Fragen zur Lichtgeschwindigkeit

Wissenschaft Astronomie
#1

Hallo,

ich habe ein Vorstellungsproblem mit der Lichtgeschwindigkeit, oder, um genauer zu sein, mit der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (diese meine ich immer wenn ich von LG spreche!), wenn sich dieses Licht im Einstein`schen Universum (so wie ich es mir vortelle, man möge mich korrigieren) bewegt.

Mal ein Beispiel: Wenn ich ein Raumschiff hätte, das wirklich die Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum erreicht, hätte ich das Problem, das die Zeitdilatation mich derart „Verlangsamt“, das ich keinerlei Zeit hätte, um etwaigen Planeten auszuweichen - wie denn? Bei absoluter Lichtgeschwindigkeit müsste ich praktisch sofort am Ende des Universum angelangen (zeitlich) da der Dilatationsfaktor unendlich sein müsste. Vorausgesetzt natürlich, ich ramme vorher keinen Himmelskörper, was ECHTES Glück wäre. Der Punkt ist also, ich habe keine Zeit zum reagieren.

Zurück zum Lichtstrahl: Im Vakuum bewegt der sich doch mit LG. Wie kann er dann auf ein äußeres Ereignis reagieren? Das tut er doch, schliesslich kann ich Licht z.B. zur Informationsübertragung benutzten. Wie kann das Licht im Vakuum auf ein äußeres Ereignis reagieren? Natürlich wäre ein logisches Argument, das das Licht beim Aufprall abgebremst wird. Aber da stellt sich mir die Frage: In welcher Zeit? Das abbremsen von LG auf irgendeine Geschwindigkeit darunter benötigt Zeit. Und bei LG müsste die aus der Perspektive des Lichts doch unendlich schnell vergehen?

Natürlich könnte man argumentieren, das das Vakuum im Weltraum gar nicht leer sei, und es sowas wie ein Vakuum streng genommen nicht gäbe. Allerdings gibt es im Vakuum ziemlich wenig Materie (mal im Vergleich z.B. mit unserer Atmosphäre auf Meereshöhe). Demnach muss zwischen den Atomen und Molekülen ein Vakuum sein. Egal wie winzig das ist, es müsste ein Vakuum sein; das Licht müsste LG erreichen und könnte eigentlich an diesem Punkt keine Information mehr aufnehmen.

Habe ich einen Gedankenfehler, oder ist das wirklich Paradox?

ciao

JM

#2

Hallo,

Mal ein Beispiel: Wenn ich ein Raumschiff hätte, as wirklich
die Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum erreicht, hätte ich
das Problem, das die Zeitdilatation mich derart „Verlangsamt“,

Das ist kein Problem! Im Gegenteil, nicht du wirst verlangsamt, sondern der Rest des Universums, der sich dir gegenüber mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Du siehst den Rest quasi still stehen.
Du hast allerdings ein anderes Problem: nämlich ist der Rest des Universums auf die Länge Null kontrahiert.

Wie kann das Licht im
Vakuum auf ein äußeres Ereignis reagieren?

Wieso sollte es denn reagieren müssen? Das Licht wird emittiert und irgendwann wieder absorbiert. Fertig aus! Dafür muss es doch nicht reagieren. Wie soll diese Reaktion denn auch aussehen?

Gruß
Oliver

#3

Hallo,

Wieso sollte es denn reagieren müssen? Das Licht wird
emittiert und irgendwann wieder absorbiert. Fertig aus! Dafür
muss es doch nicht reagieren. Wie soll diese Reaktion
denn auch aussehen?

Es könnte es ja mit der Angst zu tun kriegen, wenn es direkt auf ein Schwarzes Loch zusteuert und hilfeschreiend umkehren :wink:

SCNR
deconstruct

#4

Hallo,

ich habe ein Vorstellungsproblem mit der Lichtgeschwindigkeit,
oder, um genauer zu sein, mit der Lichtgeschwindigkeit im
Vakuum (diese meine ich immer wenn ich von LG spreche!), wenn
sich dieses Licht im Einstein`schen Universum (so wie ich es
mir vortelle, man möge mich korrigieren) bewegt.

Mal ein Beispiel: Wenn ich ein Raumschiff hätte, das wirklich
die Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum erreicht, hätte ich
das Problem, das die Zeitdilatation mich derart „Verlangsamt“,
das ich keinerlei Zeit hätte, um etwaigen Planeten
auszuweichen - wie denn? Bei absoluter Lichtgeschwindigkeit
müsste ich praktisch sofort am Ende des Universum angelangen

die lg ist doch nicht unendlich?wieso sofort am ende des universums?

versteh ich da was nicht?

(zeitlich) da der Dilatationsfaktor unendlich sein müsste.
Vorausgesetzt natürlich, ich ramme vorher keinen
Himmelskörper, was ECHTES Glück wäre. Der Punkt ist also, ich
habe keine Zeit zum reagieren.

Zurück zum Lichtstrahl: Im Vakuum bewegt der sich doch mit LG.
Wie kann er dann auf ein äußeres Ereignis reagieren? Das tut
er doch, schliesslich kann ich Licht z.B. zur
Informationsübertragung benutzten. Wie kann das Licht im
Vakuum auf ein äußeres Ereignis reagieren? Natürlich wäre ein
logisches Argument, das das Licht beim Aufprall abgebremst
wird. Aber da stellt sich mir die Frage: In welcher Zeit? Das
abbremsen von LG auf irgendeine Geschwindigkeit darunter
benötigt Zeit. Und bei LG müsste die aus der Perspektive des
Lichts doch unendlich schnell vergehen?

Natürlich könnte man argumentieren, das das Vakuum im Weltraum
gar nicht leer sei, und es sowas wie ein Vakuum streng
genommen nicht gäbe. Allerdings gibt es im Vakuum ziemlich
wenig Materie (mal im Vergleich z.B. mit unserer Atmosphäre
auf Meereshöhe). Demnach muss zwischen den Atomen und
Molekülen ein Vakuum sein. Egal wie winzig das ist, es müsste
ein Vakuum sein; das Licht müsste LG erreichen und könnte
eigentlich an diesem Punkt keine Information mehr aufnehmen.

Habe ich einen Gedankenfehler, oder ist das wirklich Paradox?

ciao

JM

#5

Hallo,

die lg ist doch nicht unendlich?wieso sofort am ende des
universums?
versteh ich da was nicht?

Wenn du mit Lichtgeschwindigkeit von A nach B fliegst, dann kontrahiert sich für dich die Strecke A-B auf 0. Für eine Strecke von 0 Metern brauchst du natürlich auch 0 Zeit, d.h. dass du sofort in B bist. Gleiches gilt natürlich auch dafür, dass du sofort am anderen Ende der Galaxis bist oder an einem x-beliebigen anderem Ort im Universum.
Mit anderen Worten: Du bist sozusagen überall gleichzeitig.

mfg
deconstruct

1 Like
#6

Hallo,

Mal ein Beispiel: Wenn ich ein Raumschiff hätte, das wirklich
die Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum erreicht, hätte ich
das Problem, das die Zeitdilatation mich derart „Verlangsamt“,
das ich keinerlei Zeit hätte, um etwaigen Planeten
auszuweichen - wie denn? Bei absoluter Lichtgeschwindigkeit
müsste ich praktisch sofort am Ende des Universum angelangen
(zeitlich) da der Dilatationsfaktor unendlich sein müsste.
Vorausgesetzt natürlich, ich ramme vorher keinen
Himmelskörper, was ECHTES Glück wäre. Der Punkt ist also, ich
habe keine Zeit zum reagieren.

noch mal: keine Materie kann jemals Lichtgeschwindigkeit gegenüber einem anderen System erreichen!! Warum? Da mit der Geschwindigkeit auch die Masse wächst, und beim Erreichen von c unendlich groß wird, brauchst du zum Erreichen von c unendlich viel Energie. Das ist nicht möglich.

Gruß, Niels

Mousse au Chocolate
#7

In einem Gedankenmodell kann ein Raumschiff durchaus auch Überlichtgeschwindigkeit fliegen - das ist egal. Außerdem diente das ganze nur der Verdeutlichung einer Frage, die Du scheinbar nicht verstanden hast :frowning:

ciao

JM

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#8

Mal ein Beispiel: Wenn ich ein Raumschiff hätte,
das wirklich die Geschwindigkeit des Lichts im
Vakuum erreicht, hätte ich das Problem, das die
Zeitdilatation mich derart „Verlangsamt“,

Das ist kein Problem! Im Gegenteil, nicht du wirst
verlangsamt, sondern der Rest des Universums, der
sich dir gegenüber mit Lichtgeschwindigkeit
bewegt. Du siehst den Rest quasi still stehen.
Du hast allerdings ein anderes Problem: nämlich
ist der Rest des Universums auf die Länge Null
kontrahiert.

Erinnere Dich ans Zwillingsparadoxon. Bei Lichtgeschwindigkeit rast die Zeit an mir vorbei (ist ja nun zigfach experimentell bewiesen). Und ich benötige nunmal Zeit, um zu reagieren. Wenn ich mit Lichtgeschwindigkeit reisen könnte, wäre ich überall im Universum gleichzeitig. Wenn ein Lichtstrahl diese Geschwindigkeit einmal erreicht hat, dürfte er eigentlich nicht mehr langsamer werden.

Sollte ich falsch liegen, korrigiere mich. Aber wenn ich ein Isotop in den Beschleuniger stecke und auf relativistische Geschwindigkeiten bringe, wird die Halbwertszeit verlängert. Demnach würde eine Uhr auf Basis dieser Isotope immer langsamer ticken aus unserer „unbewegten“ Sicht. Bei Lichtgeschwindigkeit würde das Isotop nicht mehr zerfallen. Nun kriegen wir das Isotop natürlich nicht auf diese Geschwindigkeit - aber für Licht wäre es ja sehr einfach, oder? Das Licht reagiert auf ein vorhandenes Atom im Vakuum. Wieviel Zeit vergeht während dieser Reaktion auf der Uhr dieses Photons? Zwischen dem Punkt, an dem es von Lichtgeschwindigkeit auf irgendeinen Punkt darunter abbremst, dürfte eigentlich keine Zeit vergehen. Und dann stellt sich mir die Frage, wie ohne Zeit etwas reagieren kann…

Wie kann das Licht im Vakuum auf ein äußeres
Ereignis reagieren?

Wieso sollte es denn reagieren müssen? Das
Licht wird emittiert und irgendwann wieder
absorbiert. Fertig aus! Dafür muss es doch nicht
reagieren. Wie soll diese Reaktion denn
auch aussehen?

Du verstehst nicht, worauf ich hinauswill :wink: vermutlich war es auch nicht klar formuliert. Wenn ich einen Lichtstrahl auf einen Spiegel richte, reagieren die Photonen auf die Anwesenheit dieses Spiegels, sie werden reflektiert. Eine solche Reaktion benötigt Zeit, und die hat das Licht als solches nicht, wenn es sich mit der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum bewegt, weil der Zeitdilatiationsfaktor dann unendlich sein müsste. Das Universum steht keineswegs still, es rast an mir vorbei. Ich bin derjenige, der scheinbar stillzustehen scheint, wenn ich mich mit Lichtgeschwindigkeit bewege. Für den Rest des Universums erscheine ich unbeweglich… und das selbe Problem müsste das Licht auch haben. Bei „absoluter“ Lichtgeschwindigkeit und unendlicher Zeitdilatation gibt es keinen Zeit mehr um zu reagieren. Mag ja sein, das der Rest des Universums gerne eine Reaktion hätte, aber ohne Zeit ist eine Reaktion nicht möglich. Anders formuliert: Wie kann eine Absorption erfolgen, wenn „an Bord“ des Photons die Zeit stillsteht? Noch anders formuliert: Licht interagiert mit Materie, aber wie kann es das, wenn es einmal Lichtgeschwindigkeit im Vakuum erreicht hat?

Photonen übertragen zweifellos Informationen. Ich will nun gerne wissen, wie diese Informationen bei Lichtgeschwindigkeit aufgegriffen werden können.

Ich hoffe, die Frage ist jetzt verständlich. Ich glaube, deconstruct hat sie verstanden, aber leider auch keine Patentantwort auf Lager. Sorry wenn ich die falschen Begriffe verwende, aber wie gesagt, ich bin kein Physiker :wink:.

ciao

JM

#9

Hallo,

In einem Gedankenmodell kann ein Raumschiff durchaus auch
Überlichtgeschwindigkeit fliegen

Kann es schon, aber dann kannst du auch nicht unsere Naturgesetze anwenden, und dann hoffen, dass dabei was sinnvolles rauskommt, denn in unserem Universum fliegen Raumschiffe immer langsamer als das Licht.

  • das ist egal.

Das ist eben nicht egal, wenn du sinnvolle Ergebnisse haben willst.

mfg
deconstruct

#10

Das stimmt nicht, deconstruct. Einstein bringt in seinen Gedankenspielen auch Züge u.ä. auf Lichtgeschwindigkeit. Für ein Gedankenspiel kann das durchaus Sinn machen. Außerdem, und das darf nicht vergessen werden, schliesst Einstein Überlichtgeschwindigkeit nicht aus, er weist nur auf die Probleme hin, die man bereits beim erreichen der Geschwindigkeit hat (und er definiert das verhalten von Materie bei Überlichtgeschwindigkeit - wie kann er das, wenn es diese im Einstein Universum nicht gibt?). Und von daher kann ich auch in einem Einstein`schen Universum in einem Gedankenspiel per Überlichtgeschwindigkeit reisen. Wenn ich in Gedanken nicht mit Überlichtgeschwindigkeit im Einstein Universum reisen kann, wieso konnte es Einstein dann? Dabei geht es noch nicht mal darum, ob diese Effekte nun nachgewiesen sind (sind sie eigentlich nicht) - es geht ja bloß um theoretische Reisen im Einstein Universum. Und überhaupt: Ich wollte nicht überlichtschnell fliegen, sondern bloß mit C :wink: und außerdem nicht „wirklich“, sondern nur zur Verdeutlichung meines Beispiels (so wie in tausend Artikeln, auch in diesem Forum - oder willst Du sagen, das die FAQ zum Thema Relativitätstheorie hier im Forum falsch ist?). Da Du, glaube ich, meine Frage verstanden hast - also die ursprüngliche - kannst Du Sie mir ja vielleicht beantworten?

ciao

JM

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#11

Mal ein Beispiel: Wenn ich ein Raumschiff hätte, das wirklich
die Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum erreicht, hätte ich
das Problem, das die Zeitdilatation mich derart „Verlangsamt“

Was meinst du mit „mich verlangsamt“? Deine eigene Uhr geht wie jede (vorher) synchronisierte Uhr auch. Nur die von dir beobachteten Uhren anderer Inertialsysteme unterliegen der Lorentztransformation.

Das abbremsen von LG auf irgendeine Geschwindigkeit darunter benötigt Zeit.

Licht, bzw Photonen, werden nicht gebremst, sondern absorbiert. Das ist ein quantenmechanischer Vorgang, bei dem die Dauer keine Rolle spielt.

Gruß

Metapher

#12

Wenn Spiegel, dann kein Vakuum mehr.

Du verstehst nicht, worauf ich hinauswill :wink: vermutlich war es
auch nicht klar formuliert. Wenn ich einen Lichtstrahl auf
einen Spiegel richte, reagieren die Photonen auf die
Anwesenheit dieses Spiegels, sie werden reflektiert. Eine
solche Reaktion benötigt Zeit, und die hat das Licht als
solches nicht, wenn es sich mit der Lichtgeschwindigkeit im
Vakuum bewegt, weil der Zeitdilatiationsfaktor dann unendlich

Aha. Aber wenn das Licht sich in den ‚oberen‘ Atom-Schichten
deines Spiegels gerade bewegt, dann ist es doch nicht im Vakuum.
Im ‚echten‘ Vakuum wird es auch nicht grossartig wechselwirken müssen.
Sobald aber der Spiegel in Spiel kommt … haben wir aber kein ‚echtes‘
Vakuum mehr.
[Aber interessant ist die Fragestellung trotzdem :smile:]

sein müsste. Das Universum steht keineswegs still, es rast an
mir vorbei. Ich bin derjenige, der scheinbar stillzustehen
scheint, wenn ich mich mit Lichtgeschwindigkeit bewege. Für
den Rest des Universums erscheine ich unbeweglich… und das
selbe Problem müsste das Licht auch haben. Bei „absoluter“
Lichtgeschwindigkeit und unendlicher Zeitdilatation gibt es
keinen Zeit mehr um zu reagieren. Mag ja sein, das der Rest
des Universums gerne eine Reaktion hätte, aber ohne Zeit ist
eine Reaktion nicht möglich. Anders formuliert: Wie kann eine
Absorption erfolgen, wenn „an Bord“ des Photons die Zeit
stillsteht? Noch anders formuliert: Licht interagiert mit
Materie, aber wie kann es das, wenn es einmal
Lichtgeschwindigkeit im Vakuum erreicht hat?

hmm.
Immerhin steht in den Formeln einer ‚relativistisch bewegten‘ Masse bei hohen
Geschwindigkeiten (nahe c_0) die _Ruhemasse_ m_0 des jeweiligen Objektes drin. Und diese Ruhemasse ist ja nach bisherigem Wissensstand bei Photonen nachwievor m_0 = 0. Also sind Photonen auf alle Fälle als ‚Sonderfall‘ zu betrachten.

ciao

JM

-wurzel

#13

Hallo John,

Erinnere Dich ans Zwillingsparadoxon. Bei Lichtgeschwindigkeit
rast die Zeit an mir vorbei (ist ja nun zigfach experimentell
bewiesen).

Nein, für Dich rast das Universum an Dir vorbei und die Zeit scheint dort im Schneckentempo fortzuschreiten.

Und ich benötige nunmal Zeit, um zu reagieren. Wenn
ich mit Lichtgeschwindigkeit reisen könnte, wäre ich überall
im Universum gleichzeitig.

Du würdest nur feststellen, daß Du das Universum in nullkommanix durchquert hast, vorrausgesetzt, Du existierst noch, wenn Du es hinter Dir gelassen hast :wink: Das wäre natürlich nicht der Fall, wenn Du von einem Planeten oder einer Sonne absorbiert wurdest, die zufällig Deinen Weg kreuzte.

Wenn ein Lichtstrahl diese
Geschwindigkeit einmal erreicht hat, dürfte er eigentlich
nicht mehr langsamer werden.

Er erreicht die Geschwindigkeit nicht, sondern er hat sie von Anfang an bis zu seinem Ende.

Sollte ich falsch liegen, korrigiere mich. Aber wenn ich ein
Isotop in den Beschleuniger stecke und auf relativistische
Geschwindigkeiten bri.nge, wird die Halbwertszeit verlängert.
Demnach würde eine Uhr auf Basis dieser Isotope immer
langsamer ticken aus unserer „unbewegten“ Sicht. Bei
Lichtgeschwindigkeit würde das Isotop nicht mehr zerfallen.

Richtig und es ist auch völlig irrelevant, nach welchem technischen Prinzip Deine Uhr funktioniert, soweit es nicht durch technisch bedingte Fehlerquellen gestört wird.

Nun kriegen wir das Isotop natürlich nicht auf diese
Geschwindigkeit - aber für Licht wäre es ja sehr einfach,
oder? Das Licht reagiert auf ein vorhandenes Atom im Vakuum.

Nein, das Atom reagiert auf das Licht. Das Photon kann nicht aktiv tätig werden.

Wieviel Zeit vergeht während dieser Reaktion auf der Uhr
dieses Photons? Zwischen dem Punkt, an dem es von
Lichtgeschwindigkeit auf irgendeinen Punkt darunter abbremst,
dürfte eigentlich keine Zeit vergehen.

Richtig und deshalb hat das Photon auch keine Uhr. Aus „eigener“ Sicht existiert es garnicht. Es wird aus eigener Sicht praktisch im gleichen Augenblick emmitiert und wieder absorbiert, während es das Universum durchquert.
Du kennst sicher Star Trek. Stell’ Dir vor, Du wirst von Punkt A nach B „gebeamt“. Dein Körper wird bei A in Photonen umgewandelt, reist mit c zum 1 Lj entfernten B und wird dort rematerialisiert. Was würdest Du empfinden und was würde Deine Armbanduhr anzeigen ?
A würde vor Deinen Augen verschwinden während B auftaucht. Deine Uhr würde folgerichtig keine nennenswerte Zeitverzögerung anzeigen, während bei A und B jedoch ein Jahr vergangen ist. Was in diesem Jahr während Deiner „photonischen Phase“ passiert entzieht sich Deiner Empfindung und Deinem Einfluß. Wenn ein Planet Deinen Beam gekreuzt und unkontrolliert absorbiert hat, dann würde halt nur A vor Deinen Augen verschwinden und das war’s dann… Es gibt keine letzten dramatischen Minuten oder Sekunden vor dem Aufschlag und für eine Rettungsaktion bliebe Dir genau null Zeit.

Und dann stellt sich
mir die Frage, wie ohne Zeit etwas reagieren kann…

eben garnicht. Die Materie im Universum reagiert auf das Photon und die hat alle Zeit der Welt.

Jörg

#14

Photonen am Spiegel spiegeln
Hallo John,

Wenn ich einen Lichtstrahl auf
einen Spiegel richte, reagieren die Photonen auf die
Anwesenheit dieses Spiegels, sie werden reflektiert.

hast Du Dir schonmal überlegt, was GENAU beim Reflektieren an einem Spiegel passiert?
Gruß
Axel

#15

Hallo.

Absorption und Emission sind keine klassischen, sondern rein quantenmechanische Vorgänge, d.h. es gibt keinen zeitlichen Ablauf, sondern einen Zustandswechsel, welcher ledigleich eine bestimmte Wahrscheinlichkeitsrate besitzt.
Das Photon braucht deshalb zum „reagieren“ auch keine Zeit, sondern es macht alle Prozesse instantan.

Gruß
Oliver

#16

Hm, ehrlich gesagt, nein. Ich hab natürlich die klassische Vorstellung im Kopf - Photon fliegt durch die Luft, „prallt ab“ sprich wird reflektiert und landet dann z.B. in meinem Auge… Für ein allgemeines Verständnis ist das ja auch ok. Aber im Einstein`schen Universum komme ich damit einfach nicht weit. Also der Rest sagte, das die Materie mit dem Licht interagiert, und nicht umgekehrt. Das verwirrt mich ehrlich gesagt: Wie kann etwas ein System beeinflussen, aber selbst nicht beeinflusst werden?

Hm ich könnte jetzt ewig lang rum vermuten. Kannst Du mir sagen, wie ein Lichtstrahl im Einstein`schen Universum reflektiert wird? Oder vielmehr, wie kommt es zu dem, was mir als Reflexion erscheint?

ciao

JM

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#17

Hi Jörg,

Erinnere Dich ans Zwillingsparadoxon. Bei
Lichtgeschwindigkeit rast die Zeit an mir vorbei
(ist ja nun zigfach experimentell bewiesen).

Nein, für Dich rast das Universum an Dir vorbei
und die Zeit scheint dort im Schneckentempo
fortzuschreiten.

Du mißverstehst mich :wink:. Mir ist absolut und völlig klar, wie sich die Zeit im Zwillingsparadoxon verhält. Ich kenne die Zeitdilatationstabelle mittlerweile sehr gut. Die Zeit rast an mir vorbei ist sehr wohl korrekt, allerdings sollte ich dabei nicht auf die Borduhr des Raumschiffs gucken, sondern mich einfach an den Sternen orientieren. Der Zwillingsbruder fährt nach klassischem Verständnis schlicht und ergreifend in die Zukunft. Um das zu erfahren, muss die Zeit wohl irgendwann an ihm vorbeigerast sein… an Bord des Schiffes merkt er natürlich nichts davon, sonst könnte er logischerweise nicht seinem älteren Zwillingsbruder begegnen.

Wenn ein Lichtstrahl diese Geschwindigkeit einmal
erreicht hat, dürfte er eigentlich nicht mehr
langsamer werden.

Er erreicht die Geschwindigkeit nicht, sondern er
hat sie von Anfang an bis zu seinem Ende.

Die Lichtgeschwindigkeit ist variabel und nicht statisch. Im Labor wurde das Licht bereits auf unter 200 km/h herabgebremst, was für verschiedene Experimente in Zukunft angeblich sehr wichtig sein soll. Allgemein bekannt ist, das Licht in unterschiedlichen Medien auch eine unterschiedliche Geschwindigkeit hat (z.B. in Wasser oder Luft). Deshalb ist c eben nicht „Lichtgeschwindigkeit“ sondern „Lichtgeschwindigkeit im Vakuum“. Von daher habe ich ein Problem mit der Erklärung, das Licht hätte immer dieselbe Geschwindigkeit. Wie meinst Du das? Haben wir vielleicht ein Definitionsproblem :wink:? Die Lichtgeschwindigkeit in einem anderen Medium lässt sich durchaus überschreiten (sie Tscherenkow-Licht, z.B. bei wikipdia), nicht aber die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.

Nun kriegen wir das Isotop natürlich nicht auf
diese Geschwindigkeit - aber für Licht wäre es ja
sehr einfach, oder? Das Licht reagiert auf ein
vorhandenes Atom im Vakuum.

Nein, das Atom reagiert auf das Licht. Das Photon
kann nicht aktiv tätig werden.

Wenn diese Aussage so wahr wäre, dann wären wir alle blind. In dem Falle könnte ich nämlich eine Taschenlampe auf den Spiegel richten, und das Licht würde hindurchrasen. Ganz offensichtlich aber wird ein Lichtstrahl, den ich auf einen Spiegel richte, reflexiert. Wieso? In welcher Form reagiert das Atom auf das Licht? In meiner schlichten, 3 dimensionalen und ruhenden Beobachterrolle scheint es mir das das Licht auf den Spiegel trifft und praktisch eine 180 Grad Wende macht; auf jeden Fall wechselt es beim auftreffen die Richtung. Wenn Lichtstrahlen nicht auf Spiegel reagieren, wie kann es sein, das ich mittels solcher Spiegel z.B. eine Wohhnung erhellen kann?

Prinzipiell leuchtet mir Deine Behauptung ja ein - ich bin ja selber darauf gekommen, das ein Photon nicht reagieren kann. Aber, um es so zu formulieren, wie kommt es, das ich den Eindruck habe, das es das tut?

Wieviel Zeit vergeht während dieser Reaktion auf
der Uhr dieses Photons? Zwischen dem Punkt, an
dem es von Lichtgeschwindigkeit auf irgendeinen
Punkt darunter abbremst, dürfte eigentlich keine
Zeit vergehen.

Richtig und deshalb hat das Photon auch keine Uhr.
Aus „eigener“ Sicht existiert es garnicht. Es wird
aus eigener Sicht praktisch im gleichen Augenblick
emmitiert und wieder absorbiert, während es das
Universum durchquert.

Das leuchtet mir prinzipiell ein, trotzdem drängt sich einem natürlich die Frage auf, wie etwas existieren kann, wenn die „Lebensdauer“ 0 beträgt. Aber das ist eine ganz andere Frage, ich will eigentlich nicht vom Thema ablenken :wink: ist vielleicht was für einen neuen Thread.

Und dann stellt sich mir die Frage, wie ohne Zeit
etwas reagieren kann…

eben garnicht. Die Materie im Universum reagiert
auf das Photon und die hat alle Zeit der Welt.

Naja, das Materie auf Photonen reagiert, will ich gar nicht bestreiten, ich denke jeder hatte schon mal einen Sonnenbrand :wink:. Aber ich unterliege einfach dem Eindruck, das ich mittels eines Spiegels auch die Photonen beeinflussen kann… naja, vielleicht kannst Du es mir ja erklären :wink:.

ciao

JM

#18

Du verstehst nicht, worauf ich hinauswill :wink:
vermutlich war es auch nicht klar formuliert.
Wenn ich einen Lichtstrahl auf einen Spiegel
richte, reagieren die Photonen auf die
Anwesenheit dieses Spiegels, sie werden
reflektiert. Eine solche Reaktion benötigt Zeit,
und die hat das Licht als solches nicht, wenn es
sich mit der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum
bewegt, weil der Zeitdilatiationsfaktor dann ::unendlich Aha. Aber wenn das Licht sich in den
‚oberen‘ Atom-Schichten

deines Spiegels gerade bewegt, dann ist es doch
nicht im Vakuum. Im ‚echten‘ Vakuum wird es auch
nicht grossartig wechselwirken müssen.
Sobald aber der Spiegel in Spiel kommt … haben
wir aber kein ‚echtes‘ Vakuum mehr. [Aber
interessant ist die Fragestellung trotzdem :smile: ]

Hmja, das ist ja durchaus richtig. Aber: Ich kann sogar noch schmutziger vorgehen, und den Spiegel einfach in den Weltraum packen. Das ist mit Sicherheit kein Vakuum. Trotzdem dürfte es zwischen Spiegel und dem nächsten Atom oder Molekül einen Abstand geben, in dem sich sonst keine Materie befindet, und dieser Abstand reicht mir als Vakuum. 1 cm ist schon völlig ok. Dann habe ich mein Photon mit Lichtgeschwindigkeit, und darf meine Frage stellen :wink:. Interessant ist ja der Punkt, an dem ich von einem materielosen Raum auf einen Raum mit Materie treffe, und einen beides wird es wohl geben. Hm, schade das es hier keine Physikprofessoren mit ein bisschen Freizeit gibt :wink: das würde mich wirklich mal interessieren…

ciao

JM

#19

Alternative Idee
Hi,

ich hätte da noch eine alternative Idee. Für das Photon vergeht durchaus Zeit - und das wäre sogar logisch, trotz Lichtgeschwindigkeit. Nach meinem Verständnis nach verusachen im Einstein`schen Universum Massen eine „Krümmung“ der Raumgeometrie, und diese wiederum verursachen auch wieder Verzerrungen in der Zeit. Je höher die Gravitation, um so „schneller“ reise ich in die Zukunft (natürlich nicht auf meiner Uhr, sondern auf einer die nicht im Einflussbereich des Gravitationsfeldes liegt). Zurück zur Lichtgeschwindigkeit. Durch das Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit erzeuge ich ebenfalls eine stärkere Krümmung der Raumgeometrie, die wiederum dafür sorgt, das das entsprechende Teilchen sich in die Zukunft bewegt (oder aus Sicht eines externen Beobachters immer langsamer wird). Nun lässt sich vermutlich über die Masse eines Photons trefflich streiten, aber niemand hat jemals behauptet, seinen Masse sei unendlich. Von daher klingt es doch logisch, wenn ich annehmen würde, das das Photon gar keine Zeitreise unternimmt?

Photonen sind etwas verwirrendes… o_O

ciao

JM

#20

Hallo John,

Nein, für Dich rast das Universum an Dir vorbei
und die Zeit scheint dort im Schneckentempo
fortzuschreiten.

Du mißverstehst mich :wink:. Mir ist absolut und völlig klar, wie
sich die Zeit im Zwillingsparadoxon verhält. Ich kenne die
Zeitdilatationstabelle mittlerweile sehr gut.

Da wäre ich mir nicht so sicher. Schau Dir mal diesen Thread an:
http://www.wer-weiss-was.de/cgi-bin/forum/showarchiv…
Bist Du jetzt immer noch so sicher ?

Die Zeit rast an
mir vorbei ist sehr wohl korrekt, allerdings sollte ich dabei
nicht auf die Borduhr des Raumschiffs gucken, sondern mich
einfach an den Sternen orientieren. Der Zwillingsbruder fährt
nach klassischem Verständnis schlicht und ergreifend in die
Zukunft. Um das zu erfahren, muss die Zeit wohl irgendwann an
ihm vorbeigerast sein…

Nein, nicht irgendwann, sondern genau während der Beschleunigung.

an Bord des Schiffes merkt er
natürlich nichts davon, sonst könnte er logischerweise nicht
seinem älteren Zwillingsbruder begegnen.

Die Beschleunigung merkt er sehr wohl. Während der Beschleunigungsfreien Phase der Reise stellt er immer nur fest, daß die Zeit im restlichen Universum viel langsamer vergeht.

Er erreicht die Geschwindigkeit nicht, sondern er
hat sie von Anfang an bis zu seinem Ende.

Die Lichtgeschwindigkeit ist variabel und nicht statisch. Im
Labor wurde das Licht bereits auf unter 200 km/h
herabgebremst, was für verschiedene Experimente in Zukunft
angeblich sehr wichtig sein soll. Allgemein bekannt ist, das
Licht in unterschiedlichen Medien auch eine unterschiedliche
Geschwindigkeit hat (z.B. in Wasser oder Luft). Deshalb ist c
eben nicht „Lichtgeschwindigkeit“ sondern
„Lichtgeschwindigkeit im Vakuum“. Von daher habe ich ein
Problem mit der Erklärung, das Licht hätte immer dieselbe
Geschwindigkeit. Wie meinst Du das? Haben wir vielleicht ein
Definitionsproblem :wink:? Die Lichtgeschwindigkeit in einem
anderen Medium lässt sich durchaus überschreiten (sie
Tscherenkow-Licht, z.B. bei wikipdia), nicht aber die
Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.

Die Lichtgeschwindigkeit in Medien ist nicht die Konstante c sondern die Fortpflanzungsgeschwindigkeit bestimmter elektromagnetischer Wellen im sichtbaren Bereich. Dieser scheinbar niedrigere Wert für c ergibt sich aus einer Wechselwirkung dieser Welle mit dem Medium. Das hat nichts mit dem relativistisch relevanten Wert für c zu tun. Andere Wellen, z.B. hochenergetische Gammaquanten lassen sich von solchen Medien kaum abbremsen.
Stell Dir vor, Du zeichnest ein Bild mit einer WEB-Kamera auf, schickst es über eine langsame Datenleitung auf einen PC ein paar Meter weiter auf den Bildschirm. Aus der Verzögerung des Lichtes auf dem Weg von der Kamera bis zum Bildschirm kannst Du auch nicht auf eine niedrigere Lichtgeschwindigkeit auf dieser Strecke schließen. Das ist natürlich ein ganz anderer Mechanismus wie bei der Lichtleitung in Medien, aber es verdeutlicht vielleicht die Fehldeutung, daß unterschiedliche Lichtgeschwindigkeiten in Medien etwas mit relativistischen Effekten zu tun haben könnten.

Nein, das Atom reagiert auf das Licht. Das Photon
kann nicht aktiv tätig werden.

Wenn diese Aussage so wahr wäre, dann wären wir alle blind. In
dem Falle könnte ich nämlich eine Taschenlampe auf den Spiegel
richten, und das Licht würde hindurchrasen. Ganz
offensichtlich aber wird ein Lichtstrahl, den ich auf einen
Spiegel richte, reflexiert. Wieso? In welcher Form reagiert
das Atom auf das Licht? In meiner schlichten, 3 dimensionalen
und ruhenden Beobachterrolle scheint es mir das das Licht auf
den Spiegel trifft und praktisch eine 180 Grad Wende macht;
auf jeden Fall wechselt es beim auftreffen die Richtung. Wenn
Lichtstrahlen nicht auf Spiegel reagieren, wie kann es sein,
das ich mittels solcher Spiegel z.B. eine Wohhnung erhellen
kann?

Das mit dem Spiegel läßt sich für Wellen leicht erklären: Das E-Feld der Welle verschiebt die frei beweglichen Elektronen in der Metalloberfläche, sodaß diese eine genau gegenphasige Welle produzieren. Diese Gegenwelle überlagert sich mit der Ursprungswelle derart, daß hinter dem Spiegel totale Auslöschung stattfindet und vor dem Spiegel eine resultierende Welle gemäß dem Reflexionsgesetz abgestrahlt wird. Das hier näher auszuführen, führt mir aber zu weit.

Prinzipiell leuchtet mir Deine Behauptung ja ein - ich bin ja
selber darauf gekommen, das ein Photon nicht reagieren kann.
Aber, um es so zu formulieren, wie kommt es, das ich den
Eindruck habe, das es das tut?

Das liegt sicher daran, daß Du Dir das Photon als materielles Teilchen vorstellst. Eigentlich ist es nichts weiter als die Beschreibung der Wechselwirkung elektrischer Ladungen mittels elektromagnetischer Felder.

Naja, das Materie auf Photonen reagiert, will ich gar nicht
bestreiten, ich denke jeder hatte schon mal einen Sonnenbrand
:wink:. Aber ich unterliege einfach dem Eindruck, das ich mittels
eines Spiegels auch die Photonen beeinflussen kann… naja,
vielleicht kannst Du es mir ja erklären :wink:.

Hoffe ich getan zu haben

Jörg