(14.04.2012)Sephe schrieb: Ich finde gedankenspiele mit licht noch witzig: Wenn ein objekt sich nahezu so schnell wie das licht in deine richtung bewegt, würdest du es erst kurz bevor es bei dir ist sehen, da man licht nicht "Nach vorne schieben" kann, als absolutes geschwindigkeitslimit. Umgekehrt aber: würdest du dich nahezu so schnell wie das licht bewegen und in die andre richtung schauen, würde deine optische wahrnehmung extrem verlangsamt werden - immerhin muss das licht dich erstmal einholen. (Theoretisch müsste man ja demnach bei >lichtgeschwindigkeit (Die man nicht erreichen kann) keine optischen eindrücke mehr wahrnehmen, immerhin würde dann keinerlei licht mehr bei dir ankommen - ähnlich wie beim durchbrechen der schallmauer.
(14.04.2012)Sir Knorke schrieb: Wenn ich mich in einen Raumschiff befinde welches die Lichtgeschwindigkeit erreicht hat, kann ich mich dann noch in Fahrtrichtung bewegen? Eigentlich nicht, da meine Geschwindigkeit in diesem Fall die Lichtgeschwindigkeit überschreiten würde. Aber Andererseits dürft ich entgegen der Fahrrichtung laufen können.... Im confused
Juchuu, das Taschenlampen-Paradox!
Festhalten, jetzt geht's los:
Ein Raumschiff fliegt mit 1/2 Lichtgeschwindigkeit. Im Raumschiff hält jemand eine Taschenlampe ans Frontfenster. Das Licht der Taschenlampe hat Lichtgeschwindigkeit, ist also doppelt so schnell, wie das Raumschiff.
Jetzt betrachten wir das mal *IM* Raumschiff. Das Licht verlässt also anscheinend die Taschenlampe nur mit halber Lichtgeschwindigkeit, ja? Nun, dieses Experiment hat man schon im 19. Jahrhundert gemacht: Man hat versucht, die Lichtgeschwindigkeit in 2 Richtungen im 90°-Winkel zu messen, und aus dem Unterschied auf die Eigenbewegung der Erde zu schließen, weil in Flugrichtung = langsamer, quer zur Flugrichtung = normal, gegen Flugrichtung = schneller. (Michelson-Morley-Experiment)
Das erstaunliche Ergebnis: Das Licht bewegt sich immer gleich schnell RELATIV ZUR ERDE. Als würde der ganze Versuchsaufbau still im Universum stehen. Dieses Paradox, mit der auch die Existenz des Äthers widerlegt wurde, führte letztlich zur Relativitätstheorie.
Zurück zum Raumschiff. IM Raumschiff, denn das Universum ist relativ, und wie es aussieht und sich verhält, hängt davon ab, von wo man es beobachtet. Das Licht verlässt die Taschenlampe also DOCH mit Lichtgeschwindigkeit. Durchquert das Raumschiff, und leuchtet scheinbar mit 1.5x Lichtgeschwindigkeit aus dem Vorderfenster. Doch von außen betrachtet, von einem still stehenden Beobachter, bewegt sich das Licht auch nur mit Lichtgeschwindigkeit, und damit mit 1/2 Lichtgeschwindigkeit schneller, als das Raumschiff. Das Licht müsste also von außen betrachtet doppelt so lange brauchen, um von der Taschenlampe zur Scheibe zu kommen, als von innen betrachtet. WTF?
Das alles wusste man schon vor Einstein, nur machte es keinen Sinn. Wenn das Licht nicht schneller sein kann, muss, damit es irgendwie Sinn ergibt, die Entfernung kleiner werden. Deswegen 'schrumpft' das Raumschiff in Flugrichtung, damit auch die zusätzliche 1/2 Lichtgeschwindigkeit ausreicht, die Scheibe in der gleichen Zeit zu erreichen! Aus dem Inneren des Raumschiffs bemerkt man das Schrumpfen nicht, da man ja selbst mit geschrumpft ist. Und man sieht das Licht mit Lichtgeschwindigkeit aus der Taschenlampe kommen. (Lorentzkontraktion)
Confused?
Legen wir noch einen drauf. Wenn wir selbst geschrumpft sind, was sehen wir dann außerhalb des Raumschiffs? Alles gedehnt? Was, wenn der Typ außerhalb des Raumschiffs jetzt seine Taschenlampe an macht, was dann? Und: Alles ist Relativ: Ob sich das Raumschiff bewegt, oder das Universum um das Raumschiff, darf keinen Unterschied machen. Und nun?
Konsequenterweise müsste die Außenwelt von innen aus gesehen auch geschrumpft sein, denn von innen betrachtet bewegt sich ja die Außenwelt mit halber Lichtgeschwindigkeit. Das ergibt aber ein neues Problem: Wenn die Außenwelt geschrumpft ist, erreichen wir unser Ziel zu schnell, und haben damit selbst (fast) die Lichtgeschwindigkeit überschritten. Irgendwie passt das alles nicht zusammen. Es fehlt auch noch eine Stellschraube: Die Zeit!
Und so passt es irgendwie zusammen: Von außen betrachtet schrumpft das Raumschiff, aber nicht auf die Hälfte, sondern nur ein bisschen. Gleichzeitig läuft im inneren des Raumschiffs die Zeit etwas langsamer, aber auch nur ein bisschen. (Zeitdilatation) Was von Innen scheint wie Lichtgeschwindigkeit, ist also nur Lichtgeschwindigkeit in Zeitlupe. Zusammen sorgen beide Effekte dafür, dass das Licht genau im erwarteten Moment an der Scheibe ankommt, und es im Inneren des Raumschiffs so aussieht, als würde sich das Licht mit Lichtgeschwindigkeit von der Taschenlampe weg bewegen. (Lorentz-Transformation)
Schaut man aus dem Raumschiff heraus, ist die Entfernung zum Ziel kürzer geworden, weil sich das Universum um uns ja bewegt. Da von innen betrachtet die Außenwelt aber in Zeitlupe ist, erreichen wir unser Ziel trotzdem nicht früher, und scheinen auch nicht zu schnell zu sein.
Die wesentlichen Ideen dazu hatte schon Hendrik Antoon Lorentz, doch erst Einstein schaffte es, daraus wieder ein in sich konsistentes Weltbild zu schaffen: Die Relativitätstheorie.
So, dazu muss ich jetzt aber sagen, dass ich kein Physiker bin, und einiges davon auch hart an der Grenze meines Verstands ist. Also nagelt mich nicht auf die Details fest.