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Lichtgeschwindigkeit Experiment

Einstein über die Schulter geschaut: Fragestellungen zur Speziellen und Allgemeinen Relativitätstheorie, mathematische Methoden, Bedeutung und Interpretation
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olllie
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Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von olllie » 26. Apr 2009, 20:35

Hallo zusammen,
Ich möchte hier ein Gedankenexperiment veranschaulichen, und möchte wissen wie ihrs seht.

Wenn ein Raumschiff mit Lichtgeschwindigkeit(ich weiß, wegen dem Massenzuwachs unmöglich) von der Erde zu einen anderen Stern fliegt, nennen wir ihn Qui, dann erreicht mich das Licht von der Erde nicht mehr(ich bin ja genauso schnell), das Licht des Planeten Qui jedoch doppelt so schnell. Anscheinend alter ich von der Erde aus nicht, vom Planeten Qui aus gesehen doppelt so schnell.
Das Raumschiff besitzt jeweils einen 1 Meter langen Stab vorne und hinten, mit einem Zeitmesser dran.
Wenn ich jetzt Licht nach vorne schicke, bewegt sich das Licht jetzt überhaupt nach vorne, weil ich mich ja schon mit Lichtgeschwindigkeit bewege, und das Licht was sich nach vorne bewegen soll, sich ja dann schneller als Licht bewegt.
Wenn ich das gleiche Experiment jetzt hinten vom Raumschiff mache, was wird da gemessen?
Dieses Experiment könnte man jetzt bei langsameren Geschwindigkeiten machen.
Wie würde die Zeitmessung vorne und hinten sein?
Ich weiß, das die Relativitätstheorie besagt, das die Lichtgeschwindigkeit überall als gleich schnell gemessen wird(im Vakuum), das müßte ja in meinem Experiment heißen, das die Zeit, bei der Lichtstrahlmessung nach vorne langsamer gehen müßte, und nach hinten..keine Ahnung.
Was ich an dem Experiment so interessant finde, ist, das man die Lichtgeschwindigkeit bei Bewegung, hinten und vorne misst, die Uhren anscheinend in einem Raumschiff sich anders verhalten müssen (kurios auch, das ich in Richtung des Sterns Qui doppelt so schnell was mitbekomme, in Richtung Erde garnichts, bei Lichtgeschw.).
Das wirft ja gleich die Frage auf, ob die Zeit im Raumschiff unterschiedlich schnell vonstatten geht, bzw. das Licht nicht alles ist, was die Zeit ausmacht, ich ja auch Bewegungen von Körpern als Zeit definieren kann.

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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von Maclane » 26. Apr 2009, 23:13

Willkommen im Forum! :)

Also mit Lichtgeschwindigkeit wollen wir dich mal besser nicht losschicken. Weil dann wärst du ja vom Universum abgeschnitten. Wäre ja schade um nen guten Piloten. ;)
Und sehen könntest du im Übrigen auch nichts.

Aber 99% c tät's ja auch.
Für dich im Raumschiff bleibt die Zeit gleich. Eine Sekunde bleibt eine Sekunde und ein Meter bleibt ein Meter.
Nur außerhalb des Raumschiffs hat sich alles verändert. Da läuft alles, vorne wie hinten, wie in Zeitlupe.
Und die Strecke bis Qui, die dir beim Start noch so ewig lang vorkam, ist auf einmal stark geschrumpft.

Das Beobachten der Welt außerhalb des Raumschiffs gestaltet sich allerdings etwas schwierig. Weil alles um dich rum wird verzerrt und nach vorne (in Flugrichtung) "gebeamt". Irgendwann siehst du sogar die Erde, die eigentlich hinter dir ist, vorne durch die Windschutzscheibe.
Und dummerweise wird auch noch das ganze Licht, was von vorne kommt, ins Blaue verschoben. UV-Strahlung, Röntgenstrahlung, Gamma-Strahlung.... das brutzelt ganz schön auf der Haut. :devil:

Da noch den Durchblick zu behalten und tief durchzuatmen, ist bestimmt nicht so einfach. ;)

Achja,
Wenn ich jetzt Licht nach vorne schicke, bewegt sich das Licht jetzt überhaupt nach vorne, weil ich mich ja schon mit Lichtgeschwindigkeit bewege, und das Licht was sich nach vorne bewegen soll, sich ja dann schneller als Licht bewegt.
Wenn ich das gleiche Experiment jetzt hinten vom Raumschiff mache, was wird da gemessen?
c bleibt immer c, nur die Wellenlänge ändert sich.
Wenn du bei fast Lichtgeschwindigkeit die Frontscheinwerfer einschaltest, dann sieht der Gegenverkehr dein Licht extrem blauverschoben. Nicht gut. Abblenden hilft auch nix, immer noch blauverschoben. Am besten Licht aus, Augen zu und das beste hoffen. :mrgreen:
Der Verkehr hinter dir, der langsamer ist oder steht, der sieht deine Rücklichter halt rotverschoben. Im Zweifelsfall sieht er dich sogar gar nicht mehr.

Gruß Mac
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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von tomS » 27. Apr 2009, 07:49

Die letzten Aussagen möchte ich nochmals unterstreichen. Es ist ein Axiom der Relativitätstheorie, dass nämlich die Lichtgeschwindigkeit unabhängig vom Bezugssystem oder dem Bewegungszustand immer exakt gleich c ist! Sie ist die absolute, feste Größe.

Eine Schlussfolgerung ist, dass sich Geschwindigkeiten nicht mehr addieren lassen, in der Relativitätstheorie gilt also, dass wenn ein Raumschiff, das sich aus unserer Sicht mit v bewegt, ein Objekt abschießt, dass sich bzgl. des Raumsschiffs mit u bewegt (z.B. ein kleiner Satellit), dass dieses Objekt sich dann aus unserer Sicht mit u' bewegt, wobei gilt

Gruß
Tom

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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von olllie » 27. Apr 2009, 13:59

Maclane hat geschrieben:Willkommen im Forum! :)

Also mit Lichtgeschwindigkeit wollen wir dich mal besser nicht losschicken. Weil dann wärst du ja vom Universum abgeschnitten. Wäre ja schade um nen guten Piloten. ;)
Und sehen könntest du im Übrigen auch nichts.

Aber 99% c tät's ja auch.
Für dich im Raumschiff bleibt die Zeit gleich. Eine Sekunde bleibt eine Sekunde und ein Meter bleibt ein Meter.
Nur außerhalb des Raumschiffs hat sich alles verändert. Da läuft alles, vorne wie hinten, wie in Zeitlupe.
Und die Strecke bis Qui, die dir beim Start noch so ewig lang vorkam, ist auf einmal stark geschrumpft.

Das Beobachten der Welt außerhalb des Raumschiffs gestaltet sich allerdings etwas schwierig. Weil alles um dich rum wird verzerrt und nach vorne (in Flugrichtung) "gebeamt". Irgendwann siehst du sogar die Erde, die eigentlich hinter dir ist, vorne durch die Windschutzscheibe.
Und dummerweise wird auch noch das ganze Licht, was von vorne kommt, ins Blaue verschoben. UV-Strahlung, Röntgenstrahlung, Gamma-Strahlung.... das brutzelt ganz schön auf der Haut. :devil:

Da noch den Durchblick zu behalten und tief durchzuatmen, ist bestimmt nicht so einfach. ;)

Achja,
Wenn ich jetzt Licht nach vorne schicke, bewegt sich das Licht jetzt überhaupt nach vorne, weil ich mich ja schon mit Lichtgeschwindigkeit bewege, und das Licht was sich nach vorne bewegen soll, sich ja dann schneller als Licht bewegt.
Wenn ich das gleiche Experiment jetzt hinten vom Raumschiff mache, was wird da gemessen?
c bleibt immer c, nur die Wellenlänge ändert sich.
Wenn du bei fast Lichtgeschwindigkeit die Frontscheinwerfer einschaltest, dann sieht der Gegenverkehr dein Licht extrem blauverschoben. Nicht gut. Abblenden hilft auch nix, immer noch blauverschoben. Am besten Licht aus, Augen zu und das beste hoffen. :mrgreen:
Der Verkehr hinter dir, der langsamer ist oder steht, der sieht deine Rücklichter halt rotverschoben. Im Zweifelsfall sieht er dich sogar gar nicht mehr.

Gruß Mac
Hallo Maclane,
Warum geht ausserhalb des Raumschiffes alles in Zeitlupe vonstatten?
Und die Strecke nach Qui bleibt doch gleich? Oder?
Das das Licht nach vorne blauverschoben und nach hinten rotverschoben ist, verstehe ich.
Wenn ich mit 99% nach Qui flieg und einen blauverschobenen Lichtstrahl nach vorne abgebe, müßte der doch mit "fast"
doppelter Lichtgeschwindigkeit nach vorne fliegen.
Wenn das nicht so wär, und ich praktisch mit dem Lichtstrahl fliege, und mein nach vorne 1m ragender Stab eine Uhr haben würde, müßte es doch bei 99% Lichtgeschw. lange dauern, bis er ihn erreichen würde. Wie du schon gesagt hast, geht draußen alles mit Zeitlupe ab, das müsste dann wegen der Geschwindigkeit sein.
Wenn alles konform laufen würde, wird man dann wohl wieder die Lichtgeschwindigkeit messen.
Hinten müsste die Uhr aber schneller laufen, da wenn ich einmal den Impuls abgegeben habe und das Licht nach hinten wegfliegt und ich mich auch noch mit 99% von dem Lichtstrahl bewege, die 1nen Meter zum Ende des Stabes mit "fast" doppelter Lichtgeschw. überbrückt wird. Oder kommt da jetzt noch die bei hoher Geschwindigkeit vergrößerte Gravitation ins Spiel, die wieder alles in Ordnung bringt, da der Lichtstrahl dadurch abgebremst wird?
Und. Wenn meine Zeit im Schiff gleich bleibt, müßte ich doch das Licht von vorne, doppelt so schnell abbekommen, und von hinten würde ich kaum was vom Geschehen mitbekommen. Das ich etwas "doppelt so schnell" mitbekomme soll ja nicht gleich bedeuten, das mein ganzer Körper doppelt so schnell altert, oder wenn ich das Licht von hinten nur ganz langsam mitbekomme, das ich dann ewig jung bleibe. Ich glaube nämlich das das die besagten Zeitreisen etwas einschränkt. Ich bekomme zwar etwas sehr schnell bzw. langsam mit, meine Zeit im Raumschiff bleibt aber im Bezug zu meinen örtlichen Gegebenheiten gleich. Da wir Zeit mit Licht messen, haben wir gleich die Meinung das sich auch "Ich" verändert.
Und trotzdem glaube ich das sich auch die "Zeit", was für mich einfach nur Bewegung zueinander ist(Uhren bewegen sich ja auch, auch Atomuhren) sich im Raumschiff verändert. Aber dazu später.
Ich würde mich auf rege Antworten freuen. Das das Licht immer gleich schnell sein soll, weiß ich auch, für mich ist das nur nicht ganz klar. Vielleicht messen wir Licht immer gleich schnell, was da wirklich abgeht ist vielleicht eine andere Geschichte. Aber dazu auch später.
Also. Schreibt mir eure Meinungen. Danke.

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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von Maclane » 27. Apr 2009, 17:13

olllie hat geschrieben: Hallo Maclane,
Warum geht ausserhalb des Raumschiffes alles in Zeitlupe vonstatten?
Weil die Bezugssysteme gleichbereichtigt sind.
So wie du sagen kannst, mein Raumschiff fliegt und Qui steht still, so könntest du auch sagen, mein Raumschiff steht still und Qui bewegt sich.

Ich hab da auch meine Schwierigkeiten mit der Vorstellungskraft. Aber die Physiker sagen seit Einstein alle, dass es so ist.
Und unsere Board-Physiker können das sicher auch mathematisch ausführen. Musst nur danach fragen. :wink:
olllie hat geschrieben:Und die Strecke nach Qui bleibt doch gleich? Oder?
Oder auch nicht. ;)
Für einen ruhenden Beobachter bleibt die Strecke natürlich gleich. Für einen (schnell) bewegten Beobachter wird sie halt kürzer.
olllie hat geschrieben:Das das Licht nach vorne blauverschoben und nach hinten rotverschoben ist, verstehe ich.
Wenn ich mit 99% nach Qui flieg und einen blauverschobenen Lichtstrahl nach vorne abgebe, müßte der doch mit "fast"
doppelter Lichtgeschwindigkeit nach vorne fliegen.
Nein, weil die Geschwinigkeiten addieren sich ja nicht klassisch

sondern relativistisch


Das ist der Dreh- und Angelpunkt. c bleibt immer c, egal wie und was. Kannst ja selber mal beliebige Geschwindigkeiten in die Formel einsetzen und das testen. ;)
olllie hat geschrieben:Wenn das nicht so wär, und ich praktisch mit dem Lichtstrahl fliege, und mein nach vorne 1m ragender Stab eine Uhr haben würde, müßte es doch bei 99% Lichtgeschw. lange dauern, bis er ihn erreichen würde. Wie du schon gesagt hast, geht draußen alles mit Zeitlupe ab, das müsste dann wegen der Geschwindigkeit sein.
Der nach vorn ragende Stab befindet sich ja im gleichen Bezugssystem wie du. Da ändert sich gar nichts. ;)
olllie hat geschrieben:Wenn alles konform laufen würde, wird man dann wohl wieder die Lichtgeschwindigkeit messen.
Hinten müsste die Uhr aber schneller laufen, da wenn ich einmal den Impuls abgegeben habe und das Licht nach hinten wegfliegt und ich mich auch noch mit 99% von dem Lichtstrahl bewege, die 1nen Meter zum Ende des Stabes mit "fast" doppelter Lichtgeschw. überbrückt wird. Oder kommt da jetzt noch die bei hoher Geschwindigkeit vergrößerte Gravitation ins Spiel, die wieder alles in Ordnung bringt, da der Lichtstrahl dadurch abgebremst wird?
Die Masse des Raumschiffs nimmt mit steigender Geschwingkeit zu. Aber dadurch wird die Gravitation nicht größer.
Und der Lichtsstrahl wird nicht abgebremst, denn c bleibt ja immer c. Schon vergessen? ;)
olllie hat geschrieben:Und. Wenn meine Zeit im Schiff gleich bleibt, müßte ich doch das Licht von vorne, doppelt so schnell abbekommen...
Hast du also doch vergessen. *seufz*
Die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Bezugssystemen die gleiche - egal wo du bist und egal wie schnell du bist.

Das musst du dir unbedingt aufschreiben! Nicht vergessen! ;)
Dann wird alles gut. :g-star:


Gruß
Mac
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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von olllie » 28. Apr 2009, 13:39

Hallo Maclane und alle anderen,

Das die Wissenschaftler sagen, das die Lichtgeschwindigkeit überall gleich ist, verstehe ich ja.
Trozdem kommt man auf Ungereimtheiten, insbesondere durch deine Stellungnahme.
Ich sehe da einiges anders.
Wenn Licht überall gleich schnell ist, und das nichts mit Uhren zu tun hat die langsamer oder schneller gehen, kann man z.B. auf dem Weg nach Qui, andere Geschwindigkeiten messen.
Der ein Meter lange Stab der nach vorne zeigt, bekommt eine längere Zeit raus, wenn ich einen Lichtimpuls nach vorne schicke. Ich bewege mich ja nach dem Lichtimpuls noch immer nach vorne, und das Licht muß eine größere Strecke zurücklegen, um das Ende des Stabes zu erreichen. Das heißt ja nicht das das Licht nicht immer gleich schnell ist.
Genauso ist es nach hinten andersrum. Bei senden des Lichtimpulses flieg ich nach vorn und das Licht erreicht den Stab früher.
Das Licht bewegt sich dabei immer absolut mit Lichtgeschwindigkeit.
Und hier noch ein paar Fragen. Ich habe gehört, das eine Uhr 50 km über der Erde anders läuft, als auf der Erde.
Auch bei hoher Geschwindigkeit, so hab ich gehört, sollen sie anders laufen.
Wie laufen sie anders,also schneller über der Erde,bei schneller Geschwindigkeit, oder anders rum.
Wenn das so wäre, und die Lichtgeschwindigkeit würde trotzdem konstant gemessen, müsste das Licht ja unterschiedlich schnell sein, bzw. der Raum müßte Kürzer oder länger sein.
Ich habe mir das alles mal in schlauen Büchern von der Bücherei angeschaut, hab aber leider das meißte wieder vergessen. Wenn ihr ein paar Internetadressen hättet, wo ich mich mal schlau machen kann, dann tippt sie mal ein, dann brauch ich nicht immer so blöd zu fragen.
Aber wenn einer die Relativit.-Theorie wirklich versteht, und nicht nur nachplappert, Licht ist überall gleich schnell, der könnte mir ja mal einen ausführlichen Text schreiben(viellicht verlange ich da zu viel)

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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von tomS » 28. Apr 2009, 14:20

Hallo,

bei den folgenden Punkten würde ich dich bitten, die entsprechenden Ableitungen zur Relativitätstheorie bzw. Lorentzkontraktion und Zeitdilatation nachzulesen. Man benötigt dazu m.E. einige Graphiken, was die Diskussion hier im Forum erschwert.

"Wenn Licht überall gleich schnell ist, und das nichts mit Uhren zu tun hat die langsamer oder schneller gehen, kann man z.B. auf dem Weg nach Qui, andere Geschwindigkeiten messen.
Der ein Meter lange Stab der nach vorne zeigt, bekommt eine längere Zeit raus, wenn ich einen Lichtimpuls nach vorne schicke. Ich bewege mich ja nach dem Lichtimpuls noch immer nach vorne, und das Licht muß eine größere Strecke zurücklegen, um das Ende des Stabes zu erreichen. Das heißt ja nicht das das Licht nicht immer gleich schnell ist.
Genauso ist es nach hinten andersrum. Bei senden des Lichtimpulses flieg ich nach vorn und das Licht erreicht den Stab früher. "


Zu der folgenden Anmerkung
"Und hier noch ein paar Fragen. Ich habe gehört, das eine Uhr 50 km über der Erde anders läuft, als auf der Erde.
Auch bei hoher Geschwindigkeit, so hab ich gehört, sollen sie anders laufen.
Wie laufen sie anders,also schneller über der Erde,bei schneller Geschwindigkeit, oder anders rum.
Wenn das so wäre, und die Lichtgeschwindigkeit würde trotzdem konstant gemessen, müsste das Licht ja unterschiedlich schnell sein, bzw. der Raum müßte Kürzer oder länger sein"

ein kurzer Kommentar:
Was du hier ansprichst ist ein Effekt der allgemeinen Relativitätstheorie, der aus der Krümmung der Raumzeit = dem Schwerefeld eines Planeten folgt. Dieser Effekt hat wenig mit dem Effekt der speziellen Relativitätstheorie zu tun, der aus der Relativgeschwindigkeit folgt. In der Praxis werden derartige Effekte mit Uhren in Flugzeugen bzw. Satelliten vermessen, wobei die beiden Effekte sauber getrennt werden müssen. Man vergleicht z.B. zwei Uhren in zwei Flugzeugen, wobei sich eines in Ost- und eines in Westrichtung bewegt. Dabei tritt nochmals ein geschwindigkeitsabhängiger Effekt auf, der jedoch nicht alleine aus der Relativgeschwindigkeit der beiden Flugzeuge, sondern zudem noch aus der Bewegung der Flugzeuge bzgl. des ruhenden Schwerefeldes der Erde folgt. Insgs. ist die Berechnung ziemlich verwickelt, ist jedoch in den GPS-Satelliten implementiert. Tatsächlich kann man in deren SW die Korrektur dieser Effekte an- und abschalten. Nur bei aktiver Korrektur erfolgt die GPS-Ortung korrekt, was wiederum eine beeindruckende Bestätigung der ART ergibt.
Gruß
Tom

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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von Maclane » 28. Apr 2009, 17:05

olllie hat geschrieben: Der ein Meter lange Stab der nach vorne zeigt, bekommt eine längere Zeit raus, wenn ich einen Lichtimpuls nach vorne schicke. Ich bewege mich ja nach dem Lichtimpuls noch immer nach vorne, und das Licht muß eine größere Strecke zurücklegen, um das Ende des Stabes zu erreichen. Das heißt ja nicht das das Licht nicht immer gleich schnell ist.
Genauso ist es nach hinten andersrum. Bei senden des Lichtimpulses flieg ich nach vorn und das Licht erreicht den Stab früher.
Das Licht bewegt sich dabei immer absolut mit Lichtgeschwindigkeit.
Das ist ja gerade die Krux an der Sache.
Wenn du genau in der Mitte des Raumschiffs stehst und du schickst einen Lichtimpuls nach vorne und einen nach hinten, dann siehst du das Licht auch gleichzeitig vorne und hinten eintreffen. Für dich im Raumschiff läuft alles ganz normal,du wüsstest nichtmal, dass du mit fast Lichtgeschwindigkeit unterwegs bis. Erst wenn du aus dem Fenster siehst (und damit ein anderes Bezugssystem betrachtest) merkst du, dass da was nicht stimmt.
Ein ruhender Beobachter, an dem du just in dem Moment vorbei fliegst, sieht dagegen das Licht vorne früher eintreffen als hinten.

Also je nachdem, in welchem Bezugssystem du dich befindest, siehst du was ganz anderes.
olllie hat geschrieben:Ich habe mir das alles mal in schlauen Büchern von der Bücherei angeschaut, hab aber leider das meißte wieder vergessen. Wenn ihr ein paar Internetadressen hättet, wo ich mich mal schlau machen kann, dann tippt sie mal ein, dann brauch ich nicht immer so blöd zu fragen.
Aber wenn einer die Relativit.-Theorie wirklich versteht, und nicht nur nachplappert, Licht ist überall gleich schnell, der könnte mir ja mal einen ausführlichen Text schreiben(viellicht verlange ich da zu viel)
Okay, überredet. Ich höre auch zu plappern ( ;) ) und verweise
auf zwei gute Beiträge von Prof. Harald Lesch
Was ist Gleichzeitigkeit?
Was ist Zeit in der SRT?

sowie auf die Webseiten folgender Foren-Mitglieder:
Einsteins Erben
von AlTheKingBundy (Diplom-Physiker)
SRT leicht gemacht
von breaker (unserem Nachwuchstalent)
Lexikon(SRT)
von RayLight alias Dr. Andreas Müller - Wissenschaftler an der Uni München

Gruß Mac
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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von gravi » 28. Apr 2009, 19:24

Hallo Ollie,

ein wenig verspätet auch von mir ein herzliches Willkommen hier!
MacLane hat Dir ja schon einige prima Links aufgeschrieben.
Ein wenig kann ich vielleicht auch mit meinem Einstein- Kapitel beisteuern:
http://abenteuer-universum.de/einstein/ein.html
Vor allem im Beitrag über die Zeit habe ich in hoffentlich verständlicher Form abgeleitet, wie man die Zeit aus verschiedenen Bezugssystemen betrachtet.

Auch in meiner Linksammlung findet sich noch manch interessante Seite:
http://abenteuer-universum.de/allgemeines/link.html#deu
Hier würde ich Dir vor allem auch einen Besuch auf "Tempolimit Lichtgeschwindigkeit" empfehlen, wo auf sehr anschauliche Weise die relativistischen Effekte dargestellt werden.

Damit werden sicherlich einige Deiner Fragen zu beantworten sein.
Du bist aber natürlich herzlich eingeladen, hier weiter munter drauflos zu posten - dazu ist unser Forum ja da und Du hast sicher schon bemerkt, dass hier kaum eine Frage ohne Antwort bleibt. Also nur keine Hemmungen und weiterhin viel Spaß hier!

Schönen Gruß
gravi
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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von olllie » 29. Apr 2009, 22:50

Hallo noch mal zusammen,
Ich hab mir mal einiges durchgelesen.
Mir schwirrt jetzt so einiges im Kopf was ich wohl erstmal nicht alles schreibe.
Aber zurück zu meinem Gedankenexperiment.
Wenn ich mit meinem Raumschiff mit einer bestimmten Geschwindigkeit zum Planeten Qui fliege, und ich vom unteren Ende einen Lichtstrahl Richtung Qui schicke, dann meine ich, das dieser Strahl nun nur mit Lichtgeschwindigkeit gemessen werden kann, weil die Uhr, die am dem Ende meines Raumschiffes befestigt ist,die Richtung Qui zeigt, deutlich langsamer läuft,man kann sagen doppelt so langsam. Warum? Das Licht bewegt sich zum gesamten Weltall mit Lichtgeschwindigkeit. Wenn ich mich jetzt selber mit einer Geschwindigkeit bewege, und das Licht das ich jetzt vom Boden absende, wie in der Alltagserfahrung mit dem im fahreneden Zug, mit einem nach vorne geworfenen Stein vergleiche, bei dem ich beide Geschwindigkeiten summiere, würde ich ja beim ausgestrahlten Licht in meinem Raumschiff auf eine höhere Geschwindigkeit als das Licht kommen.
Das heißt nichts anderes als das das nach vorne abgegebene Licht sich im Bezug zu meinem Raumschiff sich langsamer bewegt, da die Uhr sich aber auch langsamer bewegt, ich die Lichtgeschwindigkeit messe.
Wenn ich z.B. In Richtung Qui ein Loch im Raumschiff habe, und das Licht vom anderen Ende des Raumschiffes dort austritt, muß dieses Licht ja genauso schnell sein, wie alles Licht das Richtung Qui fliegt. Die Lichtgeschwindigkeit ist ja eine Konstante.
Das Gedankenexperiment in Richtung Erde, müsste so sein, das die Uhr schneller laufen muss, da ich mich in Richtung Qui bewege.
Ich meine also auch, das Lichtgeschwindigkeit immer gleich gemessen wird, ob sie immer gleich schnell z.B. im Bezug zu meinem Raumschiff ist, ist eine andere Sache.

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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von tomS » 30. Apr 2009, 07:41

Hallo Olllie,

ich versuche mal, einige deiner Gedankengänge zu kommentieren. Wie gesagt, es ist hier etwas schwierig, wenn uns die Graphiken fehlen. Wie sieht's mit Formeln aus? Kannst du mit einfachen etwas anfangen?

"... dieser Strahl nun nur mit Lichtgeschwindigkeit gemessen werden kann, weil die Uhr ... deutlich langsamer läuft"
So darf man nicht argumentieren. Es ist nicht die Verlangsamung der Zeit, die schließlich zur KOnstanz der Lichtgeschwindigkeit führt, sondern es ist umgekehrt die konstante Lichtgeschwindigkeit, die dazu führt, dass verschiedenen Beobachter dieselbe Zeitspanne als unterschiedlich lang wahrnahmen.

"... das nach vorne abgegebene Licht sich im Bezug zu meinem Raumschiff sich langsamer bewegt, da die Uhr sich aber auch langsamer bewegt, ..."
Siehe vorherige Bemerkung: Das Licht bewegt sich auch bezüglich des Raumschiffs wieder mit Lichtgeschwindigkeit. Ich weiß, es klingt widersinnig, aber es ist so!

"... ob sie immer gleich schnell z.B. im Bezug zu meinem Raumschiff ist, ist eine andere Sache"
Siehe vorherige Bemerkung: Das Licht bewegt sich auch bezüglich des Raumschiffs wieder mit Lichtgeschwindigkeit.

Generell zum Zeitverlauf: Ein Beobachter, der im Raumschiff mit Licht und Uhren experimentiert, wird selbst keinen verlangsamten Zeitverlauf haben! Nur wenn er seinen Zeitverlauf mit dem eines nicht-bewegten Beobachters vergleicht, dann ergeben sich diese Effekte. Das soll heißen, dass es für den Beobachter im Raumschiff (ohne Bezug zu einem außen stehenden Beobachter) überhaupt keinen Grund gibt, warum die Zeit langsamer laufen sollte. Damit gibt es beim Verlauf seiner Eigenzeit auch keinen Effekt, der ihm etwas über die Lichtgeschwindigkeit vortäuschen könnte.

Zusammenfassung: Du argumenstierst etwa so, dass die Lichtgeschwindigkeit nicht konstant wäre, dass aber durch entsprechend angepasste Zeitverläufe dieser Effekt wieder kompensiert würde und nicht gemessen werden werden kann. Wie gesagt, es verhält sich anders.

Schau auf jeden Fall mal hier nach, da haben wir ein langes Frage-Antwort-Spiel zur Relativität. Vielleicht hilft dir das weiter - oder wir können deine Fragen auch so detailiert beantworten.
Gruß
Tom

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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von Maclane » 30. Apr 2009, 12:28

Ach super Tom. Danke für den Hinweis auf das Frage-Antwort-Spiel.
Ist auch für mich immer wieder interessant, da wieder reinzuschauen. :well:

Gruß
Mac
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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von olllie » 30. Apr 2009, 15:24

Hallo,
Hab gerade eine volle Seite niedergeschrieben und anderthalb Stunden gebraucht um das niederzuschreiben. Hab anscheinend mein Passwort nicht eingegeben, und als ich es nachträglich gemacht habe, war alles futsch. Sch...
Schreib mal später wieder, hab jetzt einfach keine Motivation mehr.

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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von tomS » 30. Apr 2009, 15:53

ist mir auch schon passiert - immer extern schreiben, wenn's was größeres ist!
Gruß
Tom

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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von gravi » 30. Apr 2009, 19:56

Oder immer zuerst einloggen, dann lesen und schreiben... :wink:

Gruß
gravi
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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von olllie » 7. Mai 2009, 14:44

Hallo nochmal,
Eigentlich ganz einfach,
Die Lichtgeschwindigkeit ist immer konstant.
Wenn ich mich mit dem Raumschiff nach vorne bewege, dann braucht das Licht vom hinteren Teil des Raumschiffes mehr Zeit um nach vorne zu kommen, vom vorderen Teil nach hinten weniger Zeit.
Ich bewege mich ja im Raum und die Lichtgeschwindigkeit muß im Bezug zum Gesamtsystem gemessen werden.
D.h. das im Raumschiff nicht alles gleich abläuft.
Weiterhin höre ich, das wenn es etwas schnelleres als Licht gibt, würde sich die Zeit rückwärts bewegen. Warum? Es ist einfach nur schneller und die Information kommt schneller als Licht an. Mehr nicht.
Auserdem glaube ich, das Licht nicht immer gleich schnell ist. Gravitation lenkt Licht ab, d.h. aber auch, das Licht was von der Erde kommt, zu Beginn langsamer Richtung Weltall sich ausbreitet. Da die Uhren in Richtung Weltall wieder schneller laufen, kommt man vielleicht auf die konstante Lichtgeschwindigkeit.

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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von Maclane » 7. Mai 2009, 16:26

olllie hat geschrieben:Hallo nochmal,
Eigentlich ganz einfach,
Die Lichtgeschwindigkeit ist immer konstant.
Wenn ich mich mit dem Raumschiff nach vorne bewege, dann braucht das Licht vom hinteren Teil des Raumschiffes mehr Zeit um nach vorne zu kommen, vom vorderen Teil nach hinten weniger Zeit.
Ich bewege mich ja im Raum und die Lichtgeschwindigkeit muß im Bezug zum Gesamtsystem gemessen werden.
Witzig. ;)
Es gibt kein Gesamtsystem auf das man sich beziehen kann. Dieses Gesamtsystem, was du suchst, das ist die Denke aus dem 19. Jahrhundert. Du weißt schon, die Sache mit dem Äther. ;)

Du kommst bestimmt noch von selber drauf, jede Wette. Denk dir das alles nochmal in Ruhe durch.

Jedes Bezugssystem ist gleichberechtigt und die Lichtgeschwindigkeit ist in jedem Bezugssystem die gleiche.

Der Bug und das Heck deines Raumschiffes befinden sich nun in ein und dem selben Bezugssystem. Die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden ist ja Null, nicht wahr.

Erst wenn sich etwas relativ zu diesem Bezugsystem bewegt (z.B. wenn du im Raumschiff herumläufst oder wenn jemand anderes an dir vorbeifliegt), dann ist das ein anderes Bezugssystem. Und wenn du zwei Bezugsysteme hast, dann kannst du mit Hilfe der Formeln die Längenkontraktion und Zeitdilatation ausrechnen.

Und das Licht, was du vom vorderen Ende zum hinteren schickst, das wird nicht relativ zu einem Gesamtsystem oder einem Äther gemessen sondern eben immer relativ zu dem Bezugssystem.
Merkst, warum das Relativitätstheorie heißt? ;)

Das witzige ist doch, wenn du ein riesiges Raumschiff hättest, was mit fast Lichtgeschwindigkeit unterwegs ist, dann könntest du dort im Inneren die gleichen Experimente machen mit Teilchen und Beschleunigern und Spiegeln und Taschenlampen, wie unsere Jungs auf der ISS (oder sonstwo, wo es grad schwerelos ist). Und du würdest keinen Unterschied feststellen.
olllie hat geschrieben:Weiterhin höre ich, das wenn es etwas schnelleres als Licht gibt, würde sich die Zeit rückwärts bewegen. Warum?
Weil du dann ja quasi das Licht überholen tätest. ;)

Es gibt eben einfach die Schranke, die Lichtgeschwindigkeit. Und die ist unüberwindbar. Aus den Einsteinschen Gleichung ergiebt sich, dass es auf der anderen Seite dieser Schranke sogenannte Tachyonen theoretisch geben könnte. Das wären Teilchen, die würden ständig mit Überlichgeschwindigkeit sich bewegen. Und für die würde die Zeit tatsächlich rückwärts laufen und nicht vorwärts wie bei uns. Aber nimm de Tachyonen bitte nicht zu ernst. Die gibt es nur theoretisch.
http://de.wikipedia.org/wiki/Tachyon
Was sind Tachyonen?
olllie hat geschrieben:Auserdem glaube ich, das Licht nicht immer gleich schnell ist. Gravitation lenkt Licht ab, d.h. aber auch, das Licht was von der Erde kommt, zu Beginn langsamer Richtung Weltall sich ausbreitet. Da die Uhren in Richtung Weltall wieder schneller laufen, kommt man vielleicht auf die konstante Lichtgeschwindigkeit.
Denk den Gedanken genau anders herum, dann hast du's. ;)

Gruß
Mac
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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von tomS » 7. Mai 2009, 17:07

In der Stringtheorie interpretiert man die Existenz von Tachyonen als einen falschen Vakuumzustand; d.h das Vakuum zerfällt (zerstrahlt) in Tachyonen; dies wird i.A. als pathologisch angesehen.
Gruß
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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von olllie » 7. Mai 2009, 18:46

Hallo,
Ich glaube gerade weil ich bei den Lichtimpuls in meinem Raumschiff eine schnellere bzw. kürzere Zeit messe, bin ich nicht im 19.Jahundert. Wenn bei Bewegung meines Raumschiffes das Licht gleich gemessen wird, wäre das doch das gleiche wie die Tischtennisspielenden im Zug. Wenn das bewegende Raumschiff vorne ein Loch hätte, würde der austretende Lichtstrahl bei deiner Theorie im Raum ja scneller als das andere Licht sein, das in die gleiche Richtung fliegt, wie mein Raumschiff, aber z.B von einen Stern kommt der hinter mir ist. Das Licht würde um soviel schneller sein, wie mein Raumschiff sich bewegt. Geh das mal in Gedanken durch. Ich bin mir sicher das ich recht habe. Gerade weil ich so interpretiere, ist Licht eben immer gleich schnell.
Wenn ich mich bewege und im Raumschiff einen Lichtstrahl nach vorne gebe, würde sich dieses Licht im Bezug zum Weltall schneller nach vorne bewegen, genau wie der Pingpongball im Zug sich relativ zum aussenstehenden Beobachter schneller als der sich bewegende Zug ist. Das aber ist bei der Relativitätsgeschwindigkeit nicht der Fall.
Wie schnell ich mich auch bewege, das Licht wird mit Lichtgeschwindigkeit abgegen. Nach vorne hieße das bei Bewgungen in Nähen von Lichtgeschwindigkeit, das ich mich mit dem abgestrahlten Licht bewege, nach hinten würde das bedeuten, ich entferne mich mich annähernd doppelter Lichtgeschwindigkeit vom Lichtstrahl, genau wie bei einer Glühlampe gegenüberliegendes Licht sich auch zueinander mit doppelter Lichtgeschwindigkeit entfernt.
Und das mit der Gravitation. Die Uhren müßten Richtung Weltall langsamer gehen, und nicht schneller, um wieder auf Lichtgeschwindigkeit zu kommen.
Wenn sich zwei Bewegungen kreuzen und wir mit Licht die Geschwindigkeit messen, muß man bedenken, das auch Licht seine Zeit braucht. Bei Zeitmessung haben sich beide Körper schon wieder voneinander bewegt, und dies kann mann anscheinend mit der Speziellen Relativitätstheorie berechnen. Genauso ist es mit der Ortsbestimmung mit Gps. Und da die Erde rund ist und das Licht eben unterschiedlich lang unterwegs ist, muß man dies mit einbeziehen.
Das Körper bei Geschwindigkeiten zueinander sich strecken oder stauchen, liegt auch daran, das das Licht wo der Teil des Körpers näher zu mir ist, kürzere Zeit braucht als z.B. der Teil der noch entfernter von mir ist. Wenn der Körper (z.B. Raumschiff) an mir vorbeigeflogen ist, sieht die Sache nun mal anders herum aus. In Wirklichkeit streckt, oder staucht sich da garnichts, nur das Licht braucht halt unterschiedlich lang.

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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von Maclane » 7. Mai 2009, 22:13

Das ist nicht "meine" Theorie. So anmaßend kann ich gar nicht sein. ;)

Ich glaube, du solltest dir diese Formel nochmal genau ansehen:



Das ist die Art und Weise, wie du Geschwindigkeiten addieren musst.
Ein einfaches u+v funktioniert nur bei kleinen Geschwindigkeiten wie bei den Tischtennisbällen.
Bei hohen Geschwindigkeiten funktioniert u+v aber nicht mehr! Dann musst du die relativistische Geschwindigkeitsaddition nehmen.

Addiere doch einfach mal verschiedene Geschwindigkeiten nach o.g. Formel. Fang mit kleinen Geschwindigkeiten an und steigere dich dann zu hohen Geschwindigkeiten. Und dann schreib mal, was du dabei herausgefunden hast. :)

Gruß
Mac
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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von olllie » 7. Mai 2009, 22:42

Hallo Maclane,
Wie schon gesagt,
Diese Formel benutzt man deswegen, weil bei hohen Geschwindigkeiten, da das Licht auch seine Zeit braucht, ein Körper nach der Messung, wieder eine bestimmte Strecke zurückgelegt hat.
Es geht dabei darum, die Geschwindigkeit des Lichtes zu messen, und nicht wie bei mir die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem fliegendem Raumschiff und dem darin befindlichen Lichtes.
Die Formel könnte man auch für mein besagtes Gedankenexperiment benutzen und würde so auf die Lichtgeschwindigkeit kommen. So wie ich es aber verstanden habe, braucht man einen bestimmten Winkel von zwei Objekten um mit der Formel zu rechnen. Da der Winkel aber nicht da ist, subtrahiere ich einfach die Geschwindigkeit meines Raumschiffes zur Lichtgeschwindigkeit ab, und berechne dann mit der Wegstrecke im Raumschiff, die Zeit, die der Lichtstrahl braucht, um von hinten nach vorne zu kommen. Das hat im dem Sinne nichts mit der Lichtgeschwindigkeit als solche zu tun.
Ich sage ja auch, das das Licht immer gleich schnell ist, und wenn du dir mein Experiment anschaust, addiere ich ja gerade nicht die Geschwindigkeit des Raumschiffes mit dem darinfliegendem Licht, so wie beim Pingpongballbeispiel. Sonst würde man ja von außerhalb schneller als Licht messen, oder anders gesagt" wenn das Raumschiff Fenster hätte würde man es sogar "sehen"". Ich bin mir sicher das ich Recht habe.

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Re: Lichtgeschwindigkeit Experiment

Beitrag von olllie » 9. Mai 2009, 15:57

Noch mal Hallo,
Natürlich messe ich mit der Formel der SRT nicht die Lichtgeschwindigkeit.
Aber wie schon gesagt. Da Licht auch Zeit braucht , um sich zu bewegen, braucht man beim messen von Körpern diese Formel.

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