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Information schneller als Lichtgeschwindigkeit aussenden
 
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rudolk
Gast





Beitrag rudolk Verfasst am: 05. Feb 2020 15:46    Titel: Information schneller als Lichtgeschwindigkeit aussenden Antworten mit Zitat

Meine Frage:

Wenn die Phasengeschwindgkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit ist, kann man damit Informationen schneller als das Licht übertragen?

Meine Idee:

Ich weiß nicht wie man hier qualitativ antwortet. Pi mal daumen wäre jetzt meine Antwort das es nicht möglich ist, da sich kein Signal schneller als Lichtgeschwindigkeit ausbreiten kann. Das hört sich jedoch etwas Stumpf an ....
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 668

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 05. Feb 2020 15:51    Titel: Antworten mit Zitat

Nein, die Phase alleine trägt ja keine Information.
Areton
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Beitrag Areton Verfasst am: 05. Feb 2020 16:07    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist einer der wichtigen erkenntnise Einsteins.
Information kann nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit übertragen werden.
rudolk
Gast





Beitrag rudolk Verfasst am: 05. Feb 2020 16:08    Titel: Antworten mit Zitat

Was genau trägt denn dann die Information?
Areton
Gast





Beitrag Areton Verfasst am: 05. Feb 2020 16:28    Titel: Antworten mit Zitat

Naja, die Welle. die phasengeschwindigkeit ist ja ur die geschwindigkeit der phase und nicht der Welle.
Areton
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Beitrag Areton Verfasst am: 05. Feb 2020 16:35    Titel: Antworten mit Zitat

Oder anderst formuliert, überleg dir mal wann die phasengeschwindikeit über der von Licht liegt. z.B. bei Wellenpaketen und dann enthält die Phasengeschwindigkeit keine Information über die zusammensetzung des Wellepacketes, und trägt keine verwertbare Informationen.
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 668

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 05. Feb 2020 16:37    Titel: Antworten mit Zitat

Eine echte Information ist eine Änderung in der Welle, die nicht vorherbestimmbar ist. Für eine simple ebene Welle der Form E = E0*cos(w*t - k*r) kann man ja für alle Zeiten und an allen Orten die Feldstärke vorhersagen. Es gibt also keine Information, die damit transportiert wird.

Will man eine Information übertragen, muss man etwas an der Welle ändern. Zum Beispiel könnte man ja zu einem bestimmten Zeitpunkt die Amplitude, die Frequenz oder die Phase ändern und dann beobachten wie schnell sich diese Änderung im Raum ausbreitet. Und dann würde man sehen, dass dies mit maximal c passiert.

Der fundamentale Grund für die Schranke c ist aber, dass die Annahme der Kausalität (also dass ein Ereignis nur durch Ereignisse beeinflusst werden kann, die in dessen Vergangenheit liegen) zusammen mit der Relativitätstheorie die maximale Informationsausbreitung auf c beschränkt.

Nils
Areton
Gast





Beitrag Areton Verfasst am: 05. Feb 2020 16:44    Titel: Antworten mit Zitat

Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben:
Eine echte Information ist eine Änderung in der Welle, die nicht vorherbestimmbar ist. Für eine simple ebene Welle der Form E = E0*cos(w*t - k*r) kann man ja für alle Zeiten und an allen Orten die Feldstärke vorhersagen. Es gibt also keine Information, die damit transportiert wird.

Nils


Anschaulich, aber ist die frequenz der Welle nicht schon eine Information für sich? Bzw. das vorhandensein der Welle an und für sich?
Nils Hoppenstedt



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Beiträge: 668

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 05. Feb 2020 16:52    Titel: Antworten mit Zitat

Nein, eine Information ist immer was neues (wir könnten uns zum Beispiel nicht unterhalten, wenn ich dir einfach nur die ewig gleiche eintönige Welle schicke).
Areton
Gast





Beitrag Areton Verfasst am: 05. Feb 2020 17:00    Titel: Antworten mit Zitat

hmm, da wäre ich vorsichtig. eine information kann auch das ausbleiben einer änderung sein. wenn du mir zur antwort z.b. nur eine gleichförmige welle schickst, dann weis ich (nach vorherige konvention) das du nicht mit mir reden möchtest, bis die welle wieder moduliert wird.
Wenn ich mich also frage, ob du zum Zeitpunkt t wieder mit mir reden möchtest, muss ich bloß nach einer veränderung der welle schauen und bleibt diese aus, kann ich daraus eine information ziehen.

anders ausgedrückt, leuchtet der leuchturm noch immer mit gleicher unveränderter welle weiß ich, dass die klippe noch nicht eingestürzt ist.

in beiden fällen erhalte ich informationen ohne das eine änderung vorliegt.
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
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Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 05. Feb 2020 17:04    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, hier geht es aber um die Informations"übertragung". Wenn sich nichts geändert hat, wurde auch keine neue Information übertragen. Dann liegt nur die olle Information von gestern vor.

Nils
Areton
Gast





Beitrag Areton Verfasst am: 05. Feb 2020 17:11    Titel: Antworten mit Zitat

Das stimmt so nicht, da Informationen zeitabhängig sind. Die Information von gestern muss heute nicht gelten, aber das sie es tut ist selber schon eine information.

Anderes Beispiel, wir vereinbaren im voraus, dass, wenn du deine welle zum zeitpunkt t nicht änderst ein bestimmtes Ereignis statt fand. Da ich vor dem Zeitpunkt t nicht weis, ob das Ereignis stattfand, erhalte ich eine neue Information, ohne das sich meine welle geändert hätte.
Nils Hoppenstedt



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Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 05. Feb 2020 17:21    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist trotzdem keine Informationsübertragung im physikalischen Sinne. Es könnte ja sein, dass ich die Welle gerade ändern wollte, aber dann einen Herzinfarkt bekam. Um zu kommunizieren, muss man schon aktiv Informationen senden.
Areton
Gast





Beitrag Areton Verfasst am: 05. Feb 2020 17:29    Titel: Antworten mit Zitat

NEIN! Denn
Areton hat Folgendes geschrieben:
Das stimmt so nicht, da Informationen zeitabhängig sind. Die Information von gestern muss heute nicht gelten, aber das sie es tut ist selber schon eine information.


und das auch im physikalischen sinne, aber lassen wir das. das bringt ja so nichts.

Aber um nochmal zur ursprungsfrage zurückzukommen. Alle Informationen die in der Phasengeschwindigkeit dirn stecken (z.B. den Betrag der Phasengeschwindigkeit), breiten sich selber nur mit lichtgeschwindigkeit aus, selbst wenn die phasengeschwindigkeit schneller ist.
Nils Hoppenstedt



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Beiträge: 668

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 05. Feb 2020 17:41    Titel: Antworten mit Zitat

Davon abgesehen, musst du auch in deinem Beispiel der Kommunikation durch nicht-Kommunikation nach dem vereinbarten Zeitpunkt einen gewisse Zeitspanne warten, um zu bewerten, ob sich die Welle geändert hat oder nicht. Erst danach liegt die Information vor, nicht vorher. Es kommt also auf gleiche heraus.
Areton
Gast





Beitrag Areton Verfasst am: 05. Feb 2020 17:51    Titel: Antworten mit Zitat

Es war ja nie die rede von überlicht komunikation, ich wollte dir nur verdeutlichen, das 'Information heist änderung' im Allgemeinen nicht stimmt.
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 668

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 05. Feb 2020 18:38    Titel: Antworten mit Zitat

Guuuut, dann sagen wir halt die Informationsübertragung ist mit der Änderung einer Welleneigenschaft *verknüpft*. Ob man der Änderung jetzt das Bit 1 zuordnet und der Nichtänderung das Bit 0, oder umgekehrt, ändert ja nichts grundsätzliches.
rudolk
Gast





Beitrag rudolk Verfasst am: 05. Feb 2020 21:20    Titel: Antworten mit Zitat

Die Gruppengeschwindigkeit überträgt allgemein die Energie oder? Unabhängig davon, ob man Signale mithilfe der Phasengeschwindigkeit schneller als die Lichtgeschwindigkeit übermitteln kann ist dies nicht möglich da sie keine Energie trägt.
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 668

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 05. Feb 2020 21:34    Titel: Antworten mit Zitat

Es gibt bei Wellenpaketen 4 verschiedene Geschwindigkeiten:

Die Phasengeschwindigkeit (dürfte klar sein)
Die Gruppengeschwindigkeit: das ist die Geschwindigkeit mit der sich das Maximum bewegt
Die Energiegeschwindigkeit: das ist die Geschwindigkeit mit der sich der Schwerpunkt der Welle bewegt
Die Signageschwindigkeit: Das ist das aller vorderste Punkt des Wellenpakets für den die elektrische Feldstärke das erste Mal größer als Null ist (bzw. über der Detektionsschwelle des Detektors liegt).

Nur für die letzte Geschwindigkeit ist die Lichtgeschwindigkeit die Schranke. Für alle anderen gibt es Beispiele, wo die Lichtgeschwindigkeit überschritten wird. Sogar eine unendliche Phasengeschwindigkeit ist möglich.

Nils


Zuletzt bearbeitet von Nils Hoppenstedt am 05. Feb 2020 21:53, insgesamt einmal bearbeitet
rudolk
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Beitrag rudolk Verfasst am: 05. Feb 2020 21:50    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen vielen dank!
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