Lichtgeschwindigkeit die Maximalgeschwindigkeit?

Re: Lichtgeschwindigkeit die Maximalgeschwindigkeit?

Dazu muss man sich eine der wichtigsten Formeln der speziellen Relativitätstheorie von Albert Einstein ansehen:

Sie beschreibt die Energie eines Teilchens. Die muss immer eine reale, beobachtbare Größe mit einem positiven Wert sein. Und das ist normalerweise auch kein Problem. Ist die Geschwindigkeit v eines Teilchens kleiner als die Lichtgeschwindigkeit c, dann wird in der Formel der Ausdruck unter der Wurzel positiv und der Wert der Energie ist eine normale Zahl. Ist die Geschwindigkeit eines Teilchens aber größer als die Lichtgeschwindigkeit, dann ist die Zahl unter der Wurzel negativ. Und wenn man die Wurzel einer negativen Zahl zieht, bekommt man eine imaginäre Zahl. Damit am Ende die Energie trotzdem eine normale Zahl sein kann, muss als Ausgleich die Masse m über dem Bruchstich ebenfalls eine imaginäre Zahl sein. Dann hat man zwei imaginäre Zahlen, die durcheinander geteilt werden und das Ergebnis so einer Rechnung ist immer eine normale Zahl.

PS:
Habe ich schon geschrieben, dass Licht und somit jede EM-Strahlung für mich lediglich eine Turbulenz im Tachyonenäther ist?

Re: Lichtgeschwindigkeit die Maximalgeschwindigkeit?

Vielen Dank Detlef, das wünsche ich dir auch!

Kurz vorweg

Nun zum Eigentlichen

1.) Die Maxwell-Gleichungen geben der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum natürlich eine feste Größe, jedoch ist die Geschwindigkeit nicht per se unabhängig von dem Beobachter. In den ersten Jahrzehnten nach Entdeckung der Maxwell-Gleichungen gingen die Wissenschaftler von einem Äther aus und in der Folge wurde angenommen die gemessene Lichtgeschwindigkeit ist abhängig von der Geschwindigkeit des Beobachters zu diesem Äther. Daher ja auch dann die entsprechenden Experimente, die diese Annahme nicht nachweisen konnten.

Die Annahme war als ganz Analog zu Schallwellen z.B. Die Geschwindigkeit der Schallwellen relativ zur Luft ist immer gleich und auch unabhängig davon, ob sich die Quelle der Schallwellen bewegt oder nicht. Nur angenommen ein Mikrophon bewegt sich mit Schallgeschwindigkeit relativ zur Luft, dann würde es aus der Richtung aus der es kommt keinen Ton empfangen können weil keine Schallwellen aus dieser Richtung das Mikrophon nie erreichen. Die gemessene Schallgeschwindigkeit für das Mikrofon ist aus dieser Richtung 0 km/h.

2.) Für dieses Thema noch relevanter, die Maxwell-Gleichungen fordern nicht dass die Lichtgeschwindigkeit die höchste Geschwindigkeit ist mit der sich Materie/Informationen ausbreiten können. Genau das ist aber eine Behauptung der Speziellen Relativitätstheorie.

Grüße Bambi

Re: Lichtgeschwindigkeit die Maximalgeschwindigkeit?

Ich wünsche allen ein gesundes neues Jahr und einen klaren Kopf für offene Diskussionen.

Die Maxwellschen Gleichungen bilden die theoretische Grundlage der elektrischen und magnetischen Erscheinungen. Soweit mir bekannt ist, lassen sich alle elektromagnetischen Vorgänge in der Natur mit den Maxwellschen Gleichungen (bzw. deren Lösungen) beschreiben und alle möglichen Lösungen der Gleichungen findet man auch in der Realität wieder.

Licht ist eine elektromagnetische Welle und wird daher von den Maxwellschen Gleichungen beschrieben. Die Lösungen für den Hertzschen Dipol ergeben u.a., dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum konstant und gleich c ist.

Wir brauchen in dem Wirrwarr von verschiedenen Hypothesen und Behauptungen feste Bezugsgrößen, die als gesichert anzusehen sind. Dazu zählt die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum als Ergebnis der Lösung der Maxwellschen Gleichungen. Jede anderweitige Behauptung würde die Maxwellschen Gleichungen und eine Vielzahl elektromagnetischer Experimente verletzen.

Wie ist diese Konstanz der Lichtgeschwindigkeit praktisch zu verstehen? Das lässt sich leicht durch Analogiebetrachtungen zu anderen Wellen klären. Wasserwellen oder akustische Wellen breiten sich in den jeweiligen Medien ebenfalls mit konstanter Geschwindigkeit aus (bei konstanter Dichte der Medien, Vernachlässigung der Reibung der Moleküle der Medien u.ä.). Wir stellen uns vor, dass wir in einem Boot auf einem See fahren und die Geschwindigkeit der Wellen messen. Die Geschwindigkeit der Wellen ist unabhängig von der Geschwindigkeit des Bootes immer konstant und soll gleich c sein (Mit c ist die Geschwindigkeit der Wasserwellen gemeint, nicht die Lichtgeschwindigkeit).
Wenn wir am Ufer sitzen und die Geschwindigkeit der Wellen, die von dem Boot kommen, messen, werden wir feststellen, dass die Geschwindigkeit der Wellen ebenfalls konstant und gleich c ist, egal ob wir am Ufer stehen oder mit dem Fahrrad am Ufer entlang fahren.

Bezüglich des Lichtes bedeutet die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit also, dass das Licht nach dem Verlassen der Lichtquelle die Geschwindigkeit annimmt, die dem Medium entspricht, dass die Lichtwellen transportiert. Im Vakuum gibt es kein erkennbares Medium. Aus logischer Sicht müsste aber ein Medium existieren, dass die Ausbreitung der Lichtwellen gewährleistet. Das ist der hypothetische Äther.

Licht breitet sich also mit einer konstanten Geschwindigkeit unabhängig von der Geschwindigkeit der Quelle oder des Empfängers aus, aber abhängig von den Eigenschaften des Mediums.

Man beachte, dass dies eine andere Aussage ist, als die sogenannten Postulate von Einstein. Die o.g. Aussage führt auch nicht zur Relativitätstheorie, sondern ist konform zur Newtonschen Mechanik und zu den Maxwellschen Gleichungen. Die Wasserwellen und die akustischen Wellen lassen sich in vollem Umfange auf der Grundlage der Newtonschen Mechanik erklären und führen zu keinerlei Widersprüchen, die eine Art Relativitätstheorie der Wasserwellen erfordern würde.

Man kann sämtliche alternativen Hypothesen und Behauptungen dahingehend prüfen, ob die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit im oben genannten Sinne berücksichtigt wurde oder nicht. Alle Theorien, die diese Konstanz nicht beinhalten, kann man sogleich aussondern und spart beim Studium der Unterlagen sehr viel Zeit.
Eine Ausnahme von dieser Regel bilden nur eventuelle nachvollziehbare Experimente, die eine Revision der Maxwellschen Gleichungen erfordern würden oder spezielle Lösungen der Maxwellschen Gleichung, die bisher nicht bekannt sind. Beide Punkte sind aus heutiger Sicht eher unwahrscheinlich.

Re: Lichtgeschwindigkeit die Maximalgeschwindigkeit?

Hallo Zusammen,

ich hoffe es ist mir niemand böse, wenn ich hier nicht direkt antworte, sondern ein anderes Argument zum Thema maximale Lichtgeschwindigkeit bzw. konstante Lichtgeschwindigkeit einstreue. Es geht um das „Experiment“ oder besser gesagt die Beobachtung von Doppelsternen, welche wohl die Richtigkeit von Einsteins Behauptung, die Lichtgeschwindigkeit sei unabhängig von der eigenen Geschwindigkeit bestätigt. Hier ein Link, wo das leicht verständlich dargestellt wird:

http://www.physik.li/beispiele/Doppelstern/Doppelstern.htm

Ich befasse mich erst seit wenigen Wochen damit, dass Einstein u. a. Sich geirrt haben könnten und wäre froh, wenn jemand mit etwas mehr Erfahrung in diesem Bereich was dazu sagen könnte.

LG
Franz

Re: Lichtgeschwindigkeit die Maximalgeschwindigkeit?

MMn kann man es sich aussuchen: Entweder man glaubt an Absurditäten wie Längenkontraktion und Zeitdilatation oder an höhere Geschwindigkeiten als Lichtgeschwindigkeit.
Ich bin mir, trotz vieler gelesener Beiträge hier, nicht wirklich im Klaren darüber, welche Meinung hier vorherrscht, aber wenn die hier als schwächste Kraft bezeichnete Gravitation des Mainstreams es schon schafft, Objekte auf annähernd LG zu beschleunigen, wird die bis zu 10^36-Fach stärkere EM-WW doch wohl dazu in der Lage sein, darüber hinaus zu gehen.
Davon mal ab. Ich hab zwar schon gelesen, dass Schwarze Löcher hier abgelehnt werden (oder versteh' ich das falsch), aber ich werde euch an dieser Stelle mal meine Theorie darüber darbieten.
Scheinbar verschwinden in einem SL Massen von Objekten auf nimmer wiedersehen. Das ist meiner Meinung nach nicht so ganz richtig, ebenso die Bezeichnung schwarzes Loch, wobei eigentlich nur der Begriff Loch stört. Hinter dem Ereignishorizont eines SL, welcher dieses kugelförmig umgibt bewegen sich alle "geschluckten" Objekte mit Überlichtgeschwindigkeit weiter auf das Zentrum des SLs zu. In diesem Zentrum befindet sich eine hochverdichtete sehr grosse Masse, die durch die geschluckten Objekte noch zunimmt und zwar solange, bis das gesamte Gebilde grösser ist als der EH selbst, es die kritische Masse überschreitet, wodurch das SL hoch geht und all das angesaugte wieder abstösst oder aber auch Masse wieder durch Jetstreams verliert. Wie, was, wann genau vermag ich zwar nicht zu sagen, aber das ist hier auch nicht wichtig. Wichtig ist
SL =
-Kugelförmiger Ereignishorizont hinter welchem sich alles mit ÜLG bewegt
-sehr grosse hochverdichtete Masse im Zentrum. Nicht sichtbar, weil hinter dem EH kein Licht existieren kann.

Womit ich mich überhaupt nicht anfreunden kann, sind Formeln, die sich auf die Lichtchtgeschwindigkeit festlegen, indem sie in der Formel verwendet wird, insbesondere E=mc^2.

Re: Lichtgeschwindigkeit die Maximalgeschwindigkeit?

Fällt mir grad ein das ich hier noch ein paar Experimente anführen wollte in denen es darum ging zu Untersuchen ob die Lichtgeschwindigkeit von der Wellenlänge des Lichtes abhängig ist oder nicht. Die Experimente sind fast alle darauf ausgerichtet sehr kleine Wellenlängen (Gammastrahlen) zu untersuchen, da die Schleifenquantengravitation bei hohen Energien eine Abweichung von der LG vorhersagt. Es gibt daher einige Experimente zu dem Thema die alle das Ergebnis geliefert haben, dass es keine Unterschiede in der Lichtgeschwindigkeit  gibt.

Im Wiki findet man eine Auflistung einiger dieser Experimente --> Vakuumdispersion, die man sich bei Interesse anschauen kann (die Paper auf arXiv sind frei zugänglich).

Re: Lichtgeschwindigkeit die Maximalgeschwindigkeit?

Zum Interstellaren Medium: Ich dachte, dass du dich auf eine Art "Raumzeitstruktur" beziehst. Gut das ich nachgefragt habe.

Re: Lichtgeschwindigkeit die Maximalgeschwindigkeit?

Nun Impulserhaltung und Energieerhaltung sind grundlegende physikalische Prinzipien, die in alle gängigen Theorien Gültigkeit haben, insbesondere in der Klassischen Mechanik, die hier Grundlage der Diskussion ist. Eine Erhaltungsgröße beschreibt eine Eigenschaft die nicht verschwinden oder entstehen kann.

Energieerhaltung bedeutet also, dass Energie nicht aus dem Nichts erschaffen werden kann oder einfach verschwinden kann. Es kann lediglich eine Energieform in eine andere umgewandelt werden. Dies gilt laut gängigen Theorien für alle Prozesse.

Impuls ist soetwas wie eine Bewegungsmenge oder alltäglicher formuliert, die Wucht eines Körpers. Diese recht abstrakte vektorielle Größe muss, laut Impulserhaltung, auch bei allen Prozessen erhalten sein. Für den Impuls gibt es keine anderen Formen, wie bei der Energie, er ist immer mit Bewegung verknüpft. Actio = Reactio ist wohl eine der bekanntesten Folgen der Impulserhaltung. Ein Plastisches Beispiel für die Impulserhaltung ist eine Rakete oder der Rückstoß einer Waffe.

Ich hoffe ich konnte es halbwegs verständlich machen und deine Fragen klären, ansonsten wie gesagt erneut Fragen.

Unter Teilchen verstehe ich, im Sinne der klassischen Mechanik, alles was eine Ruhemasse besitzt. (Was ich persönlich als Teilchen sehe ist etwas anderes und spielt hier keine Rolle)

 Das Interstellare Medium besteht zum Großteil aus Gas- und Staubpartikel, die sich zwischen den Sternensystem und auch Galaxien befindet. Die Teilchendiche ist zwar extrem dünn im Weltraum, aber natürlich nicht 0 und sorgt so für eine kleine Dispersion bei EM-Strahlung.

Re: Lichtgeschwindigkeit die Maximalgeschwindigkeit?

Hallo Bambi,

Ich muss leider passen und gebe zu, dass ich nicht wirklich verstehe, was du mit diesem Absatz aussagen willst. Energie ist für mich eine mathematische Beschreibung bestimmter Vorgänge, der Begriff wird für verschiedene Vorgänge verwendet (z.B. Geschwindigkeit, Masse, Temperatur usw.). Beim Impuls verhält es sich genauso, wobei hier die Bewegungsgröße bzw. Bewegungsmenge mathematisch beschrieben wird. Ich weiß nicht, welche Form von Energie du meinst, auch verstehe ich nicht wieso du von einer Impulserhaltung schreibst. Soll diese einen gewissen Verlust der Bewegungsgröße ausgleichen?

Auch ist für mich nicht geklärt, was du unter einem Teilchen verstehst. Ich gehe stark davon aus, dass wir hier unterschiedliche Ansichten haben. Das Wort Teilchen impliziert ja, dass es sich um ein Teil von etwas anderen handelt.

Sorry, ich weiß ich bin sehr penibel, jedoch kann man meiner Ansicht nach nur dann zielführend diskutieren, wenn man genau weiß, wovon der andere spricht. Dazu sollte man vorerst die Definitionen abgleichen, sonst redet man nur aneinander vorbei.

Sehr schönes Beispiel von dir, genau darüber habe ich mir schon den Kopf zergrübelt. Da ich davon ausgehe, dass sich elektromagnetische Strahlung in einem Medium ausbreitet, müsste bei einer Supernovaexplosion erst Röntgenstrahlung registriert werden, bevor diese dann im sichtbaren Licht zu sehen ist. Dies scheint aber im Widerspruch zu den Beobachtungen in der Natur zu liegen, welchen ich nicht so einfach weg diskutieren kann. Sieht so aus, als ob ich mein Weltbild wieder einmal überdenken muss. Aber mit der Zeit gewöhnt man sich daran.

Wenn du irgendwelche Quellen zu der Thematik hast (am besten mit Messdaten), wäre ich dir sehr verbunden.

Edit: Was kann ich mir unter „Interstellare Medium“ vorstellen?

Re: Lichtgeschwindigkeit die Maximalgeschwindigkeit?

Natürlich beziehe ich mich immer auf das gesamte EM-Spektrum, falls da irgendwo Missverständnisse aufgekommen sein sollte tut es mir leid.

Grundsätzlich bezieht sich die Fragestellung nicht nur auf EM.Strahlung sondern auf alle Teilchen, bzw Informationstragenden Medien. Da wir als Diskussionsgrundlage die klassische Mechanik nehmen, finde ich es passend sich, soweit wie Möglich, auf Teilchen zu beschränken, da dies von der Vorstellung her am zugänglichsten ist.

In Medien trifft das auch auf die EM-Strahlung zu, also in Medien breitet sich EM-Strahlung unterschiedlicher Frequenz mit unterschiedlicher Geschwindigkeit aus (eine Folge der Dispersion). Im Vakuum schein die Lichtgeschwindigkeit im Rahmen der Messgenauigkeit unabhängig von der Frequenz zu sein. Ich habe grad keine entsprechende Veröffentlichung zur Hand, weiß aber dass es diesbezüglich Untersuchungen zu gab. Ich denke die präziesesten Messungen dazu basieren auf der Analyse von Strahlung aus Supernovaexplosionen. Auf Grund der großen Entfernung müsste die Strahlung, wenn das Vakuum eine Dispersion besitzt, abhängig von ihrer Frequenz zu unterschiedlichen Zeitpunkten eintreffen.

Edit: Dabei muss natürlich beachtet werden das es bedingt durch das interstellare Medium eine geringe Dispersion im Weltraum gibt. Das heisst alle Messungen dazu sind mit gewisser Vorsicht zu bewerten, da die Abschätzung der Dispersion durch das Interstellare Medium die bestimmt wie genau die Dispersion des Vakuums bestimmt werden kann.