Frage von Barana, 133

Relativgeschwindigkeit zweier Punkte im Universum irgendwann über Lichtgeschwindigkeit?

Da sich durch die immer schnellere Expansion des Universums zwei Punkte immer schneller weiter voneinander entfernen steigt die Relativgeschwindigkeit der Punkte. Kann diese Relativgeschwindigkeit irgendwann die Lichtgeschwindigkeit erreichen? Bevor jetzt jeder sagt, das sei niemals möglich, es geht ja weniger darum, dass die Punkte sich schnell voneinander wegbewegen, sondern mehr darum, dass sich der Raum dazwischen ausdehnt.

Falls die Relativgeschwindigkeit also c überschreiten könnte (bzw. das bei großer Entfernung jetzt schon tun könnte(?)), gäbe es dann um jeden Punkt einen Kreis, dessen Radius so groß ist, dass genug expandierender Raum dazwischen ist, dass Licht vom einen Punkt den anderen niemals erreichen kann?

Oder würde sich nach langer Zeit die Lichtgeschwindigkeit zusammen mit der Expansion des Universums erhöhen (also dann nominell gleich bleiben, da die Länge unserer Vergleichseinheiten mit expandiert(?))?

Antwort
von PhotonX, 91

Da sich durch die immer schnellere Expansion des Universums zwei Punkte immer schneller weiter voneinander entfernen steigt die
Relativgeschwindigkeit der Punkte. Kann diese Relativgeschwindigkeit
irgendwann die Lichtgeschwindigkeit erreichen? Bevor jetzt jeder sagt,
das sei niemals möglich, es geht ja weniger darum, dass die Punkte sich
schnell voneinander wegbewegen, sondern mehr darum, dass sich der Raum dazwischen ausdehnt.

Ja.



Falls die Relativgeschwindigkeit also c überschreiten könnte (bzw. das
bei großer Entfernung jetzt schon tun könnte(?)), gäbe es dann um jeden
Punkt einen Kreis, dessen Radius so groß ist, dass genug expandierender
Raum dazwischen ist, dass Licht vom einen Punkt den anderen niemals
erreichen kann?

Ja.

Oder würde sich nach langer Zeit die Lichtgeschwindigkeit zusammen mit
der Expansion des Universums erhöhen (also dann nominell gleich bleiben,
da die Länge unserer Vergleichseinheiten mit expandiert(?))?

Nein.

Siehe dazu auch http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0310808v2

Expertenantwort
von uteausmuenchen, Community-Experte für Physik & Universum, 33

Hallo Barana,

ich denke, Du hast das schon ganz gut verstanden...

Kann diese Relativgeschwindigkeit irgendwann die Lichtgeschwindigkeit
erreichen? Bevor jetzt jeder sagt, das sei niemals möglich, es geht ja
weniger darum, dass die Punkte sich schnell voneinander wegbewegen,
sondern mehr darum, dass sich der Raum dazwischen ausdehnt.

Ja, kann sie und tut sie.

Nein, das ist KEIN Verstoß gegen Einsteins Konstanz der Lichtgeschwindigkeit: Die SRT verbietet, dass massebehaftete Objekte und Information mit Lichtgeschwindigkeit bzw. darüber DURCH den Raum unterwegs sind.

Was hier bei der Raumzeitexpansion passiert, das ist etwas anderes: Über eine sehr, sehr kleine Ausdehnungsrate pro Entfernungseinheit ergibt sich über unvorstellbar große Entfernungen eine Ausdehnungsrate, die über der der Lichtgeschwindigkeit liegt. Lokal ist jedoch an keinem Ort eine Geschwindigkeit gegeben, die auch nur annähernd im Bereich der Lichtgeschwindigkeit läge. Wir haben es mit einem Summeneffekt über sehr große Entfernungen zu tun.

gäbe es dann um jeden Punkt einen Kreis, dessen Radius so groß ist, dass
genug expandierender Raum dazwischen ist, dass Licht vom einen Punkt
den anderen niemals erreichen kann?

Ja. Wenn ich Deine Beschreibung jetzt richtig verstanden habe, meinst Du das Hubble-Volumen oder auch die Hubble-Späre genannt:

https://en.wikipedia.org/wiki/Hubble_volume

Vielleicht hilft dieses kleine Video weiter?

Grüße

Antwort
von grtgrt, 8
Antwort
von arcos2pi, 47

Nach Einstein ist es nicht möglich Masse oder Wellen schneller als Lichtgeschwindigkeit zu bewegen (also V<c woraus folgt wenn V=a*c dann ist a<1)

Wenn sich nun aber zwei Massen mit jeweils 0,6c in entgegengesetzte Richtungen bewegen entfernen sie sich mit 1,2c voneinander. Die ist  problemlos möglich

Kommentar von Barana ,

Allerdings würde in einem allgemeinen Beispiel die normale Antwort lauten, dass aus Sicht des jedes Beobachters in einer Masse die andere Masse mit (0,6c+0,6c)/(1+0,36)=ca. 0,882c wegbewegt. Licht aus dieser Richtung würde sich jedoch mit c nähern wodurch es ankommen müsste, wenn ich mich nicht täusche

Kommentar von arcos2pi ,

Licht bewegt sich aus Sicht des Beobachters immer mit c wodurch dieses Phänomen beschrieben wird. Warum aber nun ka

Kommentar von PhotonX ,

Das ist falsch, deine zwei Aussagen widersprechen einander doch. Siehe auch https://de.wikipedia.org/wiki/Relativistisches_Additionstheorem_f%C3%BCr_Geschwi... Das tut hier aber nichts zur Sache, weil ein expandierendes Universum nicht als flache Minkowski-Raumzeit beschrieben werden kann (und nur dort gilt die spezielle Relativitätstheorie). Vielmehr ist es eine gekrümmte Friedmann-Raumzeit, in der v<c nur lokal wirkt, global aber nicht.

Antwort
von mliap, 70

Soweit ich weiß dehnt es sich doch immer langsamer aus? Und NICHTS ist schneller als Lichtgeschwindigkeit, auch nicht Lichtgeschwindigkeit mal zwei oder zwei "Objekte" die mit Lichtgeschwindigkeit aneinander vorbei fliegen (die Relativgeschwindigkeit wäre trotzdem nur Lichtgeschwindigkeit)

Kommentar von wunderdichnicht ,

theoretisch ja, aber was genau passiert mit zwei dingen, die sich mit lichtgeschwindigkeit treffen? diese frage konnte weder einstein noch s. hawkins beantworten...

Kommentar von mliap ,

Es ist ja theoretisch auch nicht möglich einen Gegenstand auf Lichtgeschwindigkeit zu bringen (oder?), also ist das ja dann auch ausgeschlossen. Bitte korrigieren wenn ich falsch liege!

Kommentar von wunderdichnicht ,

geht es nicht um den versuch?

Kommentar von Barana ,

Das ist richtig aber es geht ja nicht darum, dass zwei Objekte in unterschiedliche Richtungen beschleunigt werden, sondern darum, dass sich ihr Abstand ändert, einfach weil der Raum zwischen ihnen größer wird einfach gesagt.

Kommentar von wunderdichnicht ,

ist das aber nicht das, worum alles sich dreht? größer als der raum, in dem sich etwas befindet gehts doch nicht, oder? jetzt ganz vereinfacht gefragt...

Kommentar von mliap ,

Ach jetzt verstehe ich die Frage. Das ist zu kompliziert für dieses Forum, da fragst du was.

Kommentar von Barana ,

Hatte ich auch befürchtet aber ich hab kein besseres Forum gefunden

Kommentar von mliap ,

Doch, wenn der Raum wächst (unser Universum)

Antwort
von GangsterToast12, 57

Es gibt Galaxien, die sich mit Überlichtgeschwindigkeit von uns
wegbewegen. Nicht weil sie in Wirklichkeit so schnell sind, sondern
wegen der Ausdehnung des Raums (Wie in der Frage richtig erklärt).

Jedoch kann die Relativgeschwindigkeit c nicht übersteigen (Soweit ich das verstanden habe)

Kommentar von Barana ,

Das die Relativgeschwindigkeit c nicht übersteigen kann, dessen war ich mir auch ziemlich sicher. Vor allem zumal jeder Beobachter durch den relativistischen Masseneffekt eine quasi unendliche Trägheit beim anderen Feststellen würde

Kommentar von GangsterToast12 ,

Richtig erkannt!

Antwort
von wunderdichnicht, 35

mach weiter! wenn du mir sagen kannst was passiert, wenn 2 lichtgeschwindigkeiten aufeinandertreffen, dann bin ich dein bester kumpel und dein manager :_:)


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