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Nachricht |
meayme000
Gast
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 meayme000 Verfasst am: 23. Mai 2022 14:23 Titel: Längenkontraktion |
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Meine Frage:
Hallo zusammen,
Ich habe ein kleines Gedankenexperiment durchgeführt, in dem ich mir vorstellte, was geschehen würde, wenn ich in die Formel der Lorenzkontraktion (relativistische Längenkontraktion) für meine Geschwindigkeit "v" die Naturkonstante "c" nehme. D.h. mein v = 299.792.458 m/s, und ich habe dann verschiedene Distanzen für mein L_0 (Ruhelänge) genommen und zu meinem erstaunen, kamen da egal wie groß die Distanzen sind immer die Zahl 0 raus.
Was bedeutet das jetzt aus der Sicht der Photonen?
Heißt das etwa das jede Distanz für ein Photon gleich Null ist?
Alsobdas würde heißen der Abstand zur Andromeda Galaxie (2.5 Mio. Lj.) und der Abstand zu Earendel (22 Mrd. Lj.) Wären gleich?
Und wenn das so ist, wieso müssen wir dann immer Millionen oder Milliarden Jahre auf neue Informationen von Gestrinen warten?
Aus der Sicht der Phtonen ist doch jede Information zu jedem Zeitpunkt immer da gewesen.
Oder verstehe ich da jetzt etwas falsch?
Meine Ideen:
Ich kenne das Experiment mit Myonen, da war man ja etwas verwirrt, wieso man diese Elementarteilchen messen kann obwohl die ja schon lange bevor die an die Erdoberfläche kommen zerfallen müssen, jedoch wurde dies dann mit den Formeln der speziellen Relativitätstheorie erklärt.
Also Myonen haben aus ihrer Sicht eine kürzere Distanz und Leben aus ihrer Sicht auch genau so lange, wie sie es aus Experimenten tun sollen.
Aber diese fliegen eben nur mit annähernd c, die relativistischen Effekte sind zwar deutlich aber bei Phtonen ist ja alles Null. Zeit Null, jede Distanz gleich.
D.h. das Licht vom Anfang oder Ende des Universums müsste doch ständig ohne Verzögerung neue Infos senden, aus der Sicht der Phtonen. Aber aus meiner Sicht sind diese Infos erst Milliarden Jahre später da. Aber wieso? Die Informationen sind doch hier. Wieso sehe ich sie nicht, weißt muss ich jetzt noch sonlange warten, wenn die Photonen doch schon lange die Informationen geliefert haben? |
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
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| Aruna Verfasst am: 25. Mai 2022 12:55 Titel: Re: Längenkontraktion |
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| meayme000 hat Folgendes geschrieben: |
Was bedeutet das jetzt aus der Sicht der Photonen?
Heißt das etwa das jede Distanz für ein Photon gleich Null ist?
Alsobdas würde heißen der Abstand zur Andromeda Galaxie (2.5 Mio. Lj.) und der Abstand zu Earendel (22 Mrd. Lj.) Wären gleich?
Und wenn das so ist, wieso müssen wir dann immer Millionen oder Milliarden Jahre auf neue Informationen von Gestrinen warten?
Aus der Sicht der Phtonen ist doch jede Information zu jedem Zeitpunkt immer da gewesen.
Oder verstehe ich da jetzt etwas falsch?
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Wir können nicht die Sicht von Photonen einnehmen und mathematisch ist ein Bezugssystem, das sich mit c bewegt, nicht definiert.
siehe z.B. diese Antwort:
| TomS hat Folgendes geschrieben: | Aus Sicht eines beliebigen Beobachters bewegt sich ein Photon - das wir uns mal als nahezu punktförmiges Energiepaket vorstellen - immer mit Lichtgeschwindigkeit c und befindet sich dann zum Zeitpunkt t nach seiner Erzeugung an einem Ort
 = ct )
von der Quelle entfernt. Da können wir es lokalisieren bzw. detektieren.
Was mathematisch unmöglich ist, ist ein Ruhesystem des Photons zu definieren und aus Sicht des Photons die Position anderer Objekte zu beschreiben. |
aus diesem Thread:
https://www.physikerboard.de/topic,66414,-laengenkontraktion-und-zeitdilatation-im-fall-eines-photons.html
| meayme000 hat Folgendes geschrieben: |
D.h. das Licht vom Anfang oder Ende des Universums müsste doch ständig ohne Verzögerung neue Infos senden, aus der Sicht der Phtonen. Aber aus meiner Sicht sind diese Infos erst Milliarden Jahre später da. Aber wieso?
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wie soll denn ein Photon Informationen visuell ("aus Sicht") aufnehmen und weitergeben?
Ein Photon kann Informationen von a nach b transportieren und das mit Lichtgeschwindigkeit.
| meayme000 hat Folgendes geschrieben: |
Die Informationen sind doch hier. Wieso sehe ich sie nicht, weißt muss ich jetzt noch sonlange warten, wenn die Photonen doch schon lange die Informationen geliefert haben? |
Wo haben die die Information denn hin geliefert und in welcher Form? |
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meayme000
Gast
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| meayme000 Verfasst am: 26. Mai 2022 11:16 Titel: |
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Vielen Dank für die Infos.
Das aus mathematischer Sicht so eine Lokalisierung nicht möglich ist, wusste ich nicht.
Deshalb kam mir das so komisch vor.
Aber es muss sich nicht mal um Lichtgeschwindigkeit handeln, was wenn wir 1m/s langsamer sind, dann sind doch die relativistischen Effekte bestimmt auch nahezu identisch.
Ich dachte immer Photonen sind die Teilchen die uns Informationen liefern.
Bsp. Sonne. Wenn die jetzt einfach weggenommen werden würde, würden wir das ja erst 8 min später sehen.
Und das verwirrt mich voll. Weil das Objekt ist doch weg, wieso kann ich es noch so lange sehen.
Aber stimmt das jetzt, das aus Sicht eines Photons, die Distanz zum Ende des Universum gleich Null ist? Und die Zeit ebenso. |
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
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| Aruna Verfasst am: 26. Mai 2022 12:59 Titel: |
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| meayme000 hat Folgendes geschrieben: |
Aber es muss sich nicht mal um Lichtgeschwindigkeit handeln, was wenn wir 1m/s langsamer sind, dann sind doch die relativistischen Effekte bestimmt auch nahezu identisch.
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Lichtgeschwindigkeit beträgt 299.792.458 m/s.
Maßstäbe die 1 m/s weniger schnell bewegt sind, wären dann gegenüber der Länge im Ruhesystem um den Faktor
^2}{(299.792.458)^2}}) verkürzt.
Fall ich mich nicht verrechnet habe, wäre das ein Faktor von rund 
Die Entfernung Sonne Erde wäre dann von 150 Millionen Kilometer auf rund 12.252 km geschrumpft, aber immer noch in der Größenordnung des Erddurchmessers.
Von nahezu identisch zu einer Kontraktion auf einen Punkt würde ich da nicht sprechen.
Ein Kilometer langer Maßstab wäre noch rund 8,168 cm lang.
| meayme000 hat Folgendes geschrieben: |
Ich dachte immer Photonen sind die Teilchen die uns Informationen liefern.
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ja, aber nicht, indem die bei uns ankommen und uns irgendwie mitteilen, was sie gerade sehen, sondern indem die eben Informationen mitbringen, wie so ein Bote oder eine Brieftaube.
Die Geschwindigkeit, mit der die Information übertragen wird, ist dann die Geschwindigkeit des Boten, der Brieftaube oder eben der Photonen.
Maximal Lichtgeschwindigkeit.
| meayme000 hat Folgendes geschrieben: |
Bsp. Sonne. Wenn die jetzt einfach weggenommen werden würde, würden wir das ja erst 8 min später sehen.
Und das verwirrt mich voll. Weil das Objekt ist doch weg, wieso kann ich es noch so lange sehen.
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Dazu kannst Du Dir überlegen, wie Du etwas "siehst".
Von dem Objekt ausgehende Photonen fallen in Dein Auge, lösen dort über Rezeptoren ein elektrisches Signal aus, dass in Deinem Gehirn als Seheindruck interpretiert wird.
Wenn das Objekt 8 Lichtminuten entfernt ist, dann sind die Photonen eben 8 Minuten unterwegs, bis die bei Deinem Auge ankommen.
Wenn dann dauernd - wie von der Sonne - Photonen in Deinem Auge ankommen, brauchen auch die letzten Photonen, die die Sonne vor ihrem Verschwinden ausgesendet hat, 8 Minuten, so lange dauert es, bis es dunkel wird.
| meayme000 hat Folgendes geschrieben: |
Aber stimmt das jetzt, das aus Sicht eines Photons, die Distanz zum Ende des Universum gleich Null ist? Und die Zeit ebenso. |
Keine Ahnung, ich kann - wie gesagt - mich nicht in ein Photon versetzen.
Und da ein Photon IMO keine Augen hat, oder sonstige Lichtrezeptoren, sieht das auch nix.
Und wenn es was sähe, könnte es uns das nicht mitteilen.
Das sind natürlich spannende Gedankenspiele.
Hier eine Seite, auf der relativistische Effekte visualisiert werden. Das ist dann nicht die Sicht eines Photons, aber die Sicht eines sehr schnell bewegten Beobachters:
https://www.tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de/bewegung/bewegung.html
Zur Verkürzung eines sehr schnell bewegten Objekts z.B. diese Unterseite.
https://www.tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de/bewegung/bewegung3.html
Das ist wohl etwas komplizierter, als einfach die Lorenzkontraktion zu berechnen, da spielen wieder die Lichtlaufzeiten, also die Dauer, die die Photonen von verschiedenen Stellen eines Objekt zum Beobachter unterwegs sind, eine Rolle:
| Zitat: | Sieht ein fast lichtschnelles Objekt verkürzt aus?
Einmal angenommen, wir würden über Raumschiffe verfügen, die annähernd Lichtgeschwindigkeit erreichen können - würden sie dann im Flug gestaucht aussehen, je schneller, desto kürzer? Nun, ganz so einfach ist es nicht, wie erstmals von Anton Lampa im Jahr 1924 gezeigt wurde [1]. Eine Computersimulation zeigt, was Lampa berechnete (Abb. 1): Maßstäbe, die sich fast lichtschnell nähern (links, 70% der Lichtgeschwindigkeit), sehen wesentlich länger aus als Maßstäbe, die sich mit der gleichen Geschwindigkeit entfernen (rechts). Ja, sie scheinen sogar länger zu sein als ruhende Maßstäbe (Mitte). Dabei sind alle diese Maßstäbe, wenn sie ruhend abgemessen werden, gleich lang. Sie haben dann genau die Länge eines der Karos auf dem Untergrund. In Abb. 2 blicken wir von der Seite auf dieselbe Szene. Alle bewegten Stäbe erscheinen verkürzt!
Um das Aussehen der bewegten Maßstäbe zu verstehen, muss man sich bewusst machen, wie das gesehene (oder photographierte) Bild entsteht. Das Bild eines Objekts entsteht dadurch, dass Licht vom Objekt ausgehend in die Kamera gelangt. Dabei legt das Licht den Weg zwischen Objekt und Kamera mit einer zwar sehr großen, aber doch endlichen Geschwindigkeit zurück. Da verschiedene Objektpunkte verschieden weit von der Kamera entfernt sind, ist das Licht je nach Ursprungsort verschieden lange unterwegs.
Wird die Kamera ausgelöst, dann registriert sie das Licht, das zu diesem Zeitpunkt gerade ankommt. Das gleichzeitig eintreffende Licht wurde aber, je nach Laufzeit, innerhalb eines gewissen Zeitraums nach und nach emittiert. Während dieses Zeitraums bewegte sich nun das Objekt ständig weiter. Abb. 3 illustriert am Beispiel eines einzelnen heranfliegenden Stabs, was das zur Folge hat: Das Licht, das zu einem Zeitpunkt in die Kamera eintritt, stammt von Punkten im Raum, die sich über mehr als eine Stablänge erstrecken; der Stab erscheint verlängert. Dieser Lichtlaufzeiteffekt ist so groß, dass er sogar die Längenkontraktion überwiegt.
Wenn sich umgekehrt der Stab von der Kamera entfernt, führt der Lichtlaufzeiteffekt zu einer scheinbaren Verkürzung, die zur Längenkontraktion noch hinzukommt: Der Stab erscheint stark verkürzt.
Nur in dem einen Fall, in dem die Blickrichtung genau senkrecht zur Bewegungsrichtung ist, sind die Lichtlaufzeiten von beiden Stabenden gerade gleich lang und man sieht dieselbe Länge, die man auch misst. In der Bildmitte von Abb. 2 trifft das zu; der Vergleich mit den Karos des Untergrunds zeigt, dass die Maßstäbe gerade entsprechend der Längenkontraktion verkürzt erscheinen. |
An der Seite findest Du dann auch einen Film, der zeigt, wie Maßstäbe die sich mit 0,7 c auf Dich zu bewegen, aussehen, im Vergleich zu solchen die sich mit 0,7c von Dir wegbewegen und das verglichen mit ruhenden Maßstäben:
https://www.tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de/filme/massstab_laengs/massstab_laengs-xd-640x480.mp4
Und hier, auf der ersten Seite, wie es aussähe, wenn man mit 0,9c durch ein Würfelgitter flöge:
https://www.tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de/filme/gitters-h0.9/gitters-h0.9-xd-640x480.mp4
Ich hab's nicht nachgerechnet... |
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meayme000
Gast
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| meayme000 Verfasst am: 26. Mai 2022 15:33 Titel: |
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Wow, also ich hatte es vorher nicht berechnet aber das wegen 1 m/s trotzdem so "große" Unterschiede sind hätte ich niemals gedacht.
Ja allmählich verstehe ich das. Die anderen Dinge wie: "Sicht eines Photons" sind dann eben Sachen die man nicht verstehen kann.
Aber vielen Dank dür die ausführlichen Informationen und all die Links. Jab nir alles durchgelesen und auch angeschaut.
Scjön so ein Forum zu haben.
Auch wenn ich Mathematik studiere, Physik finde ich viel spannender 😄😄. |
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