Wieso ist Lichtgeschwindigkeit konstant ?

[Roger_Bieri]

Hallo,
habe heute morgen auf WDR eine Sendung über Albert Einstein gesehen.

Ich wollte mal fragen, wieso denn die Lichtgeschwindigkeit konstant ist, bzw. warum sich die Menschheit dessen so sicher ist. Gibt es denn definitiv nichts schnelleres als das Licht ?

Denn - weit, weit vorgegriffen - das Licht ist ja auch relativ „langsam“, hinsichtlich Star Trek Warp etc. immerhin geht’s ja sogar nur schon zu Alpha Centauri 4.3 Lichtjahre.

Auch das Übertragen von Daten mittels Funk etc. können wir schon lange relativ einfach bewerkstelligen…

[michael_f7f5bc]

hi,

Ich wollte mal fragen, wieso denn die Lichtgeschwindigkeit
konstant ist, bzw. warum sich die Menschheit dessen so sicher
ist. Gibt es denn definitiv nichts schnelleres als das Licht ?

das sind nun 2 fragen.
die lichtgeschwindigkeit ist natürlich nicht konstant in dem sinn, als sie vom medium abhängt. die lichtgeschwindigkeit im vakuum ist ca. 300.000 km/sec; die lichtgeschwindigkeit in glas oder wasser ist langsamer; die lichtgeschwindigkeit in beton ist 0.
das ist aber nicht gemeint.

gemeint ist, dass jeder beobachter im vakuum dieselbe lichtgeschwindigkeit von ca. 300.000 km/sec misst, egal ob er sich bewegt oder nicht. wieso das so ist, kann m.e. nicht beantwortet werden. aber es ist so und das lässt sich experimentell nachweisen (experiment von michelson und morley z.b., http://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Morley-Experi…)

geschwindigkeiten nahe bei lichtgeschwindigkeit können also nicht naiv addiert werden, wie wir das mit geschwindigkeiten im alltagsbereich mit hinreichender genauigkeit tun können.

so viel ich weiß, hat einstein in der speziellen relativitätstheorie gezeigt, wie man geschwindigkeiten addieren muss:

v = (v1 + v2)/(1 + v1 . v2 / c^2)
wobei v die gesamtgeschwindigkeit ist und v1 und v2 die summanden.

das zeigt, dass man mit addition herkömmlicher geschwindigkeiten nicht über c kommen kann.

obs teilchen gibt, die schneller als licht sind („tachyonen“), ist m.w. umstritten. es wären jedenfalls teilchen anderer natur als herkömmliche masse-teilchen.

Denn - weit, weit vorgegriffen - das Licht ist ja auch relativ
„langsam“, hinsichtlich Star Trek Warp etc. immerhin geht’s ja
sogar nur schon zu Alpha Centauri 4.3 Lichtjahre.

naja: star trek warp ist halt sci-fi. das wäre erst noch zu erfinden. einstein gibt dem freilich wenig chance.

Auch das Übertragen von Daten mittels Funk etc. können wir
schon lange relativ einfach bewerkstelligen…

funkwellen sind elektromagnetische wellen und als solche nichts wesentlich anderes als licht und unterliegen denselben gesetzmäßigkeiten wie licht.

hth
m.

[Jo1_a88223]

Hallo,

Die Antwort ist zwar einfach, aber nicht sehr befriedigend:

Man weiß nicht warum die Lichtgeschwindigkeit (im Vakuum) eine Konstante ist.

Dass sie konstant ist, darüber besteht kein Zweifel. Das ist in vielen Experimenten mir hoher Genauigkeit bestätigt. Es ist eine Beobachtung. Punkt. Bisher haben wir afaik noch kein Modell, aus welchem eine konstante Vakuum-Lichtgeschwindigkeit folgt. Die existenten Modelle setzen die (beobachtetesr weise) konstante Lichtgeschwindigkeit als Randbedingung.

Ob die Lichtgeschwindigkeit die theoretische Obergrenze ist, kann man auch nicht sagen. Aber: Unter der Voraussetzung der Gültigkeit der allg. Relativitätstheorie _muß_ es so sein.

Auch das Übertragen von Daten mittels Funk etc. können wir
schon lange relativ einfach bewerkstelligen…

Ich verstehe die Anmerkung in diesem Zusammenhang nicht. Funkwellen sind auch nur "Licht"wellen (aber mit Wellenlängen außerhalb des sichtbaren Spektrums. Ein besserer Ausdruck für „Lichtgeschwindigkeit“ ist „Grenzgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen im Vakuum“. Darunter fällt neben Licht (i.e.S) auch Gammastrahlung, UV, Infrarot, sowie Ultrakurz(UKW)- Kurz(KW)- Mittel(MW)- und Langwelle(LW) (Funk).

Grüße,
Jochen

[M_L_]

Morgen.

Erstmal ein Link: http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtgeschwindigkeit
Und konstant ist die Lichtgeschw. nicht, die Konstante c gilt nur für ein Vakuum.

Ich wollte mal fragen, wieso denn die Lichtgeschwindigkeit
konstant ist, bzw. warum sich die Menschheit dessen so sicher
ist. Gibt es denn definitiv nichts schnelleres als das Licht ?

Tachyonen. Aber deren Existenz kann man m.W. nach noch nicht 100% beweisen. Zudem müssten diese immer schneller als das Licht sein. Leider setzt hier der Verstand aus wenn ein Objekt mit 'Null` Masse (oder fast Null) eine unendliche (je nach Masse fast unendliche) Geschwindigkeit besitzt Aber immerhin könnte man mit diesen die sogenannte Verschränkung in der Quantentheorie erklären…

Denn - weit, weit vorgegriffen - das Licht ist ja auch relativ
„langsam“, hinsichtlich Star Trek Warp etc. immerhin geht’s ja
sogar nur schon zu Alpha Centauri 4.3 Lichtjahre.

Spektrum der Wissenschaft 02/2003 -> Die Physik hinter Star Trek
Aber noch ist das Ganze Zukunftsmusik…

HTH
mfg M.L.

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http://www.einsteinjahr.de

[Hinterw_ldler_37172f]

Hallo Roger

Ich wollte mal fragen, wieso denn die Lichtgeschwindigkeit
konstant ist, bzw. warum sich die Menschheit dessen so sicher
ist. Gibt es denn definitiv nichts schnelleres als das Licht ?

Nein

Denn - weit, weit vorgegriffen - das Licht ist ja auch relativ
„langsam“, hinsichtlich Star Trek Warp etc.

Tolle Märchen und überragende Legenden

Auch das Übertragen von Daten mittels Funk etc. können wir
schon lange relativ einfach bewerkstelligen…

Schneller als Lichtgeschwindigkeit gehts auch damit nimmer. Es sei denn, du verwendest das Wurmloch eines Stargate der amerikanischen Hyperhelden.

Zur Erklärung:
Um ein Wurmloch herzustellen, muß der Raum willkürlich und gezielt gekrümmt werden. Die dafür notwendige Energiequelle ist bis jetzt noch nicht entdeckt. Es sei denn, es werden Kraftwerke der Amis benutzt.

Selbst die Sonne lässt mit ihrer Masse nur die Bruchteile eines Winkelgrades zu.

Lies mal hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtgeschwindigkeit

der hinterwäldler

[Oliver_a32c43]

Wieso ist die Banane krumm?
Hallo,

Ich wollte mal fragen, wieso denn die Lichtgeschwindigkeit
konstant ist, bzw. warum sich die Menschheit dessen so sicher
ist.

Tja, da gibt es eigentlich nicht viel zu sagen, das ist einfach so. Oder besser gesagt, man nimmt es einfach an, weil das am besten mit den experimentellen Daten übereinstimmt. Deshalb ist es ja auch kein Gesetz, sondern ein sog. „Axiom“, d.h. eine Grundannahme auf die sich die Theorie stützt, welche dann natürlich auch zusammenbricht, falls sich das Axiom als falsch heraus stellen sollte. Aber es hält sich wacker seit mehr als über 100 Jahren, trotz zahlreicher Gedankenexperimente, die eine angeblich Überlichtgeschwindigkeit ermöglichen sollen.
Umgekehrt könnte man natürlich auch etwas lax formulieren, dass die Struktur von Raum und Zeit so geschaffen sind, dass das sich Informationen nur mit maximal c übertragen lassen.

Gibt es denn definitiv nichts schnelleres als das Licht ?

Uffbasse: Mit Lichtgeschwindigkeit ist in diesem Zusammenhang stets die Informationsübertragung in Vakuum gemeint. In Wasser können z.B. Elektronen durchaus schneller als Licht sein, zählt aber nicht, da Wasser kein Vakuum ist. Ein zweites Beispiel: Du kannst mit einem starken Laserstrahl einen Fleck auf der Mondoberfläche erzeugen und diesen mit Überlichtgeschwindigkeit von einem Ort A zu einem anderen Ort B „fliegen“ lassen, das zählt aber auch nicht, da du damit keine Information übertragen kannst.

Denn - weit, weit vorgegriffen - das Licht ist ja auch relativ
„langsam“, hinsichtlich Star Trek Warp etc. immerhin geht’s ja
sogar nur schon zu Alpha Centauri 4.3 Lichtjahre.

Ähm: Aber du weißt schon, dass Star Trek eine Fernsehserie ist??

Gruß
Oliver

[Gandalf]

Hallo Roger,

Ich wollte mal fragen, wieso denn die Lichtgeschwindigkeit
konstant ist, bzw. warum sich die Menschheit dessen so sicher
ist. Gibt es denn definitiv nichts schnelleres als das Licht ?

dazu hat man sehr präzise Messungen gemacht, schon vor weit über einhundert Jahren. Schau mal unter Michelsonversuch nach, dort wird der Versuch erklärt.
Demnach gibt es nichts, was schneller ist als Licht.

Denn - weit, weit vorgegriffen - das Licht ist ja auch relativ
„langsam“, hinsichtlich Star Trek Warp etc. immerhin geht’s ja
sogar nur schon zu Alpha Centauri 4.3 Lichtjahre.

Star Treck etc. ist eben SF. Die gegenwärtige(!) Erkenntniss ist allerdings, daß es nichts gibt, was schneller als Licht im Vakuum ist.
Man kann aber nicht ausschließen, daß morgen ein kluger Kopf entdeckt, daß es doch etwas gibt, was schneller ist, Tachyonen wurden schon erwähnt. Die sind aber noch nicht nachgewiesen.

Auch das Übertragen von Daten mittels Funk etc. können wir
schon lange relativ einfach bewerkstelligen…

Diese Datenübertragung ist allerdings exakt so schnell wie Licht.

Gandalf

[Joerg_Rehrmann]

Hallo Roger,

schau Dir doch mal diese Diskussion an:
http://www.wer-weiss-was.de/cgi-bin/forum/showarchiv…
Demnach könnte man Deine Frage so beantworten:
Das Licht ist im Vakuum so schnell wie wir es messen, weil alle zulässigen Messmethoden per Prinzip zu diesem Wert führen müssen. Das Einzige, was unsere Messungen offenbaren ist, daß Licht für das n-fache einer Strecke die n-fache Zeit braucht. Die Konstante c ist nichts anderes als ein Proportionalitätsfaktor zwischen Raum und Zeit.

Jörg

habe heute morgen auf WDR eine Sendung über Albert Einstein
gesehen.

Ich wollte mal fragen, wieso denn die Lichtgeschwindigkeit
konstant ist, bzw. warum sich die Menschheit dessen so sicher
ist. Gibt es denn definitiv nichts schnelleres als das Licht ?

Denn - weit, weit vorgegriffen - das Licht ist ja auch relativ
„langsam“, hinsichtlich Star Trek Warp etc. immerhin geht’s ja
sogar nur schon zu Alpha Centauri 4.3 Lichtjahre.

Auch das Übertragen von Daten mittels Funk etc. können wir
schon lange relativ einfach bewerkstelligen…

[Dieter_Stotz]

Hallo,

ich habe schon mal von dem einen oder anderen Physiker gehört, dass die Annahme bestünde, c würde langsam kleiner werden. Das betrifft aber nicht die These, c sei die Maximalgeschwindigkeit.

Gruß

Dieter

[Anonym_88fc87fa0000]

Die Konstante c ist nichts anderes als ein
Proportionalitätsfaktor zwischen Raum und Zeit.

geschwindigkeit ist prinzipiell nichts anderes als das.
wir wissen auch nicht, wie schnell ein auto wirklich ist - wir messen aber 50 km/h. wir wissen allerdings auch nicht, welche farbe gras wirklich hat - wir sehen aber grün.
physik ist nicht dazu da, dir zu offenbaren, wie es wirklich ist, sondern dafür, gültige beschreibungen und modelle der welt zu liefern. das kann man akzeptieren oder auch nicht - aber wenn man es nicht macht, verläßt man die physik und taucht in sonst irgendwas ein.

natürlich messen unsere meßinstumente für c diesen bestimmten wert - weil c eben so beschaffen ist, daß sich bei jeder messung dieser wert ergibt. dabei ist es vollkommen wurscht, ob man den meter über c, über irgendwelche atomschwingungen oder geographisch definiert, denn bei konstanten längeneinheiten für 1m wird c auch konstant sein (und wenn man den meter umdefiniert, wird sich auch der wert für c leicht ändern).

c sagt nicht nur aus, daß licht für die doppelte strecke die doppelte zeit braucht, sondern auch, daß licht x-mal schneller ist, als eine durchschnittliche schnecke, und y-mal schneller als schumi. und für etwas anderes sind geschwindigkeitsangaben auch nicht gedacht…

[Snooka]

Hallo!

In Wasser können z.B. Elektronen durchaus schneller als Licht sein,
zählt aber nicht, da Wasser kein Vakuum ist.

Kannst du das genauer erklären? Wie können Elektronen denn schneller als Licht sein?

Gruß,
Marco

[Oliver_a32c43]

Hallo

Kannst du das genauer erklären? Wie können Elektronen denn
schneller als Licht sein?

Na, der Brechungsindex von Wasser ist ja n=1.384, d.h. die Lichtgeschwindigkeit ist um diesen Faktor reduziert und für schnelle Elektronen keine Hürde mehr.

Gruß
Oliver

[deconstruct_efa77f]

Hallo,

In Wasser können z.B. Elektronen durchaus schneller als Licht sein,
zählt aber nicht, da Wasser kein Vakuum ist.

Kannst du das genauer erklären? Wie können Elektronen denn
schneller als Licht sein?

Zur Vorbeugung von Mißverständnissen:
Die Elektronen sind zwar schneller als die Lichtgeschwindigkeit im Wasser, aber selbstverständlich langsamer als die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (oder kurz ‚c‘).

Dies ist ihnen möglich, weil sich Licht im Wasser nur mit etwa 0.75 c ausbreitet. Ein Elektron kann aber z.B. 0.8 c schnell sein, und ist damit im Wasser schneller als das Licht, aber eben langsamer als 1.0 c.

mfg
deconstruct

[deconstruct_efa77f]

Hallo,

ich habe schon mal von dem einen oder anderen Physiker gehört,
dass die Annahme bestünde, c würde langsam kleiner werden. Das
betrifft aber nicht die These, c sei die
Maximalgeschwindigkeit.

Diese Hypothese gibt es in der Tat, allerdings stellt sie nicht den derzeitigen Kenntnisstand der Physik dar. Es gibt viele Dinge, die gegen eine Varianz in der Lichtgeschwindigkeit sprechen, so kann man z.B. mit relativ hoher Sicherheit sagen, dass die Lichtgeschwindigkeit in den letzten 4 Mrd. Jahren konstant war. Würde sich c mit der Zeit ändern, wäre es schon komisch, wieso es sich dann nicht in diesem langen Zeitraum verändert hat.
Dies ist nur einer von vielen Punkten, wo es mit der VSL-Hypothese hapert, auch wenn man sie natürlich nicht generell ausschließen kann. Aber in Wahrscheinlichkeiten ausgedrückt, ist es eher unwahrscheinlich dass sie in dieser Form stimmt.

mfg
deconstruct

[ujk]

Hallo,

die Geschwindigkeit des Photons ist doch mit seinem Impuls verknüpft und der müßte doch quantenmechanisch gesehen eine gewisse Unschärfe aufweisen. Kann man dann wirklich von einer konstanten Geschwindigkeit sprechen?

ujk

[Gandalf]

Hallo Marco,

In Wasser können z.B. Elektronen durchaus schneller als Licht sein,
zählt aber nicht, da Wasser kein Vakuum ist.

Kannst du das genauer erklären? Wie können Elektronen denn
schneller als Licht sein?

Vakuumlichtgeschwindigkeit ist und bleibt (nach heutigem Kenntnisstand) die höchste Geschwinddigkeit, die bekannt ist.
Allerdings ist es so, daß in transparenten Medien wie Wasser die Lichtgeschwindigkeit um einen Faktor geringer ist, der exakt dem Brechungsindex (Abkürzung n) dieses Mediums entspricht. Bei Wasser ist es der Faktor 1,333. Die Lichtgeschwindigkeit im Medium beträgt dann c_vakuum / n = c_medium

Wenn also ein geladenes Teilchen (z.B. ein Elektron ) in Wasser anfangs z.B. nach Emission als Betateilchen eine Geschwindigkeit von größer c_medium hat, gibt es die ‚überschüssige‘ Energie als Strahlung ab (Tscherenkow-Strahlung oder Bremsstrahlung)
Du hast vielleicht schon mal Bilder eines Abklingbeckens gesehen.
Dieses gespenstische blaue Licht ist dies sog. Bremsstrahlung.

Gandalf

[Dieter_Stotz]

Hallo,

hoher Sicherheit sagen, dass die Lichtgeschwindigkeit in den
letzten 4 Mrd. Jahren konstant war. Würde sich c mit der Zeit

Worauf stützt sich diese Annahme?

Gruß

Dieter

[Joerg_Rehrmann]

Hallo Dieter,

ich habe schon mal von dem einen oder anderen Physiker gehört,
dass die Annahme bestünde, c würde langsam kleiner werden.

Nehmen wir mal an, es wäre so, wie würden wir den Unterschied feststellen ? Messen wir c gemäß den Definitionen für Länge und Zeit, die ja wiederum c-abhängig sind, werden wir für c immer nur diesen einen Wert ermitteln können.

Jörg

[Joerg_Rehrmann]

Die Konstante c ist nichts anderes als ein
Proportionalitätsfaktor zwischen Raum und Zeit.

geschwindigkeit ist prinzipiell nichts anderes als das.
wir wissen auch nicht, wie schnell ein auto wirklich
ist - wir messen aber 50 km/h.

Das können wir schon ziemlich genau einordnen, wenn wir ein „ruhendes“ Objekt bzw. Bezugssystem und c als Referenzen haben.

wir wissen allerdings auch
nicht, welche farbe gras wirklich hat - wir sehen aber
grün.

Das ist subjektive Wahrnehmung und keine Messung.

physik ist nicht dazu da, dir zu offenbaren, wie es
wirklich ist, sondern dafür, gültige beschreibungen und
modelle der welt zu liefern. das kann man akzeptieren oder
auch nicht - aber wenn man es nicht macht, verläßt man die
physik und taucht in sonst irgendwas ein.

Welchen Sinn macht es, Dinge verstehen zu wollen, die weit entfernt von uns stattfinden und keinerlei Bedeutung für das Leben auf der Erde haben, wenn es nicht dazu dient, der Wirklichkeit möglichst nahe zu kommen ? Wozu sonst dieser riesige Forschungsaufwand ?

natürlich messen unsere meßinstumente für c diesen bestimmten
wert - weil c eben so beschaffen ist, daß sich bei jeder
messung dieser wert ergibt. dabei ist es vollkommen wurscht,
ob man den meter über c, über irgendwelche atomschwingungen
oder geographisch definiert, denn bei konstanten
längeneinheiten für 1m wird c auch konstant sein (und wenn man
den meter umdefiniert, wird sich auch der wert für c leicht
ändern).

sag ich doch

c sagt nicht nur aus, daß licht für die doppelte strecke die
doppelte zeit braucht, sondern auch, daß licht x-mal schneller
ist, als eine durchschnittliche schnecke, und y-mal schneller
als schumi. und für etwas anderes sind geschwindigkeitsangaben
auch nicht gedacht…

Klar, der Wert von c sagt das aus. Die Messung von c selbst bestätigt aber nur, daß Licht für die x-fache Strecke die x-fache Zeit braucht.

Jörg

[Oliver_a32c43]

Nehmen wir mal an, es wäre so, wie würden wir den Unterschied
feststellen ?

Man würde feststellen, dass die geeichten Zollstöcke im Laufe der Zeit immer kürzer werden.

Gruß
Oliver