Was ist eine Information in der Physik?
In Podcasts und Videos hörte ich öfters, keine Information kann schneller als das Licht sein. Dagegen können Dinge, die keine Information sind, schneller als das Licht sein.
Interessant, welches Phänomen meinst du?
Ein Podcast berichtete, Dinge, die keine Information sind, können schneller als das Licht sein können. Widerspräche nicht der Relativitätstheorie. Konkretes vergaß ich.
7 Antworten
Stell dir vor jemand leuchtet mit einem Laserpointer auf die Oberfläche des Mondes. Jetzt bewegst du den Laserpointer ganz schnell von links nach rechts, sodass der Lichtpunkt auf der Mondoberfläche nahezu den halben Umfang in kürzester Zeit zurückgelegt hat. Damit kann der Lichtpunkt schneller als das Licht werden. Dies ist erlaubt, weil der Lichtpunkt eben keine Information mit sich bringt. Ebenso gibt es Phasengeschwindigkeiten von Wellen die schneller als das Licht sein können, auch hier geht das nur, weil sie keine Information übertragen können.
Was Information jetzt genau ist, ist nicht so einfach zu sagen. Grobweg könnte man das aber über die Fähigkeit der Änderung definieren. Also: Wenn man bewusst eine beliebige Größe in einem physikalischen System modulieren, also zeitlich ändern kann, dann ist diese Größe etwas, das eine Information übertragen kann. Der Lichtpunkt auf der Mondoberfläche kann z.B. in seiner Helligkeit oder Farbe verändert werden. Dies wären also Eigenschaften um Information zu übertragen. Jede Änderung von diesen Eigenschaften wird aber mit max. Lichtgeschwindigkeit von der Erde zum Mond transportiert. Der Ort des Lichtpunktes kann zwar auch geändert werden, aber die Information würde ja dann in dem Muster oder der Geschwindigkeit des Punktes stecken, und die braucht wiederum Zeit um von dem Sender (der Laserpointer auf der Erde) bis zur Mondoberfläche zu kommen. Die reine Anwesenheit des Lichtpunktes ist keine Information, sofern sie nicht geändert werden kann.
Ebenso könntest du dir rein mathematisch immer irgendeinen ausgezeichneten Punkt definieren, der aufgrund von irgendwelchen Abhängigkeiten immer schneller als Lichtgeschwindigkeit wäre (z.B. der Scherpunkt zwischen zwei sehr langen Platten, die sich leicht schräg überlagern), aber jede bewusste Änderung von diesem Punkt oder dem System (hier also z.B. die Änderung der Neigung oder der Geschwindigkeit beider Platten) kann sich nur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.
es geht um kausalität. kein ereignis kann wie auch immer geartete auswirkungen auf andere ereignisse haben die außerhalb seines vorwärts-lichtkegels liegen.
Die Anwort finde ich ausgesprochen gut. Solltest du auch am Like erkennen und trifft auch meine Meinung. Aber kannst du für Laien und überalterte physikalische Vorgeschädigte wie mich leicht konsumierbare informationsquellen hinzufügen. Das wäre nett.
Im Grunde genommen ist nichts schneller als des Licht (im Vakuum). Diese Zusatzbedingung ('Information übertragen') wurde im Wesentlichen nur eingeführt um einigen mathematisch möglichen Lösungen der Gleichungen der Relativitätstheorie eine Entsprechung in der 'realen' Welt zu ermöglichen.
einfache Begründung: sobald sich irgendetwas von hier nach da bewegt, überträgt es mindestens mal die Information, das es vorher hier gewesen ist und jetzt da ist. Sobald ich bemerke, das sich etwas bewegt hat, hat es mir Information gebracht und kann damit auch mit dieser Zusatzregel nicht schneller gewesen sein als das Licht (im Vakuum)
Die Erklärung ist zwar grob falsch, zeigt aber den Zusammenhang. Wer es besser erklären kann ohne dabei die Anschaulichkeit zu verlieren, mag das gerne tun.
Ausnahme sind quantenverschraenkungen, dinge die einmal getrennt wurden koennen zeitgleich auf eine veraenderung reagieren unabhaengig ihres standortes
Was allerdings nicht viel nützt. Nehmen wir an, wir sitzen auf eine Lichtstunde voneinander entfernten Raumstationen.
Hast Du ein Zweiteilchensystem mit Gesamtspin 0 präpariert und schickst mir eines davon, und messen wir die Spins in dieselbe Richtung (z.B. auf Polaris ausgerichtet), und Du misst irgendwann +½, weißt Du sofort, dass ich entweder schon -½ gemessen haben muss, gerde -½ messe oder unweigerlich -½ messen werde.
Es gibt eine starke Korrelation zwischen unseren Messwerten, die aber kein kausaler Zusammenhang ist.
Damit kann man aber keine Informationen übertragen. Man benötigt immer einen klassischen Kanal.
Hallo AnderesSein,
ich konnte bisher keine geschlossene Definition für einen speziell physikalischen Begriff der Information finden, sondern wurde auf den Begriff der Entropie verwiesen.
Die freilich ist eher ein Maß für fehlende Information über ein (Mehr- bis Vielteilchen-) System, gewissermaßen für die Anzahl der Ja-Nein-Fragen, die beantwortet werden müssten, um den genauen Zustand eines Systems zu erraten, von dem man nur ein paar Parameter wie Zusammensetzung, Druck und Temperatur kennt.
Jedenfalls lässt sich Information grundsätzlich in Bit angeben; ein Bitmap- Bild mit einem Megapixel Auflösung und 24 Bit Farbtiefe enthält eben eine Information von 24 Millionen Bit kann man sich eine Menge Informationen sparen, deshalb lassen sich ja so große Bilder auch gut komprimieren).
... keine Information kann schneller als das Licht sein.
Genauer gesagt: keine Information kann schneller als mit c ≈ 3×10⁸ m⁄s übertragen werden, das sagt zumindest die SRT. Anderenfalls gäbe es nämlich Koordinatensysteme, in denen die Information früher am Zielort ist, als sie dem Ursprungsort verlassen hätte
Das liegt daran, das sogenannte raumartig getrennte Ereignisse keine feste, für alle Beobachter gültige zeitliche Reihenfolge besitzen.
Abb. 1: Die zeitliche Reihenfolge der Ereignisse, die auf der grünen Linie liegen, ist in einem von einem Raumfahrzeug B aus definierten Koordinatensystem Σ eine andere als in einem von einem mit konstanter 1D-Geschwindigkeit relativ zu B bewegten Raumfahrzeug B' aus definierten Koordinatensystem Σ'.
Dagegen können Dinge, die keine Information sind, schneller als das Licht sein.
Ja, so etwas wie ein Lichtfleck oder Schatten zum Beispiel, denn das sind bloße Schnittpunkte von Licht reflektierender Materie und dem Lichtstrahl einer hinteichend fernen Quelle bzw. dem eigentlichen Schatten eines hinreichend fernen Körpers. Auch eine im Vorfeld abgesprochene LaOla, wo man einfach zu festen Zeiten aufsteht, ohne den Sitznachbarn aufstehen gesehen zu haben, kann theoretisch schneller als mit c sein.
