Mysterium Lichtgeschwindigkeit

[Thomas]

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Wer sagt, daß Licht überhaupt eine Geschwindigkeit hat ?
Radiowellen haben ja auch kein Gewicht

Das ist eine einfache Frage. Das kann man schlicht messen.

Das schoenste Beispiel dafuer ist der Reflektor, den eine Mondmission auf dem Mond hinterlassen hat. Darauf kann man einen Lichtblitz loslassen und dann messen, wie lange es braucht, bis wir die Reflektion sehen. Das wird natuerlich dafuer benutzt, den Mondabstand immer genau zu bestimmen, aber umgekehrt gilt natuerlich auch, dass bei bekanntem Abstand die Lichtgeschwindigkeit bestimmt wird.

Aber das ist schlicht die spektakulaerste Anwendung. Messen kann man das auch hier auf der Erde.

Wir können die Zeitdauer messen, die das Licht braucht, weil wir uns selbst nicht mit dem Licht bewegen. Die Zeitdauer, die wir messen, ist abhängig mit der Geschwindigkeit, mit der wir uns bewegen.

Das Licht selbst hat ja gar keine Zeit, da es sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Da vergeht keine Zeit. Somit finde ich es eine interessante Überlegung, ob das Licht (aus der Sicht des Lichtes betrachtet) denn eine Geschwindigkeit hat. Raum und Zeit entstehen ja erst durch die "Betrachtungen" sich relativ zueinander bewegenden Bezugssystemen.

[Ekkard]

Wir können die Zeitdauer messen, die das Licht braucht, weil wir uns selbst nicht mit dem Licht bewegen. Die Zeitdauer, die wir messen, ist abhängig mit der Geschwindigkeit, mit der wir uns bewegen.

In der Tat!

(Ich finde) es eine interessante Überlegung, ob das Licht (aus der Sicht des Lichtes betrachtet) denn eine Geschwindigkeit hat.

Ein (mit Lichtgeschwindigkeit) mitbewegter Beobachter sieht kein Licht. Die Wellenlänge wäre auf "unendlich" gedehnt (Dopplereffekt).

Raum und Zeit entstehen ja erst durch die "Betrachtungen" sich relativ zueinander bewegenden Bezugssystemen.

(?) Richtig daran ist, dass sich alle Subsysteme dieser Welt aufeinander beziehen. "Man" (einige Kosmologen) rätseln daran herum, ob dazu eine gewissen Mindest-Materiedichte notwendig ist. Sollte die Expansion des Raumes immer so weiter gehen, dann würde diese unterschritten. Manche sagen: Dann sind (universelle) Uhren nicht mehr möglich und die physikalischen Vorgänge haben bestenfalls noch enge lokale Wirkung. (Kleine Inseln im globalen Nichts).

[Edwin]

Das Licht selbst hat ja gar keine Zeit, da es sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Da vergeht keine Zeit. Somit finde ich es eine interessante Überlegung, ob das Licht (aus der Sicht des Lichtes betrachtet) denn eine Geschwindigkeit hat. Raum und Zeit entstehen ja erst durch die "Betrachtungen" sich relativ zueinander bewegenden Bezugssystemen.

Hat es wirklich gar keine Zeit oder ist es sozusagen am Rande der Zeit? Immerhin können wir es ja aus der Zeit heraus "abfangen". Kann man etwas ohne Zeit in der Zeit abfangen?
Ich stell mir manchmal vor das es halt am Zeitlimit ist aber noch nicht ganz ohne.

Ohne Zeit würd ich wenn z.B. die Tachyonen betrachten, sollte es sie geben. Hier mal ein Link zur Tante Wiki bezüglich Tachyonen (https://de.wikipedia.org/wiki/Tachyon)
Die Tachyonen lassen sich aber wohl nicht nachweisen, denn sie müssten dazu ja in die Zeit eindringen. Dazu müssten sie dann die Lichtgeschwindigkeitsgrenze unterschreiten und das verstieße ja wohl gegen Einsteins RT.

Was ich mich auch frage ist, wie das Licht zu dieser stabilen Geschwindigkeit kommt.

Grüße Edwin

[Sinai]

Was ich mich auch frage ist, wie das Licht zu dieser stabilen Geschwindigkeit kommt.

Eine interessante Frage

[Thomas]

Was ich mich auch frage ist, wie das Licht zu dieser stabilen Geschwindigkeit kommt.

Grüße Edwin

Das hängt wohl mit der Frage zusammen, weshalb Raum und Zeit so sind wie sie sind. Wenn wir dieses Problem geknackt haben, verstehen wir die Welt

Beeindruckend finde ich auch, dass nach der Heisenberg´schen Unschärferelation unter anderem die Lichtgeschwindigkeit ja gar nicht so stabil sein sollte. Im Grunde müssten einzelne Photonen manchmal auch schneller und manchmal langsamer als andere Photonen sein, da die Geschwindigkeit eines Teilchens ja nie völlig präzise ermittelbar ist. Erst die Masse von auftretenden Teilchen, die sich mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegen vermittelt dann den Eindruck einer exakten Geschwindigkeit.

Auch die Information über die Gravitation wird zwischen Materie mit Lichtgeschwindigkeit übertragen. Es ist wohl eine einfach Naturkonstante. Vielleicht der "Normalfall" in der Natur. Sobald ein Teilchen massebehaftet ist, wird es dadurch abgebremst. Ich denke, dass aus Sicht des Teilchens betrachtet dadurch der Raum und die Zeit entstehen, wenn es sich sozusagen relativ zur Lichtgeschwindigkeit bewegt.

[Ekkard]

Was ich mich auch frage ist, wie das Licht zu dieser stabilen Geschwindigkeit kommt.

Das ist in der Tat eine interessante Frage. Bisher ist es noch nicht gelungen, diese zu beantworten d. h. auf bekannte Grundprinzipien der Physik zurück zu führen. Wenn die Lichtgeschwindigkeit vom Inhalt unseres Weltalls abhängig sein sollte, dann ist sie keine Konstante. Einige Kosmologen vermuten genau das!

Beeindruckend finde ich auch, dass nach der Heisenberg´schen Unschärferelation unter anderem die Lichtgeschwindigkeit ja gar nicht so stabil sein sollte.

Nein, die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit ist, zumindest gegenwärtig, eine Konstante, die nicht nur im Mittel gilt.

Es ist zwar richtig, dass Impuls und Ort eines Teilchens (oder Wellenpakets) nicht zugleich genauer bestimmbar sind als die Unschärferelatione dies zulässt. Einen Einfluss auf die Vakuumlichtgeschwindigkeit ist damit nicht verbunden. Anders sieht das in Medien (Glas, Wasser, Gestein) aus. Dort hängt die Fortpflanzungsgeschwindigkeit von der optischen Dichte ab.

Sobald ein Teilchen massebehaftet ist, wird es dadurch abgebremst.

Nein, es unterliegt der Transformation der Messgrößen vom bewegten Teilchen zum ruhenden Beobachter (oder umgekehrt). Die Ausdrucksweise von uns Physikern ist irreführend und führt häufig zu Fehlschlüssen. Es handelt sich um nichts weiter als darum, dass das, was wir an einem Teilchen als Impuls "von außen" messen nicht das ist, wie sich das Teilchen tatsächlich bewegt. Das ist genauso, wie ein auf einem Karussel laufender Mensch nicht dasselbe erlebt, wie der Mensch nebendran, der (ohne genauere physikalische Analyse) einfach nicht begreift, warum der mitbewegte Mensch nicht einfach geradeaus auf das Rotationszentrum zusteuern kann.

Es ist ferner so, dass es Felder (Gravitation, Elektromagnetismus) gibt, die ohne Ruhemasse wechselwirken. Das sind die Felder, die nach klassischer Ansicht als "Wellenfelder" gelten. Deren Geschwindigkeit ist von unserem Standort aus betrachtet immer gleich der Lichtgeschwindigkeit.
Im Gegensatz dazu wechselwirken insbesondere die Kernkräfte mit Ruhemassen, unterliegen also den relativistischen Bedingungen, erreichen insbesondere nie die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und haben neben der Ruhemasse eine geschwindigkeitsabhängige (relativistische) "bewegte Masse".

Aber: Raum und Zeit entstehen dadurch nicht. Einige Kosmologen vermuten, dass Raum und Zeit von den Wechselwirkungsbeziehungen der Masse (= Energie) im Universum verursacht werden. Oder: Ein leeres Universum kann nicht existieren!

[Holmes]

Wie sieht es mit Tachyonen aus, könnten Tardyonen und Tachyonen nicht Luxonen zu ihrer konstanten Geschwindigkeit zwingen? Sozusagen ein Druck, der diese konstante Lichtgeschwindigkeit erzeugt, ein Druck der diese Geschwindigkeit so konstant wirken lässt. Aus diesem Grund es auch keinen Äther geben kann und man die Lichtgeschwindigkeit als konstant an nehmen muss. Da beide sich der Asymptote, mit ihrer Energie nähern, kann diese Asymptote sich nicht lösen und wird somit konstant.

[Ekkard]

@Holmes
Da musste ich mich erst mal schlauer machen!
Tardyonen sind "unsere" Teilchen mit einer Ruhemasse und einer (relativistisch veränderlichen) bewegten Masse; Luxonen haben keine Ruhemasse (el.-mag. Strahlung und Gravitonen) und bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit; Tachyonen sind immer überlichtschnell. Ihr bewegte Masse nimmt mit Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit zu und ist bei unendlich hoher Geschwindigkeit 0.

Nach meiner Kenntnis ist die Bewegung der "Luxonen" mit Lichtgeschwindigkeit ihrer nicht vorhandenen Ruhemasse zu danken. Was du ansprichst, wäre eine negative Rückkopplung: Abweichung von der Lichtgeschwindigkeit nach oben = Bremsung, Abweichung nach unten = Beschleunigung. Dies wiederum würde einer gegenläufigen Kraftwirkung entsprechen. Bei Lichtgeschwindigkeit ist aber bei Luxonen keine Beschleunigung möglich (so wenig, wie bei Tardyonen). Es gibt höhere Geschwindigkeiten, als die der Luxonen; aber damit gelingt in keinem Fall eine Informationsübertragung. Also gibt es auch keine Bremskraft. Anderenfalls wäre eine Fernwirkung verschränkter Teilchen nicht möglich.

[Sinai]

Zum Thema "Geschwindigkeit" ist zu sagen, daß Geschwindigkeit nur anhand eines definierten Bezugspunkts gemessen werden kann.

Ein Flugzeug etwa hat gar keine "Geschwindigkeit"

Ein Doppeldecker habe eine Dauerreisegeschwindigkeit von 160 km/h
Er fliegt über den Atlantik.
Nun ist starker Gegenwind von 120 km/h (Orkan)
Ein Schiff unten sieht den Fetzenbomber und sagt: "diese Schnecke"
Denn er überfliegt das Schiff nur mit matten 40 km/h

So ist es bei allem.
Ein Lichtstrahl wird langsamer, wenn er von der Erde nach rückwärts geschossen wird !
Ist ja klar
Die Erde fliegt mit riesiger Geschwindigkeit durchs All

Eine konstante Lichtgeschwindigkeit ist somit eine nicht durchdachte Phantasie
Oder sollte man besser Fantasie sagen ?

[Holmes]

Zum Thema "Geschwindigkeit" ist zu sagen, daß Geschwindigkeit nur anhand eines definierten Bezugspunkts gemessen werden kann.

Ein Flugzeug etwa hat gar keine "Geschwindigkeit"

Ein Doppeldecker habe eine Dauerreisegeschwindigkeit von 160 km/h
Er fliegt über den Atlantik.
Nun ist starker Gegenwind von 120 km/h (Orkan)
Ein Schiff unten sieht den Fetzenbomber und sagt: "diese Schnecke"
Denn er überfliegt das Schiff nur mit matten 40 km/h

So ist es bei allem.
Ein Lichtstrahl wird langsamer, wenn er von der Erde nach rückwärts geschossen wird !
Ist ja klar
Die Erde fliegt mit riesiger Geschwindigkeit durchs All

Eine konstante Lichtgeschwindigkeit ist somit eine nicht durchdachte Phantasie
Oder sollte man besser Fantasie sagen ?

Es wird von Lichtgeschwindigkeit im Vakuum geredet (etwa 300.000 Kilometer pro Sekunde), dass was du hier gerade versuchst zu beschreiben, sind die Grundlagen der Kinematik, die jedem von uns bewusst sind.

[Sinai]

Ein Lichtstrahl irrt durchs All.  Wer ihn abgeschossen hat, ist unbekannt, ist aber auch egal.
Jemand wirft die Frage auf, wie schnell er ist.
Richtet sich danach, bezüglich welchem Bezugspunkt gemessen.
Realtiv zum Mond ?  Zur Erde ?  Zum Mars ?  Zur Apollo-Rakete ?  Zur Sonne ?

[Holmes]

Ein Lichtstrahl irrt durchs All.  Wer ihn abgeschossen hat, ist unbekannt, ist aber auch egal.
Jemand wirft die Frage auf, wie schnell er ist.
Richtet sich danach, bezüglich welchem Bezugspunkt gemessen.
Realtiv zum Mond ?  Zur Erde ?  Zum Mars ?  Zur Apollo-Rakete ?  Zur Sonne ?

Nochmal es wird in einem Vakuum die Lichtgeschwindigkeit gemessen. Wie man eine Beschleunigung feststellt müsste dir doch klar sein? Gelangt ein Photon in dieses Vakuum, misst man es eben mit dieser konstanten Geschwindigkeit. Es ist keine Fantasie oder sonst irgendein ausgedachter Mythos, es sind schlicht Messungen die gemacht wurden. Stelle ich einen Stein, in dieses Vakuum, vergleiche ich die Geschwindigkeit und sehe, dass diese nun mal diesen Wert hat.

[Sinai]

Wenn ich die Geschwindigkeit von irgendetwas haben will, muß ich den BEZUGSPUNKT sagen.

a) Ein Radfahrer mißt das mittels Anzahl der Umdrehungen seines sagen wir 26 Zoll Vorderrades, daher Geschwindigkeit relativ zur Straße.

b) Ein Segelboot macht das so, daß eine sehr lange Schnur mit Knoten in bestimmten Abständen und einem Treibanker (leerer Holzkübel) laufen gelassen wird, nach Anzahl der Knoten und Zeit kann man die Geschwindigkeit relativ zur Wasseroberfläche messen. (Daher: das Boot fährt derzeit 11 "Knoten" schnell)

b1) Das mit der Geschwindigkeit relativ zur Wasseroberfläche versagt bei der Flußschiffahrt! Da ist man schon frühzeitig draufgekommen daß das mit dem Treibanker nicht funktioniert. Wenn beispielsweise das Boot durch eine kräftige Ruderer-Crew schnittig stromaufwärts fährt, daß das Wasser am Heck schäumt, kann es sein, daß das Boot nur im Schneckentempo relativ zum Land stromaufwärts fährt . . .
Um nun vorauszusagen zu können, wann das liebe Boot in Melk sein wird, ist die Geschwindigkeit relativ zum Wasser völlig irrelevant, es muß die Geschwindigkeit relativ zu einer Landmarke (Kirchturm am Ufer) gemessen werden.

c) Ein Raumschiff düst durchs All. Wie schnell fliegt es ?
Gute Frage. Wenn es in Erdnähe ist, dann wird man die Geschwindigkeit wohl in Bezug zur Erde angeben.
c1) Zu einer sich rasch drehenden Stadt am Äquator ? Zum Nordpol ?

c2) In Mondnähe gibt man wohl die Geschwindigkeit in Bezug zum Mond (auch hier die Streitfrage Mondäquator oder Mondpol) an.

c3) Fraglich ist der Bezugpunkt, wenn das Raumschiff gerade irgendwo in der Mitte zwischen Erde und Mond ist.
Der eine sagt, es fliegt schnell wie der Teufel (in Bezug zum Nordpol der Erde)
Der andere sagt, es fliegt noch viel viel schneller (in Bezug zum Kap Karneval)
Der Dritte sagt, es steht (in Bezug zum Mond)

Was nun ?

Wie ist "Geschwindigkeit" zu messen ?  

Geschwindigkeit ist keine natürliche Eigenschaft eines Objekts (so wie etwa die Länge), sondern reine KONVENTIONSSACHE !

[Ekkard]

Wenn ich die Geschwindigkeit von irgendetwas haben will, muß ich den BEZUGSPUNKT sagen.

Im Prinzip ja. Nur wird der Wert der Vakuum-Lichtgeschwindigkeit in jedem Bezugssystem mit der Konstanten von rund 300000 km/s gemessen.

Was deine Bezugspunkte unter "c)" angeht: Natürlich wählt man ein adäquates Bezugssystem z. B. den Schwerpunkt der Erde, des Mondes oder des gemeinsamen beider.

Geschwindigkeit ist keine natürliche Eigenschaft eines Objekts (so wie etwa die Länge), sondern reine KONVENTIONSSACHE!

Auch und gerade die Länge ist eine Frage von welchem System aus ich sie messe.
Im übrigen habe ich Probleme mit "natürlichen Eigenschaften", weil wir (Physiker) nur Relationen messen.

[konform]

Wenn ich die Geschwindigkeit von irgendetwas haben will, muß ich den BEZUGSPUNKT sagen.

Im Prinzip ja. Nur wird der Wert der Vakuum-Lichtgeschwindigkeit in jedem Bezugssystem mit der Konstanten von rund 300000 km/s gemessen.

Was deine Bezugspunkte unter "c)" angeht: Natürlich wählt man ein adäquates Bezugssystem z. B. den Schwerpunkt der Erde, des Mondes oder des gemeinsamen beider.
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Wie reagiert Deiner Meinung nach ein Lichtstrahl, dem sich verschiedene Beobachter mit unterschiedlicher Geschwindigkeit nähern? Gegenüber jedem Beobachter nach den Regeln der “Relativistischen Geschwindigkeitsaddition”,  damit die Höchstgeschwindigkeit in keinem Fall  überschritten wird?