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Gefragt in Plauderecke von
Hallo,
vielleicht sind ja Hobbywissenschaftler und Physiker hier unterwegs die mir eine Frage zu Licht beantworten können...

Was passiert mit Lichtstrahlung, wenn sie sich durch einen Raum bewegt, der sich selber mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ausdehnt?

Hätte es keine Auswirkung auf die Strahlung oder würde die Strahlung gedehnt werden? Oder in Stücke zerteilt werden?

Danke für die Antworten.
Trotz Plauderecke hoffe ich natürlich auf hilfreiche und sinnvolle Antworten.

9 Antworten

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Beantwortet von computerschrat Profi (32.2k Punkte)
Hallo Klausi42,

zunächst mal wird sich der Raum nicht mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ausdehnen, da hat Einstein etwas dagegen.

Was meinst du mit dem Raum. Soll das ein von Grenzen irgendeiner Art umschlossenes Volumen sein?

Wie auch immer, wenn sich in diesem Raum elektromagnetische Wellen ausgreiten, werden die sich nicht um den umschließenden Raum kümmern, da sie sich ausschließlich für das Medium interessieren, in dem sie sich ausdehnen, nicht aber für dessen Grenzen. Mindestens so lange, wie sie nicht an eventuelle "Grenzen" dieses Raumes stoßen. Die Grenzen könnten allenfalls durch Änderung der Homogenität des Mediums im Raum dargestellt sein und würden sich (wenn sie wirksam sein sollen) in einer Änderung des Wellenwiderstands äußern. Bei Änderung des Wellenwiderstands wird die Strahlung mehr oder weniger reflektiert. Ein Teil geht also durch die Grenzfläche hindurch, ein anderer Teil wird reflektiert. Der Reflexionsgrad richtet sich nach dem Verhältnis der Wellenwiderstände vor und hinter der Grenzfläche.
Und wenn sich nun diese Grenzfläche theoretisch betrachtet mit Lichtgeschwindidgkeit von der Lichtquelle fortbewegen sollte, dann würde das Licht diese Grenzfläche nicht erreichen.

Ich verzichte hier mal darauf darüber zu sinnieren, was bei einer stetigen (anstelle einer abrupten) Veränderung des Wellenwiderstands passiert und was passiert, wenn die Strahlung nicht senkrecht auf die Grenzfläche, sondern schräg darauf trifft.

Gruß
computerschrat
0 Punkte
Beantwortet von
Was passiert mit Lichtstrahlung, wenn sie sich durch einen Raum bewegt, der sich selber mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ausdehnt?
Hallo, sollte sich unser Albert geirrt haben, mit der Aussage "Nichts ist schneller als das Licht"?
OK, für ihm gab es nur "schwarz und weiß", aber kein grau, also die Anfänge der Stringtheorie, Quantenphysik.
Ich habe mal was vom negativen Impuls (oder so) gelesen oder einen Bericht darüber gesehen.
Da wurde ein Photon auf etwa 1,5 fache der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.
Die Erklärung dazu war etwa, als würde man Licht einschalten wollen und bevor man den Schalter betätigt hat, war das Licht schon an.

Aber zurück zu deiner Frage, da hat Einstein ein Denkmodel mal vorgestellt, das war was mit einem Zug, sich dort befindenden Passagieren und das Alles hatte was mit der Lichtgeschwindigkeit zu tun.

Gruß
0 Punkte
Beantwortet von
dass sich der Raum mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ausdehnt widerspricht dem Herrn Einstein doch gar nicht. Er hat doch lediglich gesagt, dass sich nichts mit mehr als Lichtgeschwindigkeit relativ zu einem andern Punkt bewegen kann. Der Raum bewegt sich ja nicht. er dehnt sich doch nur aus.

Wenn in Folge der Urknalltheorie das Universum ca. 14 Milliarden Jahre alt ist und die gleichen Wissenschaftler, die dieser Urknalltheorie Glauben schenken, sagen, dass das Universum eine Ausdehnung von ca. 90 Milliarden Lichtjahren hat, dann passt das ja nicht zusammen, wenn man die Ausdehnung des Raumes auf Unterlichtgeschwindigkeit begrenzen würde.

Galaxien, deren Licht 13,2 Milliarden Jahre benötigte um uns zu erreichen, waren zum Zeitpunkt, als das Licht von den Galaxien ausgesandt wurde "lediglich" 40 Millionen Lichtjahre relativ zu der Position entfernt, wo sich heute die Erde befindet. Heute sind diese Galaxien aber ca. 45 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt.

Ok, das bedeutet dann ja, dass sich der Raum, den das Licht durchqueren musste um uns zu erreichen nicht mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ausgedehnt hat (sonst hätte uns das Licht ja nie erreichen können), der Raum allerdings, den das Licht bereits durchquert hat, sich mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ausgedehnt hat (sonst wäre die Lichtquelle heute ja nicht so irre weit weg).
Irgendwann wird das Licht dieser Galaxie also verschwinden, weil das Licht es nicht mehr schafft schneller zu sein als die Ausdehnung des Raumes zwischen der Galaxie und uns. Schwupps, dunkel, obwohl die Galaxie vielleicht noch da ist.
Ist Alles in Allem auch logisch, da sich ja Galaxien, je weiter sie von uns weg sind, um so schneller von uns entfernen. Wobei sie sich nicht selber mit Überlichtgeschwindigkeit entfernen, sondern sich lediglich der Raum, der zwischen uns und der Galxie liegt, mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ausdehnt.

Ich glaube ich habs kapiert. Danke für Eure Anregungen!
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Beantwortet von doc-jay Experte (6.8k Punkte)
Theoretische wissenschaftliche Überlegungen zu einen Warp-Antrieb wie in Star-Treck gehen auch davon aus dass sich der Raum mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ausdehnen kann. Würde man den Raum vor einem Raumschiff komprimieren und hinter dem Raumschiff im gleichen Maße "Aufblasen" dann würde sich der Raum mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen, das Raumschiff selbst im Raum dazwischen aber quasi stillstehen.
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Beantwortet von computerschrat Profi (32.2k Punkte)
Hallo,

wenn man mal die Urknalltheorie akzeptiert, dann ist alles von einem Zentrum ausgegangen. Von hier aus dehnt sich alles aus. Materie kann sich von diesem Punkt aus nicht schneller als Lichtgeschwindigkeit ausdehnen. Licht, Gravitation und sonstige Strahlung, weil sie alle Wellencharakter haben auch nicht.
Also befindet sich Materie und Strahlung, oder allgemein gesagt jede Form von Energie immer innerhalb eines kugelförmigen Bereichs um diesen Ort des Urknalls und diese Kugel hat einen Radius von Lichtgeschwindigkeit mal Zeit seit Urknall bis heute. Nennen wir diesen Radius mal Rt

Sollte sich der Raum (was auch immer darunter verstanden wird) mit höherer Geschwindigkeit als Licht ausdehnen, so ist es in diesem Raum, der sich außerhalb des Radius Rt befindet ziemlich wenig los sein. Energie kann dort nicht sein, Materie auch nicht und hingucken können wir auch nicht. Wenn aber dort vom Prinzip her nichts sein kann, dann ist es auch nicht sinnvoll, diesen Raum als existent zu betrachten.

Gruß
computerschrat
0 Punkte
Beantwortet von
@DocJay
genau so ist es.

@computerschrat
wenn man mal die Urknalltheorie akzeptiert, dann ist alles von einem Zentrum ausgegangen. Von hier aus dehnt sich alles aus.

eigentlich würde ich Dir recht geben, allerdings dehnt sich nicht alles von diesem "Zentrum" aus, sondern alles dehnt sich von allem aus. Zumindest was das gesamte Universum angeht. (ich gebe aber zu, das kapier ich auch nicht so wirklich, ist aber wohl so, laut diverser Literatur)
Für unser Sonnensystem, unsere Nachbargalaxiesn der lokalen Gruppe und wohl auch für den gesamten Virgo-Superhaufen, zu dem wir auch gehören, gilt das nur bedingt, weil es sich vermutlich um ein zusammenhängendes System handelt.

Materie kann sich von diesem Punkt aus nicht schneller als Lichtgeschwindigkeit ausdehnen. Licht, Gravitation und sonstige Strahlung, weil sie alle Wellencharakter haben auch nicht.

Wie gesagt, nicht die Materie "bewegt" sich von einander weg. Der Raum, oder anders gesagt, die Strecke zwischen der Materie dehnt sich aus. Stell Dir einen ausziehbaren Tisch vor und auf jeder Seite steht ein Glas. Jetzt zieht jemand diesen Tisch auseinander. Die Gläser bleiben an der gleichen Stelle, bewegen sich also im Verhätnis zu dem Tisch nicht. Trotzdem wird die Strecke/der Raum zwischen den Gläsern größer. Klar sie bewegen sich bei diesem Beispiel relativ zum Zimmer, in dem der Tisch steht, aber das Zimmer musst Du Dir wegdenken. Es geht nur um den Tisch und die Gläser. Der Tisch ist der Raum.

Wenn aber dort vom Prinzip her nichts sein kann, dann ist es auch nicht sinnvoll, diesen Raum als existent zu betrachten.

Ich spreche aber nicht von einem Raum außerhalb des von Dir definierten Radius Rt. Ich spreche vom Raum innerhalb dieses Radius.
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Beantwortet von
P.S.
Den Radius Rt beschreibst Du als Lichtgeschwindigkeit x Zeit, also ca. 14 Milliarden Lichtjahre.
Tatsächlich ist diese Radius allerings 45 Milliarden Lichtjahre.
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Beantwortet von kromgi Experte (3.7k Punkte)
Moin!
Was passiert mit Lichtstrahlung, wenn sie sich durch einen Raum bewegt, der sich selber mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ausdehnt?
Hätte es keine Auswirkung auf die Strahlung oder würde die Strahlung gedehnt werden? Oder in Stücke zerteilt werden?
waren die Fragen, oder?

Antwort:
...der sich selber mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ausdehnt?...
Geht nicht.

Zusatzantwort: Zumindest nicht in unserem Universum, wo unsere physikalischen Gesetze Gültigkeit haben.

kromgi
0 Punkte
Beantwortet von

Zitat:
...der sich selber mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ausdehnt?...

[b]Geht nicht.

[/b]

Schön, dass Du das so absolutistisch behauptest.

Natürlich geht das. Lies Dir mal den Thread durch. Wie soll sich das Universum denn sonst in 13,8 Milliarden Jahren auf einen Radius von über 45 Milliarden Lichtjahren ausgedehnt haben???
Vielleicht ist es einfacher, wenn man nicht von "mehr als Lichtgeschwindigkeit" spricht, sondern von einer Ausdehnungsrate des Raumes die größer ist als der Lichtgeschwindigkeit.

Ich empfehle die folgenden Artikel bei Wikipedia:
Expansion des Universums
Überlichtgeschwindigkeit und
Beaobachtbares Universum
...