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Verklumpt Licht?

Thema erstellt von Karl 
Beiträge: 20, Mitglied seit 18 Jahren
Licht das sich durchs All bewegt folgt der Raumkrümmung, genau wie Masse. Masse krümmt den Raum, krümmt auch Licht den Raum? Licht ist zweifellos Energie und nach Einstein gibt es die bekannte Energie/Masse Gleichung (E=m*c^2). Übt Energie folglich auch Anziehungskraft aus und somit auch Licht? Wenn diese Fragen mit ja zu beantworten sind, dann müßten sich zwei parallele Lichtstrahlen aufeinander zubewegen, falls keine anderen Kräfte wirken. Auch das Licht eines Strahls müßte sich langsam um sich selbst drehen und tropfenartig werden (Ähnlich wie sich aus einem dünnen Wasserstrahl durch die Oberflächenspannung nach kurzer Strecke kugelförmige Tropfen bilden). Wenn es diesen schwachen Effekt gibt, dann müßte er sich am deutlichsten bei altem Licht zeigen! Das älteste Licht das wir kennen, ist das Milliarden Jahre alte Licht von Quasaren. Gibt es Beobachtungen über die dann wahrscheinlich hochfrequenten Intensitätsschwankungen von altem Licht?
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Beiträge: 726, Mitglied seit 18 Jahren
Interessante Überlegung.

Also zunächst einmal: Licht hat einen nichtverschwindenden Energie-Impuls-Tensor, also krümmt es auch den Raum.

Allerdings würde ich auf Anhieb bezweifeln, daß dies zu einem "Verklumpen" des Lichts führt, und zwar aufgrund der folgenden Überlegung:

Betrachten wir einmal zwei normale Massen, die sich anziehen. Und nun nehmen wir an, sie haben eine nichtverschwindende Geschwindigkeit (oder, was dasselbe ist, wir bewegen uns mit einer solchen Geschwindigkeit daran vorbei).

Nehmen wir an, die Richtung ist so, daß sie nebeneinander liegen.

Aufgrund der Zeitdilatation werden wir feststellen, daß sie nun langsamer aufeinander zufliegen. Und zwar um so langsamer, je schneller sie sind. Wenn die Geschwindigkeit nun gegen die Lichtgeschwindigkeit geht, geht die beobachtete Anziehung gegen Null.

Daraus schließe ich, daß sich zwei nebeneinander laufende Lichtstrahlen wohl nicht gegenseitig anziehen würden (es gibt keine Verklumpung senkrecht zur Bewegungsrichtung).

Wie sieht es nun für den Lichtstrahl selbst aus (also für "Lichtteilchen", die hintereinander liegen)? Nun, das hintere Lichtteilchen kann das vordere nicht anziehen, weil jegliche Wirkung sich nur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten kann – also genau mit der Geschwindigkeit, die das Lichtteilchen ohnehin schon hat. Und wenn das vordere Lichtteilchen das hintere anziehen wollte, dann müßte es dieses beschleunigen – das ist aber nicht möglich, weil es schon die maximal (und einzig) mögliche Geschwindigkeit hat. Man kann es auch so ausdrücken: In Bewegungsrichtung ist die Trägheit des Photons unendlich (und das kommt tatsächlich auch mathematisch so heraus – beachte, daß die träge Masse, die in F=ma eingeht, nicht die "relativistische Masse" m(v) ist, sondern noch eine kompliziertere Größe, die zudem in der Relativitätstheorie von der Richtung relativ zur Bewegung abhängt).

Letztlich müßte man das (insbesondere bezüglich der "Orthogonalverklumpung") aber natürlich mit den ART-Formeln nachrechnen.
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Tomas
Licht ist kein Brei, kann als nicht verklumpen.
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Beiträge: 20, Mitglied seit 18 Jahren
Für Licht, das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt steht die Zeit still, es altert also nicht! Ist aber Lichtgeschwindigkeit nicht nur die maximale Geschwindikeit des Lichts? Kann Licht nicht auch langsamer sein, z.B. in optisch dichteren Medien? Altert das Licht dann und bilden sich so etwas wie Lichttropfen?
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Beiträge: 683, Mitglied seit 17 Jahren
@Karl:
Wenn sich Licht in Medien bewegt, dann bedeutet dies zuerst, daß das Photon, welches man vornhinein steckt, etliche Male vorwärts und rückwärts wanderte,bevor es hinten herauskommt.
Es wird ständig gestreut, und zwar in alle Richtungen, also auch rückwärts.
Dadurch wird die Welle, die das Photon beschreibt, effektiv gebremst.
Pfropfen bilden sich dabei eigentlich nur in Form von Materieteilchen, die kurze Zeit die Energie des Photons festhalten, bevor sie diese wieder weiterreichen.

Man kann im Labor Licht inzwischen weit unter die Schallgeschwindigkeit abbremsen.
Doch innerhalb des bremsenden Mediums bewegt sich das Licht an jeder einzelnen Stelle, und dies tut es immer mit Lichtgeschwindigkeit, aber nicht in einer einheitlichen Richtung. Nur die makroskopische Durchschnittsgeschwindigkeit besitzt diese 'Langsamkeit'.
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Fastride
Das mit dem hin und her ist etwas waage.

Das Photon, das auf ein optisch dichtes Medium trifft, regt ein Elektron in eine höhere Umlaufbahn Bahn, dieses fällt mal zurück und emitiert das Photon mit der gleichen Energie, so wird es von atom zu atom weitergereicht, bis es das optisch dichte medium wieder verlässt.
Dieses weitergeben braucht halt Zeit, die Bewegung ist grundlegend verschieden von der Ausbreitung im Vakuum.
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Sixter
ich hab mir mal sagen lassen daß ein photon für seinen weg aus der sonne heraus immens viel zeit braucht, weil es durch die physikalischen verhältnisse im inneren der sonne garnicht anders kann. genau wie alle seine anderen kollegen da drin.
also veklumpt licht doch,oder?
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Beiträge: 105, Mitglied seit 17 Jahren
nun ja da ich in kuerze ein referat ueber die sonne halten werde dazu : )


also in der tat braucht licht eine imense zeit um an die oberflaeche zu gelangen
aber (ich denke) es verklumpt nicht sondern wird hin und her gelenkt
und arbeitet sozusagen ab und zu in die falsche richtung und ich denke es war zufall wenn einmal ein photon an die oberflaeche kommt naja

ich glaube so wars ich kann mich wage noch an eine schematische zeichnung erinnern aber danke fuer den anstoß das kommt mit in mein referat : )
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Beiträge: 683, Mitglied seit 17 Jahren
Zum Vergleich dazu:
Es dauert (manchmal lange), bis ein Neutron aus einem Atomkern heraustunnelt.
Aber kann man sagen, es habe dafür Zeit gebraucht?
Eigentlich nicht, denn die Zeit, die es im Kern verbracht hat, hat keinen Einfluß auf die Wahrscheinlichkeit, ob es herauskommt.

Wenn ein Kern nach Ablauf seiner Halbwertszeit noch nicht zerfallen ist, wie hoch ist dann die Wahrscheinlichkeit, daß er in der nächsten Halbwertszeit zerfällt? Wieder 50%.
Und in der nächsten und übernächsten? Immer wieder 50%. Die Wahrscheinlichkeit ändert sich kein bischen - bis der Kern zerfallen ist, dann sinkt sie auf Null.

Was ich fragen will: verklumpt ZEIT?
Oder besser: IST sie verklumpt, und entklumpt sich gelegentlich, um abzulaufen?
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Armin Kohlhaas
Licht kann nicht verklumpen, da es reine Information ist.
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Beiträge: 726, Mitglied seit 18 Jahren
Licht wechselwirkt (außer über die Gravitation) nur mit elektrisch geladenen Teilchen, nicht mit elektrisch neutralen (also z.B. mit Elektronen, aber nicht mit Neutrinos). Wenn Licht reine Information ist, warum wechselwirkt reine Information nur mit elektrisch geladenen Teilchen? Warum wechselwirkt reine Information überhaupt?

Licht trägt Energie und Impuls. Wie kann reine Information Energie und Impuls tragen?
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Beiträge: 683, Mitglied seit 17 Jahren
...und wie definiert man überhaupt 'reine Information'?
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Beiträge: 1.360, Mitglied seit 18 Jahren
Nicht nur sauber, sondern REIN.
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Es gibt keine Urknall-Singularität.
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