Doppelte Lichtgeschwindigkeit?

moin

ich hab mir im physikunterricht mal so gedanken gemacht,
wie lang ein rotationskörper sein muss
um an dessen enden bei einer rotation pro minute
dort c zu erreichen.
das prinzip meiner überlegung war schlicht
einen entsprechend langen "stab" im weltraum zu installieren
und den in rotation zu bringen.
mir ist klar,
dass raketen an den enden dieses fiktiven stabes das nicht können,
das würde ja nicht schneller als das was die raketen eben bringen.
aber was würden irgendwelche antriebe nah am schwerpunkt bringen ?
zeit (beschleunigungszeit und -dauer) spielt keine rolle
und das material des stabes ist sozusagen unzerstörbar.

was spricht dagegen,
dass ich einen beliebig langen stab um sich selbst rotieren lasse
und an dessen enden c erreicht oder gar überschritten wird ?
wo ist mein denkfehler ?

buddel

@buddel

Einerseits darin, dass der Stab als massebehafteter Körper natürlich nicht mal auf c beschleunigt werden kann, dies gilt prinzipiell für jedes massebehaftete Teilchen, also auch für ein einzelnes Atom am Ende des Stabes.

Und andererseits, dass das Material früher oder später einfach nachgibt und der Stab zerreißt. Dabei ist unerheblich aus welchem Materiel der ist, das passiert so oer so irgendwann.

@buddel

Da du einen permanent beschleunigten Rotationskörper hast, verlierst du die euklidische Geometrie. Wie dein Stab bei einer Geschwindigkeit nahe c dann noch aussieht weiß ich nicht genau, aber das könnte man ausrechnen.
Folgerungen: Ob du ne Stange hast oder ne Kugel ist ja eigentlich egal. Die RT gibt davon abhängig den maximalen Radius von z.B. extrem schnell rotierenden Neutronensternen an (da hat man dann wenigstens nicht das Problem, dass es den Stab zerreissen müsste). Da ist nunmal physikalisch Sense.

Nimm einen rotierenden Laserstrahl. Mit dem Mond als "Leinwand" kann der Laserstrahl leicht mit Überlicht über den Mond streifen ---- ABER: Es ist nicht möglich, Information so mit ÜL zu übertragen, womit die RT weiterhin eingehalten wird.

@buddel

buddel schrieb:dass raketen an den enden dieses fiktiven stabes das nicht können,
das würde ja nicht schneller als das was die raketen eben bringen.
aber was würden irgendwelche antriebe nah am schwerpunkt bringen ?
zeit (beschleunigungszeit und -dauer) spielt keine rolle
und das material des stabes ist sozusagen unzerstörbar.

was spricht dagegen,
dass ich einen beliebig langen stab um sich selbst rotieren lasse
und an dessen enden c erreicht oder gar überschritten wird ?
wo ist mein denkfehler ?

Wie immer bei dem Satz:
Die LG ist nicht die höchste mögliche, sondern die höchste beobachtbare Geschwindigkeit.

Wnn Du nahe des Zentrums eine konstante Kraft zur Beschleunigung der Drehung anwendest, wirst Du beibachten, dass sich die Drehung an den Enden immer langsamer beschleunigt, ein Beobachter der am äußeren Ende des Stabes sitzt wird aber eine konstante Beschleunigung registrieren und daraus errechnen können, dass er die LG überschreitet.

@OpenEyes
rechnerisch ist das natürlich möglich,
so bin ich ja auf die idee gekommen,
dafür braucht es keinen beobachter am ende eines rotierenden stabes.
der würde sich wohl auch wegen der fliehkraft auch nicht halten können^^

das wird wohl das problem sein,
dass die fliehkräfte so gross werden,
dass kein mechanisches rotationssystem dem widerstehen könnte

@sirlazarus
das mit dem laserstrahl, dessen punkt über eine entfernte oberfläche mit c oder schneller bewegt wird dann keine kohärente, flüssige abtastung sein,
auf einer wegstrecke x, meinetwegen auf dem mond,
die vermeintlich c vorgaukelt
werden natürlich teile der "route" überhaupt nicht vom licht getroffen.

buddel

hier wird diese überlegung ziemlich intensiv durchgekaut, is wirklich recht interessant, is nur lang her das ichs gelesen hab, kanns dadurch nich wiedergeben

Rotierende Schwarze Löcher nähe Lichtgeschwindigkeit

da gehts zwar um eine "unzerstörbare" scheibe, aber das prinzip is dasselbe

@sirlazarus

Ja und? Der Stab und der Projektionspunkt des Laserstrahls sind zwei verschiedene paar Schuhe.

@OpenEyes

OpenEyes schrieb:Die LG ist nicht die höchste mögliche, sondern die höchste beobachtbare Geschwindigkeit.

Blödsinn. Beobachten kannst du geschwindigkeiten weit ab von c. Die LG ist die Grenze für Informationsübertragung.

OpenEyes schrieb:Wnn Du nahe des Zentrums eine konstante Kraft zur Beschleunigung der Drehung anwendest, wirst Du beibachten, dass sich die Drehung an den Enden immer langsamer beschleunigt, ein Beobachter der am äußeren Ende des Stabes sitzt wird aber eine konstante Beschleunigung registrieren und daraus errechnen können, dass er die LG überschreitet.

Niemals. Bitte einmal vorrechnen.

@buddel

buddel schrieb:rechnerisch ist das natürlich möglich,
so bin ich ja auf die Idee gekommen

Nein ist es nicht. Nur wenn du in der Lagrangemechanik rechnest ist das möglich.

buddel schrieb:das wird wohl das problem sein,
dass die fliehkräfte so gross werden,
dass kein mechanisches rotationssystem dem widerstehen könnte

Nö wieso? Siehe Neutronensterne.

buddel schrieb:das mit dem laserstrahl, dessen punkt über eine entfernte oberfläche mit c oder schneller bewegt wird dann keine kohärente, flüssige abtastung sein,
auf einer wegstrecke x, meinetwegen auf dem mond,
die vermeintlich c vorgaukelt
werden natürlich teile der "route" überhaupt nicht vom licht getroffen.

Was bitte? Wieso sollte das so sein?

@drecksbängel
natürlich ist das mathematisch möglich,
ich habe die formel für rotationsgeschwindigkeit nicht im kopf
aber sie so umzustellen, dass nach der nötigen länge eines körpers,
dessen enden mit c
um den schwerpukt ziehen
gefragt wird ist normale physik.
langrangemechanik beinhaltet sicher relativistische effekte ?

dein neutronensterneinwurf steht völlig neben meiner idee,
da wirkt die gravitation den fliehkräften entgegen.

und der lichtstrahl, der schnell über die mondoberfläche gezogen wird,
dass es den eindruck macht eine strecke x wurde mit >c "abgefahren,
kann nicht jedes atom auf seiner wegstrecke über die oberfläche benetzt haben,
weder als welle noch als teilchen.
eben deswegen

buddel

und die oberfläche eines neutronensterns rotiert auch nicht mit c

buddel

@buddel

buddel schrieb:natürlich ist das mathematisch möglich,
ich habe die formel für rotationsgeschwindigkeit nicht im kopf
aber sie so umzustellen, dass nach der nötigen länge eines körpers,
dessen enden mit c
um den schwerpukt ziehen
gefragt wird ist normale physik.
langrangemechanik beinhaltet sicher relativistische effekte ?

Man ker, du bist hier nicht mehr im euklidischen Raum. Ich könnts dir vorrechnen aber dazu ist mir meine Zeit zu schade und ich vermute, dass es trotzdem nicht fruchten wird (solls dir jemand anders erklären). Von mir aus, dann haste halt recht und das geht.

buddel schrieb:dein neutronensterneinwurf steht völlig neben meiner idee,
da wirkt die gravitation den fliehkräften entgegen.

Ja eben drum. Damit du deine Idee nicht aufgrund der Fliehkräfte verwerfen musst, habe ich das Beispiel mit dem Neutronenstern gebracht. Das Prinzip ist das selbe.

buddel schrieb:und der lichtstrahl, der schnell über die mondoberfläche gezogen wird,
dass es den eindruck macht eine strecke x wurde mit >c "abgefahren,
kann nicht jedes atom auf seiner wegstrecke über die oberfläche benetzt haben,
weder als welle noch als teilchen.
eben deswegen

Wenn der Strahl breit genug ist, dann ist das kein Problem. Überlichtgeschwindigkeit funktioniert hier, weil hier keine Informationen übertragen werden.

Aber lasst euch nicht weiter stören, bin ab jetzt ruhig. Ich warte hier auch nur auf eine Antwort von @Zotteltier

buddel schrieb:und die oberfläche eines neutronensterns rotiert auch nicht mit c

Ja klar.

@drecksbängel

buddel schrieb:und die oberfläche eines neutronensterns rotiert auch nicht mit c

sry, hast du auch gar nicht gesagt

buddel

übrigens,
mich muss man nicht überzeugen von unmöglichkeit
physikalische körper auf c und darüber zu beschleunigen,
es war nur ein rein mathematisches gedankenexperiment

buddel

Doppelte Lichtgeschwindigkeit?

Es bleibt dabei, bei der Konstante c kann kein "zusätzlicher Schub" irgendwelche Einflüsse ausüben.

Das ist eine tolle Frage.

Ich glaube nicht dass das Licht sich schneller bewegt nur weil der Quellträger sich schon mit Lichtgeschwindigkeit bewegt.

Interessant ist aber die Frage was mit dem Licht passiert wenn es sich nicht mit doppelter Lichtgeschwindigkeit ausbreitet.

Würde sich das Raumschiff ständig selber anleuchten?

@drecksbängel
Bin leider auch noch nicht viel weiter. Hab das mal bei unseren Computerchemikern angesprochen, aber wir hängen da auch noch dran fest.

@Prof.nixblick

Prof.nixblick schrieb:Interessant ist aber die Frage was mit dem Licht passiert wenn es sich nicht mit doppelter Lichtgeschwindigkeit ausbreitet.

Würde sich das Raumschiff ständig selber anleuchten?

Die Lichtgeschwindigkeit ist in jedem Bezugssystem gleich, es ist also egal wie schnell ich bin, es wird sich immer mit c von mir wegbewegen.

Die meisten Fehlschlüße rühren wohl daher, dass man im allgemeinen annimmt, dass sich die Relativgeschwindigkeit einfach durch Addition berechnet. Wie schon vorher hier erwähnt wurde, berechnet diese sich aber nach:

v(relativ)= v(a)+v(b) / ( 1 + v(a)*v(b) / c²)

Für Geschwindigkeiten die wesentlich kleiner c sind, wird der Nenner annähernd 1 und die Gleichung vereinfacht sich näherungsweise zu:

v(relativ)= v(a)+v(b)

Nochmal: Wenn mans genau nimmt ist die letzte Gleichung FALSCH, aber in unserem Erfahrungsbereich eine hinreichend gute Näherung.
Da die Geschwindigkeiten die in unseren normalen Erfahrungsschatz fallen eigentlich alle wesentlich kleiner c sind nimmt man häufig an, dass die einfache Addition allgemeingültig wäre. Dem ist aber nicht so.
Nähern sich die Geschwindigkeiten c an muss man die ausführliche Gleichung verwenden, da die Näherung nicht mehr gilt.
Und wenn Du dann mal für eine der beiden Geschwindigkeiten c einsetzt erhältst Du als Relativgeschwindigkeit immer c.

@Zotteltier

Nur kein Stress...

Wer ist den in der Annahme, dass Lichtgeschwindigkeit die schnellste Geschwindigkeit ist?

Was wäre, wenn ein Raumschiff mit Lichtgeschwindigkeit fliegt und vorne eine Wasserpistole hat - was würde geschehen. Nehmen wir an, diese Wasserpistole bräuchte einen bestimmten Druck um sich durchsetzen zu können.

@Abu-Haydar

Diese Konstellation ist schon mehrmals durchgespielt worden hier!

1.) Kein Raumschiff (als massebehafteter Körper) kann wirklich Lichtgeschwindigkeit erreichen.

2.) Relativ zum Ruhesystem des Raumschiffes kann sich etwas mit knapp Lichtgeschwindigkeit bzw. elektromagnetische Wellen mit Lichtgeschwindigkeit wegbewegen

3.) Von außen betrachtet addieren sich diese Geschwindigkeiten allerdings nach der relativistischen Formel und nicht klassisch. Die Lichtgeschwindigkeit wird nicht überschritten.