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THEMA: Licht und Lichtgeschwindigkeit

Licht und Lichtgeschwindigkeit 22 Mär 2019 10:21 #50102

Hallo zusammen,

ich habe mal zwei Anfänger Fragen, bin nur sehr interessiert an solchen Themen.
Aber habe keine große Ahnung von Physik und Astronomie, außer von zahlreichen Videos.

Also es heisst ja, dass die Zeit langsamer vergeht, wenn man sich nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegt. Aber trifft das dann nicht auch auf das Licht direkt zu? Dann müsste es doch deutlich schwieriger sein, die Entfernungen zu messen, oder?

Als Zweites habe ich noch im Zuge meiner kurzen "Google-Recherche" gelesen, dass es Wissenschaftler geschafft haben, das Licht im Vakuum zu verlangsamen, könnte das nicht ebenfalls eine Schwierigkeit bei der Entfernungsbestimmung sein?

Ich hoffe, meine Frage ist verständlich und wäre dankbar für jede Hilfe.

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 22 Mär 2019 12:03 #50110

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tobiiias schrieb: Hallo zusammen,

ich habe mal zwei Anfänger Fragen, bin nur sehr interessiert an solchen Themen.
Aber habe keine große Ahnung von Physik und Astronomie, außer von zahlreichen Videos.

Also es heisst ja, dass die Zeit langsamer vergeht, wenn man sich nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegt.

Grundsätzlich richtig. Nur ist der einzige messbare Nachweis dazu die Tatsache, dass "bewegte Uhren" langsamer gehen. Und dies hat eben die RT vorausgesagt. Auch Uhren in Satelliten gehen langsamer im Vergleich zu gleichen Uhren auf der Erde. Also muss die Geschwindigkeit nicht unbedingt gleich Lichtgeschwindigkeit sein. Es wirkt sich nur im größeren Umfang aus.

tobiiias schrieb: Aber trifft das dann nicht auch auf das Licht direkt zu? Dann müsste es doch deutlich schwieriger sein, die Entfernungen zu messen, oder?

Auswirkungen hat das nur auf das Photon selbst. Und da es sich mit LG bewegt, vergeht für das Photon die Zeit gar nicht mehr (so die Theorie). Nur hat das keinerlei Auswirkungen auf den "außenstehenden Beobachter", also für uns, die sich nicht mit LG bewegen.

tobiiias schrieb: Als Zweites habe ich noch im Zuge meiner kurzen "Google-Recherche" gelesen, dass es Wissenschaftler geschafft haben, das Licht im Vakuum zu verlangsamen, könnte das nicht ebenfalls eine Schwierigkeit bei der Entfernungsbestimmung sein?

Dabei wurde der Lichtstrahl mit einer bestimmten Technik ("Streuung des Laguerre-Gauss- Strahls im freien Raum; ein Strahl, der dafür bekannt ist, einen Orbital-Drehimpuls zu tragen.") in Rotation versetzt und dadurch die Entfernung, die der Lichtstrahl zurücklegt vergrößert. Die LG selbst ändert sich dabei jedoch nicht. Und da bisher nicht bekannt ist, dass sich Quanten im Normalfall rotierend fortbewegen (ich gehe zumindestens einmal davon aus), ändert sich auch nichts in der Entfernungsmessung.

MfG
WL01

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 25 Mär 2019 12:07 #50247

tobiiias schrieb: Also es heisst ja, dass die Zeit langsamer vergeht, wenn man sich nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegt. Aber trifft das dann nicht auch auf das Licht direkt zu? Dann müsste es doch deutlich schwieriger sein, die Entfernungen zu messen, oder?

Ich lasse mich gerne belehren, aber meiner Meinung nach vergeht für das Licht (Photon) keine Zeit. Zeit ist eine menschliche Bezugsgröße aus einem jeweiligen Inertialsystem heraus.
Vielleicht könnte man auch so herangehen: Ein Photon bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit (das Voraussetzung für diese Betrachtung, wie auch die Gültigkeit der Relativitätstheorie). Somit ist für das Photon jede Entfernung = 0. Eine Entfernung von 0 lässt sich in einer Zeit von t = 0 überbrücken. Für den still stehenden Beobachter ist allerdings der Lichtstrahl lange unterwegs, wenn er große Entfernungen zurücklegt (t=s/c).

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 05 Apr 2019 20:02 #50623

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Hallo ollelinse!
Das Licht legt in 1s rund 300 000km zurück, eine Naturkonstante, siehe Wiki, kein Zweifel.

(Tatsächlich kombinieren sich die diversen relativistischen Effekte ganz allgemein so, dass das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit gewährleistet bleibt: Für jeden Raumstationsbewohner (genauer gesagt: für jeden Inertialbeobachter) hat jedes Lichtsignal dieselbe, konstante Geschwindigkeit von c=299 792,458 ...)

Zeitdilatation (SRT, ART) ist sehr spannend aber in einem Satz kann ich es nicht sagen. Wiki erklärt wunderbar & Physiklehrbücher.
Einstein ist es zu verdanken, dass GPSysteme funktionieren und „Mars Fahrzeuge“ auch da landen wo sie sollen, weil, verkürzt:

Die gravitative Zeitdilatation ist ein Phänomen der allgemeinen Relativitätstheorie. Man bezeichnet damit den Effekt, dass eine Uhr, wie auch jeder andere Prozess, in einem stärkeren Gravitationsfeld langsamer läuft als in einem schwächeren. So vergeht die Zeit im fernen, näherungsweise gravitationsfreien Weltraum (ohne Berücksichtigung der Gravitationsfelder anderer Himmelskörper) um etwa den Faktor 1 + 7·10−10 = 1,0000000007 schneller als auf der Erdoberfläche.“
de.wikipedia.org/wiki/Zeitdilatation

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 05 Apr 2019 20:52 #50627

HRD schrieb: Einstein ist es zu verdanken, dass GPSysteme funktionieren

Kleine Anmerkung: GPS würde auch ohne Einstein mit empirisch ermittelten Korrekturkonstanten funktionieren. Einstein ist zu verdanken das man diese herleiten und berechnen kann ;)

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 06 Apr 2019 09:32 #50633

HRD schrieb: Hallo ollelinse!
Das Licht legt in 1s rund 300 000km zurück, eine Naturkonstante, siehe Wiki, kein Zweifel....


Logo... aber darum ging es ja nicht. Gefragt war, wie die Zeit für das Photon (das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt) selbst vergeht. Wenn die RT gültig bleiben soll, vergeht für das Photon keine Eigenzeit. Alles hängt vom Bezugssystem ab. Während ein beliebiger Beobachter zwischen zwei lichtartig getrennten Ereignissen (z.B. Emission und Absorption eines Photons) eine bestimmte Eigenzeit tau misst, so vergeht dennoch für das Photon immer die Eigenzeit Null.
tau'=tau * sqrt(1-v^2)
Für das Photon gilt tau'=0 also vergeht für das Licht keine Zeit.

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 06 Apr 2019 11:09 #50636

ollelinse schrieb: Ich lasse mich gerne belehren, aber meiner Meinung nach vergeht für das Licht (Photon) keine Zeit.


stimmt

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 07 Apr 2019 05:23 #50658

ollelinse schrieb: Logo... aber darum ging es ja nicht. Gefragt war, wie die Zeit für das Photon (das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt) selbst vergeht. Wenn die RT gültig bleiben soll, vergeht für das Photon keine Eigenzeit.

Kann man das wirklich so sagen? \(\tau' = \tau \cdot \sqrt{1-v^2}\) ist ja mathematisch gesehen für \(v=1\) nur eine Koordinatensingularität die bei der Umrechnung aus unserem Koordinatensystem ins Koordinatensystem des Photons auftritt. Ein Horizontproblem also. Müsste man das dann nicht so formulieren: "Aus unserer Sicht vergeht für das Photon keine Eigenzeit." ?

Wie vertrüge sich aber "Eigenzeit=0" damit das Photonen aus unserer Sicht eine bestimmte Wellenlänge bzw. Frequenz besitzen? Die Einheit der Frerquenz ist 1/s also eine Zeiteinheit die nicht Null ist.

In den letzten Folgen "von Aristoteles zur Stringtheorie" sprach Joesph Gaßner über das Photon als Anregung des Photonenfeldes. Nun kann ich mir solche Anregungen nur schwerlich als etwas statisches vorstellen. Das wäre es aber wenn es kein delta t gäbe.

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 15 Apr 2019 22:27 #50983

ollelinse schrieb: Für das Photon gilt tau'=0 also vergeht für das Licht keine Zeit.

Ich weiß nicht, ob man das so sagen kann.

Wenn über der Erde für 5 s ein Lichtstrahl fährt, dann ist mit der Erde als Bezugssystem t = 5s, gemessen mit meiner Uhr auf der Erde, indem ich mit dem vom Photon zur mir erstmals auftauchenden Lichtsignal die Stoppuhr drücke und beim letzten sichtbaren Lichtsignal abermals die Uhr drücke; Anzeige 5s.

Wenn ich wissen will, was eine hypothetische Uhr am Photon anzeigt, kann ich die Zeit tau = 0 berechnen (von der Erde aus beurteilt).

Genau das gleiche gilt umgekehrt für das Photon, das die Erde mit LG in 5 s (nach seiner Stoppuhr) unter sich vorüberrasen sieht.
Das heißt aber wiederum, dass man eben nicht behaupten kann, für das Photon verginge keine Zeit.
Will das Photon wissen, was die Uhr auf der Erde anzeigt, kann es das berechnen: tau = 0s (vom Photon aus beurteilt).

In den letzten Folgen "von Aristoteles zur Stringtheorie" sprach Joesph Gaßner über das Photon als Anregung des Photonenfeldes. Nun kann ich mir solche Anregungen nur schwerlich als etwas statisches vorstellen. Das wäre es aber wenn es kein delta t gäbe.

Das ist eben der Widerspruch, der entsteht, wenn man die projizierte Zeit für die Realzeit hält. Nur für das jeweils andere Bezugssystem erscheint die Zeit = Null. Für die Systeme selbst bleibt die "Normalzeit"!. Dass das Photon selbst die Zeit = Strecke = Null hat, ist eigentlich ein Unding.

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 15 Apr 2019 23:52 #50988

Sargon schrieb:
Genau das gleiche gilt umgekehrt für das Photon, das die Erde mit LG in 5 s (nach seiner Stoppuhr) unter sich vorüberrasen sieht.
Das heißt aber wiederum, dass man eben nicht behaupten kann, für das Photon verginge keine Zeit.


Nein. Wenn wir das Photon und seine "Uhr" beobachten, so steht die Uhr still. Dies gilt vom Moment seiner Entstehung bis zu seinem Untergang, die Uhr zeigt immer 0:00 Uhr an.
Das Photon kann nichts anderes auf seiner Uhr sehen, sonst läge ein Widerspruch vor.

Von uns sieht das Photon jedoch nichts, da Licht nicht Licht einholen kann. Abgesehen davon schrumpft der Raum, den das Photon zurücklegt aus seiner Sicht zusammen, und zwar auf 0. Es ist daher gar nicht unterwegs. Dieses Dilemma löst wohl erst die QM, indem zumindest eine Planckzeit zwischen Entstehung und Ende des Photons liegt.

Glaube nichts, weil ein Weiser es gesagt hat. Glaube nichts, weil alle es glauben. Glaube nichts, weil es geschrieben steht. Glaube nichts, weil es als heilig gilt. Glaube nichts, weil ein anderer es glaubt. Glaube nur das, was Du selbst als wahr erkannt hast.

Buddha

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 16 Apr 2019 09:40 #51000

Heinz Jürgen schrieb: Nein. Wenn wir das Photon und seine "Uhr" beobachten, so steht die Uhr still. Dies gilt vom Moment seiner Entstehung bis zu seinem Untergang, die Uhr zeigt immer 0:00 Uhr an.
Das Photon kann nichts anderes auf seiner Uhr sehen, sonst läge ein Widerspruch vor.
Von uns sieht das Photon jedoch nichts, da Licht nicht Licht einholen kann. Abgesehen davon schrumpft der Raum, den das Photon zurücklegt aus seiner Sicht zusammen, und zwar auf 0. Es ist daher gar nicht unterwegs. Dieses Dilemma löst wohl erst die QM, indem zumindest eine Planckzeit zwischen Entstehung und Ende des Photons liegt.

Das bekomme ich jetzt noch nicht ganz auf die Reihe. Wir haben zwei IS, die mit c aneinander vorbeirauschen & wenden die LT an. Wo liegt da bei mir der Fehler?
Wenn das Dilemma nicht von der SRT gelöst werden kann, dann stimmt entweder mit der Theorie oder mit der Äquivalenz der IS etwas nicht, oder? Ist tau=x'=0 überhaupt eine physikalisch sinnvolle Lösung?
Wie lässt sich der von Merilix beschriebene Widerspruch auflösen?

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 16 Apr 2019 19:48 #51030

Sargon schrieb: Wenn das Dilemma nicht von der SRT gelöst werden kann, dann stimmt entweder mit der Theorie oder mit der Äquivalenz der IS etwas nicht, oder? Ist tau=x'=0 überhaupt eine physikalisch sinnvolle Lösung?
Wie lässt sich der von Ollelinse beschriebene Widerspruch auflösen?

Licht hat eben keine Uhr, Bezugssysteme können sich nicht mit c bewegen. Allein die Uhr könnte sich gar nicht bewegen, denn jede periodische Bewegung müßte dann teils schneller als c sein.

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 16 Apr 2019 20:09 #51033

ra-raisch schrieb:

Sargon schrieb: Wenn das Dilemma nicht von der SRT gelöst werden kann, dann stimmt entweder mit der Theorie oder mit der Äquivalenz der IS etwas nicht, oder? Ist tau=x'=0 überhaupt eine physikalisch sinnvolle Lösung?
Wie lässt sich der von Ollelinse beschriebene Widerspruch auflösen?

Licht hat eben keine Uhr, Bezugssysteme können sich nicht mit c bewegen. Allein die Uhr könnte sich gar nicht bewegen, denn jede periodische Bewegung müßte dann teils schneller als c sein.

Was bedeutet das? Theorie nicht anwendbar oder keine Äquivalenz der IS oder t' = x' = 0 falsch?
Was ist mit dem von Merilix beschriebenen Widerspruch?

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 17 Apr 2019 06:38 #51047

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ollelinse schrieb:

HRD schrieb: Hallo ollelinse!
Das Licht legt in 1s rund 300 000km zurück, eine Naturkonstante, siehe Wiki, kein Zweifel....


Logo... aber darum ging es ja nicht. Gefragt war, wie die Zeit für das Photon (das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt) selbst vergeht. Wenn die RT gültig bleiben soll, vergeht für das Photon keine Eigenzeit. Alles hängt vom Bezugssystem ab. Während ein beliebiger Beobachter zwischen zwei lichtartig getrennten Ereignissen (z.B. Emission und Absorption eines Photons) eine bestimmte Eigenzeit tau misst, so vergeht dennoch für das Photon immer die Eigenzeit Null.
tau'=tau * sqrt(1-v^2)
Für das Photon gilt tau'=0 also vergeht für das Licht keine Zeit.

Wenn man es durchrechnet, dann ist tau' nicht 0. Es ergibt sich "einfach":) ein imaginärer Wert. t'=t*i*sqrt(8,987*10^10). Die Frage also lautet, ist ein imaginärer Wert eine Singularität, oder ein Wert mit dem man weiterrechnen kann?

MfG
WL01

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 17 Apr 2019 09:13 #51052

wl01 schrieb: Wenn man es durchrechnet, dann ist tau' nicht 0.

Wie kommst Du denn da drauf? Es muss in der Formel natürlich nicht v² sondern β² lauten und β=v/c hier also für Licht c/c=1 und ²(1-1)=0. Was wolltest Du denn für v einsetzen? Du wolltest doch nicht etwa tatsächlich von 1 das Quadrat einer Geschwindigkeit abziehen? Und dann ausgerechnet den Wert in km/s für c verwenden? Nach SI (m/s) und in USA (mi/h) wäre das Ergebnis für die Zeitdilatation dann anders? Dein Ergebnis wäre übrigens eine Strecke und keine Zeit. Das ist ja groschesk :woohoo: .....schlechter Tag heute, sonst sind Deine Beiträge besser.

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 17 Apr 2019 11:35 #51057

Man kann an diese Frage sowohl über Formeln, als auch einfach durch eine prinzipielle Überlegung klären. Letzteres hatte ich bereits schon einmal aufgegriffen, will es aber noch einmal versuchen:
Wenn wir die Zeit die für ein Objekt (egal welcher Art) messen wollen, können wir dies nur aus dem Bezugssystem heraus, in welchem sich das Objekt in relativer Ruhe befindet. Für ein Photon, das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, kann man aber kein Bezugssystem definieren in dem ein Photon ruht - es würde sich ja ständig mit Lichtgeschwindigkeit aus dem Bezugssystem entfernen. Schon deshalb macht es keinen Sinn, dem Photon eine "Eigenzeit" zuordnen zu wollen.

Das Problem wurde u.a. auch schon einmal 2013 im Physikerboard von allen Seiten her betrachtet:
www.physikerboard.de/topic,35228,-zeitdi...nen-%5Blicht%5D.html
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Licht und Lichtgeschwindigkeit 17 Apr 2019 12:21 #51059

Wenn die gestrichenen Zeiten reale Zeiten und keine gemessenen projektiven Zeiten sind, wie ist dann folgende Situation zu bewerten?
Annahme: 3 IS IS1, IS2, IS3; IS1 = Ruhesystem, IS2 bewegt sich mit 0,2c, IS3 mit 0,4c relativ zu IS1. In allen drei IS findet ein Ereignis mit t=5s statt.
Die gestrichenen Zeiten ergeben sich mit t'=t * Wurzel... zu:
IS1: v1=0 -- t1=5
IS2: v2=0,2c -- t2=5 -- t2’=4,9 -- von IS1 aus
IS3: v3=0,4c -- t3=5 -- t3’=4,6 -- von IS1 aus und: t3‘=4,9 von IS2 aus (v2/3 = 0,2c)

Wie lässt sich erklären, dass das selbe Ereignis in IS3 sowohl 4,9s als auch 4,6s dauert? Oder gibt es einen Denkfehler?

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 17 Apr 2019 13:35 #51063

ollelinse schrieb: Ein Photon bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit (das Voraussetzung für diese Betrachtung, wie auch die Gültigkeit der Relativitätstheorie). Somit ist für das Photon jede Entfernung = 0. Eine Entfernung von 0 lässt sich in einer Zeit von t = 0 überbrücken. Für den still stehenden Beobachter ist allerdings der Lichtstrahl lange unterwegs, wenn er große Entfernungen zurücklegt (t=s/c).

Heinz Jürgen schrieb:Wenn wir das Photon und seine "Uhr" beobachten, so steht die Uhr still. Dies gilt vom Moment seiner Entstehung bis zu seinem Untergang, die Uhr zeigt immer 0:00 Uhr an.
Abgesehen davon schrumpft der Raum, den das Photon zurücklegt aus seiner Sicht zusammen, und zwar auf 0. Es ist daher gar nicht unterwegs.


Da hätte ich mal ne Frage zu an alle.
Also, wenn für ein Photon aus seiner Sicht keine Zeit vergeht und in seiner Bewegungsrichtung zwischen einer Strecke von A
nach B der Raum auf 0 kontrahiert dann könnte es ja theoretisch jede Strecke im Raum ohne Zeitverlust erreichen.
Eigentlich bewegt es sich ja aus seiner Sicht gar nicht oder "steht still".

Für einen ruhenden Beobachter hingegen brauch das Photon Zeit um eine Strecke im Raum von A nach B zu durchqueren
(die Uhr des Beobachters tickt ja und er sieht das All ausgebreitet, er hat ja auch Ruhemasse)

Nun ist es aber so dass der Raum überlichtschnell expandiert. Aus Sicht eines ruhenden Beobachters wird es dem Photon
(was er auf die Reise schickt) niemals möglich sein Objekte in den entferntesten Regionen des Alls zu erreichen
(vor allem die hinter dem kosmischen Ereignishorizont) weil der Raum schneller expandiert ( mit Überlichtgeschwindigkeit)
als das Photon sich fortbewegen kann (es hinkt sozusagen der Expansion hinterher). So weit habe ich glaub ich verstanden.

Wie sieht das jetzt aber aus Sicht des Photons aus wenn der Raum vor ihm überlichtschnell expandiert. Kann es trotzdem
ein entferntestes Objekt (z.B. hinter dem kosmischen Ereignishorizont) mit t=0 und R=0 erreichen?
Eigentlich müsste das doch aus seiner Sicht so sein (trotz der überlichtschnellen Raumexpansion) weil der Raum
(die Distanz) in seiner Bewegungsrichtung auf 0 kontrahiert und die Zeit auf 0 dilatiert ist, oder?

Hört sich irgendwie paradox an.
Aus Sicht eines ruhenden Beobachters kommt das Photon niemals hinter dem kosmischen Ereignishorizont an aber
aus Sicht des Photons ist es sofort dort ( weil t=0 und R=0). Wo hab ich denn da nen Denkfehler :woohoo:

LG

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 17 Apr 2019 14:31 #51065

Sargon schrieb: Wenn die gestrichenen Zeiten reale Zeiten und keine gemessenen projektiven Zeiten sind, wie ist dann folgende Situation zu bewerten?
Annahme: 3 IS IS1, IS2, IS3; IS1 = Ruhesystem, IS2 bewegt sich mit 0,2c, IS3 mit 0,4c relativ zu IS1. In allen drei IS findet ein Ereignis mit t=5s statt.
Die gestrichenen Zeiten ergeben sich mit t'=t * Wurzel... zu:
IS1: v1=0 -- t1=5
IS2: v2=0,2c -- t2=5 -- t2’=4,9 -- von IS1 aus
IS3: v3=0,4c -- t3=5 -- t3’=4,6 -- von IS1 aus und: t3‘=4,9 von IS2 aus (v2/3 = 0,2c)

Wie lässt sich erklären, dass das selbe Ereignis in IS3 sowohl 4,9s als auch 4,6s dauert? Oder gibt es einen Denkfehler?

Ich habe Deine Rechnung nicht geprüft, aber in jedem IS vergeht unterschiedlich viel Zeit, das ist die Zeitdilatation.
A beobachtet B, bei B vergeht aus seiner Sicht weniger Zeit.
und "gleichzeitig"
B beobachtet A, bei A vergeht aus seiner Sicht weniger Zeit.
Das ist korrekt so.
A hat einen Bruder a auf dem Mond. B (auf dem Weg zum Mond) sieht bei A und a die Zeit langsamer vergehen, aber aus seiner Sicht geht die Uhr von a vor. Wenn er am Mond ankommt, kann a bestätigen, dass die Sichtweise von A richtig ist, bei B ist weniger Zeit vergangen. Falls B am Mond anhält sieht er, wie die Uhr bei A während des Bremsmanövers schneller rennt und schließlich auch aus seiner Sicht die gleiche Zeit wie bei a anzeigt.

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 17 Apr 2019 15:27 #51066

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Moin Sonni...

erstmal:
www.abenteuer-sterne.de/wie-gross-ist-da...bachtbare-universum/

Es gilt ganz allgemein: Objekte und Ereignisse jenseits des Ereignishorizontes stehen in keiner kausalen Verknüpfung mehr mit uns, so dass uns von dort keine Informationen mehr erreichen können. Dies gilt auch in umgekehrter Richtung.


Zu bedenken ist zudem die kosmologische Rotverschiebung, die die Wellenlänge des Photons so stark streckt das es irgendwann im Raum verschwindet..
Muss urbeiten..später noch..
LGse Z.

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 17 Apr 2019 15:58 #51067

ra-raisch schrieb:

Sargon schrieb: Wenn die gestrichenen Zeiten reale Zeiten und keine gemessenen projektiven Zeiten sind, wie ist dann folgende Situation zu bewerten?
Annahme: 3 IS IS1, IS2, IS3; IS1 = Ruhesystem, IS2 bewegt sich mit 0,2c, IS3 mit 0,4c relativ zu IS1. In allen drei IS findet ein Ereignis mit t=5s statt.
Die gestrichenen Zeiten ergeben sich mit t'=t * Wurzel... zu:
IS1: v1=0 -- t1=5
IS2: v2=0,2c -- t2=5 -- t2’=4,9 -- von IS1 aus
IS3: v3=0,4c -- t3=5 -- t3’=4,6 -- von IS1 aus und: t3‘=4,9 von IS2 aus (v2/3 = 0,2c)

Wie lässt sich erklären, dass das selbe Ereignis in IS3 sowohl 4,9s als auch 4,6s dauert? Oder gibt es einen Denkfehler?

Ich habe Deine Rechnung nicht geprüft, aber in jedem IS vergeht unterschiedlich viel Zeit, das ist die Zeitdilatation. [...]

Lass uns doch mal beim o.a. System bleiben, sonst krieg' ich wieder einen Knoten im Gehirn:

IS1 sieht: das Ereignis in IS3 dauert 4,6s; IS2 sieht: das Ereignis in IS3 dauert 4,9s;
=> das Ereignis in IS3 dauert sowohl 4.6s als auch 4.9s; das ist doch ein klassischer Widerspruch. Wie lässt sich der auflösen?

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 17 Apr 2019 16:21 #51068

Z. schrieb: Es gilt ganz allgemein: Objekte und Ereignisse jenseits des Ereignishorizontes stehen in keiner kausalen Verknüpfung mehr mit uns, so dass uns von dort keine Informationen mehr erreichen können. Dies gilt auch in umgekehrter Richtung.


Hab gerade gelesen und das stimmt ja auch alles was da steht aber nur aus Sicht eines ruhenden Beobachters (z.B. mir).
Ich frage mich aber wie es aus Sicht eines Photons aussieht wo alle Strecken im Raum in Bewegungsrichtung auf 0
kontrahiert und die Zeit auf 0 dilatiert ist. Tzzzz….., grübel,
Liebe Grüße :)

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 17 Apr 2019 17:14 #51071

Sargon schrieb: Wenn die gestrichenen Zeiten reale Zeiten und keine gemessenen projektiven Zeiten sind, wie ist dann folgende Situation zu bewerten?
Annahme: 3 IS IS1, IS2, IS3; IS1 = Ruhesystem, IS2 bewegt sich mit 0,2c, IS3 mit 0,4c relativ zu IS1. In allen drei IS findet ein Ereignis mit t=5s statt.
Die gestrichenen Zeiten ergeben sich mit t'=t * Wurzel... zu:
IS1: v1=0 -- t1=5
IS2: v2=0,2c -- t2=5 -- t2’=4,9 -- von IS1 aus
IS3: v3=0,4c -- t3=5 -- t3’=4,6 -- von IS1 aus und: t3‘=4,9 von IS2 aus (v2/3 = 0,2c)

Wie lässt sich erklären, dass das selbe Ereignis in IS3 sowohl 4,9s als auch 4,6s dauert? Oder gibt es einen Denkfehler?


Du verwendest hier eine unvollständige Nomenklatur, weil t3' für die Sicht aus 2 verschiedenen Bezugssystemen steht. Besser wäre es so:

Die Inertialsysteme: IS', IS'', IS'''
Die Zeiten:
t1' = 5s (t1 gesehen aus IS')
t1'' = 4,9s (t1 gesehen aus IS'')
...
t2'' = 5s (t2 gesehen aus IS'')
t2' = 4,9s (t2 gesehen aus IS')
...
t3''' = 5s (t3 gesehen aus IS''')
t3'' = 4,9s (t3 gesehen aus IS'')
t3' = 4,6s (t3 gesehen aus IS')

t3 hat von jedem Bezugssystem aus gesehen einen anderen Wert, bei 3 Bezugssystemen 3 Werte.
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Licht und Lichtgeschwindigkeit 17 Apr 2019 17:30 #51073

Sargon schrieb: IS1 sieht: das Ereignis in IS3 dauert 4,6s; IS2 sieht: das Ereignis in IS3 dauert 4,9s;
=> das Ereignis in IS3 dauert sowohl 4.6s als auch 4.9s; das ist doch ein klassischer Widerspruch. Wie lässt sich der auflösen?

Es ist ein scheinbarer Widerspruch, ist aber so, und letztlich kein Widerspruch.
Jede Zeitspanne sieht von jedem IS aus gesehen anders aus. Etwas worüber die Beobachter sich einigen, ist die Eigenzeit des beobachteten Objektes, also die Uhr, die man beobachten kann. Aber vergiss nicht die Relativität der Gleichzeitigkeit für unterschiedliche Orte von verschiedenen IS aus beobachtet.

Jedes Ereignis für sich ist invariant (für alle real und gleich), aber seine Koordinaten und Abstände sind in den IS unterschiedlich und zwar eben auch die Zeitkoordinate.

Bei der SRT sind immer 4 Zusammenhänge zu beachten:
1) Zeitdilatation (Uhr des Beobachters zeigt mehr an als Uhr des Beobachteten) τ=t/γ
2) Lorentzkontraktion in Bewegungsrichtung (Metermaß des Beobachters zeigt weniger an als Metermaß des Beobachteten) L=s·γ
3) Uhrendesynchronisation in Bewegungsrichtung Δτ=γ·s·v/c²
4) Relativität der Gleichzeitigkeit

Wenn etwas paradox erscheint, gleicht es ein anderer Effekt aus. Was bleiben kann, ist der Altersunterschied.

Und wenn Du von Beobachtungen von mehreren IS aus sprichst, vergiss nicht die relaitvistische Geschwindigkeitsaddition v = (u+w)/(1+u·w/c²)

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 18 Apr 2019 00:23 #51087

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Hallo Sonni1967,

ich machs dir mal seeeeeeeeeehr einfach.. Es gibt keine Sicht eines Photons.
Und dies nicht nur Streng genommen, sondern No Nein Niet Nao 没有..
Vergiss diese unphysikalische Betrachtungsweise.. bitte.. Das hält dich nur auf.

Für eine nicht existente Problemstellung gibt es 1001 Lösungen ;)
Freundliche Grüße Z.

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 18 Apr 2019 13:00 #51099

Im Physikerboard heißt es ( www.physikerboard.de/htopic,55678,lorent...ktion+scheinbar.html ):

"Das sehe ich genauso. Die Längenkontraktion ist keine physikalische sondern eine scheinbare Verkürzung."
und weiter:
"Man ist in der Physik immer auf der Suche nach sogenannten Invarianten, also Größen, die beim Wechsel des Bezugssystems ihren Wert nicht ändern; diese haben dann letztlich eine echte physikalische "Realität". In unserem Falle sind dies z.B. für den Raum und Zeit die aus dem Vektor (ct, x) berechnete invariante "Länge" s "

"Wenn nun von Längenkontraktion geredet wird, dann misst ein anderer, relativ zu mir bewegter Beobachter mittels einer anderen Methode eine abweichende Länge desselben Objektes. Da das selbe Objekt jedoch nicht zwei verschiedene Längen haben kann, muss die Messung seitens des zweiten Beobachters etwas anderes messen als die Ruhelänge. Diese andere Längendefinition hängt offenbar vom Bewegungszustand dieses anderen Beobachters ab."

Das spricht doch mE dafür, klar zu unterscheiden zwischen gemessenen projektiven Größen, die lediglich einem Wechsel des BS geschuldet sind und den objektiv realen invarianten Eigengrößen - philosophisch gesehen zwischen akzidentiellen und substantiellen Eigenschaften.

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 18 Apr 2019 14:35 #51102

Z.schrieb: ich machs dir mal seeeeeeeeeehr einfach.. Es gibt keine Sicht eines Photons.
Und dies nicht nur Streng genommen, sondern No Nein Niet Nao 没有..
Vergiss diese unphysikalische Betrachtungsweise.. bitte.. Das hält dich nur auf.


Egal, hält mich trotzdem nicht davon ab mir vorzustellen wie es wäre wenn ich mit LG unterwegs sein könnte (auch
wenn ich weiß das es real nicht möglich ist weil ich hab ja Ruhemasse). Albert Einstein hatte sich auch
vorgestellt auf einem Lichtstrahl zu reiten :lol: und er hat gesagt das Phantasie wichtiger ist als Wissen, denn Wissen
ist beschränkt und mit Beschränkungen (vor allem geistigen, hab ich ja so meine Probleme, weißte ja).
Ich bin ja auch (Gott sei dank) nicht die einzige Verrückte (im Netz gibt's da ganz viele von, sogar in Uni Foren) die sich
frägt was es bedeuten würde sich exakt mit LG wie ein Photon zu bewegen.

Außerdem weiß ich`s jetzt:

Wer sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, für den hört die Zeit auf und steht still, er altert nicht mehr, sondern lebt ewig, er kann an jedem Ort des Universums gleichzeitig sein, er ist im wahrsten Sinne des Wortes allgegenwärtig und unsterblich. Diese Erkenntnisse sind den Aussagen der speziellen Relativitätstheorie entnommen,


Hatte ich mir irgendwo aufgeschrieben wo auch jemand so ne "blöde" Frage stellte und ein Physiker darauf antwortete.

Zu der Frage der stillstehenden Zeit bei Bewegung mit Lichtgeschwindigkeit: Ja, der Beobachter dieses bewegten “Objekts” würde eine stillstehende Zeit in diesem “Objekt” wahrnehmen. Da es sich aber mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, muss es masselos sein, also beispielsweise ein Photon, zeitliche Abläufe lassen sich damit dort nicht beobachten - zumindest solange es nicht absorbiert wurde. Die Zeit steht also für ein Photon tatsächlich still, zwischen Emission und Absorption hat es keine Geschichte.

https://de.quora.com/Warum-verlangsamt-sich-die-Zeit-wenn-wir-uns-der-Lichtgeschwindigkeit-nähern-Steht-die-Zeit-wirklich-bei-Lichtgeschwindigkeit

Und für ein Photon was selbst aus seiner Sicht keine Eigenzeit hat kann auch kein Raum expandieren denn damit
sich aus seiner Perspektive Abstände von Objekten zueinander vergrößern oder verändern muß Zeit vergehen.
Ist aber auch egal jetzt, Thema erledigt für mich und nun geb ich endlich Ruhe (vorerst, was Photonen angeht, hehe...).

Nette liebe Grüße ;)
Sonni1967

und an alle frohe Feiertage
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Licht und Lichtgeschwindigkeit 18 Apr 2019 17:18 #51104

Sargon schrieb: Das spricht doch mE dafür, klar zu unterscheiden zwischen gemessenen projektiven Größen, die lediglich einem Wechsel des BS geschuldet sind und den objektiv realen invarianten Eigengrößen - philosophisch gesehen zwischen akzidentiellen und substantiellen Eigenschaften.


Ich denke, die projektiven Größen muss man schon auch als real betrachten, auch wenn sie nicht invariant sind. Wenn man die Längen von 2 Objekten in 2 verschiedenen BS vergleicht, wie z.B. beim "Stab und Scheune Paradoxon", so ist der Stab in einem BS kürzer als die Scheune und im anderen länger. Und beide Sichtweisen sind gleichberechtigt richtig, einmal aus dem Ruhesystem der Scheune und einmal aus dem Ruhesystem des Stabes betrachtet.

Klar, man könnte auch die zwei Eigenlängen vergleichen, dann kommt man immer zum selben Ergebnis. Aber das spiegelt dann nicht die Realität wieder, in der sich die Objekte in unterschiedlichen BS befinden. Es macht ja auch keinen Sinn, Geschwindigkeiten zu vergleichen, die sich auf unterschiedliche BS beziehen.

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 18 Apr 2019 18:18 #51105

Sargon schrieb: Das spricht doch mE dafür, klar zu unterscheiden zwischen gemessenen projektiven Größen, die lediglich einem Wechsel des BS geschuldet sind und den objektiv realen invarianten Eigengrößen

Völlig richtig, die Eigengrößen sind der Ausgangspunkt, abstrakt betrachtet. In Realität ist es aber anders herum, es wird etwas gemessen und zwar nicht die Eigengröße sondern durch den Beobachter. Das Schöne ist nun, dass die Physik auch mit diesen Messungen mit den selben Gesetzen zurechtkommt. Denn die "Messverzerrungen" (Wirkungen) sind immer paarweise voneinander abhängig:
Das Myon, das aus unserer Sicht langsamer altert (τ=t/γ), hat in seiner Eigenzeit dafür einen kürzeren Weg (d=s/γ).
τ = (s/γ)/v = (s/v)/γ

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Licht und Lichtgeschwindigkeit 18 Apr 2019 20:32 #51108

elco schrieb: Ich denke, die projektiven Größen muss man schon auch als real betrachten, auch wenn sie nicht invariant sind. Wenn man die Längen von 2 Objekten in 2 verschiedenen BS vergleicht, wie z.B. beim "Stab und Scheune Paradoxon", so ist der Stab in einem BS kürzer als die Scheune und im anderen länger. Und beide Sichtweisen sind gleichberechtigt richtig, einmal aus dem Ruhesystem der Scheune und einmal aus dem Ruhesystem des Stabes betrachtet.

ra-aisch schrieb: Völlig richtig, die Eigengrößen sind der Ausgangspunkt, abstrakt betrachtet. In Realität ist es aber anders herum, es wird etwas gemessen und zwar nicht die Eigengröße sondern durch den Beobachter.

Ich stelle ja nicht die Realität der gemessenen Effekte in Frage; der gemessene Winkel eines in Wasser getauchten Stabes ist genauso real. Nur dies deuten wir als scheinbar, weil es eine Eigenschaft des Lichtes ist, das im Wasser gebeugt wird; und es ist reversibel: ziehe ich ihn raus, ist der Effekt verschwunden.
Ist es nicht so ähnlich mit den relativist. Effekten? Es ist eine Eigenschaft des Lichtes, die die Effekte erzeugt; und sie sind reversibel: ist v = 0 verschwinden sie.
Und ich könnte mir denken, dass die sog. Beweise der Gedankenexperimente (ob Scheune oder Züge) ein Zirkelschluss sind: die Effekte sind (mathematisch) Folge der Lorentztrafos und deren Beweis & Erklärung sind die Lorentztrafos.

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