Hallo, verehrte Forumsgemeinde.
Unter der Informationsgeschwindigkeit v verstehe ich die Geschwindigkeit, mit der ein Signal von einem Punkt A zu einem anderen Punkt B gelangt. Nach meinem augenblicklichen Kenntnisstand kann v nie größer werden als die Lichtgeschwindigkeit c. Gibt es dennoch Versuche (Z.B. Teleportation), bei denen diese Bedingung verletzt wird?
Mi bestem Gruß
Gaus
Hallo!
Unter der Informationsgeschwindigkeit v verstehe ich die
Geschwindigkeit, mit der ein Signal von einem Punkt A zu einem
anderen Punkt B gelangt. Nach meinem augenblicklichen
Kenntnisstand kann v nie größer werden als die
Lichtgeschwindigkeit c. Gibt es dennoch Versuche (Z.B.
Teleportation), bei denen diese Bedingung verletzt wird?
Naja, google einfach mal nach „Überlichtgeschwindigkeit“. Meines Wissens gibt es zwei Phänomene, die sich an dem universelle Tempolimit reiben: Der Tunnel-Effekt und verschränkte Teilchen (auch unter dem Stichwort EPR-Paradoxon bekannt).
Wenn man über derlei Dinge diskutiert, wird sehr schnell klar, dass es gar nicht so einfach ist, physikalisch zu erklären, was „Information“ eigentlich ist.
Michael
Unter der Informationsgeschwindigkeit v verstehe ich die
Geschwindigkeit, mit der ein Signal von einem Punkt A zu einem
anderen Punkt B gelangt. Nach meinem augenblicklichen
Kenntnisstand kann v nie größer werden als die
Lichtgeschwindigkeit c. Gibt es dennoch Versuche (Z.B.
Teleportation), bei denen diese Bedingung verletzt wird?
Nein. Es gibt zwar zahlreiche Versuche, bei denen Überlichtgeschwindigkeit auftritt, aber in keinem wurden Informationen mit Überlichtgeschwindigkeit übertragen.
Nein. Es gibt zwar zahlreiche Versuche, bei denen
Überlichtgeschwindigkeit auftritt, aber in keinem wurden
Informationen mit Überlichtgeschwindigkeit übertragen.
Hallo,
bei der Messung entfernter, aber verschränkter Teilchen reagieren diese nach allen bisherigen Versuchen so, als ob sie sich über ihren Quanten-Zustand augenblicklich abstimmen würden - also nicht nur mit Überlicht-, sondern mit unendlicher Geschwindigkeit.
Gruss Reinhard
Hallo,
wie soll dabei Information übertragen werden?
Entweder, man kennt den Zustand des verschränkten Teilchens vor der Messung (was, glaube ich, nicht geht) und nimmt die Information darüber mit von A nach B (mit Unterlichtgeschwindigkeit) - oder man muss sich hinterher absprechen, was man an den Orten A und B gemessen hat, was auch wieder nur mit Unterlichtgeschwindigkeit geht.
Vielleicht sehe ich das auch falsch, dann bin ich dankbar für Aufklärung.
LG
Jochen
Hallo,
Gibt es dennoch Versuche (Z.B. Teleportation), bei denen
diese Bedingung verletzt wird?
wie schon von anderer Seite gescrieben: nein, es ist keine Möglichkeit bekannt Informationen mit Überlichtgeschwindigkeit zu übertragen.
Speziell das Quanten-Teleportations-Protokoll zur Zustandübertragung erfordert einen klassischen Übertragungsweg und ist damit durch die Lichtgeschwindigkeit beschränkt.
Noch eine Bemerkung: wenn ein 100 Meter langer Zug durch einen 50 Meter langen Tunnel fährt, dann kommt die Lok am Ausgang heraus bevor der letzte Wagen im Eingang verschwindet. Dennoch würde niemand behaupten, dass der Zug rückwärts durch die Zeit fährt („er kommt heraus, bevor er hinein gefahren ist“). Genau in diese Falle tappt man aber auch gerne, wenn es darum geht, die Geschwindigkeit einer Informationsübertragung zu messen.
–
PHvL
Hi drstupid,
Nein. Es gibt zwar zahlreiche Versuche, bei denen
Überlichtgeschwindigkeit auftritt, […]
Welche sind das?
Grüße,
JPL
Hallo Michael,
Wenn man über derlei Dinge diskutiert, wird sehr schnell klar,
dass es gar nicht so einfach ist, physikalisch zu erklären,
was „Information“ eigentlich ist.
Ich würde sagen, dass sich Information dadurch auszeichnet, dass man sie dazu nutzen kann, in Abhängigkeit eines Ereignisses andere Ereignisse in Gang zu setzen oder zu stoppen. Wäre es möglich, Informationen mit Überlichtgeschwindigkeit zu übertragen, wäre es auch möglich, ein und dasselbe Ereignis, das in einem Bezugssystem bereits stattgefunden hat, in einem anderen Bezugssystem zu verhindern und das wäre hochgradig paradox.
Beispiel folgende Anordnung:
Planet-Schild----------Sonne----------Schild-Planet
Du hast zwei mit einem Schutzschild versehene Planeten. Mittig befindet sich eine Sonne, die zu einer Supernova zu werden droht und die ungeschützten Planeten verdampfen würde, sofern die Schutzschilde nicht rechtzeitig aktiviert werden. Zwischen den Planeten und den Schilden existiere eine Kommunikationsverbindung, die etwas schneller als c übertragen kann. Bei Zerstörung eines Planeten sendet dieser noch ein letztes Warnsignal an den Schild des jeweils anderen Planeten, um dessen Schild rechtzeitig zu aktivieren. Soweit ist die Sache noch klar: Da beide Planeten gleichzeitig verdampfen, kommt auch das Warnsignal auf jeden Fall für beide Schilde zu spät.
Nun beobachten wir die Supernova aber aus einem Raumschiff heraus, das sich mit hoher Geschwindigkeit an diesem System vorbeibewegt. Wir beobachten, dass der Planet, der sich aus unserer Sicht hinter der Supernova befindet der „Schockwelle“ entgegen bewegt und schon längst verdampft ist, während der andere Planet noch unversehrt ist und nur langsam von der Schockwelle eingeholt wird. Nun hat aber der bereits verdampfte Planet noch sein Warnsignal aussenden können, das die mit c sich ausbreitende Schockwelle noch einholen kann, bevor sie den anderen Planeten erreicht. Was sollte nun den Schutzschild des anderen Planeten daran hindern, die eintreffende Information dazu zu nutzen, sich zu aktivieren und den Planeten zu retten ?
Das Schicksal der Planeten kann aber nicht davon abhängen, ob zufällig ein Beobachter mit hoher Geschwindigkeit vorbeischaut und davon, in welche Richtung er sich bewegt.
Jörg
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Hallo Jörg,
Ich würde sagen, dass sich Information dadurch auszeichnet,
dass man sie dazu nutzen kann, in Abhängigkeit eines
Ereignisses andere Ereignisse in Gang zu setzen oder zu
stoppen.
Einverstanden. Aber in welcher physikalischen (d. h. messbaren) Eigenschaft einer elektromagnetischen Welle steckt dieses Ding, das wir „Information“ nennen? Oder etwas präziser: Ist die „Informationsgeschwindigkeit“ die Phasengeschwindigkeit, die Gruppengeschwindigkeit oder etwas anderes? Wie das Nimtz-Experiment zeigt (Ausführliche Beschreibung und Kritik unter http://theory.gsi.de/~vanhees/faq/nimtz/nimtz.html) ist es gar nicht so einfach, eine saubere Definition für diese „Informationsgeschwindigkeit“ zu finden, die sich experimentell überprüfen ließe. Nimtz hat als Informationsgeschwindigkeit die Gruppengeschwindigkeit gewählt, und als Messvorschrift hat er die Geschwindigkeit des Maximums eines Wellenpakets mit der Gruppengeschwindigkeit gleichgesetzt. Beim Tunneln ändert sich jedoch die Form des Wellenzugs, was zu einer Messung führte, die er fälschlich als „überlichtschnell“ interpretierte.
Ich sagte übrigens nicht, dass es unmöglich ist, „Information“ physikalisch zu fassen. Ich sagte nur, dass es nicht einfach ist. Information ist halt so ein Begriff, der pseudowissenschaftlich ganz gerne verwendet wird, ohne dass man sich über den Inhalt wirklich klar wäre („Energie“ ist auch so einer…)
Michael
Nein. Es gibt zwar zahlreiche Versuche, bei denen
Überlichtgeschwindigkeit auftritt, […]Welche sind das?
Z.B. diese hier:
http://icpr.snu.ac.kr/resource/wop.pdf/J01/2004/044/…
http://voyager.ph2.uni-koeln.de/Nimtz/paper/Superlum…
http://lxy.hutc.zj.cn/baomi/special/Mechanics/upfile…
Und hier wird das Ganze bewertet:
http://arxiv.org/pdf/quant-ph/9811019
Fazit:
Überlichtgeschwindikeit: Ja
überlichtschnelle Signalübertragung: Nein
Ist die „Informationsgeschwindigkeit“ die
Phasengeschwindigkeit, die Gruppengeschwindigkeit oder etwas
anderes?
Wie wäre es mit dem Quotient aus der zurückgelegten Strecke und der Zeit, die zwischen dem Beginn des Sendevorgangs und dem vollständigen Empfang einer Information vergeht?
Hallo, verehrte Forumsgemeinde.
Unter der Informationsgeschwindigkeit v verstehe ich die
Geschwindigkeit, mit der ein Signal von einem Punkt A zu einem
anderen Punkt B gelangt. Nach meinem augenblicklichen
Kenntnisstand kann v nie größer werden als die
Lichtgeschwindigkeit c. Gibt es dennoch Versuche (Z.B.
Teleportation), bei denen diese Bedingung verletzt wird?
Mit bestem Gruß
Gaus
Danke allen Autoren für die rege Beiteiligung. Sie gibt mir die Gelegenheit, über dieses Thema erneut nachzudenken.
Mit dankbarem Gruß
Gaus
Hallo,
Das würde die Länge der Information mit beinhalten und damit wäre dann ein großer Informationsinhalt langsamer als ein kleiner. Die Informationsgeschwindigkeit sollte aber imho unabhängig vom Inhalt der Nachricht sein.
Gruß
loderunner
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Hallo!
Wie wäre es mit dem Quotient aus der zurückgelegten Strecke
und der Zeit, die zwischen dem Beginn des Sendevorgangs und
dem vollständigen Empfang einer Information vergeht?
Loderunner hat schon eine Antwort darauf gegeben.
Eine andere: Mit Deiner Definition ist immer noch nicht klar, was man unter „Information“ eigentlich versteht. Steckt nicht z. B. in der Frequenz eines Signals eine Information drin? (ganz sicher, sonst gäbe es kein FM-Radio). Jeder der mal etwas von Fourier-Transformation gehört hat, weiß aber, dass für die exakte Bestimmung einer Frequenz eine unendliche Messdauer erforderlich ist. Oder: Steckt nicht in der Phase der Welle eine Information? Dann würde jeder Phasensprung zu einer überlichtschnellen Informationsausbreitung führen, von Dispersion ganz zu schweigen!
Wie Du siehst, ist es *anschaulich* sehr einfach, zu sagen, was Information ist. Es ist aber sehr schwierig, dies mit anderen physikalischen Begriffen exakt zu verknüpfen.
Michael
Wie wäre es mit dem Quotient aus der zurückgelegten Strecke
und der Zeit, die zwischen dem Beginn des Sendevorgangs und
dem vollständigen Empfang einer Information vergeht?Loderunner hat schon eine Antwort darauf gegeben.
Das Problem lässt sich lösen, indem man die Länge des Signals möglichst kurz und die Übertragungsstrecke möglichst lang macht. Der Grenzwert wäre dann die Geschwindgkeit, die man bei einem Signal messen würde, dass sich in unendlich kurzer Zeit senden bzw. empfangen lässt (also ein Dirac-Impuls).
Ich sehe dagegen keine Möglichkeit, die Länge des Signals schon mit der Definition zu eliminieren (indem man beispielsweise die Uhr erst am Ende der Übertragung startet), ohne in die gleiche Falle zu tappen, wie beispielsweise Nimtz. Aber vielleicht fällt Euch ja noch was besseres ein.
Eine andere: Mit Deiner Definition ist immer noch nicht klar,
was man unter „Information“ eigentlich versteht.
Das ist bei meiner Definition aber auch nicht notwendig. Wenn man beispielsweise digitale Signale überträgt, dann kann man sehr einfach und vor allem objektiv prüfen, ob eine erfolgreiche Informationsübertragung stattgefunden hat. Es ist hier an keiner Stelle notwendig zu wissen, was Information überhaupt ist.
Hallo!
Das ist bei meiner Definition aber auch nicht notwendig. Wenn
man beispielsweise digitale Signale überträgt, dann kann man
sehr einfach und vor allem objektiv prüfen, ob eine
erfolgreiche Informationsübertragung stattgefunden hat.
Täusch Dich nicht! Ein digitales Signal hat im Idealfall Rechteckform. Es wechselt instantan von Lo nach Hi. Bei der Signalübertragung wird aber aus dem Rechteck garantiert irgend etwas verschmiertes, mit mehr oder weniger S-förmiger Flanke. Wann der Empfänger auf dieses Signal anspricht, hängt nicht nur von der Übertragungsgeschwindigkeit ab, sondern auch von der Erregungsschwelle des Empfängers.
Michael
Hallo!
Das ist bei meiner Definition aber auch nicht notwendig. Wenn
man beispielsweise digitale Signale überträgt, dann kann man
sehr einfach und vor allem objektiv prüfen, ob eine
erfolgreiche Informationsübertragung stattgefunden hat.Täusch Dich nicht! Ein digitales Signal hat im Idealfall
Rechteckform.
Ob ein Sigal digital ist oder nicht, hat nichts mit der Sigalform zu tun, sondern mit der Information, die es trägt. Jede Information, die in Form von diskreten Werten gespeichert oder übertragen werden kann, ist digital. Der einfachste Fall ist eine binäre Information, die nur aus Nullen und Einsen besteht. Nirgens steht geschrieben, dass man solche Informationen gefälligst mit Rechtecksignalen zu übertragen hat. Das geht genauso gut mit jeder anderen Signalform, wie beispielsweise gaussförmigen Signalen oder imdem man dem Empfänger wahlweise Steine oder Kokosnüsse zuwirft. Es muss nur sichergestellt werden, dass der Empfänger klar zwischen Null und Eins unterscheiden kann. Wenn er die Bitfrequenz kennt, dann geht das im einfachsten Fall mit „Signal empfangen“ = 1 und „kein Signal empfangen“ = 0.
Hallo!
Es muss
nur sichergestellt werden, dass der Empfänger klar zwischen
Null und Eins unterscheiden kann.
Genau. Und da liegt der Hase im Pfeffer begraben. Was macht denn ein Digitalzähler, um zu erkennen, dass gerade eine Information ankommt? Er wertet aus, wann z. B. die gemessene Spannung einen gewissen Pegel übersteigt. Wenn sich die Signalform ändert - und ich behaupte, das geschieht unabhängig davon, ob es sich um digitale oder analoge Signale handelt - dann hängt der Zeitpunkt des Ansprechens von diesem Schwellpegel ab. Nur beim exakten Rechteck (oder meinetwegen beim Delta) ist die Erregungsschwelle des Empfängers gleichgültig.
Michael
Hallo!
Es muss
nur sichergestellt werden, dass der Empfänger klar zwischen
Null und Eins unterscheiden kann.Genau. Und da liegt der Hase im Pfeffer begraben. Was macht
denn ein Digitalzähler, um zu erkennen, dass gerade eine
Information ankommt? Er wertet aus, wann z. B. die gemessene
Spannung einen gewissen Pegel übersteigt.
hinzu kommt noch, dass nicht nur der pegel definiert werden muss, sondern strom, material und frequenz ebenso. und nur, wenn der sensor den bereich abdeckt, den das signal enthält, eine verarbeitungshardware und -software und ein- und ausgabemöglichkeiten besitzt, ist es möglich, die information zu bekommen, die man möchte. und egal, um welche signale es sich handelt - man muss immer genau definieren, welche informationen aus einem signal entnommen werden sollen, denn ein signal hat im grunde - ja - vielleicht sogar unendlich viele informationen.
die information, die ein signal trägt, ist nur die information, die man vorher definiert hat und braucht.
man kann deshalb nicht sagen, dass signale(materie,energie) gibt, die keine informationen tragen, sondern man muss davon ausgehn, dass man den falschen rezeptor oder die falsche software benutzt.
wenn ich es richtig verstanden haben, dass sich beim tunnelexperiment das signal verformt, dann hat man genau das problem. wir haben keinen rezeptor, der dies ausgleicht.
wenn ich ein spannungssignal auf dem weg zum sensor verändere, wird der sensor bzw. die software es falsch verarbeiten und etwas falsches anzeigen lassen.
Es muss
nur sichergestellt werden, dass der Empfänger klar zwischen
Null und Eins unterscheiden kann.Genau. Und da liegt der Hase im Pfeffer begraben. Was macht
denn ein Digitalzähler, um zu erkennen, dass gerade eine
Information ankommt? Er wertet aus, wann z. B. die gemessene
Spannung einen gewissen Pegel übersteigt. Wenn sich die
Signalform ändert - und ich behaupte, das geschieht unabhängig
davon, ob es sich um digitale oder analoge Signale handelt -
dann hängt der Zeitpunkt des Ansprechens von diesem
Schwellpegel ab.
Richtig. Und wo ist das Problem?