kann man im all theoretisch bis zur lichtgeschwindigkeit beschleunigen?
also angenommen man hätte ein objekt im weltraum zusammengeschustert was einen antrieb, eine schubdrüse und unendlich viel energie zur verfügung hat. Könnte dieses objekt dann theoretisch bis so lange beschleunigen bis es die lichtgeschwinidigkeit erreicht ? weil im welt all so wie ich das vertanden habe gibt es ja keinen widerstand also keine gravitation und z.b. keinen luftwiderstand was dich abbremsen würde also müsste man thereotisch ja immer nur schneller werden
9 Antworten
Hallo EmreFragtFragen,
im Prinzip kannst Du eine gegebene, ggf. konstante 1D-Eigenbeschleunigung α ¹) aufrecht erhalten, solange Du Deinem Raumfahrzeug genügend Energie zuführen kannst ²). Wie groß α ist, kannst Du anhand von Trägheitskräften auf die Körper an Bord sehen, die exakt wie künstliche Gravitationskräfte an Bord wirken.
Relativ zu U (s. 1. Fußnote) kannst Du dabei theoretisch eine beliebig lange Strecke Δx in beliebig langer Eigenzeit Δτ (Zeitspanne, die Deine Uhr anzeigt) zurücklegen.
Je schneller Du allerdings räumlich wirst, desto schneller bewegst Du (bzw. Dein Jetzt) Dich allerdings auch in Σ betrachtet zeitlich vorwärts, d.h., das Verhältnis Δt⁄Δτ wird ebenfalls immer größer.
Dabei ist Δτ die von Deiner Borduhr direkt gemessene Dauer eines Vorgangs und Δt die von U (s. 1. Fußnote) aus ermittelte Dauer desselben Vorgangs (U- Koordinatenzeit).
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¹) Beschleunigung und Geschwindigkeit sind eigentlich Vektorgrößen, Größen mit Richtung, und sie hat 3 Komponenten. Wir gehen hier von Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung in x-Richtung eines von einer Bezugsuhr U aus definierten Koordinatensystems Σ aus, die dann noch positiv, 0 oder negativ sein kann, im Unterschied zu bloßen Beträgen.
²) Mitnehmen kannst Du unendlich viel Energie natürlich nicht, da das unendlich viel Treibstoff bedeuten würde.
Nein.Auch wenn es im All (fast) keinen Widerstand gibt gilt es immer noch die Massenträgheit zu überwinden.
Das wäre kein Hindernis, wenn die Trägheit konstant bliebe und nicht mit wachsendem Tempo wüchse.
Die sogenannte Lichtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der Realität sich ausbreitet. Nichts was Ruhemasse* hat kann diese Geschwindigkeit erreichen, und nur weil Photonen keine Ruhemasse haben, haben sie diese Geschwindigkeit, daher der Name.
Der Name kommt auch daher, dass man früher glaubte, das Licht brauche ein absolut stationäres Medium, in dem sich elektromagnetische Wellen ausbreiten (so wie Schallwellen in Luft), den sog. Äther. Die Frage, woran so ein stationärer Äther räumlich festgemacht sei, führte zum Michelson-Morley Experiment, bei dem eigentlich erwartet wurde, dass mit der Geschwindigkeit der Erde durch den Äther unterschiedliche Geschwindigkeiten des Lichts in unterschiedliche Richtungen gemessen würden. Überraschung: kein Unterschied, also kein Äther (es sei denn er würde zufällig ausgerechnet an der Erde festgemacht sein). Daraus geht nicht nur hervor, dass es keinen Äther gibt, sondern dass diese Geschwindigkeit eine in allen Inertialsystemen gleiche Naturkonstante und damit nicht überholbar ist, denn wenn man versucht den Strahl einer Taschenlampe mit dem Auto zu überholen, ist er relativ zum Auto genauso schnell wie relativ zur Taschenlampe.
Erst hier setzt die spezielle Relativitätstheorie an, die mit recht einfacher Mathematik (Lorentz-Transformationen) darlegt, was das für Auswirkungen auf Zeiten und Längen (und auch die kinetische Energie*) in bewegten Systemen hat.
*) Kinetische Energie von Objekten mit Ruhemasse enthält einen Term der Lorentz-Transformation wie Zeiten und Längen. Wenn man ein Fahrzeug in die Nähe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, geht mit wachsender Geschwindigkeit ein immer größerer Anteil der zugeführten Energie in immer weniger Geschwindigkeitszuwachs und lässt für den äußeren Beobachter das Fahrzeug immer träger erscheinen - die Lichtgeschwindigkeit wird nie erreicht.
Man kann sich der Lichtgeschwindigkeit annähern, sie aber nicht erreichen.
Am Teilchenbeschleuniger LHC (CERN) wird so etwas mit Protonen getan. Ein Physiker dort sagte mal, dass die Protonen dann nur noch immer schwerer aber kaum noch schneller werden. Erreicht werden dort 99,9999991% der Lichtgeschwindugkeit.
Ein Physiker dort sagte mal, dass die Protonen dann nur noch immer schwerer aber kaum noch schneller werden. Erreicht werden dort 99,9999991% der Lichtgeschwindugkeit.
Richtig. Hier gilt Einsteins e = mc². Energie = Masse * Lichtgeschwindigkeit².
Je größer die Energie, desto größer die Masse.
Im CERN bedeutet das, dass irgendwann nicht mehr genug Energie da ist, um das Proton weiter zu beschleunigen.
Für ein theoretisches Raumschiff mit unendlich Energie würde das bedeuten, dass es immer schwerer und schwerer werden würde. Enden würde es dann zwangsläufig als Schwarzes Loch.
Theoretisch geht das schon. Nur praktisch ist schon lange vorher Schluß. Das Weltall ist nicht wirklich leer. Jedes Staubkorn und jeder Elementarpartikel auf Kollisionskurs mit der Sonde wird da zum Problem.