CERN-Physiker rütteln an Einsteins Relativitätstheorie

@Ida

Ida schrieb:Spannend wird es, wenn man noch zusätzliche (z.B. eingerollte, für uns nicht sichtbare) Raumdimensionen hinzunimmt. Dann wäre es doch möglich, dass sich Teilchen mit Überlichtgeschwindigkeit austauschen, oder?

Machen wir ein Gedankenexperiment.
Mit unserem roten Raumschiff entdecken wir
in der Ferne ein grünen Punkt. Mit max. Ge-
schwindigkeit (sprich: c) würden wir diesen in
einer Stunde erreichen (Bild oben)



Zweites Bild:
Wir krümmen den Raum und entdecken einen
weiteren grünen Punkt, den wir mit c ebenfalls
in einer Stunde erreichen.

Ist der Raum jetzt wieder "gerade", stellen wir
fest, daß die Stecke vom Ursprungspunkt zum
grünen Punkt eine Zeit von 1,5 Std. beanspru-
chen würde (cyan Strecke mittleres Bild).

Wir haben also eine längere Strecke mit der
gleichen Geschwindigkeit überwunden. Ein Be-
obachter - der den flachen Raum sieht (unte-
res Bild) - glaubt, wir hätten die Stecke mit Über-
lichtgeschwindigkeit bewältigt, da man norma-
lerweise ja für die Strecke 1,5 Std. bräuchte,
aber nach einer Std. schon angekommen sind.
Wir in unserem roten Raumschiff, haben aber
durch die Raumkrümmung, die gleiche Strecke
zurückgelegt, wie im oberen Bild.

@1.21Gigawatt

1.21Gigawatt schrieb:Es sind aber eigendlich nur mathematische Hilfskonstrukte und keine wirkliche existenten Dimensionen so wie unsere 4.

Ich überlege mir, wie es ist, lebten wir in einer Nische eines größeren Universums, das sich sich so nach und nach entfaltet, wie vielleicht ein Stück Papier. Dann gibt es für uns reell nur die vier wahrnehmbaren Dimensionen, das hieße aber nicht, dass es nicht noch weitere gibt, allerdings wären wir von diesen zumindest was die Wahrnehmung betrifft, räumlich und zeitlich abgetrennt. Vielleicht gibt es aber "Wurmlöcher", durch die Teilchen mit Teilchen aus unserem Universum kommunizieren.

Wer weiß es schon?

@der-Ferengi

Ja, so etwas meinte ich.

Und jetzt stellen wir uns das Ganze nicht nur in unserer wahrnehmbaren vierdimensionalen Raumzeit vor, sondern in einer mehrdimensionalen. Wenn man durch Wurmlöcher in andere Universen gelangen könnte, wäre die Strecke kürzer, als wenn man das mehrdimensionale Gebilde auseinanderfalten würde. Aber hier würde dann auch das Gesetz gelten, nichts ist höher als die Lichtgeschwindigkeit.

Multidimensionalität und Überlichtgeschwindikkeit

http://www.die-fremden-welten.de/dimensionen.php (Archiv-Version vom 13.03.2012)

Hier gibt es übrigens Leute, die der Meinung sind, dass überlichtschnelle Wirbel in einem elektromagnetischen Feld zusätzliche Dimensionen schaffen.

@Ida
Da gibt es doch so einen Film, nur ist der Name aber entfallen. Den hat es vor einigen Jahren auf Arte gespielt.

Da wird jemand von einer 3D in eine 2D Welt "gezogen". Fan ich interessant damals.

@cs89
Das war Dr. Quantum! xD
Den hat uns damals auch mein Physiklehrer gezeigt um das Doppelspaltexperiment zu erklären.

Das Mysterium - Dimensionen

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@Ida
Nunja. Stell dir mal die Frage ob du Dinge die du weder Wahrnehmen noch messen kannst und die keinen Einfluss auf irgendetwas haben überhaupt als real ansehen willst.
Selbst wenn es mehr als 4 Dimensionen gibt haben die anderen absolut keinen Einfluss auf uns, das würde wir sonst merken.
Was unterscheidet etwas das es gibt, das aber absolut keinen Einfluss auf dich oder sonstwas hat von etwas was es nicht gibt?

Deswegen gibt es Beweise im Sinne von absoluter Wahrheit auch nur in der Mathematik.
In der Naturwissenschaft kannst du nichts beweisen. Angenommen du hast einen Stein in der Hand und willst beweisen, dass du einen Stein in der Hand hast. Es besteht immer die Möglichkeit z.b zu behaupten, dass es kein Stein ist sondern etwas unbekanntes anderes das alle Eigenschaften eines Steins imitiert. Das ist zwar absoluter Nonsens aber es lässt immer einen Restzweifel aufleben.
Deswegen habe ich auch anfangen geschrieben, dass mit "an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit" nichts schneller als Licht ist.

@1.21Gigawatt

Also ich verstehe die RT immer noch so, dass es nichts gibt, dessen Geschwindigkeit an einem (relativ zu uns als Beobachter) bewegten Objekt wir als >c beobachten und/oder messen können.

Wie schnell ein solches Objekt tatsächlich (von diesem selbst gemessen) ist, kann man mittels der Lorentz - Transformation errechnen und aufgrund der gemessenen Beschleunigung und der vergangenen Zeit überprüfen.

Der Beobachter nimmt eine ständig geringer werdende Beschleunigung des beobachteten Objekts bei konstantem Energieaufwand wahr,
der Insasse des Objekts aber misst konstante Beschleunigung, überschreitet mühelos die (für ihn subjektive) LG und trifft auch nach der dadurch bedingten kürzeren Zeit am Ziel ein.

@OpenEyes

Das ist auch so wie du sagst.
Deswegen braucht ein Raumschiff mit hohen rel. Geschwingikeit auch keine 2,2 Millionen Jahre zu unserer Nachbargalaxie sondern sehr viel weniger Zeit. Dennoch ist es zu keiner Phase des Fluges zu einer überlichtschnellen Geschwindigkeit gekommen. Der Raumfahrer könnte natürlich sagen ich war überlichtschnell unterwegs, sonst wäre ich nicht so schnell an meinem Ziel angekommen. Überlichtschnell unterwegs war der Raumfahrer jedoch trotzdem nie.

@1.21Gigawatt
Nein, das war mehr ein Kunstfilm mit einer recht brutalen Story. Ich werd mich mal umschauen.

@Zhannon

Zhannon schrieb:Das ist auch so wie du sagst.
Deswegen braucht ein Raumschiff mit hohen rel. Geschwingikeit auch keine 2,2 Millionen Jahre zu unserer Nachbargalaxie sondern sehr viel weniger Zeit. Dennoch ist es zu keiner Phase des Fluges zu einer überlichtschnellen Geschwindigkeit gekommen. Der Raumfahrer könnte natürlich sagen ich war überlichtschnell unterwegs, sonst wäre ich nicht so schnell an meinem Ziel angekommen. Überlichtschnell unterwegs war der Raumfahrer jedoch trotzdem nie.

Genau das ist eben die Frage. Die Lorentz - Transformation (im Grund eine einfache Koordinaten - Transformation) Sagt ja tatsächlich nur, dass die Koordinatensysteme zweier relativ zueinander bewegter Objekte in Abhängigkeit von ihrer Relativ - Geschwindigkeit gegeneinander verdreht sind und berechnet aus den Koordinaten des einen Beobachters jene des anderen. Allerdings ist diese Transformation nicht die Koordinaten - Transformation in einem vierdimensionalen kartesischen Koordinatensystem selbst, sondern eine Projektion dieser Transformation auf den dreidimensionalen Raum. Und dabei geht ein Vorzeichen verloren.

Und genau dieses Vorzeichen möchte ich finden - es könnte nämlich nicht die RT selbst, aber sehr viele Interpretationen der RT ändern. (Größenwahnsinnig, ich weiß) :D

@Zhannon

Zhannon schrieb:Dennoch ist es zu keiner Phase des Fluges zu einer überlichtschnellen Geschwindigkeit gekommen. Der Raumfahrer könnte natürlich sagen ich war überlichtschnell unterwegs, sonst wäre ich nicht so schnell an meinem Ziel angekommen.

Das würde der dann auch nicht sagen, denn aufgrund der Kontraktion des Raumes hätte er einfach eine kürzeres Distanz die er überwinden muss. Da für ihn aber das Licht diese Distanz immer noch mit LG überwindet würde auch er sagen er war unterlichtschnell unterwegs.

Die Krux ist tatsächlich das die Relativitätstheorie in Wirklichkeit gar nicht relativ ist in Bezug zu der Lichtgeschwindigkeit, sondern nur zu Teilchen die Masse besitzen. Zu Teilchen ohne Masse hat man immer eine absolute Geschwindigkeit c.

@mojorisin

mojorisin schrieb:Das würde der dann auch nicht sagen, denn aufgrund der Kontraktion des Raumes hätte er einfach eine kürzeres Distanz die er überwinden muss. Da für ihn aber das Licht diese Distanz immer noch mit LG überwindet würde auch er sagen er war unterlichtschnell unterwegs.

Wohl doch nicht. Das resultiert, wie ich meine (und betrachte das bitte als Spekulation) daraus, dass die LT eben eine Projektion des vierdimensionalen Raum - Zeit - Kontinuums auf unsere bekannten drei Dimensionen darstellt.

So wie ich das sehe würde der Raumfahrer keine Veränderung des Raumes oder der Zeit erleben, sondern einfach (aus seiner Sicht) immer schneller unterwegs sein. Die Raum - Kontraktion und Zeit - Dilatation würde der "ruhende" Beobachter feststellen, nicht der Raumfahrer

@mojorisin

OpenEyes schrieb:So wie ich das sehe würde der Raumfahrer keine Veränderung des Raumes oder der Zeit erleben, sondern einfach (aus seiner Sicht) immer schneller unterwegs sein. Die Raum - Kontraktion und Zeit - Dilatation würde der "ruhende" Beobachter feststellen, nicht der Raumfahrer

Das würde das relativitätsprinzip verletzen.

Halt ok, ich versteh euren Einwand, ich bezog mich dabei auf folgende Aussage:

Zhannon schrieb:Der Raumfahrer könnte natürlich sagen ich war überlichtschnell unterwegs,

Kurze Erklärung: Der Raumfahrer kann das nur sagen wenn er seine Reisedauer auf die Streckenlänge des Erdenbeobachters bezieht. Aber das macht natürlich nicht viel Sinn, denn man sollte nicht Ergebnisse von zwei Inertialsystemen miteinander kombinieren, denn dann führt es zu solchen Aussagen.

Was ich damit sagen will: Weder dem Raumfahrer kommt irgendwas überlichtschnell vor, noch dem Erdenbeobachter der den Raumfahrer beobachtet.

Für den Raumschifffahrer verkürzt sich die Strecke da das umgebende Weltall für in mit annähernd LG an ihm vorbeisaust. Für den Erdbeobachter bleiben natürlich die 2 Mio LJ Strecke gleich aber der Raumschifffahrer altert fast nicht mehr, was für den eine Zeitdilatation ist für den anderen Längenkontraktion ganz grob gesagt.

Was aber für den Raumschifffahrer sowie für den Erdbeobachter immer gleich bleibt ist die LG von
2,998*10^8 m/s.

@mojorisin

mojorisin schrieb:Für den Raumschifffahrer verkürzt sich die Strecke da das umgebende Weltall für in mit annähernd LG an ihm vorbeisaust. Für den Erdbeobachter bleiben natürlich die 2 Mio LJ Strecke gleich aber der Raumschifffahrer altert fast nicht mehr, was für den eine Zeitdilatation ist für den anderen Längenkontraktion ganz grob gesagt.

Ist das nicht genau das, wa eine Projektion einer vierdimensionalen Koordinaten - Drehung als Projektion auf eine dreidimensionale Wahrnehmung ergeben würde?

@mojorisin

mojorisin schrieb:Kurze Erklärung: Der Raumfahrer kann das nur sagen wenn er seine Reisedauer auf die Streckenlänge des Erdenbeobachters bezieht. Aber das macht natürlich nicht viel Sinn, denn man sollte nicht Ergebnisse von zwei Inertialsystemen miteinander kombinieren, denn dann führt es zu solchen Aussagen.

Noch so eine Frage: Mit welcher Geschwindigkeit bewegen wir und jetzt durch das Universum? Und wie sehr ist alles in unserer Bewegungsrichtung verkürzt? :)

@OpenEyes
Ja ich habe mich nur etwas darauf aufgehangen an dem Spruch von @Zhannon was der Raumfahrer sagen würde. Ich glaube ich bin einfach übers Ziel hinausgeschossen. Ich weiß schon was @Zhannon damit meint, mit der ÜLG das passt auch, man muss dabei nur wissen das man dabei Rechungen von zwei Inertialsystemen aufeinanderlässt, das wollte ich damit auch nur sagen.

OpenEyes schrieb:Noch so eine Frage: Mit welcher Geschwindigkeit bewegen wir und jetzt durch das Universum? Und wie sehr ist alles in unserer Bewegungsrichtung verkürzt? :)

Geschwindigkeit ist eben nur relativ definiert, darum macht es das etwas schwierig die Geschwindigkeit relativ zum Universum zu definieren. Es gibt eben keine absoluten Geschwindigkeiten zu etwas. Es gilt eben nur das jeder, egal wie schnell er sich zu irgendetwas bewegt für c immer auch 2,998*10^8 m/s misst.

Wenn man dann tatsächlich die Raumzeit als vierdimensionales Gebilde betrachtet, bewegt sich jeder immer mit c durch die Raumzeit.

Ja @mojorisin

Halt ok, ich versteh euren Einwand, ich bezog mich dabei auf folgende Aussage:

Zhannon schrieb:
Der Raumfahrer könnte natürlich sagen ich war überlichtschnell unterwegs,


Kurze Erklärung: Der Raumfahrer kann das nur sagen wenn er seine Reisedauer auf die Streckenlänge des Erdenbeobachters bezieht. Aber das macht natürlich nicht viel Sinn, denn man sollte nicht Ergebnisse von zwei Inertialsystemen miteinander kombinieren, denn dann führt es zu solchen Aussagen.

dein Einwand ist berechtigt, der Raumfahrer würde in dem Zusammenhang nur äußern können ich war Ü LG unterwegs wenn er den Bezug zum Erdenbewohner nimmt, oder er vorher wußte die Zielgalaxie ist 2 Mill. LJ entfernt nach Lichtlaufzeit, meine Uhr sagt mir aber ich habe nur 60 Jahre gebraucht. Also war ich mit Ü LG unterwegs (im Unwissen um Längenkontraktion in Bewegungsrichtung).

Ich denke bei einer solchen Frage wie @OpenEyes sie gestellt hat sollte man sich nicht in Inertialsystemen verfangen. So einfach ist das Ganze meiner Meinung nach dann doch nicht. Ich denke es geht eher darum, das die kürzeste Verbindung im Raum die längste in der Raumzeit ist und was daraus gefolgert werden kann.

mojorisin schrieb:Wenn man dann tatsächlich die Raumzeit als vierdimensionales Gebilde betrachtet, bewegt sich jeder immer mit c durch die Raumzeit.

Ich denke das ist auch zu vereinfacht.