Zur Lichtgeschwindigkeit und anhängender Phänomene fand ich dies:
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"Relativ" bedeutet, "in Bezug auf etwas".
Beispiel:
Du fährst mit deinem Auto mit 60 km/Std.
Ein Auto kommt dir entgegen mit 50 km/Std.
Dann fährst du
- relativ zur Erdoberfläche 60 km / Std.
- relativ zum entgegenkommenden Auto: 60+50 = 110 km/Std.
- relativ zu deinem eigenen Auto: 0 km/Std.
- relativ zur Sonne ca. 30 km/Sekunde = 3600 x 30 = ca. 108000 km/Std.
Denn: Die Erde dreht mit ca. 30 km pro Sekunde um die Sonne:
Das Licht benötigt ~8.3 Minuten von der Sonne zur Erde.
~8.3 x 60 x ~3e8 x 2 x Pi = ~9.4e11 m / Jahr
~9.4e11 / 365 / 24 / 1000 = ~107'000 km/Std.
~107'000 km/Std. / 60 / 60 = 29.7 = ~30 km/Std.
Also, wenn dein Auto *nicht* fährt, bewegt es sich
- relativ zur Sonne mit 108000 km/Std.
- relativ zum Erdmittelpunkt der Erde mit 1666 km/Std.
40000 km / 24 Std. = ca. 1666 km/Std.
- relativ zur Erdoberfläche mit 0 km/Std.
Wenn du nun fährst, ist das, je nachdem, in welcher
Richtung du fährst, die relative Geschwindigkeit,
denentsprechend höher oder tiefer.
2.) Was ist die "Lichtgeschwindigkeit auf der Rakete" ?
Das kommt darauf an, wie schnell die Rakete fliegt.
Wenn sie
- relativ zum Universum -
sich gleich schnell bewegt wie die Erde, dann ist das
- relativ zur Rakete gemessen -
auch gleich schnell wie auf der Erde. Also 300'000'000 m/Sekunde.
Sonst nicht.
Also:
Die Lichtgeschwindigkeit auf der Rakete ist
wenn sie relativ zum Weltall gleich schnell fliegt wie die Erde:
- Gechwindigkeit relativ zum Weltall
- Gemessen relativ zur Rakete
- Gemessen mit Einheiten relativ zu denen der Erde
Dann ergibt das ca 300'000'000 m/Sekunde
Die Zahl 300'000'000 m/Sekunde ist also eine
mehrfach relative Grösse, bei der jede dieser
Relativitäten bekannt sein muss, bevor das
Resultat was aussagen kann.
Die von den Physikern angegebene Lichgeschwienigkeit
( Anm.: Licht ist kein Bezugssystem )
ist eine mehrfach relative grösse und keineswegs
eine absolute Konstante
3.) Was bedeutet "Das Licht benötigt keine Zeit ?
Das heisst, dass sich die Zeit nicht bewegt. Uhren stehen da still, oder,
Das Licht breitet sich in unendlicher Geschwindigkeit in Null Zeit aus.
Nur relativ zur Erde breitet sich das Licht in endlicher Geschwindigkeit
(Lichtgeschwindigkeit=~300000km/s) aus.
Bewegt sich das Bezugssystem mit anderer Geschwindigkeit, dann ist die Geschwindigkeit, weil die Zeit sich verändert, dementsprechend anders.
Wenn du relativ zu einer Uhr misst, die sich auf der Rakete selber befindet, dann ist *das Messresultat* gleich, obwohl die Geschwindigkeit keineswegs gleich ist. Denn die Uhr lauft ja - abhängig von der Geschwindigkeit - nicht gleich schnell, weil die Länge einer Sekunde Geschwindigkeitsabhängig ist und bei unterschiedlicher Geschwindigkeit nun länger oder kürzer ist.
Also: Die Lichtgeschwindigkeit ist bei verschiedenen Geschwindigkeiten des Messgeräts verschieden. Aber das Messergebnis ergibt relativ zur Geschwindigkeit denselben Wert, weil die Länge einer Sekunde ja auch von der Geschwindigkeit abhängig ist.
Verwechsle das ermittelte Messergebnis der Geschwindigkeit nicht mit der Geschwindigkeit selber. Ein Messgerät kann nur relativ zu seiner eigenen Geschwindigkeit messen.
Folglich :
Bei doppelter Lichtgeschwindigkeit und der dazu gehörenden doppelten so langer Sekunde ergibt das Messergfebnis denselben Wert.
Die Lichtgeschwindigkeit ist keineswegs konstant.
Das Messergebnis relativ zum Messgerät ist konstant.
Die Aussage: "Die Lichtgeschwindigkeit ist konstant" ist also bloss relativ zum verwendeten Messgerät gültig.
12. Erklärungen zum Begriff "Relativ"
Die Zeitverschiebung bei beschleunigten Uhren wurde gemessen.
Gemessen wurde die Frequenzverschiebung von radioaktiv strahlendem Material.
Dass die Zeit beschleunigt und nicht beschleunigt nicht gleich verläuft,
ist somit mal klar.
Was nicht klar ist:
Ist dies Phänomen relativistische oder absolut.
Die Beantwortung dieser frage hat weitreichende Konsequenzen.
( Anm. : Hier knackts denn auch ... )
Zur Unterscheidung
- von relativistisch (in Form einer Art "optische Täuschung",
die den Gegenstand selber nicht betrifft),
- und absolut:
Wenn ein Zug vom Bahnhof wegfährt und beschleunigt, verändert sich
- vom Bahnhof oder vom Geleiserand her betrachtet - seine Länge.
Wenn der Zug wieder am Bahnhof steht, ist er wieder genau gleich lang wie
vorher. Dies Phänomen ist also nicht absolut, sondern eine Art Täuschung des
Betrachters. Die Verkürzung hat auf das beschleunigte Objekt selber keinen Einfluss
Bei der Zeit ist dies aber nicht so.
Wenn die Ultrazentrifuge still steht, besteht zwischen beschleunigt und
nicht beschleunigt eine Zeitdifferenz. Diese ist um so grösser, je länger
die beschleunigte Uhr auf hoher Geschwindigkeit gehalten wurde.
Dies Phänomen ist also nicht relativistisch und keine "optische Tauschung",
sondern eine absolute, welche das beschleunigte Objekt selber betrifft.
Daraus folgt, dass die Zeit eine (absolute) Funktion der Geschwindigkeit der
Materie ist.
Da nun die Lorentz-Transformation Zeitdilatation, Längendilatation und auch
Masse-Veränderungen auf ein und dieselbe Art behandelt, kann an der
Lorentz-Transformation etwas nicht in Ordnung sein.
Denn diese drei Grössen reagieren total anders auf Geschwindigkeitsveränderung.
(Es gibt noch mehr Gründe, welche zeigen, dass die Lorentz-Trafo
eine grobe Annäherung ist, die mehr falsch als korrekt ist.)
Da die Zeit eine Funktion der Geschwindigkeit von Materie ist,
lässt sich damit berechnen, resp. Extrapolieren, dass die Zeit bei
Lichtgeschwindigkeit stillsteht.
Bei der Frage: "Wie lange braucht das Licht von der Sonne zu uns?"
ist also die Antwort 8 1/2 Minuten falsch.
Korrekt ist : Null Sekunden. Der Lichtstrahl benötigt von der sonne zu uns
keine Zeit.
Wenn wir also in einem Raum eine brennende Kerze haben,
so hat die Kerze selber die bei uns gültige Zeit.
Während das Licht, das von der Kerze ausgeht, selber keine Zeit mehr hat.
Kreuzen sich im Weltall zwischen Erde und Sirius zwei Raketen mit
unterschiedlichen Geschwindigkeiten, so bestimmen beide die Differenz
zwischen Erde und Sirius anders.
Mit anderen Worten:
Der subjektiv empfundene Raum ist also von der Zeit, und diese von der
Geschwindigkeit der Materte abhängig.
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Die Quasare sind hellleuchtende Sterne, die sich nach Theorie in ca. 15 - 20 Milliarden Lichtjahren Entfernung zu uns befinden. Wie Realistisch diese Annahme ist , wollen wir jetzt nicht diskutieren.
Nach Theorie der Astrophysiker sendete so ein 20'000'000'000 Lichtjahre entfernter Quasar sein Licht vor 20'000'000'000 Jahren zu uns auf die Reise.
Aber das Licht selber benötigt von der Lichtgeschwidkigkeit c her gesehen, zur Überbrückung dieser Distanz keine Zeit. Es existiert also vom c her gesehen Gleichzeitigkeit zwischen dem Quasar und uns.
Nun stellen wir bei uns einen Spiegel auf und schicken das Licht zurück.
Das Licht kommt nach unserer Zeit beim Quasar in 20 Mill. LJ an.
Somit ist , von c aus gesehen,
- der Quasar vor 20 Mill. LJ,
- wir auf der Erde
- der Quasar in 20 Mill. LJ
zeitgleich.
Von der Lichtgeschwindigkeit c aus gesehen, ist in den 40 Mill. Jahren seit dem Absenden des Lichts vom Quasar und der Ankunft des Lichts auf dem Quasar keine Zeit vergangen.
Stellen wir in der Mitte zwischen Quasar und uns einen halbdurchlässigen Spiegel auf, lassen 50 % Licht durch und senden 50 % Licht zurück, dann ist von c aus der Quasar vor 20 Mill. LJ, der Quasar heute und wir zeitgleich.
Stellen wir alle Lichtjahre so einen Spiegel gestaffelt auf, so ist von c her jedes Jahr auf dem Quasar von vor 20 Mill. LJ bis nach 20 Mill. LJ zu uns zeitgleich.
Mit etwas komplexerem Spiegelsystem ist jeder Punkt des Weltalls jeder Zeitepoche mit jedem anderen Punkt zeitgleich. Wenn wir bedenken, dass das Licht von Himmelskörper abgelenkt, gespiegelt oder sonstwie gestreut wird, so sehen wir, dass die Überlegungen mit den Spiegeln ihre Richtigkeit haben.
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Anm. : Die Zeitlosigkeit des Kosmos ist mir dabei fast greifbar geworden, wenn Licht auch nicht als Bezugssystem zulässig ist und die Folgerungen deshalb nicht ganz stimmem.
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Weiter im Text ...
Nehmen wir mal an, in einer Entfernung von einer Lichtstunde sendet ein Asteroid sein diffuses Licht zu uns.
Dieser Asteroid ist also 300'000'000 m x 60 x 60 = 1.08e12 m entfernt.
Gerundet: 1.0e12 m. (1'000'000'000'000 m)
Das Licht von diesem 1e12 m entfernten Asteroid benötigt genau eine Stunde, um bei uns anzukommen. Natürlich gilt das nur für unsere normale Erdgeschwindigkeit.
Bei 86.6 % Lichtgeschwindigkeit ergibt sich eine genaue Verdoppelung der Zeit. (siehe oben)
Für unsere Rakete, die mit 86.6 % c fliegt, benötigt das Licht des Asteroiden nun nicht eine Stunde. Denn bei dieser Rakete läuft die Zeit nur halb so schnell. Denn das Licht hat relativ zur Rakete hier doppelt soviel Zeit. So kommt das Licht somit in einer halben Stunde bei der Rakete an. Denn die eine Stunde Erdenzeit ist bei der exakt halb so schnell laufenden Raketenzeit genau nach einer halben Stunde vorbei.
Am Asteroiden, an der Entfernung, an der effektiven Lichtgeschwindigkeit hat sich nichts geändert. Bloss die Zeit auf der Rakete ist langsamer.
Berechnen wir nun die Lichtgeschwindigkeit auf der Rakete:
1e12 m / 30 Minuten / 60 Sekunden = 6e8 m/s
Die relative Lichtgeschwindigkeit ist also doppelt so hoch.
Bei 99.999 % c ergibt sich eine Zeitverzögerung von 224 (siehe oben.)
Die Lichtgeschwindigkeit ist hier also nicht 3e8 m/s, sondern 6.7e10 m/s
Also nicht 300'000'000 m/s, sonder 67'200'000'000 m/s.
Je höher die relative Geschwindigkeit, desto höher ist die Lichtgeschwindigkeit.
Bei Lichtgeschwindigkeit ist die Lichtgeschwindigkeit somit Unendlich. Das heisst, genau in dem Augenblick, in dem der Lichtstrahl den Leuchtkörper verlässt, kommt er auch im entferntesten Ziel an.
Das heisst,
das Licht benötigt keine Zeit.
Das Licht breitet sich in unendlicher Geschwindigkeit in Null Zeit aus.
Das Licht verbraucht bei all seinen Tätigkeiten keine Zeit. Das Licht dehnt sich aus, wird abgelenkt, gebrochen, gedreht, gespiegelt, umgelenkt, in Spektralfarben zerteilt, usw., und verbraucht dazu keine Zeit.
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Anm.:
Ich glaube nicht, das diese Rechnung stimmt, aber Licht kennt nun tatsächlich keine Zeit im menschlichen Sinne und die Entfernungen des Kosmos würden bei theoretisch erreichter LG in Raumschiffen auf nichts zusammenschrumpfen. (... von wegen Tunneleffekt)
Bedeutet das dann, daß auf LG beschleunigte Masse schwarze Löcher erzeugt und nur die Dilatation zeitliche Verläufe zuläßt?
Da steh ich dann wieder am Anfang des Treads und frage nochmal nach der Tragfähigkeit dieser Formeln.
Würde mich freuen, wenn einer unserer Mathefreaks mir da helfen könnte.
>Zusatz<
Dilatation: Die gravitative Zeitdilatation beschreibt den relativen Zeitablauf von Systemen, die in verschiedenen Entfernungen eines Gravitationszentrums (beispielsweise eines Sterns oder Planeten) relativ zu diesem ruhen. Zu beachten ist, dass die gravitative Zeitdilatation nicht etwa durch eine mechanische Einwirkung auf die Uhren entsteht, sondern eine Eigenschaft der Raumzeit selbst darstellt. Ein Effekt, der auf der gravitativen Zeitdilatation beruht, ist die Gravitationsrotverschiebung.
>Gravitationsrotverschiebung bezeichnet einen Rotverschiebungseffekt, der durch die Gravitation hervorgerufen wird: Die Lichtteilchen (Photonen) erleiden einen Verlust von Strahlungsenergie dadurch, dass sie einem anziehenden Gravitationsfeld zu entkommen versuchen.
Analogie
Wenn wir einen Ball in die Luft werfen, so erreicht er einen höchsten Punkt und die Schwerkraft zwingt ihn wieder zur Umkehr. Der Grund: die kinetische Energie des Balles bzw. seine Geschwindigkeit war zu gering, als dass er gegen die Schwerkraft ankommen würde, um das irdische Schwerkraftfeld zu verlassen. Diese Bewegung ist sehr gut mit der Newtonschen Gravitation zu beschreiben, um z.B. den höchsten Punkt auf der Bahn, die Auftreffgeschwindigkeit oder den Auftreffpunkt des Balles zu berechnen. Falls der geworfene Körper die Fluchtgeschwindigkeit der Erde überschreitet, so kann er tatsächlich die Erde verlassen. Diese Grenzgeschwindigkeit beträgt allerdings bei der Erde satte 11.2 km/s oder 40000 km/h so dass im Prinzip nur Raketen das Verlassen der Erde gelingt.
Bei Licht verhält es sich erstaunlicherweise genauso, denn auch Licht verliert Energie, wenn es den Bereich eines Schwerefeldes verlässt. Dies ist jedoch nur korrekt mit der Allgemeinen Relativitätstheorie zu verstehen und zu beschreiben. Das Schwerfeld wird dann ersetzt durch eine gekrümmte Raumzeit. Die Lichtteilchen bewegen sich auf Nullgeodäten. Es gibt eine Analogie zwischen Licht und geworfenem Ball: der Ball verliert kinetische Energie, während die Lichtteilchen Strahlungsenergie verlieren. Da ein Verlust an Strahlungsenergie eine Verschiebung zum roten Ende des Spektrums hin bedeutet, ist dies ein Rotverschiebungseffekt - weil weiterhin die Ursache die Gravitation ist, heißt dieses Phänomen Gravitationsrotverschiebung.
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Real am 31.08.2008 um 12:06 Uhr.
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