Frage:
Wie sieht es aus, wenn ich in einem Zug sitze, der mit Lichtgeschwindigkeit fährt und...sD?
2011-02-04 10:34:28 UTC
Wie sieht es aus, wenn ich in einem Zug sitze, der mit Lichtgeschwindigkeit fährt und eine Taschenlampe einschalte?
...und bin ich schneller als das Licht, wenn ich diesem Zug einen Schritt nach vorn gehe?
Zwölf antworten:
?
2011-02-04 12:14:56 UTC
Wow ich bin begeistert fast nur richtige antworten. War vor bem halben Jahr noch anders.

Nein du bist dann nicht schneller als das Licht. Hab das schon ein paar mal erklärt daher nur noch die Links zur erklärung und wie man an die Lorenztranzformation kommt. Ist relativ einfach zu verstehen. Ersetz einfach deinen Schritt nach vorne durch einen Fahradfahrer im Zug.



Genau diese Frage haben sich auch Michelson und Morley gestellt. Desswegen ein Experiment aufgebaut, das im Grunde Vergleichbar ist mit deinen Ausführungen

http://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Morley-Experiment

Das Erbebnis ist das die Lichtgeschwindigkeit immer und in jedem Bewegungszustand konstant c ist also ca. 299792,46 km/s ist.



Mach folgendes Gedankenexperiment. Du fährst nicht mit dem Fahrrad sondern schaust in Fahrtrichung und schaust auf eine Wand in Fahrtrichtung dort hängt ein Spiegel. Das Licht von deinem Gesicht wird mit c von deinem Gesicht abgestrahl. und wird dann reflektiert. Und fällt dann zurück auf dein Auge. So weit so gut. Nun betrachtest du den Zug von aussen als stillstehender Betrachter. Das Licht Im Zug bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit von deinem Gesicht weg und der Zug bewegt sich auch mit Lichtgeschwindikeit. Also ergäbe sich eine Lichtgeschwindigkeit von 2*c. Das ist aber wegen dem Experiment nicht möglich.



Nun versuch es mal anders herum. Du stehst draussen als stillstehender Beobachter und schaust auf den Zug. Dann siehst du das sich das Licht mit Lichtgeschwindigkeit bewegt und der Zug auch. Also sieht es so aus als würde das Licht vor dem Gesicht immer im gleichen Abstand wegfliegen.. Wenn du aber dann in den Zug gehst ´bedeutet das, das dein Spiegelbild einfach verschwinden würde. Aber auch das darf nich sein, denn für dich muss ja die Lichtgeschwindigkeit konstant sein.



Genau vor diesem Dilemma standen alle Physiker nach dem Michelson-Morley-Experiment. Einstein hat die sehr einfachen Gleichungen betrachtet. Was die Licht geschwindigkeit ist nämlich Weg durch Zeit. Und er stellt fest das dies sowohl für den Bewegten als auch für den stehenden Beobachter gilt. In beiden Systemen ist c Konstant also bleiben nur noch Raum und Zeit als variable Grö0en. Wenn man das ausrechnet (unter zuhilfenahme vom Satz des Pythagoras). Dann kommt dabei die Lorenztransformation raus.

Diese Gleichungen besagen das sowohlRaum als auch Zeit bei Lichtgeschwindikeit auf 0 zusmmengestaucht werden.

Hier eine einfache Herleitung der Lorenztransformation.

https://answersrip.com/question/index?qid=20110203110948AAmLNSp
Zac Z
2011-02-04 19:05:33 UTC
Ein Zug kann nicht mit Lichtgeschwindigkeit fahren, höchstens (in der Theorie) knapp unterhalb.

Das hat damit zu tun, dass ein massebehafteter Körper (was der Zug samt Inhalt ja ist) zum Erreichen der LG unendlich viel Energie bräuchte und seine relativistische Masse unendlich groß würde. Deshalb kann man (in der Theorie) zwar beliebig nahe an die LG heran, diese aber nie ganz erreichen.



Für deine Frage ist das aber unerheblich, denn dein Problem bestünde ja auch, wenn du dich knapp unterhalb der LG bewegst.

Die Lösung ist die, dass Geschwindigkeiten im relativistischen Bereich anders addiert werden müssen als im Alltag.

Aus deiner Sicht verlässt das Licht der Taschenlampe dieselbe IMMER mit Lichtgeschwindigkeit, auch wenn der Zug sich z.B. mit halber LG bewegt.

Ein Beobachter sieht das Licht ebenfalls immer mit LG!

Daran ändert sich auch nichts, wenn du dich im Zug noch bewegst, egal in welche Richtung.



Diese Erkenntnis, die unserem Alltagsempfinden völlig widerspricht, wurde in Versuchen zu Ende des 19. Jahrhunderts gewonnen und hat zur Entwicklung der Speziellen Relativitätstheorie geführt.

Die SRT liefert dann auch Formeln für eine sog. relativistische Geschwindigkeitsaddition (http://de.wikipedia.org/wiki/Relativistisches_Additionstheorem_f%C3%BCr_Geschwindigkeiten ), die man in Fällen wie dem von dir geschilderten anwenden muss.





Gruß,

Zac





PS: Einige der Antworter hier scheinen der Meinung zu sein, dass die große Geschwindigkeit irgendwie gefährlich wäre und einen plattdrücken würde oder etwas in der Art.

Das ist Unsinn. Wir haben überhaupt kein Gefühl dafür, wie schnell wir uns bewegen. Die Erde bewegt sich beispielsweise mit über 100.000 km/h um die Sonne! Bekommen wir gar nicht mit.



Es geht nämlich nicht um die Geschwindigkeit, sondern die Beschleunigung.

Man würde z.B. bei einer konstanten Beschleunigung von 9,81 m/s² (der üblichen Fallbeschleunigung auf der Erde) nach knapp einem Jahr Lichtgeschwindigkeit erreichen (natürlich wird es insbesondere hintenraus problematisch, weil immer mehr Energie für die Beschleunigung aufgewendet werden muss, aber darum soll es hier nicht gehen).

Ein Mensch in einem geschlossenen Raum würde gar nicht merken, dass er im Raumschiff beschleunigt wird.

Andererseits kann es schon tödlich sein, in einem Sekundenbruchteil auf nur 40 oder 50 km/h zu beschleunigen oder von dieser Geschwindigkeit auf Null abzubremsen (beispielsweise indem man gegen einen Baum fährt! :-(



Lustigerweise gab es ja auch schon bei Einführung der Eisenbahn Leute (ich meine, es waren sogar Ärzte dabei), die meinten, dass die hohen (haha!) Geschwindigkeiten gesundheitsschädlich sein könnten. Wie wir alle wissen, ist da nichts gefährlich dran, solange der Zug nicht gegen ein Hindernis stößt. Hierbei treten nämlich sehr hohe Beschleunigungen auf, und die sind es, die problematisch sind.
2011-02-04 18:57:45 UTC
http://de.wikipedia.org/wiki/Spezielle_Relativit%C3%A4tstheorie
Prof. Klugscheißer
2011-02-04 18:45:01 UTC
davon mal abgesehen das du das nicht überleben würdest, und schonmal gar nicht in diesem Zug laufen könntest:

Du würdest aus dem Fenster raus gar nichts erkennen, weil dein Auge 0,03 Sekunden braucht um etwas zu fixieren. es würden nur irgendwelche undefinierbaren farbstreifen vorbeiziehen

Und wenn du in dem Zug bist und die Taschenlampe einschaltest, dann passiert mit dem licht nichts ungewöhnliches. Es würde normal leuchten und wenn du in dem Zug nach vorne läufst bist du auch nicht schneller als das licht.

Du bist ja bspw. in einem Normalen Zug auch nicht 310 Km/H schnell wenn du auf toilette läufst!
Night Wolfe
2011-02-04 19:18:25 UTC
Da gibt es gute Videoclips dazu:



http://www.youtube.com/watch?v=RVt4Z3qu6SA&playnext=1&list=PLE46A3BC6328BD75E



http://www.youtube.com/watch?v=8S_cbbzBZBs
Kapaun
2011-02-04 18:58:31 UTC
Wenn wir die üblichen Einwände bezüglich der Unmöglichkeit der LG (unendliche Masse und Energie etc.) mal beiseite lassen wollen:



Aus deiner Sicht bewegt sich das Licht der Lampe mit Lichtgeschwindigkeit, aus der Sicht eines neutralen Beobachters bewegen sich Zug und Licht der Lampe mit LG.



Wenn du zusätzlich gehst, bewegst du dich aus deiner Sicht mit Fußgängergeschwindigkeit, aus der Sicht eines neutralen Beobachters müssen wir jetzt doch sagen, dass du dich der LG nur annähern, sie aber nie erreichen kannst. Die Zeitdilatation sorgt in diesem Fall dafür, dass die Gesamtgeschwindigkeit Zug und Fußgänger die LG ebenfalls nicht überschreitet.
Kuno Wimmer zahn
2011-02-04 18:43:04 UTC
Die Taschenlampe bewegt sich auch mit Lichtgeschwindigkeit, da leuchtet sie ganz normal denke ich.
Marceck
2011-02-05 14:15:33 UTC
Wenn er mit Lichtgeschwindigkeit fährt, würde ein außenstehender Beobachter dich nur als Ebene wahrnehmen. Die Längenkontraktion sorgt für eine Ausdehnung in Fahrtrichtung von 0. Auch vergeht aus der Beobachterperspektive für dich keine Zeit mehr.

Aus deiner Perspektive kannst du ja nicht wahrnehmen, dass du dich mit Lichtgeschwindigkeit relativ zu irgendetwas fortbewegst, daher läuft für dich im Inneren des Zuges alles ganz normal ab. Solange, bis du nach außen schaust, denn aus deiner Perspektive ist das komplette Universum um dich herum ebenfalls zu so einer Ebene geschrumpft, da es sich ja relativ zu dir mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Zeit vergeht dort anscheinend auch nicht mehr.



DIe physikalischen Gesetze sind aber in jedem Bezugssystem gleich.



Also einfache Antwort: Die Situation ist äquivalent zu der in einem (relativ zur Erde) ruhenden Zug. Das Licht bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit relativ zu dir nach vorne.



@ Andere Antworter: Vergesst endlich mal den Schwachsinn mit der "relativistischen Masse". Masse ist invariant, die ändert sich nicht mit der Geschwindigkeit.



@ another_nick:



Danke gleichfalls. Den Artikel kann ich allerdings nicht öffnen. Was relativistische Masse angeht: Das ist ein Konzepot aus vor-relativistischen Zeiten, welches nicht mehr haltbar ist, der kinematischen Struktur der Raumzeit widerspricht und auch sonst nur Probleme macht. Ein sehr guter Artikel der die Feinheiten sehr anschaulich erklärt ist hier zu finden: http://www.itp.uni-bremen.de/~noack/masse.pdf

Schätze mal, du kommst damit klar, du scheinst schon über Abitur-Niveau hinaus zu sein.



@ another_nick:



Hast du ein Beispiel für eine solche Frage? Ich denke der Artikel ist ziemlich komplett.
2011-02-05 16:55:11 UTC
Es wird hell im Zug und du kannst normal Zeitung lesen.

Du selber bist nur so schnell wie du dich im Zug bewegst, 5kmh zu Fuß oder so.

Alles andere wurde ja schon erklärt, mehr oder weniger.



Was passiert wenn du in einen Überschallflugzeug in der Kabine hin und her läufst und dich mit den anderen Leuten darin unterhälst ? Na was ? nichts jeder hört dich normal und nicht mit doppelter Schallgeschwindigkeit. Du läufst dann ja auch nicht schneller als der Schall durch das Flugzeug.



Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes ist immer gleich, sie kann nicht schneller oder langsamer sein. Warum kann ich dir auch erklären, war aber nicht deine Frage.
2011-02-04 19:47:05 UTC
Z.b du bist in Frankfurt und willst nach Berlin. Wenn du in einen Lichtgeschwindigkeit Zug bist und du ganz vorne im ersten Wagon sitzt, wirst du staunen, wie schnell du dich im letzten Wagon wieder findest. Du bist leider Langsamer. Kann sein das du durch sämtliche Sitze und Türen mit Bravour durch gedrückt wirst und am hinterem Ende irgendwo fest hängst. Danach bist du dort angekommen wo du eingestiegen bist, natürlich in Frankfurt, weil der Zug in diesen Moment schon in Berlin ist. Alles in Sekunden Sache.
H E
2011-02-04 21:12:20 UTC
Wenn du nach hinten leuchtest, bleibt der Lichtstrahl in der Luft stehen und fällt dann nach unten. :-)

Um nach vorne zu laufen, brauchst du mehr als unendlich viel Energie.



Allerdings kannst du nicht gehen, weil du dich bereits vollkommen in Energie aufgelöst hast, und der Zug auch.



Nein, bei Lichtgeschwindigkeit ist alles anderes als im normalen Leben, E=m*c^2

Masse wird zu Energie und Energie wird zu Masse. Masse IST eine Form von Energie.



Du bist nur hier und hast Übergewicht (Masse), weil deine Energie sehr begrenzt ist.
2011-02-04 18:52:57 UTC
völlig orientierungslos schaue ich meinen Sitznachbarn an, der blickt wie ein Gespenst auf meinen Hund .. einen Weimeraner der gerade mit Hingabe seine Schuhe abschlabbert und dann auf die Beine übergeht...

....dort draußen kurvt noch immer ein Taxifahrer durch die Straßen ... da bemerkt er: " ich glaub ich hab mich verfahren".

Schon blicke ich auf die Leuchtzahlen über mir.. aussteigen und einen Moment zweifeln.. bin ich hier wirklich richtig... da gabs einen ungeheueren Knall .. oh was für ein schreckliches System.. ich gehe weiter..... da leuchten Leuchtreklamen auf... hier nach rechts geht es weiter...



.. ich weiß nicht ob ich mein Haus noch finden werde... hier zeigt die Leuchtschrift an.. "zur Milchstrasse --- oh weh.. wo ist der Weimaraner bloß jetzt ... der arme Hund!!


Dieser Inhalt wurde ursprünglich auf Y! Answers veröffentlicht, einer Q&A-Website, die 2021 eingestellt wurde.
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