Eine 10 Lichtjahre lange Stange?
Hallo eine Frage zur Physik. Stellt euch vor es existiert eine Stage die durchs Universum verläuft und eine länge von etwa 10 Lichtjahre hat. Ihr seid am Punkt A, dem einen Ende der Stange und dreht diese Stange nach rechts im Uhrzeigersinn (eure Kraft ist nicht physikalisch beschränkt) Wie lange würde es dauern bis diese Drehbewegung bei Punkt B, dem anderen Ende ankommt?
6 Antworten
Die Drehbewegung pflanzt sich mit der Schallgeschwindigkeit im jeweiligen Material der Stange fort. Das ist sehr sehr langsam; bei Stahl wäre as 4000m/s; das ergibt eine Laufzeit von 75000 Jahren.
Schallgeschwindigkeit für das Material, aus dem die Stange ust
Warum soll das mit Schall nichts zu tun haben ? Und du meinst wohl, dass die Übertragung der Drehbewegung sogar schneller als mit Lichtgeschwindigkeit vor sich gehen soll. Der Praktiker muss dich da enttäuschen: solche "Stangen" gibt es halt einfach nicht ... nicht einmal kurze !
das hat alles mit Schall zu tun - jede Bewegung eines Mediums pflanzt sich maximal mit der Schallgeschwindigkeit dieses Mediums fort.
Hallo Anonymer255,
es würde 10 Jahre dauern, falls der Stab aus dem steilsten physikalisch grundsätzlich möglichen Material bestünde.
Du verfolgst ja an. Ah das Material, und ein Material überträgt eine solche Verformung üblicherweise mit der Material typischen Schallgeschwindigkeit, die umso größer ist, sie steif war oder härter das Material ist.
Dafür gibt es freilich eine obere Schranke, und das ist c ≈ 3×10⁸m⁄s, ein Tempo, Mit dem sich auch Licht im Vakuum ausbreitet.
c als das absolute TempoNun ist c nicht irgendein Tempo wie jedes andere auch, sondern Bestandteil der Gesetze der Elektrodynamik. Und die Naturgesetze unterliegen GALILEIs Relativitätsprinzip (RP), welches besagt, dass man von zwei mit konstanter Geschwindigkeit relativ zueinander bewegten Körpern (z.B. Raumfahrzeugen mit gleichnamigem Beobachter an Bord) B und B' jeden mit gleichem Recht als Bezugskörper und damit als ruhend beschreiben kann, weil die Naturgesetze für beide gleich sind.
Dementsprechend gilt das auch für die Lichtgeschwindigkeit. Wenn beide das Tempo desselben Licht- oder Funksignals messen, werden sie beide auf c kommen. Was ggf. anders ist, ist die Frequenz des Lichts (optischer DOPPLER-Effekt).
MINKOWSKIs Raumzeitlicher AbstandDaraus lässt sich ein absoluter raumzeitlicher Abstand zwischen zwei Ereignissen herleiten, dessen Quadrat sich als
(1.1) Δτ² = Δt² − Δs²⁄c² ≡ Δt'² − Δs'²⁄c²
oder als
(1.2) Δς² = Δs² − c²Δt² ≡ Δs'² − c²Δt'²
schreiben lässt; dabei ist Δt der von B aus ermittelte zeitliche und Δs der von B aus ermittelte räumliche Abstand und Δt' und Δs' das Entsprechende für B'. Das Minuszeichen macht den Unterschied zwischen Zeit und Raum aus, genauer gesagt zwischen einem zeitartigen und einem raumartigen Abstand. Den Grenzfall stellen lichtartige Abstände dar.
Das man zeitartig getrennte Ereignisse als am selben Ort oder an verschiedenen Orten stattfinden interpretieren kann, ist nichts Neues. Es ergibt sich aus dem RP.
Allerdings ist es eben auch möglich, dieselben raumartig getrennten Ereignisse als gleichzeitig oder nacheinander geschehend zu interpretieren.
Wobei die zeitliche Reihenfolge ebenfalls Interpretationssache ist.
Daher kann sich nur etwas schneller als mit c ausbreiten, das über keinerlei innere zeitliche Ordnung fügt, insbesondere nichts mit Ursache und Wirkung zu tun hat, eine vor abgesprochene LaOla z.B..
Wenn Du das eine Ende einer Stange in Bewegung setzt und das freie Ende darauf reagiert, ist das erste klar Ursache und das zweite Wirkung, und die können nur zeitartig oder zumindest lichtartig getrennt sein.
Wenn die Stange ( soll wohl Stange heißen) starr ist, bewegt sich die Stange direkt. Aber wenn du nachsehen willst, ob es auch passiert, braucht's 10 Jahre mit Lichtgeschwindigkeit bis du an das andere Ende angekommen bist.
Die Stange kann nicht in diesem Sinne starr sein. Das starrste Objekt, das rein physikalisch überhaupt existieren könnte, wäre eines, in dem die Schallgeschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit gleichkäme.
Das starrste Objekt, das rein physikalisch überhaupt existieren könnte, wäre eines, in dem die Schallgeschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit gleichkäme.
Und wenn die Stange aus Tachyonen besteht?
Dann würde sich nicht nur eine Verformung in ihr mit >c ausbreiten, sondern sie selbst würde sich mit >c bewegen und könnte vermutlich auch nicht mit Tardyonen bzw. Bradyonen interagieren. Und wäre keine Stange.
...ch mit >c bewegen und könnte vermutlich auch nicht mit Tardyonen bzw. Bradyonen interagieren. Und wäre keine Stange
Es wäre also eine unsichtbare Stange.
Es wäre zumindest keine Stange, die man irgendwie anfassen könnte. Wenn es denn überhaupt etwas Zusammenhängendes geben könnte, das aus Tachyonen besteht, wäre seine "räumliche" Ausdehnung vermutlich zeitartig.
Ich weiß nicht viel über Tachyonen, zumal sie hypothetisch sind.
Das einzige, was ich weiß, ist, dass Tachyonen, am wenigsten Energie haben, wenn sie unendlich schnell sind, und je mehr Energie sie haben, desto näher kommen sie c - von oben.
Das bringt mich auf die Idee einer Art Spiegelwelt, in der die Rollen von Raum und Zeit vertauscht sind. Was natürlich nicht so unproblematisch ist, wie es in einem nur 1+1D- MINKOWSKI- Diagramm aussieht.
Außerdem sollten sie dann auch zeitlich begrenzt sein, und das wirft das Problem auf, dass Energie eigentlich nicht zeitlich begrenzt existieren kann. Vielleicht ist es auch kein Problem, weil das Tachyon gleichzeitig überall auf seinem Weg und die Energiedichte daher 0 wäre.
Wenn die Stang starr ist, dann brauch sie natürlich nur so lang dafür, wie du brauchst um dich einmal im Kreis zu drehen.
In diesem Sinne kann eine Stange nicht starr sein, nicht einmal theoretisch.
Das starrste rein physikalisch mögliche Objekt wäre eines, in dem die Schallgeschwindigkeit c betrüge.
das hat doch nichts mit Schall zutun