Raum Zeit Entstehung schneller als Licht?

7 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Hallo Elch92,

die Expansion der Raumzeit begann laut der Urknalltheorie tatsächlich mit einer Geschwindigkeit, die schneller ist, als die des Lichts. Auch verbesserte Theorien, wie die Inflationstheorie gehen von enorm hohen Geschwindigkeiten aus, die um einige Größenordnungen höher sind als c.

Licht ist jedoch keine Kraft; Die Lichtteilchen stoßen sich nicht gegenseitig an, du verwechselst das mit mechanischen Wellen. Licht braucht hingegen kein Medium, das heißt, es kann sich durch den leeren raum fortpflanzen. Genauer gesagt sind elektromagnetische Wellen Wechselfelder aus elektrischen Feldern, die magnetische Felder induzieren, diese wieder elektrische, und so weiter ... .

Warum genau sich die Raumzeit schneller als mit Lichtgeschwindigkeit ausgebreitet hat, kann dir niemand sagen. Die Frage nach dem "warum?" ist in der Physik aber auch hintenan gestellt. Jedoch ist die Inflationstheorie eine gut bewiesene Theorie und diese postuliert die superluminare Expansion, aufgrund des thermischen Gleichgewichts der kosmischen Hintergrundstrahlung: Wohin man auch immer schaut, die kosmische Hintergrundstrahlung hat dieselbe Temperatur. Wenn man von einer gleichmäßigen Überlichtgeschwindigkeit der Expansion ausgeht (, wie es die Urknalltheorie tut), so hätten die verschiedenen Raumregionen nicht die nötige Zeit, um thermisch zu wechselwirken. Deswegen postuliert die Inflationstheorie eine relativ mäßige Expansion zu Beginn, sodass der Austausch stattfinden konnte und kurz darauf schließlich die Inflationsphase.

Jetzt kommen wir wohl zu der wichtigsten Frage: Erlaubt die Relativitätstheorie wirklich, dass sich etwas mit Überlichtgeschwindigkeit bewegt ? Die Antwort lautet in doppelter Hinsicht: JA ! Sie besagt zum einen, dass kein Objekt im Raum die Lichtgeschwindigkeit überschreiten kann; der Raum selbst kann dies. Die Relativitätstheorie setzt seiner Geschwindigkeit nicht einmal eine Obergrenze. Außerdem besagt sie, was leider viele Menschen generell vergessen nicht, dass sich nichts schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen kann, sondern, dass nichts die Lichtgeschwindigkeit über- oder unterschreiten kann. Würden Teilchen existieren, die sich dauerhaft mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen würden, so würde dies kein Widerspruch zur Relativitätstheorie darstellen.

Ich bin in dieser Antwort zwar etwas ausgeschweift, aber ich hoffe, ich konnte dir weiterhelfen und auch noch etwas zusätzliches Hintergrundwissen vermitteln :)

LG, KosmoFreak.

WeberKnechts0r  26.02.2014, 23:44

wow, sehr ausfühliche antwort. Danke!!

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Elch92 
Fragesteller
 26.02.2014, 23:49

Super geile Antwort vielen dank :))) hatt mich echt geholfen *daumen hoch

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Ralfbaby  27.02.2014, 11:33

" (...) dass sich nichts schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen kann, sondern, dass nichts die Lichtgeschwindigkeit über- oder unterschreiten kann."

??? da brauch ich ne Erklärung :-) Hört sich leicht widersprüchlich an.

grüße

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KosmoFreak  27.02.2014, 13:45
@Ralfbaby

Die kann ich dir gerne liefern :)

Es gibt drei Arten von Teilchen: Supraluminare, luminare und superluminare Teilchen: Erstere sind dir bekannt, es sind die Materieteilchen. Diese können sich nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, das ist dir wahrscheinlich klar.

Zweitere sind Photonen und, falls sie existieren, Gravitonen. Da diese Teilchen keine Ruhemasse besitzen, jedoch Feldquanten sind und eine Energie besitzen, MÜSSEN sie sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, ansonsten würde die oszillierende Eigenschaft verloren gehen und sie würden aufhören zu existieren.

Schließlich noch superluminare Teilchen: Zuerst einmal sei gesagt, dass diese bis heute nicht nachgewiesen wurden und viele Physiker an ihrer Existenz zweifeln. Dies sind Teilchen, die anstatt einer normalen Ruhemasse eine sogenannte imaginäre Ruhemasse besitzen. Dies zu erklären, würde vermutlich deinen Verstand überfordern, also lasse ich es an diesem Punkt. Wichtig ist jedoch, dass sich, wenn man die imaginäre anstatt die normale Masse in die Formeln der Relativitätstheorie einsetzt, man Werte erhält, die nur größer oder gleich der Lichtgeschwindigkeit sein können.

Die Relativitätstheorie verbietet der normalen Materie sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit zu bewegen, da ansonsten die Energie und die Masse ins Unendliche steigen. Dasselbe passiert, wenn sich superluminare Teilchen mit Unterlichtgeschwindigkeit bewegen würden.

Wenn du immernoch Fragen hast, kannst du mir gerne ein Freundschaftsangebot schicken :-)

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weckmannu  27.02.2014, 14:56
@KosmoFreak

man kann nicht einen Kommentar beginnen mit "es gibt drei Arten von Teilchen", wenn man anschliessend zugeben muss, dass "superluminare" Teilchen noch nicht nachgewiesen sind. Die Relativitätstheorie und auch jede andere können und wollen der Natur nichts verbieten. Ein physikalische Theorie ist der Versuch, die beobachteten Phänomene in der Natur mit mathematischen Formeln(Modellen) möglichst genau zu beschreiben.

Bei der Relativitätstheorie ist es nun so, dass sie für Geschwindigkeiten von Partikeln oder Informationsübertragungen oberhalb der Lichtgeschwindigkeit nur noch sogenannte komplexe Ergebnisse liefert, die keine physikalische Entsprechung haben. Bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit streben die berechneten Werte gegen Unendlich. Daraus schliesst man, dass Bewegungen mit 100% Lichtgeschwindigkeit nicht möglich sind. All das Gesagte spiegelt Ergebnisse von vielen Experimenten wieder, es sind aber keine "Gesetze" im juristischen Sinn.

Übrigens können sich die meisten Teilchen, ausgenommen Photonen und Gravitonen(noch hypothetisch), nur langsamer als Lichtgeschwindigkeit bewegen.

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KosmoFreak  28.02.2014, 00:13
@weckmannu

Hallo weckmannu,

ich verstehe deine Einwände, jedoch kann ich trotzdem sagen, dass es drei Arten von Teilchen gibt. Ich könnte es aber auch so formulieren: Alle Teilchen lassen sich in einer von drei bestimmten Gruppen einteilen. Demnach bliebe, wenn man nur experimentell nachgewiesene Teilchen nimmt, eine Gruppe leer, aber sie ist immernoch eine Gruppe.

Die SRT liefert zwar andere Ergebnisse bei Überlichtgeschwindigkeit, jedoch bedeutet das nicht, dass sich Dinge nicht dauerhaft mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen können. Wie gesagt, nur die Grenze der Lichtgeschwindigkeit an sich kann nicht überschritten werden. Sogenannte Tachyonen, also superluminare Teilchen, stehen bis heute in keinem Widerspruch zu irgendeiner anerkannten Theorie. Jedoch spricht eigentlich auch nichts für sie. Jedoch wäre es möglich, dass sie existieren:

http://de.wikipedia.org/wiki/Tachyon#Tachyonen_als_theoretische_M.C3.B6glichkeit

LG, KosmoFreak.

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Mannimanaste  27.07.2014, 23:56
@KosmoFreak
Schließlich noch superluminare Teilchen: Zuerst einmal sei gesagt, dass diese bis heute nicht nachgewiesen wurden und viele Physiker an ihrer Existenz zweifeln. Dies sind Teilchen, die anstatt einer normalen Ruhemasse eine sogenannte imaginäre Ruhemasse besitzen. Dies zu erklären, würde vermutlich deinen Verstand überfordern, also lasse ich es an diesem Punkt.

Hier möchte ich empfehlen entweder eine Erklärung mit einfachen Worten anzubieten, und es dem Verstand des Fragestellers oder sonstigen Lesers zu überlassen, ob er überfordert wird damit, oder aber so zu formulieren, dass Dein eigener Verstand mit der Erklärung überfordert ist. ;)

Wichtig ist jedoch, dass sich, wenn man die imaginäre anstatt die normale Masse in die Formeln der Relativitätstheorie einsetzt, man Werte erhält, die nur größer oder gleich der Lichtgeschwindigkeit sein können.

Das kann ich nicht ganz glauben, und widerspräche auch der sprachlichen Benennung der drei Teilchengruppen. Wenn sich Tachionen auch mit einer Geschwindigkeit bewegen können, die gleich der LG ist, gehörten sie damit auch zur Gruppe der "luminaren" Teilchen (wie Photonen es sind). Meines Wissens können supraluminare Teilchen (normale Materie) nur mit UL bewegt sein, luminare Teilchen nur mit LG, und superluminare Teilchen nur mit ÜLG.

Gruß, Martin

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KosmoFreak  28.07.2014, 00:13
@Mannimanaste

Hallo Mannimanaste,

eine einfache Erklärung zu einer imaginären Ruhemasse kann ich nicht angeben, da ich mit den Formeln nicht vertraut bin und es hierbei auch nicht wirklich zu einer Vereinfachung kommen würde, sondern eher zu Komplikationen. Dementsprechend sind sowohl mein Verstand als auch der des Fragestellers überfordert, aber ich überlasse es dir, hier eine Erklärung zu liefern ;)

Das sich superluminare Teilchen mit mindestens Lichtgeschwindigkeit bewegen ist genauso gemeint, wie die Aussage, dass sich supraluminare höchstens mit Lichtgeschwindigkeit bewegen können. Wenn man den Limes dieser Formeln bildet und die Masse gegen unendlich gehen lässt, so kann sich ein supraluminares Teilchen eben höchstens mit Lichtgeschwindigkeit* bewegen. Umgekehrt ist es mit superluminaren Teilchen. Nur anstatt Begriffe wie "Limes" und so zu verwenden, lasse ich es lieber und nehme es in Kauf, von Fachleuten kritisiert zu werden anstatt dem Fragesteller noch mehr Fachbegriffe an den Kopf zu werfen.

LG, KosmoFreak.

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Abahatchi  28.07.2014, 00:24
@Mannimanaste
Das kann ich nicht ganz glauben,

Was hat dies mit "glauben" zu tun? Wir sind hier nicht bei Religionen! Es gibt in der Wissenschaft der Physik auch noch Annahmen, Vermutungen, Erwägungen, Wahrscheinlichkeiten, Möglichkeiten usw. aber glauben???

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Mannimanaste  28.07.2014, 03:00
@Abahatchi

@ Abahatchi: Tut mir leid! Falsche Wortwahl von mir! Du hast völlig recht, Glaube hat hier gar nichts damit zu tun. Aber was sagst Du zu meinem Informationsstand, dass supraluminare Teilchen, also normale Materie, sich beim beschleunigt Werden zwar der LG nähern können, sie aber nie ganz erreichen werden, und in Symmetrie dazu die superluminaren Teilchen (Tachionen) sich beim abgebremst Werden der LG ebenfalls nähern können, sie aber ebenfalls nie ganz erreichen werden (nur eben in dem Fall von dem Geschwindigkeitsbereich oberhalb der LG)?

@Kosmo Freak: an Dich stelle ich die gleiche Frage, denn dazu hast Du in Deiner Antwort auf meinen Kommentar noch nichts gesagt.

Gruß, Martin

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KosmoFreak  28.07.2014, 09:06
@Mannimanaste
Das sich superluminare Teilchen mit mindestens Lichtgeschwindigkeit bewegen ist genauso gemeint, wie die Aussage, dass sich supraluminare höchstens mit Lichtgeschwindigkeit bewegen können. Wenn man den Limes dieser Formeln bildet und die Masse gegen unendlich gehen lässt, so kann sich ein supraluminares Teilchen eben höchstens mit Lichtgeschwindigkeit* bewegen. Umgekehrt ist es mit superluminaren Teilchen. Nur anstatt Begriffe wie "Limes" und so zu verwenden, lasse ich es lieber und nehme es in Kauf, von Fachleuten kritisiert zu werden anstatt dem Fragesteller noch mehr Fachbegriffe an den Kopf zu werfen.>

Der gesamte zweite Teil meines Kommentares beschäftigt sich damit. Ich kann es aber noch einmal zusammenfassen: Natürlich können sich supraluminare Teilchen nicht mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, genauso wenig wie superluminare Teilchen. Die Lichtgeschwindigkeit ist einfach die Grenzgeschwindigkeit, einmal als Maximalgeschwindigkeit und einmal als Minimalgeschwindigkeit. So kann man sagen, dass sie ein supraluminares Teilchen mit unendlicher Energie eben mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, auch wenn man dies in der Natur nie beobachten kann. Das ist genauso, wie wenn ich sage, dass die Reihe über 1/(n^2) gegen 2 konvergiert. Wenn du die verschiedenen n von 1 einsetzt und addierst, wirst du nie genau bei der 2 landen, aber du wirst immer näher kommen. Deshalb ist die 2 der Grenzwert, genauso wie die Lichtgeschwindigkeit.

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Mannimanaste  28.07.2014, 13:38
@KosmoFreak

Danke für Deine Erklärung mit dem Grenzwert und der unendlichen Energie, bei dieser der Grenzwert erst erreicht würde (also nie). Darum meine ich, dass man es schon auf die reale Natur bezogen klar so ausdrücken muss, dass man Tachionen niemals auf LG abbremsen könnte, weil dazu rein rechnerisch eben unendich viel Energie nötig wäre, die man aber einem Tachion real nie zuführen könnte. Umgekehrt gilt für normale Materie das Gleiche, nur sozusagen spiegelsymmetrisch, wobei die "Symmetrieachse", eben die LG als Grenzgeschwindigkeit gilt, mit der sich nur Photonen ganz genau bewegen, dies aber dafür immer und für jeden Beobachter.

Gruß, Martin

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Abahatchi  02.03.2014, 22:54

die Expansion der Raumzeit begann laut der Urknalltheorie tatsächlich mit einer Geschwindigkeit, die schneller ist, als die des Lichts.

Das möchte ich so nicht stehen lassen, weil es falsch verstanden werden kann. Zum Zeitpunkt der Inflationären Expansion hat sich kein Punkt bewegt. Es gab keinerlei Bewegung zwischen etwas bzw. durch den Raum. Zu mindest wurde darauf in Deiner Antwort nachträglich eingegangen. Nur. bei der sogenannten Geschwindigkeit meint man die Abstandsänderunge des scheinbaren Rand des sichtbaren Universums. Jedoch ist jedes Teilchen an dem uns scheinbaren Rand des Universums seit dem Urknall gewisser Maßen an Ort und Stelle geblieben. Selbst zwei Punkte, die heute nur einen Millimeter in unserer Ebenen Raumgeometrie auseinander Liegen werden auf Grund der Raumexpansion irgendwann sich mit überlicht Geschwindigkeit von einander entfernen. Dann wäre alles was heute am Rand des sichtbaren Bereiches des Universums liegt mehr als weit dahinter. Die Raumexpansion ist genau genommen keine Geschwindigkeit. Da aber nach dem Kosmischen Prinzip es keine Größe des Universums gibt, war es schon immer unendlich und in dieser Unendlichkeit hat man an jeder Stelle seinen eigenen Ereignishorizont. Die Raumexpansion des gesamten Universums war und ist in der Gesamtheit unendlich.

Genau genommen ist es aus meiner Sicht gar nicht möglich, hier, auf dieser Plattform so eine Frage wirklich dem Anspruch entsprechen "Mißverständnisfrei" zu erklären.

Gruß Abahatchi

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KosmoFreak  02.03.2014, 23:13
@Abahatchi

Da kann ich dir nur beipflichten. Kann sein, dass ich es etwas missverständlich erklärt habe, aber deine Einwände stimmen alle ;)

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Licht ist keine mechanische Welle wie Schall. Es ist eine Elektromagnetische Welle und ein Teilchen. Daher benötigt es kein Trägermedium un kann sich im "nichts" bewegen. Den Zeitpunkt des Urknalls gibt es nicht, da es damals keine Zeit gab. Es gibt nur den Zeitpunkt unmittelbar nach dem Urknall. Und Einsteins Relativitätstheorie zeigt, dass sich keine Information schneller als mit Lichtgeschwindigkeit verbreiten kann. Wie mit den Newtonschen Gesetzten kann diese irgendwann natürlich auch abgelöst werden ;)

Elch92 
Fragesteller
 26.02.2014, 23:17

Danke sehr hilfreich :) das mit den Teilchen habe ich bisher wohl falsch gesehn^^

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Flosh  15.03.2014, 10:02

Es gab immer Zeit und immer Raum. Nur nicht immer Materie..

Die Theorie, dass hinter dem All nichts ist, ist falsch. Hinter dem All gibt es Raum und Zeit.

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Hi Elch!

Was du als Theorie bezeichnet, ist nichts weiter als Jonglieren ohne Netz und doppelten Boden. So kommst du nicht weiter, oder zumindest nicht in die richtige Richtung.

Ein gutes Buch mit den Grundlagen ist besser als Denken. Vielleicht erst mal "Die ersten drei Minuten". Andere kennen sicherlich andere gute. Meine Lesephase ist 30 Jahre her. Seitdem informiere ich mich eher punktuell, Wissenschaftsmagazine, Wikipedia ...

Und jeder stößt irgendwann an seine Grenzen. Dann gibt es 2 Möglichkeiten: Sich einzugestehen und zuzugestehen, dass man an der Stelle nicht weiter kommt. Oder das, was man bisher gelernt hat, weiterzuspinnen, und alles was nicht passt zu ignorieren und/oder abzulehnen.

Da du fragst, scheinst du auf dem rechten Weg zu sein. Aber von der anderen Sorte gibt es gerade in Internetforen mehr als genug.

Gruß, Zoelomat

Du beschreibst gerade die Ausbreitung von Raum-Zeit gefüge, Licht ist in diesem Raum-Zeit gefüge integriert, diese beiden Aspekte zu vergleichen ist töricht.

Im System ist doch alles relativ, wird alles zeitlich schneller, wird sogar Licht schneller, jedoch merkt man im System selbst nichts, da alles in Relation zueinander gleich schnell bleibt.

Mit Währung ist das das selbe, wird alles gleichermaßen teurer, so bleibt die relation jedoch gleich.

Elch92 
Fragesteller
 26.02.2014, 23:19

Wohl war :O👝 danke

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Der Raum selbst kann sich selbst durchdringen und ist in seiner Expansion nicht an die Lichtgeschwindigkeit gebunden.

Im Raum kann nichts schneller sein als das Licht, das gilt nicht für den Raum selbst.

Hinzuzufügen wäre noch, dass dies nur für unseren Raum gilt, es muß nicht für andere Räume zutreffen (Stichwort Multidimensional)

Elch92 
Fragesteller
 26.02.2014, 23:11

Danke macht sin :) also hab ich ja mit meiner Vermutung richtig gelegen in fast allen Filmen die ich bisher gesehen habe wurde die Lichtgeschwindigkeit immer als Endstufe dargestellt xD

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Brusul  26.02.2014, 23:23

Nach einer populären Theorie hat sich der Raum nach dem Urknall tatsächlich schneller als das Licht ausgebreitet.

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RAWshooter  03.03.2014, 11:56

Multiversen sag ich nur ;)

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