Wie konstant ist die Lichtgeschwindigkeit wenn...

@DerHier

DerHier schrieb:Was bestimmt, welcher der beiden Körper, derjenige ist, der beschleunigt?

Eigentlich einfach (denke ich):
Derjenige, welcher in den Sitz gedrückt wird bzw. den Andruck spürt, der wird beschleunigt ;)

@Delta.m
Hihi, manchmal braucht´s einfache, bildliche Erklärungen um etwas zu verstehen.
Für die Beschleunigung, muss man da quasi gar nicht in einem Bezugssytem denken?! Ein Körper kann einfachen in Raum beschleunigen unabhängig von anderen Körpern. Klar!
Ist die Geschwindigkeit dann weniger als Ortsveränderung und vielmehr als eine Art Energiepotenzial zu verstehen?

@DerHier

DerHier schrieb:Ist die Geschwindigkeit dann weniger als Ortsveränderung und vielmehr als eine Art Energiepotenzial zu verstehen?

Wie meinst Du das?

Verstehst Du unter "Energiepotential" die kinetische Energie des beschleunigten Raumschiffs?
Diese ist aber für beide Körper gleich.
D.h. der "ruhende" Körper hat im Vergleich zum "beschleunigten" Körper die selbe kinetische Energie.

Als Vergleich:
Es hat die gleiche Auswirkung, wenn ein Auto mit 100 km/h gegen eine Mauer fährt oder die Mauer mit 100 km/h gegen das ruhende Auto.

Allein anhand dieser Energie lässt sich also nicht ableiten, wer von den beiden beschleunigt hat.

@McMurdo

McMurdo schrieb:Weil das nicht messbar wäre, so wegen: Nix ist schneller als das Licht und so.

Warum nicht messbar? C kann über A mit B kommunizieren und dann ausrechnen, dass er relativ zu B 1,2 c fliegt. Na,wenn nichts schneller als das Licht sein soll wie Einstein behauptet warum misst du im Inertialsystem A eine Relativgeschwindigkeit von 1,2 c zwischen C und B? Da dürften die Raumschiffe bloß je 0,5 c fliegen.

@mojorisin

mojorisin schrieb:Weil die Koordinantentransformation, die man automatisch macht wenn man von A nach C wechselt, nach Galilei falsch ist und zu falschen Resultaten führt. Darum führt man eine Lorentztransformation durch und die zeigt uns dass die Geschwindigkeitsdifferenz von C aus gesehen kleiner 120 km/h ist.

Einstein transformiert nicht gleich, er misst erstmal die Geschwindigkeiten. Also warum nimmst du jetzt an, dass die Messung der Relativgeschwindigkeit zwischen den Autos von C aus betrachtet zu B nicht 120 Km/h? Du sagst, dass 120 Km/h die Relativgeschwindigkeit sei, welche A messe.

mojorisin schrieb:Die Experimente zeigen das die Lichtgeschwindigkeit eine Naturkonstante ist, mal unabhängig aller Theorien die wir haben. Das ist ein Fakt.

Ich habe auch nicht gesagt, dass V im ruhenden System nicht konstant sei, wenn sich dort nichts bewege.

@DerHier
@Delta.m
Mit einem Zug - wie Einstein es auch tat - kann man es eigentlich ganz gut beschreiben.
Zumächst bist Du im Zug, der noch am Bahnhof steht. Sobald er anfährt, spürst Du auch die Beschleunigung. Du bist also von einem ruhenden System in ein bewegtes System gelang.
Hat der Zug nun aber seine Reisegeschwindigkeit von 160km/h erreicht und fährt diese konstant, bist Du wieder in einem ruhenden System (obwohl Du Dich mit einer Relativgeschwindigkeit von 160km/h "bewegst".

So - nun kannst Du im Waggon natürlich auf- und abgehen und Dein Schrittzähler zeigt Dir die entsprechende Geschwindigkeit an (z.B. 6 km/h)
Relativ zur Zuggeschwindigkeit, bewegst Du Dich allerdings in Fahrtrichtung mit 166km/h und entgegen der Fahrtrichtung mit 154km/h.

Jetzt beschleunigt der Zug auf Lichtgeschwindigkeit, aber da kommt dann die Längenkontraktion dazu.
Zunächst ist es Dir noch möglich vom Waggonende zum Waggonanfang zu laufen. Aber je näher der Zug der Lichtgeschwindigkeit kommt, desto kürzer wird die Strecke vom Ende zum Anfang.
Hat der Zug c erreicht, so ist die Waggonrückwand gleich der Waggonfront.
In diesem Gedankenexperiment kannst Du nun keinen Schritt mehr nach "vorne" machen, da es kein Vorne mehr gibt.

Ich denke bildlich gesehen kann man sich so am Besten vorstellen, warum man die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreiten kann.

Hat der Zug c erreicht, so ist die Waggonrückwand gleich der Waggonfront.
In diesem Gedankenexperiment kannst Du nun keinen Schritt mehr nach "vorne" machen, da es kein Vorne mehr gibt.

Der Raum vor dem Zug wird dann vermutlich auch auf "0" gestaucht(?)

@Delta.m
Rööschtööösch.

@Micha007


Ist diese Längenkontraktion nicht unbequem bzw. unangenehm ;) für den Raumfahrer
oder wird sie nur von einem ruhenden Beobachter so gesehen?

@Delta.m
Wird nur von einem Beobachter außerhalb bemerkt, im Zug selbst dürfte man das gar nicht mitbekommen.

@Micha007

das Bsp. beschreibt es sehr gut ja.
Ebenso ist es wenn 2 Züge aneinander vorbei fahren.
Geschieht dies mit 160 km/h begegnen sie sich folglich mit 320 km/h.

Wenn nun aber beide Züge sich mit 299.792.458 m/s (Lichtgeschwindigkeit) begegnen so können sie sich nicht mit ~600.000.000 m/s sich begegnen sondern immer nur mit Lichtgeschwindigkeit!

Folglich muss also die Zwei weniger werden bzw. in dem Fall ganz stehen bleiben.
Was man sehen würde wenn man nach draußen schaut wäre also eine extrem beschleunigte Zeit, d.h. nach nur wenigen Sekunden würden mehrere Tage draußen vergehen.
Erreicht man allerdings c, ist man quasi instant also in Nullzeit, oder nach 0,0 s sofort am Ziel.

Dies ist die Längenkontraktion, oder auch der Kerngedanke der speziellen Relativitätstheorie!

Danke Euch nochmal für eure tollen Erklärungen!

Ein schönes Bild ist ja auch, dass das Licht der Sterne mitunter tausende Jahre unterwegs war, bis es uns erreicht hat, für die Lichtteilchen selbst ist aber währenddessen keine Zeit vergangen.

@DerHier

ganz korrekt.... auch wenn das immer wieder gerne verneint wird.
Lichtteilchen bzw. Photonen haben keine räumliche Ausdehnung und sind somit sofort am Ziel (von sich aus gesehen).

Habe eben mal nach der schnellsten Kamera der Welt gegoogelt, da ich wissen wollte, ob man denn einen seeehr kurzen Lichtimpuls fotografieren kann wenn er z.B. gerade aus einem Laser kommt.
Ja, man kann und die Kamera kann (theoretische) 1 Bill. Frames/s fotografieren.


Interessant - und zum Thread hier passend - war aber das Folgevideo in dem ein Zuschauer eine sehr gute Frage an den Herrn Lesch stellte, aber seht selbst:


https://www.youtube.com/watch?v=IcFXhmhjNSU

@Micha007

Eine andere Frage zur Längenkontraktion:

Wenn ich mich schnell in Richtung der x-Achse bewegt, dann sehe ich ja den Rest der Welt in x-Richtung kontrahiert.

Aber was passiert eigentlich mit der Welt in y- und z-Richtung? Die sind ja nicht betroffen, oder?

Also, wenn ich mit 0.99c durch die Milchstraße sause, sind Sterne für mich dann dünne Scheiben? (jetzt mal nur von der Geometrie her betrachtet)

@JuRo

Vielleicht ist das ja ein Ansatz @JuRo zu verdeutlichen, dass Überlichtgeschwinigkeit nicht möglich ist:
Zwei Sterne, die zwei Lichtjahr von einander entfernt liegen. Auf halber Strecke befindet sich ein Beobachter. Für den Beobachter benötigen gleichzeitig startende Lichtteilchen jeweils ein Jahr um sich bei ihm zu begegnen. Für das Lichtteilchen selbst sind 0 Sekunden verstrichen um den Beobachter zu erreichen und das Teilchen von anderen Stern ist während der 0 Sekunden ebenfalls schon vor Ort eingetroffen.
Im zweiten Beispiel bewegen sich im gleichen Szenarium zwei Objekte mit 0,6-facher LG aufeinander zu. Der Beobachter in der Mitte muss jetzt knapp zwei Jahre warten bis die Objekte sich wieder genau bei ihm begegnen. Für eins der Objekte verstreicht vielleicht eine Stunde (ich hab keine Ahnung wie man das berechnet ;-) ) bis es den Beobachter erreicht. Und jetzt kommt´s: Das Objekt begegnet nach einer Stunde Flug an diesem Ort auch dem zweiten Objekt an der gleichen Stelle.
Würden die Objekte (wie @JuRo behauptet) mit (Über-)Lichtgeschwindigkeit auf einander zufliegen, hätte das ja folgende, nicht mögliche Konsequenz: Perspektive Objekt A: Es fliegt los. Im gleichen Moment (nach 0s) hat das Objekt B es schon an seinem Heimatstern (A) erreicht. Nach einer Stunde erreicht es den Beobachter auf halber Strecke und nach zwei Stunden den Stern B.
Aus Perspektive von Objekt B begegnen sich die beiden Flieger aber schon auf Stern B. Und wie schon beschrieben, für den Beobachter in der Mitte findet das Treffen bei ihm statt.

Da es nicht möglich ist, dass diese Begegnung gleichzeitig an drei Orten (auf Stern A, in der Mitte und auf Stern B) stattfinden kann, folgt, die Objekte bewegen sich eben NICHT zueinander mit Über-Lichtgeschwindigkeit.

@DerHier

DerHier schrieb:Perspektive Objekt A: Es fliegt los. Im gleichen Moment (nach 0s) hat das Objekt B es schon an seinem Heimatstern (A) erreicht. Nach einer Stunde erreicht es den Beobachter auf halber Strecke und nach zwei Stunden den Stern B.
Aus Perspektive von Objekt B begegnen sich die beiden Flieger aber schon auf Stern B. Und wie schon beschrieben, für den Beobachter in der Mitte findet das Treffen bei ihm statt.

Warum hat Objekt B schon Objekt A an seinem Heimatort A denn erreicht und umgekehrt?

@Micha007

Micha007 schrieb:Ich denke bildlich gesehen kann man sich so am Besten vorstellen, warum man die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreiten kann.

Warum? Angenommen Beobachter im Intertialsystem A beobachtet wie sich der Lichtstrahl von Raumschiff C auf Raumschiff B bewegt. Der Lichtstrahl darf sich nicht schneller als c laut Einstein bewegen. A beobacht also einen Lichtstrahl der Raumschiff B niemals erreichen wird, weil sich diese mit 1,2 c voneinander entfernen. Es wird aber behauptet, dass der Lichtstrahl von C Raumschiff B erreicht, wie soll das gehen?

@JuRo

JuRo schrieb:Warum hat Objekt B schon Objekt A an seinem Heimatort A denn erreicht und umgekehrt?

... weil Objekte, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen aus ihrer eigenen Perspektive ihr Ziel innerhalb von 0 Sekunden erreichen. Bei deiner Addierten 1,2 fachen LG wäre Objekt B schon angekommen, bevor A losgeflogen ist ;-)

@DerHier

DerHier schrieb:weil Objekte, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen aus ihrer eigenen Perspektive ihr Ziel innerhalb von 0 Sekunden erreichen. Bei deiner Addierten 1,2 fachen LG wäre Objekt B schon angekommen, bevor A losgeflogen ist

Aber Stern B und Stern A bewegen sich relativ zu den beiden nicht mit Überlichtgeschwindigkeit, wie kann sich Objekt A und Objekt B bei Stern A und umgekehrt zusammentreffen?

@JuRo
Wie sollen sich zwei Objekte denn mit 1,2c voneinander entfernen?
Die Überlegung macht mit der Voraussetzung doch überhaupt keinen Sinn.