Eineinhalbfache Lichtgeschwindigkeit?
- Wenn sich zwei Autos mit jeweils 100 Km/H aufeinaneder zubewegen, addiert sich deren Geschwindigkeit auf 200 Km/h.
- Bewegen sich zwei Photonen (die beide logischerweise mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind) aufeinander zu dann ist die Geschwindigkeit mit der sie sich einander annähern Trotzdem nur Lichtgeschwindigkeit. Kann mir das jemand erklären?
- Was ist jezt aber mit zwei Objekten die sich mit 3/4 der Lichtgeschwindigkeit aufeinander zu bewegen. Treffen sie sich nun mit Lichtgeschwindigkeit oder mit 1 1/2 facher Lichtgeschwindigket?
5 Antworten
Denk dran, das relative Geschwindigkeiten nichts direkt mit Physik zu tun haben, denn die unterliegen nicht den absoluten physikalischen Gesetzen.
Wenn sich die Autos mit 100km/h aufeinander zubewegen, dann fährt jedes immer noch mit 100km/h, hat den selben Luftwiderstand, braucht die selbe Motorleistung usw. als wenn es alleine fährt. Fahren die aufeinander zu, dann treffen die sich in der hälfte der Zeit als wenn eines der Autos stehen würde und das andere 200km/h fahren würde. Tun die aber nicht! D.h. geht es darum, dass sich zwei Leute treffen, dann passiert das bei zwei Autos in der halben Zeit, das ändert aber nichts an der Physik der Autos.
Auch bei den Photonen ist das so, auch die sind nicht voneinander abhängig. Die treffen dann in der halben Zeit zusammen, fliegen aber jedes für sich immer noch mit Lichtgeschwindigkeit.
Was du übersiehst, ist, dass Geschwindigkeit nichts Absolutes ist, sondern auf das Bezugssystem ankommt. Betrachtet man von außen die mit derselben Geschwindigkeit v aufeinander zufahrenden Autos und legt das Bezugssystem nun in eines der beiden (so dass dieses Auto ruht), misst man beim anderen tatsächlich die doppelte Geschwindigkeit 2v. Das ist bei sehr großen Geschwindigkeiten allerdings (wie schon gesagt wurde) nicht mehr der Fall.
Geschwindigkeiten addieren sich nicht wie man denken sollte à la: v1 + v2 = v3, das gilt angenähert nur bei kleinen Geschwindigkeiten. Eine Gesamtgeschwindigkeit (oder eine scheinbare Geschwindigkeit, wenn sich zwei Objekte aufeinander zu bewegen) wird niemals höher als c.
Wenn du es genauer wissen möchtest, es gilt das Relativistische Additionstheorem für Geschwindigkeiten (http://de.wikipedia.org/wiki/Relativistisches_Additionstheorem_f%C3%BCr_Geschwindigkeiten)
Du musst bedenken, dass die normale Geschwindigkeitsaddition nur für Galileo-Transformationen gilt, d.h. für System mit Geschwindigkeiten deutlich kleiner als der Lichtgeschwindigkeit. Das bedeutet, dass die einfache Geschwindigkeitsverktoraddition nur eine sehr gute Näherung für kleine Geschwindikeiten darstellt.
Relativistisch und damit exakt betracht musst du auf die Lorentz-Transformation zurückgreifen.
Diese ist dann schon etwas komplizierter. Wenn du in diesem Fall mit v << c arbeitest siehst du wie als Grenzwert die klassische Addition rauskommt.
Die Geschwindigkeit ist niemals größer als c. Du musst auch noch bedenken, dass sich durch die Längenkontraktion die Maße der Körper und des Systems verändern.
Die erste Aussage stimmt nur, wenn man nicht ganz genau misst. Würde man unendlich genau messen können, könnte man auch schon bei Autogeschwindigkeiten einen relativistischen Effekt feststellen. Dieser ist aber so enorm gering, dass man ihn guten Gewissens vernachlässigen kann und daher mit v(ges) = v(1) + v(2) eine fast perfekte Näherung an die Wirklichkeit erzielt.
Eine Radarfalle würde das aber nicht bemerken.
Das hängt vom Bezugssystem ab.
Du hast alle zu schwammig ausgedrückt.
Du hast 2 Autos A und B, die sich in einem Referenzbezugssystem (z.B. Straße) mit jeweils 100km/h bewegen. Sie bewegen sich aufeinander zu, d.h. der in dem Referenzbezugssystem gemessene Abstand wird mit 200km/h kleiner. Wenn Du als Bezugssystem nun aber das Auto A nimmst, dann STEHT in diesem Bezugssystem das Auto A, die Straße bewegt sich mit 100km/h und das Auto B mit 200km/h.
Du kannst ein Bezugssystem haben (z.B. "Labor", "Lichtquelle"), in dem sich die beiden Photonen A und B mit 2facher Lichtgeschwindigkeit auseinanderbewegen. Es ist aber unmöglich, ein Bezugssystem zu finden (wie bei den Autos), in dem sich ein einziges Objekt, also Beispielsweise Photon A sich mit mehr als Lichtgeschwindigkeit bewegt.