Wie wurde Konstanz von Lichtgeschwindigkeit festgestellt?

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Eser
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Wie wurde Konstanz von Lichtgeschwindigkeit festgestellt?

Beitrag von Eser »

Hallo,

mich interessiert mal die Antwort auf die Frage wie denn eigentlich die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit damals festgestellt wurde? Wie lief das konkret?
trav
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Beitrag von trav »

Hier die Geschichte:
Historisch vermutete Höhe der Lichtgeschwindigkeit c
Jahr, ca. Forscher Lichtgeschwindigkeit
450 v. Chr. Empedokles endlich
350 v. Chr. Aristoteles unendlich
100 Heron von Alexandria unendlich
1000 Avicenna / Alhazen endlich
1350 Sayana endlich
1600 Johannes Kepler unendlich
1620 René Descartes unendlich


Die Frage, ob das Licht sich unendlich schnell ausbreitet oder ob es eine endliche Geschwindigkeit besitzt, war bereits in der Philosophie der Antike von Interesse. Bereits Empedokles (um 450 v. Chr.) glaubte, Licht sei etwas, das sich in Bewegung befände und daher Zeit brauche um Entfernungen zurückzulegen.

Aristoteles meinte dagegen, Licht komme von der bloßen Anwesenheit von Objekten her, sei aber nicht in Bewegung. Er führte an, dass sie andernfalls so enorm groß sein müsse, dass sie jenseits der menschlichen Vorstellungskraft liege. Aufgrund seines Ansehens und Einflusses fand Aristoteles' Theorie allgemeine Akzeptanz.

Eine altertümliche Theorie des Sehens ging davon aus, dass Licht vom Auge emittiert wird. Ein Objekt sollte demnach zu sehen sein, wenn die Lichtstrahlen aus dem Auge darauf träfen. Aufbauend auf dieser Vorstellung befürwortete auch Heron von Alexandria die aristotelische Theorie. Er führte an, dass die Lichtgeschwindigkeit unendlich groß sein müsse, da man selbst die weit entfernten Sterne sehen kann, sobald man die Augen öffnet.

In der orientalischen Welt war dagegen auch die Idee einer finiten Lichtgeschwindigkeit verbreitet. Insbesondere glaubten die persischen Philosophen und Wissenschaftler Avicenna und Alhazen (beide um das Jahr 1000), dass das Licht eine endliche Geschwindigkeit besitzt. Ihre Unterstützer waren aber gegenüber der Anhängerschaft der aristotelischen Theorie, die in der arabischen Welt sehr verbreitet war, in der Minderheit.
Auch im alten Indien erachtete man die Lichtgeschwindigkeit als endlich. Im 14. Jahrhundert schrieb der Philosoph Sayana zum Vers 1.50 des Rig Veda: "(Oh Sonne), die du 2202 Yojanas in einem halben Nimesa durchquerst". Laut Subhash Kak, Professor an der Louisiana State University, könne es sich hierbei um die Lichtgeschwindigkeit handeln. Man wisse zwar nicht genau, wie lang ein Yojana und ein Nimesa ist, aber die Angabe könne möglicherweise auf vier Prozent mit dem heutigen Wert übereinstimmend sein.

Zu Beginn des 17. Jahrhunderts glaubte der Astronom Johannes Kepler, dass die Lichtgeschwindigkeit zumindest im Vakuum unendlich sei, da der leere Raum dem Licht kein Hindernis darstelle. Hier trat die Idee auf, dass die Geschwindigkeit eines Lichtstrahls vom Medium abhängig sein könnte, in dem er sich ausbreitet.

Francis Bacon argumentierte, dass das Licht nicht notwendigerweise unendlich schnell sein müsse, sondern vielleicht nur zu schnell sei, um sie wahrzunehmen.

René Descartes ging von einer unendlich großen Lichtgeschwindigkeit aus. Sonne, Erde und Mond liegen während einer Sonnenfinsternis in einer Linie. Descartes argumentierte, dass diese Himmelskörper für einen Beobachter zu diesem Zeitpunkt scheinbar nicht in Reihe sein würden, wenn die Lichtgeschwindigkeit endlich sei. Da ein solcher Effekt nie beobachtet wurde, sah er sich in seiner Annahme bestätigt. Descartes glaubte derart stark an eine unendlich große Lichtgeschwindigkeit, dass er überzeugt war, sein gesamtes philosophisches Werk würde zusammenbrechen, wenn sie letztlich tatsächlich endlich wäre.
trav
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Beitrag von trav »

Hier gehts weiter:
Historisch gemessene Höhe der Lichtgeschwindigkeit c
Jahr, ca. Forscher Methode Lichtgeschwindigkeit
1676 Ole Rømer Zeitverzögerung bei astronomischen Beobachtungen kein konkreter Wert publiziert
1728 James Bradley Aberration kein konkreter Wert
1834 Charles Wheatstone Drehspiegelmethode 402.336 km/s
1838 François Arago Drehspiegelmethode
1849 Armand H. L. Fizeau Zahnradmethode 315.000 km/s
1862 Léon Foucault Drehspiegelmethode 298.000±500 km/s
1875 Marie-Alfred Cornu Drehspiegelmethode 299.990 km/s
1879 Albert A. Michelson Drehspiegelmethode 299.910±50 km/s
1907 Rosa, Dorsay theor. Rechnung nach den Maxwellgleichungen 299.788±30 km/s
1926 Albert A. Michelson Drehspiegelmethode 299.796±4 km/s
1947 Essen, Gorden-Smith elektrischer Hohlraumresonator 299.792±3 km/s
1958 K. D. Froome Interferometer 299.792,5±0,1 km/s
1973 Boulder-Gruppe am NBS Lasermessung 299.792,4574±0,001 km/s
1983 (Definition der CGPM) Neudefinierung des Meters 299.792,458 km/s (exakt)


Galileo Galilei versuchte um 1600 als Erster, die Geschwindigkeit des Lichts zu messen, indem er zwei Männer mit Signallaternen auf zwei Hügeln in 100 m Entfernung postierte. Der zweite Mann sollte ein Signal zurückgeben, sobald er selbst eines empfängt. Da die Lichtlaufzeit jedoch deutlich niedriger liegt als die auftretenden Reaktionszeiten, war der Versuch von vornherein zum Scheitern verurteilt. Isaac Beeckman schlug 1629 eine abgewandelte Version des Versuchs vor, bei der das Licht von einem Spiegel zurückreflektiert werden sollte. Descartes kritisierte solche Experimente als überflüssig, da bereits exaktere Beobachtungen mit Hilfe von Sonnenfinsternissen durchgeführt wurden, die auch schon ein negatives Ergebnis lieferten.
Dennoch wiederholte die Accademia del Cimento in Florenz 1667 das Experiment Galileis, wobei die Lampen etwa eine Meile entfernt voneinander standen. Wieder konnte keine Verzögerung beobachtet werden. Descartes sah sich infolgedessen in seiner Annahme von der unendlich schnellen Lichtausbreitung bestätigt; Galilei und Robert Hooke deuteten das Ergebnis dagegen so, dass die Lichtgeschwindigkeit sehr hoch ist und mit diesem Experiment nicht bestimmt werden konnte.

Die erste erfolgreiche Abschätzung der Lichtgeschwindigkeit gelang dem dänischen Astronom Ole Rømer im Jahr 1676. Er untersuchte die Bewegung des Jupitermonds Io mit seinem Teleskop. Aus dem Ein- und Austreten aus Jupiters Schatten lässt sich die Umlaufzeit des Mondes ermitteln. Rømer bemerkte, dass Io für einen Umlauf 42,5 Stunden benötigt, wenn sich Erde und Jupiter am nächsten sind. Er beobachtete, dass der zeitliche Abstand zwischen den Verfinsterungen anwuchs, wenn sich die Erde vom Jupiter entfernte. Als sich die beiden Planeten wieder annäherten, wurden diese Zeiten wieder kürzer. Rømer schloss daraus, dass das Licht von Io zur Erde eine Zeit proportional zum Abstand der Planeten benötigt; d. h. dass die Lichtgeschwindigkeit endlich ist. Er gab nur die endliche Laufzeit des Lichtes von 22 min für den Erdbahndurchmesser an (in Wirklichkeit: 16 min 38 sec). Einen konkreten Zahlenwert für die Lichtgeschwindigkeit hat Roemer selbst nicht angegeben. Bis heute werden ihm in Fachbüchern die verschiedensten Zahlenwerte zugeschrieben.
James Bradley wählte 1728 eine andere astronomische Methode, indem er die scheinbare Abweichung eines Fixsternortes am Himmel vom realen Ort bestimmte, die durch den Umlauf der Erde hervorgerufen wird. Die Sternposition schwankte periodisch bei jedem Umlauf der Erde um die Sonne um einen Winkel von 20". Daraus berechnete Bradley, dass das Licht 10.210-mal schneller als die Erde bei ihrem Umlauf ist (Messfehler 20 %). Auch er gab für die Lichtgeschwindigkeit keinen konkreten Wert an. Seine Messung wurde damals als Beweis für eine endliche Lichtgeschwindigkeit und für das kopernikanische Weltsystem angesehen.


Versuchsaufbau des Experiments von FizeauDie erste irdische Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit gelang Armand Hippolyte Louis Fizeau mit der Zahnradmethode. Er sandte 1849 Licht durch ein sich drehendes Zahnrad auf einen mehrere Kilometer entfernten Spiegel, der es wieder zurück durch das Zahnrad reflektierte. Je nachdem, wie schnell sich das Zahnrad dreht, fällt das reflektierte Licht, das auf dem Hinweg eine Lücke des Zahnrads passiert hat, entweder auf einen Zahn oder gelangt wieder durch eine Lücke - und nur im letzteren Fall sieht man es. Fizeau kam damals auf einen um 5 % zu großen Wert.


Versuchsaufbau des Experiments von FoucaultLéon Foucault verbesserte 1850 die Methode weiter, indem er mit der Drehspiegelmethode die Messstrecken deutlich verkürzte. Damit konnte er erstmals die Materialabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit nachweisen: Licht breitet sich in anderen Medien langsamer aus als in Luft. Im Experiment fällt Licht auf einen rotierenden Spiegel. Von diesem wird es auf einen festen Spiegel abgelenkt, wo er zurück auf den rotierenden Spiegel reflektiert wird. Da sich der Drehspiegel aber in der Zwischenzeit weiter gedreht hat, wird der Lichtstrahl nun nicht mehr auf den Ausgangspunkt reflektiert. Durch Messung der Verschiebung des Punktes ist es möglich, bei bekannter Drehfrequenz und bekannten Abständen, die Lichtgeschwindigkeit zu bestimmen. Foucault veröffentlichte sein Ergebnis 1862 und gab c zu 298.000 Kilometern pro Sekunde an.

Simon Newcomb und Albert Abraham Michelson bauten wiederum auf Foucaults Apparatur auf und verbesserten das Prinzip nochmals. 1926 benutzte Michelson in Kalifornien ebenfalls rotierende Spiegel, um einen Lichtstrahl um Mount Wilson und Mount San Antonio und zurück zu schicken. Über eine Zeitmessung errechnete er die Lichtgeschwindigkeit. Diese präzise Messung lieferte als Ergebnis eine Geschwindigkeit von 299.796 km/s, was fast genau dem heutigen Wert entspricht; die Abweichung beträgt weniger als 0,002 %.
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Eser
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Gedankenexperiment

Beitrag von Eser »

Ok, ich möchte hier mal ein Gedankenexperiment vorführen und würde mal gerne hören (lesen) was an meinen Ergebnissen dann falsch ist.

Grundannahme: c = 300.000 km/s

Ich habe 2 Beobachter (Menschen). Ich nenne sie A und B. A steht irgendwo im Weltall als fester Punkt. B steht auch irgendwo als fester Punkt (zu erst) im Weltall.

Man nehme an, das der Abstand zwischen A und B beliebig gross ist (weitaus größer als 300.000km).

Jetzt fliegt A im All los, Richtung B. Sagen wir A fliegt mit 100.000 km/s, jetzt fliegt B los auch mit 100.000 km/s in Richtung A. Jetzt sendet A ein Lichtsignal zu B. Betrachten wir es so, das das Licht NICHT auf B eintreffen soll sondern nah an ihm vorbei fliegen soll. Jetzt müsste doch B die Geschwindigkeit dieses Lichtsignals auf 500.000 km/s messen, oder? Weil c + v(A) + v(b) --> v(A) := Geschwindigkeit von A und v(B) := Geschwindigkeit von B

c + v(A) + v(B) = 500.000 km/s
Ein ganz natürliche Rechnung. Jetzt würde hier ein Physiker sagen, ich DARF NICHT addieren. Weil das laut RTH nicht zulässig ist, oder so. Aber WARUM? Auch wenn in allen Experimenten c auf ca. 300.000 km/s gemessen wurde, so kann man dieses Gedankenexperiment eigentlich NICHT verwerfen, wo ist hier der Fehler?

Sagen wir jetzt, das B nicht in Richtung A fliegt sondern mit 100.000 km/s in die Flugrichtung des Lichtsignals. Demnach misst B jetzt wieder 300.000 km/s, weil ja A schon 100.000km/s fliegt und währeddessen das Licht sendet.

Wenn jetzt aber A steht und B in Richtung des Lichtsignals mit 100.000km/s fliegt, dann misst er ja nur noch 200.000 km/s

Alles völlig logische Berechnungen. Dennoch soll alles falsch sein was größer als c ergibt. Obwohl es eigentlich keinen mathematischen Grund dafür gibt, warum das falsch sein sollte.
Andy
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Re: Gedankenexperiment

Beitrag von Andy »

Eser hat geschrieben:Ok, ich möchte hier mal ein Gedankenexperiment vorführen und würde mal gerne hören (lesen) was an meinen Ergebnissen dann falsch ist.

Grundannahme: c = 300.000 km/s

Ich habe 2 Beobachter (Menschen). Ich nenne sie A und B. A steht irgendwo im Weltall als fester Punkt. B steht auch irgendwo als fester Punkt (zu erst) im Weltall.

Man nehme an, das der Abstand zwischen A und B beliebig gross ist (weitaus größer als 300.000km).

Jetzt fliegt A im All los, Richtung B. Sagen wir A fliegt mit 100.000 km/s, jetzt fliegt B los auch mit 100.000 km/s in Richtung A. Jetzt sendet A ein Lichtsignal zu B. Betrachten wir es so, das das Licht NICHT auf B eintreffen soll sondern nah an ihm vorbei fliegen soll. Jetzt müsste doch B die Geschwindigkeit dieses Lichtsignals auf 500.000 km/s messen, oder? Weil c + v(A) + v(b) --> v(A) := Geschwindigkeit von A und v(B) := Geschwindigkeit von B

c + v(A) + v(B) = 500.000 km/s
Ein ganz natürliche Rechnung. Jetzt würde hier ein Physiker sagen, ich DARF NICHT addieren. Weil das laut RTH nicht zulässig ist, oder so. Aber WARUM? Auch wenn in allen Experimenten c auf ca. 300.000 km/s gemessen wurde, so kann man dieses Gedankenexperiment eigentlich NICHT verwerfen, wo ist hier der Fehler?

Sagen wir jetzt, das B nicht in Richtung A fliegt sondern mit 100.000 km/s in die Flugrichtung des Lichtsignals. Demnach misst B jetzt wieder 300.000 km/s, weil ja A schon 100.000km/s fliegt und währeddessen das Licht sendet.

Wenn jetzt aber A steht und B in Richtung des Lichtsignals mit 100.000km/s fliegt, dann misst er ja nur noch 200.000 km/s

Alles völlig logische Berechnungen. Dennoch soll alles falsch sein was größer als c ergibt. Obwohl es eigentlich keinen mathematischen Grund dafür gibt, warum das falsch sein sollte.
Hallo Eser,

Du nimmst an, dass du die Transformation vom System A nach System B bereits kennst. Und zwar das es sich um die einfachste lineare Transformation handelt, die man sich zwischen zwei Koordinatensystemen vorstellen kann:
mit
x_A = Koordinate im System von A
x_B = Koordinate im System von B
v = Geschwindigkeit von A relativ zu B
t = Zeit

kann A die Koordinate von B berechnen nach:
x_B = x_A + v*t
(Galilei Transformation)
Das ist aber nicht die einzige lineare Transformation
zwischen zwei allgemeinen Koordinatensystemen und
was sagt dir, dass dieses gerade die richtige ist?

Gruss Andy
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Eser
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Re: Gedankenexperiment

Beitrag von Eser »

Andy hat geschrieben:
Eser hat geschrieben:Ok, ich möchte hier mal ein Gedankenexperiment vorführen und würde mal gerne hören (lesen) was an meinen Ergebnissen dann falsch ist.

Grundannahme: c = 300.000 km/s

Ich habe 2 Beobachter (Menschen). Ich nenne sie A und B. A steht irgendwo im Weltall als fester Punkt. B steht auch irgendwo als fester Punkt (zu erst) im Weltall.

Man nehme an, das der Abstand zwischen A und B beliebig gross ist (weitaus größer als 300.000km).

Jetzt fliegt A im All los, Richtung B. Sagen wir A fliegt mit 100.000 km/s, jetzt fliegt B los auch mit 100.000 km/s in Richtung A. Jetzt sendet A ein Lichtsignal zu B. Betrachten wir es so, das das Licht NICHT auf B eintreffen soll sondern nah an ihm vorbei fliegen soll. Jetzt müsste doch B die Geschwindigkeit dieses Lichtsignals auf 500.000 km/s messen, oder? Weil c + v(A) + v(b) --> v(A) := Geschwindigkeit von A und v(B) := Geschwindigkeit von B

c + v(A) + v(B) = 500.000 km/s
Ein ganz natürliche Rechnung. Jetzt würde hier ein Physiker sagen, ich DARF NICHT addieren. Weil das laut RTH nicht zulässig ist, oder so. Aber WARUM? Auch wenn in allen Experimenten c auf ca. 300.000 km/s gemessen wurde, so kann man dieses Gedankenexperiment eigentlich NICHT verwerfen, wo ist hier der Fehler?

Sagen wir jetzt, das B nicht in Richtung A fliegt sondern mit 100.000 km/s in die Flugrichtung des Lichtsignals. Demnach misst B jetzt wieder 300.000 km/s, weil ja A schon 100.000km/s fliegt und währeddessen das Licht sendet.

Wenn jetzt aber A steht und B in Richtung des Lichtsignals mit 100.000km/s fliegt, dann misst er ja nur noch 200.000 km/s

Alles völlig logische Berechnungen. Dennoch soll alles falsch sein was größer als c ergibt. Obwohl es eigentlich keinen mathematischen Grund dafür gibt, warum das falsch sein sollte.
Hallo Eser,

Du nimmst an, dass du die Transformation vom System A nach System B bereits kennst. Und zwar das es sich um die einfachste lineare Transformation handelt, die man sich zwischen zwei Koordinatensystemen vorstellen kann:
mit
x_A = Koordinate im System von A
x_B = Koordinate im System von B
v = Geschwindigkeit von A relativ zu B
t = Zeit

kann A die Koordinate von B berechnen nach:
x_B = x_A + v*t
(Galilei Transformation)
Das ist aber nicht die einzige lineare Transformation
zwischen zwei allgemeinen Koordinatensystemen und
was sagt dir, dass dieses gerade die richtige ist?

Gruss Andy
Ich verstehe nicht inwieweit das meine Frage beantworten soll. Ich suche nach einer Antwort warum denn mein Gedankenexperiment nicht realistisch sein kann. Da ich ja auf ein Wert v > c komme. Was du mir hier zeigst ist die Koordinate von B bezüglich des Inertialsystems von A. Simple Transformation, ok, beantwortet aber nicht die eigentliche Frage.
trav
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Beitrag von trav »

Erst mal musst Du wissen von wo aus Du die Sache beobachtest. Bist Du A oder B oder C, der sich das anschaut.

Wenn Du C bist kommt auch noch Deine Entfernung zu A oder B ins Spiel. Denn die Information (der Lichtstrahl) braucht seine Zeit um in dein Auge zu gelangen.

Also wenn A (und Du bist A) mit 100 000 kms zu B fliegt und einen Lichtstrahl absendet würde die Geschwindigkeit des Lichtstrahls 200 000 kms betragen. Du bist ja beschleunigt und deine Zeit verlangsamt sich im Bezug zum Rest des Universums. Würde A stehen würde er 300 000 kms messen.

Die Geschwindigkeit des Lichtstrahls von B zu Dir, wenn Du stehst beträgt auch nur 300 000 kms, da für B dasselbe gilt wie für A. Bewegst Du dich als A mit 100 000 kms zu B und würdest den Strahl von B messen würdest Du auch nur 300 000 kms messen da die Zeit sich für Dich der sich bewegt verlangsamt. Denn Du bist ja beschleunigt.

Dasselbe gilt für B.

Du darfst die Beobachtungspunkte nicht vermischen! Du kannst nicht überall gleich sein!

Bist Du C passiert folgendes: Du befindest dich genau in der Mitte von A und B! Der abgesendete Lichtstrahl von A kommt mit 300 000 auf dich zu genau wie der von B.
Andy
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Re: Gedankenexperiment

Beitrag von Andy »

[quote="Eser"]

Ich verstehe nicht inwieweit das meine Frage beantworten soll. Ich suche nach einer Antwort warum denn mein Gedankenexperiment nicht realistisch sein kann. Da ich ja auf ein Wert v > c komme. Was du mir hier zeigst ist die Koordinate von B bezüglich des Inertialsystems von A. Simple Transformation, ok, beantwortet aber nicht die eigentliche Frage.[/quote]

Hallo,

die Transformation der Koordinate ist aber entscheidend, denn was bitte ist eine Geschwindigkeit: Eine Geschwindigkeit ist immer

Delta x
v = --------
Delta t

also eine gewisse Strecke die in einer gewissen Zeit von etwas zurueckgelegt wird. Und die Strecke misst jeder Beobachter in seinem eigenen Inertialsystem, genau wie er nur die Zeit in seinem eigenen
System messen kann. Wenn Du also die Geschwindigkeit des Lichtstrahls
von A im System von B wissen moechtest, dann musst du strengenommen erstmal folgende Rechnung machen:

A schickt einen Lichtstraht von x0_A nach x1_A.
Dieser passiert x0_A bei t = t0_A und x1_A bei t = t1_A
Er bestimmt die Geschwindigkeit
x0_A - x1_A
v(Licht_A) = --------------
t0_A - t1_A

Nimmt jetzt B dieselbeMessung vor kann B das aber nur im eigenen System machen

x0_B - x1_B
v(Licht_B) = --------------
t0_B - t1_B

Also musst du erstmal die Koordinaten des Lichts im B System
kennen, um auf die Geschwindigkeit zu schliessen.

Der Witz der SRTh ist nun, dass man fuer Licht in jedem System
immer v = c misst. Daher hatte Einstein wohl die geniale Idee, dass
es ja gerade die von dir so selbstverstaendlich angenommene
Transformation der Koordinaten sein koennte , die hier fuer die Widerspruechlichkeiten verantwortlich ist.

Und tatsaechlich loesen die Lorentztransformationen gerade dieses
Problem. Es kommt also immer darauf an was man vorraussetzt.

Gruss Andy

(Sorry fuer die kaputten Formeln, aber eine Mafia von Hirnamputierten Verschwoerern sorgt dafuer, dass man zwar hunderte von smilies und html Tags ueberall verwenden kann, aber einfachen plain/text nicht mehr)
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Eser
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noch ein Beispiel

Beitrag von Eser »

Ok, was ihr oben beschrieben scheint plausibel. Doch folgendes Beispiel bereitet Probleme (für mich) im RTH.
------------------------------------------------------------------------------------
Wir haben den Planeten Erde und die Sonne.
Die Erde habe ein Inertialsystem (Koordinatensystem 3D), wobei die Erde den Ursprung dieses Inertialsystems darstellt. Man platziere einfach den Mittelpunkt der Erde im Ursprung des Inertialsystems E (für Erde).

Dann haben wir ein Intertialsystem S für die Sonne. Die Sonne befindet sich im Ursprung des Inertialsystems S, also hier wieder der Mittelpunkt der Sonne.

Klar ist auch das die Erde im Intertialsystem E RUHEND ist, auch die Sonne ist im Inertialsystem S RUHEND.
------------------------------------------------------------------------------------

Ereignis 1: Jetzt stehen 6 Menschen alle gegenüber stehend auf der Erde verteilt. Das beudetet einer steht auf dem Nordpol, einer Südpol, dann einer rechts, dann einer links, vorne und hinten. So stehen alle Menschen in einem Winkel von 90 Grad verteilt auf der Erde. Jetzt betrachten wir das ganze vom Inertialsystem E. Alle Menschen schicken ein Lichtsignal, wir messen für ALLE Lichtsignale die Geschwindigkeit c = 300.000 km/s

Bis hierhin alles ok.
Anmerkung: Die Erde bewegt sich mit v = 30 km/s um die Sonne. Vom Interialsystem E aus merken wir das natürlich nicht, aber vom Inertialsystem S merken wir ja die Geschwindigkeit der Erde mit v = 30 km/s.

Ereignis 2: Jetzt springen wir zum Inertialsystem S
Das heisst, wir betrachten alles vom Inertialsystem S aus.
Jetzt pasiert Ereignis 1 nochmal, nur vom Inertialsystem S aus.
Jetzt schicken alle Menschen nochmal ein Lichtsignal aus.
Die Erde bewegt sich z.B. rechtsrum um die Erde.
Jetzt gehen die Lichtsignale los.

Jetzt messen wir die Geschwindigkeit des Lichts vom Inertialsystem S aus.
Die Sonne misst jetzt das das Licht das vom Menschen ausging, der das Licht genau in die Bewegungsrichtung der Erde schickt, eine Geschwindigkeit von v = c + 30 km/s misst, da ja das Lichtsignal selbst vom Menschen schon mit c = 300.000 km/s losfliegt, dazu kommt dann eben die Eigengeschwindigkeit von der Erde dazu, daher das Ergebnis.

Das Licht auf der anderen Seiten misst im Inertialsystem S genau v = c - 30 km/s, alle anderen Lichtsignale fliegen exakt mit c.

So, wenn jetzt einer sagt, das v = c + 30 km/s NICHT SEIN KANN, dann behauptet er damit zugleich das vom Inertialsystem E aus gesehen das Licht nicht mehr mit c fliegt (wie bei Ereignis 1 festgestellt), sondern mit v = c - 30 km/s, damit doch das Ergebnis von der Sonne aus stimmen kann. Das würde heissen das wir zu EINEM Zeitpunkt für das ein und das selbe Lichtsignal verschiedene Geschwindigkeiten messen würden.
Was aber der Realität NICHT entsprechen kann, also was ist nun richtig.

Da mein Gedankenexperiment hier eigentlich logisch ist, muss dies auch stimmen. Demnach haben wir ein v = c + 30 km/s > c, also v > c.

Man darf nicht vergessen das Ereignis 1 und Ereignis 2 genau zum gleichen Zeitpunkt stattfinden. Und da EIN Lichtsignal zu EINEM Zeitpunkt ja auch nur EINE reale Geschwindigkeit haben kann und nicht 2 verschiedene, wie es eigentlich laut RTH sein müsste, aber eben unrealistisch ist.

Was ist nun an diesem Experiment falsch ?
Stephan
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Beitrag von Stephan »

in der klassischen, galilei-newtonschen physik ist es so, daß sich geschwindigkeiten ganz einfach addieren, so nach der formel v=u+w. diese formel folgt aus der galilei-transformation.

nun ist dies aber nunmal nicht kompatibel mit der experimentellen erkenntnis, daß die lichtgeschwindigkeit in allen bezugssystemen gleich ist. dies ist der anfang der speziellen relativitätstheorie von einstein.

um dieser erkenntnis folge zu tragen, werden in dieser theorie die galilei-transformationen für das umrechnen zwischen inertialsystemen durch die lorentz-transformationen ersetzt. und aus diesen folgt eine kompliziertere formel für die addition von geschwindigkeiten:

v = (u+w)/(1+u*w/c^2)

setzen wir für u = c und für w = 30 km/h ein, erhalten wir - oh wunder:

v = c.

d.h. die lichtgeschwindigkeit ist tatsächlich in beiden inertialsystemen die gleiche, wie gefordert!
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Eser
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Beitrag von Eser »

Stephan hat geschrieben:in der klassischen, galilei-newtonschen physik ist es so, daß sich geschwindigkeiten ganz einfach addieren, so nach der formel v=u+w. diese formel folgt aus der galilei-transformation.

nun ist dies aber nunmal nicht kompatibel mit der experimentellen erkenntnis, daß die lichtgeschwindigkeit in allen bezugssystemen gleich ist. dies ist der anfang der speziellen relativitätstheorie von einstein.

um dieser erkenntnis folge zu tragen, werden in dieser theorie die galilei-transformationen für das umrechnen zwischen inertialsystemen durch die lorentz-transformationen ersetzt. und aus diesen folgt eine kompliziertere formel für die addition von geschwindigkeiten:

v = (u+w)/(1+u*w/c^2)

setzen wir für u = c und für w = 30 km/h ein, erhalten wir - oh wunder:

v = c.

d.h. die lichtgeschwindigkeit ist tatsächlich in beiden inertialsystemen die gleiche, wie gefordert!
Hallo, können Sie mir bitte zeigen warum das so sein soll?
Diese Formel ergibt immer gleich u. Egal was ich mache.
Das zeigt mir nicht warum dennoch mein obiges Experiment nicht der Wahrheit entsprechen soll.

Auch der Grund warum ich die herkömmliche Betrachtungsweise (wie Sie es als Galilei-Transf. bezeichnen) nicht machen kann, wird nicht genannt.
Was ist konkret daran falsch? Sie richten sich ja schon grundsätzlich danach das c IMMER auch 300.000 km/s
Daher hilft mir obige Formel auch nichts. Ein Beweis für obige Formel würde auch reichen, damit ich das mal hier beispielhaft nachvollziehen kann.

Ich kann ja nämlich u auch gleich irgendeiner willkürllichen Zahl setzen und kriege auch immer nur diese Zahl raus (ist wie bei diesen magischen Zahlenspielen wo immer das gleiche kommt und die Leute denken die Formel würde ihre Zahl erraten können), daher sagt sie mir nichts über die Realität aus.

Und dann tritt bei meinem obigen Experiment ja noch ein "Gedanken"-Problem auf. Wenn jetzt die Sonne auch nur Lichtgeschwindigkeit misst aber die Menschena auf der Erde auch und die Sonne ja noch zusätzlich die Geschwindigkeit der Erde in Richtung eines Lichtsignals sieht, dann verfälscht sich doch hier eines der beides Werte in beiden Inertialsystemen. Man muss sich das mal vorstellen, beide Systeme messen bei dem einen Licht genau c. Aber die Erde bewegt sich ja mit 30 km/s in die Richtung des Lichtsignals. Da ist ja gerade das Problem. Betrachten sie das mal realistisch. Ich kann doch hier kein Denkfehler haben. Verstehen sie was ich meine?
Stephan
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Beitrag von Stephan »

Eser hat geschrieben:Auch der Grund warum ich die herkömmliche Betrachtungsweise (wie Sie es als Galilei-Transf. bezeichnen) nicht machen kann, wird nicht genannt.
der grund, daß die galilei-transformation zu verwerfen ist, ist schlicht und einfach der, daß sie nicht mit der experimentell gesicherten tatsache der konstanz der lichtgeschwindigkeit verträglich ist.
Eser hat geschrieben:Sie richten sich ja schon grundsätzlich danach das c IMMER auch 300.000 km/s
genau das war die große leistung von einstein: die konstanz der lichtgeschwindigkeit zum grundsätzlichen axiom zu erklären - auch wenn dies noch so kontra-intuitiv ist - und die bizarren konsequenzen aus dieser annahme ernst zu nehmen, auch wenn sie dem "hausverstand" noch so sehr widersprechen. die weitere experimentelle verifikation der speziellen relativitätstheorie hat diesen radikalen ansatz im nachhinein bestens legitimiert.
Eser hat geschrieben:Daher hilft mir obige Formel auch nichts. Ein Beweis für obige Formel würde auch reichen, damit ich das mal hier beispielhaft nachvollziehen kann.
herleitungen der lorentz-transformation aus den grundannahmen der speziellen relativitätstheorie (relativitätsprinzip & prinzip der konstanz der lichtgeschwindigkeit) und daraus folgend die relativistische geschwindigkeitsaddition finden sich in jeder darstellung der speziellen relativitätstheorie.
Eser hat geschrieben:Ich kann ja nämlich u auch gleich irgendeiner willkürllichen Zahl setzen und kriege auch immer nur diese Zahl raus
vollkommen richtig erkannt, eine beliebige geschwindigkeit nach der korrekten relativistischen formel zur lichtgeschwindigkeit "addiert" liefert immer wieder nur die lichtgeschwindigkeit - genau so wie es das prinzip der konstanz der lichtgeschwindigkeit fordert.
Eser hat geschrieben:daher sagt sie mir nichts über die Realität aus.
sind beide geschwindigkeiten kleiner der lichtgeschwindigkeit, liefert die relativistische formel sehr wohl nichttriviale resultate. und wenn beide geschwindigkeiten sehr viel kleiner als die lichtgeschwindigkeit sind, geht die relativistische formel näherungsweise über in die von galilei (das ist die, die der "hausverstand" nahelegt, und mit der wir im alltag arbeiten).
Eser hat geschrieben:Und dann tritt bei meinem obigen Experiment ja noch ein "Gedanken"-Problem auf. Wenn jetzt die Sonne auch nur Lichtgeschwindigkeit misst aber die Menschena auf der Erde auch und die Sonne ja noch zusätzlich die Geschwindigkeit der Erde in Richtung eines Lichtsignals sieht, dann verfälscht sich doch hier eines der beides Werte in beiden Inertialsystemen. Man muss sich das mal vorstellen, beide Systeme messen bei dem einen Licht genau c. Aber die Erde bewegt sich ja mit 30 km/s in die Richtung des Lichtsignals. Da ist ja gerade das Problem. Betrachten sie das mal realistisch. Ich kann doch hier kein Denkfehler haben. Verstehen sie was ich meine?
der denkfehler ist, daß hier mit "hausverstand" argumentiert wird, und der hausverstand ist nunmal "galileisch". die relativitätstheorie hingegen ist kontra-intuitiv, aber sie ist die akkuratere beschreibung der natur, wie die phänomenal gute übereinstimmung mit dem experiment beweist.
Zuletzt geändert von Stephan am Sonntag 7. Mai 2006, 02:03, insgesamt 1-mal geändert.
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Wie wurde Konstanz der Lichtgeschwindigkeit festgestellt?

Beitrag von Todoroff »

Stephan hat geschrieben:der grund, daß die galilei-transformation zu verwerfen ist, ist schlicht und einfach der, daß sie nicht mit der experimentell gesicherten tatsache der konstanz der lichtgeschwindigkeit verträglich ist.

Nun, das ist eine Lüge vom Niveau 1=3.
JEDES (diesbezügliche) Experiment beweist LOGISCH ZWINGEND den
Lichtäther, also die Konstanz von c relativ zum Äther, was die Falschheit
der RTh und der UTh und der ETh zur Folge hat, die Ursache sind unseres
Selbstausrottungswahnes (100 Millionen Tote jährlich = zehnfache
Vernichtungsquote des zweiten Weltkrieges - welch Fortschritt, gell?).

FRAGE:
Wir fliegen aus einer Entfernung von einem Lichtjahr mit c auf die Erde.
Wieviele Male sehen wir die Erde sich um die Sonne drehen?
(Man kann das auch mit c/2 machen, ergibt aber nichts Neues, wird nur
komplizierter).

Jesaja 11,2
Der Geist des Herrn läßt sich nieder auf ihm: der Geist der Weisheit und
der Einsicht, der Geist des Rates und der Stärke, der Geist der Erkenntnis
und der Gottesfurcht.
Zuletzt geändert von Todoroff am Samstag 10. Juni 2006, 00:17, insgesamt 3-mal geändert.
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bitte ich, Georg Todoroff, Dich um die Rettung des Lesenden. Ich segne ihn.
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Beitrag von Todoroff »

Stephan hat geschrieben: und aus diesen folgt eine kompliziertere formel für die addition von geschwindigkeiten:

v = (u+w)/(1+u*w/c^2)

setzen wir für u = c und für w = 30 km/h ein, erhalten wir - oh wunder:

v = c.

d.h. die lichtgeschwindigkeit ist tatsächlich in beiden inertialsystemen die gleiche, wie gefordert!


Danke für diese Offenbarung blanker Idiotie:
u=c =>

v = (c + w) / 1 + c*w/c²)
wir bilden im Nennen den Hauptnenner, kürzen c mit c² und erhalten:

v = (c+w) * c / (c+w)

einfach genial, gell? Und das ist Wissenschaft? Lächerlich!
Komplizierte Formel? Lächerlich!
Eine Formel, erfunden von verbrecherischen Lügnern und Mördern zur
Verblödung der Halbintelligenten.

Judas 3
Kämpft für den überlieferten Glauben, der den Heiligen ein für allemal
anvertraut ist.
Zuletzt geändert von Todoroff am Samstag 10. Juni 2006, 00:20, insgesamt 1-mal geändert.
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Beitrag von Stephan »

Todoroff hat geschrieben:
Stephan hat geschrieben: und aus diesen folgt eine kompliziertere formel für die addition von geschwindigkeiten:

v = (u+w)/(1+u*w/c^2)

setzen wir für u = c und für w = 30 km/h ein, erhalten wir - oh wunder:

v = c.

d.h. die lichtgeschwindigkeit ist tatsächlich in beiden inertialsystemen die gleiche, wie gefordert!
Danke für diese Offenbarung blanker Idiotie:
u=c =>

v = (c + w) / 1 + c*w/c²)
wir bilden im Nennen den Hauptnenner, kürzen c mi c2 und erhalten:

v = (c+w) * c / (c+w)
wir kürzen durch c+w und erhalten v=c. nichts anderes habe ich behauptet. und ihr punkt?
Todoroff hat geschrieben:einfach genial, gell? Und das ist Wissenschaft? Lächerlich!
Komplizierte Formel? Lächerlich!
Eine Formel, erfunden von verbrecherischen Lügnern und Mördern zur Verblödung der Halbintelligenten.
war da jetzt ein argument? ich hab keins gefunden.
nur beschimpfungen meiner person.
ist das wissenschaft? ich denke nicht.
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