Gedankenspiel zur RT, wo liegt der Fehler?

@sphairon

ja, das ist durchaus logisch was du da sagst, aber ich frage mich ob es auch da Grenzen bzw. Einschränkungen geben kann.

was wäre denn z. B., wenn dieser imaginäre Stab nun 10 Lichtjahre lang wäre, würde sich dann das andere Ende auch sofort bewegen?

Irgendwo sehe ich da dennoch einen Widerspruch zur RT...

@ Subhuman

Ich denke, es wäre erst einmal hilfreich zu wissen wie Du die RT auslegst :-).
Was steht denn Deiner Meinung nach dort im Widerspruch?
Erläutere das doch bitte mal so genau es nur geht.

Nur des Verständnisses wegen .

@subhuman
@sphairon
Der Impuls wird eben nicht instantan weitergegeben. Er muss ja quasi von Atom zu Atom weitergegeben werden, das geht zwar schnell braucht aber eine gewisse Zeit.

@sphairon

das Übliche halt... nichts ist schneller als das Licht, also könnte sich - theoretisch - doch auch das vordere Ende des Stabes nicht sofort bewegen sondern auch erst nach frühestens zehn Sekunden...

äh ja, hab da wohl irgendwie ein Verständnisproblem

@ Tufkaz, @ Subhuman

nun, es ist müßig sich jetzt mit Bindungskräften der Gitterstrukturen zu befassen. Es mag schon sein, dass es... auf die Länge gerechnet da irgendwelche Reibungskräfte in der Struktur gibt die den Prozess verlangsamen. Das ist aber nicht die Frage. Wir reden jetzt nur mal von einem "verlustfreien" Festkörper...

Und da ist es egal wie lang er ist, oder wie kurz er ist, was ich dem einen Ende antue wird das andere Ende einfach übernehmen müssen. es ist einfach ein Festkörper.... der ja die Entfernung schon überwunden hat. Sonst wäre er ja nicht so lang.
Und da kommt dann der einfache Energieerhaltungssatz zum tragen.
Die Entfernung ist dabei unrelevant.

Natürlich könnte man anhand der Bindungskräfte, der Länge des Objektes, der Masse die bewegt werden muß ... usw... eine anzuwendende Leistung angeben... auch eine Verlustleistung errechnen, aber das war hier nicht gefragt. Also idealisieren wir einfach den Stab. :-)

subhuman schrieb:Beschleunige ich ein Objekt, so setzt es sich ja sofort in Bewegung...

Du vergisst das Gesetz der Trägheit. Bei einem 1 m Stab wird das so sein, mach es aber mal mit einer Fahnenstange. Wenn du die Fahnenstange schwingst, dann biegt sch die erst einmal, bevor die Spitze mitzieht.

@subhuman
Die Frage ist, ob du mit der Bewegung Informationen transportieren kannst.

Die RT sagt nicht aus, dass du c nicht überschreiten darfst. Lt. RT ist es nur unmöglich c zu erreichen. Höhere Geschwindigkeiten sind zwar somit eher unlogisch, aber nicht per Definition unmöglich

machen wir das Ganze jetzt einmal ganz ganz simpel:

man drücke mit einer Kraft auf das Ende das Stabes, bewegt er sich dann vorwärts oder nicht?

@subhuman
Der Fehler liegt (meines Erachtens nach) in deinem Gedankenmodell. Wie du ja selber sagst, gehst du von einem idealtypischen Stab aus, denn du nur "ein wenig" verlängert hast.

Damit hast du aber schon die Grenzen der Physik verletzt. Die Physik nimmt immer nur dann idealtypische Strukturen an, wenn der Einfluss vernachlässigbar ist oder das Problem unhandlich machen würde. Z.B. wenn es um 1 m lange Pendelstäbe geht, die eben aus entsprechendem Material bestehen. Bei Stahl dürfte ich wohl einen Einfluss auf einen Meter vernachlässigen können. Wäre der Stab hingegen aus Gummi, dürfte ich den Einfluss auch schon bei einem Meter nicht mehr vernachlässigen. Genau das gleiche passiert, wenn du deinen Stab derart vergrößerst. Spielt die Elastizität von Stahl bei einem Meter keine Rolle (oder eben nur eine absolut untergeordnete), so gilt das mit Sicherheit nicht mehr für einen Stab von 10 Lichtsekunden Länge.

Bei der Masse müsstest du dermaßen viel Kraft aufwenden um das Ding überhaupt in Bewegung zu setzen, dass sich der Stab mit Sicherheit verformen würde. Und bis sich das Ende des Stabes in Bewegung setzt, würde es eben Dauern. Mit welcher Geschwindigkeit sich der Impuls fortsetzt? Keine Ahnung. Ich würde aber irgendetwas knapp unterhalb c erwarten.

@Lufton
Wie schon gesagt tippe ich eher auf Schallgeschwindigkeit. Du willst ja Materie bewegen. Und die Schallgeschwindigkeit gibt ja an wie schnell sich eine Materiewelle im Material ausbreiten kann.

@subhuman
Zunächsteinmal:
Ja der Anfang des Stabes bewegt sich sobald Du da einen Impuls wirken lässt.
aber (das geht dann auch an @sphairon ):
Dieser Impuls muss sich durch den Stab ausbreiten. quasi von Atom zu Atom weitergereicht werden. Das kostet Zeit.

Man kann in einem Gedankenexperiment natürlich vieles idealisieren, aber mit den Dingen die sich aufs Ergebnis auswirken muss man vorsichtig sein.

Also darf ich die Ausbreitungsgeschwindigkeit nicht einfach als instantan definieren, sondern muss erstmal überlegen wie schnell sich die Bewegung durch den Stab fortsetzt.

@Lufton

die Masse des Stabs dürfte im Fall von Eisen bei knapp 2,4 Millionen Tonnen liegen.

Dieser befindet sich aber im Vakuum abseits jeglicher Gravitation bei ca. - 270 Grad Celsius, was jegliche Elastizität ausschliesst. Weshalb sollte er sich da verformen?

@soulhunter
Wenn man die sofortige Bewegung des ganzen Stabs mal vorraussetzt lässt sich damit ja theoretisch information überlichtschnell übertragen. Ich könnte ihn vor oder zurück bewegen, in verschiedene Richtungen rotieren lassen etc..
Nimmt man die Prämisse als wahr an ist die Lösung ja trivial, im Rahmen eines ideal bruchfesten Stabes ;).

@subhuman
Warum sollte keine Gravitation wirken? Die Gravitation wirkt immer.
Außerdem wird sich der Stab sehr wohl verformen. Denn dort wo eine Masse beschleunigt wird, da wirkt auch eine Kraft, die eine Verformung zur Folge hat.

@subhuman und @Zotteltier ; Das Beispiel (des brühmten Stabes), was soll das? Tufkaz hat schon in einigen Ansichten recht recht, mal Masse freilich. Der Stab ist sicher gebogen. Relativ? In gewisser Weise hat man auch schon sog. physikalisch-pragmatisch die Relativitätstheorie, zumal die kosmologische, fallen gelassen, da es so nichts bringt. Die spezielle RT ist teils zu kleinkarriert speziell, insofern die Lorentz-Transformationen gelten. Diese sind durchaus ähnlich der Doppler-Geschwindigkeit, aber das ist eben ´das relativ wahrgenommene Geräusch´ des bewegten Objektes. Wenn nun etwas in x [km] Entfernung langsam (z.B. < 100 km/s) an dem Stab zieht, dann folgt dieser den sog. klassischen Mechaniken. Der Stab wird sich nur partiell im Stab jeweils anders verhalten, z.B. Dichte und Gewicht, da es von der Gravitationsbeschleunigung abhängig ist. Wird er aber schnell beschleunigt, so kommt die Elastizität des Stabes dazu. Nahe an der LG verhalten sich die Uhren und Stäbe vermeintlich anders. Der Witz ist, das hat sowieso noch keiner gemacht. Ich war auch schon unter der suche nach ´Relativistischer Geometrie´, aber das ist nen iemlich ausgespartes Gebiet. Sagen wir: Die Linie besteht aus unendlich vielen Punkten. Dann ist jeder Punkt relativ zum nächsten einer andern Linie. Ich denke das ist das Problem der speziellen RT.

@subhuman

subhuman schrieb:Dieser befindet sich aber im Vakuum abseits jeglicher Gravitation bei ca. - 270 Grad Celsius, was jegliche Elastizität ausschliesst. Weshalb sollte er sich da verformen?

Da ist es wieder, dein Problem. Du vermixt schon wieder idealtypische Vorstellung mir realer Physik.

Also gut, dein Stab ist auf den absoluten Nullpunkt gefroren. Wie hoch war noch gleich die Festigkeit von Stahl bei dieser Temperatur? Und wieviel Kraft müsste man aufbringen um den Stab in Bewegung zu bringen? Wahrscheinlich hast du Recht, er verbiegt sich nicht, er birst einfach...

was für eien Verwendungszweck hat dieser Stab ?

Und wie soll das mit dem Stab und Schallgeschwiedigkeit funktionieren ? Die Geschwiedigkeit der Bewegung des Stabes in Lichtgeschwiedigkeit ?

Dann wie schon hier schon erwähnt die Temperatur (- 270 Grad), Gravitation, Erdanziehungskraft,Reibung. dann die Geschichte mit der Trägheit eines Körpers usw.

Gruß voodoobal

voodoobal schrieb:was für eien Verwendungszweck hat dieser Stab ?

Keinen. Man könnte auch nen 10 Lichtsekunden großen Felsbrocken nehmen.

voodoobal schrieb:Und wie soll das mit dem Stab und Schallgeschwiedigkeit funktionieren ?

Irgendeine Geschwindigkeit musste man doch nehmen.

voodoobal schrieb:Die Geschwiedigkeit der Bewegung des Stabes in Lichtgeschwiedigkeit ?

Denke mal das Teil ruht und wird dann beschleunigt.

@voodoobal
Der durchaus interessante Gedankenansatz ist der, einen bewegten Stab zum übermitteln von Nachrichten zu verwenden. Wie beim guten alten Dosentelefon. Nur eben mit einem stabilen Stab, statt einer elastischen Schnur. Wenn ich einen Stab auf der einen Seite beschleunige, dann beschleunigt ja das andere Ende auch unmittelbar (eben wegen der starren Verbindung). Damit wäre aber, so die Idee des TE, eine Nachrichtenübermittlung schneller als c möglich. Wobei er aber eben leider die idealtypischen Lehrvorstellungen der Physik mit dem tatsächlich Machbaren vermixt und deswegen auf einen scheinbaren Widerspruch stößt...

@Lufton

Jupp, das Problem liegt hier schlicht und einfach im verwendeten Modell: Der Stab als starrer Körper funktioniert bei diesen Dimensionen schlicht und einfach nicht mehr.

Sinnvoller ist es, sich diesen als System von gekoppelten Massepunkten vorzustellen (Atomgitter).
Schiebe ich an einer Seite des Stabes, so muss dieser Druck erst über die elektromagnetischen Bindungskräfte an die nächsten Teile weiter vermittelt werden. Dies kann höchstens mit c geschehen. Also wird sich das andere Stabende nicht instantan bewegen, sondern frühestens nach 10 Sekunden....

Auch ein Stab ist eben elastisch, nur bekommen wir das in unseren alltäglichen Dimensionen und nur mit unseren recht schlechten Sinnesorganen nicht mit (während dies mit Messgeräten gut nachweisbar ist)

Damit sowas riesiges zusammengehalten werden kann , müssten ja unvorstellbare kräfte auf jeden einzelnen cm wirken.. Naturgesetzlich ist sowas schlicht unmöglich.. man beobachte die Sterne und deren Aufbau damit sowas deart großes überhaupt geben kann.

Fangen wir doch einfach bei der Entstehung eines solchen stabes an. 10 cm durchmesser hat er also ? Um soeine Dichte zu erreichen muss er entweder von aussen gepresst werden oder er besteht aus Eisen.. mir ist bekannt das eine supernova zu entwicklung von eisen von nöten ist.. wie sich das eisen dann im raum verteilt ist ist mir nicht bekannt.. aber ich schließe mal nicht aus das sich 10 cm kleine eisenröhrchen durch den all bewegen.. aber wahrscheinlich eher dicke zusammengeschmolzene klumpen die dann abkühlen und ringsherum umherfliegen. Damit jetz eine derartige länge zustande kommt , müssen , die wieder durch hitze verschmolzen werden und schön säuberlich zusammengefügt werden ^^.. da spielt aber die Gravitation wieder mit.. Hitze gibt es auf planeten und die kleinen stückchen enden als meteoriten.. jaja ich wess es war rein hypothetisch.. aber wir können ausschließen das sowas überhaupt zustande kommen kann.

Also muss es von menschenhand gemacht werden. Wo liegt dann hier das problem ?
Mal angenommen wir haben diese Menge von eisen und schmelzen wie die Zwerge in Eisenhammer
Immer schön 10 cm breit und weit in die Unendlichkeit raus.. irgendwann kommt das problem das sie das ding biegt. Also raus in den Weltraum und weiterschmieden.. Auch mal davon abgesehn, dass in diesen raum eine derartige Hitze, um eisen zu schmelzen nicht so locker flockig zustande kommt. Benutzen wir halt einen Atmosphären brenner oder was auch immer.
Weiter an die Arbeit.. was passiert jetzt.. ? das ding wird immer länger und wir älter.. gut .. irgendwann steht das ding , wenn ich jetzt keine Gesetze übersprungen habe. Ein Metallstab im All.. unsere Enkel , Kinder , enkekinder.. hunderte von Generationen haben an diesen Projekt mitgearbeitet um das welt.. achwas.. universumwunder zu vollbringen. Jetzt wollen wir das ding starten, damit wir ein exempel statuieren wie groß unser genie doch ist. Befestigen wir eine Rakete daran. "klak" .. "wusch" Was wir jetzt sehen ist ein kleines feuerwerk von den Antrieben.. aber der stab.. bleibt stehen.. Größeres Triebwerk muss her.. mindestens 10 Km groß und breit. "klack wusch" .. so jetzt bin mit meinen latein am ende..

Hier wurde gesagt das sich nach einiger zeit der stab bewegen würde.. mir stellt sich aber die frage ob der schall wirklich wochenlang durch den stab geht bis zum anderen ende hinaus ?! Verfliegt diese Energie nicht nach einer zeit ? Der impuls kommt zwar zustande aber verfliegt in der länge.. So müsste man doch eine Rakete bauen die einen impuls von 10 Lhj enthält damit das ding sich vorwärts bewegt.. oder man steckt jeden meter eine rakte drauf und zündet sie gleichzeitig.. was wiederum relativ wäre.. ahh.. ich verstehe.. dann würden wir das dann halt verzögert betrachten.. hmhmhm...