Gewehrkugel bei Lichtgeschwindigkeit abschießen
Hallo zusammen,
ich frage mich schon länger was eigentlich passieren würde, wenn man beispielsweise in einem Raumschiff mit Lichtgeschwindigkeit reist und dabei eine Gewehrkugel nach vorne abfeuert.
Was passiert mit der Kugel? Eigentlich müsste sie ja im lauf stecken bleiben, sprich sich überhaupt nicht fortbewegen können - ist es nicht so, dass die Masse bei Lichtgeschwindigkeit unendlich wird? Das gleiche müsste dann aber auch für den Menschen gelten!? Sprich in einem Objekt dass sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegt, kann man nicht nach vorne laufen!? Aber könnte man zurück laufen, also gegen die Lichtgeschwindigkeit laufen?
Freue mich über jede Antwort!
8 Antworten
Bleiben wir doch bei der Gewehrkugel. Die Mechanik ist ja, dass ein Treibmittel gezündet wird, welches das Projektil beschleunigt. Nun hast du ebenfalls gesagt, dass die Masse von Objekten bei Lichtgeschwindigkeit gegen unendlich geht. Und jetzt versuche mal, ein unendlich schweres Projektil mit 4g Schwarzpulver (bei nicht Lichtgeschwindigkeit) zu beschleunigen. Das geht einfach nicht. Ergo passiert da wirklich nicht viel, das Treibmittel zündet, hat aber bei weitem nicht so viel Energie freigegeben, wie es nötig wäre, um das Projektil zu beschleunigen. Die Kugel bleibt im Lauf.
Das ist wohl korrekt, ändert aber nichts an der absoluten Geschwindigkeit, welche Sich auf die Masse auswirkt.
sowas wird es nicht geben, weil ein raumschiff die lichtgeschindigkeit nicht bei weitem erreichen kann
geht schon mal nicht, weil die Kraft des Raumschiff-Antriebs sich auch mit Überlichtgeschwindigkeit auf das restliche Raumschiff übertragen müsste.
nicht mal die Pistole würde funktionieren, weil der Schlagbolzen auch nicht auf das Projektil schlagen würde.
im übrigen würdest du es auch weder sehen noch hören, weil es dann kein sichtbares Licht mehr gibt und auch keinen Schall mehr.
Die KRAFT müsste sich mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen... komischer unverständlicher Satz.
"nicht mal die Pistole würde funktionieren, weil der Schlagbolzen auch nicht auf das Projektil schlagen würde."
Es ist sinnlos das Problem zu verkomplizieren. Gerade die Reduktion soll ja zur Lösung führen.
Die KRAFT müsste sich mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen... komischer unverständlicher Satz.
...wenn ich hinten etwas anstoße (Antrieb), soll sich ja das gesamte Raumschiff nach vorne bewegen. Und diese Kraft muss nun von hinten das gesamte Raumschiff bis nach vorne bewegen.
Wenn du einen Tisch bewegst, bewegen sich nur beide Enden scheinbar gleichzeitig, auf alle Fälle übertragt sich die Kraft nicht in Lichtgeschwindigkeit.
Dein Raumschiff kann gar nicht die Lichtgeschwindigkeit erreichen (da Masse sonst unendlich, nicht wahr?)
Also nehmen wir mal an, das Raumschiff erreicht nur 99,99999...% der Lichtgeschwindigkeit - und dann feuert jemand ein Gewehr ab. Was passiert nun?
Für den Beobachter im Raumschiff erscheint alls normal: Für ihn ist das Raumschiff das ruhende Bezugssystem, die Kugel fliegt mit gewohnter Geschwindigkeit davon.
Der Beobachter außerhalb des Raumschiffs sieht hingegen, wie sich die Kugel sehr langsam vom Raumschiff entfernt (aber immer noch unterhalb der Lichtgeschwindigkeit). dafür sieht er aber eine Kugel mit weitaus größerer Masse.
... liege ich denn so falsch mit meiner Vermutung? Ob wir nun eine Gewehrkugel oder ein Raumschiff beschleunigen ist doch egal. Fakt ist, dass hinten was verbrannt wird, und vorne was beschleunigt wird. Wir können nicht auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen, weil unsere Antriebe keine unendlich große Masse beschleunigen können, richtig? Wenn die Gewehrkugel nun schon beinahe Lichtgeschwindigkeit hat, hat sich ihre Masse doch ebenfalls schon sehr stark erhöht. Nun sitzt da ne lächerlich kleine Treibladung, die dafür gedacht ist, ein 20g schweres Projektil zu beschleunigen. Das Projektil hat aber mittlerweile 500kg Masse, bei gelichem Volumen. Wie soll diese kleine Treibladung nun die 500kg beschleunigen? Das selbe bei Raumschiff. Wir können die 2,5t Stahl beschleunigen, solange bis es nicht mehr 2,5t sind, sondern 250.000t. Das schafft der Antrieb ebenfalls nicht mehr, weil die Energie des Treibstoffes unabhängig von der Masse ist. Wenn die Energie aber etwa beschleunigen soll, kommt plötzlich die Masse ins Spiel und saugt den kompletten Effekt weg.
Du liegst leider knapp daneben: Bei der SRT sollte man immer beide Systeme (bewegt und unbewegt) unabhängig betrachten!
Für den Beobachter im Raumschiff verändert sich die Masse nicht: Er hat ein Gewehr mit 4g Schwarzpulver und 20g Projektil. Zieht er nun den Abzug, fliegt die Kugel für ihn wie gewohnt davon. Für ihn ändert sich aber die Zeit - sie läuft für ihn wesentlich langsamer ab als für den Beobachter außerhalb.
Wechseln wir nun den Blickwinkel zu diesem Beobachter außerhalb des Raumschffs, so sieht der ein Gewehr mit z.B. 1kg Schwarzpulver und 500 kg Projektil. Außerdem sieht er, daß das Gewehr sich mit annähernd c bewegt und daher die Geschwindigkeiten relativistisch addiert werden.
Bitte also nicht wild den Referenzrahmen wechseln!
Hm, ok. Ich bin der Meinung, ich kann den Denkfehler nachvollziehen.
Anderes Szenario: Wir haben ein unnatürlich großes Raumschiff mit unbegrenztem Laderaum, welches mit annähernd c fliegt. Im Laderaum haben wir ein weiteres Raumschiff, welches im Laderaum des großen mit annähernd c rumfliegt.
Ich nehme an, dass, sollte man nun die beiden Geschwindigkeiten zusammenrechen, man dennoch keine Überlichtgeschwindigkeit festellen kann, da die Geschwindigkeiten nicht einfach addiert werden können, sondern über das Additionstheorem zusammengefasst werden, korrekt?^^
Gut, wenn ich das nun auf die Ausgangsfrage anwende, kann ich
die Kugel fliegt mit gewohnter Geschwindigkeit davon.
nachvollziehen. Danke.
Nun mal langsam...
Gedankenexperimente damit zu wiederlegen, das sie praktisch nicht durchführbar sind oder gegen irgendwelche Naturgesetze verstossen ist nicht zielführend.
Gedankenexperimente dienen dazu, sich etwas vorzustellen, wie etwas sein könnte wenn bestimmte Dinge zutreffen. Ob diese Dinge dann wirklich zutreffen können ist dabei irrelevant. Denn es ist Teil des Gedankenexperimets das sie eben zutreffend sind.
By the Way. Die grundlage der SRT ist ein Gedankenexperiment in einem fahrendem Zug, welches Einstein isch vorstellte um seine Formeln zu entwickeln.Das was er sich seinerzeit in seiner Gedankenwelt vorstellte, hielt man übrigens auch für "Unmöglich" und realitätsfremd.
Nun zur eigentlichen Frage.
Die Gewehrkugel wird sich relativ zu Dir mit "Gewehrkugelgeschwindigkeit"
Und wie bewegt sich die Kugel relativ zum unbewegtem Beobachter?
Rein mathematisch betrachtet kommt da was ganz exotisches heraus. in einem Term dieser Formel müsstest Du jetzt die Quadratwurzel aus einer negativen Zahl ziehen und das Ergebnis im Rest der Formel weiter verwursten.
Dein Gedankenfehler - und den machen viele - ist es, die Zeit als etwas absolutes anzusehen.
Ich versuche es mal einfach und vielleicht nicht wissenschaftlich genau.
Geschwindigkeit ist gleich Weg geteilt durch Zeit oder einfacher m/s Für Dich steht bei LIchtgeschwindigkeit die Zeit still (aber Du nimmst es nicht wahr) Um das Gedankenexperiment fortzusetzen machen Wir Dein Raumschiff nur ein klitzekleines bischen langsamer als die Lichtgeschwindigkeit sodass Raumschiffgeschwindigkeitr und Gewehrkugel (Stumpf addiert) wieder grösser c wären.
Du schiesst die Gewehrkugel ab und misst mit Deiner "Radarfalle" die Geschwindigkeit der Kugel. Toll 600 m/s zeigt das Dingen an. Nur das Deine sekunde viel viel langsamer vergeht als die Sekunde eines Aussenstehenden der Dein Experiment beobachtet.
Relativ zu Dir ist die Kugel nur 600m/s Schnell.
Und nach der Lorentz Transformation ist sie ebenfalls alngsamer als c für den aussenstehenden Betrachter
Betrachte die Zeit nicht als absolut, und die Lichtgeschwindigkeit als absolute Konstante! - Das ist schwierig und verstösst gegen unsere Weltbildvorstellungen - aber dies erklärt Deine Frage!
Aber das Gewehr befindet sich ja im Bezugssystem wo es auf dieses bezogen keine Beschleunigung erfährt.