Wenn man in einem Raumschiff ist, das knapp Lichtgeschwindigkeit fliegt...?

Question

und dann in Flugrichtung läuft, warum bewegt man sich dann nicht mit Lichtgeschwindigkeit??
Hab ich niee verstanden...

Hey Biff... aber insgesamt beweg ich mich doch trotzdem mit Lichtgeschwindigkeit vor! -eigentlich

Answer 1

weil es keine Addition von Geschwindigkeiten gibt! Nicht in unserer "normalen" Welt und schon gar nicht bei relativistischen Geschwindigkeiten. 1+1 ist niemals zwei, sondern je nach Ausgangsgeschwindigkeiten immer weniger als 2! Versuch nicht, es zu verstehen! Klappt nicht, dafür fehlt uns ein Gen...
Ist aber trotzdem so...

Answer 2

Weil für einen Beobachter außerhalb des Raumschiffs die Zeit im Raumschiff langsamer abzulaufen scheint. Das nennt man "Zeitdilatation". Das führt dazu, dass man Geschwindigkeiten nicht einfach addieren kann, wie man das intuitiv vermuten würde.
Da gibt es natürlich unheimlich viel Literatur zu. Den Wikipediaartikel habe ich angehängt. Die ganze Historie ist vielleicht nicht so wichtig. Schau Dir lieber eines der Videos an, die es da gibt.

Viele der anderen Begründungen wie "in den Sitz pressen" sind Unsinn. Wenn ich einem Raumschiff sitze, dass sich mit konstant 280.000 km/s bewegt, kann ich in keiner Weise herausfinden, dass ich so schnell bin. Die Geschwindigkeit ist nämlich nur relativ zu einem Bezugspunkt, vielleicht der Erde, definiert.
Die Begründung, dass das bisschen Laufen nichts ausmachen würde ist auch offensichtlich Käse. Man kann ja auch mit dem Gewehr schießen oder sich vorstellen, dass man ein Raumschiff mit annähernd Lichtgeschwindigkeit in einem anderen Raumschiff startet, dass sich schon mit annähernd Lichtgeschwindigkeit bewegt. Für all diese Fälle gilt immer, dass nichts schneller sein kann als das Licht.

Answer 3

lichtgeschwindigkeit ist ne absolute geschwindigkeit1
ein raumschiff was mit halber lichtgeschwindigkeit unterwegs wäre und das licht einschalten würe...
das licht würde sich noch immer "nur" mit lichtgeschwindigkeit bewegen.
es geht nicht schneller als 300000km/sec adidieren geht nicht!bei 300000km/sec ist "schluß"
in deinem angenommenen fall würde das also stimmen (das es nicht geht steht auf einem anderen blatt.

die antwort von Biff Bailey ist also blödsinn (in diesem bereich...)
nehmen wir mal an das raumschiff liegt sagen wir mal 4kmh unter der lichtgeschwindigkeit.
dann wäre ein fußgänger genau so schnell (4kmh) unterwegs wie ein abgefeuerte pistolenkugel! (beide in fahrtrichtung)
die 4kmh wäre das letzte quentschen geschwindigkeit was noch übrig bliebe bis zur lichtgeschwindigkeit.

lichtgechwindigkeit ist eine absolute! geschwindigkeit, bezogen auf einen punkt im raum der sich nicht bewegt.

Gruß aus der Eifel
Steffen

Answer 4

Die Sache ist einfach: sobald du dich mit Lichtgeschindigkeit bewegst gelten die Formel aus der Relativistik - und wenn du in die einsetzt, dann kommt heraus, dass du c niemals erreichen kannst (der berühmte Gammafaktor spielt da eine wichtige Rolle).

Ein Beispiel:
Ich nehm dein Beispiel mit dem Flugschiff (Raumschiff Enterprise und Kirk):
Von außen betrachtet ist die Zeit, die Captain Kirk vom hinteren Teil der Enterprise zum vorderen (Kommandobrücke samt Mrs. Ohura) braucht, wegen der Zeitdilatation länger als für Kirk selbst (bei zunehmender Geschwindigkeit, wird die Zeit weniger).
Bezugssystem Kirk: er findet, er rennt mit zum Beispiel 1km/h, für ihn bewegt sich die Enterprise nicht.
Bezugssystem Außen: die Zeit vergeht langsamer, also erreicht Kirk nie Lichtgeschwindigkeit+1km/h. Geschwindigkeit = Weg / Zeit. Zeit höher -> Geschwindigkeit langsamer.


Außerdem gilt noch die Lorentzkontraktion (größere Geschwindigkeiten -> kürzerer Weg) - das Raumschiff ist also von außen gesehen verkürzt.
Bezugssystem Kirk: er meint, er rennt den Weg normal ab.
Bezugssystem außen: der Weg wird weniger - Geschwindigkeit = Weg / Zeit -> Geschwindigkeit wird weniger.

Und noch ein Phänomen kommt zur Geltung: "zeitgleich" bedeutet bei solchen relativistischen Geschwindigkeiten etwas anderes. Weil Kirk nach vorne läuft, also an einem anderen Ort ist wie der äußere Beobachter, findet für den Beobachter das Ereignis "auf der Kommandobrücke der Enterprise ankommen" viel später statt als für Kirk.

Mathematisch betrachtet kann man in die Formel "relativistisches Additionstheorem für Geschwindigkeiten" einsetzen: und da muss man, wenn man Geschwindigkeit addiert immer durch einen Faktor dividieren. Dieser Verhindert, dass Kirk Lichtgeschwindigkeit errecht. Egal, wie schnell er dran ist, er wird immer ein bisschen unter Lichtgeschwindigkeit sein.

Answer 5

Interessante Diskussion, wenn alle (incl mir) keine wirkliche Ahnung haben.
Dennoch eine Anmerkung: Der Gedanke, dass sich zwei Geschwindigkeiten addieren stimmt ja nur im Bereich "weit unter" der Lichtgeschwindigkeit.
Ausserdem kann nur ein aussenstehender Beobachter diese Addition auch tatsächlich wahrnehmen, dieser Beobachter sieht aber auch das Raumschiff und den Wanderer darin stark verkürzt, so dass das Maximum c nicht überschritten wird.

Insoweit eine erfreuliche Nachricht, man wird sich im Raumschiff auch immer noch gegenseitig sehen, selbst wenn dazu Licht mit Lichtgeschwindigkeit unser Auge erreicht.
Und aufpassen! Auch eine Pistolenkugel hat noch ihre normale Geschwindigkeit und man hört sie auch knallen

Answer 6

Du sagt du mit einem Raumschiff fährt, der mit fast die Geschwindigkeit des Lichtes fliegt, und dann läuft du auch in die Richtung des Kurses des Raumschiffes.

Es ist klar das du im Beziehung zu dem Raumschiff nicht die Geschwindigkeit des lichtes überschreiten, den dass ist nicht möglich,aber versuchtest du etwas schnelle su laufen also mehr Kinetisch Energie zu bekommen, passiert das merkwürdige, dass du deine Gewicht mit der Energiezufuhr vergrößern, laut die Gleichung M=Ekin/c^2
von äußern sieht es so aus in deinem Inetialsystem, dem Raumschiff, das die Zeit langsamer geht, als auf der Erde, und dann auch, dass du dich langsamer bewegen als du in dem Raumschiff es erlebt.

Answer 7

Das ist doch der Versuch von Michelson und Morley, die versucht haben, zur Lichtgeschwindigkeit die Bahngeschwindigkeit der Erde zu addieren. Ergebnis: immer nur Lichtgeschwindigkeit. Sie haben es nicht verstanden oder auf Ungenauigkeiten der Messvorrichtung zurückzuführen. Einstein hat es benutzt, um zu behaupten: Die Lichtgeschwindigkeit ist die höchste Geschwindigkeit im Universum. Man kann nichts dazu addieren (obwohl Pioncaré das eigentlich schon früher wusste, aber er hat sich nicht getraut, sowas zu behaupten; er hatte ja einen guten Ruf zu verlieren.)

Answer 8

Electromagnetic Waves

Messen der Lichtgeschwindigkeit

Wie hat man denn die Lichtgeschwindigkeit gemessen?

Das ist eine sehr gute Frage. Anfangs des 17. Jahrhunderts glaubten viele Gelehrte, dass es keine "Lichtgeschwindigkeit" gäbe; sie nahmen an, dass sich Licht über beliebige Entfernung ohne Zeitverlust ausbreitet. Galileo hatte daran Zweifel, und er dachte sich ein Experiment aus, um die Lichtgeschwindigkeit zu messen: er und sein Assistent nahmen jeder eine abdunkelbare Laterne und stellten sich im Abstand von ein paar Kilometern auf zwei Hügel. Galileo ließ seine Laterne kurz aufblitzen, und sein Assistent sollte das Gleiche mit seiner eigenen Laterne machen, sobald er Galileos Lichtblitz sah. Galileo wollte dann messen, wie lange es dauerte, bis er das Licht vom anderen Hügel sah.


Und dann hätte er einfach die Entfernung durch die Zeit geteilt, um die Geschwindigkeit zu erhalten. Und, hat's geklappt? Leider nein. Das Problem ist, dass die Lichtgeschwindigkeit einfach viel zu groß ist, um auf diese Weise gemessen zu werden; Licht braucht eine so kurze Zeit (etwa 0,000003 Sekunden), um einen Kilometer zurückzulegen, dass es mit den Galileo zur Verfügung stehenden Mitteln unmöglich ist, die Zeitverzögerung zu messen.

Also bräuchte man eine riesig große Entfernung, über die man das Licht sich ausbreiten lässt, am besten Millionen von Kilometern. Wie soll man bloß so ein Experiment aufbauen?

Nun...um 1670 führte der dänische Astronom Ole Roemer extrem sorgfältige Beobachtungen des Jupitermondes Io durch. Der schwarze Punkt im Bild hier nebenan ist der Schatten von Io. Io schafft alle 1,76 Tage einen Umlauf um Jupiter; die Zeit für eine Umrundung ist immer die Gleiche, sodass Roemer erwartete, dass er die Bewegung recht genau vorhersagen könnte. Zu seiner Überraschung fand er, dass der Mond nicht immer genau dann hinter dem Jupiter hervorkam, wenn er es erwartete. Zu bestimmten Zeiten im Jahr schien er ein bisschen zu spät zu sein; zu anderen Zeiten wiederum etwas zu früh.

Jupiter, sein Mond Io und dessen Schatten (Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops)


Das ist merkwürdig. Warum sollte Io sich mal schneller, mal langsamer um Jupiter herumbewegen?

Genau das fragte sich Roemer auch, und niemand fand eine einleuchtende Antwort. Roemer bemerkte aber sehr wohl, dass Io seiner vorhergesagten Bahn vorauseilte, wenn die Erde näher am Jupiter war, und zurückblieb, wenn sie weiter weg war...

Das muss einfach was mit der Lichtgeschwindigkeit zu tun haben, aber ich sehe noch nicht ganz, wie.

Nun, denken wir mal einen Moment nach: Wenn sich Licht nicht unendlich schnell ausbreitet, dann braucht es eine gewisse Zeit, um vom Jupiter zur Erde zu kommen. Sagen wir mal, das dauere eine Stunde. Wenn man also Jupiter durch ein Teleskop betrachtet, dann sieht man tatsächlich das Licht, welches von dort eine Stunde früher ausgesandt wurde — man sieht also, wie Jupiter und seine Monde vor einer Stunde ausgesehen haben.

Moment — ich glaube, ich verstehe, wohin das führen soll. Wenn Jupiter noch weiter weg wäre, würde das Licht noch länger brauchen, um von dort zu uns zu kommen, sodass Roemer Io dort sah, wo dieser zu einer noch früheren Zeit gewesen war — vielleicht eine Stunde und fünfzehn Minuten vorher statt nur einer Stunde. Und das Gegenteil wäre der Fall, wenn Jupiter und Erde einander besonders nahe wären. Also hat Io seine Bahn überhaupt nicht verändert; das sah bloß so aus, je nachdem, wie lange das Licht für die Strecke zur Erde gebraucht hatte.

Sehr gut! Aus der scheinbaren Veränderung der Zeit des Erscheinens von Io und der jahreszeitlichen Änderung des Abstandes zwischen Erde und Jupiter konnte Roemer ausrechnen, dass Licht 22 Minuten für einen Erdbahndurchmesser braucht, also eine endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit besitzt. Mit der heutigen Kenntnis des Erdbahndurchmessers ergäbe das etwa 230.000 Kilometer pro Sekunde, nicht ganz richtig, aber schon ganz gut!

In der folgenden Zeit wurden bessere Geräte und Techniken entwickelt, und viele andere Leute konnten die Lichtgeschwindigkeit mit besserer Genauigkeit messen. Mit den heutigen technischen Möglichkeiten können wir eine unglaubliche Genauigkeit erreichen. Zum Beispiel haben Astronauten einen Spiegel auf dem Mond aufgestellt; Wissenschaftler auf der Erde können einen Laserstrahl auf diesen Spiegel schießen und die Zeit messen, die der Puls unterwegs ist, bis er wieder auf der Erde eintrifft — etwa zweieinhalb Sekunden insgesamt. (Die Grundidee dieses Experimentes ist eigentlich nicht viel anders als die von Galileo...) Und jeder, der irgendwie, irgendwo, mit irgendeiner Methode die Lichtgeschwindigkeit misst, erhält das gleiche Resultat: ein kleines bisschen weniger als 300.000 Kilometer pro Sekunde.

Andere Arten elektromagnetischer Strahlung, wie zum Beispiel Radio- oder Mikrowellen, sollen sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie Licht ausbreiten. Hat man deren Geschwindigkeit auch mal gemessen?

Ja; 1888, mehr als 200 Jahre nach Roemers Beobachtungen, erzeugte Heinrich Hertz einige elektromagnetische Wellen in seinem Labor. Er maß ihre Geschwindigkeit und fand einen wohl bekannten Wert, 300.000 Kilometer pro Sekunde — ein starker Hinweis darauf, dass Licht und elektromagnetische Strahlung das Gleiche sind.

Answer 9

Nein, weil Dein Bezugspunkt der Fußboden des Raumschiffes ist, Du bewegst dich innerhalb eines Raumes, da ist es egal wie schnell der Raum selber ist, das ist genauso wie die Fliege im Linienbus, die fliegt ja auch keine 90 Sachen...
p.s. Vielen Dank "Steffen", "nicht korrekt" hätte vollkommen genügt!!!

Answer 10

du wirst mit hoher Geschwindigkeit befoerdert, da ist dein Laufen eigendlich stehen im Vergleich