Hallo!
Hast Du schon einmal etwas von Zeitdilatation gehört? Seit 1905 wissen wir, dass die Welt nicht so gestrickt ist, wie das jeder glaubt. Insbesondere ist ein Meter nicht für jeden das Gleiche und eine Sekunde ist auch nicht für jeden das Gleiche. Davon kriegen wir in der Regel nichts mit, weil die Unterschiede bei Geschwindigkeiten, die viel kleiner als die Lichtgeschwindigkeit sind, viel zu klein sind.
Nehmen wir an, Du fährst mit einem sehr schnellen Auto. Rechts ist eine Blitzlampe, links ein Fotozelle In der Zeit Δt_A läuft der Lichtstrahl genau einmal von rechts nach links. Er legt dabei die Strecke Δs_A zurück. Du kannst daraus die Lichtgeschwindigkeit berechnen:
c_A = Δs_A/Δt_A
(Dass das messtechnisch wegen der zu großen Signallaufzeiten nicht geht, lassen wir mal der Einfachheit außen vor…)
Am Straßenrand beobachtet jemand dasselbe Schauspiel. Er bemerkt, dass das Licht vom Blitzlicht ausgeht und am Detektor ankommt. Dazwischen verstreicht die Zeit Δt_B. Allerdings hat das Licht nicht nur die Breite des Autos durchquert, sondern es läuft in seiner Sicht schräg, da das Auto sich ja um die Strecke Δx_B = v &elta;t_B vorwärts bewegt hat. Den Lichtweg kann man dann über Pythagoras ausrechnen:
(Δs_B)² = (Δx_B)² + (Δy_B)²
Δs_B = √((v Δt_B)² + (Δy_B)²)
Auch daraus kann man die Lichtgeschwinigkeit berechnen:
c_B = √((v Δt_B)² + (Δy_B)²)/Δt_B
Vor Einstein ging jeder stillschweigend davon aus, dass die Zeiten t_A und t_B gleich sind, d. h. das jeder Beobachter - egal wie schnell er sich bewegt - für zwei Ereignisse dieselbe Zeitdifferenz misst. Dafür gibt es strenggenommen keinen Beweis! Würde es stimmen, dann käme heraus, dass die Lichtgeschwindigkeit vom Bewegungszustand des Betrachters abhängt. Das widerspricht jedoch sowohl den theoretischen Überlegungen als auch allen Versuchen, die zeigen wollten, dass c_A ≠ c_B.
Tatsächlich gilt:
c_A = c_B
und daraus folgt zwangsläufig dass t_A ≠ t_B. Der Unterschied ist umso größer, je schneller sich das Auto bewegt. Logisch: Je schneller das Auto ist, umso „schräger“ ist der vom Straßenrand beobachtete Lichtweg.
Würde sich das Auto mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, so wäre für den Beobachter am Straßenrand der Lichtweg und damit auch die Zeit unendlich groß, in der das Licht das Auto durchquert. In der Zeit, in der für A eine Sekunde vergeht, vergeht für B eine unenendlich lange Zeitspanne. B würde also sagen, dass die Uhr von A still steht.
Und nun zu Deiner Frage: Das Licht des Sterns durchquert das Raumschiff in einer Zeit, die für einen außenstehenden Beobachter unendlich lange dauert. Trotzdem kommt dem Astronauten in seinem Raumschiff alles völlig normal vor: Das Licht ist nicht langsamer und steht schon gar nicht still.
ABER: Aufgrund des Dopplereffekts ist das Licht unendlich weit ins Rote verschoben. Wenn das Licht aber eine unendliche Wellenlänge hat, ist es so energiearm, dass es vom Astronauten vermutlich gar nicht wahrgenommen wird.
Michael