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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 07:48 #69641

Moin, auch hier nochmal eine Verständnisfrage. Ich habe in einem Video das Konzept der variablen Lichtgeschwindigkeit gesehen. Bin nicht direkt Anhänger davon, auch wenn ich neue Konzepte grundsätzlich mag.
Es hat mir aber eine Frage aufgeworfen, die ich gerne geklärt haben möchte.
Warum genau ist die Grenze der Lichtgeschwindigkeit, die Grenze? Wenn wir unbegrenzt Energie zur Verfügung haben, sollte diese Energie auch in Vorwärtsbewegung umgesetzt werden können. Was genau hindert also ein "masseloses" Teilchen daran schneller zu fliegen als mit c?

P.S. Wenn Formeln bei der Antwort benutzt werden, diese bitte in eine verständliche Sprache übersetzen.

Danke für die Antworten im Voraus.

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 11:15 #69648

Falsifikator schrieb: Was genau hindert also ein "masseloses" Teilchen daran schneller zu fliegen als mit c?

Das ist keine Frage der Energie sondern der Kausalität. Je mehr Energie, desto kleiner ist die Wellenlänge und desto höher ist die Frequenz, die Geschwindigkeit ändert sich dabei nicht mehr.
Etwas, das schneller als das Licht wäre, würde gegen die Kausalität verstoßen. Es sähe für bestimmte Beobachter so aus, als ob es in die entgegengesetzte Richtung fliegt. Die Kausalität sollte aber besser für alle Beobachter gleich sein. Dass die Natur dies berücksichtigt, ist dankenswert.

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 12:47 #69656

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ra-raisch schrieb: Etwas, das schneller als das Licht wäre, würde gegen die Kausalität verstoßen. Es sähe für bestimmte Beobachter so aus, als ob es in die entgegengesetzte Richtung fliegt. Die Kausalität sollte aber besser für alle Beobachter gleich sein. Dass die Natur dies berücksichtigt, ist dankenswert.

Ich würde das so nicht ausdrücken wollen (auch wenn es natürlich nicht wirklich falsch ist), denn im Zeitalter der Postkutsche sah es auch nicht so aus, als würden z.B. die Vögel rückwärts fliegen.
Entscheidend, um eine Kausalität zu gewährleisten ist, dass jedwede Übertragung von Information mit nur endlicher Geschwindigkeit erfolgen kann.

Mit anderen Worten: gäbe es etwas, das endlich(!) schneller wäre als Licht, dann würden wir eben dieses 'etwas' als Kommunikationsmittel (z.B. für die Synchronisation von Uhren) benutzen.

Verantwortlich für die Kausalität im Sinne von ursächlich betrachte ich deshalb nicht das Licht an sich, sondern betrachte die Topologie der Raumzeit als eigentlichen Garanten der Kausalität.
Und weil andererseits ganz offensichtlich alles was nicht massebehaftet ist, sozusagen an ADHS zu leiden und eine bzw. diese von der Topologie vorgegebene maximale Geschwindigkeit zwanghaft auskosten zu müssen scheint ;-), dürfte so ein o.a. hypothetisches 'etwas' högschtwahrscheinlich ;-) ausgeschlossen sein.

Oder nochmal mit anderen Worten: die Raumzeit ist nicht so wie sie ist, weil die Lichtgeschwindigkeit ist wie sie ist ... sondern eben andersherum.
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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 13:28 #69659

wm schrieb:

ra-raisch schrieb: Etwas, das schneller als das Licht wäre, würde gegen die Kausalität verstoßen. Es sähe für bestimmte Beobachter so aus, als ob es in die entgegengesetzte Richtung fliegt. Die Kausalität sollte aber besser für alle Beobachter gleich sein. Dass die Natur dies berücksichtigt, ist dankenswert.

Ich würde das so nicht ausdrücken wollen (auch wenn es natürlich nicht wirklich falsch ist), denn im Zeitalter der Postkutsche sah es auch nicht so aus, als würden z.B. die Vögel rückwärts fliegen.
Entscheidend, um eine Kausalität zu gewährleisten ist, dass jedwede Übertragung von Information mit nur endlicher Geschwindigkeit erfolgen kann.

Mit anderen Worten: gäbe es etwas, das endlich(!) schneller wäre als Licht, dann würden wir eben dieses 'etwas' als Kommunikationsmittel (z.B. für die Synchronisation von Uhren) benutzen.

Verantwortlich für die Kausalität im Sinne von ursächlich betrachte ich deshalb nicht das Licht an sich, sondern betrachte die Topologie der Raumzeit als eigentlichen Garanten der Kausalität.
Und weil andererseits ganz offensichtlich alles was nicht massebehaftet ist, sozusagen an ADHS zu leiden und eine bzw. diese von der Topologie vorgegebene maximale Geschwindigkeit zwanghaft auskosten zu müssen scheint ;-), dürfte so ein o.a. hypothetisches 'etwas' högschtwahrscheinlich ;-) ausgeschlossen sein.

Oder nochmal mit anderen Worten: die Raumzeit ist nicht so wie sie ist, weil die Lichtgeschwindigkeit ist wie sie ist ... sondern eben andersherum.


Perfekt, danke dafür. Das ist der Punkt den ich im Sinn hatte. Nur ungemein schöner formuliert durch dich ;-).
Wenn die Raumzeit selbst die Grenze vorgibt, frage ich mich, warum? Bzw. wodurch genau wird diese verursacht? Ist das Größenabhängig, von der Form, oder gar doch der Masse? (beim Photon ist man sich nach wie vor nicht komplett sicher ob nun Massebehaftet oder nicht)
Je nachdem welche Eigenschaft es ist, gäbe es dann eben doch eine Möglichkeit diese Grenze zu durchbrechen. Zum Beispiel die Neutrinos. Die wären die heißesten Kandidaten dafür. Keine Kopplung an EM-Felder und verdammt klein.
Viel wichtiger aber als das Gesetz zu brechen, ist mir zu vestehen, wie hier das Zusammenspiel aus Teilchen und Raumzeit aussehen könnte. Wenn vorher Energie in Beschleunigung umgesetzt werden kann und plötzlich nicht mehr. Was genau ist an diesem einen Punkt so besonders? Ab dem Zeitpunkt wird Energie ja scheinbar nur noch in Frequenz und Wellenlänge des Teilchens umgeandelt, aber nicht mehr in Vortrieb.
Wenn jemand eine Idee hat, egal wie abstrus sie klingen mag...

Danke!

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 14:00 #69661

Ja, dem kann ich mich natürlich anschließen.

Es ist auch gar nicht nötig, dass Licht die Signalgeschwindigkeit besitzt, aber es ist eben so, weil die Kräfte sich mit Photonen vermitteln, insofern ist beides Eins.

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 15:57 #69670

wm schrieb:

ra-raisch schrieb: Etwas, das schneller als das Licht wäre, würde gegen die Kausalität verstoßen. Es sähe für bestimmte Beobachter so aus, als ob es in die entgegengesetzte Richtung fliegt. Die Kausalität sollte aber besser für alle Beobachter gleich sein. Dass die Natur dies berücksichtigt, ist dankenswert.

Ich würde das so nicht ausdrücken wollen (auch wenn es natürlich nicht wirklich falsch ist), denn im Zeitalter der Postkutsche sah es auch nicht so aus, als würden z.B. die Vögel rückwärts fliegen.
Entscheidend, um eine Kausalität zu gewährleisten ist, dass jedwede Übertragung von Information mit nur endlicher Geschwindigkeit erfolgen kann.

Mit anderen Worten: gäbe es etwas, das endlich(!) schneller wäre als Licht, dann würden wir eben dieses 'etwas' als Kommunikationsmittel (z.B. für die Synchronisation von Uhren) benutzen.

Verantwortlich für die Kausalität im Sinne von ursächlich betrachte ich deshalb nicht das Licht an sich, sondern betrachte die Topologie der Raumzeit als eigentlichen Garanten der Kausalität.
Und weil andererseits ganz offensichtlich alles was nicht massebehaftet ist, sozusagen an ADHS zu leiden und eine bzw. diese von der Topologie vorgegebene maximale Geschwindigkeit zwanghaft auskosten zu müssen scheint ;-), dürfte so ein o.a. hypothetisches 'etwas' högschtwahrscheinlich ;-) ausgeschlossen sein.

Oder nochmal mit anderen Worten: die Raumzeit ist nicht so wie sie ist, weil die Lichtgeschwindigkeit ist wie sie ist ... sondern eben andersherum.


Ok, jetzt ist es angekommen.
Damit gibst du also allein aus Kausalitätsgründen eine Grenze vor. Das ist für mich unbefriedigend. Hier ist kein Spielraum mehr für tiefes Verständnis. Also der Grund warum diese Kausalität so ist wie sie ist.
Mit, es ist so, weil es so sein muss, kann man nicht wirklich arbeiten ;-)
Ich hätte gerne eine handfestere Erklärung. Die Raumzeit gibt die Struktur vor, in der sich alles abspielt. Daher muss es, wie du richtig erwähnt hast mit dieser Struktur im Zusammenhang stehen.
Ich frage mich eben, warum genau hier die Grenze liegt und nicht woanders. Es muss noch eine eindeutigere Erklärung als die Kausalität geben.
Es wäre ja auch mit doppelter Lichtgeschwindigkeit eine Kausalität möglich... Ich will einfach nicht an einen Zufall glauben. So als ob der Chef sagt, hier habe ich nunmal die Grenze gesetzt, akzeptier es, Punkt.
Was könnte vom rein logischen her, hier diese Grenze festsetzen? Wirkt die Struktur der Raumzeit abbremsend? Zieht das Photon einen Wirbel mit sich, dessen Sogwirkung irgendwann unendlich groß ist?
In dieser Richtung hätte ich gerne Antworten...

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 16:13 #69672

Falsifikator schrieb: Ich frage mich eben, warum genau hier die Grenze liegt und nicht woanders.


Die Physik kann Naturkonstanten wie die Lichtgeschwindigkeit oder das Plancksche Wirkungsquantum nur messen. Es ist bisher bei keiner Naturkonstante gelungen, ihren Wert theoretisch herzuleiten.

Das einzige, was bislang an einigen Stellen gelungen war, war eine Naturkonstante aus anderen Naturkonstanten zu berechnen, zum Beispiel die magnatische Feldkonstante aus der elektrischen Feldkonstante und der Lichtgeschwindigkeit.

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 16:49 #69677

Falsifikator schrieb: Ich hätte gerne eine handfestere Erklärung. Die Raumzeit gibt die Struktur vor, in der sich alles abspielt. Daher muss es, wie du richtig erwähnt hast mit dieser Struktur im Zusammenhang stehen.
Ich frage mich eben, warum genau hier die Grenze liegt und nicht woanders.

Diese Frage wird immer wieder gestellt.

Das einzige was noch logisch erscheint aber letztlich nicht weiter bringt, ist der Vakuumwellenwiderstand.

Z° = 1/ε°c = μ°/c = ²(μ°/ε°)
c = μ°/Z° = 1/ε°Z° = 1/²(μ°ε°)

Ob Raum oder Vakuum, das ist insofern das Gleiche, weist diese Eigenschaften auf. Ob die UR da noch Licht hineinbringen könnte?

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 17:19 #69683

ClausS schrieb:

Falsifikator schrieb: Ich frage mich eben, warum genau hier die Grenze liegt und nicht woanders.


Die Physik kann Naturkonstanten wie die Lichtgeschwindigkeit oder das Plancksche Wirkungsquantum nur messen. Es ist bisher bei keiner Naturkonstante gelungen, ihren Wert theoretisch herzuleiten.

Das einzige, was bislang an einigen Stellen gelungen war, war eine Naturkonstante aus anderen Naturkonstanten zu berechnen, zum Beispiel die magnatische Feldkonstante aus der elektrischen Feldkonstante und der Lichtgeschwindigkeit.

Dann sind das die Kippunkte der Wissenschaft. Die man leider akzeptieren muss. Eine Naturkonstante erklären zu können wär natürlich ein Traum, dann könnte man auch mal hinter den Vorhang gucken.
Aber ich verstehe jetzt zumindest den Urknall. Das ist auch ein Naturgegener Kippunkt. Ab einem Zeitpunkt, hat sich das Universum angefangen auszudehnen. Das kann man hinterfragen, macht aber keinen Sinn.
Auf der anderen Seite frage ich mich, ob es eben bei der Ausbreitung des Universums einen Kippunkt gibt. Ab dem sich das Universum eben wieder zusammenzieht, ohne dass wir den Grund erkennen könnten. Einfach weil da von der Natur ein Kippunkt vorgesehen ist.
Damit hätte man zumindest einen schlüssigen Kreislauf. Universum dehnt sich aus bis zum Kippunkt. Und schrumpft wieder bis zum nächsten Kippunkt.
Ist so eine Betrachtung mit der heutigen Physik vereinbar?

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 18:03 #69690

Falsifikator schrieb: Auf der anderen Seite frage ich mich, ob es eben bei der Ausbreitung des Universums einen Kippunkt gibt. Ab dem sich das Universum eben wieder zusammenzieht, ohne dass wir den Grund erkennen könnten. Einfach weil da von der Natur ein Kippunkt vorgesehen ist.

Das wäre so ohne Vakuumenergie. Wir haben den möglichen Kipppunkt (Schubumkehr) bereits vor 5,4 Mrd Jahren überschritten, wenn die Messungen stimmen, und das Universum dehnt sich ewig aus.

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 20:00 #69695

Falsifikator schrieb: Ist so eine Betrachtung mit der heutigen Physik vereinbar?


Es ist derzeit kein Mechanismus bekannt, der zu einer erneuten Kontraktion des Universums führen könnte.

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 20:47 #69697

ClausS schrieb:

Falsifikator schrieb: Ist so eine Betrachtung mit der heutigen Physik vereinbar?


Es ist derzeit kein Mechanismus bekannt, der zu einer erneuten Kontraktion des Universums führen könnte.

ra-raisch:
Das wäre so ohne Vakuumenergie. Wir haben den möglichen Kipppunkt (Schubumkehr) bereits vor 5,4 Mrd Jahren überschritten, wenn die Messungen stimmen, und das Universum dehnt sich ewig aus.[/quote]

Dann hat man sich eventuell verrechnet? Die Annahmen bei dieser Rechnung würden mich mal interessieren.
Man könnte den Mechanismus als eine Art Reinigung, bzw. neue Geburt betrachten. Alles wird resetet. Jedwede vorige Verbindung wird in diesem unendlich kleinen Punkt gebrochen. Es sollten nur noch die Grundenergien übrig bleiben, ziemlich fest zusammengedrückt.
Und bei der Schubumkehr, also nicht die Explosion, sondern die Ausbreitung der Raumzeit, haben sich die Teilchen lediglich "mit" dem Raum ausgebreitet.
Eben bis zum nächsten Kippunkt. Natürlich ist auch eine einfache weitere Ausdehnung möglich. Und eine Explosion am Anfang möglich. Ohne irgendeine Verbindung zu vorher und nachher.
Aber ich finde einen Kreislauf vom Ding her iwie runder und leichter zu akzeptieren.

Mal was in eigener Sache. Mit welcher Formel würde man eine beschleunigte Ausdehnung ausdrücken? (r/t)3? Wäre das ein Term der dafür stehen könnte?

Danke

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 21:09 #69702

Falsifikator schrieb: Dann hat man sich eventuell verrechnet?

Nein, es geht um Messungen.

wiki:
Die Untersuchungen seit 1990, für die Perlmutter, Schmidt und Adam Riess den Nobelpreis für Physik des Jahres 2011 zugesprochen bekamen, zeigen, dass die Expansion des Universums heute beschleunigt abläuft.

Dafür wurden ferne Galaxien und deren Rotverschiebung gemessen. Es stellte sich heraus, dass sie zu nah sind für die hohe Rezessionsgeschwindigkeit. Nun würde man denken, dass das bedeutet, dass somit früher die Expansion schneller war. Aber es bedeutet, dass die Entfernung zu gering ist, also früher eine geringere Expansion herrschte, sonst müßten sie ja weiter weg sein. Die Beschleunigung muss also später stattgefunden haben, nicht die beobachteten Galaxien sind "zu" schnell sondern wir sind schneller geworden. Ein gutes Beispiel für die Relativität von Geschwindigkeiten.

Es ist lediglich umstritten, ob die Entfernung korrekt ermittelt wrude, das ist nämlich das Schwierigste in der Kosmologie.

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 21:22 #69703

ra-raisch schrieb:

Falsifikator schrieb: Dann hat man sich eventuell verrechnet?

Nein, es geht um Messungen.

wiki:
Schmidt und Adam Riess den Nobelpreis für Physik des Jahres 2011 zugesprochen bekamen, zeigen, dass die Expansion des Universums heute beschleunigt abläuft.

Dafür wurden ferne Galaxien und deren Rotverschiebung gemessen. Es stellte sich heraus, dass sie zu nah sind für die hohe Rezessionsgeschwindigkeit. Nun würde man denken, dass das bedeutet, dass somit früher die Expansion schneller war. Aber es bedeutet, dass die Entfernung zu gering ist, also früher eine geringere Expansion herrschte, sonst müßten sie ja weiter weg sein. Die Beschleunigung muss also später stattgefunden haben, nicht die beobachteten Galaxien sind "zu" schnell sondern wir sind schneller geworden. Ein gutes Beispiel für die Relativität von Geschwindigkeiten.

Es ist lediglich umstritten, ob die Entfernung korrekt ermittelt wrude, das ist nämlich das Schwierigste in der Kosmologie.


Ohne Relativierung. Wir gehen nur von unserer Beobachtung aus! Für uns dehnt sich das Universum aus, richtig?
Das Universum dehnt sich weiter, im Vergleich zu früher, schneller aus, richtig? Dieses kann mit einer "Explosion" nicht dargestellt werden. Richtig?
Was könnte also als Grund herhalten, wenn eine Explosion wegfällt?
Nochmal meine Frage gerade an dich. Wäre der Term (r/t)3 der richtige Ausdruck für die beschleunigte Expansion, wollte man diesen mathematisch darstellen wollen?
r=Raum, t=Zeit

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 21:31 #69704

Ich hatte es oben eingefügt aber nun bekommt dies einen eigenen Post:

Falsifikator schrieb: Mit welcher Formel würde man eine beschleunigte Ausdehnung ausdrücken?

Wie wärs mit "Leben wie Gott in Frankreich"? :P
Na Spaß beiseite, aber die Frage ist bisschen unpräzise:

Eine beschleunigte Beschleunigung ist einfach der Ruck
j = d.a/d.t = d³.s/d.t³ = v³/r² zum Beispiel im freien Fall.

Die Expansion ist ja linear, also entfernungsabhängig. Die Rezessionsgeschwindigkeit beträgt in der Entfernung D
v = H°D
und die Beschleunigung allein daraus ergibt sich ebenfalls entfernungsabhängig mit
a = H²D.
Da ist die Expansion aber noch konstant. Aber bevor ich weiterrede noch eine Erläuterung zur Schubumkehr und der "beschleunigten Expansion".

Die Schubumkehr bedeutet, dass die Expansion sich vorher verlangsamt hat und seither beschleunigt abläuft.
Aber das basiert auf comoving distances und nicht auf realen Längeneinheiten. Man betrachtet nämlich vorrangig fixe Objekte wie zB zwei Galaxien. Diese Entfernung wird als Einheit gewählt. Und die Dehnung dieser Einheiten in realen Distanzen wird dann als das Maß der Expansion verwendet. Da ist es kein Wunder, dass sich die Expansion beschleunigt, allein schon durch die Entfernungsabhängigkeit.

Betrachtet man hingegen fixe Längen, so expandieren diese nach wie vor verlangsamt. Die Expansion begann zunächst aus unbekannter Ursache und dem Schwung wirkte die Gravitation entgegen. Daher verlangsamt sich die Expansion immerfort. Allerdings wurde eine Größe überschritten, bzw eine Mindestdichte unterschritten, das ist die Schubumkehr, bei der die Gravitation des Universums nicht mehr gegen die Abstoßung durch die Vakuumenergie ankommt. Deshalb wird das Universum immer expandieren. Aber es wird immer langsamer, bis der Punkt erreicht wird, dass die Materie so verdünnt (expandiert) ist, dass die Gravitation als Null betrachtet werden kann. Ab dann wird die absolute Expansion konstant ablaufen, während die Objekte auf Grund der großen Entfernung exponentiell immer schneller voneinander wegdriften.

Aber keine Angst, die Vakuumenergie ist nicht so stark, Cluster auseinanderzutreiben, deren Gravitation wird immer stärker sein, denn sie ist ja heute stark genug und die Expansion nimmt ja absolut noch ab. Nur Objekte die sich bereits entfernen werden dies immer schneller tun.

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 22:45 #69715

Sobald mein Buch ein Erfolg wird, lade ich dich nach Frankreich ein. Scheinst ein faible dafür zu haben haha
d3s/d.t3 wäre dann wohl der Term der dem am nächsten kommt wonach ich suche.

Danke für den ausführlichen Text.
Aber die Gravitation meine ich gar nicht. Ich rede von der Raumzeit selbst. Unabhängig von den Energien und Wechselwirkungen zwischen ihnen. Ich rede auch nicht vom Kippunkt der durch die Gravitation hätte herbeigeführt werden können.

Ich betrachte tatsächlich nur die Raumzeit als "Triebfeder". Gibt es eine Kurve in einem Koordinatensystem wie man sich die Expansion der Raumzeit derzeit vorstellt?
Wird da ein quadratischer Zusammenhang erkennbar? Falls ja, ist das genau der Punkt auf den ich hinaus will.
Bei einem quadratischen Zusammenhang ist als Lösung immer auch eine negative Komponente mit am Start. Die verschindet nicht einfach. Wir sind in der Ära der Ausdehnung. Um die Gleichung aber zu vervollständigen, muss eben auch eine Ära des "schrumpfens" stattfinden. Und die Punkte an denen das passiert, würde ich gerne Kippunkte nennen und von der Natur vorgegebene Konstanten, an denen wir nichts ändern können.

Mehr ist das gar nicht :)

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 23:23 #69722

Falsifikator schrieb: Gibt es eine Kurve in einem Koordinatensystem wie man sich die Expansion der Raumzeit derzeit vorstellt?
Wird da ein quadratischer Zusammenhang erkennbar?

Also....die Expansion wird mit dem Skalenfaktor a ohne Einheiten beschrieben. Er gibt einfach an, wie lang etwas einmal ist, das heute eine bestimmte Länge hat, also das Vielfache. In der Vergangenheit ist a<1 und in der Zukunft a>1. Heute gilt a=1, das ist die Definition, also keine Messung.

Außerdem sagt der Hubbleparameter H bzw sein heutiger Wert H°, wie starkt die Expansion ist, dieser Wert muss gemessen werden, was nicht gerade einfach ist.

Nun gibt es seit dem Urknall mehrere Abschnitte, bei denen die Expansion unterschiedlichen Gesetzen gefolgt ist. Zuerst gab es die Inflation mit einem plötzlichen gigantischen Faktor. Danach folgte die Strahlungsära, in der sich die Expansion schnell verlangsamte, dann die Materieära, in der die Expansion langsamer gebremst wurde und nun haben wir die Vakuumära, in der die Expansion je nach Sichtweise wieder schneller abläuft und zwar exponentiell.
aVD = e(t/τ-1)
Aber dies bezieht sich wie gesagt nur auf die comoving distances, also muss es ja exponentiell ablaufen, weil ja die Distanzen immer größer werden, wie bei der Zinseszinsrechnung.

Betrachtet man hingegen die absolute Expansion, dann ist der Hubbleparameter ausschlaggebend mit seinem konstanten Endwert
Hx = ²(Λ/3)c = 1,8054e-18 /s < H°
Im Jahr vervielfacht sich eine Distanz also um den Faktor 1+5.69729e-11 = 1,0000000000569729 .. äh da fehlen die Zinseszinsen...aber die kann ich nicht ausrechnen, weil da nur 1 herauskommt, wegen der für den Rechner zu hohen Genauigkeit.
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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 23:44 #69725

ra-raisch schrieb:

Falsifikator schrieb: Gibt es eine Kurve in einem Koordinatensystem wie man sich die Expansion der Raumzeit derzeit vorstellt?
Wird da ein quadratischer Zusammenhang erkennbar?

Also....die Expansion wird mit dem Skalenfaktor a ohne Einheiten beschrieben. Er gibt einfach an, wie lang etwas einmal ist, das heute eine bestimmte Länge hat, also das Vielfache. In der Vergangenheit ist a<1 und in der Zukunft a>1. Heute gilt a=1, das ist die Definition, also keine Messung.

Außerdem sagt der Hubbleparameter H bzw sein heutiger Wert H°, wie starkt die Expansion ist, dieser Wert muss gemessen werden, was nicht gerade einfach ist.

Nun gibt es seit dem Urknall mehrere Abschnitte, bei denen die Expansion unterschiedlichen Gesetzen gefolgt ist. Zuerst gab es die Inflation mit einem plötzlichen gigantischen Faktor. Danach folgte die Strahlungsära, in der sich die Expansion schnell verlangsamte, dann die Materieära, in der die Expansion langsamer gebremst wurde und nun haben wir die Vakuumära, in der die Expansion je nach Sichtweise wieder schneller abläuft und zwar exponentiell.
aVD = e(t/τ-1)
Aber dies bezieht sich wie gesagt nur auf die comoving distances, also muss es ja exponentiell ablaufen, weil ja die Distanzen immer größer werden, wie bei der Zinseszinsrechnung.

Betrachtet man hingegen die absolute Expansion, dann ist der Hubbleparameter ausschlaggebend mit seinem konstanten Endwert
Hx = ²(Λ/3)c = 1,8054e-18 /s < H°
Im Jahr vervielfacht sich eine Distanz also um den Faktor 1+5.69729e-11 = 1,0000000000569729 .. äh da fehlen die Zinseszinsen...aber die kann ich nicht ausrechnen, weil da nur 1 herauskommt, wegen der für den Rechner zu hohen Genauigkeit.

Das konnte ich sogar verstehen, sauber erklärt.
Lassen wir mal die Vergangenheit außen vor. Und die Zukunft auch erstmal. Betrachten wir mal nur das was wir bisher sehen, bzw. messen konnten.
Gibt es eine Möglichkeit das gemessene auf ein im Koordinatensystem gezeichnete Funktion von x3 zu legen? Also Deckungsgleich zu legen.
Diesen Punkt bezeichnen wir dann als jetzt. Dann füllen wir die x-Achse mit sinnigen Zeiteinheiten aus...
Meine Überlegung dazu wäre, wenn wir diese Funktion nutzen um den Schnittpunkt mit der y-Achse des Koordinatensystems zu bestimmen, könnten wir, wenn wir von so einer Funktion x3 ausgingen, das Alter unseres Universums auf der x-Achse ablesen. nämlich genau da, wo die Linie die y-Achse schneidet.
Bitte nicht gleich als Humbug abtun. Einfach mal als hypothetische Frage annehmen.

Danke

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 02 06. 2020 23:56 #69726

Falsifikator schrieb: Betrachten wir mal nur das was wir bisher sehen, bzw. messen konnten.
Gibt es eine Möglichkeit das gemessene auf ein im Koordinatensystem gezeichnete Funktion von x3 zu legen?

Na, das wäre aber gerade die Vergangenheit, wir blicken immer in die Vergangenheit, wenn wir ein Teleskop benützen.

Also gut dann bekommst Du den Skalenfaktor a, alles natürlich extrem aufs Prinzip vereinfacht:

aMD = ³(t/τCMB-1)²aCMB
aRD = ²(t/τCMB)aCMB
aCMB = 1/(1+1089,92) = 0,0009166575

Dass sich a fortlaufend ändert ist ja klar, das ist ja das Längenmaß. Aber auch die Funktion ändert sich ständig. Es ist natürlich ein fließender Übergang zwischen diesen prinzipiellen Funktionen.
Du siehst bei aMD (materiedominiert) die dritte Wurzel, weil sich die Materie mit der Expansion im Raum verdünnt. Und bei aRD (strahlungsdominiert) nur Wurzel 2, weil sich die Energie im Raum verdünnt und zusätzlich rotverschoben wird, dies kürzt sich dann mit dem Quadrat.

HMD = äMD = 2/3t
HRD = äRD = 1/2t
Auch die Formel für den Hubbleparameter ändert sich natürlich fließend mit der Zeit.

Die kompletten Formeln sehen völlig anders aus, weichen aber vom Verlauf her nicht wesentlich von diesen einfachen Formen ab.

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Grenze Lichtgeschwindigk 02 06. 2020 23:58 #69727

Der Hubbleparameter oder korrekter die Hubblekonstante H0, ist keine Konstante in der Kosmologie.
Sie wird nur in unserer unmittelbaren Nachbarschaft als konstant betrachtet. In kosmologischen Raum - und Zeitperspektiven gilt H(t).

Unsere Wissensbox hilft hier weiter. Jörn hat das da allumfassend erklärt.
Bitte dort nachlesen.

Im übrigen gilt, dass c eine Grenzgeschwindigkeit ist, die als Eigenschaft der Raumzeit nicht überschritten werden kann.
Warum das so ist, und c genau diesen Wert hat und keinen anderen, ist nicht leicht zu begründen.
Hier nur soviel, dass c diesen abgestimmten Wert mit den anderen Naturkräften haben muss, weil diese sonst nicht funktionieren würden.
Wäre c größer oder kleiner, wäre der Elektromagnetismus anders, auch die Kernkräfte müssten anders sein, um ein Zusammenwirken aller Teilchen zu ermöglichen.
Hätte c einen anderen Wert, würde das ganze Kartenhaus zusammenstürzen.
Thomas
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Grenze Lichtgeschwindigkeit 03 06. 2020 00:06 #69729

ra-raisch schrieb:

Falsifikator schrieb: Betrachten wir mal nur das was wir bisher sehen, bzw. messen konnten.
Gibt es eine Möglichkeit das gemessene auf ein im Koordinatensystem gezeichnete Funktion von x3 zu legen?

Na, das wäre aber gerade die Vergangenheit, wir blicken immer in die Vergangenheit, wenn wir ein Teleskop benützen.

Also gut dann bekommst Du den Skalenfaktor a, alles natürlich extrem vereinfacht:

aMD = ³(t/τCMB-1)²aCMB materiedominiert
aRD = ²(t/τCMB)aCMB strahlungsdominiert
aCMB = 1/(1+1089,92) = 0,0009166575

Du siehst bei aMD die dritte Wurzel, weil sich die Materie mit der Expansion im Raum verdünnt. Und bei der Strahlung nur Wurzel 2, weil sich die Energie im Raum verdünnt und zusätzlich rotverschoben wird, dies kürzt sich dann mit dem Quadrat.


Das es die Vergangenheit ist, spielt erstmal keine Rolle. Ich wollte Hereinrechnungen und Annahmen ausschließen. Von wo wir interpolieren ist letztendlich egal. Mir geht es um die nackten Beobachtungsdaten, seit wir das Universum beobachten können. Diesen Zeitraum also in Deckung mit dem der Funktion x3 in Deckung zu bringen. Und die Möglichkeit zu haben bei angenommen richtiger Funktion, das Alter des Universums ablesen zu können.
Meine Frage dazu gibt es irgendwo diese Daten? Hat die Funktion x3 so eine "Strecke" die wir in Deckung bringen könnten mit diesen Daten?

Aus deinen Formeln kann ich wieder nichts ablesen... Eine Erklärung wäre nett dazu.
Nachtrag: sorry übersehen, aber ich rede nicht von Materie oder sonstigem. Ich rede lediglich von der Funktion x3.

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 03 06. 2020 00:14 #69731

Falsifikator schrieb: Mir geht es um die nackten Beobachtungsdaten, seit wir das Universum beobachten können

Wir können keine Expansion als Differenz von Entfernungen messen, wir können nur die Rotverschiebung beobachten, aus der sich ergibt, dass sich alles wegbewegt.

Falsifikator schrieb: Aus deinen Formeln kann ich wieder nichts ablesen... Eine Erklärung wäre nett dazu.
Nachtrag: sorry übersehen, aber ich rede nicht von Materie oder sonstigem. Ich rede lediglich von der Funktion x3.

a ist der Skalenfaktor in der entsprechenden Ära und H der Hubbleparameter. t ist die Zeit, also das jeweilige Alter des Universums und τ ist das heutige Alter des Universums.

Die beiden wesentlichen Faktoren ändern sich eben ununterbrochen. Wenn Dich das Volumen interessiert, dann musst Du die Faktoren nur H³ bzw a³ rechnen, aber Du solltest dich lieber mit der Länge als Dimension begnügen, sonst werden die Formeln am Ende wohl aufwendiger.

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Grenze Lichtgeschwindigk 03 06. 2020 00:16 #69732

Thomas schrieb: Der Hubbleparameter oder korrekter die Hubblekonstante H0, ist keine Konstante in der Kosmologie.
Sie wird nur in unserer unmittelbaren Nachbarschaft als konstant betrachtet. In kosmologischen Raum - und Zeitperspektiven gilt H(t).

Unsere Wissensbox hilft hier weiter. Jörn hat das da allumfassend erklärt.
Bitte dort nachlesen.

Im übrigen gilt, dass c eine Grenzgeschwindigkeit ist, die als Eigenschaft der Raumzeit nicht überschritten werden kann.
Warum das so ist, und c genau diesen Wert hat und keinen anderen, ist nicht leicht zu begründen.
Hier nur soviel, dass c diesen abgestimmten Wert mit den anderen Naturkräften haben muss, weil diese sonst nicht funktionieren würden.
Wäre c größer oder kleiner, wäre der Elektromagnetismus anders, auch die Kernkräfte müssten anders sein, um ein Zusammenwirken aller Teilchen zu ermöglichen.
Hätte c einen anderen Wert, würde das ganze Kartenhaus zusammenstürzen.
Thomas


Danke für die Erklärung. Ich akzeptiere diese Grenze ja. Die Raumzeit gibt sie vor. Ich wollte lediglich den Grund dafür ergründen sozusagen.
Die spannendere Frage ist doch ob sich die Raumzeit selbst auch die Grenze von c vorschreibt?
Ich glaube nicht. Die Grenze von c kann sehr wohl von der Raumzeit überschritten werden, wenn noch nicht geschehen, dann aber in der Zukunft. Nun kann keiner in die Zukunft blicken, aber ich gehe davon aus.

Gruß

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 03 06. 2020 00:19 #69733

ra-raisch schrieb:

Falsifikator schrieb: Mir geht es um die nackten Beobachtungsdaten, seit wir das Universum beobachten können

Wir können keine Expansion als Differenz von Entfernungen messen, wir können nur die Rotverschiebung beobachten, aus der sich ergibt, dass sich alles wegbewegt.

Ich meine die Differenzen zu den jeweiligen Messungen. Irgendwer hat doch festgestellt, daß sich das Universum beschleunigt ausdehnt? Um genau diese Daten geht es mir. Die müssen ja irgendwie umgerechnet worden sein in Distanzen. Oder in ein Koordinatensystem eintragbar sein.
Also alle Daten in ein Koordinatensystem eintragen mit x-Achse als t, und y-Achse als r=Raum. Diese Daten dann verbinden. Diese Linie dann in Deckung bringen mit der Funktion x3.
Das wäre mein Ziel...
Anhand dieser, so bilde ich mir ein, kann ich dem Urknall einen Zeitpunkt zuordnen und darüber hinaus vorhersagen treffen, wie sich das Universum in Zukunft ausdehnen wird. Nämlich mit der Funktion x3.

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 03 06. 2020 00:25 #69734

Falsifikator schrieb: Ich meine die Differenzen zu den jeweiligen Messungen. Irgendwer hat doch festgestellt, daß sich das Universum beschleunigt ausdehnt? Um genau diese Daten geht es mir. Die müssen ja irgendwie umgerechnet worden sein in Distanzen.

Dazu gibt es einen eigenen Thread, wenn ich nicht irre.

Berechnet wurde die Entfernung aus der Helligkeit von Standardkerzen, das geht in der Astronomie kaum anders. Dabei wurde wohl noch nicht der Dipol der CMBR vollständig korrekt berücksichtigt, aber das macht in der Größenordnung sicher nichts aus. Insoweit gibt es aber einen Kritiker, der andere Rechnungen angestellt hat. Aber auch die sind umstritten.

Sodann wurde noch die Rotverschiebung gemessen. Beides zusammen ergibt eine eine zu hohe Rotverschiebung, was bei der zu kurzen Distanz eben nur als Beschleunigung der Expansion zu werten ist, Aber nachgerechnet habe ich das nicht......gegen die Rechnung wurden auch keine Einwände erhoben sondern nur gegen die Entfernungsbestimmung.

Falsifikator schrieb: Also alle Daten in ein Koordinatensystem eintragen mit x-Achse als t, und y-Achse als r=Raum. Diese Daten dann verbinden. Diese Linie dann in Deckung bringen mit der Funktion x3.
Das wäre mein Ziel...

Hubble hat eine gerade Linie ermittelt, eben das Hubblegesetz v = H°D
Je weiter man zurückschaut, desto krummer wird die Linie, weil man eben in die Vergangenheit blickt, sich der Hubbleparameter mit der Zeit ändert und der Zinseszinseffekt zuschlägt.

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 03 06. 2020 01:18 #69736

ra-raisch schrieb:

Falsifikator schrieb: Ich meine die Differenzen zu den jeweiligen Messungen. Irgendwer hat doch festgestellt, daß sich das Universum beschleunigt ausdehnt? Um genau diese Daten geht es mir. Die müssen ja irgendwie umgerechnet worden sein in Distanzen.

Dazu gibt es einen eigenen Thread, wenn ich nicht irre.

Berechnet wurde die Entfernung aus der Helligkeit von Standardkerzen, das geht in der Astronomie kaum anders. Dabei wurde wohl noch nicht der Dipol der CMBR vollständig korrekt berücksichtigt, aber das macht in der Größenordnung sicher nichts aus. Insoweit gibt es aber einen Kritiker, der andere Rechnungen angestellt hat. Aber auch die sind umstritten.

Sodann wurde noch die Rotverschiebung gemessen. Beides zusammen ergibt eine eine zu hohe Rotverschiebung, was bei der zu kurzen Distanz eben nur als Beschleunigung der Expansion zu werten ist, Aber nachgerechnet habe ich das nicht......gegen die Rechnung wurden auch keine Einwände erhoben sondern nur gegen die Entfernungsbestimmung.

Falsifikator schrieb: Also alle Daten in ein Koordinatensystem eintragen mit x-Achse als t, und y-Achse als r=Raum. Diese Daten dann verbinden. Diese Linie dann in Deckung bringen mit der Funktion x3.
Das wäre mein Ziel...

Hubble hat eine gerade Linie ermittelt, eben das Hubblegesetz v = H°D
Je weiter man zurückschaut, desto krummer wird die Linie, weil man eben in die Vergangenheit blickt, sich der Hubbleparameter mit der Zeit ändert und der Zinseszinseffekt zuschlägt.


Hmm Hubble Konstante. Das hört sich nicht gut an, daß die Linear verläuft. Kommt mir gar nicht gelegen.
Da ich mir aber sicher über die Funktion x3 bin, folgende Möglichkeit.
Ist es irgendwie denkbar, daß sich Hubble geirrt hat? Gibt es berechtigte Zweifel an der Korrektheit dieser Konstante?
Ich frage mich nämlich welchen Zeitraum Hubble für diese Konstante genommen hat. Wenn diese nicht lang genug war, konnte er natürlich nur eine Gerade beobachten. Je kürzer der Zeitraum umso klarer.
Auf der Erde denkt man ja auch wenn man den Horizont nicht sieht, die Erde ist flach. Erst wenn man weit genug blicken kann, z.B. auf dem Meer, sieht man daß es sich da krümmt.
Genauso könnte sich das mit der Hubble-Konstante verhalten in Zukunft. Ich finde es eh mutig von Hubble direkt von einer Konstanten auszugehen. Selbst wenn er sein lebenlang gemessen hätte, was er sicher nicht hat, dürfte er sich nicht sicher sein, denn es könnte immer noch irgendwann ein Knick kommen, ob nun nach oben oder nach unten. Er könnte sich also sein Leben lang auf einer "Geraden" aufhalten und daraus schlussfolgern, daß dies ewig so war und ewig so weiter gehen muss.
Und trotzdem könnte sich der gute Mann irren.
Die Menschheit hat sich lange genug geirrt was die Erde anbelangt ;-).

Gibt es also irgendwelche Anhaltspunkte, daß sich Hubble geirrt haben könnte? Am besten eben eine steilere Kurve als Hubble annahm und wenn ja wie heißt diese Theorie, oder Alternative?

Danke!

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 03 06. 2020 01:25 #69737

Falsifikator schrieb: [
Ist es irgendwie denkbar, daß sich Hubble geirrt hat? Gibt es berechtigte Zweifel an der Korrektheit dieser Konstante?
Ich frage mich nämlich welchen Zeitraum Hubble für diese Konstante genommen hat.

Na ich sage doch, dass der Hubbleparameter den heutigen Wert der Hubblekonstante hat und der Wert sich mit der Zeit ändert. Und auch die Formel dafür ändert sich mit der Zeit. Siehe meinen Post weiter oben. In ferner Zukunft ist es dann eine echte Konstante, wenn nur noch unser Cluster oder vielleicht noch ein bisschen mehr zu sehen ist.

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 03 06. 2020 01:39 #69740

ra-raisch schrieb:

Falsifikator schrieb: [
Ist es irgendwie denkbar, daß sich Hubble geirrt hat? Gibt es berechtigte Zweifel an der Korrektheit dieser Konstante?
Ich frage mich nämlich welchen Zeitraum Hubble für diese Konstante genommen hat.

Na ich sage doch, dass der Hubbleparameter den heutigen Wert der Hubblekonstante hat und der Wert sich mit der Zeit ändert. Und auch die Formel dafür ändert sich mit der Zeit. Siehe meinen Post weiter oben. In ferner Zukunft ist es dann eine echte Konstante, wenn nur noch unser Cluster oder vielleicht noch ein bisschen mehr zu sehen ist.

Ok, hatte ich nicht verstanden. Zeichnet sich eine nach oben gerichtete Kurve ab, weg von der linearen Konstante?

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 03 06. 2020 13:41 #69784

Falsifikator schrieb: Viel wichtiger aber als das Gesetz zu brechen, ist mir zu vestehen, wie hier das Zusammenspiel aus Teilchen und Raumzeit aussehen könnte. Wenn vorher Energie in Beschleunigung umgesetzt werden kann und plötzlich nicht mehr. Was genau ist an diesem einen Punkt so besonders? Ab dem Zeitpunkt wird Energie ja scheinbar nur noch in Frequenz und Wellenlänge des Teilchens umgeandelt, aber nicht mehr in Vortrieb.
Wenn jemand eine Idee hat, egal wie abstrus sie klingen mag...


Teilchen sind Anregungen von Feldern , Teilchen die auch das Higgs-Feld anregen (Wechselwirken) benötigen für ihre Positionsänderung einen Impuls der immer mehr Energie haben muss je näher sie der Lichtgeschwindigkeit kommen ohne sie je zu erreichen .
Licht hat einen Startimpuls dort wird die Geschwindigkeit nur durch das Medium durch welches es sich bewegt bestimmt und nicht durch seine Energie .

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Grenze Lichtgeschwindigkeit 03 06. 2020 14:15 #69785

heinzendres schrieb:

Falsifikator schrieb: Viel wichtiger aber als das Gesetz zu brechen, ist mir zu vestehen, wie hier das Zusammenspiel aus Teilchen und Raumzeit aussehen könnte. Wenn vorher Energie in Beschleunigung umgesetzt werden kann und plötzlich nicht mehr. Was genau ist an diesem einen Punkt so besonders? Ab dem Zeitpunkt wird Energie ja scheinbar nur noch in Frequenz und Wellenlänge des Teilchens umgeandelt, aber nicht mehr in Vortrieb.
Wenn jemand eine Idee hat, egal wie abstrus sie klingen mag...


Teilchen sind Anregungen von Feldern , Teilchen die auch das Higgs-Feld anregen (Wechselwirken) benötigen für ihre Positionsänderung einen Impuls der immer mehr Energie haben muss je näher sie der Lichtgeschwindigkeit kommen ohne sie je zu erreichen .
Licht hat einen Startimpuls dort wird die Geschwindigkeit nur durch das Medium durch welches es sich bewegt bestimmt und nicht durch seine Energie .


Hmm ja. Das verstehe ich soweit. Deine Erklärung enthält aber eben auch eine mathematische Komponente, nämlich die, daß sie immer mehr Energie brauchen um die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen. Ohne sie je ganz zu erreichen.
Auch hier wäre eben meine Frage: Warum? Mir ist klar dass es diese Grenze gibt. Nur wer setzt diese Grenze fest? Gibt es irgendeinen Hinweis, warum Licht genau diese Grenze besitzt. Könnte es einen Zusammenhang geben, der das logisch erklären könnte, ohne das wir sagen müssen es ist halt eine Naturkonstante. Die darf nicht hinterfragt werden.
Wie gesagt ich würde gerne hinter den Vorhang schauen. Verstehen, ob sich diese Grenze aus einer anderen logischen Betrachtung eventuell zwangsläufig ergibt. Das wäre optimal, aber auch ein Erklärungsansatz wäre schon mal etwas. Ein Zusammenhang mit der Struktur des Raumes eben. Denn durch diesen bewegen sich die Teilchen ja.
Ich habe einen Ansatz dafür. Es könnte die Dichte des Raumes sein. Licht bewegt sich ja in unterschiedlich dichten Medien anders.
Die Dichte des Raumes lässt keine schnellere Bewegung zu. Aber das langt mir nicht...
Aber vielleicht könnte man über diese Überlegung dem Vakuumraum eine Dichte zuschreiben?

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