Frage von pikachu1309, 51

Kann jemand das Kausalitätsprinzip (Physik) in eigenen Worten erklären?

Bräuchte ganz dringend Hilfe, habe Physik Prüfung morgen!

Expertenantwort
von PWolff, Community-Experte für Physik, 11

Aus der speziellen Relativitätstheorie?

Signale können sich maximal mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.

(Jedenfalls, solange wir keine zuverlässige Methode der Informationsübertragung ohne gleichzeitige Energieübertragung kennen.)

Ein Ereignis kann nur solche Ereignisse beeinflussen, denen es Signale zukommen lassen kann, und nur von solchen Ereignissen beeinflusst werden, von denen es Signale empfangen kann.

Wobei wir hinzufügen, dass die Ursache zeitlich vor der Wirkung liegt, und zwar in jedem Bezugssystem (das physikalisch sinnvoll ist). Dies ist wohl der entscheidendste Punkt des Kausalitätsprinzips der speziellen Relativitätstheorie.

Daraus ergibt sich, dass ein Ereignis nur von solchen Ereignissen beeinflusst werden kann, die innerhalb seines zeitlich rückwärts gerichteten (4-dimensionalen) Lichtkegels liegen, und nur solche Ereignisse beeinflussen kann, die innerhalb seines zeitlich vorwärts gerichteten (4-dimensionalen) Lichtkegels liegen. Alle anderen liegen a) zu weit entfernt ("absolut anderswo", und b) gibt es ein (physikalisch sinnvolles) Bezugssystem, in dem Ereignis A zeitlich vor Ereignis B liegt, und ein anderes (physikalisch sinnvolles) Bezugssystem, in dem Ereignis B zeitlich vor Ereignis A liegt, was den Zusammenhang von Zeit und Kausalität verletzen würde, wenn ein Kausalzusammenhang zwischen den Ereignissen bestünde.

Anmerkungen:

- der 4.dimensionale Lichtkegel hat als 4. Dimension die Zeit; in üblicher Anschauung ist es in Zeitvorwärtsrichtung eine Kugelwelle, die sich vom Ereignis aus mit Lichtgeschwindigkeit nach außen ausbreitet und in Zeitrückwärtsrichtung eine Kugelwelle, die mit Lichtgeschwindigkeit auf das Ereignis zuläuft

- den Zusammenhang zwischen Zeit und Kausalität postulieren wir, er ist physikalisch nicht beweisbar.

Antwort
von Bujin, 17

Hi, etwas in der Gegenwart kann laut Kausalitätsprinzip nicht von einem zukünftigen Ereignis abhängen. Das heißt zB. "Das Auto ist heute blau wenn es morgen rot ist" ist nicht kausal. Wäre es heute blau hätte man eine Information aus der Zukunft erhalten und das ist nicht möglich.

Allgemein spricht man von Dingen als System. Ein System kann nur auf die Vergangenheit reagieren und nicht auf die Zukunft. "War das Auto gestern blau dann ist es heute rot."

Das Beispiel ist zwar ziemlich aus der Luft gegriffen aber ich hoffe es hilft trotzdem. Ansonsten kann man das aber auch auf jede beliebige Rückkopplung anwenden.

Kommentar von Bujin ,

Eine Rückkopplung (engl. Feedback) sind zB. deine Augen. Du machst irgendwas mit deinen Händen und siehst es erst dann mit deinen Augen. Das fühlt sich zwar gleichzeitig an ist es aber nicht. Erst bewegt sich dein Arm und dann siehst du es. Es wäre nicht kausal erst deine Armbewegung zu sehen und sie dann erst auszuführen. 

Antwort
von seifreundlich2, 33

Antwort
von newcomer, 34

ich kenne Kausalität als Ursache sprich wenn z.B. Strom durch einen Widerstand fließt wird der Warm sprich Ursache Strom Ergebnis Wärme

Antwort
von gh7401, 4

Jede Wirkung hat eine Ursache.

und

die Ursache liegt zeitlich vor der Wirkung.

Antwort
von OldMono, 34

auf jede aktion folgt eine reaktion... argh... dazu könnte ich dir jetzt einen fünfseitigen aufsatz schreiben, das gehört zu den dingen wo du wirklich besser wiki checken solltest und dir deinen eigenen reim drauf machst.

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