Wieso geht es nicht schneller als Lichtgeschwindigkeit?
Ich habe in physk gelernt das Lichtgeschwindigkeit ungefähr 300.000km/s ist was ist wenn ich aber die scheinwerfer auf bei einem auto anhabe ?Wieso wird die geschwindigeit vom auto nicht zur Lichtgeschwindigkeit dazu addiert ( Ich weiß wegen der Relativitätstheorie)Aber was passiert da genau
6 Antworten
Licht hat eine feste Geschwindigkeit sofern es sich frei bewegt. "Eingeschränkt" wird seine Geschwindigkeit durch Interaktion mit Materie. Licht bewegt sich also eigentlich immer mit der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, also mit etwa 299792,458 km/s, aber die Kollision vom Photonen mit Atomen führt dazu, dass sich Licht offenbar in optisch dichteren Medien langsamer zu bewegen scheint. Für das Licht ist die Konstante der Lichtgeschwindigkeit universell, egal unter welchem Einfluss. Durch verschiedene Einflüsse wie dem Dopplereffekt oder Schwerkraft wird geschieht daher eine Wellenlängenverschiebung.
Im Bereich der Lichtgeschwindigkeit greift das Verständnis der klassischen Mechanik nicht.
Daher kann auch kein Objekt mit Ruhemasse jemals Lichtgeschwindigkeit erreichen, weil seine Massenträgheit, entsprechend der Lorentztransformation, dann gegen unendlich strebt, was bedeutet, dass es unendlich viel Energie bräuchte, um die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, seinen Kurs bei Lichtgeschwindigkeit zu verändern oder/und von dieser wieder abzubremsen.
Das ist reine Theorie, dass es nicht schneller geht, es gibt keine empirische Grundlage dazu. Insbesondere ist das Gegenteil auch nicht beweisbar, selbst wenn etwas schneller sein könnte. Daher hat man auch die Inflationstheorie entwickelt, die die sprunghafte Ausweitung unmittelbar nach dem dem Urknall erklärt.
Auch wenn das in der Schule gerne so dargestellt wird, dass nichts schneller sein kann, ist das pure Theorie und weder das eine noch das andere beweisbar. Lediglich die bisherigen Erkenntnisse lassen den Schluss zu, dass nicht schneller sein kann.
Das ist reine Theorie, dass es nicht schneller geht, es gibt keine empirische Grundlage dazu.
Naja, "keine empirische Grundlage" außer zahlreichen Experimenten, die die Konstanz der Lichgeschwindigkeit bestens nachgewiesen haben.
Zum Beispiel beim Zerfall schneller Pionen. Die zerfallen spontan in 2 Photonen, die sich in entgegengesetzte Richtungen ausbreiten. Die Pionen selber sind im Experiment im Teilchenbeschleuniger mit fast Lichtgeschwindigkeit unterwegs.
Dann untersucht man die Zerfälle, bei denen eines der beiden Photonen genau in die Bewegungsrichtung des zerfallenen Pions abgestrahlt wird, das andere "nach hinten".
Im Bild der Frage hier fährt also das Auto fast mit Lichtgeschwindigkeit, wenn wir seine Scheinwerfer einschalten. Und dann vergleichen wir die Lichtgeschwindigkeit des vorderen Scheinwerfers mit der des Rückscheinwerfers.
Größer als bei einer Lichtquelle, die fast mit Lichtgeschwindigkeit fährt, kann der Unterschied nicht werden.
Und was hat man gefunden, bei diesen Experimenten? Dass sich die beiden Photonen gleich schnell bewegen. Und zwar mit Lichtgeschwindigkeit.
Das ist reine Theorie
Der Theoriebegriff in der Naturwissenschaft ist aber ein anderer als in der Umgangssprache. Das führt manchmal zum falschen Eindruck, es handele sich wie bei der umgangssprachlichen Theorie um blanke Annahmen.
Das stimmt aber nicht. Eine naturwissenschaftliche Theorie ist ein "geschlossenes Erklärungsmodell", das ganz konkrete Aussagen über die Natur macht, die man im Experiment gezielt testen kann. Eine bestens bestätigte Theorie wie die SRT hat also zahlreiche experimentelle Tests mit Bravour bestanden und ist damit erheblich mehr als eine nie in der Praxis erprobte Annahme.
Grüße
*Das ist genauso empirisch belegt wie so ziemlich jeder andere elementare physikalische Sachverhalt auch. Z.B. dass Gegenstände Richtung Erde fallen, wenn man sie loslässt. * Das stimmt ja nicht und das ist genau die banale Ebene, auf der das im Physikunterricht dargelegt wird. Es gibt sicherlich empirische Aussagen in dieser Richtung, aber die sind alles andere als wirklich belastbare Aussagen. Das als in Beton gegossen einzuordnen und genauso wird es hier dargestellt ist keine wissenschaftliche Vorgehensweise. Da weder das eine noch das andere beweisbar ist, sind die theoretischen Modelle immer nur eine Annäherung und die Urknalltheorie an sich, lässt eben auch Fragen offen. Ich nenne als Stichwort nur mal das Horizontproblem und hier bietet eben die Inflationstheorie eine Erklärung, eine andere Erklärung wäre die Theorie einer sich mit der Zeit veränderten Lichtgeschwindigkeit, die allerdings weniger akzeptiert ist, eben nur eine Theorie. Zudem ist die Lichtgeschwindigkeit als Naturkonstante eine wichtige Basis für die Relativitätstheorie.
Ein kurzer Auszug aus Wikipedia:
Danach gab es zwischen 10−35 und 10−32[5] Sekunden nach dem Urknall eine kleine Periode mit einer rasanten, exponentiell ansteigenden Expansion (als Inflation betitelt). Während dieser Inflationsphase hat sich das Universum um einen enormen Faktor schneller als das Licht ausgedehnt[3] und zog das Licht dabei quasi in alle Richtungen mit.
Du solltest dich ein bisschen in den Unterschied zwischen "Theorie" und "Hypothese" einlesen, denn bei Sätzen wie "bloß eine Theorie" empfinde ich körperliche Schmerzen.
Was du schreibst mag ja grundsätzlich stimmen, ist aber der übernächste Schritt. Genauso muss man erst einmal Newtonsche Mechanik verstanden haben, um aus der Relativitätstheorie schlau zu werden. Der Fragesteller hat mit seinem aktuellen Wissensstand nichts von deiner Antwort. Genauso wenig kannst du einem Schüler, der die Geschwindigkeit eines Autos berechnen will, mit Lorentzfaktoren kommen.
das ist doch Rosinenpickerei, natürlich müsste man Theorie, Hypothese und noch eine andere Dinge wesentlich differenzierter betrachten als ich und andere es hier getand haben. Nur ist das hier GuteFrage, wo längere Abhandlungen gewissermaßen fehl am Platz sind und auch die Zeit nicht wert. ich finde die Antwort von 'uteausmünchen' da sehr wertvoll. Nur habe ich eine relativ grobe Antwort gegeben, die sich auf die Frage bezog. Die Antwort danach bezog sich auf dein Posting, weil dazu etwas gesagt werden muss, da du einerseits Äpfel mit Birnen vergleichst und diese Aussage an sich nicht wirklich korrekt war. Wenn du hier Dinge in den Raum wirfst, ich genau darauf antworte und mir dann vorwirfst, dass meine Antwort nicht zur Frage passt, dann entziehst du mir die Möglichkeit zu einem Diskurs, der bei vielen Fragen logischerweise über die eigentliche Frage hinaus geht.
Deinem leicht gereizten Tonfall entnehme ich, dass ich dir etwas auf den Schlips getreten bin. Das war garnicht meine Absicht. Mein erster Satz klingt zugegebener Maßen harscher, als er gemeint war.
Ich verstehe nicht, warum ich angeblich Äpfel mit Birnen vergleichen soll. Die Absolutheit der Lichtgeschwindigkeit ist halt etwas, was ich beruflich jeden Tag erlebe, und was dem aktuell gültigen physikalischen Weltbild entspricht. Ja, es ist somit "in Beton gegossen". Klar gibt es Grenzbereiche, wo man sich nicht sicher ist, wie z.B. der großen Inflation, oder bei manchen quantenmechanischen Effekten. Das weiß jeder, der sich ein bisschen für Physik interessiert und populärwissenschaftliche Aufsätze liest. Das ist für den Fragesteller aber völlig uninteressant. Ich halte es vielmehr für verwirrend, weil es den Eindruck erweckt, die Absolutheit der Lichgeschwindigkeit wäre bloß sowas wie eine Vermutung. Tatsächlich beruht aber ein Großteil unserer aktuellen Technik darauf, dass diese Annahme gültig ist.
uteausmuenchen hat hier schon einiges dazu schön dargelegt. Solche Sätze wie „ist ja nur Theorie“ sind bei bestätigten Theorien, die eben deutlich mehr als blanke Spekulationen sind, einfach völlig unpassend. Auch die ganze Logik hinter Sätzen wie „das Gegenteil kann nicht bewiesen werden“ zeugen nur von einem Unverständnis der wissenschaftlichen Methodik und Denkweise. In der Naturwissenschaft werden Theorien nie „bewiesen“, das kann man garnicht.
Man stellt Erklärungsmodelle auf, die dann durch schärfste Tests überprüft werden. Viele unserer Theorien haben alle unserer Tests bestens bestanden, sind hervorragend bestätigt. Und dazu gehört auch die Spezielle Relativitätstheorie (SRT). Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit ist das zweite Postulat der SRT und heute sehr gut gesichert.
Einem Laien nun zu erzählen, dass es „nur eine Theorie sei“, was irgendwie so rüberkommen mag wie „das muss man nicht ernstnehmen, das kann auch ganz anders sein“, ist nicht sinnvoll und erzeugt nur ein falsches Bild und ein falsches Verständnis der wissenschaftlichen Methodik.
Man muss sich jedoch im Klaren darüber sein, was denn nun wirklich die Aussage der SRT ist. Und das ist eben nicht die Pauschalaussage „nichts ist schneller als Licht“.
Die Aussage ist: die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit: Licht bewegt sich relativ zu einem (jedem) Beobachter, unabhängig von dessen eigenen Geschwindigkeit, immer mit exakt Lichtgeschwindigkeit c. Auch die Relativgeschwindigkeit von Lichtstrahlen untereinander ist immer c. (2.Postulat).
Und Lichtgeschwindigkeit ist die höchste „Informations“- übertragungssgeschwindigkeit durch die Raumzeit. Und dann eine Folgerung: Massebehaftete Objekte (von Elementarteilchen bis Raumschiffen usw.) kann man nicht auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Bei ihrer Bewegung durch den Raum müssen sie immer (zumindest minimal) langsamer als c sein.
Es gibt jedoch kein „Verbot“ für Überlichtgeschwindigkeit bei der Expansion der Raumzeit selbst. So gibt es auch heute im Universum ständig eine Form von „Überlichtgeschwindigkeit“ aufgrund der Expansion. Das Hubble-Gesetz kennt keine Geschwindigkeitsgrenze, aufgrund der Expansion des Raumes entfernen sich Galaxien von uns ab einer gewissen Entfernung mit Überlichtgeschwindigkeit. Am Rand des beobachtbaren Universums zurzeit mit über dreifacher Lichtgeschwindigkeit. Auch hat das beobachtbare Universum zurzeit einen Radius von ca. 45 Mrd. Lichtjahren, obwohl der Urknall erst knapp 14 Mrd. Jahre zurückliegt.
Auch die „Überlichtgeschwindigkeiten“ (sofortige Informationsübertragung bei Verschränkten Teilchen) der QM stehen nicht im Widerspruch zur SRT, da es sich dabei bei genauerem hinsehen um eine ganz andere Form von „Information“ als die RT betreffende handelt.
erstmal sehr interessant und informativ dein Text, trotzdem folgende Anmerkung, da ich Falschzitate nicht wirklich lustig finde:
ich habe geschrieben: > Da weder das eine noch das andere beweisbar ist, sind die theoretischen Modelle immer nur eine Annäherung das habe ich nicht geschrieben: > das Gegenteil kann nicht bewiesen werden
D.h. es gab noch entscheidenden Kontext und ich habe weder an dieser noch anderer Stelle behauptet oder impliziert, dass es immer auf einen Beweis hinauslaufen muss, daher der Nebensatz in meinem Zitat oben. Ob man mich jetzt so verstanden hat, wie "das muss man nicht ernstnehmen" und "das kann auch ganz anders sein" das ist deine rein subjektive Aussage und ein wenig zugespitzt. Zugegebenermaßen war meine Formulierung im ersten Posting auch zugespitzt und hätte besser formuliert werden können.
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Weil bei exakt lg. die zeit still stehen würde. Deshalb kanns nicht schneller gehen
Das ist ein relativistischer Effekt der Lorentztransformation in der Beobachtung zwischen einem entsprechend bewegten und unbewegtem Bezugssystem. Daher ist es kein k.o.Kriterium für die Schlussfolgerung. Dennoch ist die Lorentztransformation zumindest für Objekte mit Ruhemasse der Grund dafür, dass diese die Lichtgeschwindigkeit nicht erreichen, und Photonen diese nicht überschreiten können (siehe meine Antwort).
Weil sich die Geschwindigkeiten relativ auf der selben befinden.
Die Geschwindigkeit vom Auto zur Lichtgeschwindigkeit hinzuaddieren ist wie wenn du einen Wassertropfen in den Ozean gibst und fragst, um wieviel der Meeresspiegel angestiegen ist.
Absolut falsch, denn die Antwort wäre dass das Meer um 1 Tropfen voller geworden ist, bei der Lichtgeschwindigkeit aber, kommt nichts an Geschwindigkeit hinzu, egal wie klein sie sein mag im Vergleich zu c.
Das ist genauso empirisch belegt wie so ziemlich jeder andere elementare physikalische Sachverhalt auch. Z.B. dass Gegenstände Richtung Erde fallen, wenn man sie loslässt. Oder dass schwarze Dinge in der Sonne wärmer werden. Sowas wie "Beweise" gibt es in der Physik eh nicht, nur Modelle, die Beobachtungen widerspiegeln.
Das Additionsgesetz von Geschindigkeiten ist leider nicht für jeden im Alltag beobachtbar, wenn man aber beruflich damit zu tun hat, schon. Ich würde genauso wenig erwarten, heute ein überlichtgeschwindigkeit schnelles Proton zu messen, wie dass mein Computer plötzlich Richtung Decke fällt.