ist für kein Objekt möglich, eine höhere Geschwindigkeit als die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen.

Es kann natürlich auch sein, dass es doch unter ganz besonderen Umständen eine Möglichkeit gibt, Überlichtgeschwindigkeit zu erreichen und wir sie einfach noch nicht kennen. Auch die bedeutendsten Theorien mussten hin und wieder ergänzt werden oder ihre Gültigkeit eingeschränkt werden. Man kann nie wissen... Ich weiß auch wirklich nicht, wie es sich dann mit der Zeit verhalten würde. Nur wie gesagt, nach unserem derzeitigen Wissensstand ist es einfach nicht möglich und daher kann man darauf wohl keine wissenschaftliche Antwort geben, außer die, dass es nicht möglich ist.

Mary
« Letzte Änderung: 20. Juni 2007, 16:24:09 von Mary »

rolli

  • Gast
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #11 am: 20. Juni 2007, 19:32:25 »
Also hier mal eine Kurzfassung über Zeit und Lichtgeschwindigkeit:

Zitat:
 
Lichtgeschwindigkeit - nichts ist schneller

Nichts ist schneller als das Licht. Mit rund 300.000 Kilometer pro Sekunde (Der genaue Wert im Vakuum ist c=299.792 Kilometer pro Sekunde, das entspricht 1.079.251.200 Kilometer pro Stunde.) ist die Lichtgeschwindigkeit das absolute Limit, sowohl für Materie als auch für Strahlung und Information. Das Erstaunliche ist jedoch nicht die Größe, sondern dass der Wert immer gleich bleibt, egal wie schnell sich die Lichtquelle oder der Beobachter bewegt.

Was das heißt, wird an folgendem Beispiel klar:
Man wirft aus dem Stand einen Apfel mit 30 Kilometern pro Stunde nach vorne. Der Apfel fliegt dann mit 30 Stundenkilometern. Jetzt setzt sich man ins Auto und fährt mit einer Geschwindigkeit von 50 Stundenkilometern. Wieder wirft man einen Apfel nach vorne. Der Apfel flitzt dann mit 50+30=80 Stundenkilometern über die Straße.
Soweit so gut. Leuchtet man aus dem Stand mit einer Taschenlampe nach vorne, bewegt sich das Licht mit 300.000 Kilometern pro Sekunde. Nun führt man dieses Experiment wie oben im Auto aus, fährt also mit einer Geschwindigkeit von 50 Stundenkilometern und leuchtet mit der Taschenlampe nach vorne. Das Licht rast jedoch nicht mit Lichtgeschwindigkeit +50 Stundenkilometern dahin, sondern nach wie vor mit 300.000 Kilometern pro Sekunde.
Es ist außerdem gleichgültig, ob die Lichtgeschwindigkeit vom Auto aus gemessen wird oder vom Straßenrand, der Wert bleibt immer gleich.

Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit wurde zuerst im Jahre 1887 im so genannten Michelson-Morley-Experiment nachgewiesen. Es war jedoch lange unklar, wie diese Tatsache zu deuten sei und welche Konsequenzen sich daraus ergaben. Erst Albert Einstein zeigte mit seiner Speziellen Relativitätstheorie einen Ausweg aus dem Dilemma. Und er machte deutlich, welche Auswirkungen diese Unveränderlichkeit hat: Sowohl die Zeit als auch der Raum verlieren ihre absolute Bedeutung. Die Zeit verläuft mit zunehmender Geschwindigkeit immer langsamer (Eine Uhr auf Reisen) und ein Gegenstand der sich mit fast Lichtgeschwindigkeit bewegt erscheint einem ruhenden Beobachter verkürzt.

Das Michelson-Morley-Experiment:
Bereits seit Beginn des 19. Jahrhunderts wusste man, das Licht aus Wellen besteht. Alle anderen bekannten Wellen waren stets an ein Medium gebunden. Schall breitet sich in z.B. Luft aus, Wasserwellen im Wasser. Daher nahm man an, dass auch das Licht an irgendeine Form von Medium gebunden war, das offensichtlich unsichtbar war. Dieses Medium wurde Lichtäther genannt. Es wurde angenommen, dass sich der Äther selbst in absoluter Ruhe befindet und sich jeder Körper, also auch die Erde, mit einer bestimmten Geschwindigkeit relativ dazu bewegt. Die beiden Physiker Albert Abraham Michelson und Edward Williams Morley wollten 1887 die Geschwindigkeit der Erde in diesem Äther mit Hilfe von Lichtstrahlen bestimmen. Dafür bauten sie ein äußerst genaues Messinstrument, ein so genanntes Interferometer. Die Idee dahinter: Die Geschwindigkeit des Lichtes wird in zwei verschiedene Richtungen gemessen, einmal in Bewegungsrichtung und einmal senkrecht dazu. Das Licht, das sich in dieselbe Richtung bewegt wie die Erde sollte schneller sein als das Licht senkrecht dazu. Doch so sorgfältig die beiden Forscher ihre Messungen auch ausführten, sie konnten keinen Unterschied in der Geschwindigkeit festellen. Die Lichtgeschwindigkeit blieb konstant.
Die einzige mögliche Erklärung die auf der Hand lag war, dass sich die Erde in Bezug auf den Äther nicht bewegt, aber das wäre ein zu großer Zufall gewesen. Eine schlüssige Deutung wurde erst zwei Jahrzente später von Albert Einstein gefunden, die Spezielle Relativitätstheorie. Das Michelson-Morley-Experiment ist wahrscheinlich das bedeutenste missglückte Experiment in der Geschichte der Wissenschaft.

Ulrich Grünewald

Quelle:
 
http://www.quarks.de/relativ/02.htm

Ausserdem gibt es jede Menge Artikel zum Thema Zeit/Lichtgeschwindigkeit beim
googlen...
 ;)

*

Offline Mary

  • *****
  • 1323
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #12 am: 24. Juni 2007, 20:55:57 »
Hallo Supaa,
also, ich habe mal meinen Vater, der Physik studiert hat, auf das Thema angesprochen.
Wie die Zeit in einem bewegten System verglichen mit einem ruhenden vergeht, berechnet man mit folgender Formel:

t*Quadratwurzel[1-(v/c)²]=t'

(ich hoffe, ich habe die Rechenzeichen richtig geschrieben, also * ist "mal")
t...Zeit im ruhenden System
t'...Zeit im bewegten System
v...Geschwindigkeit des bewegten Systems
c...Lichtgeschwindigkeit

Wenn man jetzt ein v unter der Lichtgeschwindigkeit einsetzt, gibt es keine Probleme, z.B. für v=100 000km/s kommt unter der Wurzel 1-(100 000/300 000)²=1-(1/3)²=1-1/9=8/9 heraus.

Wenn man sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, ergibt der Ausdruck unter der Wurzel 0: 1-(300 000/300 000)²=1-1=0
Dann kommt für t' auch 0 heraus, also vergeht die Zeit nicht.

Wenn man jetzt ein v>c einsetzt, z.B. 600 000km/s, kommt unter der Wurzel eine negative Zahl heraus: 1-(600 000/300 000)²=1-2²=1-4=-3
Bekanntlich gibt es keine reelle Wurzel aus einer negativen Zahl, also würde eine komplexe Zahl herauskommen. Und wie soll das dann funktionieren? Es kommt dann einfach bei allen Rechnungen ein Blödsinn heraus.
Alles klar?
Mary
« Letzte Änderung: 24. Juni 2007, 20:56:19 von Mary »

SchwarzeMaterie

  • Gast
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #13 am: 25. Juni 2007, 05:28:58 »
Hallo zusammen!


Also Leute, mit Lichtgeschwindigkeit Reisen wird wohl für uns Menschen nie möglich sein, mit Überlichtgeschwindigkeit schon mal gar nicht nicht. NIEMALS!!!

Machen wir uns bei dem Thema doch nichts vor! Solche Vorstellungen sind schon immer Entwürfe für die Sci-Fi gewesen und werden es für uns auch immer bleiben-wenn zukünftig kein Wunder geschieht.

Sich damit zu befassen ist m.M. nach genauso Zeit und Geldverschwendung, genauso wie die Suche nach einem Anfang oder Ende des Universums. Meiner Meinung nach werden wir auch nie in der Lage kommen die Milchstrasse zu verlassen. Der Großteil der Rohstoffe für Antriebssysteme, Fortbewegungsmittel sind ja heute schon fast aufgebraucht-Aussichten gleich 0. Wie will man sich von der Erde, aus der Gravitationseinheit unseres Sonnensystems, der Milchstraße fortbewegen, wenn die nötigen Rohstoffe dazu fehlen???

Hat sich darüber eigentlich mal jemand Gedanken gemacht???
Da kann man noch eine ach so tolle Rakete bauen, was bringt diese wenn für deren Start und Fortbewegung die benötigten Antriebsrohstoffe fehlen!?


Na, Ihr seid ja alle optimistisch, verballert selbst die Hälfte Eurer Erdzeit unnötig Rohstoffe und gleichzeitig auch noch von Lichtgeschwindigkeit und Reisen ins All schwärmen. Leute, kommt mal wieder zurück auf die Erde, wir Leben auf ihr und nicht in einer Schlaraffenlandschaft!!!

Tut mal was für Eure Reise ins All und sorgt Euch mal um die knappen Rohstoffe, die Zeit bleibt nicht stehen und Rohstoffe kommen auch nicht wieder zurück!
« Letzte Änderung: 25. Juni 2007, 05:31:49 von SchwarzeMaterie »

*

Offline Mary

  • *****
  • 1323
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #14 am: 25. Juni 2007, 14:08:20 »
Hallo Thomas,
du hast recht, es ist unwahrscheinlich, dass wir jemals die Milchstraße verlassen können, aber ich denke, es ist trotzdem spannend und auch sinnvoll, sich mit Gedanken über Lichtgeschwindigkeit und Relativitätstheorie zu befassen. Ich finde diesen Bereich der Physik einfach faszinierend und wenn man sich damit nicht beschäftigen soll, kann man die ganze Astronomie, Raumfahrt und überhaupt Wissenschaft vergessen. Machen wir es so wie in der Steinzeit und jagen wir irgendwelche Tiere und leben in Zelten!

Warum leben wir jetzt nicht wie damals? Weil die Menschen damals neugierig waren und die Natur erforscht haben. Es liegt wohl in der Natur des Menschen, dass er sich Gedanken macht, woher wir kommen, wie die Welt entstand, woraus sie überhaupt besteht und was mit ihr in Zukunft geschehen wird. Wir suchen Antworten- in Religionen und in der Wissenschaft.

Wieso sollten wir uns also nicht damit beschäftigen? Lichtgeschwindigkeit und Geschwindigkeiten, die der Lichtgeschwindigkeit nahe sind, kommen ja auch in  unserem Universum vor: z.B. in dem Artikel, den rolli vorhin erwähnt hat, steht ja was von Gamma-Ray-Bursts, die Materie auf 99,9997 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Außerdem bewegen sich z.B. Neutrinos oder Myonen fast mit Lichtgeschwindigkeit, und das auch auf der Erde/in Erdnähe. Und dies ist für unser heutiges Verständnis der Welt, zumindest was Quantenphysik und Kosmologie betrifft, wichtig.

Und auch wenn es unwahrscheinlich erscheint und ich selbst es mir auch kaum vorstellen kann, dass es für uns Menschen jemals möglich sein wird, uns annähernd mit solchen Geschwindigkeiten zu bewegen, Menschen träumten auch Jahrtausende lang vom Fliegen oder von Reisen zum Mond und jetzt ist es möglich.

Mary

SchwarzeMaterie

  • Gast
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #15 am: 25. Juni 2007, 14:39:18 »
Hi Mary,

schöner Beitrag!

Unrecht hast Du damit sicherlich nicht, nur kann ich die Menschen, die jemals einen Fuß auf den Mond gesetzt haben noch immer an einer Hand abzählen.
Wenn Raumfahrt bedeutet zunächst mal etliche Satelliten ins all zu schaffen damit wir hier auf der Erde Telefonieren und Navis bedienen dürfen heißt, na dann prost.

Wenn dafür aber noch Milliarden ausgegeben werden die hier auf der Erde in vielen Ländern m.M. nach viel dringender aufgehoben währen, dann muss ich die TRaumfahrt und Wissenschaft doch schon manchmal in Frage stellen dürfen.

Wir haben alleine durch Erd-Teleskope mehr als genug herausgefunden um eigentlich zu wissen wie es um unseren Platz im Universum bestellt ist! Oder sehe ich das nur aus einer gern unmissverständlichen und nicht gern gehörter Weise?

Beim Drang den Ursprung von allem durch Antworten zu erforschen, bleiben aus meiner Sicht viel zu viele Dinge auf der Strecke! Wie gesagt, Milliarden für eine Hand voll Mondstaub!

Das mag ja durchaus alles sehr interessant und faszinierend sein, Mondlandung, Fliegen Lichtgeschwindigkeit usw., nur wo soll denn die Reise hinführen? Und überhaupt, wie soll das jemals möglich werden wenn sich die Menschen hier auf Erden mehr oder weniger wie Narren aufführen?

Sehen wir das ganze doch mal nicht so oberflächlich oder Einseitig!
Da ist es doch ganz normal wenn einem Zweifel und Hoffnungslosigkeit aufkommt.

Die ganze Schwafelei von Reisen durch Tunneln ect, ist doch alles nur ein Fass ohne Boden. Und wenn dafür auch noch Millionen an Gelder ausgegeben werden, die es eigentlich nicht geben dürfte, dann können wir uns eigentlich allesamt nur noch an die Hand nehmen und unsere eigene Dummheit feiern...
« Letzte Änderung: 25. Juni 2007, 14:42:10 von SchwarzeMaterie »

rolli

  • Gast
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #16 am: 25. Juni 2007, 15:24:12 »
Hi Thomas:

Zitat
nur kann ich die Menschen, die jemals einen Fuß auf den Mond gesetzt haben noch immer an einer Hand abzählen.

Nö, kannst Du nicht. Es waren 6 Mondlandungen mit 12 Astronauten. Oder hast Du 12 Finger je Hand ?  ;D

Aber im Ernst, ich muss Mary voll unterstützen. Die Menschen haben schon immer geforscht und teilweise viel Geld dafür ausgegeben. Meistens war der Nutzen Giga-grösser als der Aufwand. (Columbus, Cook, Newton, Einstein etc) um einige wenige Forscher zu nennen, haben nie im ernst dran geglaubt, dass ihre Entdeckungen so ausserordentliche Folgen haben würden. (Leider auch negative)

Es ist hier glaube ich ziemlich allen klar, dass die heutige Raketentechnik ungeeignet ist, richtige Raumfahrt über unser eigenes stelares System zu betreiben. Aber darüber zu denken und an neuen Antrieben zu basteln bringt immer was. Es wird immer sensationelle neue Entdeckungen geben, und ich denke, auch hin zur schnelleren, richtigen Raumfahrt.

Auch wird es noch lange eine Elite von Menschen geben, die sich Raumfahrt leisten kann, auch wenn daneben millionen von Menschen in Armut leben.
(Siehe Indien, China) Und wenn wir sagen wir mal die 16 milliarden Dollar jährlich anstatt für die NASA für den Hunger in der Welt ausgeben würden, das brächte überhaupt nichts. Aber Satelliten, die neue Erkenntnisse über die Erde bringen schon.

Also schreiben wir doch bitte schön weiter über die mögliche Zukunft, inkl. der Lichtgeschwindigkeit

 :D

SchwarzeMaterie

  • Gast
Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #17 am: 25. Juni 2007, 15:55:59 »
Hallo Rolli!

Zitat
Und wenn wir sagen wir mal die 16 milliarden Dollar jährlich anstatt für die NASA für den Hunger in der Welt ausgeben würden, das brächte überhaupt nichts. Aber Satelliten, die neue Erkenntnisse über die Erde bringen schon.

Da bin ich eigentlich ohne Worte!
Vielleicht hast Du ja auf eine eigenwillig hoffnungsvolle Art und Weise recht, nur Satt wird ein Mensch von Erkenntnissen, allein, auch nicht!

Nach der ART ist Reisen nicht mit Lichtgeschwindigkeit und erst recht nicht mit Überlichtgeschw. möglich. Da kann man m.M. sonst was Versuchen und investieren, wer versucht dieses Problem zu lösen, wird immer an der Aufgabe scheitern. Da gibt es übrigens neben den wenigen erfolgreichen Wissenschaftlern, welche Du zum Teil angesprochen hast, auch viele, (sehr viele) die an der Größe von so mancher sich auferlegten Aufgabe gescheitert sind.

Das Problem der Fortbewegung mit Lichtgeschwindigkeit ist demnach m.M. eine solche auferlegte Aufgabe die es nicht zu knacken geht!!!

Dazu bedarf es wohl eher ein Wunder oder anderer Umstände, die wir hier auf der Erde bisher nicht zur Verfügung haben oder erleben durften!

An solch ein Wunder glaube ich ehrlich gesagt eher weniger!
Ich bleib dabei, Lichtgeschwindigkeit=NIEMALS !!!
« Letzte Änderung: 25. Juni 2007, 15:57:38 von SchwarzeMaterie »

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Offline Mary

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #18 am: 25. Juni 2007, 19:06:05 »
Hallo Thomas und rolli,
ich fände es sinnvoller, wenn wir jetzt über die Lichtgeschwindigkeit selbst diskutieren, und nicht darüber, ob es Sinn macht, über dieses Thema zu reden.
Übrigens, wenn man Lichtgeschwindigkeit erreichen möchte, muss man die Energie dafür ja nicht unbedingt selbst aufbringen: Irgendwie wird man schon zu einem schwarzen Loch kommen und dann kann man sich gemütlich zurücklehnen und warten, bis man auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wird  ;) ;D Das wird für das Schwarze Loch ja nicht so anstrengend sein, bloß ein kleines Raumschiff... :D ;D ;)

Mary

SchwarzeMaterie

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #19 am: 25. Juni 2007, 20:19:12 »
Hallo Mary,

schau doch mal hier rein:

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=.msg#msg

Wie war das mit dem 'Schwarzen Loch'?
Das ist doch m.M. alles Unfug. Wenn ich so etwas lesen muss, könnte ich mich nur wieder darüber aufregen, wie solche Leute überhaupt in die Lage kommen können, sich diesen Käse auch noch finanzieren zu lassen.

Hier auf Erden verhungern dafür Menschen, das an anderer Stelle sinnlos Gelder für Forschung vergeben werden, wovon wir in hundert Jahren oder gar in tausend nichts weiter von haben als ein paar Dokumente mit Zahlen und co.

Wenn dann wenigstens mal ein ordentlicher Beweis für solch ein Objekt vorliegen würde, dann könnte man sich evtl. auch mal damit beschäftigen. Hier scheint sich aber an so mancher Stelle die Redewendung im umgekehrten Sinn zu machen. 'Erst Vergnügen und dann die Arbeit!'

Das schreit doch förmlich nach Einsicht!!!

LG
« Letzte Änderung: 25. Juni 2007, 20:26:02 von SchwarzeMaterie »

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Offline Mary

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #20 am: 25. Juni 2007, 20:36:12 »
Hallo Thomas,
sag mal bist du heute schlechter Laune, oder was? Sonst bist du doch auch nicht so. Und so unglaublich viel Geld wird in diese Forschung auch nicht gesteckt, im Gegenteil, für Wissenschaft wird das Geld doch eher gekürzt- außer wenn es um Waffen geht. Und ich fände es viel sinnvoller, wenn man die Unsummen, die für Kriege verschwendet werden, benutzen würde, um die Armut zu bekämpfen. Dabei würde man gleich zwei gute Dinge auf einmal tun,  einerseits die bereits bestehende Armut verringern und andererseits nicht die Existenz von anderen Menschen zerstören. Nur leider sehen die Politiker das nicht ein, aber [size=18]BITTE können wir das woanders diskutieren! Das gehört jetzt wirklich nicht hier hinein!!![/size]

Ich beruhige mich ja schon wieder...
Mary

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Offline Schillrich

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #21 am: 10. Juli 2007, 21:39:20 »
@Thomas

Zwischen Zeit und Licht besteht ein Zusammenhang. Das war ja gerade das Gedankenexperiment, dass Einstein machte: Ein Beobachter bewegt sich neben einem Lichtstrahl, also der EM-Welle, und beobachtet sie. Was sieht er?
Zeit können wir nur dadurch feststellen und messen, indem wir eine Uhr nehmen. Eine Uhr ist, grob gesprochen, ein Instrument, das periodisch wiederkehrende Zustände aufweißt, deren Anzahl man dann einfach zählt. Damit sind Erde, Mond, Pendel(-uhren) usw. als Uhren geeignet. Es muss einfach eine wiederkehrende konstante Oszillation/Schwingung auftreten. Und das passiert bei Licht auch, die EM-Welle schwingt auch auf und ab mit konstanter Frequenz. Wenn man aber neben ihr herfliegt, sieht man dieses Auf und Ab nicht mehr. Gemeint ist natürlich, dass man die Oszillation des EM-Feldes nicht mehr messen kann. Daraus hat Einstein geschlossen, dass bei Lichtgeschwindigkeit die Zeit steht, aber nur aus Sicht des Beobachters. Da es aber kein allgemeines Bezugssystem gibt, sind wir alle Beobachter.
Bei Lichtgeschwindigkeit kommt es dann auch noch zu anderen witzigen Effekten: Schrumpfung in Bewegungsrichtung auf 0 und Zunahme der Masse auf unendlich.

Falls ich doch falsch liege, korrigiert mich. So habe ich mir das Gedankenexperiment damals "zurechtgedacht" ;).
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #22 am: 10. Juli 2007, 21:57:49 »
Alles richtig, bis auf eine Sache:
Zitat
... Wenn man aber neben ihr herfliegt, sieht man dieses Auf und Ab nicht mehr. Gemeint ist natürlich, dass man die Oszillation des EM-Feldes nicht mehr messen kann...
So habe ich auch mal gedacht, aber siehe hier: http://www.einstein-online.info/de/einsteiger/spezRT/lichtgeschw/index.html


Gruß
Peter

Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #23 am: 10. Juli 2007, 22:06:17 »
Zitat
... Und wenn der davon rasende wieder zum Startpunkt (zum Beobachter) zurück kommt, ist der dann jünger oder älter, oder immer noch genauso alt wie vor dem Start?
Wenn er nach seiner Borduhr ein Jahr unterwegs war ist er ein Jahr älter geworden. Wenn nach den Uhren auf der Erde zum Beispiel 300 Jahre vergangen sind ist er also (nach irdischer Zeitrechnung) dreihundert Jahre später um ein Jahr gealtert wieder gelandet. Alle Leute die er kannte sind dann (wahrscheinlich) schon lange tot. So eine Reise ist also kein Vergnügen und man wird auch nicht älter als andere Menschen. Man überspringt nur einen Zeitabschnitt auf der Erde.


Gruß
Peter

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Offline Schillrich

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Re: Lichtgeschwindigkeit
« Antwort #24 am: 10. Juli 2007, 22:15:27 »
Hallo Peter,

ich sehe in deinem Link keine Relevanz zu den Uhren, bzw. zur Schwingung der Lichtwelle.
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

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