c konstant in allen Inertialsystemen, Zeitdilatatation (SRT)

mr. black

Wie ist Albert Einstein überhaupt darauf gekommen, dass die Lichtgeschwindigkeit in jedem System gleich c ist?

grüße mr. black grübelnd

Naemi · Moderator Anmeldungsdatum: 01.06.2004 Beiträge: 497 Wohnort: Bonn

Das hat das Experiment von Micholson/Morley bestätigt. Eigentlich wollten sie aber den Weltäther nachweisen; allerdings mussten sie aus dem Experiment (Messung der Lichtgeschwindigkeit mit und quer der Erdbewegung) schließen, dass c konstant ist -- in jedem Inertialsystem

MCGQ · Gast

Aus der Tatsache, dass die Maxwellgleichungen Lorentzinvariant sind kommt man z.B. auf die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit (sicher auch anders).

mr. black

Nun gut aber wie kam dieser geniale Mensch darauf, dass die Geschw.
des Lichts unabhängig jeglicher Relativbewegung der Quelle ist? grübelnd

Hat es da konkrete Experimente gegeben, die dass aussagten oder gibt
es eine Erklärung auf Basis der Logik?

grüße mr. black grübelnd

Naemi · Moderator Anmeldungsdatum: 01.06.2004 Beiträge: 497 Wohnort: Bonn

So!

Hier bin ich nochmal, um kurz nochmal etwas zu ergänzen ...

Also, das Michelson-Morley-Experinemt hat bestätigt, dass die Lichtgeschwindigkeit mit und gegen den vermuteten Weltäther (der nicht existiert) gleich ist. Die beiden haben die Gescwindigkeit mit und quer zur Erdrotation gemessen (Nachweis per Interferenz) und zwar in San Fransico. Damals wurde der Verkehr angehalten, damit der Versuchsaufbau, der auch schon auf einem Quecksilber"see" schwamm, möglichst unerschüttert arbeiten könnte (das waren noch Zeiten Augenzwinkern

)

Erste Schlüsse zog wohl Lorentz mit seinen berühmten Gleichungen (z.B. Längenkontraktion). Aber Einstein hat die schon bekannten Dinge kombiniert und die beiden Postulate (es gibt kein übergeordnetes Inertialsystem bzw. in allein IS gelten alle Naturgesetze, alle IS sind gleichberechtigt: Relativitätsprinzip sowie die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit) als Grundlage seiner speziellen RT genommen. Im Grunde hat er nur Dinge zusammengefügt, die zuvor bekannt waren, war aber kreativ genug, über die alten Weltbilder hinweg zu sehen und diese zu stürzen...

Noch ´ne Ergänzung:

Der Grund, warum die Lichtgeschwindigkeit so ist wie sie ist und der Grund für ihre Konstanz ist unbekannt und noch eine große (wenn nicht die bedeutenste -- oder auch nicht Augenzwinkern

) Frage der Physik.

Die Lichtgeschwindigkeit ist aber

.

und

sind die Feldkonstanten des elektromagnetischen Feldes.

mr. black

hat vielleicht wer das Buch von Stepen Hawking: "A Brief Story about Time"?

gut erklärt!
viel Humor und Ironie Freude

mfg mr. black Wink

Dieter5858 · Moderator Anmeldungsdatum: 02.08.2004 Beiträge: 696 Wohnort: Hamburg

Hi Leute
Das mit dem Licht ist doch ganz einfch...
Das die Lichtgeschwindigkeit in jedem System gleich ist kann man einfch nachweisen.
Stelle dir vor:
du sitzt im Zug (ICE) und fährst mit 200, ein Zug kommt entgegen (ICE) auch 200 km/h natürlich.
Du siehst denn Zug also mit ca. 400km/h an dir vorbeirauschen
(logisch und leicht nachvollziehbar, hoffe ich zumindest)
Jetzt bist du ein Lichtstrahl und dir kommt ein Lichtstrahl entgegen,
na und mit welcher Geschwindigkeit siehst du den anderen Lichtstrahl?
Logisch 300.000km/s also lichtgeschwindigkeit und zwar
nur die einfach ( c ).
Gut ob das jetzt Logisch oder leicht verständlich ist...
Also für mich nicht, aber das sind auch solche Sachen die man sich nicht unbedingt vorstellen muss, bin ich nicht scharf drauf ich nehms einfach so hin...
Hoffe ich konnte helfen..

mr. black

Ich weiß nicht so Recht!

Gabs zu Einsteins Zeiten Schon ICE Züge? Du würdest doch nie Intuitiv sagen das Licht diese Eigenschaft hat!

geschockt

Nikolas

Nein aber wenn Einstein mit seinem Fahrad gegen eine Wand gefahren wäre, hätte es sich sicher gefreut, dass es kein Lastwagen mit 50 km/h gewesen war.
Einfach so würde ich auch erst mal davon ausgehen, dass die relative Geschwindigkeit der beiden Photonen 2c beträgt. Denn im normalen Leben hat ja nichts so eine Schranke, also warum das Licht?

Mjkeenan · Anmeldungsdatum: 11.08.2004 Beiträge: 19 Wohnort: Baiersdorf, Bayern

Kann mir einer von euch verraten, um welchen Faktor die Zeit gestreckt wird, wenn ich mich mit c fortbewege?

Naemi · Moderator Anmeldungsdatum: 01.06.2004 Beiträge: 497 Wohnort: Bonn

Ich glaube, für Photonen vergeht keine Zeit. Habe ich irgendwo gelesen, weiß aber nicht mehr, wo. Zunge raus

mr. black

@ Naemi: Die Photonen sind jetzt genauso Alt wie beim Urknall! geschockt

nach Einstein ist der Betrag des Bewegungsvektors eines
jeden Dings gleich c nur, dass der Vektor die Zeit enthält
je schneller man sich im Raum bewegt desto langsamer
bewegt man sich in der Zeit und umgekehrt.
da Photonen einen Vektor im Raum haben, dessen Betrag
c ist. "Altern" sie nicht.

@ Gott

Einstein:Nur meine Frage an Einstein in bezug auf was bewegt sich alles mit c?

die Zeit steht für einen Beobachter, der Relativ zum System, dass
sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegt ruht im System, dass sich
mit Lichtgeschwindigkeit bewegt still.

Wink

Naemi · Moderator Anmeldungsdatum: 01.06.2004 Beiträge: 497 Wohnort: Bonn

Danke!

Aber was bedeuetet bitteschön dieser Satz: (vielleicht fehlen ja nur ein paar Kommata?)

Gast

also ich glaube, dass für dich im normalen Universum es so aussieht, als würde fürt jemanden der sich relativ zu dir mit c fortbewegt die Zeit stillstehen (das war jetzt nicht viel einfacher ausgedrückt sry Zunge raus

)

PS mir ists egal wie die Rechtschreibung aussieht, die Leuts müssen sich nur auf eine einigen, ich hab Diktate mit beiden gleich gut geschrieben^^

Mjkeenan · Anmeldungsdatum: 11.08.2004 Beiträge: 19 Wohnort: Baiersdorf, Bayern

mr. black

Jaja das ist tatsächlich sehr Paradox. Aber siehs mal so für ein Photon, dass sich an dir vorbeibewegt, alterst du auch nicht.
Paradox, paradox! unglücklich

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

hmmm photonen haben ja keine Masse, weil sie sonst eine unendlich grosse Energie hätten, da sie sich mit c bewegen. Und ich weiss net inwieweit es sinn Macht bei Energie von Alter zu sprechen oO
Ausserdem musst du bedenken, dass die Zeit ja relativ ist d.h für die photonen ist keine Zeit vergangen, für uns aber schon, aber das ist den photonen ja egal, da sie quasi unendlich Zeit zur verfügung haben.
Und man sollte bedenken, dass c wirklich nur im absoluten Vakuum

ist. Das absolute Vakuum herrscht aber noch nicht mal in den leersten Stellen des Universums, also bewegen sich die Photonen irgendwie doch in einer Zeit^^

GOAT · Anmeldungsdatum: 19.04.2004 Beiträge: 18

Moin,
lieber Bishop, zwar habe ich auch nicht die Lösung für das Problem, doch habe ich einen Einwand wegen dem Vakuum. Wenn es so ist, dass man immer von der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ausgeht, dann erkläre mir bitte was Caesium passiert. Hier ist nämlich der Brechungsindex größer 1, also ist hier die Lichtgeschwindigkeit größer als im Vakuum. Würden wir uns also immer auf das Vakuum beziehen, hätten wir Licht, das schneller ist als das Licht. grübelnd

Wenn ich es richtig verstehe so altert man relativ zu seiner Umwelt nicht, wenn man mit Lichtgeschwindigkeit reist.

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

hmm stimmt da war ja noch das Caesium grübelnd

Das war doch mit der Grund warum es immer wieder diese Zeitungsmeldungen gibt dass man jetzt doch die Lichtgeschwindigkeit geknackt hat.
Ich weiss da jetzt aber leider nicht wie man beweist dass sich das Licht darin immer noch unter

ausbreitet. (musst du Meromorper fragen=) ) Ich glaube das Lag daran dass obwohl Caesium einen Brechungsindex über 1 hat, bremst es dasd Licht soweit ab, dass das Licht im Endeffekt immer noch unter

kommt

Da diese Konstante nämlich unantastbar ist kann man auch überlichtschnelle Protonen o.Ä realisieren, die sich in einem Medium schneller als das Licht ausbreiten. Das Licht in diesem Medium ist aber immer noch langsamer als

...

Edit: da fällt mir ein, dass der Typ von Alpha Centauri doch mal gesagt hat, dass die Lichtgeschwindigkeit nur die Grenze für Übertragung von Information darstellt. man denke an verschränkte Photonen o.Ä bei ihnen spielt die Lichtgeschwindigkeit keine Rolle, die ändern ihren Quantenzustand ohne Zeitverlust auf beliebige Entfernungen. Man kann aber keine Information daraus gewinnen, deswegen ist es erlaubt...

Naemi · Moderator Anmeldungsdatum: 01.06.2004 Beiträge: 497 Wohnort: Bonn

Der Brechungsindex n ist definiert durch

Wo ist das Problem? Kein Überlichtschnell (außerdem hat Wasser einen Brechungsindex von 1,3!)

GOAT · Anmeldungsdatum: 19.04.2004 Beiträge: 18

Hey das heißt, dass wir ein Medium mit einem Brechungsindex kleiner 1 bräuchten; lässt das Problem aber weiterhin begründet.

rop · Gast

Hi, ich möchte hier mal zu der ursprünglichen Frage zurückkehren.

Soweit ich weiss, nahm alles seinen Anfang durch das Experiment von Kaufmann (und später Bertozzi mit verbesserter/modernerer Versuchsanordnung), in dem Elektronen mit HIlfe einer Beschleunigungsspannung beschleunigt wurden.
Hingegen der klassischen Vorhersage v=sqrt[ (2e*U)/m ] wurde ein Graph gemessen, der sich assymptotisch der Geschwindigkeit v(grenz)= 3*10^8 m/s annäherte. Womit erstmal "bewiesen" war, dass Elektronen diese Geschwindigkeit nicht überschreiten können.
Daraufhin kam das Experiment von Michelson & Morley, mit dem die Existenz eines Äthers widerlegt wurde. Somit konnte es kein ausgezeichnetes Inertialsystem geben, in dem eine sog. Ätherwindstelle herrschen sollte.
Daraus folgt letztendlich die spez. Relativitätstheorie.
Das ist nur mein Wissensstand, ob das alles korrekt ist, kann ich nicht mit Sicherheit sagen.

mfg

Gast

übrigens gilt die lichtgeschwindigkeitsgrenze nur für informationen soweit ich weiss.

es gibt durchaus überlichtgeschwindigkeit aber die sachen die damit übertragen werden sind nich von nutzen für uns.
also ich glaube so hat er harald lesch von alpha centauri erklärt -.-

mr. black

naja gibt es überhaupt was anderes als information

bzw. was willst du außer Information senden?

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

@mr black:
für verschränkte Systeme gilt die Lichtgeschwindigkeit nicht.
wenn du zwei photonen hast, die miteinander verschränkt sind, und du misst die polarisation eines davon, dann hat das andere photon sofort auch dieselbe polarisation, selbst wenn die zwei teilchen Lichtjahre voneinander weg wären. Das problem ist, dass dieser Vorgang keine Information enthält, denn du weisst zwar wie das zweite photon polarisiert ist, doch seinem Besitzer musst du das erst mitteilen, denn für ihn hat dein Wissen keinen Wert. Und das geht höchstens mit Lichtgeschwindigkeit. z.b durch morsecode mit lichtblitzen

SK-Genius · Anmeldungsdatum: 29.10.2004 Beiträge: 67 Wohnort: Dresden

was bedeutet in dem zusammenhang verschränkt?

alles was ich aus dem beitrag lesen kann ist, dass ich ne kugel nach links und eine gleich farbige kugel nach rechts rollen lasse. irgendwann kommt einne kugel zu einer anderen person. diese weiss nun, dass sich in die entgegengesetzte richtung ne gleichfarbige kugel rollt.

sehr mysteriös diese verschränkten farbigen kugeln? grübelnd

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

hmm okay, dann versuche ich das mal genauer zu formulieren:
ein photon ist ein Lichtteilchen, quantenmechanisch ausgedrückt das Wellenpaket eines elektromagnetischen Feldes. Ein photon kann verschiedene Eigenschaften haben, eine sehr geläufige ist die die Polarisation, d.h die Ausrichtung zu einer Achse, sie kann parallel oder antiparallel sein. Solange man die Polarisation eines photons nicht misst ist dieses aufgrund der quantenmechanik gleichzeitig parallel und antiparallel ausgerichtet. Wenn eine Messung vorgenommen wird, entscheidet sich das System für einen Zustand, wobei die Entscheidung bei der wahrscheinlichkeit der zustände liegt
es gibt Vorgänge bei denen man zwei photonenen verschränken kann, oder bei denen ein photonenpaar entsteht, das auch verschränkt ist. Die verschränkung sagt soviel aus, dass diese beiden keine definitive polarisation haben, jedoch immer dieselbe, d.h wenn ich ein verschränktes photon messe, dann weiss ich wie das andere polarisiert ist.
Das interessante daran ist, dass dieser Vorgang beliebig schnell ist, d.h dass auch wenn die photonen lichtjahre voneinander weg sind, würde das zweite photon sofort entsprechend polarisiert sein, wenn ich die polarisation von dem ersten messe. Das würde aber gegen die RT verstössen, da aber dieser Vorgang keine brauchbare Information liefert, geht es trotzdem, und jetzt kannst du noch meinen obigen post lesen^^

Jigga · Gast

Also soweit ich weiss, hat cäsium nicht einen brechungsindex >1 sondern <1 und das ist ja das problem. bei indizes >1 haben wir kein prob, worüber wir duskutieren müssen....

greets da Jigga

mr. black

Man kann mit Verschränkung aber keine Information
mit Überlichtgeschwindigkeit übertragen!!
Buschmann

Gast

Überlichtgeschwindigkeit ist definitiv NIE möglich. Und jeder der das behauptet, hat in seiner Herleitung irgendwelche Bezugssysteme durcheinander gebracht oder Begriffe falsch verwendet. Es gab und gibt einige sehr hohe Physiker die das behaupten, so zum Beispiel Gerald Feinberg mit seiner Tachyonen-Hypothese. Er nahm an, dass diese sich nicht nur mit v>c bewegen können, sondern sogar müssen. Schaut man sich aber seine Herleitung mal genau an, sieht man, dass bei seinen Lorentztransformationen unter der Wurzel ein Minus erscheint, was die Masse der Tachyonen, die bewegt werden, imaginär und damit hypothetisch macht.

Neko · Anmeldungsdatum: 04.07.2004 Beiträge: 526 Wohnort: Berlin

Überlichtgeschwindigkeit ist definitiv NIE möglich. Und jeder der das behauptet, hat in seiner Herleitung irgendwelche Bezugssysteme durcheinander gebracht oder Begriffe falsch verwendet. Es gab und gibt einige sehr hohe Physiker die das behaupten, so zum Beispiel Gerald Feinberg mit seiner Tachyonen-Hypothese. Er nahm an, dass diese sich nicht nur mit v>c bewegen können, sondern sogar müssen. Schaut man sich aber seine Herleitung mal genau an, sieht man, dass bei seinen Lorentztransformationen unter der Wurzel ein Minus erscheint, was die Masse der Tachyonen, die bewegt werden, imaginär und damit hypothetisch macht.

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

hmm gutes Argument, aber photonen haben ja auch keine Ruhemasse, könnte bei den tachyonen ähnlich sein.
Ansonsten ist es wichtig, dass man Information nicht mit Überlichtgeschwindigkeit übertragen, Überlichtgeschwindigkeit an sich existiert schon z.B als Winkelgeschwindigkeit eines Lichtstrahls bei einem Radius von mehreren Kilometern.

Neko · Anmeldungsdatum: 04.07.2004 Beiträge: 526 Wohnort: Berlin

mr. black

Erkläre das mal genauer, das mit der Winkelgeschwindigkeit.

smile

Tolga · Anmeldungsdatum: 01.02.2005 Beiträge: 37 Wohnort: Köln

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

ja hast recht r muss nicht gross sein, nur man könnte es so besser veranschaulichen.
Wer nicht so schnell wie Tolga ist bekommt folgende Erklärung nachgeschoben:
Wir stellen uns einen Laserstrahl vor der in einiger Entfernung auf einen Leuchtschirm auftrifft.=> Wir sehen einen Punkt;)
Nun bewegen wir den Lichtstrahl, besser gesagt den Laser, der diesen erzeugt sagen wir 20° nach oben. => Wir sehen wieder einen Punkt
Dieser ist aber Lustigerweise mit Überlichtgeschwindigkeit verreist.
Warum?
Nya wenn wir einen punkt haben der mit der Geschwindigkeit c auf dem Leuchtschirm entsteht, und nach seiner Reise auch mit c entsteht, aber eine Gewisse Distanz zwischen diesen Beiden Punkten zurückgelegt hat, muss er mit über c verreist sein.
Klingt jetzt echt schlecht, wenn nicht gar falsch aber man kann das mit simpelster Mathe zeigen, nur ist es mir grad zu spät dafür, denk aber alle in der Oberstufe können etwas mit Winkelgeschwindigkeit anfangen und sich das anschaulich vorstellen

Neko · Anmeldungsdatum: 04.07.2004 Beiträge: 526 Wohnort: Berlin

Hmm...klingt irgendwie unlogisch. Erklärs mal mathematisch.

Denn selbst wenn du den Laserstrahl um 20° nach oben drehst und dann auf dem gleichen Schirm abbildest, wird er sich nicht mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen. Die Photonen sind dann immer noch gleichschnell grübelnd

oder ich hab das modell falsch verstanden

navajo · Moderator Anmeldungsdatum: 12.03.2004 Beiträge: 618 Wohnort: Bielefeld

Naja, du drehst halt nen Laser ganz schnell im Kreis und guckst dir nen Punkt auf nem hinreichend weit entfernten Schirm an. Der Punkt bewegt sich dann ja überlichgeschwindigekeit im Kreis. Natürlich zeitverzögert zum Laser, die Photonen müssen ja erstmal am Schirm ankommen.

Naja, aber das ist ja auch nicht weiter wild, dass sich der Lichtpunkt mit mehr als Lichtgeschwindigkeit bewegt, denn ist ja kein Teilchen. Ist ja schließlich nur das Licht, was vom Schirm reflektiert wird.

Man könnt z.B. auch alle Straßenlaternen an einer Straße ganz schnell nacheinander einschalten, dann guckt man sich an wie schnell sich die "Laterneneinschaltung" ausbreitet und kann auch leicht Überlichgeschwindigkeit hinkriegen.

Aber das ist ja alles ganz egal, weils halt keine Teilchen sind, die sich da bewegen, verstößt also nicht gegen die RT.

Edit: Hmm, ob man mit genug Übung ne Laola-Welle mit Überlichtgeschwindigkeit hinkriegt? grübelnd

Tolga · Anmeldungsdatum: 01.02.2005 Beiträge: 37 Wohnort: Köln

Tolga · Anmeldungsdatum: 01.02.2005 Beiträge: 37 Wohnort: Köln