Frage von Frag1234, 44

Was ist schneller als Licht (Sonden-Theorie)?

Gibt es irgendetwas im Universum was schneller als Licht ist? Wieso sollte Lichtgeschwindigkeit das Maximum sein?

Wenn man Raketen oder Sonden ins Weltall schießt, behalten sie ja konstant ihre Geschwindigkeit, da kein Luftwiderstand existent ist. Könnte man theoretisch eine Sonde mit so viel Energie ins Weltall schießen, dass sie die Lichtgeschwindigkeit übertrifft? Und würde sie den kurzen Weg der Erdatmosphäre überstehen?

Antwort
von OlliBjoern, 15

Der oft gelesene Satz "nichts ist schneller als Licht" ist aus mehreren Gründen ungenau.

1) die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum: diese wird mit c abgekürzt, und ist eine Konstante. Sie ist das Maximum der Geschwindigkeit der Informationsübertragung. Dennoch können Phasengeschwindigkeiten >c auftreten (dazu sollte man durchlesen, was Gruppen- und Phasengeschwindigkeit einer Welle ist)

2) in Materie kann Licht "überholt" werden von Materiestrahlung (dabei wird aber c nicht überschritten!). ß-Strahlung kann schneller sein als Licht (in Wasser!), dadurch entsteht ein blaues Leuchten von Unterwasser-Reaktoren ("Tscherenkow-Strahlung").

Man kann (relativ bedeutungslose) Relativgeschwindigkeiten ausrechnen, die über c liegen, dies widerspricht aber nicht dem Satz, dass c das Maximum in Bezug auf Informationsübertragung ist.

Die Lichtgeschwindigkeit kann sehr genau gemessen werden, sie wurde bis heute unzählige Male gemessen (in verschiedene Richtungen; bei verschiedenen Wellenlängen; bei unterschiedlichen Beobachtergeschwindigkeiten; in unterschiedlichen Medien usw. usf.). Niemals wurde dabei c überschritten. Abgesehen von einem Fall, der sich später als Messfehler herausstellte. Im Vakuum wurde immer c gemessen. In Materie <c (abhängig vom Material).

Eine Sonde hat Ruhemasse, und kann daher nicht auf c beschleunigt werden (logischerweise auch nicht darüber hinaus). Selbst so leichte Teilchen wie Elektronen (siehe ß-Strahlung) erreichen nie c (auch wenn sie in Wasser schneller als das Licht sein können, das ist kein Widerspruch). Je näher man an c kommt, umso höher wäre der Energiebedarf.

Antwort
von SixthSCTF, 37

Das sind ja nun mal gleich mehrere Fragen und verständnissprobleme auf einmal.

ich beantworte diese mal einzeln:

Gibt es irgendetwas im Universum was schneller als Licht ist?

Nach derzeitigem Kenntnissstand der wissenschaftlichen Forschung ist die Lichtgeschwindigkeit das "Speed-Limit" in unserem Universum für massebehaftete Körper und Informationen.

Es deutet auch (bisher) nichts darauf hin, das dieses "Naturgesetz" eventuell doch nicht stimmen könnte obgleich im Internet reichlich kuriose und pseudowissenschaftliche Informationen herumgeistern.

Wieso sollte Lichtgeschwindigkeit das Maximum sein?

Weil dies ein sogenanntes "Naturgesetz" ist.

Könnte man theoretisch eine Sonde mit so viel Energie ins Weltall schießen, dass sie die Lichtgeschwindigkeit übertrifft?

In unserer recht langsamen Erfahrungswelt - für die man die Gesetze der Newtonschen Mechanik annehmen kann - scheint dies möglich zu sein.

Wer lust hat kann mit den Formeln der Newtonschen Mechanik sogar ausrechnen, wieviel Energei dafür notwendig wäre.

Nur leider stimmen diese Formeln nicht. Jetzt aber nicht zum Physiklehrer laufen und fragen was für ein Blödsinn heute noch gelehrt wird.

In unserer recht langsamen Erfahrungswelt sind die relativistischen Effekte derart gering, das kein Flugzeug abstürzt nur weil diese nicht berücksichtigt wurden. Wir können sie - wenn überhaupt - nur unter Laborbedingungen messen.

Je weiter man sich aber diesem "Universum-Speed-Limit" nähert, desto grösser werden die relativistischen Effekte.

Am "Grenzwert Lichtgeschwindigkeit" benötigt man dann Unendlich viel Energie um diese zu erreichen.

Und würde sie den kurzen Weg der Erdatmosphäre überstehen?

Höchstwahrscheinlich nicht. Hierfür bräuchte es aber nicht einmal einen winzigen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit

Schonmal was von Meteoriten gehört? Die sind deutlich Langsamer als Deine Sonde aus dem Gedankenexperiment und verursachen ein hübsches Naturschauspiel wenn sie in unsere Erdathosphäre eintreten.

Gleiches würde Deine Sonde erfahren.

Antwort
von ALEMAN2015, 41

Nach den von Einstein aufgestellten Rechenmodellen geht das nicht. Und auch in den Teilchenbeschleunigern konnte man keine Partikel auf ueber c beschleunigen. Das muss aber nicht heissen, dass dein Beispiel nicht vielleicht doch funktioniert. In diesem Makromasstab kann man es ja(noch) nicht experimentell nachvollziehen.

Antwort
von hypergerd, 25

Gegenstand mit Ruhemasse (selbst im Vakuum!) kann nie Lichtgeschwindigkeit nach Einstein erreichen, da wir nur endlich viel Energie haben!

(Ursache- Wirkung-Prinzip !) 

Es gibt aber die Ereignis-Geschwindigkeit:

"getrennte Lampen per Ereignis (zeit-gesteuert) einschalten" ergibt beim Beobachter eine virtuelle Geschwindigkeit > c.

siehe auch verschränkte Photonen siehe Video ab 23 min

Antwort
von MichaPhysik, 31

Die Betrachtung mit der Masse ist korrekt. Allgemein kann man sagen, je schneller etwas ist desto mehr krümmt es die Raumzeit und desto schwerer ist es. Warum? Weil es mehr kinetische Energie hat. Einfacher ausgedrückt: Wenn ich mit 100 km/h fahre, bin ich schwerer als wenn ich mit nur 50 km/h fahre. Dieser Effekt ist aber im Alltag so minimal, dass man ihn so gut wie gar nicht wahrnehmen kann. Je mehr man sich der Lichtgeschwindigkeit annähert, desto mehr merkt man von der Zunahme der Masse.

Sicherlich kennst Du schon das 2. Newtonsche Axiom F=ma. Stell dir vor, m erhöht sich, aber F bleibt gleich (denn die Antriebskraft des Motors der Sonde bleibt ja konstant). Dann muss sich a (die Beschleunigung) verringern, damit du stets auf das gleiche F (gleiche Kraft) kommst. Doppeltes m heißt also halbes a. Bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit beschleunigt die Sonde also zwar immer weiter, die Beschleunigung nimmt aber stets ab, da die Masse der Sonde zunimmt. Die Sonde wird zwar immer schneller, aber quasi immer langsamer schneller. So kommt sie theoretisch unendlich nah an die Lichtgeschwindigkeit heran, erreicht diese aber nicht. Warum nicht? Weil dann m unendlich groß wäre (was aus den Formeln von Einstein hervorgeht, muss man einfach so hinnehmen, um es nicht zu kompliziert zu machen). Ein unendliches m bedeutet, dass die Sonde eine unendliche Antriebskraft bräuchte, um die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen und eine "mehr als unendliche" um sie zu überschreiten. Darum ist es unmöglich.

NICHTS ist schneller als das Licht. Mit nichts meine ich auch wirklich nichts - das Vakuum, der Raum selbst ist schneller als das Licht. Das Universum expandiert mit Überlichtgeschwindigkeit. Der Raum selbst kann sich schneller bewegen, weil er weder Energie noch Masse ist, per Definition könnte nur Energie und Masse nicht schneller sein als das Licht. Stell dir vor, du hast kleine Käfer auf der Oberfläche eines Luftballons, die sich nur mit einer bestimmten Maximalgeschwindigkeit fortbewegen können. Jetzt denk dir, dass sie alle einen Moment lang auf der Stelle stehen. Du pustest den Luftballon auf. Die Oberfläche wird größer, die Käfer entfernen sich voneinander, obwohl sie sich ja nicht bewegt haben. Warum? Weil sich der Raum, auf dem sie sitzen, bewegte, aber nicht sie selbst.

Genauso ist es mit dem Raum im Universum, nur haben wir alles nicht in 2D, sondern mindestens in 4D. Aber das Prinzip ist das selbe. Masse und Energie befinden sich IM Raum, sind aber nicht der Raum selbst. Bewegt sich der Raum, bewegen sie sich, die Käfer auf dem Ballon, einfach mit.

Das ist der theoretische Gedanke hinter einem Warp-Antrieb, den man ja schon hinreichend aus Science Fiction Filmen kennt. Es ist ein Antrieb, der nicht das Raumschiff selbst bewegt, sondern nur den Raum um das Raumschiff krümmt und ihn dann bewegt. Das Raumschiff zieht dann mit, denn es befindet sich ja selbst in diesem Raum. Damit wäre eine überlichtschnelle Reisegeschwindigkeit möglich. Ob es aber wirklich umsetzbar ist, ist fraglich.

Kommentar von AnitaDaniels ,

Also ich kenn mich.mit Physik null aus...fand die Frage aber interessant. Wenn ich davon ausgehe dass deine Antwort korrekt ist hab ich da ne neue Frage...die Grundfrage wird dann wohl sein “was ist Raum?“ oder “ist raum immer raum und nicht an sich eine mögliche Materie?“ aus der die Ursprüngliche Frage entspringt die ich.mir vorgestellt hatte. Also: was wäre zum beispiel wenn ein Fernseher der an ist herunterfällt und der Bildschirm bevor er am boden zerbricht an der kante der tv-kommode zerbricht und sich aus irgendwelchen gründen elektischer strom entlädt und ich kann das visuell beobachten. dann käme bei mir die Frage auf: ist der materielle Fernsehapparat nicht eine Räumlichkeit? und durch das zerbrechen des Bildschirms entladen sich die dort enthaltene Elektrizität in eine andere Räumlichkeit? die Frage ist evtl bescheuert..aber für mein unwissenden kopf hochinteressant..wenn ich.nach meiner eigenen schlauen logik gehe ist der Fernseher dann ein mini-Universum in einem größerem Universum (dem Wohnraum)  und dadurch dass ich die stromentladung beobachten kann gehe ich davon aus dass es ja...frage durch s fragen fast selbst beantwortet:-D nichts gibt was schneller ist als licht. also es gibt keine überschallgewindigkeit...!?

Kommentar von AnitaDaniels ,

Und wenn es die gabe wäre die.materie wie der fernseher zerstört ..Aber das ist glaube ich eh das Problem der teleportation. daher wohl der Traum wie in dr. strange das.materie energetisch beliebig wandelbar ist... 

Antwort
von astardis, 43

Hallo, angeblich kann nichts, was Masse hat, LG erreichen. Licht selber hat keine Masse (angeblich), wird aber dennoch von Gravitation gekrümmt.

Die Wissenschaft irrt sich ständig... und Albert Einstein war nicht allwissend...

Antwort
von PhorkysThings, 44

Nichts ist schneller als Licht, wenn du eine Sonde auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen willst bekommt sie unendlich viel Masse und du benötigst umso mehr Energie, diese beiden Faktoren hebeln sich dann gegenseitig auf, dass heisst dass man die Lichtgeschwindigkeit nicht übertreffen kann.

Verstanden? (:

Kommentar von Angel1907 ,

Eine bessere Antwort hätte man nicht schreiben können! 0:

Kommentar von Frag1234 ,

So in etwa verstanden. Danke :)

Antwort
von msstyler, 31

Alles ist möglich. Die Wahscheinlichkeit, dass genau du geboren wurdest, liegt im unendlichen.

Kommentar von stekum ,

Eine Wahrscheinlichkeit kann nicht größer als 1 sein.

Kommentar von msstyler ,

Du hattest zu viel Mathe in der Schule.
Mathe ist nur eine Grundlehre, Physik ist die wirkliche Lehre der Mathematik.

Antwort
von DerDichter, 41

Es ist möglich, dass es etwas gibt, dass schneller wie das licht ist...
Nur wir kennen noch nichts schnelleres.

Kommentar von Drritchy46 ,

Genau, finde etwas schnelleres und werde der nächste Albert Einstein ;)

Kommentar von PhorkysThings ,

Bullshit, wenn du schneller als das Licht sein willst bekommst du eine unendliche Masse und braucht unendliche Energie um deine Geschwindigkeit halten zu können. Beide Probleme kannst du nicht lösen. ;)

Kommentar von DerDichter ,

würd ich gern, bin aber zu faul :D

Kommentar von DerDichter ,

Ich will ja nicht schneller als das licht sein? ich meinte ETWAS könnte schneller sein, das wir noch nicht entdeckt haben (:

Kommentar von msstyler ,

Alles kann möglich sein.

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