Für Licht selbst vergeht ja keine Zeit?
Aber wie ist das? Wenn ich den Satz der Energie richtig verstehe, ist die Summe aller Energien in einen abgeschlossenen zeitlichen, räumlichen System konstant. Würde das nicht bedeuten , wo keine Zeit auch keine Energie, aber Licht hat ja Energie.
4 Antworten
Hallo tilp11,
in der Tat hat Licht Energie, wobei die der einzelnen Photonen zur Frequenz des Lichtstrahls, dem sie angehören, proportional ist. Diese Energie ist aber nur in Deinem Ruhesystem als "stationärem" Beobachter überhaupt vorhanden.
Stell Dir vor, Du beschleunigst gleichförmig in Bewegungsrichtung eines Laserstrahls, um irgendwann mit diesem Lichtstrahl mithalten zu können (was natürlich nie gelingen wird).
Dann würde das Licht nicht relativ zu Dir langsamer werden, sondern langwelliger, d.h., die Frequenz verringerte sich in Deinem jeweiligen momentanen Ruhesystem (und zwar in gleichen Zeiten um denselben Faktor), was eben auch bedeuten würde, dass jedes Photon immer weniger Energie hätte; außerdem kämen auch noch weniger Photonen in gleichen Zeitspannen bei Dir vorbei bzw. an.
Asymptotisch würde dieses Licht also für Dich verschwinden. Etwas schnoddrig formuliert könnte man sagen, "aus seiner eigenen Perspektive existiert ein Photon gar nicht" bzw. es hat gar keine "eigene Perspektive". Das gilt für alles, das sich mit genau c bewegt: Es besitzt keine Ruheenergie, nur – von der Wahl des Bezugssystems abhängige – kinetische Energie und ist daher nicht etwas, das sich bewegen kann, sondern es ist quasi seine eigene Bewegung.
Das hängt natürlich mit der Struktur der Raumzeit zusammen:
Zwei Ereignisse Ě₁ und Ě₂ heißen zeitartig getrennt, wenn es ein Koordinatensystem Σ⁰ gibt, in dem sie gleichortig sind, d.h., auf derselben Position in Σ⁰ mit dem zeitlichen Abstand Δτ = τ₂ − τ₁, der Eigenzeit, stattfinden. Das ist die Zeitspanne, die eine lokale in Σ⁰ stationäre Uhr U⁰ direkt messen würde.
In einem anderen, von einer Uhr U aus definierten Koordinatensystem Σ, in dem sich U⁰ geradlinig-gleichförmig bewegt (wodurch wir uns Σ natürlich stets so ausgerichtet denken können, dass seine x-Richtung die Bewegungsrichtung von U⁰ ist), werden Ě₁ und Ě₂ an unterschiedlichen Orten und i.Allg. auch in unterschiedlichen Entfernungen von U stattfinden.
Von U aus kann man also die Zeiten t₁ und t₂ nicht direkt messen, sondern muss sie aus Messwerten berechnen und dabei die zusätzliche Annahme machen, dass sich U nicht bewegt. Geometrisch betrachtet projiziert man Ě₁ und Ě₂ also auf die Weltlinie (WL) von U (= Zeitachse von Σ). Die auf diese Weise gewonnene Zeitspanne Δt = t₂ − t₁ heißt Σ- oder U- Koordinatenzeit und ist, wie die Bezeichnung sagt, eine Koordinatendifferenz. So betrachtet ist es gar nicht mehr so ungewöhnlich, dass sie sich von Δτ unterscheidet (sie ist länger), denn eine Koordinatendifferenz ist selten mit der Distanz identisch.
Außerdem haben Ě₁ und Ě₂ in Σ noch den räumlichen Abstand Δx = x₂ − x₁ = v∙Δt, wobei v die Geschwindigkeit von U⁰ relativ zu U ist. Der Zusammenhang zwischen Eigenzeit und den Koordinatendifferenzen ist durch MINKOWSKIs Abstandsquadrat
(1) Δτ² = Δt² − (Δx⁄c)²
gegeben, und wie man an dieser Formel sieht, geht Δτ für Δx⁄c → Δt gegen 0.
Für Δx⁄c = Δt ist Δτ = 0. In diesem Fall haben wir es aber auch nicht mehr mit zeitartig getrennten, sondern mit lichtartig getrennten Ereignissen (z.B. Du sendet ein Signal und ich empfange dieses Signal) zu tun. Anders als im Raum, wo zwei Punkte, deren Abstand 0 ist, identisch sein müssen, können also auch unterschiedliche und definitiv nicht zusammenfallende Ereignisse den Abstand 0 haben.
Für Δx⁄c < Δt käme für Δτ ein imaginärer Zahlenwert heraus. Solche Ereignisse heißen raumartig getrennt, was bedeutet, dass es ein Koordinatensystem gibt, in dem sie im räumlichen Abstand Δς gleichzeitig stattfinden.
Den erhält man, indem man die rechte Seite der Gleichung (1) umdreht und alles mit c² multipliziert:
(2) Δς² = Δx² − c∙Δt²
Dann existiert Licht für sich selbst gar nicht. Richtig? Aber ist das irgendwie nicht was spekulativ, wenn keine Energie , da von einen vollkommenen ,, Nichts" zu reden?
Ja klar. Aber ich denk da an die Entstehung des Universums, soll aus den Nichts entstanden sein, war keine Energie. So mancher meint Energie kann nie verloren gehen ist für mich aber nicht ganz richtig, denn so wie ich den Energieerhaltungssatz kenne ist der nur in einen zeitlichen räumlichen abgeschlossen System gültig. Wenn also keine Zeit dann auch keine Energie und den Erhaltungssatz der Zeit kenne ich nicht. Aber ist das dann doch nicht am Anfang war Nichts weil keine Energie was spekulativ?
Danke für die gute Antwort. Denn wenn Licht für sich selbst keine Energie hat beantwortet meine Frage. Ist für mich Laien eine ungewohnte Vorstellung, zum Beispiel , wenn ich da an Radiowellen denke , ich kann ja nur Radio hören weil das Radio Wellen empfängt , aber nun sollen diese Wellen für sich selbst gar nicht existieren, weil ja keine Energie, komme da nicht mit?
Mal aus Spaß und was ernsthaft gesagt. ,,Wenn ich mal tot bin existiere ich für mich auch nicht mehr."
Da denke ich da an den Witz , wenn Kinder verstecke spielen und sagt zu den Kind mach die Augen zu da bist du weg und da findet dich keiner mehr.
Eigentlich gibt es bezogen auf die spezielle Relativitätstheorie keine "aus der Perspektive des Lichts", denn das verletzt die Theorie, dass die Lichtgeschwindigkeit in jedem Bezugssystem gleich ist (c). Wenn du dennoch als Gedankenexperiment in die Rolle eines Photons schlüpfst, darfst du nicht mehr die restlichen Beziehungen (Zeitdilatation und Längenkontraktion) benutzen, weil du allein durch das Gedankenexperiment schon den Rahmen verlässt.
In der Relativitätstheorie gibt es aber den Grundsatz das man das Bezugsystem frei wählen kann.
Also wähle ich die Perspektive des Lichtes.
Wenn man das nicht machen darf wiedersprichst du der Grundlage der Relativitätstheorie
Wenn man sich nicht genau an das hält was als ANAHMEN in der Relativitätstheorie unbedingt eingehalten werden muss funktioniert die Theorie nicht mehr.
Aleine schon die Längenkontraktion (als faktisch kürzer werden einens Weges ) lässt sich mit einem einfach Beispiel wiederlegen.
Wenn die Relativitätstheorie keine anderen Gedankenexperimente zulässt, als ihre eigenen Anahmen, dann ist sie unbrauchbar.
Schau dir dieses Video an. Da wird das gut erklärt. Vorausgesetzt du kannst englisch.
Denk logisch nach, dann brauchst du keine Videos die die selben abstrusen Aussagen immer nur wieder holen.
Es geht jetzt um die angeblich faktische Verlangsamung von Ereignissen und faktisch Verkürzung der Länge.
Gehen wir davon aus man könnte ein Objekt auf Lichtgeschwindigkeit bringen (vereinfacht die Rechnungen und Vorstellungen im Vergleich zu anderen Geschwindigkeiten)
Frage:
Was Kontrahiert deiner Meinung nach in der Länge ?
1: Das Objekt, das mit Lichtgeschwindigkeit reist ?
(Bei Lichtgeschwindigkeit 0 Länge? )
Was passiert dann mit der Dichte des Materials aus dem das Raumschiff besteht ?
Nehmen wir 1 m^3 Gold und bringen ihn auf 86,6% Lichtgeschwindigkeit
Er war 1m hoch, 1m breit und 1m lang . Die Dichte ist ca 20 kg pro dm^3.
Welche Maße und welche Dichte hat er bei 86,6% Lichtgeschwindigkeit?
2: Der Weg, den das Objekt zurücklegt?
Der Goldwürfel fliegt zwischen Planet A und Planet B. Die Beiden sind 1 Lichtjahr voneinander entfernt.
(0 Weg , also 0 Abstand, zwischen A und B bei Lichtgeschwindigkeit? )
Der Würfel fliegt wieder mit 86,6% Lichtgeschwindigkeit.
Wie lang ist nun der Weg den er fliegt?
Wenn der Weg faktisch (physikalisch) kürzer wird , was passiert dann mit der Gravitation zwischen den Planeten?
Zeiche jeweils eine Skizze (oder mach ein Video )
-------
Die Relativitätstheorie sagt doch aus , das gerade die Lichtgeschwindigkeit in jedem Bezugsystem gleich ist !
Jeder sieht Licht immer gleich schnell, egal wie schnell er selbst ist.
Ein Raumschiff ,das mit Lichtgeschwindigkeit fliegt und die Scheinwerfer anschaltet sieht doch angeblich dieses Licht mit Lichtgeschwindigkeit von sich fortfliegen.
Dazu gibt es hunderte Frage hier und immer genau die Antwort , das sich das Licht dann immer noch mit Lichtgeschwindigkeit entfernt.
Wie siehst du das ?
3: Das Licht entfernt sich mit Lichtgeschwindigkeit vom Raumschiff.
4: Das Licht kann sich nicht vom Raumschiff entfernen, weil beide gleich schnell sind.
Zu allen Fragen und Antworten bringe ich dann weitere Gedankenexperimente, bei denen du selbst nachrechnen kannst was dann passieren würde.
Lg
Du sagst das so einfach, darf ich nicht. Warum nicht, erkläre das mal was ausführlicher? Wenn Licht Energie hat, dann muss ja nach den Erhaltungssatz der Energie da auch Zeit vergehen aber es soll nach der Relativitätstheorie keine Zeit für Licht für sich selbst vergehen.
Die Antwort ist ganz einfach. Licht hat nur für uns Energie für sich selbst hat Licht keine Energie , also vergeht Zeit für Licht nur für uns, für sich selbst hat es gar keine Energie , in Prinzip existiert Licht für sich selbst gar nicht und was nicht existiert hat ja keine Zeit.
Muss aber zu geben vorstellen kann ich mir das nicht das Licht für sich selbst gar nicht existiert.Aber es scheint doch richtig zu sein.
Aber es ist ja überall Zeit also ist dein Gedankengang hinfällig. Aber in der Theorie: Alles bewegt sich in Raum-Zeit heißt wo keine Zeit, da nur Raum, wenn nur Raum dann... Okay keine Ahnung, weil ohne Zeit kann sich nichts bewegen auch wenn Raum da ist.
Ja nach der Zeit für uns vergeht für Licht Zeit. Das muss nicht zwangsmäßig bedeuten das für Licht Zeit vergeht. Und alles für uns vergeht Zeit, muss aber nicht bedeuten das für alles selbst Zeit vergeht.
Vielleicht hast Du ja recht. Soll aber nach der Relativitätstheorie für Licht selbst keine Zeit vergehen. Weis aber leider nicht wie man das experimentell bestätigen kann.
Es gibt ja die Einheit Lichtjahr. Das ist ja die Entfernung die Licht in einem Jahr zurücklegt. Da hat man es doch schon definiert. Eine Distanz die in einer vergangen Zeit zurückgelegt wurde. → Für Zeit vergeht Licht.
Verbessere mich falls ich einen Denkfehler habe.
Wie schon gesagt für uns vergeht für Licht Zeit, aber könnte man eine Uhr mit auf den Licht mit geben, vergeht da Zeit? Soll zu mindestens wie ich das über die Relativitätstheorie weis soll für Licht keine Zeit vergehen. Aber ist das wirklich richtig? Zeitdilation hat doch was mit relativistischer Bewegung zu tun , das bedeutet doch man könnte den einen Körper oder zu den anderen Körper mal als ruhend an sehen. Wenn Du in Deinem Zimmer sitz ruht Dein Schrank zu Dir, aber da sich die ganze Erde bewegt ruht der Schrank zum Mond zum Beispiel nicht. Aber Licht kann man doch nie als ruhend an sehen, es hat ja dann keine relativistische Bewegung. Allerdings ich bin nur Laie und kann mir das nicht so richtig vorstellen bei Licht.
Ja so habe ich das auch gelesen. Aber wie ist das dann mit meiner Frage in Zusammenhang der Energie und Zeit.
Und so wie ich weis nach den Formeln der relativ Bewegung vergeht bei Geschwindigkeit c keine Zeit mehr. Aber relativ Bewegung bzw. relativistische Bewegung hat doch Licht nicht, es soll doch kein relativ zum Licht geben auch Licht zu Licht nicht. Kann man sich da nicht fragen ob diese Formeln bei Licht noch gültig sind?
Das Lichtjahr ist allerdings die Entfernung, die das Licht relativ zu einer Bezugsuhr U in einem Jahr U- Koordinatenzeit zurücklegt. Die Eigenzeit ist gleich Null.
Würdest Du beispielsweise mit nur ca. 2 cm⁄s weniger als c zu einem 10 Lichtjahre entfernten Ziel reisen, würdest Du nach einer erdgebundenen Uhr etwa 10 Jahre brauchen. Deine Uhr ginge dabei aber über 86600 mal langsamer, weshalb Du nur etwas über eine Stunde Eigenzeit dafür bräuchtest (1 Tag sind 86400 s, und 10 (julianische) Jahre sind 3652,5 Tage).
Dann sind wir wieder bei der Rechnung das du für die 10 Lichtjahre lange Strecke nur für 1 Tag Proviant mitnehmen musst. Während der Beobachter auf der Erde dir 10 Jahre beim Flug zusieht.
Aber der Weg wäre ja wegen der Längenkontraktion keine 10 Lichtjahre mehr lang, sondern nur noch .....Kannst du das mal bitte exakt ausrechnen, für den Fragesteller.
Und was passiert nochmal mit der Gravitation, zb zwischen 2 Planeten, wenn der Weg (10 Lichtjahre ) der Länge kontrahiert, weil ich mit fast Lichtgeschwindigkeit von einem zum anderen fliege.....
Du merkst schon.....wir drehen uns im Kreis. ...Gehen wir alle Beispiele und Rechnungen nochmal durch. ... ich habe alle unsere Diskusionen und Rechnungen noch .....
Kleine Rechnung zum Beispiel :
Das Licht "denkt" sich - oh , ich reise mal mit Lichtgeschwindigkeit eine Strecke für die 10 Jahre brauchen müsste (10 Lichtjahre )
Es schaut auf seine Eigenzeit Uhr und startet eine Stoppuhr, weil es schauen will wie schnell es ist.
Es kommt am Ziel, in 10 Lichtjahre Entfernung an , schaut auf seine Eigenzeit Uhr und stellt fest - geil, 0 zeit gebraucht für 10 Lichtjahre.
Kannst du uns nun mal berechnen wie schnell das Licht aus seiner Sicht war , wenn aus seiner Sicht keine Zeit vergangen ist?
Ich habe berechnet das es unendlich schnell gewesen sein muss, aus seiner Sicht. Dann war es aber schneller als Licht, aus seiner Sicht, und das geht laut Relativitätstheorie auf keinen Fall, egal in welchem Bezugsystem.
Gerne das gleiche Gedankenexperiment mit einem Astronaut, der mit seinem Raumschiff 10 Lichtjahre fliegt, mit 299 792 457, 999999m/s .
Vielleicht klappt es ja doch noch einen Fall restlos aufzuklären.
Lg
Aber der Weg wäre ja wegen der Längenkontraktion keine 10 Lichtjahre mehr lang, sondern nur noch .....Kannst du das mal bitte exakt ausrechnen, für den Fragesteller.
Etwas über eine Lichtstunde natürlich. Aber Vorsicht: Die Aussage "ich muss zwischen A und B nur eine Lichtstunde zurücklegen" ist falsch!
Eine "Längenkontraktion" der Strecke zwischen A und B ergibt sich nämlich dann, wenn ich mich selbst als stationär und A und B als bewegt ansehe. Dabei sieht B nicht etwa näher aus, wenn ich noch bei A bin, sondern sogar weiter entfernt; allerdings sehe ich ja B nicht da, wo es jetzt sein müsste, sondern da, wo es gewesen sein muss, als es das Licht ausgesandt hat, das ich jetzt sehe.
Da B auf mich zu kommt, sehe ich B mit abnehmender Verzögerung; deshalb sieht es viel schneller aus, als es in Wirklichkeit ist. Wenn sich B mit v auf mich zu bewegt, sieht es so aus, als käme es mit v/(1 − v⁄c) auf mich zu; das wäre bei 0,6c schon 1,5c, bei 0,8c wären es 4c und bei 0,96c wären es 24c! Wohl bemerkt: B bewegt sich nicht so schnell, es sieht nur so aus.
Ich glaube jetzt hast du zum ersten mal mein Beispiel und meine Rechnung richtig verstanden.
Ich fasse das mal so zusammen :
Bei der Längenkontraktion kontrahiert also FAKTISCH NICHTS , alles bleibt in der Länge wie es ist.
Sie ist nur ein OPTISCHER Effekt.
Man SIEHT nur JETZT etwas anderes als es JETZT FAKTISCH ist, weil das Licht zwischen A und B eine Laufzeit hat .
Daher SIEHT es nur so aus als ob der andere an einem Ort (Y) ist ,obwohl er FAKTISCH schon weiter weg (Ort X) ist.
Wenn das Licht von Ort X beim Ruhenden Beobachter ankommt ist der Astronaut aber schon bei Ort Z .
Jetzt bin ich mal gespannt ob wir wieder aneinander vorbei reden.
Lg
Die "Längenkontraktion" ist kein optischer Effekt, denn das würde bedeuten, dass relativ zu Dir bewegte Objekte verkürzt aussähen, ohne es wirklich zu sein.
Dabei sehen Objekte, die auf Dich zu kommen, sogar länger aus, nur eben nur um den Faktor √{(1 + v⁄c)/(1 − v⁄c)} statt um den Faktor 1/(1 − v⁄c), um den Du nach NEWTON und der Ätherhypothese erwarten würdest, dass Objekte die auf Dich zu zukommen, aussehen sollten.
Diese Diskrepanz zwischen Erwartung (nach der Ätherhypothese) und dem, was Du tatsächlich sehen würdest, macht die "Längenkontraktion" aus.
Wie so ist mein Gedankengang da hinfällig . Wenn Licht Energie hat dann muss ja nach den Satz der Erhaltung der Energie dann auch Zeit vergehen, aber es vergeht nach der Relativitätstheorie keine Zeit für Licht für sich selbst.
Die Antwort ist ganz einfach , für sich selbst hat Licht gar keine Energie es existiert für sich selbst gar nicht. Nur für uns existiert Licht hat Energie hat also nur für uns Zeit.
Wenn für Licht keine Zeit vergehen würde könnte es keine Welle sein.
Denn ohne Zeit gibt es auch keine Bewegung
SlowPhil sagt das es immer Langwelliger wird .
Ohne Zeit wird Licht dann ein Strich.
.....es ist aber eine Welle, also muss für Licht Zeit vergehen. ....
Er schreibt aber auch das Licht für sich selbst gar keine Energie hat. Das bedeutet doch das Licht gar nicht für sich selbst existiert. Und was nicht existiert, hat keine Zeit. Nur für uns existiert Licht drum geht für Licht nur Zeit für uns. Oder besser gesagt nur für einen Beobachter des Lichtes vergeht Zeit für Licht.
Das stimmt nicht. Zeit muss nur aus der Sicht eines Beobachters existieren, damit Licht für diesen Welle sein kann.
Also entweder bewegt sich etwas physikalisch in Wellenform oder es bewegt sich geradlinig.
Zeit ist in der Physik immer noch definiert als Sachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen.
ZEIT, als "Etwas" eigenständiges existiert nicht. Und wenn doch ändert das nichts an der Beschreibung der Abfolge von Ereignissen.
Wenn sich Licht physikalisch geradlinig bewegt wird es auch jeder nur geradlinig beschreiben könne. Egal ob es eine ZEIT gibt oder verschiedene.
Das einzige was sich an der Beschreibung ändern würde wäre die Angabe der Frequenz . Dazu muss es sich aber pysikalisch immer als Welle bewegen.
Also entweder bewegt sich etwas physikalisch in Wellenform oder es bewegt sich geradlinig.
Du darfst Dir nicht vorstellen, dass sich Photonen in Schlangenlinien bewegen Wen Du durch ein Seil eine Weile schickst, bewegt sich jede Stelle im Seil nur auf und ab (oder nach rechts oder links oder so), aber die Welle selbst breitet sich "geradeaus" in Richtung des Seiles aus.
Zeit ist in der Physik immer noch definiert als Sachverhalt zur Beschreibung der Abfolge von Ereignissen.
Nein, es ist auch eine Art Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Ereignissen.
ZEIT, als "Etwas" eigenständiges existiert nicht. Und wenn doch ändert das nichts an der Beschreibung der Abfolge von Ereignissen.
Das ist nur korrekt, solange die Ereignisse zeitartig getrennt sind, oder wenigstens lichtartig getrennt, eines der Ereignisse also zumindest grundsätzlich das nächste verursachen könnte.
Dann existiert Licht für sich selbst gar nicht. Richtig?