wer hat es rausgefunden das nix schneller sein kann als das licht im vakuum?

4 Antworten

Hallo walmmist,

in dieser kategorischen Form stimmt die Aussage nicht. Für Dinge wie vorabgesprochene LaOlas (Jeder hat eine vorgegebene Uhrzeit, wann er aufstehen soll) gibt es keine Obergrenze, was das Tempo betrifft.

Ähnliches gilt für Schnittpunkte/flächen, wobei ein Lichtfleck oder ein "Schatten" Schnittflächen sind, nämlich zwischen einem Lichtstrahl oder einem eigentlichen Schatten (dem ganzen räumlichen Bereich, wo das Licht einer Quelle von einem Körper blockiert wird) und einer Fläche in hinreichend großer Entfernung.

Das sind freilich alles Phänomene ohne innere zeitliche Ordnung.

Wer hat herausgefunden ...?

Dass das Lichttempo c eine Obergrenze für das Tempo ist, mit dem sich ein Körper oder Teilchen relativ zu einem anderen Körper, zum Beispiel einer als ruhend geltenden Uhr U, bewegen kann, folgt vor allem aus den Theorien von LORENTZ und EINSTEIN.

Ersterer hatte ab 1887 eine neue Version der Äthertheorie (LÄT) entwickelt, die erklären sollte, warum das MICHELSON- MORLEY- Experiment nicht die Bewegung der Erde gegen den hypothetischen Weltäther hatte nachweisen können. Der Äther verkürze bewegte Objekte in Bewegungsrichtung und verlangsame bewegte Uhren derart, dass man deren Bewegung nicht mit rein physikalischen Methoden nachweisen könne.

EINSTEIN nahm keinen Bezug mehr auf den hypothetischen Äther, sondern wandte einfach konsequent GALILEIs Relativitätsprinzip (RP) auf MAXWELLs Elektrodynamik und insbesondere auf seine elektromagnetische Wellengleichung an.

GALILEI meets MAXWELL

Das RP besagt, dass die grundlegenden Beziehungen zwischen physikalischen Größen (nichts anderes sind Naturgesetze) in den Ruhesystemen Σ und Σ' zweier relativ zueinander geradlinig-gleichförmig bewegter Körper B und B' identisch sind, man also rein physikalisch nicht entscheiden kann, ob B ruht und sich B' mit konstanter 1D-Geschwindigkeit v bewegt oder ob B' ruht und sich B mit −v (gleiches Tempo, entgegengesetzte Richtung) bewegt.

Nun gehören zu den Naturgesetzen auch MAXWELLs Grundgleichungen der Elektrodynamik, aus denen die elektromagnetische Wellengleichung, die aussagt, dass sich Licht im weitgehend materiefreien Raum mit c ausbreitet, direkt folgt. Sie ist also selbst ein Naturgesetz und muss deshalb in Σ und Σ' gleichermaßen gelten.

-- Baustelle --

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – + Auseinandersetzung mit Gegnern der RT

Ole Rømer konnte als Erster nachweisen, daß die Lichtgeschwindigkeit (c) endlich ist. Christiaan Huygens gab c als Erster einen Wert (213.000 km/sec). 1983 legte die Generalkonferenz für Maß und Gewicht die Lichtgeschwindigkeit auf 299792,458 km/sec fest. Daß die Lichtgeschwindigkeit von nichts übertroffen werden kann erkannte Albert Einstein. Wobei sich das nur auf Körper bezieht, welche eine Masse besitzen. Der Raum z.B., der keine Masse hat, dehnt sich mit Überlichtgeschwindigkeit aus.


DerRoll  30.12.2024, 09:03
Daß die Lichtgeschwindigkeit von nichts übertroffen werden kann erkannte Albert Einstein.

Nein, das ist eine Folge der Elektrodynamik und war bereits vor Einstein bekannt.

Kelec  30.12.2024, 11:14
@DerRoll

Vor Einstein war die Äthertheorie noch weit verbreitet und soweit mir bekannt ist gab es in dieser keine Maximalgeschwindigkeit für Teilchen, lediglich für Elektromagnetische Wechselwirkungen.

Erst die Energiebetrachtung in der SRT aus welcher dann auch bekannter weise E=mc² folgte zeigte, dass die Energie eines jeden Massebehafteten Teilchens divergiert, weil die SRT im Gegensatz zur Äthertheorie den Raum an sich betrachtet.

DerRoll  30.12.2024, 11:26
@Kelec

Lies dir die Artikel zur Elektrodynamik und zur Geschichte der Lorentztransformation durch. Einstein hat die Puzzleteile als erster richtig (nach gegenwärtigem wissenschaftlichen Kenntnisstand) zusammen gesetzt, aber die grundsätzlichen Erkenntnisse waren bereits vorhanden.

Kelec  30.12.2024, 11:28
@DerRoll

Den habe ich mir durchgelesen aber die Äthertheorie selbst trifft keine Aussagen über unteladene Teilchen und das ist der Unterschied.

Du kannst über den Äther Maximal Elektromagnetische Wechselwirkungen herleiten und eventuell noch über geladene Teilchen.

DerRoll  30.12.2024, 11:31
@Kelec

https://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_der_speziellen_Relativit%C3%A4tstheorie#Die_1904-Theorie_von_Lorentz

Ungefähr zur gleichen Zeit als Lorentz seine Theorie entwarf, stellte Wien (1904a) wie vor ihm Searle (1897) fest, dass aufgrund der Geschwindigkeitsabhängigkeit der Masse eine Überschreitung der Lichtgeschwindigkeit unendlich viel Energie erfordert, also unmöglich ist. Und nachdem ihm die endgültige Fassung von Lorentz’ Theorie vorlag, folgerte er (1904b) dasselbe aus der Längenkontraktion, da bei Überlichtgeschwindigkeit die Länge eines Körpers einen imaginären Wert annehmen würde.
Kelec  30.12.2024, 11:48
@DerRoll

Das von Wien wusste ich nicht. Ist aber doch keine Aussage der Maxwelltheorie.

Kelec  30.12.2024, 11:56
@Kelec

Also Wien erklärte es drüber weil er der Ansicht war dass jegliche Wechselwirkung Elektromagnetischer Natur seien. Unter dieser Vorraussetzung gelten die Maxwellgleichungen auch für ungeladenen Teilchen und damit auch die Lorentztransformationen.

Also ja es war "Bekannt" unter bestimmten Vorraussetzungen aber wohl keine allgemein Anerkannte Theorie, so wie es die RT ja auch lange nicht war.

DerRoll  30.12.2024, 11:56
@Kelec

Wohl eher etwas was über die Verfeinerung von Maxwells Theorien gefolgert wurde. Wie gesagt, die Puzzleteile waren alle da, Einsteins (großer) Verdienst ist es sie zusammen gesetzt zu haben.

Kelec  30.12.2024, 11:59
@DerRoll

Ich habs jetzt zu Wien kommentiert.

Aber Einsteins verdienst geht weit drüber.

Erst Einstein folgerte dass der Äther nicht existiert sondern es der Raum und dir Zeit selbst sind welche sich ändern.

Damit wird die Lorentztransformation tatsächlich auf alles Anwendbar ohne dass man jedes Teilchen einer Elektromagnetischen Wechselwirkung unterwerfen müsste, wie Wien es angenommen hat.

DerRoll  30.12.2024, 12:02
@Kelec
Erst Einstein folgerte dass der Äther nicht existiert sondern es der Raum und dir Zeit selbst sind welche sich ändern.

Genauer, er lies schlicht die konkurrierende Möglichkeit eines Äthers als mögliche Voraussetzung fallen und zeigte das die gesamten Transformationen die Lorentz et.al. entwickelt hatten auch ohne diesen funktionieren und sinnvoll überprüfbare Voraussagen liefern. (Anderes) Zusammensetzen von Puzzleteilen. Und bitte verstehe dass ich damit Einsteins Leistung nicht schmälern will, schließlich sind große Wissenschaftler vor ihm genau daran gescheitert. Aber die Puzzleteile waren eben schon vorher da.

Kelec  30.12.2024, 12:19
@DerRoll

Ja und sie sind gescheiter weil sie an der Äthertheorie hängen geblieben sind.

Das ist ja der große Verdienst von Einstein und ist meiner Meinung weit mehr als das Zusammensuchen von Thesen anderer.

Fürher war es ein Konvolut unterschiedlicher Thesen. Lorentz mit seiner Modifizierten Äthertheorie, Wien mit seiner Auffassung jede Wechselwirkung ist Elektromagnetisch usw.

Das war weit weg von zuende geführten Theorien sondern eher so wie Stringtheorie und Quantenschleifengravitation heute, also nichts was Konsens gewesen wäre.

Erst das Fallen lassen des Äthers selbst war der Schlüssel und war auch ein unpopulärer Schritt. Daher wurde die RT lange Zeit auch angezweifelt weil es eben für die Physiker damals nicht nachvollziehbar oder logisch gewesen wäre, dass sich Licht ohne Medium ausbreiten kann obwohl es damals als reine Welle wie Schall gesehen wurde.

Die Äquivalenz E=mc² war bereits vorher bekannt, Wien folgerte eben E = 3mc²/4. Allerdings wurde es damals als virtuelle Masse verstanden die man als Elektromagnetische Masse bezeichnet hatte und die Masse eines Teilchens im Äther (Elektromagnetische "Membran") bezeichnet.

Erst durch das Auflösen des Äthers wurde es eben von Elektromagnetischen Wechselwirkungen losgelöst.

SlowPhil  31.12.2024, 17:23
@DerRoll

Aus der Elektrodynamik geht hervor, dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum relativ zu einem ruhenden Körper unabhängig von der Bewegung der Quelle konstant c beträgt.

Natürlich besagt GALILEIs Relativitätsprinzip (RP), dass jeder Körper als zumindest momentan ruhend betrachtet werden kann. Allerdings glaubte man zu MAXWELLs Zeiten noch an den Weltäther, der mit dem RP nicht vereinbar ist; dieses würde demnach nur näherungsweise gelten, für Geschwindigkeiten relativ zum Äther, die klein im Vergleich zu c sind.

Als beim berühmten MMX keine Abweichung vom RP festgestellt werden konnte, entwickelte LORENTZ eine Theorie, dass der Äther Körper, die sich relativ zu ihm bewegen, dergestalt in Bewegungsrichtung verkürze und mitbewegte Uhren dergstalt verlangsame, dass technisch gesehen doch wieder das RP gilt.

EINSTEIN wählt einen anderen Ansatz: Er wendet direkt das RP auf die Elektrodynamik an, GALILEI meets MAXWELL, sozusagen. Dabei betrachtete er auch Größen wie Impuls und Energie und stellt die wahrscheinlich berühmteste Formel der Physik auf. Einen wichtigen Beitrag leistet MINKOWSKI, ein frherer Prof von EINSTEIN durch die Feststellung, dass der raumzeitliche Abstand

(1.1) Δτ = √{Δt² − (Δs⁄c)²}

bzw.

(1.2) Δς = √{Δs² − (cΔt)²}

mit dem räumlichen Abstand

(2) Δs = √{Δx² + Δy² + Δz²}

unabhängig davon ist, was für ein Koordinatensystem man als Bezugssystem verwendet.

Dabei gilt (1.1) für sog. zeitartig getrennte Ereignisse, wobei Δτ Eigenzeit heißt, und (1.2) gilt für sogenannte raumartig getrennte Ereignisse, wobei man Δς als Gleichzeitigkeitsabstand bezeichnen kann.

Wenn ein Körper relativ zu einem anderen mit Überlichtgeschwindigkeit unterwegs sein könnte, wären "aus dessen Perspektive" (in dessen Ruhesystem betrachtet) Ereignisse an Bord zeitartig, im Ruhesystem des anderen jedoch raumartig getrennt, und das kann nicht sein.

Moin,

Albert Einstein hat durch seine spezielle Relativitätstheorie (1905) gezeigt, dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (ca. 300.000 km/s) eine fundamentale Konstante des Universums ist und nicht überschritten werden kann. Diese Erkenntnis basiert auf der Theorie, dass nichts mit Masse auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden kann, da dazu unendliche Energie nötig wäre.


DerRoll  30.12.2024, 08:36

Nein, die grundsätzliche Erkenntnis war bereits vor Einstein und seiner Formulierung der Relativitätstheorie vorhanden. Einsteins Leistung war es die unterschiedlichen Transformationsgleichungen zwischen Bezugssystemen so zu bestimmten dass sie zu einer konstanten Lichtgeschwindigkeit passen.

Reggid  30.12.2024, 08:53
@DerRoll
Einsteins Leistung war es die unterschiedlichen Transformationsgleichungen zwischen Bezugssystemen so zu bestimmten dass sie zu einer konstanten Lichtgeschwindigkeit passen.

hat er das?

das tat doch eigentlich Lorentz vor ihm. aber die physikalische interpretation war eine andere.

(bin aber kein wissenschaftshistoriker)

DerRoll  30.12.2024, 09:06
@Reggid

Lorentz hat noch an den Äther geglaubt.

https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrodynamik#Elektrodynamik_und_Relativit%C3%A4tstheorie

Hendrik Antoon Lorentz löste dieses Problem mit einer modifizierten Äthertheorie (Lorentzsche Äthertheorie), die jedoch von Albert Einstein mit seiner speziellen Relativitätstheorie abgelöst wurde. Einstein ersetzte Newtons absoluten Raum und absolute Zeit durch eine vierdimensionale Raumzeit. In der Relativitätstheorie tritt an die Stelle der Galilei-Invarianz die Lorentz-Invarianz, die von der Elektrodynamik erfüllt wird.

https://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_der_Lorentz-Transformation#Einstein_(1905)

Reggid  30.12.2024, 12:10
@DerRoll
Lorentz hat noch an den Äther geglaubt.

genau das meinte ich mit "die physikalische interpretation war eine andere".

aber die transformationsgleichungen stammen von Lorentz, nicht von Einstein. daher heißt es auch Lorentz-transformation.