Kann Informationsübertragung schneller als Lichtgeschwindigkeit sein?

7 Antworten

Hallo Kroplay99,

Es gibt Dinge, die sich überlichtschnell bewegen können, etwa eine vorabgesprochene LaOla oder ein Lichtfleck. Das sind allerdings alles Dinge, die keine innere zeitliche Ordnung haben - und keine Information übertragen.

Dafür gibt es einen tieferen Grund: Die Relativität der Gleichzeitigkeit räumlich getrennter Ereignisse.

Person A hält eine Schnur ... Person B hält das andere Ende der Schur und ist 2 Lichtjahre entfernt...

Warum immer gleich so viel? Eine Lichtsekunde wäre mehr als genug. Als Verzögerung bei der Kommunikation ist das schon störend. Lassen wir das offen und sagen einfach d wie 'Distanz'. Ebenfalls im Abstand d von B, in entgegengesetzter Richtung, befinde sich eine dritte Person C.

In dem Moment (wir setzen t = t' = 0), wo eine vierte Person B' mit dem Tempo v aus Richtung A in Richtung C an B vorbeizieht, erhalten B und B' Funksignale von A und C.

Wir können A, B und C als stationär auffassen, dann werden wir beide Emissions-Ereignisse Eᴀ und Eᴄ auf den gleichen Zeitpunkt t = −d⁄c „datieren“.

Wir können allerdings auch B' als stationär und A, B und C als Konvoi interpretieren, der an B' vorbeizieht. Demnach entfernt sich A (war also näher) und nähert sich C (war also weiter weg). Eᴄ ist demnach auf den früheren Zeitpunkt t' = −d∙K⁄c zu „datieren“ als Eᴀ mit t' = −d⁄(K∙c), wobei K der DOPPLER-Faktor ist.

Würde sich B' in die entgegengesetzte Richtung bewegen, wäre die zeitliche Reihenfolge übrigens genau umgekehrt, was der Verlauf der in Grün dargestellten Linie in der folgenden Zeichnung andeutet.

„Über Bande“ ließe sich somit Information sogar in die Vergangenheit schicken („Antitelefon“).

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 - (Physik, lichtgeschwindigkeit)  - (Physik, lichtgeschwindigkeit)

Eine Schnur kann Signale nur mit Schallgeschwindigkeit übertragen, wie auch eine feste Stange. Das ist immer noch deutlich unterhalb der Lichtgeschwindigkeit.

Aber prinzipiell ausgeschlossen ist eine Übertragung von Information mit mehr als Lichtgeschwindigkeit nicht. Die spezielle (und die allgemeine) Relativitätstheorie schließt nur aus, dass sich irgendeine Form von Energie (einschl. Materie) mit mehr als Lichtgeschwindigkeit bewegt. Wenn wir also einen Weg finden, Information ohne Energie zu übertragen, können wir physikalisch überlichtschnelle Signale nicht mehr ausschließen.

Der interessanteste Punkt bei Informationsübertragung mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ist, dass eine Bewegung mit mehr als Lichtgeschwindigkeit physikalisch dasselbe ist wie eine Bewegung in Zeitrückwärtsrichtung. Bei einer Informationsübertragung mit mehr als Lichtgeschwindigkeit könnten wir also im Prinzip Information in die Vergangenheit übermitteln. Dann bekommen Überlegungen zu Informationsparadoxa, insbesondere Informationszeitschleifen, eine praktische Bedeutung.

Bei der Quantenverschränkung haben wir eine Informationsübertragung mit mehr als Lichtgeschwindigkeit, aber um die Information auszuwerten, müssen wir (nach jetzigem Wissensstand) eine Hilfsinformation auf "klassischem" Wege übertragen, sodass wir von der überschnell übertragenen Information nichts haben.

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Wenn wir also einen Weg finden, Information ohne Energie zu übertragen, können wir physikalisch überlichtschnelle Signale nicht mehr ausschließen.

Doch, weil die zeitliche Reihenfolge raumartig getrennter Ereignisse relativ ist, d.h., es gäbe ein Koordinatensystem, in dem die Nachricht eher ankäme als die abgeschickt wurde.

Über Bande könnte man dadurch eine Nachricht in die Vergangenheit schicken.

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@SlowPhil

Natürlich könnte man dann Informationsparadoxa erzeugen. Aber das heißt nicht, dass diese Paradoxa unmöglich sind, sondern dass wir uns dann neu Gedanken um das Verhältnis von Zeit, Ursache und Wirkung machen müssen.

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An sich nicht. Man forscht aber gerade am Prinzip der Quantenverschränkung, bei welchem zwei Elektronen immer den selben Status (angeregt/ruhig) haben, egal, wie weit sie entfernt sind. Ob das aber zur Informationsübertragung zählt oder ob dieser Effekt eine andere Ursache hat, wird gerade erforscht.

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angeregte Elektronen? Du meinst wohl ihren Spin beispielsweise und apropos "beispielsweise", so solltest du auch von diesem oder einen ähnlichen Begriff Gebrauch machen, wenn du von Quantenverschränkung sprichst, denn nicht nur Elektronen sind Quantenobjekte (das sagst du zwar nicht, aber es steckt implizit drin, zumindest kann ich es falsch interpretieren und diesen Spielraum gibst du mir nun mal).

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auch mit quantenverschränkung kann man keine information schneller als mit lichtgeschwindigkeit übertragen.

weil man mit verschränkung ohne weitere (klassische) kommunikation nämlich gar keine information übertragen kann.

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damit kann man aber keine Information übertragen.

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Quantenzustände sind keine gemessenen Zustände, die man sehend "schreiben" kann. Wenn man einen Quantenzustand "gelesen" hat, ist der Quantenzustand kaputt, und die Verschränkung auch.

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nein. spannungen und verformungen im material breiten sich mit der schallgeschwindigkeit im jeweiligen material aus.

und das ist viele größenordnungen langsamer als die lichtgeschwindigkeit.

Nein. das Seil ist nicht starr und deshalb breitet sich eine mechnische Welle zum anderen Ende aus.

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