Frage von derdunkleritter, 88

Lichtgeschwindigkeit nur "Schein"?

Hallo erstmal,

Ich bin 15 Jahre alt und wage gerade die ersten Schritte in die Quantenphysik und Astrophysik. ABER AUCH IN DIE RELATIVITÄTSTHEORIEN. Und da kommen wir auch schon dirket zu meiner Frage, und zwar wird der Raum ja bei annähernder Lichtgeschwindigkeit "komprimiert" (ist zwar der falsche Begriff, aber mir fällt der richtige gerade nicht ein) (Siehe Längenkontraktion) . Außerdem scheint die Zeit für die, mit annähernder Lichtgeschwindigkeit bewegte Person, ja auch langsamer zu vergehen. (Siehe Zeitdilatation) . Aber, wie kann man sich denn dann sicher sein, dass sich das Licht wirklich mit 299.000... m/s bewegt? Es kann sein, das ich gerade einen gravierenden Denkfehler habe, aber könnte es nicht sein, dass die Lichtgeschwindigkeit nur eine Scheingeschwindigkeit ist? (Also wenn man alle diese Erscheinungen zusammenfügen würde.)

Naja, ich hoffe ihr versteht mein Problem und könnt mir weiterhelfen.

Lg :) <3

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 23

Ich verstehe sehr gut, was du meinst:
Sei K unser Standard-Bezugssystem, wir nehmen es als ruhend an und gehen davon aus, dass sich Licht relativ zu K mit c bewegt - und zwar in alle Richtungen.
Sei nun K' ein relativ zu K mit (v; 0; 0) bewegtes Koordinatensystem (im Zweifelsfalle können wir die x-Achsen der Koordinatensysteme immer so drehen, dass das so hinkommt).
Du meinst nun: Einem Beobachter, der sich mit K' mitbewegt und es als Bezugssystem verwendet, scheint es vielleicht nur so, als breite sich das Licht relativ zu K' mit c aus, da ja seine Maßstäbe verkürzt sind und seine Uhren langsamer gehen, während wir ja 'wissen', dass sich relativ zu K' das Licht

  • in +x-Richtung mit c–v,

  • in –x-Richtung mit c+v und

  • quer dazu mit √{c²–v²} =: c√{1–β²} =: c/γ

ausbreitet (die letzte Formel lässt sich mit dem Satz des herleiten; der hier angeführte Faktor γ heißt Lorentzfaktor und taucht in der Relativitätstheorie überall auf).

Diese Unterscheidung zwischen

wirklichen

und

scheinbaren

Messungen beruht natürlich auf der Annahme, dass es ein wirklich, absolut, ruhendes System gibt, das durch die oben beschriebenen Effekte seinen Bewegungszustand lediglich verschleiert.

Und genau davon ging man damals aus.

Licht ist ein Wellenphänomen, und Wellen benötigen normalerweise so etwas wie eine Trägersubstanz.

Daher ging man schon lange davon aus, dass das All mit einer solchen Trägersubstanz erfüllt sei, dem sogenannten

Weltäther

.

Der müsste übrigens einem festen Körper ähneln, da Lichtwellen Transversalwellen sind und Fluide keine Transversalwellen übertragen.

Von einem teilweise oder ganz von Körpern mitgeführten Äther kann also nicht ausgegangen werden, sodass sich der Äther eben nur als Ganzes bewegen könnte. Ihn müsste man mit größerer Berechtigung als ruhend ansehen können als ein relativ zu ihm bewegtes Koordinatensystem.

Die Geschwindigkeit der Erde relativ zu diesem Äther versuchten Michaelson und Morley 1887 zu messen - mit bekanntem Nullresultat.

Mathematiker und Theoretische Physiker wie H. Poincaré und H. A. Lorentz versuchten daraufhin zu erklären, warum das so ist, und modifizierten dazu die Galilei Transformationen (das sind Gleichungen zur Umrechnung zwischen relativ zueinander bewegten Koordinatensystemen) so, dass sie c invariant (unverändert) lassen.

Lorentz ging nach wie vor von einem ruhenden Äther aus, dessen Bewegungszustand relativ zu uns wir aber prinzipiell nicht physikalisch ermitteln können, eben weil unsere Maßstäbe und Uhren so durch die Bewegung beeinflusst werden, dass wir uns selbst ruhend vorkommen.

Dieses Konzept heißt Lorentzsche Äthertheorie.

Einsteins Konzept unterscheidet sich hiervon in erster Linie durch seine Einfachheit, und zwar nicht etwa in den Formeln, die sind identisch, sondern in der Interpretation.

Er beruft sich ausschließlich auf Galileis Relativitätsprinzip und verzichtet vollkommen auf die Annahme, dass es so etwas wie ein absolut ruhendes System eigentlich geben müsse.

Analog zu dem berühmten Spruch

»Es gibt nichts Gutes, außer, man tut es«

sagt er

»Es gibt keine Länge und keine Zeit außer man misst sie«. Wörtlich soll er gesagt haben: "Zeit ist, was die Uhr anzeigt."

Antwort
von ThomasJNewton, 15

Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit ist ja gerade die Ursache des ganzen Dramas.

Da braucht man nicht viel mehr als Papier, Stift und Lineal, und den Satz des Pythagoras, um sich daraus die SRT herzuleiten.

Wohlgemerkt ist das die einzige "komplizierte" Theorie, die man als Laie verstehen kann.

Und eigentlich war ja alles schon bekannt, die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, die Maxwellschen Gleichungen.

Nur haben vor Einstein eben alle versucht, die Gleichungen Raum und Zeit anzupassen, anstatt sie so zu nehmen, wie sie sind, und daraus zu schließen, dass eben Raum und Zeit nicht absolut sind. Relativ eben!

Da kannst du dir schon sicher sein. Wer das anzweifelt ist auf halbem Weg zur Verschwörungstheorie. Und deren "Theoretiker" haben eins gemeinsam, dass sie die Theorie nicht mal verstanden haben.

Das alles ist tausendfach bewiesen, auch wenn es Beweise in der Physik nicht gibt.
Diese Deppen tummeln sich ja auf allen Gebieten, auch da, wo ich ihren "Kenntnisstand" besser beurteilen kann.

Denken sollte immer auf Fakten basieren, und die sind seit weit über 100 Jahren bekannt, und seit 1905 auch interpretiert, als SRT. Was man heutzutage als SRT bezeichnet ist übrigens nur der interessant(er)e Teil von Einsteins berühmtester Arbeit.

Mit 15 musst du das alles wohl noch mal wiederholen, das machen Alte auch nicht anders. Kein normler Mensch versteht das beim ersten Mal, und wenn doch, glaubt er es nicht.

Wenn du erkennst, dass kein Punkt bevorzugt ist, also für Person 1 Person 2 langamer lebt und verkürzt ist, umgekehrt aber genau so, dann bist du offen.

Leute, die "zu" sind, egal ob chemisch oder durch reines Denken, die tummeln sich milliardenfach im Internet.
Das Denken an sich kann ein Fehler sein, wenn es die Bodenhaftung verliert.

Deine Frage lässt den Verdacht nicht aufkommen.

Antwort
von kinglion6200, 35

Das lustige ist desto schneller man sich durch den 3 Dimensionalen Raum bewegt ,desto langsamer bewegt man sich durch den 4. Also selbst wenn du Lichtgeschwindigkeit erreicht hast , dann würde man Lichtgeschwindigkeit in Zeitlupe erleben , was langsam aussieht wäre trz schnell.

Das ist ganz schön schwer nachvollziehbar und auch nicht vollends erklärbar ,aber so ist es theoretisch . Aufjedenfall steigt es über unser Vorstellungsvermögen hinaus :)

LG lion

Antwort
von Hoppeltoppeltz, 53

Das scheint nur für die Person (1), die sich mit fast Lichtgeschwindigkeit bewegt, was du geschrieben hast. Für eine ausenstehende Person (2) bewegt sich Person (1) in Lichtgeschwindigkeit. Für Person (1) sieht alles so aus wie du es beschrieben hast.

Kommentar von kinglion6200 ,

verwechselt nicht die zeit dilatation mit der Geschwindigkeit , denn die wird von allen Beteiligten gleich schnell War genommen , die zeit wiederum nicht

Kommentar von ThomasJNewton ,

Er verwechselt da nichts, aber du anscheinend:

Es gibt halt Menschen, die die SRT kennen, im Gegensatz zu solchen, die nur schwurbeln.

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