Würde dieser Versuch eine höhere Geschwindigkeit als Lichtgeschwindigkeit erreichen?

...komplette Frage anzeigen

10 Antworten

Nein, und zwar aus den gleichen Grund, warum ein Shuttle, das mit, 0,75 c von einem relativ zur Raumstation mit 0,75 c fliegendem Raumschiff ausgesendet wird, sich nicht mit 1,5 c zur Raumstation bewegt. Die  Geschwindigkeiten addieren sich nämlich nicht arithmetisch, denn Du mußt relativistische Effekte, wie Zeitdilatation und Längenkontraktion berücksichtigen. Für Dein Beispiel bedeutet das, daß sich für Dich der Stab verbiegen würde, sodass das Ende des Stabes sich mit v < c bewegen würde.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Der Punkt ist, dass die Information, dass sich der Stock bewegt, nur mit Lichtgeschwindigkeit durch den Stock verbreitet werden kann. Wenn du einen Stock zwischen deinen Fingern drehst, dreht sich das Ende nicht sofort mit, sondern mit einer winzigen Verzögerung (der Input deiner Finger muss erst einmal ans Stockende weitergeleitet werden). Diese Verzögerung ist in aller Regel aber so klein, dass wir schnell dazu geneigt sind, sie komplett zu vernachlässigen. 

In deinem Fall können wir das nicht vernachlässigen: Wenn du dich tatsächlich mit Lichtgeschwindigkeit drehst, dreht sich das Stabende genauso schnell wie du. Das hat zur Folge, dass der Stab sich biegt.

(So viel zu meiner Anschauung; ich bin aber kein Physiker und nicht 100prozentig sicher...)

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Die Teile des Stabes, die weiter außen liegen und der Lichtgeschwindigkeit näher kommen, werden träger und lassen sich schwerer beschleunigen. Insgesamt kommt kein Teil des Stabes über Lichtgeschwindigkeit. Eher verbiegt oder zerreißt der Stab.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Die erschreckende Antwort: JEIN!

Anderes Beispiel: Du hast eine Taschenlampe, die du mit Lichtgeschwindigkeit um sich selbst drehst. Diese Lampe besitzt einen Laser, den man auf einer spherischen Leinwand sieht, die sich im Durchmesser von ein paar tausend km um diese Taschenlampe im Zentrum spannt.

Bewegt sich dieser Laserpunkt nun nicht mit Überlichtgeschwindigkeit auf der Leinwand?

Ja!

Bringt uns das etwas?

Nein.

Denn: Es ist nicht möglich, eine Information schneller als das Licht zu übertragen. Dieser Punkt ist nur eine Projektion, keine Information.

Dasselbe gilt auch für eine Schere, die du mit Lichtgeschwindigkeit schließt. Der Punkt, an dem der gerade noch geöffnete Spalt zwischen den beiden sich schließenden Schneiden auf einmal geschlossen ist, bewegt sich Richtung Außenkante der Schere ebenfalls schneller als das Licht.

Aber auch das ist eine physikalisch verwertbare Information.

Also Fazit: Es gibt Überlichtgeschwindigkeit - sie bringt uns nur nichts.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Die Eigenschaften des Stocks machen sowas unmöglich.

Ein Stock ist ja nicht mal im Alltag unendlich fest und starr.

Bewegungen werden mit nicht mehr als Schallgeschwindigkeit übertragen.
Die ist in Festkörpern zwar höher als in Luft, aber unwesentlich, im Vergleich zur LG.

Es lässt sich sicher auch über die RT begründen, aber nicht im diese Uhrzeit.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Müsste er, aber tut er nicht, da er ja nur psudo-unendlich lang ist.

Mal abgesehen davon, dass jeder materielle Körper bei eine entsprechenden Drehzahl bersten würde, kannst Du nicht soviel Energie in dieses rotierende System stecken. Diese Energie existiert im gesamten Universum nicht.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung
Kommentar von ronnyarmin
05.02.2017, 00:42

Es geht um die theoretische Betrachtung und nicht darum, ob das Gedankenexperiment technisch durchführbar ist.

0

Wird ein Körper beschleunigt und nähert sich seine Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit so steigt seine Masse in seinem bewegten Bezugssystem gemäß der Lorentz-Transformation an: M0 ...Ruhemasse, M ...Masse im bewegten System (Impulsmasse), v ...Geschwindigkeit des bewegten Systems, c ...Lichtgeschwindigkeit im Vakuum

M = M0 / Wurzel(1 - (v/c)²)

Ginge die Geschwindigkeit v des Körpers gegen die Lichtgeschwindigkeit c würde seine Impulsmasse unendlich groß werden. Die zur weiteren Beschleunigung erforderliche Kraft ginge also ebenfalls gegen Unendlich. Das ist offensichtlich unmöglich.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Während die Geschwindigkeit in Weg durch Zeit ausgedrückt wird, gilt für die Drehung Zahl der Umdrehung durch Zeit. Eine Drehung hat gar keine Geschwindigkeit, genausowenig wie eine Entfernung ein Gewicht hat.

Wenn Dein Experiment eine nicht verwirklichbare Annahme enthält, so bekommst Du auch ein nicht verwirklichbares Ergebnis.

Dazu müsstest Du erst mal überlegen, wie lang der (endliche) Stab sein müsste, damit bei einer bestimmten Umdrehung (sagen wir mal eine in 10 sec) das äußere Ende theoretisch mit Lichtgeschwindigkeit bewegt wird. Bis jetzt lässt sich das rechnen:

Bei 1 km Länge wären das (2 * 3,14) km in 10 sec, also 0,628 km/s Bahngeschwindigkeit. Bei 300000 km/s wären das dann aufgelöst nach der Länge =  477707 km, also gut 10 mal um die Erde rum.

Du kannst Dich jetzt auch noch schneller drehen. Mit einmal pro sec würde der Stab nur noch gut einmal um die Erde reichen. Um die gewünschte Lichtgeschwindigkeit am Ende des Stabes zu erreichen, müsste man die Erdkrümmung überwinden. Dazu bräuchte man nur das Experiment etwas weiter in den Weltraum legen.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Hallo Crysali,

ich verstehe die Formulierung "mit Lichtgeschwindigkeit drehen" nicht. Könntest du mir das vielleicht noch näher erläutern?

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung
Kommentar von Crysali
05.02.2017, 15:40

Hallo StormRider00, schaue dir mal bitte die Antwort von Melvissimo an, mit "mit Lichtgeschwindigkeit drehen" ist gemeint, dass sich etwas um sich selbst mit Lichtgeschwindigkeit dreht und ich fragte, ob etwas, das an dieses Objekt befestigt ist, sich dann mit einer Geschwindigkeit höher der Lichtgeschwindigkeit bewegt, in Abhängigkeit zum Abstand zu dem sich selbst drehenden Objektes ist.

0

Wenn Du englisch verstehst, dann schau Dir mal folgendes Video an:


Darin werden genau diese Art von Fragen beantwortet.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Was möchtest Du wissen?