Was gescheiht, wenn man die Lichtmauer durchbricht?

Question

Wenn man die Schalmauer durchbricht gibt es einen Knall

Answer 1

Es gab Zeiten, da dachten die Menschen, dass man nicht wesentlich schneller unterwegs sein könnte, als zu Pferde im Galopp, sonst würde uns das Blut in den Adern kochen. Heute lachen wir nur noch über solche Ansichten. Wir bewegen uns im newtonschen Universum und versuchen, in einsteinsche Kategorien zu denken. Solange wir letzteres nicht genauso selbstverständlich machen, wie ersteres, brauchen wir uns um die Lichtmauer keine Gedanken machen. Nur...

... mit dem Wörtchen "unmöglich" wäre ich diesbezüglich sehr vorsichtig.

Answer 2

dann ist man zwar nach einstein matematisch eine unendlich große masse - und jetzt kommt der clou - dann würde man in der zeit rückwärts wandern!!!!

Answer 3

Was alle vorangegangen Antworten nicht bedacht haben: es ist die ganze Zeit von der VAKUUMlichtgeschwindigkeit die Rede. Diese ist in der Tat nur in der Theorie zu überschreiten von Teilchen, die man als Tachyonen bezeichnet, die aber eben nur eine Theorie darstellen und praktisch keine Bedeutung haben.

Licht breitet sich allerdings unterschiedlich schnell in verschiedenen Medien aus. Streng genommen breitet es sich zwar überall gleich schnell aus, nämlich mit c = 299.792.458 m/s (Vakuumlichtgeschwindigkeit), aber in einem dichteren Medium, in dem die Photonen stets auf andere Teilchen treffen, mit ihnen interagieren, von diesen absorbiert werden, woraufhin die Teilchen selbst wieder Photonen emittieren, scheint es, als ob das Licht langsamer wäre, da es länger braucht um die selbe Distanz zurückzulegen. Im Wasser z.B. beträgt c = 225.000.000 m/s, was deutlich weniger als die Vakuumlichtgeschwindigkeit ist.

Wenn du nun geladene Teilchen, Elektronen im speziellen, durch ein nichtleitendes Medium schickst, so regen sie die Atome entlang ihrer Flugbahn zur Polarisation und infolgedessen zur Emission von elektromagnetischen Wellen an. In aller Regel überschneiden sich jeweils die negative und die positive Amplitude der Wellen von benachbarten Atomen, was in ihrer Summe stets Null ergibt (destruktive Interferenz). Sind die geladenen Teilchen, die du zu Anfang durch dein Medium geschickt hast, nun allerdings schneller als die elektromagnetische Strahlung, so wird letztere schneller erzeugt als sie ausgelöscht werden kann. Dies führt eben zu einem Durchbrechen der Lichtmauer und du siehst ein blaues Leuchten, was nach seinem Entdecker als Tscherenkow-Licht bezeichnet wird. Die Ausbreitungsrichtung des Tschrenkow-Lichts ist dabei identisch mit der Ausbreitungsrichtung des Schalls beim Überschallknall – somit ist das Tscherenkow-Licht, was man sehr häufig in Abklingbecken von Kernkraftwerken beobachten kann, das optische Analogon zum Durchbrechen der Schallmauer.

@diskusduo: ich bin so stolz auf dich! Du hast es tatsächlich geschafft etwas zu copy & pasten, die Quelle nicht anzugeben und trotz meiner Meldung noch nicht gelöscht zu werden. Wenn du schon so dilletantisch kopieren willst, hättest du den ganzen Artikel nehmen sollen, denn deine Ausführen machen ohne das Gegenargument keinen Sinn. Wer also näher interessiert ist, dies hier ist der von diskusduo kopierte Artikel: http://kworkquark.net/nachrichten/tscherenkowstrahlung/wissensdurst2.html

Answer 4

Dann verkrümmt sich die Lichtmauer also es entsteht ein Dreieck wie die Schalmauer :-)

Answer 5

die Lichtmauer ist nicht zu durchbrechen
das kann man auch schon nach unserem heutigen kenntnisstand sagen
zunächst einmal:
die bloße existenz des Universums und die damit verbunde kausalität fordern eine maximale Geschwinidkeit für informationsübertragung
sonst könnte das Universum nicht existieren
und das von wegen unendlich schwer werden:
wenn du unendlich schwer werden willst, musst du erstmal unendlich viel energie aufbringen = geht nicht


selbst wenn es theoretisch funktionieren würde:
es würde uns absolut nichts bringen
Zeitdilatation ist das Problem und auch die antwort

hier ein Rechenbeispiel aus Alpha-Centauri

ein Raumschiff wird mit 1G beschleunigt (10m/sec²)

nach 2 Jahren hat dieses raumschiff 96% C (lichtgeschwindigkeit ereicht) bis dahin sind 4 Jahre auf der erde vergangen
nach 4 Jahren ist das Raumschiff 26Lichtjahre weit geflogen und damit sind auf der Erde 26 Jahre vergangen

nach 12 Jahren ist das Raumschiff durch unsere Galaxie geflogen und auf der Erde sind 81.000 Jahre vergangen
nach 26 Jahren hat das Raumschiff das Universum durchquert und auf der Erde sind 10.000.000.000 Jahre vergangen

ausserdem ist das Problem noch der Doppler Effekt:

wie beim Feuerwehrwagen:
wenn er näher kommt hört sich der ton höher an wenn er borbei gefahren ist hört sich der Ton tiefer an, da die Frequenz beim "näher kommen" erhöht wird und beim "weg fahren" nach unten verschoben
das passiert auch mit licht

dh. das raumschiff würde die ganze zeit mit µ-Strahlung bombardiert (sehr hohe Frequenz) da halt die gesammte
Lichtstrahlung von vorne gestaucht wird

deswegen wird man nie nie niemals mit Lichtgeschwindigkeit reisen bzw auch nur mit einer Geschwindigkeit die nahe an die Lichtgeschwinidkeit heran kommt

und überlichtgeschwindigkeit bleibt unererichbar

Answer 6

Eine Lichtmauer gibt es nicht.
Die Lichtgeschwindigkeit (Formelzeichen c, von lat. celeritas: „Schnelligkeit“) ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts und anderer elektromagnetischer Wellen. Sie beträgt im Vakuum 299.792.458 Meter pro Sekunde. Während die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit als solche eine Naturkonstante ist, ist ihr Wert in Metern pro Sekunde aufgrund der Definition des Meters im SI-System fest definiert. Die Konstanz der Vakuumlichtgeschwindigkeit (unabhängig von der eigenen Geschwindigkeit des Beobachters) hat weitreichende Konsequenzen für das physikalische Verständnis von Raum und Zeit; sie ist eine der Grundlagen der Relativitätstheorie.

Answer 7

Habe gehört, dass Wissenschaftler Atomteilchen oder ähnliches schneller als das Licht zum "Fliegen" gebracht haben.

Theoretisch kannst du dann in die Vergangenheit sehen. Aber das wäre irgendwie paradox. Wenn du in die Vergangenheit reist und verhinderst, dass sich deine Eltern begegnen, wärst du nie geboren. Was dann wiederum heißen würde, dass niemand in die Vergangenheit reisen könnte um zu verhindern dass sich deine Eltern treffen.
Alles besteht nur aus Vermutungen/Theorien und Phantasie. Ich bin der festen Überzeugung, dass das geht. Die Lichtgeschwindigkeit ist ja auch nur eine Zahl. Dann ist alles irgendwie verschwommen und man erkennt nichts. Aber einen Knall wird es wohl geben, wenn du die Schallmauer durchbrichst.

Answer 8

Nach Einstein wird das nicht funktionieren.

Betrachtet man die Gleichungen zur Zeit- und Massendiletation (die einfache Formel findet sich z.B. bei
http://de.wikipedia.org/wiki/Zeitdilatation
), so sieht man, dass der Ausdruck unter der Wurzel negativ würde, wenn die Geschwidigkeit des betrachteten Objekts größer als die Lichtgeschwindigkeit wäre. Damit würde ein Objekt anstatt Masse auf einmal eine (im mathematischen Sinne) "imaginäre" Masse haben, und für diese "imaginäre" Masse würde auch eine "imaginäre" Zeit gelten. Ob es so etwas gibt und was man sich physikalisch unter "imaginärer" Zeit und Masse vorstellen kann, ist zumindest mir vollkommen unklar.

Die fragliche "Lichtmauer" und das Durchbrechen derselben wäre mathematisch dadurch zu erklären, dass das Objekt erst einmal unendlich viel Masse bekäme und (im Koordinatensystem ist im Unendlichen ja vieles möglich) dann schlagartig von der reellen Achse auf die imaginäre wechselt. Die unendlich große "imaginäre" Masse wäre dann identisch mit der unendlich großen reellen Masse.

Da Geschwindigkeit als Weg/Zeit definiert ist, würde bei überschreiten der Lichtgeschwindigkeit und einsetzen einer "imaginären" Zeit die Definition nicht mehr stimmen. Auch hier trifft meine Vorstellungswelt an ihre Grenzen.

Wegen der Massendiletation könnte ein Objekt erst dann Lichtgeschwindigkeit erreichen, wenn es seine gesamte Masse in Energie zerstrahlt hätte. Da aber dann das Objekt weg ist, kann es auch nicht weiter beschleunigt werden.

Answer 9

Die Antworten ergeben sich aus den Einstein-schen Theorien, das wichtigste ist, das Energie Äquivalent zur Masse mal der Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat ist (E=mc2) also je schneller man wird umso mehr Energie hat man, daraus folgt umso mehr Masse hat man. Diese zusätzliche Masse muss mitbeschleunigt werden und benötigt zusätzliche Energie. Das schaukelt sich so hoch, das ein Mensch mit Lichtgeschwindigkeit sämtliche im Universum vorhandene Energie besitzen müsste bzw auch die Energie, die sich als Materie darstellt, er wäre jetzt so schnell wie das Licht, aber es gibt nix mehr, kein Unversum und um schneller zu werden findet er auch keine weitere Energie mehr.
Folglich ist Überlichtgeschwindigkeit ein ding der Unmöglichkeit.

Answer 10

Müssen Teilchenphysiker ihre experimentellen Daten in einem neuen Licht betrachten? Ergebnisse aus der Festkörperphysik lassen es vermuten. Denn die so genannte Tscherenkow-Strahlung führt ein Doppelleben.


"Nichts ist schneller als Licht." Das ist kein Einstein-Zitat, sondern zuweilen recht falsch. Denn ob sich etwas schneller als Licht bewegen kann, hängt davon ab, wo das Wettrennen stattfindet. Im Vakuum ist Licht unangefochtener Champion: Die Lichtgeschwindigkeit beträgt dort 300.000 km/s und stellt damit das absolute Tempolimit dar. Doch in bestimmten Medien bewegt sich Licht langsamer. Energiereiche Teilchen, wie sie beispielsweise in Experimenten der Teilchenphysik entstehen, können dann bequem vorbeiziehen.

Jedoch nicht, ohne auf sich aufmerksam zu machen. Denn wenn ein elektrisches Teilchen die Lichtmauer durchbricht, bildet sich ein verräterischer Lichtkegel - ähnlichem dem Schallkegel bei einem Überschall-Jet. In besonderen Teilchendetektoren wird die Öffnung dieser Kegel vermessen, um damit Rückschlüsse auf die Geschwindigkeit des Teilchen zu ziehen.

Entdeckt wurde das Phänomen im Jahr 1934 von Pawel A. Tscherenkow (1904-1990). Eine theoretische Erklärung kam dann 1937 von Igor Y. Tamm und Ilia M. Frank. Den Nobelpreis dafür gab es 1958.