Schallgeschwindigkeit

Wissenschaft Physik
#21

Lichtgeschwindigkeit
Hallo Michael,

danke für die sehr ausführliche Darstellung. Ich denke, ich werde noch einige Zeit benötigen, um die Zusammenhänge wirklich zu verinnerlichen.
Insbesondere mit der Kausalität habe ich ein Problem. Wenn ich mich mit Überlichtgeschwindigkeit von A nach B bewegen könnte, ist doch nicht deshalb Abfahrt und Ankunft miteinander vertauscht. Ich hätte nur das Phänomen, daß ich nach Ankunft in B in der entfernten Betrachtung von A meine eigene Abfahrt sehen könnte. Aber das ist mit dem Schall nicht anders, wenn ich vor dem Start einmal hupe und dann bei der Ankunft mein Hupsignal empfangen würde.

Grüße,
Chrizz

#22

Hat die Invarianz der Lichtgeschwindigkeit den auch eine Funktion? Ich meine, wenn sich ein lichtemittierendes Objekt mit nahezu Lichtgeschwindigkeit von uns wegbewegt, ab wann ist die von dort kommende Lichtgeschwindigkeit nur noch „nahezu“ Lichtgeschwindigkeit? Denn ich darf wohl annehmen, daß wenn ein lichtemittierendes Objekt genau mit Lichtgeschwindigkeit von uns wegbewegt, uns dessen Licht nicht mehr erreicht?

Grüße,
Chrizz

#23

Hallo,

Was halten Sie denn von Mozarts 40. Symphonie als
Informationsgehalt?

Diese Information wurde aber nicht mit Überlichtgeschwindigkeit übertragen in dem Experiment, sondern nur mit Lichtgeschwindigkeit (tatsächlich sogar etwas langsamer als mit Lichtgeschwindigkeit).

Ich empfehle als Lektüre…
http://theory.gsi.de/~vanhees/faq/nimtz/nimtz.html

…wo dies in aller Ausführlichkeit dargelegt ist, wieso hier keine Informationsübertragung mit Überlichtgeschwindigkeit stattfand.

vg,
d.

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#24

Hallo!

Da die Lichtgeschwindigkeit nicht nur nicht überschreitbar, sondern sogar nicht erreichbar ist, gibt es keine Lichtquelle, die sich mit Lichtgeschwindigkeit von uns weg bewegt. Wenn sie sich langsamer als Licht weg bewegt, erreichen uns die Lichtwellen, die von ihr ausgehen natürlich mit Lichtgeschwindigkeit. Du hast es schon ein paarmal in diesem Thread gelesen, aber offensichtlich noch nicht geschluckt: Die Geschwindigkeit einer Welle (egal ob Schall oder Licht) hängt niemals von der Geschwindigkeit des Senders ab!

Was sich aber sehr wohl ändert, ist die Frequenz des Lichts. Die ist umso kleiner, je schneller sich der Sender von uns weg bewegt. Das nennt man Dopplereffekt.

Michael

#25

Danke für die Quelle.

Gruß,
Chrizz

#26

Ich bin schwer von Begriff :smile: Danke trotzdem!

Grüße,
Chrizz

#27

Der Dopplererffekt ist kein Thema. Mir ging es nur um die Ausbreitungsgeschwindigkeiten.

#28

Spiel mir das Lied von der Kausalität
Hallo!

Zur Kausalität.

Dazu bemühe ich mal folgendes Video: http://www.youtube.com/watch?v=E_kvd_6zx8c

Der rätselhafte namenlose Fremde (gespielt von Charles Bronson) steht im finalen Showdown dem Bösewicht Frank (gespielt von Henry Fonda) gegenüber. Bei 7:50 feuern beide ihre Revolver ab und für wenige Sekunden ist nicht ganz klar, wer das Duell gewonnen hat. Doch dann bricht Frank zusammen. Offensichtlich war der Fremde doch ein bisschen schneller. Während wir die Szene beobachten und sehen, dass Frank getroffen wird, reitet ein Indianer vorbei (Im Film nicht zu sehen, weil er so schnell ist). Er sieht aufgrund seiner Bewegung das Duell ein wenig verzerrt. Die beiden Schüsse werden für sein Zeitempfinden noch „gleichzeitiger“ stattfinden und je schneller der Indianer reitet, umso enger wird das Zeitintervall, aber an der Reihenfolge der Schüsse ändert sich nichts: Immer ist Frank derjenige, der verliert - nur fällt der Sieg immer noch ein bisschen knapper aus.

Könnte sich der Indianer aber schneller als Licht bewegen (vor allem: könnnte sein Pferd so schnell rennen), dann wäre der Zeitvorsprung des Fremden gegenüber Frank sogar noch kürzer als Null. Das bedeutet: Frank würde vor dem Fremden schießen und das Duell gewinnen!

Wir verabreden uns nach dem Duell auf ein Bier im Saloon. Wir, das sind der Indianer, der Gewinner des Duells und ich (der ruhende Beobachter). Wer sitzt nun zwischen mir und dem Indianer: Frank (wie es der Indianer gesehen hat) oder der Fremde (wie ich es gesehen habe)? Wie Du siehst, ist dieses Gedankenexperiment absurd!

Indianerpferde (und damit auch alle anderen Körper des Universums, die eine Ruhemasse größer als Null haben) galoppieren langsamer als das Licht.

Michael

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#29

Hi,

an deiner Stelle würde ich das mit der Informationsübertragung hintenanstellen. Das ist eine recht neue Notlösung, um Konflikte zwischen Theorien unter den Teppich zu kehren. Physikalisch ist darin nicht mehr enthalten als das, was wir schon wissen: Für uns bloß wahrscheinliche Ereignisse [qm Ereignisse] können überlichtschnell wirken, für uns gewisse Ereignisse [srt/art Ereignisse] laut Theorie eben nicht.
Damit man sich jetzt nicht allzusehr mit der Frage rumplagt, warum diese Theorien an dieser Stelle nicht zusammenpassen, führt man eine neue Größe ein „Information“, die im Grunde nur sagt: Wenn das Ereignis einen für einen evolvierten Affen, Delphin oder Tausendfüßler gewissen Ausgang hat, verwende ART, sonst QM.
Siehe „Wird Deutschland Weltmeister 2014?“.

Grüße

Cfg

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#30

„Wahrscheinlich“ ist in diesem Zusammenhang auch bei genauerer Betrachtung ein interessanter Begriff.

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#31

Danke auch für die anschauliche Geschichte. Bei genauem Hinsehen beschreibt sie wohl aber nur die Aussagen aus dem Lehrbuch, daß die Zeit für schnell bewegte Systeme anders vergeht. Das muß man mögen. In der Geschichte könnte der eigentlich Getötete dann aber wohl auch nur in dem schnellbewegten System an der Bar sitzen :smile: Ich fürchte, wenn man von dem überlichtschnellen Trip runterkommt, ist wieder alles so. wie es in „Wirklichkeit“ abgelaufen ist.

Grüße,
Chrizz

#32

Nein. Die Prinzipien hinter der Schallgeschwindigkeit und der
Lichtgeschwindigkeit sind völlig unterschiedliche Dinge. Hier
gibt es kaum Analogien und zu versuchen, die
Lichtgeschwindigkeit oder relativistische Phänomene einfach
analog zur Schallgeschwindigkeit zu verstehen, ist von
vornherein zum Scheitern verurteilt.

Hallo, dazu die Frage: Ist die Rotverschiebung des Lichts eine Analogie zum Doppelreffekt, und gibt es auch eine Blauverschiebung?

#33

Hallo!

Ganz so einfach ist es nicht. Es geht hier nicht um die Zeitdilatation und das damit verbundene Zwillingsparadoxon, das Dir vielleicht im Kopf rumschwirrt, sondern um die Relativität von Gleichzeitigkeit.

Zwei Ereignisse A und B werden von zwei Beobachtern beobachtet, die sich relativ zueinander bewegen. Für die beiden Beobachter finden die Ereignisse A und B zu unterschiedlichen Zeiten statt. Auch das Zeitintervall zwischen A und B wird von den beiden Beobachtern unterschiedlich eingeschätzt. Ja, es kann sogar sein, dass sich beide Beobachter nicht darüber einig sind, ob A vor B oder B vor A geschieht und wenn der eine Beobachter glaubt, dass beide gleichzeitig stattfänden, so ist sogar sicher, dass der andere Beobachter eine andere Meinung dazu hat.

Nun kann es ja sein, dass sich die Ereignisse gegenseitig bedingen. In dem Film stirbt Frank zum Beispiel nur (B), wenn zuvor der Mann mit der Mundharmonika geschossen hat (A), so dass Frank getroffen wurde. B ist also eine Folge von A. B ist ohne A nicht vorstellbar. Also muss A objektiv (unabhängig vom Beobachter) zeitlich so weit vor A geschehen sein, dass die Kugel genügend Zeit hat, um von A nach B zu gelangen. Das bedeutet, der räumliche Abstand zwischen den beiden Ereignissen r kleiner ist als ihr zeitlicher Abstand ct: r

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#34

Ist die Rotverschiebung des Lichts eine
Analogie zum Doppelreffekt, und gibt es auch eine
Blauverschiebung?

na, ich dachte, du hättest den PR-Report immer fleißig gelesen. da solltest du aber schon mal was über die rot- und blau-verschiebung des lichts aus fernen galaxien wissen.

im übrigen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Blauverschiebung

war jetzt nicht wirklich schwer, hm?

#35

Hallo Michael,

wäre ein Zeitfolgenparadoxon denn überhaupt ein Problem? Ursache und Wirkung würden sich doch nur in unserer Wahrnehmung vertauschen, wie Du selbst schreibst. An der objektiven Abfolge hingegen ändert sich nichts. So sehe ich hieraus keinen zwingenden Grund, der gegen die Reise mit LG sprechen würde.

Und für den lichtschnell bewegten Reiter selbst würde sich das Ganze übrigens noch komplizierter darstellen: denn wenn die Zeit rückwärts liefe oder auch nur stehenbliebe, wäre auch jede Erkenntnis - auch über diesen Umstand selbst - unmöglich.

Ein angeredender Thread!

Grüße,
Chrizz

#36

Ich sehe Uwes Frage durch das Zitat eher als Erwiderung auf die Frage möglicher Analogien. Zweifellos ist das Licht eine ganz andere Nummer als der Schall. Und doch gibt es durch die Welleneigenschaften schon Analogien, die es zu untersuchen lohnt, weil man Dinge aus schwierigen Dimensionen auf einfachere Ebenen zieht, soweit dies möglich ist. Der Dopplereffekt ist ja ein ganz gutes Beispiel.

Grüße,
Chrizz

#37

Erkenntnis
Mit „Erkenntnisproblem“ meine ich eher folgendes: wenn wir über die Implikationen der Schallgeschwindigkeit nachdenken, tun wir dies mit einer gewissen nachlässigen Milde, denn schließlich können wir die dazugehörenden Gesetze und deren Grenzen sehen. Wenn wir aber nur hören könnten, würden wir vielleicht behaupten, nichts ginge über Schallgeschwindigkeit. Nun ist das Sehen aber offensichtlich die höchste Stufe unserer Wahrnehmung. Und dadurch stellt sich mir die Frage, ob und wie wir denn sicher sein könnten, überhaupt Phänomene in Zusammenhang mit Ultralichtgeschwindigkeit erkennen zu können.

Grüße,
Chrizz

#38

Ich sehe Uwes Frage durch das Zitat eher als Erwiderung auf
die Frage möglicher Analogien.

beim zweiten lesen scheint es mir auch so.

#39

Frage: ist das sicher, daß sich das Licht auch von einem sehr schnellbewegten System aus mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet? Ich meine, das ist gar nicht so leicht nachzuweisen. Vor allem, da das schnellbewegte System im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit ja praktisch immer eine Schnecke ist.

Grüße,
Chrizz

#40

Hallo Chrizz.

Frage: ist das sicher, daß sich das Licht auch von einem sehr
schnellbewegten System aus mit Lichtgeschwindigkeit
ausbreitet?

Ja. Weithin bekannt wurde die Messung von Michelson und Morley (http://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Morley-Experi…) mit hinreichende Genauigkeit durchgeführt.

Desweiteren wurden aus den Grundprinzipien der Relativitätstheorie, also insbesondere auch der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, abgeleitete Folgerungen experimentell sehr genau untersucht. Dabei ergab sich bislang auch immer eine extrem gute Übereinstimmung mit den Vorhersagen. Ein bekanntes Beispiel ist die Zeitdilatation und Längenkontraktion, die bei der Untersuchung kosmischer Myonen (http://de.wikipedia.org/wiki/Zeitdilatation_bewegter…) gemessen wird. Ein weiteres Beispiel ist die Periheldrehung des Merkur (http://de.wikipedia.org/wiki/Periheldrehung, darin blättern bis zum Abschnitt über den Merkur).

Liebe Grüße,

The Nameless