Könnte etwas außerhalb eines Vakuums schneller als Licht werden?

8 Antworten

Hallo TortenTV,

ich habe mal etwas ergänzt:Im Wikipedia-Artikel steht, dass Licht in einem Vakuum eine konstante Geschwindigkeit von knapp 300.000km/s hat.

…, dass Licht in einem Vakuum eine konstante Geschwindigkeit von knapp 300.000km/s hat.

Genauer sind es etwas weniger, nämlich exakt

c = 299792458 m/s.

Das Wort „Geschwindigkeit“ ist übrigens im Deutschen doppelsinnig, während das Englische zwei Wörter 'speed' und 'velocity' kennt. Ersteres könnte man auch mit „Tempo“ übersetzen und ist einfach „Weg durch Zeit“. Die „Lichtgeschwindigkeit“ c gehört dazu. Letzteres beinhaltet auch eine Richtung.

Genauer würde ich also formulieren: Die Lichtgeschwindigkeit hat im Vakuum den Betrag c ≈ 3×10⁸m/s.

Licht und Materieteilchen in Materie

Nun könnte ja außerhalb eines Vakuums…

Diese Formulierung ist unglücklich. Das Vakuum ist sozusagen das „Außerhalb“, nämlich außerhalb von Materie.

Materie wechselwirkt in unterschiedlicher Weise und in unterschiedlichem Umfang mit elektromagnetischen Wellen, und zwar natürlich auch abhängig von deren Schwingungsfrequenz bzw. Wellenlänge.

Diese Wechselwirkung kostet Zeit, und dieser Zeitverlust schlägt sich in einer verminderten (Phasen)geschwindigkeit nieder. In Wasser hat das Licht nur rund  ¾ seiner Geschwindigkeit im Vakuum.

Deshalb können sich z.B. Elektronen (etwa als β-Teilchen in einem  Kernreaktor) im Wasser schneller bewegen als das Licht im und relativ zum Wasser. Als elektrisch geladene Teilchen erzeugen sie dabei analog zum Überschallknall eines Flugzeugs ein bläulich erscheinendes Licht, die sogenannte Tscherenkow-Strahlung.

(https://de.wikipedia.org/wiki/Tscherenkowstrahlung)

Nicht schneller als c

Allerdings bewegen sich diese Elektronen immer noch langsamer als mit c. Wie alle Materie, alles was eine Masse besitzt, alles, wo man quasi eine Uhr neben stellen könnte, in dem Sinne, dass es eine Uhr geben könnte, die sich mit derselben Geschwindigkeit bewegt.

Bewegung (mit weniger als c) ist grundsätzlich relativ. Jeder Beobachter kann sich selbst als ruhend betrachten (Wenn Du etwa mit dem Zug unterwegs bist, kannst Du Dir vorstellen, dass die gesamte Landschaft ein riesiges Laufband ist und der Zug dagegen anrollen muss, um in diesem Bezugssystem an Ort und Stelle zu bleiben).

Dies besagt Galileis Relativitätsprinzip. Dass sich jeder mit demselben Recht als ruhend oder als mit einer bestimmten Geschwindigkeit |v› bewegt betrachten kann, liegt daran, dass die grundlegenden Beziehungen der physikalischen Größen, die Naturgesetze, für jeden Beobachter dieselben sind.

Gleichortigkeit zweier ungleichzeitiger Ereignisse hängt also vom
Beobachter ab. Schon deshalb ist es sinnvoll, Raum und Zeit zur Raumzeit zusammenzufassen. Relativ zueinander  bewegte Koordinatensysteme haben dann Zeitachsen, die gegeneinander gekippt erscheinen.

Die Abhängigkeit zwischen Zeit und Raum geht noch weiter. Zu den Naturgesetzen gehören nämlich auch die von Maxwells Elektrodynamik, und damit auch die Lichtausbreitung mit c. Diese Erkenntnis ist die Grundlage von Einsteins Relativitätstheorie.

Einer ihrer wichtigsten Befunde ist, dass die zeitliche Reihenfolge sog. raumartig getrennter Ereignisse vom Bezugssystem abhängt. Raumartig getrennt bedeutet, dass der räumliche Abstand, geteilt durch c, größer ist als der zeitliche.

Eine vorverabredete LaOla etwa kann sich tatsächlich schneller als Licht bewegen. Allerdings stehen die Aufsteh-Ereignisse der Leute, die diese LaOla bilden, in keinem kausalen Zusammenhang.

Wenn sie sich in einem Bezugssystem überlichtschnell bewegt, dann bewegt sie sich in jedem Bezugssystem überlichtschnell, allerdings ist die Richtung bezugssystemabhängig. Es gibt auch ein Bezugssystem, in dem alle gleichzeitig aufstehen.

Vergleich Raum - Raumzeit - (Physik, Licht, Relativitätstheorie) Raumzeit: Verschiedene Bezugssysteme - (Physik, Licht, Relativitätstheorie)

Noch leerer als Vakuum kann Raum nicht sein, also ist das Licht im materiehaltigen Raum langsamer.

Wenn zwei Sterne gleich weit von uns entfernt im gleichen Moment entstehen, aber zwischen ihnen und uns eine unterschiedliche Materiedichte herrscht (so dass z. B. kosmische Gaswolken das Licht "bremsen"), kommt das Licht des einen Sterns später bei uns an als das des anderen, so dass wir den Eindruck haben, die beiden Sterne seien zu unterschiedlichen Zeitpunkten entstanden.

Strukturen (z. B. Wellen) ja. Röntgenstrahlen in einem Festkörper oder Mikrowellen in einem Hohlleiter z. B.

Energie nein.

Auch nicht Änderungen von Wellen wie die o. g. (Das nennt sich "Gruppengeschwindigkeit" - gemeint ist eine "Wellengruppe"; die ist immer kleiner als die Lichtgeschwindigkeit bzw. im Vakuum gleich.)

wie kann licht eine elektromagnetische welle sein wenn photon neutral geladen sind?

wenn licht eine elektromagnetische welle ist und elektromagnetische wellen duch die beschleunigung von ladungen enstehen ,muss licht aus ladungen bestehen aber ,licht hab ich immer als photonen gesehn die ja eigentlich neutral sind.... bitte um hilfe

vielen dank

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Relativ zu welchem Punkt wird die Lichtgeschwindigkeit gemessen?

Guten Tag.

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Wenn nun die Lichtgeschwindigkeit relativ zu dem Mittelpunkt der gesamten Masse des Weltalls ist und sich die Erde, wie wir wissen, mit einer hohen Geschwindigkeit um diesen Mittelpunkt bewegt, oder/und von ihm wegfliegt, so würde dies bedeuten, dass wenn wir uns theoretisch in eine bestimmte Richtung und mit einer bestimmten Geschwindigkeit von der Erde weg bewegen würden, sodass wir uns relativ zu dem Mittelpunkt aller Masse gar nicht mehr bewegen, die Zeit nicht langsamer wird, sondern schneller.

Mir ist klar, das nicht Zeit, sondern die Lichtgeschwindigkeit die unveränderbare Konstante ist und egal mit welcher Geschwindigkeit man sich bewegt die Lichtgeschwindigkeit immer gleich bleibt, sich aber dafür die Zeit verändert, womit die Lichtgeschwindigkeit immer von jeder Geschwindigkeit aus relativ zu dieser Geschwindigkeit gemessen werden kann. Jedoch muss es eine Geschwindigkeit geben, bei welcher die Lokale Zeit am schnellsten um geht, was dann gewissermaßen die Geschwindigkeit 0 ist, zu welcher die Lichtgeschwindigkeit relativ ist.

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Simon K.

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Wird Zeitreisen eines Tages möglich sein?

Hallo,

ich habe mir die Frage gestellt, ob es irgendwann möglich ist, in der Zeit zu reisen. Das Reisen in die Zukunft ist mit hohem Energieaufwand ja schon möglich.

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Dann noch ein Paradoxon für euch:

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LG!

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Warum kann man nicht schneller als Lichtgeschwindigkeit reisen?

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