Könnten wir in Lichtgeschwindigkeit reisen, dann auch zu bereits entdeckten Planeten?
Planeten, die wir mit Teleskopen entdeckt haben, könnten ja bekannterweise nicht mehr existieren. Da diese ja mehrere Lichtjahre entfernt sind, würde man mit Lichtgeschwindigkeit sich auf den Weg dorthin machen, reist man dann automatisch auch in die Vergangenheit. Also zu dem Planeten, wie er existiert hat?
2 Antworten
Hallo Richiestyler,
einen terrestrischen Exoplaneten können wir mit heutigen Teleskopen nicht sehen. Der Nachweis erfolgt indirekt. Der nächste (35,5 Lichtjahre) direkt sichtbare Exoplanet COCONUTS-2b ist ein Gasriese mit über 6 Jupitermassen.
...könnten ja bekannterweise nicht mehr existieren.
Das ist äußerst unwahrscheinlich. Die am weitesten entfernten überhaupt nachgewiesenen Exoplaneten sind SWEEPS-11 und SWEEPS-04 mit 2,8×10⁴ Lichtjahren, auch Gasriesen. Sie umrunden einen Stern, der etwas schwerer ist und damit kurzlebiger sein dürfte als die Sonne, aber in 2,8×10⁴ Jahren tut sich nicht viel.
...würde man mit Lichtgeschwindigkeit sich auf den Weg dorthin machen,...
Ein Körper oder auch ein Teilchen mit Masse kann dem Ausbreitungstempo c elektromagnetischer Wellen nur beliebig nahe kommen, es aber nicht erreichen.
Nach der Speziellen Relativitätstheorie (SRT) ist die Masse m eines Körpers oder Teilchens nichts anderes als "kondensierte" Energie, seine Ruheenergie E₀ = mc².
Bewegt sich der Körper/das Teilchen relativ zu einer (natürlich als stationär gedachten) Bezugsuhr U mit dem Tempo v, so hat er/es die Energie
(1.1) E = E₀/√{1 − (v⁄c)²} =: E₀∙γ
wobei γ der LORENTZ-Faktor und die zusätzliche Energie
(1.2) Eₖ = E − E₀ = E₀(γ − 1)
seine kinetische Energie ist. Für v << c ergibt sich für diese die bekannte Näherung Eₖ ≈ ½mv².
Wenn wir (1.1) nach v oder v⁄c auflösen, bekommen wir
(2) v⁄c = √{1 − (E₀⁄E)²},
die für Teilchen ohne Masse/Ruheenergie immer 1 ergibt (die können also nur mit c unterwegs sein).
...reist man dann automatisch auch in die Vergangenheit.
Wir gucken, wenn wir in die Ferne schauen, automatisch in die Vergangenheit, aber wenn wir mit fast c unterwegs sein könnten, flögen wir (schneller als "normal", natürlich) in die Zukunft. Auch dies sagt die SRT voraus.
Eine beliebige Distanz Δx können wir (theoretisch) in beliebig kurzer Eigenzeit Δτ zurücklegen; dies ist die Zeitspanne, die unsere eigene Uhr messen würde. Für die von U aus ermittelte Zeitspanne Δt (U- Koordinatenzeit) für denselben Vorgang ist aber Δx⁄c das sog. Infimum (größte untere Schranke), d.h. es ist immer Δx⁄c < Δt.
Natürlich ist v = Δx⁄Δt, und
(3) Δt⁄Δτ ≡ E⁄E₀ ≡ γ.
Würden wir heute mit v ≈ c einen Δx ≈ 100 Lichtjahre entfernten Planeten anfliegen, würden wir ihn nicht in dem Zustand von 1924 vorfinden, in dem wir ihn heute sehen, sondern im Zustand von 2124.
Diese Frage geht nun wirklich von gar keiner realen Annahme aus.
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.