THEMA:

Hallo,

mir ist hier, ausgehend von der SRT, bezüglich Lichtgeschwindigkeit etwas aufgestoßen.
Seit Michelson und Morley wissen wir, dass c = const und seit der SRT wird die Konstanz von c unabhängig vom Bezugssystem postuliert.
So weit, so gut - und immer wieder erwähnt.

Nun meine Frage: Warum beträgt die Vakuumlichtgeschwindigkeit 300000 km/s? Gibt es eine Erklärung dafür? könnte ja auch 200 oder 7050438 km/s sein.
Diese 300000 km/s sind ja ein gemessener Wert und kein theoretisch hergeleiteter Wert.
Finde keinerlei Erklärungsversuche, nirgendwo.


mit freundlichen Grüßen

Alexander Bütow

Naturkonstanten wie die Lichtgeschwindigkeit können wir nur messen. Es gibt für keine Naturkonstante eine theoretische Herleitung ihres Wertes.

Das Interessante dabei ist, dass sie Naturkonstanten extrem fein aufeinander abgestimmt sein müssen, damit im Universum Leben möglich ist. Wäre etwa die Lichtgeschwindigkeit nur ein ganz klein wenig größer oder kleiner, dann könnte es in dem Universum kein Leben geben.

Die Frage, warum die Naturkonstanten so fein aufeinander abgestimmt sind, lässt sich physikalisch nicht entscheiden. Mögliche Erklärungsmöglichkeiten sind extremer Zufall, die Annahme unendlich vieler verschiedener nicht wechselwirkender Universen verbunden mit dem anthropischen Prinzip oder ein Schöpfergott/Schöpferprinzip.

ClausS schrieb:
Die Frage, warum die Naturkonstanten so fein aufeinander abgestimmt sind, lässt sich physikalisch nicht entscheiden. Mögliche Erklärungsmöglichkeiten sind extremer Zufall, die Annahme unendlich vieler verschiedener nicht wechselwirkender Universen verbunden mit dem anthropischen Prinzip oder ein Schöpfergott/Schöpferprinzip.

Stichwort Schöpfungsprinzip
Bei vielen Naturkonstanten spielt die Zeit eine Rolle. Dass die Naturkonstanten so fein abgestimmt sind, könnte eventuell daran liegen, dass sich diese Konstanten alle auf einem gemeinsamen Takt reduzieren lassen. Würde man die LG erhöhen, könnte das (theoretisch) nur dadurch geschehen, dass sich der Takt erhöht. Wenn sich aber der Takt erhöht, erhöht er sich natürlich auch bei allen anderen Naturkonstanten und diese würden relativ zueinander genauso fein abgestimmt bleiben, wie sie jetzt sind.

Folgende Frage taucht da auf:
Angenommen, es findet ein Rennen statt. Start und Ziel liegen genau 1 Plancklänge auseinander. Ein Läufer braucht genau eine Planckzeit, um die Plancklänge zu überwinden. Wie schnell müsste der Läufer laufen? Wenn nämlich die Geschwindigkeit die LG wäre, wäre das ein Hinweis, dass so ein Takt real existiert.

OK, Max Planck hat natürlich seine (vorerst unbekannte) Skala aufgrund der (bekannten) LG erstellt. Aber, die exakte Größe der Plancklänge und der Planckzeit muss ja auch einen Grund haben. Die LG setzt ja nur das Verhältnis zueinander fest, nicht aber die Größe.

.

Alexor schrieb: Warum beträgt die Vakuumlichtgeschwindigkeit 300000 km/s?

Ich versuche es mal mit einer ganz einfachen Antwort. Das ist einfach nur dadurch festgelegt, wie wir das Meter und die Sekunde (damit auch KM) definiert haben.
Wenn wir für die Längeneinheit, z.B das englische Maß "Inch" gewählt hätten, dann wäre der Wert nicht bei 300.000.
Ist einfach nur eine Festlegung. Es sind auch nicht genau 300.000 sondern 299 792 458 m/s

badhofer schrieb: Angenommen, es findet ein Rennen statt. Start und Ziel liegen genau 1 Plancklänge auseinander. Ein Läufer braucht genau eine Planckzeit, um die Plancklänge zu überwinden. Wie schnell müsste der Läufer laufen? Wenn nämlich die Geschwindigkeit die LG wäre, wäre das ein Hinweis, dass so ein Takt real existiert.

Ein Läufer auf der Planck-Länge im Rennen gegen das Licht?

Wikipedia schrieb: In der Planck-Zeit, ~10⁻⁴³ s, durchläuft das Licht die Planck-Länge.

Und die Planck-Länge soll ~10⁻³⁵ m sein ( Wikipedia ). Das Licht hat demnach die Gewindigkeit: v = s/t = 10⁻³⁵ / 10⁻⁴³ = 10⁸ = 1 100 Mio. m/s = 1000 100.000 km/s. Also 300 mal ⅔ langsamer als im Vakuum? Wie das denn?

Im Vakuum ist Licht wohl vom nordischen Gott der Ungeduld getrieben (Hammersbald) .

Steinzeit-Astronom schrieb:

Wikipedia schrieb: In der Planck-Zeit, ~10⁻⁴³ s, durchläuft das Licht die Planck-Länge.

Und die Planck-Länge soll ~10⁻³⁵ m sein ( Wikipedia ). Das Licht hat demnach im Vakuum nur ca. ⅓ dieser Gewindigkeit: v = s/t = 10⁻³⁵ / 10⁻⁴³ = 10⁸ = 1 Mio. m/s = 1000 km/s. Also 300 mal langsamer als im Vakuum? Wie das denn?

Im Vakuum ist Licht wohl vom nordischen Gott der Ungeduld getrieben (Hammersbald) .

Wikipedia macht zur Planck-Zeit unterschiedlich genaue Angaben.

Wikipedia zitiert das National Institute of Standards and Technology mit 5,391 247 · 10⁻⁴⁴ s für die Planck-Zeit (und 1,616 255 · 10⁻³⁵ m für die Planck-Länge), an anderer Stelle gibt es die Planck-Zeit an mit ~10⁻⁴³ s.

physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?plkt
physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?plkl

0,29979242279198115018658948477041 * 10⁹ m/s

Zu meiner Schulzeit waren 10⁸ noch 100 Millionen, ist aber schon lange her .

Alexor schrieb: Nun meine Frage: Warum beträgt die Vakuumlichtgeschwindigkeit 300000 km/s? Gibt es eine Erklärung dafür? könnte ja auch 200 oder 7050438 km/s sein.
Diese 300000 km/s sind ja ein gemessener Wert und kein theoretisch hergeleiteter Wert.
Finde keinerlei Erklärungsversuche, nirgendwo.

Die Frage ist hier im Forum bereits mehrfach aufgetaucht. Naturkonstanten wären keine Naturkonstanten, wenn man sie "erklären" könnte.

Man kann in fraglichen Formeln nachsehen, und somit Zusammenhänge mit anderen Naturkonstanten aufzeigen. zB
c²ε°μ° = 1
c ≈ ²(3/Λ)H_x

oder andere Zusammenhänge betrachten und als Erklärung heranziehen
c = ²(E/m)
c = λ·f

In den meisten Fällen ist allerdings eher c die Ursache der anderen Konstanten als deren Auswirkung

gaston schrieb: Wikipedia macht zur Planck-Zeit unterschiedlich genaue Angaben.

Es gibt nur eine Planckzeit
tP = rP/c = 5,391247e-44 s

Vermutlich hast Du es mit
ωP = 1/tP = 1,85478 · 10⁴³ Hz verwechselt.

Steinzeit-Astronom schrieb: Das Licht hat demnach die Gewindigkeit: v = s/t = 10⁻³⁵ / 10⁻⁴³ = 10⁸ = 1 Mio. m/s

c = 2,99792458000e+8 m/s sind knapp 300.000 km /s oder ca 300 Mio m/s

Steinzeit-Astronom schrieb: Und die Planck-Länge soll ~10⁻³⁵ m sein

rP = 1,616255e-35 m ist schon korrekt

ra-raisch schrieb:

gaston schrieb: Wikipedia macht zur Planck-Zeit unterschiedlich genaue Angaben.

Es gibt nur eine Planckzeit
tP = rP/c = 5,391247e-44 s

Nicht anderes habe ich gesagt.

gaston schrieb:

ra-raisch schrieb:

gaston schrieb: Wikipedia macht zur Planck-Zeit unterschiedlich genaue Angaben.

Es gibt nur eine Planckzeit
tP = rP/c = 5,391247e-44 s

Nicht anderes habe ich gesagt.

ja, und auch der Rest war korrekt, aber wo hast Du das her (vermutlich aus dem Post von Steinzeit-Astronom?):

gaston schrieb: an anderer Stelle gibt es die Planck-Zeit an mit ~10⁻⁴³ s.

ra-raisch schrieb: ja, und auch der Rest war korrekt, aber wo hast Du das her (vermutlich aus dem Post von Steinzeit-Astronom?):

Ich verstehe Deine Frage nicht. In meinem Beitrag 68201 habe ich doch Steinzeit-Astronom klar und deutlich zitiert und ihn auf seinen Fauxpas bei 10⁸ aufmerksam gemacht.

Naja das sieht mir nicht nach einem Zitat aus:

gaston schrieb: an anderer Stelle gibt es die Planck-Zeit an mit ~10⁻⁴³ s.

aber ist ja jetzt auch egal.

ra-raisch schrieb: Man kann in fraglichen Formeln nachsehen, und somit Zusammenhänge mit anderen Naturkonstanten aufzeigen. zB
c²ε°μ° = 1

Was mich dabei etwas umtreibt ist, dass sich die Lichtgeschwindigkeit aus den Eigenschaften des elektromagnetischen Feldes ergibt, was ja auch logisch ist, da Licht ein elektromagnetisches Phänomen ist.

Aber wieso gilt die gleiche Höchstgeschwindigkeit auch für andere Phänomene, die nicht elektromagnetisch sind?

Warum sind ε° und μ° so gestaltet, dass sie auch die Geschwindigkeit von Gravitationswellen bestimmen? -oder die Höchstgeschwindkeit jeder anderen Welle /Objekt.

Oder andersherum: Wir haben hier ein allgemeines Prinzip der Höchstgeschwindigkeit, aber was hat das mit Magnetismus und μ° zu tun?

Ja, gute Frage.
Ich sehe es allerdings anders herum. c ist nicht größer, weil das die Höchstgechwindigkeit ist, und c ist (zufällig) auch nicht kleiner, ε° und μ° ergeben sich erst daraus.

Vielleicht hilft hier auch das Video von Josef M. Gaßner zum Thema „Naturkonstanten und Sommerfeldsche Feinstrukturkonstante Alpha“ weiter…

Ergibt sich die Lichtgeschwindigkeit, oder zumindest ein Näherungswert, aus den Maxwellschen Feldgleichungen?

Die Lichtgeschwindigkeit ist als Konstante in diesen Gleichungen enthalten. Ihr Wert ergibt sich aber rein experimentell.

ra-raisch schrieb: Ja, gute Frage.
Ich sehe es allerdings anders herum. c ist nicht größer, weil das die Höchstgechwindigkeit ist, und c ist (zufällig) auch nicht kleiner, ε° und μ° ergeben sich erst daraus.

So wird es wohl sein. Ist aber trotzdem merkwürdig.

Wenn ich ein Stück Stahl habe, ergibt sich die Schallgeschwindigkeit darin aus dem elastischen Eigenschaften des Stahls. Die Schallgeschwindigkeit ist aber nicht die Ursache der Elastizität des Stahls.

Bei der Lichtgeschwindigkeit sieht es aber genauso so aus. Die Lichtgeschwindigkeit (bzw. Höchstgeschwindigkeit) wäre die Ursache für die "elastischen Eigenschaften" ε° und μ° des elektromagnetischen Feldes und nicht umgekehrt.

Manfred S schrieb: Wenn ich ein Stück Stahl habe, ergibt sich die Schallgeschwindigkeit darin aus dem elastischen Eigenschaften des Stahls. Die Schallgeschwindigkeit ist aber nicht die Ursache der Elastizität des Stahls.

Bei der Lichtgeschwindigkeit sieht es aber genauso so aus. Die Lichtgeschwindigkeit (bzw. Höchstgeschwindigkeit) wäre die Ursache für die "elastischen Eigenschaften" ε° und μ° des elektromagnetischen Feldes und nicht umgekehrt.

In diesem Fall (universelle Höchstgeschwindigkeit) wohl nicht, denn hier gibt es eben keine individuelle Elastizität sondern man kann dies nur in Form einer Art von Elastizität deuten.

"Eigentlich" ist c=∞, unerreichbar, und wir messen dies lediglich als einen realen Wert, sozusagen. Das liegt an unserem "falschen" Begriff von Geschwindigkeit.

Steinzeit-Astronom schrieb: Und die Planck-Länge soll ~10⁻³⁵ m sein ( Wikipedia ). Das Licht hat demnach die Gewindigkeit: v = s/t = 10⁻³⁵ / 10⁻⁴³ = 10⁸ = 1 100 Mio. m/s = 1000 100.000 km/s. Also 300 mal ⅔ langsamer als im Vakuum? Wie das denn?
Im Vakuum ist Licht wohl vom nordischen Gott der Ungeduld getrieben (Hammersbald) .

Hallo Steinzeit-Astronom,

den Irrtum bei der Umrechnung von 10⁸ hast Du inzwischen in Deinem Beitrag korrigiert.
Dennoch hältst Du an den falschen Konsequenzen weiter fest ("Also 300 mal ⅔ langsamer als im Vakuum? Wie das denn?"). Wenn Du mit stark gerundeten Werten rechnest, darfst Du Dich über die Unschärfe im Ergbnis nicht wundern. Nimmst Du die korrekten Werte, dann passt es, siehe z.B. unter
68201

Gruß g.

gaston schrieb:

Steinzeit-Astronom schrieb: Und die Planck-Länge soll ~10⁻³⁵ m sein ( Wikipedia ). Das Licht hat demnach die Gewindigkeit: v = s/t = 10⁻³⁵ / 10⁻⁴³ = 10⁸ = 1 100 Mio. m/s = 1000 100.000 km/s. Also 300 mal ⅔ langsamer als im Vakuum? Wie das denn?
Im Vakuum ist Licht wohl vom nordischen Gott der Ungeduld getrieben (Hammersbald) .

Hallo Steinzeit-Astronom,

den Irrtum bei der Umrechnung von 10⁸ hast Du inzwischen in Deinem Beitrag korrigiert.
Dennoch hältst Du an den falschen Konsequenzen weiter fest ("Also 300 mal ⅔ langsamer als im Vakuum? Wie das denn?"). Wenn Du mit stark gerundeten Werten rechnest, darfst Du Dich über die Unschärfe im Ergbnis nicht wundern. Nimmst Du die korrekten Werte, dann passt es, siehe z.B. unter
68201

Gruß g.

Ja, das ist mir inzwischen klar. Wollte nur nicht meinen ganzen Beitrag entsprechend korrigieren, sonst wären ja die ganzen nachfolgen Beiträge dazu nicht mehr nachvollziehbar. Das 10⁸ natürlich 100 Millionen sind und nicht 1 Million, wollte ich dann aber schon korrigiert haben in meinem Beitrag. Danke nochmal für den Hinweis .

Habe es jetzt auch nicht mehr nachgerechnet, aber ich gehe mal davon aus, dass sich die Lichtgeschwindigkeit in der Planck-Länge nicht von der im Vakuum unterscheidet.

Steinzeit-Astronom schrieb: Habe es jetzt auch nicht mehr nachgerechnet, aber ich gehe mal davon aus, dass sich die Lichtgeschwindigkeit in der Planck-Länge nicht von der im Vakuum unterscheidet.

Nachrechnen wäre da sinnlos, weil die Plancklänge ja (ua) aus der Lichtgeschwindigkeit berechnet wird. Wenn überhaupt, dann wäre der Wert für die Plancklänge falsch angegeben.

Zum besseren Verständnis der Grundfragen dieses Themas empfehle ich als Einstieg den Wikipediaartikel: Planck-Einheiten. . In diesem werden die Zusammenhänge zwischen den fundamentalen Naturkonstanten erklärt.
Die Planck-Länge ergibt sich aus der Quadratwurzel des reduzierten planckschen Wirkungsquantums mal der Gravitationskonstante durch die Lichtgeschwindigkeit hoch 3,
Anklicken der Links verhilft zu tieferem Verständnis, auch für die Lichtgeschwindigkeit.
Unter der Annahme eines Substrats des Vakuums aus diskreten Objekten erreicht man eine Vergleichbarkeit mit der Ausbreitung von Licht im Vakuum und Schall in einfachen Gasen.