Frage von Falu25, 79

Wird es mal ein Raumschiff geben, das Lichtgeschwindigkeit fliegen kann?

Wird es mal ein Raumschiff geben, das Lichtgeschwindigkeit fliegen kann?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Wuestenamazone, 26

Nein denn das ist unmöglich. Wenn ich in Physik aufgepasst habe dann wird das auch nie möglich sein trotz der schönen Antwort von SlowPhil. Daran wird schon Jahre gearbeitet ohne Erfolg. Wenn dann werden wir das nicht mehr erleben.

Kommentar von SlowPhil ,

…dann wird das auch nie möglich sein trotz der schönen Antwort von SlowPhil.

Danke für das Kompliment, aber ich habe nie behauptet, Man würde jemals mit genau Lichtgeschwindigkeit fliegen können, im Gegenteil, ich wollte begründen, warum das nicht geht, und nicht einfach nur lapidar sagen, dass die Physik das aussagt.

Dir gönne ich gern den Stern, aber nicht unbedingt Deinem doch reichlich knappen Beitrag. Hätte ich das vorher gewusst, hätte ich mir die Mühe nicht gemacht.

Antwort
von SlowPhil, 22

Zunächst einmal möchte ich vorausschicken: Bewegung ist relativ. Sie ist immer nur in Bezug auf ein Referenzsystem K₀ (»K« wie »Koordinatensystem«) definiert. Wenn Du Dich relativ zu K₀ bewegst, kannst Du immer ein Koordinatensystem K₁ definieren, relativ zu dem Du in Ruhe bist.

Wird es mal ein Raumschiff geben das Lichtgeschwindigkeit fliegen kann?

Genau (Vakuum-)Lichtgeschwindigkeit c ist für einen aus Materie bestehenden Körper aufgrund seiner Eigenmasse m respektive seiner Ruheenergie mc² unmöglich, da das Verhältnis zwischen kinetischer Energie Eₖ und Ruheenergie E₀ für

v = dx/dt → c

divergiert (jede beliebige Schranke überschreitet):

(1) E = Eₖ + E₀ = γE₀ = γmc² = mc²/√{1 – (v/c)²},

wobei γ Hendryk Antoon Lorentz' Energie-Faktor ist. Bei δ-Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit, d.h. v = (1 – δc), ist

(2) γ = 1/√{1 – (1 – δ)²} ≈ 1/√{2δ}.

Zugleich quantifiziert dieser Faktor die sogenannte Zeitdilatation, d.h., ist Δτ eine Zeitspanne, wie sie die Borduhr misst (Eigenzeit), so ist 

(3) Δt₀ = γΔτ

die Zeit, die derselbe Vorgang nach einer in K₀ in Anspruch nimmt. Raum und Zeit sind dergestalt miteinander verbunden, dass es sinnvoll ist, sie zur Raumzeit zusammenzufassen. Du kannst also auch umgekehrt sagen, dass sich das Raumschiff auch durch die Zeit ct₀ bewegt, und zwar mit γc. 

Seine Vierergeschwindigkeit ist dabei durch

(4) (cΔt/Δτ; Δx/Δτ) = (γc; γv)    mit    γ = 1/√{1 – (v/c)²}

gegeben. Der »Betrag« dieser Reisegeschwindigkeit ist dabei durch

(5) √{c²(Δt)²/(Δτ)² – (Δx)²/(Δτ)²} = √{c²(Δτ)²/(Δτ)²} ≡ c

gegeben und unabhängig vom Referenzsystem; insbesondere bewegt es sich in K₁ mit

(6) (c; 0).

Die Umrechnung erfolgt durch die Lorentz-Transformation, die eine Art Drehung in der Raumzeit darstellt.

--

Die Geschwindigkeit ist also nicht einfach bei c »abgeriegelt«, sondern das Raumschiff kann sich beliebig schnell durch den Raum bewegen (nämlich mit dx/xτ = γv), bewegt sich dabei aber aufgrund  seiner Energie dadurch automatisch durch die Zeit, sodass der Quotient

v = (Δx/Δτ)/(Δt/Δτ)

immer kleiner als c bzw. 1 bleibt.

Der Betrag bleibt gleich c. In der Raumzeit kannst Du gewissermaßen nicht »bremsen« oder »beschleunigen«, sondern nur »lenken«.

Kommentar von Wuestenamazone ,

Also ist die Antwort NEIN. Aber schönes Modell

Kommentar von SlowPhil ,

Ich wollt's halt auch eingehend begründen.

Kommentar von BlackHawk2306 ,

Was geht in deinem Kopf vor? Ist nicht negativ gemeint :) Habe gerade versucht mir die Hälfte durchzulesen und mein Hirn qualmt extrem. Soweit ich weiß wurden bisher nur Elektronen auf FAST Lichtgeschwindigkeit gebracht.

Kommentar von SlowPhil ,

Soweit ich weiß wurden bisher nur Elektronen auf FAST Lichtgeschwindigkeit gebracht.

Nein, auch Hadronen, z.B. Protonen und sogar Atomkerne. Deshalb heißt der »neue« Teilchenbeschleuniger ja auch LHC, Large Hadron Collider.

Die Energie soll bei ca. 14 TeV liegen, was bei Protonen (m≈1GeV/c²) einen Lorentz-Faktor

(1) γ = 1/√{1 – (v/c)²} ≈ 1/√{2δ}    (wegen v = (1–δ)c)

von etwas über 14000 ≈ √2×10⁴ ausmacht, woraus sich

(2) δ ≈ 1/2γ² ≈ 1/(4×10⁸) = 2,5×10⁻⁹ ≈ 75cm/c

ergibt, d.h. die Hadronen kommen bis auf 75cm an die Vakuumlichtgeschwindigkeit heran.

Und wir haben relativ zu den Hadronen diese Geschwindigkeit, das darf man nicht vergessen.

Habe gerade versucht mir die Hälfte durchzulesen und mein Hirn qualmt extrem.

Das kann passieren. Mir geht es mit einem philosophischen Text ähnlich, weil ich einfach die Zeichen nicht alle kenne. Da habe ich dann drüber hinweggelesen, aber mit dem Vorsatz, mir das später noch einmal anzugucken.

Du hast es besser, Du kannst den Autor fragen. ;)

Kommentar von PlueschTiger ,

Schreibe so das es auch ein Normaler Mensch versteht, dann klappt es auch mit der HA. :-)

Kommentar von SlowPhil ,

Es muss aber schon auch richtig und vor allem begründet sein. Natürlich ist »der Meister hat es gesagt« einfacher zu verstehen, aber das keine Begründung, keine echte Antwort auf die Frage.

Und natürlich verwende ich mathematische respektive physikalische Formeln, weil ich etwas liefern will, das man nachrechnen kann. Es soll transparent sein.

Kommentar von PlueschTiger ,

Wie wäre es wenn du darunter noch ne Übersetzung, für Laien schreibst? So haben alle was davon, du deine Details und der Laie versteht was du sagen willst. :)

Nur mal aus Neugier. Du weiß ja das Lichtgeschwindigkeit bei fast 0 Kelvin anders ist. Wie würde sich das auswirken?

Kommentar von SlowPhil ,

Wie wäre es wenn du darunter noch ne Übersetzung, für Laien schreibst?

Besser als die Übersetzung einer Formel in normale Sprache ist es, Formelzeichen zu erklären. Allein schon die Definition des Lorentz-Faktors

(1) γ := 1/√{1 – (v/c)²}

hieße in sprachlich: »Der Lorentz-Faktor ist der Kehrwert der Quadratwurzel aus der Differenz von Eins und des Verhältnisses zwischen Geschwindigkeit und Vakuumlichtgeschwindigkeit.«

Grauenhaft! Was soll da der Gewinn gegenüber (1) sein (immer vorausgesetzt, die Formelzeichen sind bekannt)?

Der Satz des Pythagoras ist in seiner kurzen Form »a quadrat plus b quadrat gleich c quadrat«, geschrieben

(2) a² + b² = c²

populärer als in der ausführlichen Form »in einem rechtwinkligen Dreieck ist das Quadrat unter er Hypotenuse gleich der Summe aus den Quadraten unter den Katheten«, wobei dies auch ziemlich viele Fachausdrücke enthält, aber Verzicht auf Fachausdrücke würde das ganze noch mehr in die Länge ziehen und unleserlicher machen.

Fachsprache wird zumindest von Physikern nicht verwendet, um jemanden vom Verstehen auszuschließen, sondern um etwas, das vielleicht einiges an Vorwissen voraussetzt, einfach und schnell sagen zu können.

Du weiß ja das Lichtgeschwindigkeit bei fast 0 Kelvin anders ist.

Das ist ein weit verbreiteter Irrtum. Ultrakalte Atome sind, wie ein Versuch gezeigt hat, im Stande, einen enormen Brechungsindex zu entwickeln, aber die Absolute Geschwindigkeit c berührt das nicht. Auch die Lichtgeschwindigkeit (namentlich die Phasengeschwindigkeit des Lichtes) im Wasser eines Kernreaktors ist kleiner c, deshalb kann sie überschritten werden, was die hübsche bläuliche Tscherenkowstrahlung erzeugt.

Kommentar von PlueschTiger ,

So weit ich gesehen habe, hat man bei versuchen entdeckt das man licht wenn es auf Kälte stößt, welche Milliardstel grad vor dem 0 Punkt ist, auf 20 km/h verlangsamen kann. Weiß aber nicht ob noch Gas im spiel ist. Eine Indiz dafür soll es auch in unserer Galaxie geben, ein schwarzer Bereich. Bei Messungen stellte man fest das er noch kälter ist als das umgebene Universum und kein staub die Sicht behindert. Man geht von einem Gebiet expandierender Gase aus, welches das All dort abkühlt

Ein paar der Wissenschaftler, welche die Verlangsamung entdeckten denken jetzt sogar darüber nach wie man den Effekt praktisch nutzen kann, da theoretisch in Licht mehr Daten transportiert werden können als auf andere weise, auch wenn das für mich nicht ganz Plausibel ist.

In dem versuch stellte man glaube auch fest das wenn verlangsamtes Licht einem erneuten Impuls ausgesetzt wird, es sich wieder beschleunigt.

Nagel mich an das aber nicht fest, das ist alles aus der Erinnerung.

 aber Verzicht auf Fachausdrücke würde das ganze noch mehr in die Länge ziehen und unleserlicher machen.

Man muss sie auch nicht eliminieren, doch man kann es, ich sage mal, auf die Grund aussage beschränken. Ich weis alleine aus den Normalen Deutsch wie schwer es ist. Versuche mal ein Text zu sagen ohne eingedeutschte Worte, Volksmund und Slang zu benutzen, das ist fast unmöglich, da man die eigentlich deutschen Bezeichnungen fast nicht mehr kennt.

Ich sage es wie es ist das was du geschrieben hast, in dem Letzten Kommentar, verursacht genauso viel Kopfschmerzen wie das in der Antwort.

Mal was anderes. Kennst du dich mit Magnetfelder aus, wenn ja ich habe eine Frage, in meiner Liste, sofern du sie noch nicht sogar schon beantwortet hast. Habe zwar antworten bekommen, aber für meinen Geschmack und wissen etwas widersprüchlich.

https://www.gutefrage.net/frage/welchen-abstand-haben-die-magnetfeldlinien-der-e...

Antwort
von Virus99, 39

Laut Einstein ist das nicht möglich. Allerdings ist die Quantenphysik immer offen für neue Entdeckungen auf dem Gebiet, das ziemlich unerforscht ist. In "realistischen" Sci-Fi Filmen, werden deswegen auch immer Universalbrücken genutzt um größere Distanzen zu überwinden. Guck dir mal Stargate an, da wird eine Möglichkeit realistisch erklärt. "Hyperraum"

LG

Antwort
von Apucitm, 35

Ich denke eher nicht. Ich denke das wir eher Mit Hilfe der Element 115 die UFO-Technologie "erfinden" werden, bei der eher die Gravitation eine grosse rolle spielen wird.

Antwort
von Almalexian, 37

Wohl eher nicht in diesem Sinne. Momentane Überlegungen gehen nicht in die Richtung die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen oder zu übertreffen (was nach bisherigem Wissenstand nicht möglich ist und wegen Zeitdilatation auch unpraktisch) sondern den Reiseweg zu verkürzen.


Antwort
von Hausi06, 31

Wenn du meinst wie bei Star Trek dann nein, auch wenn es sowas funktionieren würde, auch dann wäre es noch zu langsam.

Antwort
von Barolo88, 38

nein, das ist physikalisch nicht möglich

Antwort
von Mikromenzer, 34

Wenn das Raumschiff nur aus Licht bestünde, ja.

Kommentar von SlowPhil ,

Aber auch nur dann.

Kommentar von PlueschTiger ,

Allerdings dürfte fliegen damit dann wohl eher wegfallen, dazu ist die Dichte von Licht zu gering. Wobei sie wohl keine hat da sie ja kein Element ist. Aber wenigstens bräuchte man bei einem Lich Raumschiff keine Lampen.

Antwort
von Stinkepups, 32

Vielleicht...warte es ab.

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