Warum beträgt die Lichtgeschwindigkeit 299.792.458 m/s?
Warum beträgt die Lichtgeschwindigkeit 299.792.458 m/s - und nicht z.B. 200.000.000 m/s oder 500.000.000 m/s? Was ist da - ich nenne es mal - der bestimmende Faktor?
8 Antworten
Der von Dir angegebene, genaue Wert basiert auf unserem "willkürlichen" Maßeinheiten, bspw. das Meter als der 40 Millionste Teil des Erdumfang. Wären die Einheiten anders, würden sich auch andere Zahlen ergeben.
Interessanter ist jedoch: Die Lichtgeschwindigkeit bestimmt die Kopplungsstärke von Elektromagnetischen Wellen (EM-Wellen) (weil lt. QED das eine das Messfeld des anderen ist). Und daran hängen wieder viele andere Gesetze, die bspw. den Aufbau von Atomen oder die Energieübertragung durch Photonen bedingen. Das scheint alles "fein austariert" zu sein, ändere ich nur eine Konstante wie die Lichtgeschwindigkeit nur ein kleines bisschen, so ändert sich die Physik erheblich oder ist gar eine ganz andere Physik. Warum sich genau diese Lichtgeschwindigkeit ergibt, könnte also auch so beantwortet werden, dass es sonst unsere Welt so nicht geben würde.
Wenn man sich im Bereich der Quantenphysik bewegt, hat Licht auch ein gewisses Gewicht. Für eine Beschleunigung wird immer Energie benötigt.
Im Grenzfall der Lichtgeschwindigkeit wird die bewegte Masse formal unendlich. Es wird entsprechend unendlich viel Energie benötigt, über die Geschwindigkeit von Licht zu beschleunigen.
In diesem Sinne ist es unmöglich, ein Objekt mit Masse auf exakt Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen.
Weil an dem Punkt einfach die "Masse" der Lichtteilchen die weitere Beschleunigung verhindert. So meinte es zumindest meine Physiklehrerin vor einigen Jahren im Abi zu mir.
Tatsächlich hat science asylum dazu mal ein cooles Video gemacht: https://www.youtube.com/watch?v=vPi1lyAx4ws
@ CreeperNicol:
Es wird entsprechend unendlich viel Energie benötigt, über die Geschwindigkeit von Licht zu beschleunigen.
Könnte ein schwarzes Loch diese Energie liefern?
Ich meine - wenn die Gravitation darin so stark ist, dass selbst Licht nicht mehr entkommen kann, dann sagt mir meine beschränkte Logik im Umkehrschluss, dass sie dann auch stark genug sein müsste, ein Objekt mit Masse, welches in den Anziehungsbereich des schwarzen Loches gerät, über die Lichtgeschwindigkeit hinaus zu beschleunigen. Passiert eventuell genau das am "Ereignishorizont" oder "Schwarzschildradius", dass Materie dort die Lichtgeschwindigkeit erreicht und aus unserer Raumzeit "fliegt" (verschwindet), weil es "innerhalb" der Raumzeit nicht schneller geht als mit c?
Schwierige Frage - womöglich wäre eine Antwort darauf "Weil du diese Frage stellen kannst". Denn - hätte c einen anderen Wert, wäre die Physik eine andere als die, die wir kennen. Aber mit einer anderen Physik bestünde durchaus die Möglichkeit, dass das Universum ganz anders aussehen würde, dass sich Formung von Leben so wie wir es kennen (wenn überhaupt) anders vollzogen hätte, und es letztendlich keinen DandyPiecemaker geben würde, der sich das fragen würde. Also muss c, aus welchem Grund auch immer, genau diesen Wert haben.
Der Zahlenwert hängt natürlich von der Einheit ab. Aber warum die Naturkonstanten genau den Wert haben, den wir beobachten ist unbeantwortet. Es ist genau die Frage die A.Einstein meinte als er einmal sagte "Was mich wirklich interessieren würde ist, ob Gott bei der Erschaffung der Welt eine Wahl hatte." (Gott war dabei als Paraphrase gemeint)
Die Feinstrukturkonstante Alpha = 1/237 ist eine reine Zahl (ohne weitere Einheiten) und gibt eine Beziehung zwischen einigen Naturkonstanten an
Die Bedeutung dieser Zahl ist unbekannt.
Falls du eine entsprechede Gleichung mit der Boltzmannkonstante angeben könntest, wäre ich dir sehr verbunden. Vielleicht könnte man auch noch die Hubblekontante mit ins Boot nehmen. Es gibt noch eine entsprechende Gleichung in der die Gravitationskonstante und die Ruhemasse des Elektrons vorkommt. Ich weiß aber den Namen dieser Konstanten nicht.
Diese Konstante ergibt sich, wenn man die Planckmasse durch die Ruhemasse des Elektrons dividiert.
weil wir Menschen definiert haben, wie lang ein Meter ist und wie lange eine Sekunde dauert.
Die Lichtgeschwindigkeit ist eine Naturkonstante. Vielleicht hätte man der einen "runde" Zahlenwert zuordnen sollten und das Meter und die Sekunde entsprechend dieses Zahlenwertes neu definieren.
Keine Ahnung, welche Konstanten dann "krumme" Zahlenwerte hätten.
Wahrscheinlich hat Gott da nicht seinen besten Tag gehabt.
die Frage war aber, warum die Lichtgeschwindigkeit gerade genau diesen Wert hat.