Lichtgeschwindigkeit

[Ronschk]

Da der Titel nicht sehr aussagekräftig ist, hier noch mal genauer:
gibt es wege die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen?

Die erste Antwort von allen wird ,,NEIN!" sein.
Ich wollte euch mal fragen, wie es mit einer Theorie von mir aussieht.
Vorab: Ich bin auf dem Stand, dass je größer die Geschwindigkeit eines Gegenstandes, desto größer die Masse -> man braucht unendlich viel Energie um den Gegenstand zu beschleunigen. Das ist meines Wissens die einzige Hürde, die man überwinden muss.
Was ist aber, wenn man die Energie nicht aufbringen muss?

Meine Theorie (ich hoffe die gab es nicht schonmal):

Man hat einen extrem (!!) großen Planeten. Auf diesem Planeten wird eine Röhre Installiert, in der nahezu komplettes Vakuum herrscht (soweit halt irgend möglich). Ganz oben in der Röhre (die Röhre ist sehr sehr sehr lang) ist ein Stein, oder ein anderer Gegenstand, der fallen gelassen wird. Nun fällt der Stein mit einer gewissen Beschleunigung (der Planet sollte solch eine Masse haben, dass der Ortsfaktor auch in weiter Entfernung weitaus größer als 9,81 ist).

Je schneller der Stein wird, desto größer wird seine Masse, aber es gibt keinen, den das stört, weil der Planet, oder auch ein physikalisches Gesetz, die Energie ,,aufbringt" um den Stein zu beschleunigen.



Mal ganz abgesehen davon, dass der Planet gefunden, die Röhre gebaut und in ihr ein sehr starkes Vakuum herrschen muss. Was haltet ihr davon?
Mein physik Lehrer hat gesagt, dass es natürlich auch Probleme mit der Messung geben würde, da irgendwas mit der Zeit los ist (kA was er damit wirklich meinte). Aber richtig wiedersprochen hat er mir nicht.

falls es was zu flamen gibt: behaltet es für euch und nehmt meine Überlegung nett auseinander

 

[pApAsChLuMpF4]

das problem is doch einfach dass der ortsfaktor irgendwann negativ werden würde und dein gegenstand den planeten anzieht

 

[Ronschk]

Plz mit einer kruzen nicht allzu schwer verständlichen (Ende 11. Klasse) erklärung. hab noch nicht davon gehört

 

[Core]

Naja, je schneller der Stein wird, desto "mehr" Masse hat er, also zieht irgendwann der Stein den Planeten an. Das ist auf jeden Fall so, da die Masse des Steins gegen unendlich geht und kein Planet da mithalten kann.

 

[*Killian*]

was wäre wenn man so eine röhre um ein schwarzes loch installieren würde?

 

[zerghase]

Dass dein Stein den Planeten anzieht wär ja kein Problem.
Aber beide werden halt nie Lichtgeschwindigkeit erreichen sondern sich immer nur daran annähern.

 

[Ronschk]

hm stimmt, daran wirds bestimmt scheitern. aber wenn die röhre lang genug, und der planet groß genug wäre, würde der planet somit an masse zunehmen und den stein weiter beschleunigen, also immer im wechsel

 

[Core]

Ein schwarzes Loch hat auch nur ne endliche Masse, der Stein wird IMMER irgendwann mehr Masse haben.

 

[pApAsChLuMpF4]

das problem ist, das die anziehung nicht auf jedem punkt fix ist sondern es von radius, und jeweils der masse der beiden beteiligten gegenstände abhängt
jede masse übt auf ne andere eine kraft aus. wenn dein stein irgendwann die masse von dem planten hat (e=mc²) dann hmmm vielleicht stellt sich dann ein gleichgewicht ein und sie ziehn sich immer schneller an und werden beide immer größer so das am ende beide c haben vorausgesetzt die distanz is hinreichend groß

 

[Ronschk]

Original geschrieben von zerghase
Dass dein Stein den Planeten anzieht wär ja kein Problem.
Aber beide werden halt nie Lichtgeschwindigkeit erreichen sondern sich immer nur daran annähern.

warum?

 

[EnimaN]

nur weil du die entfernungen und die massen "groß" machst ändert das doch nichts an der qualitativen aussage, dass du die energie nicht aufbringen kannst.

kurz gesagt: die energie im universum ist begrenzt und daher kann man keinen körper mit einer ruhemasse > 0 auf lichtgeschwindigkeit beschleunigen. anders sieht es natürlich mit teilchen (z.B. (realen) photonen) aus, die ruhemasse = 0 haben - diese bewegen sich immer mit lichtgeschwindigkeit

 

[Ronschk]

ja dann erklär mir, wer die Energie aufbringt. Wenn du mir das einleuchtend erklären kannst bin ich zufrieden. Angenommen, der Stein würde c erreichen, wäre dann die gesammte energie im universum weg? es würden also z.B. alle Sonnen "ausgehen"?

 

[EnimaN]

die energie kann halt keiner aufbringen - daher kann halt auch kein körper mit ruhemasse > 0 lichtgeschwindigkeit erreichen.


was-wäre-wenn-fragen interessieren die physik nicht, da sie irrelevant sind.

 

[Dr. Picasso]

vorsicht: die für die gravitationskraft verantwortliche masse ändert sich _nicht_ !
gemeint ist immer nur die trägemasse, für die trägheit verantwortlich !

in den heutigen relativistik-vorlesungen ist auch nicht mehr von relativistischer masse die rede (diese wird ganz klassisch als fixe teilcheneigenschaft gesehn)
dafür führt man die relativistische geschwindigkeit ein
läuft aufs selbe hinaus, is reine interpretationssache

 

[SvenGlueckspilz]

Wie kann eigentlich soviel Unsinn in einen Thread passen?
Von wegen irgendwann hat das Objekt mehr Masse als der Planet und negativer Ortsfaktor

Es ist einfach theoretisch unmöglich einem Objekt in endlicher Zeit unendlich viel Energie zuzuführen, die ja nötig wäre für Lichtgeschwindigkeit. Da braucht man gar nicht versuchen irgendwas abgefahrenes zu konstruieren. Nach endlicher Zeit hat man nur endlich viel Energie zugeführt, also noch nicht Lichtgeschwindigkeit.

 

[Core]

Das mag ja alles schon sein, aber ich kann VERDAMMT schnell laufen!

 

[Gelöschtes Mitglied 160054]

Also, das potential des SChwerkraftfeldes ist endlich. Deshalb kannst du keine unendlich große Energiemenge "erzeugen".
Die kinetische Energie muss irgendwo herkommen und in diesem Falle wird potentielle Energie(Lageenergie grob gesagt, also quasi die Möglichkeit, das Potential, nach unten zu fallen und Geschwindigkeit, also kinetische Energie, aufzunehmen) in kinetische Energie umgewandelt.
Die max. potentielle Energie entspricht der Arbeit die man aufwenden muss, um aus dem Schwerefeld des jeweiligen Planeten zu entweichen.
Arbeit = Kraft * Weg bzw., das hattet ihr noch nicht, Kraftvektor skalarmultipliziert mit dem Streckenvektor.
Je weiter man nun weg geht, desto geringer wird die Anziehungskraft des Planeten, also auch die benötigte Arbeit um z.B. einen Meter nach oben zu gehen. Das heißt die Zunahme wird nach oben hin immer geringer und sie ist begrenzt(deswegen gibt es Fluchtgeschwindigkeiten, jene Geschwindigkeiten die man benötigt um eben aus einem Gravitationsfeld zu entkommen). Das ganze hat einen Grenzwert, dass heißt die Summe der "Arbeiten" die man aufwenden muss ist endlich groß und überschreitet einen gewissen Wert nicht, ich als Analysis Chobbo kann dir das leider nicht beweisen (Nächstes jahr vllt :P)
Aber die Schwerkraft nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab, ist also einleuchtent(und stimmt ^^)
Ok, verständlich?

 

[Rockendeente]

Original geschrieben von kingcools
Das wird nicht funktionieren, da das Gravitationspotential nicht unendlich groß ist ^^
angenommen du kommst der lichtgeschwindigkeit auf diese weise nahe ^^ dann wird die masse deines steins oder was auch immer unendlich groß, dass heißt das auch die schwerkraft unendlich groß wird und *plop* zieht er das gesamte universum an ^^

äääääääääähm ... ja ... obwohl ... nein.

 

[Clawg]

Original geschrieben von kingcools
Also, das potential des SChwerkraftfeldes ist endlich. Deshalb kannst du keine unendlich große Energiemenge "erzeugen".

Mehr haettest du eigentlich nicht schreiben brauchen

 

[Gelöschtes Mitglied 160054]

Original geschrieben von Clawg


Mehr haettest du eigentlich nicht schreiben brauchen

Ich weiß, aber er hat geschrieben er ist in der 11. und würde gerne ne vernünftige Erklärung bekommen ^^

 

[xornado]

und ich auch !

 

[Scarab]

Was wäre eigentlich, wenn das gesamte Universum nur aus zwei Kugelmassen A und B bestehen würde, die sehr weit von einander entfernt in Ruhe liegen? Die Graviationskraft müsste ja unendlich weit wirken, auch wenn sie irgendwann sogut wie nicht mehr feststellbar ist, da sie halt mit r^-2 abnimmt. Doch was ist, wenn die beiden Objekte so weit entfernt sind, daß die resultierende Beschleunigung kleiner als "Plancklänge/Planckzeit²" ( ~ ich meine kleiner als ein kleinstmögliches "Beschleunigungsquant" ) wäre? Bzw. die zunächst resultierende kinetische Energie kleiner als ein kleinstmögliches Energiequant wäre? Würden die beiden Objekte für t->inf zusammenfallen oder nicht? Kurzum: gibt es eine Untergrenze für die immer kleiner werdende Kraft? Und macht die Frage überhaupt Sinn?

 

[MegaVolt]

Original geschrieben von Scarab
Was wäre eigentlich, wenn das gesamte Universum nur aus zwei Kugelmassen A und B bestehen würde, die sehr weit von einander entfernt in Ruhe liegen? Die Graviationskraft müsste ja unendlich weit wirken, auch wenn sie irgendwann sogut wie nicht mehr feststellbar ist, da sie halt mit r^-2 abnimmt. Doch was ist, wenn die beiden Objekte so weit entfernt sind, daß die resultierende Beschleunigung kleiner als "Plancklänge/Planckzeit²" ( ~ ich meine kleiner als ein kleinstmögliches "Beschleunigungsquant" ) wäre? Bzw. die zunächst resultierende kinetische Energie kleiner als ein kleinstmögliches Energiequant wäre? Würden die beiden Objekte für t->inf zusammenfallen oder nicht? Kurzum: gibt es eine Untergrenze für die immer kleiner werdende Kraft? Und macht die Frage überhaupt Sinn?

nein

Denn sobald du Quanteneffekte einführst geht das sowieso kaputt.

Und welche Auswirkungen die Planck-Skala genau hat weiß kein Mensch d.h. ob das wirklich ein "Beschleunigungsquant" ist ist vollkommen ungewiss.

 

[Antrax4]

Original geschrieben von Ronschk
Da der Titel nicht sehr aussagekräftig ist, hier noch mal genauer:
gibt es wege die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen?

Die erste Antwort von allen wird ,,NEIN!" sein.
Ich wollte euch mal fragen, wie es mit einer Theorie von mir aussieht.
Vorab: Ich bin auf dem Stand, dass je größer die Geschwindigkeit eines Gegenstandes, desto größer die Masse -> man braucht unendlich viel Energie um den Gegenstand zu beschleunigen. Das ist meines Wissens die einzige Hürde, die man überwinden muss.
Was ist aber, wenn man die Energie nicht aufbringen muss?

Meine Theorie (ich hoffe die gab es nicht schonmal):

Man hat einen extrem (!!) großen Planeten. Auf diesem Planeten wird eine Röhre Installiert, in der nahezu komplettes Vakuum herrscht (soweit halt irgend möglich). Ganz oben in der Röhre (die Röhre ist sehr sehr sehr lang) ist ein Stein, oder ein anderer Gegenstand, der fallen gelassen wird. Nun fällt der Stein mit einer gewissen Beschleunigung (der Planet sollte solch eine Masse haben, dass der Ortsfaktor auch in weiter Entfernung weitaus größer als 9,81 ist).

Je schneller der Stein wird, desto größer wird seine Masse, aber es gibt keinen, den das stört, weil der Planet, oder auch ein physikalisches Gesetz, die Energie ,,aufbringt" um den Stein zu beschleunigen.



Mal ganz abgesehen davon, dass der Planet gefunden, die Röhre gebaut und in ihr ein sehr starkes Vakuum herrschen muss. Was haltet ihr davon?
Mein physik Lehrer hat gesagt, dass es natürlich auch Probleme mit der Messung geben würde, da irgendwas mit der Zeit los ist (kA was er damit wirklich meinte). Aber richtig wiedersprochen hat er mir nicht.

falls es was zu flamen gibt: behaltet es für euch und nehmt meine Überlegung nett auseinander

Du mußt erstmal beachten, dass ein Planet ein radiales, und kein homogenes Feld erzeugt. D.h. die Geschwindigkeit, die ein Objekt bei deiner "Röhre" erhalten kann, ist bei den meisten Planeten endlich. Bei der Erde wäre das ca. 11,2 km/s (2. kosmische Geschwindigkeit)
Sei nun x die Entfernung vom Planeten.

Du verlangst in deinem Gedankenexperiment einen Planeten, der ein Objekt von x=-unedlich bis x=0 auf Lichtgeschwindigkeit erhöht. Theoretisch (erstmal) möglich. Weil aber nach dem Energiesatz die Summe aus potentieller und kinetischer Energie konstant ist, bedeutet dies umgekehrt: Um von x=0 dem Gravitationsfeld zu entkommen, müßtest du dein Objekt auf Lichtgeschwindigkeit erhöhen, d.h. die Fluchtgeschwindigkeit des Planeten wäre größer (oder gleich) der Lichtgeschwindigkeit, womit du ein schwarzes Loch hättest. Dein Planet ist also ein schwarzes Loch!
Bei schwarzen Löchern darfst du relativistische Effekte nicht mehr vernachlässigen. Ich glaube wir bewegen uns hier schon in Richtung allgemeine Relativitätstheorie, die ich nicht verstehe.

Falls dich solche Gedankenexperimente interessieren, kann ich dir zu folgendem Buch raten:
Denksport Physik von Lewis C. Epstein

Ansonsten: Studier Physik und gehe der Sache auf den Grund!

 

[voelkerballtier]

Original geschrieben von Picasso
vorsicht: die für die gravitationskraft verantwortliche masse ändert sich _nicht_ !
gemeint ist immer nur die trägemasse, für die trägheit verantwortlich !

der vollständigkeit halber ist noch anzumerken, dass diese aussage schlichtweg falsch ist - bei interesse:
http://www.usm.uni-muenchen.de/people/saglia/dm/galaxien/alldt/node58.html

 

[Sacknase]

Original geschrieben von *Killian*
was wäre wenn man so eine röhre um ein schwarzes loch installieren würde?

Und würdest den stein da reinfallen lassen?

- wäre das ganze nichts anderes als ein Quasar.


Also ums kurz zu machen; um den Stein auf lichtgeschwindigkeit zu bringen müsstest du diesen in reine energie zerlegen können

 

[BiBaButzemann]

und mal so allgemein:

wenn man so mit nahezuher lichtgeschwindigkeit fliegt, ist man wohl in wenigen jahr durch das gesamte universum durch - was willst du mehr? (ok auf der sind da ein paar mehr vergangen - bzw sie gibt es dann nicht mehr)

 

[Lego4]

ich hab jetzt kaum ahnung von physik und das soll jetzt nichts gegen euch sein aber ich bin mir sicher, dass jemand der sich _wirklich_ mit physik auskennt, einen lachkrampf bekommt wenn er dieses topic liest

 

[Sacknase]

Original geschrieben von Lego4
ich hab jetzt kaum ahnung von physik und das soll jetzt nichts gegen euch sein aber ich bin mir sicher, dass jemand der sich _wirklich_ mit physik auskennt, einen lachkrampf bekommt wenn er dieses topic liest

davon gehe ich auch aus...

 

[*Killian*]

Ich glaube auch nicht, dass hier wer ernsthaft ne lösung erwartet hat. Man kann doch mal seine Fantasie spielen lassen.

 

[Gelöschtes Mitglied 160054]

lol die lösung wurde doch bereits genannt

 

[VoodooDog]

Original geschrieben von BiBaButzemann
und mal so allgemein:

wenn man so mit nahezuher lichtgeschwindigkeit fliegt, ist man wohl in wenigen jahr durch das gesamte universum durch - was willst du mehr? (ok auf der sind da ein paar mehr vergangen - bzw sie gibt es dann nicht mehr)

da das universum einen durchmesser von rund
96 · 10^9 Lichtjahre hat, könnte dir da ein kleiner rechenfehler unterlaufen sein.

 

[HERR 2FICKENDEHUNDE]

war es nicht so, das wenn man mit lichtgeschwindigkeit immer überall ist irgendwie, mehr oder weniger. meine bei hernn lesch sowas ähnliches gehört zu haben. die zeit dürfte bei lichtgeschwindigkeit keine rolle spielen. erst wenn man schneller ist, weil dann würde man sich in der zeit zurückbewegen, so oder so ähnlich, leihenhaft und nichtproflierend ausgedrückt.

 

[VoodooDog]

das hast du mit startrek verwechselt.

wenn man mit transwarp (warp10 glaub ich?) unterwegs ist, dann ist man quasi immer und überall, yo.

 

[Gelöschtes Mitglied 160054]

Naja, wenn bei Lichtgeschwindigkeit die Zeit für den mit selbiger fahrenden stehenbleibt, gibt es für ihn keine Zeitdifferenz, d.h. es wäre ihm Möglich ohne zeitverlust an jeden Punkt des Universums zu kommen ^^
Bei Startrek war das Warp 10

 

[HERR 2FICKENDEHUNDE]

Original geschrieben von kingcools
Naja, wenn bei Lichtgeschwindigkeit die Zeit für den mit selbiger fahrenden stehenbleibt, gibt es für ihn keine Zeitdifferenz, d.h. es wäre ihm Möglich ohne zeitverlust an jeden Punkt des Universums zu kommen ^^

also doch richtig gehört. ich mag harald.

 

[desertfox90]

Hier mal ne mathematische begründung

selbst wenn man alle materie des universums als energie in ein proton stecken würde man immer noch ein wert unter c bekommen würde:
Es gibt nicht unendlich Energie und deswegen wird man immer einen Wert unter c bekommen. Warum?

gemäß folgender gleichung:

m0 = ruhemasse; c = lichtgeschwindigkeit v = geschwindigkeit und E = bewegungsenergie des mit v und ruhemasse m0 bewegten körpers.

E = m0c^2 / sqrt( 1 - (v/c)^2 ) - m0c ^2
<-->
E = mc^2 (1/ sqrt( 1 - (v/c)^2 ) - 1)

Es gibt 2 veränderliche größen die voneinander abhängen: E und v. Je größer E desto näher an c kommt v ran damit der nenner kleiner wird , die rechte seite gleich groß wie E wird und so die gleichung aufgeht. Um v zu vergrößern muss also E größer werden (is ja klar, zum beschleunigen braucht man energie). Im Falle von E -> unendlich geht v -> c und damit der nenner des Bruchs gegen null. Es gibt deswegen keinen Grenzfall und für die gleichung keine lösung im falle von unendlcih Energie, was es logischerweiße eh nicht gibt. Und wie man sieht gibt es auch keinen Fall für v > c, dann dann wie der Name schon sagt eine imaginäre Lösung mit i vorkommt, die schlichtweg nicht der realität entspricht.
Is quasi mathematisch ausgedrückt was schon mit dem potential gesagt wurde. E ist nie unendlcih und deswegen wie man oben an der gleichung sieht v immer unter c.



Im übrigen versagen die gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie selbst bei schwarzen Löchern, zwar nicht komplett aber doch zu einem recht großen Teil. Im übrigen ist das selbst für schwarze löcher die fluchtgeschwindigkeit nicht unendlcih.

 

[voelkerballtier]

Original geschrieben von desertfox90

Im übrigen versagen die gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie selbst bei schwarzen Löchern, zwar nicht komplett aber doch zu einem recht großen Teil. Im übrigen ist das selbst für schwarze löcher die fluchtgeschwindigkeit nicht unendlcih.

Ich hoffe du wolltest Speziellen Relativitätstheorie sagen, weil die ART versagt bei schwarzen löchern keinesfalls

Falls du auf Quantengravitationseffekte anspielst sind wir mittlerweile arg weit vom eigentlichen Thema weggekommen deshalb geh ich da nicht weiter drauf ein, nur so viel: "versagen" tut die ART bei schwarzen löchern sicher nicht

 

[VoodooDog]

Original geschrieben von kingcools
Naja, wenn bei Lichtgeschwindigkeit die Zeit für den mit selbiger fahrenden stehenbleibt, gibt es für ihn keine Zeitdifferenz, d.h. es wäre ihm Möglich ohne zeitverlust an jeden Punkt des Universums zu kommen ^^
Bei Startrek war das Warp 10

nein, warp10 war x-fache lichtgeschwindigkeit.

 

[ipskab]

der energieerhaltungssatz ist auch ned absolut begründet, weil wir hier auf der erde "abgegrenze systeme" erscahffen können wo die gesamtenergie konstant bleibt.

aber im universum kannste nix abgrenzen, somit ist es auch ungewiss ob der energieerhaltungssatz auch im universum gilt, was dann indirekt heißen könnte, man könnte c knacken..^^

natürlich bissl spinnerei, aber es gibt halt kein abgegrenztes system im weiten all


Edit: es heißt nicht zeitdifferenz sondern genauer gesagt zeitdilletation und hat damit zu tun, dass die zeit bei c langsamer vergeht (wurde auch schon experimentel mit flugzeugen auf der erde bestimmt die einmal in kreiselrichtung und gg um die erde flogen, 2 atomuhren an bord hatten dann einen unterschied von ~1sek)