Masselimitierung durch Lichtgeschwindigkeit

Wissenschaft Physik
#1

Zwei Masse aufweisende Objekte treffen mit jeweils z.B 2/3 c aufeinander. Aufgrund der Limitierung von c wäre die Geschwindigkeit der Kollision trotzdem rund 300.000 km/s. Was aber ist mit der Energie rsp. Masse, die mit der Kollision einhergeht rsp. freigesetzt wird? Ist diese ebenfalls durch c limitiert? Oder würde mit der Erhöhung der Geschwindigkeit und damit mit der Masse der Objekte die Energie der Kollision steigen ungeachtet der Limitierung durch c?
Mir scheint, es müsste eigentlich so sein; bin mir aber nicht sicher. Denn wenn wie beispielsweise in den Beschleunigern immer höhere nahe bei c liegende Werte versucht werden zu erreichen, um neue Streuungen zu finden, kann das ja nur Sinn machen, wenn durch höhere Geschwindigkeiten höhere Energieniveaus erricht werden.
Wenn ja, warum sind diese nicht durch c limitiert?

  • Wäre diese meine Annahme zutreffend, widerspräche dies nicht dem Postulats Einsteins?  - Wenn die Annahme nicht zutrifft, warum nicht?
  • Oder ist der gesamte Gedanke fehlgeleitet? Ich werde den Verdacht nicht los, einen
      Gedankenfehler gemacht zu haben.

P.S. Ich bin physikalisch ein Dilletant, interessiert zwar, aber weder der Physik noch der Mathematik Herr.

#2

Aufgrund der Limitierung von c wäre die
Geschwindigkeit der Kollision trotzdem rund 300.000 km/s.

Definiere „Geschwindigkeit der Kollision“.

Was
aber ist mit der Energie rsp. Masse, die mit der Kollision
einhergeht rsp. freigesetzt wird? Ist diese ebenfalls durch
c limitiert?

Wie sollen Energie oder Masse durch c limitiert werden?

Oder würde mit der Erhöhung der Geschwindigkeit
und damit mit der Masse der Objekte die Energie der Kollision
steigen

Ja.

#3

Zwei Masse aufweisende Objekte treffen mit jeweils z.B 2/3 c
aufeinander. Aufgrund der Limitierung von c wäre die
Geschwindigkeit der Kollision trotzdem rund 300.000 km/s.

Nein.
http://de.wikipedia.org/wiki/Relativistisches_Additi…

#4

Hi St.R.!

Zwei Masse aufweisende Objekte treffen mit jeweils z.B 2/3 c
aufeinander. Aufgrund der Limitierung von c wäre die
Geschwindigkeit der Kollision trotzdem rund 300.000 km/s.

Neben dem Hinweis von testare_ https://de.wikipedia.org/wiki/Relativistisches_Addit… solltest du dir vielleicht erst mal https://de.wikipedia.org/wiki/Lorentz-Transformation, vor allem die Formel „nach der Abkürzung“ ansehen.

Geschwindigkeiten lassen sich nicht einfach addieren. 90% LG + 90% LG ergeben halt 95 oder 99%, kannst es selbst ausrechnen, aber keinesfalls 180%

Was
aber ist mit der Energie rsp. Masse, die mit der Kollision
einhergeht rsp. freigesetzt wird? Ist diese ebenfalls durch
c limitiert?

Nein, die nimmt in dem Maße zu, wie du Energie zu Beschleunigung investierst.

Oder würde mit der Erhöhung der Geschwindigkeit
und damit mit der Masse der Objekte die Energie der Kollision
steigen ungeachtet der Limitierung durch c?

Ungeachtet nie. Aber wenn 90% + 90% sachma 96% ausmacht, dann kann man die fehlende Beschleunigung, „je nach Standpunkt“ auch so deuten, dass die Masse einfach größer ist.

F=MA, Kraft ist Masse mal Beschleunigung, da gibt’s nicht zu deuteln, Wenn die Geschwindigkeit also nicht über c hinauswächst, kann’s nur an größerer Masse liegen. Zumindest für den „neutralen“ Beobachter. Der Beschleuniger sieht ja nur dich mit 90% LG hinter sich. Für ihn ist die Masse gleich.

Den Rest kürze ich mal raus. Nicht nur Raum und Zeit sind relativ, auch Masse ist relativ. Und wenn du den „relativistischen Massezuwachs“, mit nicht mehr als der abgekürzten Lorenz-Transformation, mal durchrechnest, kommst du auf eine sehr bekannte Formel:
e=mc².

Soviel erstmal, angesichts der Nachtzeit, Zoelomat

#5

hallo

das limit für die geschwindigkeit gilt nur, wenn sich die geschwindigkeiten tatsächlich aufaddieren.

angenommen, ich habe einen zug, der mit 0,75 c fährt. auf dem zug ist eine kanone montiert, die ein geschoss mit 0,75 c in fahrtrichtung abschiesen kann. in voller fahrt wird die kanone abgefeuert. das geschoss hat nun nicht 1,5 c wie man naiverweise vermuten würde sondern einen wert kleiner c (habs nicht ausgerechnet - ist im endeffekt auch egal).

es spricht aber nichts dagegen, dass ein zug mit 0,9 c frontal gegen einen anderen zug mit 0,9 c zusammenprallt. die bewegungsenergie wird eben in eine andere form von energie umgewandet - z.b.wärme, was bei solchen geschwindigkeiten einen ganz schönen krater reisst. das limit besagt nur, dass ein zug nicht mit 1 c irgendwo dagegen prallen kann, weil er eben nicht 1 c erreichen kann. ob das aufprallobjekt sich nun bewegt oder stillsteht ist egal.

die teilchenbeschleuniger machen ja genau das: der lhc in cern z.b. beschleunigt goldatome auf knapp c (aber immer noch kleiner c) und lässt die aufeinander knallen. wohlgemerkt: beide atome haben knapp c. dabei wird dann genug energie frei, dass sich auch sehr schwierig zu erzeugende teilchen wie das higgs-boson zeigen.

der rest wurde eh schon ausführlich geklärt…

lg
erwin

#6

Moin,

die teilchenbeschleuniger machen ja genau das: der lhc in cern
z.b. beschleunigt goldatome auf knapp c

bist du sicher, dass du Gold meinst? Googlen könnte mir das eben auf die Schnelle nicht bestätigen und bei Wikipedia steht auch was von Protonen und Blei(kernen).

VG
J~

#7

Servus

Scheinst recht zu haben: Hier schreiben die CERN-Leute selbst davon, dass sie Blei verwenden, „nicht Gold-Ionen wie am RHIC“ oder am BEVALAC.

Gute Nacht
dodeka

#8

mea culpa
verdammt: blei, gold - wo ist der unterschied :wink:

hab mich erinnert, irgendwo mal was von gold-atomen gelesen zu haben - was mir auch plausibler vorkam, da gold doch um einiges dichter als blei ist. und die grundidee ist ja die selbe: schwere, stabile kerne aufeinanderknallen lassen und schauen, was passiert. ich wollt’ ja auch kein wissenschaftliches paper schreiben sondern nur das prinzip veranschaulichen.

ev. war das gold auch nur eine typische zeitungsente - es wird ja leider auch sehr viel müll über cern berichtet.

lg
erwin

2 Like
#9

Hi Erwin,

verdammt: blei, gold - wo ist der unterschied :wink:

beide weich, nicht weiß, …

hab mich erinnert, irgendwo mal was von gold-atomen gelesen zu
haben

das ist doch irgendwie ein wichtigeres Thema. Zumindest sind wir beide Uhus, und da kann man sich nicht immer auf die „belastbare“ Quelle beziehen. Ein Hinweis auf den Hinterkopf kann den Horizont erweitern, oder Aufmüpfigkeiten hervorrufen.

was mir auch plausibler vorkam, da gold doch um
einiges dichter als blei ist. und die grundidee ist ja die
selbe: schwere, stabile kerne aufeinanderknallen lassen und
schauen, was passiert. ich wollt’ ja auch kein
wissenschaftliches paper schreiben sondern nur das prinzip
veranschaulichen.

Da bist du vielleicht zu sehr Physiker. Die Dichte von Elementen (und Verbindungen) ist eher sehr indirekt mit der Masse der Atome verknüpft. Caesium hat eine Dichte von 1,90 g/cm.

Also leicher als Aluminium, aber aus Kernen schwerer als Silber, Dichte 10,5 0 g/cm. Die Chemie ist also nicht nur die „Fortsetzung der Physik“ mit anderen Mitteln (Klausewitz?).

Aber 27 „Fehler“ oder Missverständnisse oder Ungenauigkeiten sind allemal wertvoller als eine vorgefasste Meinung.

Respekt Alda, Zoelomat

#10

Moin,

verdammt: blei, gold - wo ist der unterschied :wink:

liegt beides schwer im Magen :wink:

hab mich erinnert, irgendwo mal was von gold-atomen gelesen zu
haben - was mir auch plausibler vorkam,

Fachlich kann ich das eh nicht bewerten. Ich hatte nur nachgefragt, weil ich mir sowas sonst leicht falsch merke und Jahre später dann hervor krame. Da wollte ich es lieber gleich klären :smile:

VG
J~