Warum ist Licht "nur" knapp 300.000 Kilometer pro Sekunde schnell, aber nicht schneller?
Hi, ich hab vorhin etwas über das Higgs Feld gelesen.
Und dort stand, dass Teilchen ihre Masse durch das Higgs Feld bekommen (falls ich das so richtig verstanden habe :D), aber bei Photonen nicht.
Aber wieso fliegt Licht "nur" knapp 300.000 KM/s ?
Es kann doch schneller sein, warum tut es das nicht ?
Hat das irgendetwas mit dem Raum zu tun ?
Danke im vorraus ;-)
10 Antworten
Die Lichtgeschwindigkeit ist etwas ganz Besonderes. Sie ist mit 300 000 km/s das Schnellste was es überhaupt gibt - zumindest nach dem heutigen Stand der Physik. Und die Lichtgeschwindigkeit ist konstant. Das Licht ist sogar imstande für diese Konstanz andere Parameter ändern zu können (sogar die Zeit, die das Licht einfach wie einen Kaugummi zu dehnen imstande ist - Stichwort Zeitdilatation)
Die Erfahrung darüber gewann man über den negativen Ausfall des Michelson-Versuchs. Dieser hatte eine riesige Spiegelkombination aufgebaut und ließ 2 Lichtstrahlen, welche mittels der Spiegelreflexionen eine ungleich lange Strecke zurücklegten auf eine Photoplatte "prallen", um den Zeitunterschied herauszufinden. Überraschenderweise schwärzten aber beide Lichtstrahlen gleichzeitig die Photoplatte, was man sich nicht erklären konnte. A. Einstein baute dieses Ergebnis in seine Spezielle Relativitätstheorie ein.
@Balltreáeger: Hast ja recht :)
Na dann hast Du ja die Möglichkeit es besser zu machen...
LG Time
Naja, es reist nicht schneller weil es nicht schneller reisen kann....so einfach ist das^^
Da wir uns glücklicherweise in einem, von der Kausalität beherrschtem Universum befinden, muss es einfach eine Grenzgeschwindigkeit geben. Gäbe es die nicht, würde es uns auch nicht geben, denn es würde heißen, dass es eben keine Kausalität gibt und das wäre ein Problem für uns.....bzw. eigentlich nicht, da es uns dann eh nicht geben würde ;)
Sie es mal so....wäre Licht 600.000 Km/s schnell, dann würdest du die selbe Fragen stellen warum es "nur" 600.000 Km/s schnell ist ;)
Sorry timeoscillator aber das kann ich so nicht stehen lassen, denn das stimmt hinten und vorne nicht, was du hier den Leuten erzählst :)
Das Michelson-Morley-Experiment hatte ein ganz anderes Ziel. Damit hätte man die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit gar nicht zeigen können. Ich bin mir auch nicht sicher ob du hier Konstanz und Universalität nicht verwechselt hast. Was man in Wahrheit mit dem Experiment zeigen wollte, ist, dass sich Licht in einem unsichtbaren Medium ausbreitet, das man Äther nannte. Das war zur damaligen Zeit ein großer Streitpunkt. Einige Leute glaubten, dieses Medium müsse existieren weil alle bisherigen Wellenphänomene ein Medium zur Ausbreitung benötigten. Weil sich die Erde durch diesen Äther bewegt, sollte daraus ein Ätherwind resultieren und sich das Licht deshalb in bestimmte Richtungen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit ausbreiten. Dummerweise haben sie mit dem Experiment aber gerade das Gegenteil gezeigt, denn der Laufzeitunterschied war viel zu gering um auf die Existenz eines Ätherwinds schließen zu können. Einstein hatte damit relativ wenig am Hut. In seiner Arbeit "Zur Elektrodynamik bewegter Körper" führte er eine ganz neue Theorie ein, die die Notwendigkeit eines Äthers komplett beseitigte. Das war die Geburtsstunde der SRT 1905. Mit dem Michelson-Morley Experiment hatte das aber herzlich wenig zu tun und mit dem von dir beschriebenen Ausgang des Experiments erst recht nichts, denn das war sowieso untauglich und zur damaligen Zeit viel zu ungenau. Das unterschlägt man im Schulunterricht gerne mal und da feiert man das Experiment immer total ab aber in Wirklichkeit war es Murks. Einsteins SRT ging vielmehr auf theoretische Arbeiten von Maxwell und Lorentz zurück.
Außerdem ändert das Licht nicht andere Parameter um seine Geschwindigkeit zu erhalten sondern es ist eine intrinsische Eigenschaft der Raumzeit, dass die Lichtgeschwindigkeit unabhängig vom Bezugssystem überall gleich zu sein hat. Ich denke du hast die Zeitdilatation nicht wirklich verstanden. Der Kaugummivergleich ist zwar immer schön anzuschauen aber leider wie so vieles unpassend und irreführend. Die Zeitdilatation ist eine Folge der Relativität der Gleichzeitigkeit in verschiedenen Bezugssystemen (Inertialsystemen). Das heißt nicht, dass dies vom Licht erzeugt wird. Es ist eine Eigenschaft der Raumzeit an sich und gilt für alle Bewegten Körper, Teilchen oder allgemeiner für alle Bezugssysteme und zwar umso mehr, je weiter sie sich der universellen Grenzgeschwindigkeit annähern. Für einen Beobachter, der auf einem Lichtstrahl reitet würde die Zeit außerhalb sogar stehen bleiben.
@Sondenpilot : Deshalb war in meiner Antwort ja auch vom negativen Ausfall des Michelson-Versuchs die Rede...Im übrigen mag ich derartiges Halbmobbing im Stile von : "...was Du den Leuten hier erzählst" nicht. Es wäre nicht mein Stil hier irgendetwas erzählen zu wollen. Auch ich weiß nicht alles - und wenn mal etwas Unrichtiges von mir kommen sollte, gibt es auch andere (nettere) Möglichkeiten dies einem Community-Kollegen zu unterbreiten.
@Gebraucht123: Dankeschön für das Goldene Sternchen :)
LG "Time"
Bevor du dich mit dem Higgs-Feld auseinander setzt, schau dir doch lieber erstmal die Grundlagen der Physik an. Es ist absurd anzunehmen, du könntest auch nur an der Oberfläche dieses Wissens kratzen, wenn du das ganze Fundament nicht verstanden hast.
Beschäftige dich doch vielleicht erstmal mit den Grundprinzipiel von Raum, Zeit und Raumzeit und damit was der Witz an Naturkonstanten ist bevor du Dinge fragst von denen keiner hier auch nur die leiseste Ahnung hat. Niemand hier wird dir eine Antwort geben können, die nicht noch mehr Fragen aufwirft. Keiner hier wird dir eine echte Erklärung liefern können.
Nur weil ein Photon keine Masse hat, heißt das nicht, dass es schneller sein kann. Du missverstehst hier etwas. Die Lichtgeschwindigkeit ist grundlegend erstmal losgelöst vom Licht zu betrachten als universelle Grenzgeschwindigkeit. Nichts, egal ob masselos oder massebehaftet kann schneller sein. Hat etwas eine Ruhemasse (findet also eine wechselwirkung mit dem Higgs-Feld statt, wenn du so willst) dann könnte es diese Geschwindigkeit nicht mehr erreichen, denn die Masse wächst mit der Geschwindigkeit und im Grenzfall von v = c wäre sie unendlich groß und es würde unendlich viel Energie erfordern um tatsächlich c zu erreichen. Das Licht selbst hat nun diese Grenzgeschwindigkeit, was grundlegend erstmal erlaubt ist, da ein Photon keine Ruhemasse besitzt. Aber das Licht selbst kann trotzdem nicht schneller sein, das würde nämlich das Kausalitätsprinzip verletzen und darüber erfährst du etwas in der speziellen Relativitätstheorie. Ein Lichtstrahl oder irgendeine Information, die sich schneller ausbreitet als mit c, könnte schon ankommen bevor es eigentlich ausgesendet wird bzw. würde sich in der Zeit rückwärts bewegen. Diese Grenzgeschwindigkeit ist keine Eigenschaft des Lichts selbst sondern eine Eigenschaft der Raumzeit, die allem diese Grenzgeschwindigkeit aufprägt.
Dafür braucht es aber kein Higgs-Feld um das zu beschreiben. Da genügt die SRT und die ART.
Güße
Ok danke ! ;) Wer sagt, dass ich vom Raum und der Zeit keine Ahnung habe ? :D
Na das sehe ich allein schon daran, wie du deine Frage gestellt hast. :) und außerdem studiere ich Physik im Endstadium ^^ und weiß daher wie unglaublich komplex das Konzept der Raumzeit ist. Das versteht man nicht wenn man ein bissel kreuz und quer liest und hier und da mal was aufschnappt. Das ist viel komplizierter als ihr euch das alle vorstellt. Weißt du denn z.B. was ein Inertialsystem ist?
Das liegt wohl daran, das Licht eigentlich eine Welle ist, die sich durch den Raum bewegt. Die in dieser Welle enthaltene Information nehmen wir als Photon wahr. Die Lichtgeschwindigkeit ist also die Geschwindigkeit, mit der sich Information durch den Raum überträgt, so wie bei Schallwellen auch das Medium, durch das sich der Schall bewegt, dessen Geschwindigkeit bestimmt.
Man kann also sagen die Geschwindigkeit von Lichtwellen im Raum ist C, um eine andere Geschwindigkeit zu haben müssten sich Lichtwellen durch ein anderes Medium als Raum bewegen.
Der Welle-Teilchen-Dualismus verbietet eine Aussage wie du sie hier machst. Du kannst dem Licht nicht seinen Teilchencharakter absprechen, ebensowenig wie den Wellencharakter. Quantenobjekte besitzen Eigenschaften von Wellen und Teilchen und eine eindeutige Zuordnung ist nicht erlaubt, genauso wenig wie man sagen darf Pilze sind entweder Pflanzen oder Tiere. Nein, sie sind eben gerade Pilze weil sie pflanzliche und tierische Charakteristika aufweisen.
Ganz einfach: Das weiß niemand! Es ist bisher IMMER experimentell bestätigt worden dass die Lichtgeschwindigkeit konstant ist. Und woher nimmst du die Behauptung es könne schneller sein? Es kann schon sein dass das was mit dem Raum zutun hat. Vielleicht stellt sich irgendwann mal raus dass sowohl Gravitation als auch EM-Strahlung den Raum selbst repräsentieren. Jedenfalls muss Licht eine Begrenzung haben (erstmal egal wie schnell). Denn wenn nicht, würde die Kausalität verletzt werden.
Und woher nimmst du die Behauptung es könne schneller sein?
Naja, das Higgs Feld hat ja kein einfluss auf die Photonen, wenn ich das richtig gelesen habe.
Danke für deine Antwort ;-)
Wenn ich das richtig sehe hat das vor allem etwas damit zu tun, dass Photonen einen Impuls und somit eine Energie E=pc haben. Obwohl Photonen also masselos sind darf c nicht unendlich sein, sonst hätte alle Photonen die Energie unendlich, was offensichtlich unmöglich ist.
endlich mal jemand, der es hinschreibt. Der relativistische Energiesatz sagt
E² = (mc²)² + p²c²
und da m die Ruhemasse ist, die für Photonen null ist, bleibt nur E = pc übrig. Das allein sagt aber noch nicht warum c nicht größer sein darf als es ist.
Naja, es sagt nicht, warum c ausgerechnet 300.000km/s ist, aber durchaus, warum c in jedem Fall endlich sein muss.
Das ist zwar schön und kompetent geschireben......aber auf die Fragen im Eingangsbeitrag hast du damit in keinster Weise geantwortet ;)