i-3b39dfe88c369e7ac21a6530513186cb-Buttersworth_-_flying_cloud-thumb-150x99.jpg

Wenn man eine Rakete oder Raumsonde durchs Weltall schickt, dann braucht sie Treibstoff. Dieser Treibstoff hat ein bestimmtes Gewicht und je mehr Masse ein Raumfahrzeug hat, desto schwieriger ist es, es zu bewegen.

Besser wäre es, man könnte ein Energiequelle benutzen, die man nicht mit sich führen muss. So wie es beispielsweise bei einem Segelboot der Fall ist. Das nutzt die Kraft des Windes um sich zu bewegen. Dieses Prinzip könnte man auch im Weltraum anwenden. Allerdings herrscht hier ja Vakuum und es gibt keinen Wind, der ein segelndes Raumschiff antreiben könnte. Oder?


Nein, Wind wie wir ihn von der Erde her kennen gibt es im All tatsächlich keinen. Aber “Segelschiffe” könnten trotzdem funktionieren.

Wind aus Licht

i-f64fc05f2b936d9fa5bc7d665a2782ce-691px-Crepuscular_Rays_in_GGP-thumb-200x173.jpg

Was es auch im Weltall gibt, ist Licht. Das Universum ist voller Sterne und alle leuchten. Aber kann man mit Licht segeln? Man kann!

Wir Menschen erleben Licht als immateriell; als nicht-stofflich. Licht leuchtet – aber es “ist” nichts. Tatsächlich haben die Lichtteilchen, die Photonen, keine Masse. Aber sie tragen eine gewissen Energie. Aber damit haben sie auch einen bestimmten Impuls! Und mit diesem Impuls kann eine Kraft übertragen werden.

Jedes Photon hat einen Impuls, der seiner Energie, geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit entspricht. Wenn so ein Teilchen auf eine reflektierende Fläche – das Segel – trifft, wird es zurückgeworfen und überträgt dabei den Impuls. Es wirkt eine Kraft auf das Segel.

Diese Kraft ist nicht sehr groß. Wäre sie es, dann würden wir sie ja auch in unserem Alltag spüren. Aber im Weltall gibt es keine Reibung in der Luft. Alles, was einmal in Bewegung gesetzt wird, bleibt auch in Bewegung. Wenn man eine kleine Kraft über längere Zeit hinweg ausübt, dann können in Summe große Beschleunigungen ausgeübt werden.

Das ist das Prinzip des Lichtsegels: man hängt ein Raumfahrzeug an ein sehr großes Segel aus reflektierenden Material. Die Photonen der Sonne üben eine Kraft auf das Segel aus und genauso, wie ein Schiff vom Wind angetrieben wird, “segelt” das Raumschiff im “Wind” der Lichtteilchen der Sonne.

Geht das wirklich?

Diese Kraft, die man “Strahlungsdruck” nennt, ist kein Hirngespinst der Physiker. Es gibt sie tatsächlich und sie wirkt auf die Objekte, die sich im Weltraum befinden. Bei den großen Himmelskörpern wie Planeten oder Monden ist sie zu gering, um merkbar zu sein. Bei kleinen Objekten muss man sie allerdings sehr wohl berücksichtigen!

Die Raumsonde MESSENGER, die gerade auf dem Weg zum Planeten Merkur ist, “spürt” beispielsweise den Sonnenwind. Mit den Sonnenkollektoren der Sonde wird der Sonnenwind eingefangen man hat diese Kraft benutzt, um kleine Kurskorrekturen durchzuführen.

Man kann übrigens mit einem Sonnensegel nicht nur in eine Richtung – weg von der Lichtquelle – fliegen. Wenn man den Winkel des Segels verändert, dann kann man, so wie beim richtigen Segeln, richtig im Sonnensystem herumkreuzen. Hier sieht man zum Beispiel eine mögliche Bahn für einen Sonnensegler (blau ist die Bahn der Erde; rot die Bahn des Seglers):

i-01f1ed8df323b324451c021eb26952b5-Sun_Flyby_via_Motion_Reversal_of_Fast_Sailcraft-thumb-500x510.png

Das Prinzip des “Weltraumsegelns” funktioniert also. Bis jetzt hat man es allerdings noch nie wirklich ausprobiert.

Verschiedene Raumfahrtorganisationen haben in der Vergangenheit theoretische Studien durchgeführt (zum Beispiel darüber, wie man mit einem Sonnensegler den interstellaren Raum erreichen kann). Es gab auch schon einige Tests zur Herstellung von echten Segeln und zu Techniken, wie man diese großen Flächen im Weltall ohne Komplikationen entfalten kann.

Es wurde aber noch keine Sonde ins All geschickt um dort tatsächlich zu segeln.

Man hat es versucht… Im Jahr 2005 sollte das Projekt Cosmos 1 demonstrieren, dass Sonnensegler funktionieren. Leider versagte die russische Rakete, die die Sonde ins All bringen sollte und alles endete auf dem Meeresgrund.

Auch schon 2001 hatte ein Versuch leider aus den gleichen Gründen nicht funktioniert.

1 / 2 / Auf einer Seite lesen

Kommentare (91)

  1. #1 Lukas
    16. November 2009

    Eine kleine Anmerkung: Im Artikel
    http://www.technologyreview.com/blog/arxiv/24007/
    wird beschrieben, dass man auch ein bisschen relativistische Physik reinstecken muss, um ein “photongetriebenes” Raumschiff richtig zu steuern. Vor allem wenn man wie im angegebenen Bild in die Nähe der Sonne kommt… Oder irren die Autoren?

  2. #2 Kleiner Onkel
    16. November 2009

    von Arthur C Clarke gab’s mal eine sehr schöne Shortstory zum Thema “Vor dem Sonnenwind”

    P.S.: Zitat:
    “Das Prinzip des “Weltraumsegelns” funktioniert also.”
    weiter unten:
    “In 800 Kilometern Höhe soll die Sonde zeigen, dass Sonnensegel funktionieren!”
    ?? hat das Beschäftigen mit dem Eso-Quark schon abgefärbt? 😉

  3. #3 Florian Freistetter
    16. November 2009

    @Lukas: Naja, wenn man in der Nähe der Sonne präzise Manöver durchführen will, muss man immer die Relativitätstheorie berücksichtigen – egal womit man fliegt 😉

    @KleinerOnkel: Ok, das war mißverständlich ausgedrückt. Ich meinte, dass man zwar prinzipiell weiß, das Sonnensegeln klappen muss – es aber noch nie wirklich konkret ausprobiert und getestet wurde…

  4. #4 Bullet
    16. November 2009

    Ach wißt ihr … wenn ich mir das SonnensegelGerede so anhöre, fällt mir immer wieder diese elend bescheuerte Folge von Deep Space Nine ein, in der unser toller Kommandant plus Sohn den “historischen Flug” von Bajor nach Cardassia nachfliegt … mit einem echten Solarsegler mit *aaaaaaarrrghhh* Holzrumpf!! Da knarrt und knirscht es aus allen Ecken des !!Raumschiffes!! (gibt es hier ein Tag für “bunt blinkend und mit nervendem Sirenenton”?) … ich hab noch erwartet, daß die ganze Konstruktion in einer stellaren Dünung hin und her schaukelt – aber das haben sich die blöden Praktikanten, die wohl nach einer verlorenen Wette diese absurde Folge schreiben mußten, dann doch gekniffen. Dieser “historische” Flug muß ja – mangels Warp-Technologie – einige Jahrhunderte gedauert haben, aber das kommt natürlich in der Folge nicht auf die Dialogliste. Selten hab ich so einen Wutanfall bekommen wie damals. Die ganze Enterprise-Familie ist eh so eine Sache, und ich will gar nicht erst in diesem Misthaufen stochern, aber es hat mich schon immer angekotzt, wenn in einer Folge irgendeiner dieser Serien wieder einmal zugunsten von irgendwelchem Hightech-Geschwurbel auf echte interessante astrophysikalische Information geschissen wurde. Wie schön könnte eine Serie dieser Art sein, in der leicht verständlich und auch für unbedarfte Gemüter faßbar echte Erkenntnisse an die interessierten Zuschauer weitergegeben werden können… wär das nicht ein Traum? Aber nein … ein Sonnensegler aus Holz. Super.

  5. #5 Alexander
    17. November 2009

    Alle Folgen von Alpha Centauri gibt es unzerstückelt beim Bayerischen Rundfunk:
    http://www.br-online.de/br-alpha/alpha-centauri/alpha-centauri-licht-2006-ID1208180440007.xml

    Ist also nicht nötig auf Youtube auszuweichen.

    Gruß

    Alexander

    P.S. an bullet: Die Folge hab ich auch gesehen, hab mich schier kringelig gelacht dabei. Vater Kommandant und Sohn auf dem Wochenendtrip mit dem selbstgebauten Solarsegler.

  6. #6 Florian Freistetter
    17. November 2009

    @Alexander: Kann man die Folgen dort auch einbinden?

  7. #7 Knarf
    17. November 2009

    Um mal wieder weg von Star Trek zu Wissenschaft zu kommen:
    Ich dachte, dass Photonen entweder all ihre Energie oder gar keine abgeben. Wenn die jetzt beim Reflektieren nur einen Teil der Energie abgeben, widerspricht sich das. Bedeutet das nun, dass Photonen ihre Energie doch teilweise abgeben und hat das reflektierte Licht dann eine kleiner Frequenz?

  8. #8 Christian W
    17. November 2009

    @Bullet und Alexander
    Ich kenne die Folge sehr gut (DS9, 3. Staffel, Folge “Explorers”, für alle die nochmal selbst nachsehen wollen) und möchte einige Dinge anmerken:
    -Avery Brooks (Sisko) baut das Dingen selbst zusammen, richtig; es wird aber keine Aussage zur Dauer des Baus getätigt (kann durchaus mehrere Wochen gegangen sein – auch in TV-Serien vergeht manchmal Zeit wenn die Kamera aus ist)
    -dabei wird er dauernd beim (Elektroden-)Schweißen und Nieten gezeigt, wie kommt ihr auf Holz? optischer Eindruck?
    -in der Folge wird mehrfach von verschiedenen Charakteren darauf verwiesen, dass Sisko keineswegs vollständig auf moderne Hilfsmittel verzichtet; er verwendet bspw. eine der berüchtigten “anti-grav-units” (darüber darf gelacht werden)
    -diverse Male wird von allen möglichen Charakteren (Menschen, Cardassianer, Bajoraner) darauf verwiesen, dass es entweder unmöglich ist (Cardassianer streiten ab, dass die unterentwickelten Bajoraner jemals aus eigener Kraft ihr System verlassen konnten) oder aber zumindest Jahrzehnte dauern würde (Bajoraner halten natürlich dagegen), die Strecke zwischen den benachbarten Systemen zurückzulegen
    -deshalb plant Sisko auch zu keiner Zeit, diese Strecke zurückzulegen, er will ausdrücklich lediglich zeigen, dass das Dingen überhaupt All-tüchtig (“space-worthy”) ist, indem er bis zum Denorius-Gürtel (denorius belt, so eine Art bajoranische Oortsche Wolke, wo u.a. die Drehkörper, Odo und allerlei anderes merkwürdiges Gedöns gefunden worden sind) fliegt
    -“hölzernes” Geknarre und Gequietsche ist beim Flug nicht zu hören – jdf. nicht im Original; dass deutsche Synchronstudios bei ST selten eine glückliche Hand hatten, ist kein Geheimnis, aber auch kein Fehler der Drehbuchautoren
    -kurz vor Erreichen des Denorius-Gürtels wird das “Boot” von einem Tachyonen-Strom (so eine Art ST-Weltall-Golfstrom) erfasst und nach demselben Prinzip wie beim Sonnensegeln selbst auf Überlichtgeschwindigkeit beschleunigt, bis sie in das Cardassianische Sonnensystem eintreten; dazu halte ich fest:
    ● Tachyonen sind im ST-Universum etablierte Teilchen, die an jeder Ecke je nach Situation nützen oder schaden
    ● Tachyonen bewegen sich selbst im Einstein-Heisenberg-Universum mit Überlichtgeschwindigkeit; sobald wir ihre Existenz nachgewiesen haben, stellen sie quasi kein Problem mehr dar
    ● angenommen, die in der Folge dargestellten Sonnensegel könnten das “Boot” durch den Strahlungsdruck von Sonnenlicht/-winden fortbewegen (was sie nicht können, da viiiiiiiiiieeeeel zu klein und daher zu wenig Oberfläche in Relation zur Masse), würde auch das Oberfläche-Masse-Verhältnis stimmen, um durch den “Strahlungsdruck” eines “Tachyonen-Sturms” auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt zu werden
    exakt so erklären es sich auch Sisko & Sohn und so sollen es vor rund 1000 Jahren auch die Bajoraner nach Cardassia geschafft haben (dieser Tachyonen-Strom ist offenbar ähnlich stabil oder noch stabiler als der Golfstrom)

    Lässt man die (wahrscheinlich aus TV-technischen Erwägungen so gewählten) unrealistischen Maße der Sonnensegel beiseite, ist diese Folge eine der wissenschaftlichsten von DS9 und gehört in das obere Drittel aller ST-Folgen. Es werden lediglich technische Details ausgelassen, Kernprobleme dagegen angesprochen und dort wo möglich ausgeräumt und sämtliche Ereignisse wissenschaftlich plausibel erklärt. Niemand wird (bei Überlichtgeschwindigkeit) durch Raumschiffchiffschilde gebeamt, es werden keine exponentiellen Warp-Skalen “durchbrochen” oder mal eben in 10 Sekunden 3 Galaxien durchflogen und kein Charakter überspringt spontan mehrere evolutionäre Stufen in irgendeine Richtung (alles das und noch Absurderes geschieht mehrfach in den diversen ST-Generationen, besondees häufig beim ach so beliebten Jean-Luc, dem Skeptiker).
    Wenn man “Explorers” elend bescheuert findet, sollte man sich besser überhaupt nicht mit Science Fiction befassen. Ein My mehr Realismus und die Folge wäre eine Gegenwarts-Dokumentation.

  9. #9 Florian Freistetter
    17. November 2009

    @Knarf: Wo steht denn, dass sie nur einen Teil ihrer Energie abgeben?

  10. #10 kereng
    17. November 2009

    Ich habe lange gegrübelt, wie man das Segel halten soll, um auf die Sonne zu zu kreuzen.

    Bei Wikipedia habe ich es dann verstanden. Man nutzt die Anziehung der Sonne dazu aus. Man bremst einfach ab und lässt sich fallen.

  11. #11 knorke
    17. November 2009

    Ähh, Star Trek ist ein SciFi Serie. Ich gucke die (im übertragenen Sinne) zum Chips futtern und Füße hochlegen. Ich habe keinerlei Interesse daran, dass diese Serie MIR erklärt, wie was warum wirklich funtkioniert.

    Viel interessanter finde ich, wenn die Wissenschaft mir erklärt, was davon auf welche Weise eines Tages vllt. Wirklichkeit werden könnte.

  12. #12 Christian W
    17. November 2009

    @knorke
    Naja fast. 😉 Science Fiction ist ursprünglich eigentlich erstmal “nur” wissenschaftliche Fiktion, also wissenschaftlich fundierte Phantasie- und was-wäre-wenn-Geschichten. Insofern wäre Einiges was wir unter dem Begriff zusammenfassen (bspw. Star Wars, Matrix, etc.) eigentlich gar keine Science Fiction, da dort zunehmend die Fiktion überbetont und die Wissenschaft unter den Tisch fallen gelassen wird.

    Star Trek dagegen ist bei Wissenschaftlern gerade deswegen so beliebt, weil es spätestens mit der Next Generation ein festes Set an wissenschaftlich fundierten Konzepten (Transporter, künstl. Gravitation, Holographie, Replikatoren, universal translators, Fortbewegung mit Überlichtgeschwindigkeit, etc. pp.) anbietet, welches zwar selbstverständlich aus wissenschaftlicher Sicht bestenfalls utopisch und ansonsten eher unmöglich erscheint, in sich aber fast durchgängig konsistent ist. Das Beamen funktioniert immer gleich, auch wenn nie erklärt wird, wie genau. Der Transporter besteht aus bekannten Komponenten, deren Funktionsweise ebenfalls nicht im Einzelnen erklärt wird, die aber alle eine konkrete Funktion haben und wenn defekt auch eben die Nichterfüllung genau dieser Funktion die zu erwartenden Schwierigkeiten bereitet. Das ist Science Fiction in Reinform – fiktive wissenschaftliche Möglichkeiten werden wissenschaftlich präsentiert, benutzt und verhalten sich wie reale Systeme und die Handlung dreht sich (bis auf wenige Ausnahmen) um die Frage “Was wäre eigentlich, wenn es solche wissenschaftliche Möglichkeiten/Geräte gäbe?” und nicht “Wie genau funktionieren diese Geräte, wenn es sie geben sollte?”

    Um sich auf Science Fiction einzulassen, ist einfach ein gewisses Maß an Surrealismus-Toleranz notwendig. Natürlich ist Science Fiction unrealistisch. Muss doch so sein, sonst wäre es doch etwas anderes und nicht Science Fiction. Ist man bereit, ein gewisses Maß an “Grund-Unrealismus” zu akzeptieren, kann Science Fiction überaus realistisch sein – so wie Star Trek es über weite, extrem weite Strecken ist. Ist man jedoch schnell beim Verwerfen des gesamten Genres, sobald ein oder zwei auch nur von Realwelt-Warte aus unglaubwürdige Konzepte oder Situationen auftreten, wird man wohl nie eine “realistische” Science Fiction finden.
    Dazu passend eines meiner Lieblings-Zitate aus DS9 (Szene in einem 50er-Jahre SF-Autoren-Büro, Chefredakteur macht dunkelhäutigen Autor zur Sau, weil der eine Kurzgeschichte mit einem schwarzen Kommandeur einer Raumstation abgegeben hat, Gedächtnisprotokoll):

    Chefredakteur: People don’t want to read about a Negro commanding a space station. That’s nonsense. It’s just not realistic!
    anderer Autor: But men from Mars are???

  13. #13 Knarf
    17. November 2009

    @ Florian Freistetter
    Ich entnahm das folgendem Abschnitt:
    Jedes Photon hat einen Impuls, der seiner Energie, geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit entspricht. Wenn so ein Teilchen auf eine reflektierende Fläche – das Segel – trifft, wird es zurückgeworfen und überträgt dabei den Impuls. Es wirkt eine Kraft auf das Segel.

    Wenn es Impuls übertragt, verliert es Energie, die es an das Segel weiter gibt. Wenn es dabei zurückgeworfen wird, hat es aber noch Restenergie. Daher meine Frage.

  14. #14 H.M.Voynich
    17. November 2009

    @Christian W.:
    Kleine Anmerkung: auch Tachyonen, so es sie gibt, können keine unterlichtschnelle Materie auf Lichtgeschwindigkeit und darüber hinaus beschleunigen. Vor über 40 Jahren war man sich dieses Problems noch bewußt und hat daher den WARP-Antrieb eingeführt.
    (Zugegeben, zum Reptil und zurück mutierende Crewmitglieder wirken demgegenüber deutlich unrealistischer – aber vielleicht nur, weil man diese Unsinnigkeit auch ohne physikalisches Hintergrundwissen erkennen kann.)

  15. #15 H.M.Voynich
    17. November 2009

    @Knarf:
    Wenn ein Photon reflektiert wird, hat es danach genau dieselbe Energie wie vorher (rotes Licht fällt auf Spiegel, rotes Licht wird reflektiert. Selbe Farbe, also auch selbe Wellenlänge und somit selbe Energie) – nur sein Impuls liegt nun in der entgegengesetzten Richtung. Zur Impulserhaltung muß der “Spiegel” dann entgegengesetzt beschleunigen.

  16. #16 Florian Freistetter
    17. November 2009

    @Voynich: Danke – da spar ich mir ne Antwort 😉

  17. #17 Michael Khan
    17. November 2009

    Im Jahre 2003 bestritt der Cornell-Physiker Thomas Gold unter Missachtung der normativen Kraft des Faktischen die Moeglichkeit des Segelns im Strahlungsdruck.

    http://arxiv.org/html/physics/0306050

    Das erzeugte einen ziemlichen Aufruhr in der Fachwelt und wurde ihm ziemlich um die Ohren gehauen, beispielsweise hier:

    http://www.ugcs.caltech.edu/~diedrich/solarsails/newscientistletter.html

  18. #18 Knarf
    17. November 2009

    @H.M.Voynich
    Vielen Dank für die Erklärung. Ich verstehe nur eins nicht: Wenn das Photon nach dem Stoß vom Betrag her den gleichen Impuls hat, wie zu vor, nur in entgegengesetzter Richtung, muss dann nicht genau das gleiche für das Sonnensegel gelten, damit der Gesamtimpuls des Systems aus Photon und Segel konstant bleibt? Oder zurück zu meiner ursprünglichen Frage: Wenn die Energie des Photons gleich bleibt, woher kommt dann die zusätzliche kinetische Energie des Sonnensegels?

  19. #19 Florian Freistetter
    17. November 2009

    @Knarf: Vorher hat das Photon den Impuls p. Danach den Impuls -p. Das ist ein Unterschied von 2p und der steckt nun im Segel.

  20. #20 H.M.Voynich
    17. November 2009

    @Knarf:
    Vielleicht hilft es Dir vorzustellen, Du schwebst im All und fängst einen Ball auf. Daraufhin erhälst Du den Impuls des Balles, beschleunigst also in dessen vorherige Flugrichtung.
    Nun wirfst Du den Ball wieder zurück, und nach dem Rückstoßprinzip (bzw. der Schwerpunkterhaltung) erfährst Du eine zweite Beschleunigung in die selbe Richtung wie beim Auffangen.

  21. #21 Thomas J
    17. November 2009

    @alle

    Gibts so einen Effekt auch im Makrokosmos?
    Billardkugel trifft Billardkugel is ja nix mit Reflektion….

  22. #22 H.M.Voynich
    17. November 2009

    @Thomas:
    Stell Dich auf ein Segelboot hinter das Segel und puste dagegen.
    Kein Scherz: die am Segel “reflektierte” Luft bewegt das Boot vorwärts.

  23. #23 Christian A.
    17. November 2009

    Aber erst, nachdem ich beim Auspusten das Boot rückwärts bewegt habe 🙂

  24. #24 Florian Freistetter
    17. November 2009

    @Thomas: “Gibts so einen Effekt auch im Makrokosmos? “

    Ähm – wie wärs mit Segeln?
    Oder generell: schmeiß irgendwas auf irgendwas anderes und es wird dabei Impuls und eine Kraft übertragen.

  25. #25 H.M.Voynich
    17. November 2009

    @Christian:
    Nö. 😉
    Montier einen Fön auf ein Modellsegelboot, richte ihn (von hinten) aufs Segel, und das Ding bewegt sich vorwärts.
    Effektiver ist es natürlich, den Fön direkt nach hinten zu richten, damit die Luft nicht erst am Segel reflektiert werden muß; aber dann geht das Beispiel flöten.

    Es gibt da auch (vom Steckchen aufs Stöckchen) so ein Partyspielchen, bei dem in einer liegenden, leeren Flasche vorn im Hals ein Papierkügelchen positioniert wird und man die Anwesenden bittet, es in die Flasche hineinzupusten.
    Es wird ihnen stattdessen immer entgegengeflogen kommen – da die Luft in der Flasche “reflektiert”.
    Solang, bis jemand zu einem Strohhalm greift und den Luftstrom damit gezielt auf das Kügelchen richtet.

  26. #26 H.M.Voynich
    17. November 2009

    (p.s.: ja, ok. In dem Moment, wo man den Fön einschaltet, wird das Boot kurz nach hinten beschleunigt – bis die Luft am Segel angekommen ist.)

  27. #27 Knarf
    18. November 2009

    @Florian Freistetter und H.M.Voynich
    Danke, jetzt hab ich’s auch verstanden.

  28. #28 Christian A.
    18. November 2009

    H.M. Voynich: Stimmt, 2p! Grr.

  29. #29 Knarf
    18. November 2009

    Hab doch noch eine Frage zur Energiebetrachtung bei der Reflexion des Photons am Segel. Dazu ein Gedankenexperiment:
    angenommen diese Photon würde zwischen zwei Segeln reflektiert, dann würde es immer wieder zwischen beiden hin und her “fliegen” den Impuls des Segels erhöhen, aber seinen eigenen behalten, bzw. immer wieder abwechseln -p und p haben. Und es wird die Segel immer wieder treffen, weil die sich ja nicht mit Lichtgeschwindigkeit bewegen können.
    Impulserhlatung liegt trotzdem vor.
    Jetzt hat das Photon konstant seine Energie, da konstanter Impuls-Betrag, aber die kinetischen Energien der Segel werden konstant erhöht, nur in verschiedene Richtungen. Die gesamte kinetische Energie des Systems bzw. seines Masseschwerpunktes wäre auch dann noch gleich, wenn man so argumentieren will. Wenn ich jetzt aber noch die gravitative Anziehung zwischen den Segeln betrachte, wird im System permanent die potentielle Energie zwischen den Segeln erhöht und woher kommt diese zusätzliche Energie?
    ich bitte im Verständnis, ich bezweifle nicht, dass Sonnensegel funktionieren, ich verstehe nur nicht, wie es gehen soll, wenn die Photonen dabei ihren Impuls (betragsmäßig) und ihre Energie behalten sollen. Bei Windsegeln und Windrädern gibt die Luft ihre Energie auch ab. Vielleicht ist da die Grenze der Analogie zwischen makroskopischer und quantenmechanischer Welt.
    Dennoch erscheint es mir auch quantenmechanisch noch nicht befriedigend erklärt.

  30. #30 Islandguy
    18. November 2009

    @ Knarf
    Wenn etwas keine Masse hat, kann es keinen Impuls übertragen… Man sollte nicht alles glauben, was so erzählt wird. Soetwas gibt es nur in der Metaphysik. Andererseits, funktionieren Sonnensegel. Was sagt und das über das Photon?

  31. #31 Bullet
    18. November 2009

    @Islandguy:
    “Wenn etwas keine Masse hat, kann es keinen Impuls übertragen…”
    Prinzipiell richtig. Gilt jedoch nicht für das Photon, da Photonen durchaus Masse haben.
    Die wird übrigens gemessen in jener Maßeinheit, in der alle Elementarteilchenmassen gemessen werden: eV.

    @knarf:
    Du beschreibst etwas wie zwei einander gegenübergestellte Spiegel. Wie sieht denn das aus? Was siehst du, wenn du um die Ecke in den Spiegel guckst? Du siehst, daß die aufeinanderfolgenden Spiegelbilder immer schwächer werden – aber sie ändern ihre Farbe nicht. Es gibt also zumindest keine “Rotverschiebung” des Lichtes, weil die Photonen ihre Energie peu à peu an die Spiegel abgeben. Aber das erklärt nicht, warum die Bilder immer schwächer werden, je weiter du den Spiegelreflexionen folgst. Es gibt nämlich kein totalreflektierendes Material. Irgendwann wird das Photon immer absorbiert und überträgt seine Energie in Form von Wärme an das Spiegelmaterial. Dieses “ewig hin und her springen” führt meiner unmaßgeblichen Meinung nach tatsächlich zu einem Paradoxon. Aber ich lehn mich gerade wieder weit ausm Fenster und wär dankbar für jede weitere Meinung. 😉

  32. #32 Florian Freistetter
    18. November 2009

    @islandguy: “Was sagt und das über das Photon?”

    Das sagt uns eher was über deine Physikkenntnisse 😉 Hier gibts Abhilfe…

  33. #33 Knarf
    18. November 2009

    @Bullet
    Das die schwächer werdenden Spiegelbilder in deinem Experiment sind einfach zu erklären. das Spiegelbild wird aus unzähligen Photonen “gebildet”. Nach und nach wird die Anzahl verringert, weil immer wieder Photonen vollständig absorbiert werden. Also einzelne Photonen vollständig, aber nicht alle auf einmal.
    Darum blieb ich bei meinem Gedankenexperiment auch nur bei einem Photon und seinen Impuls, der wie du schon schriebst, nicht außer Frage steht.
    Wenn ein Photon seine Energie auch in kleineren Portionen abgeben könnte müsste wirklich eine Rotverschiebung stattfinden. aber meines Wissens nach geht nur alles oder nichts und das steht den bisherigen Erklärungen, ebenfalls meines Wissens nach, entgegen.

  34. #34 Florian Freistetter
    18. November 2009

    @Knarf: Also ich bin zuwenig Experte für Quantenmechanik, um dieses Rätsel jetzt auf die schnelle lösen zu können. Aber: ein Photon kann seine Energie schon in kleineren Portionen abgeben. Da kommt ja gerade das Wort “Quanten” her 😉

  35. #35 H.M.Voynich
    18. November 2009

    Knifflig. Ich versuchs mal ganz naiv:
    Das Photon fliegt mit 1p auf den Spiegel A zu. Es wird reflektiert, danach hat es -1p und der Spiegel hat 2p.
    Nun wird es an Spiegel B reflektiert, danach hat es wieder 1p und Spiegel B hat -2p.
    Das Photon fliegt wieder auf Spiegel A zu, und hier passiert vielleicht schon der erste Effekt, der zur Lösung des Problems beitragen kann: Spiegel A ist bereits in Bewegung, daher sieht er das Photon rotverschoben. Und nachdem es reflektiert wurde, sehen auch wir im Ruhesystem es rotverschoben, da seine “Quelle”, der Spiegel, sich von uns wegbewegt.
    Einfallfrequenz = Ausfallfrequenz gilt ja nur für einen ruhenden Spiegel.

  36. #36 Islandguy
    18. November 2009

    @ Florian Freistetter
    Sehr witzig. An der krampfhaften Rettung der Quantenelektrodynamik bin ich nicht interessiert. Wir alle kennen Einsteins populärste Formel. Wenden Sie doch mal auf das Photon an. Viel Spaß dabei.

  37. #37 buch
    18. November 2009

    @Knarf

    Danke für das posten des Gedankenexperiments der parallelen Spiegeln, die durch das wiederholte reflektieren des gleichen Photons immer mehr kinetische Energie gewinnen, hab mich exakt dasselbe gefragt, war aber zu faul zum fragen 😉

    @Florian

    die gleiche Frage hat Knarf schon in ähnlicher Form gestellt, aber darauf meiner Meinung nach keine befriedigende Antwort erhalten.
    Wenn bei dem reflektierten Photon sich nur die Impulsrichtung ändert, aber sonst alles gleich bleibt, muss in dem Photon diesselbe Menge Energie gespeichert sein.
    Woher kommt dann die (dem Energieerhaltungssatz wiedersprechende) gewonnene kinetische Energie des Segels?
    Oder ist das ein patentwürdiger Ansatz für ein Perpetuum Mobile? 😉

  38. #38 Knarf
    18. November 2009

    @Florian Freistetter
    auch wenn mir die Begründung durch “Da kommt ja gerade das Wort “Quanten” her” etwas wage erscheint, hast du recht. Das Photon kann seine Energie/Impuls auch nur teilweise abgeben. So geschieht das beim Compton-Effekt, den hatte ich nur ganz vergessen. Dadurch erklärt sich auch die Rotverschiebung, die, die H.M.Voynich in seiner Erklärung hatte. Eine Rotverschiebung im Ruhesystem heißt, dass das Licht eine kleiner Frequenz und damit eine kleiner Energie hat.
    Problem gelöst!

  39. #39 Florian Freistetter
    18. November 2009

    @Islandguy: Ok, also der Urknall ist Mist, das Universum dehnt sich nicht aus; Einstein hat auch nicht recht und Photonen haben keinen Impuls. Sag doch einfach Bescheid, welche physikalischen Prinzipien du NICHT anzweifelst – dann können wir besser diskutieren…

  40. #40 Florian Freistetter
    18. November 2009

    @buch: Ich versteh das Problem nicht ganz. Das Photon hat vorher den Impuls p, danach den Impuls -p; der Unterschied ist 2p und der steckt im Segel. Der Gesamtimpuls bleibt erhalten.

  41. #41 H.M.Voynich
    19. November 2009

    @Islandguy:
    “Wir alle kennen Einsteins populärste Formel. Wenden Sie doch mal auf das Photon an. Viel Spaß dabei.”

    E=mc²? Gibts da ein Problem?
    Nehmen wir noch den Planck dazu, und setzen zusammen:
    hf=mc²
    umgestellt nach m ergibt das
    m=hf/c²
    und wir können ablesen, daß die Masse des Photons direkt proportional zu seiner Frequenz f ist (h und c sind Konstanten). Und wo bleibt da jetzt der Spaß?

  42. #42 Islandguy
    19. November 2009

    @ Florian Freistetter
    Sie geben meine Kommentare falsch wieder.

    Der Urknall ist “Mist”. Soweit korrekt.

    Das Universum mag sich ausdehnen oder nicht. Die Frage sehe ich nicht abschließend beantwortet. Selbst wenn sich das Universum gegenwärtig ausdehnen sollte, ist das lange kein Beweis für den Urknall.

    Einstein hat Newton um erweitert und eine exotische Geometrie erfunden. Die angebliche Krümmung des Raumes ist unbewiesen (bitte nicht mit den peinlichen Gravitiationslinsen kommen, das ist derart offensichtlicher Humbug, daß man es schon gar nicht mehr kommentieren mag) und nur dann möglich, wenn man dem Raum eine Masse zuordnet (dann spräche man in der Physik von Dichte, nicht “Krümmung”, das ist Esoterik).

    Photon: Wie gesagt, keine Masse, kein Impuls. Es gibt zwei mögliche Konsequenzen, suchen Sie sich eine aus…

  43. #43 Islandguy
    19. November 2009

    Es sollte heißen “…um Relativität erweitert…”

  44. #44 H.M.Voynich
    19. November 2009

    @Islandguy:
    Welcher Teil meiner kleinen Rechnung eben war zu kompliziert für Sie?

  45. #45 Islandguy
    19. November 2009

    @ H.M. Voymich
    Keiner

    Der Spaß kommt, wenn man oben im Text liest: “Tatsächlich haben die Lichtteilchen, die Photonen, keine Masse.”

  46. #46 H.M.Voynich
    19. November 2009

    Hach ja, das kommt wohl schonmal vor, daß man den Begriff “Ruhemasse” auf “Masse” verkürzt.
    Vor allem, wenn man für ein nichtfachliches Publikum schreibt, und dabei nicht jeden nebensächlichen Begriff erst extra erklären will.
    Ich, zum Beispiel, ertappe mich immer wieder dabei, “Lichtgeschwindigkeit” zu sagen – statt “Vakuumlichtgeschwindigkeit”. Oder ich sage: “Die Flasche ist leer” – obwohl nachweislich Luft darin ist. Oder ich sage “Blinddarm”, wenn ich eigentlich nur den “Wurmfortsatz” meine. Manchmal sage ich sogar “Auto” anstatt “Automobil” – verwirrend, was?

  47. #47 Florian Freistetter
    19. November 2009

    @islandguy: “bitte nicht mit den peinlichen Gravitiationslinsen kommen, das ist derart offensichtlicher Humbug, daß man es schon gar nicht mehr kommentieren mag”

    Ah ok, ich verstehe. Sie gehören zu der Kategorie von Leuten für die “Das verstehe ich nicht” mit “Das kann nicht stimmen” identisch ist. Dann lassen wir lieber die weiteren Diskussionen, das führt zu nichts.

  48. #48 Bullet
    19. November 2009

    Jaja … die “Ruhemasse”. Oder auch die e=mc² … is schon nicht einfach.

    e=mc² | :m
    e/m=c² | Kehrwert
    m/e=1/c² | *e
    m=e/c²

    soll also heißen: die “Masse” des Photons ist gleich seiner Energie geteilt durch das Quadrat der Lichtgeschwindigkeit.
    Hätte das Photon eine Ruhemasse, egal wie groß, dann wäre seine Energie bei v=c unendlich groß. Dem ist nicht so, also hat das Photon keine Ruhemasse. (Der Logiker springt auf und ruft: “wie auch? Ein Photon kann man nicht abbremsen!”)
    Der Witz ist aber, daß “Null mal unendlich” …. tja, wie groß ist dieser Wert?
    Null * n = 0
    Unendlich * n = Unendlich.
    Soweit klar.
    Aber bitte jetzt nur Islandguy (Voynich, Klaus, Ronny: nicht vorsagen!) :
    Wie groß ist Null mal unendlich?

  49. #49 islandguy
    19. November 2009

    @ Florian Freistetter

    Warum der Schaum vorm Mund? Angst Ihre sorgsam gehegte Metaphysik könnte Schaden nehmen? Sie haben den esoterischen Blödsinn da oben geschrieben, nicht ich. Wenn Sie also sauer sein wollen, dann doch bitte auf die eigene Person.

    Die asymmetrischen Zerrbilder, die man als Ergebnis gekrümmten Raums verkauft, stets mit dem Hinweis, daß das Schwerezentrum AUSGERECHNET der fraglichen Galaxie leider leider einen kleinen Offset* hat, kann alles Mögliche sein, nur nicht Licht das durch die Krümmung des Raumes fokussiert wird.

    Selbst wenn man glaubt, daß der Raum gekrümmt sein kann:
    1. es können keine Mehrfachbilder der selben Galaxie entstehen
    2. wenn die Sache wahr wäre, würde unser Himmel auch Nachts taghell sein…

    @ Bullet

    Bullet: “Hätte das Photon eine Ruhemasse, egal wie groß, dann wäre seine Energie bei v=c unendlich groß”

    Soweit haben Sie es also verstanden. Gut. Aber das ist Einsteins Problem, nicht meins. Ich schlage vor Sie melden sich wieder, wenn Sie richtige Physik betreiben wollen, statt Esoterik oder pubertäre Spielchen. In der Zwischenzeit nehmen Sie ein Wörterbuch und schlagen mal nach, woher das Wort Physik kommt und was es bedeutet.

    * dafür sind Galaxien ja bekannt, nicht wahr…

  50. #50 Florian Freistetter
    19. November 2009

    @islandguy: Ich erwarte mit Spannung ihre Veröffentlichungen zum Thema. Solche revolutionären Thesen dürften einiges an Aufregung in der Fachwelt verursachen.

  51. #51 Bullet
    19. November 2009

    Und ich erwarte eine Antwort auf die einfache mathematische Frage:

    Wie groß ist Null mal unendlich?

    Das mag zwar keine richtige Physik sein, ist aber richtige Mathematik.
    Und, nebenbei: Islandguy, hast du mal die Dilatationsformel selber hergeleitet?
    Ich meine die hier:
    m’ = m/ Wurzel aus 1-(v²/c²)
    Das ist so pupseinfach, daß es mir nicht in den Sinn kommen mag, wie man in sowas ein “Problem” sehen mag. Ich kann nicht anders als diese einfache Formel als so erwiesen anzusehen wie die binomischen Formeln.

    Also, bekomm ich eine Antwort?

  52. #52 Islandguy
    19. November 2009

    @ Bullet
    Ich verstehe Sie, pubertieren lieber noch ein wenig. Ganz wie es beliebt.

    Wenn Sie damit eines Tages fertig sein sollten, lesen Sie De Broglie, Theorie des Lichts (2 Bände). Vielleicht beginnen Sie dann wenigstens die Frage zu verstehen.

  53. #53 H.M.Voynich
    19. November 2009

    @Islandguy:
    “Selbst wenn man glaubt, daß der Raum gekrümmt sein kann:
    1. es können keine Mehrfachbilder der selben Galaxie entstehen”
    Wieso nicht?

  54. #54 Ludmila
    19. November 2009

    @Islandguy und Voynich:
    Relativistische Linsen erzeugen *ei gucke mal da* Mehrfach-Abbildungen von Galaxien:
    http://apod.nasa.gov/apod/ap011007.html

    Man kann sich natürlich auch hinstellen und behaupten “die Erde ist innen hohl” und “die Sonne kreist um die Erde”. Hat genau denselben Wahrheitsgehalt, was Islandguy hier so von sich gibt.

    Beantrage Islandguy auf No-reply zu setzen. Realitätsleugner muss man nicht auch noch mit Aufmerksamkeit bedecken.

  55. #55 Bullet
    19. November 2009

    *kicher*
    Islandguy is ‘ne Flasche in Mathe.
    Find ich geil: große Reden über de Broglie schwingen, aber eine einfache mathematische Frage ignorieren, weil nicht verstehen [wollen].
    Und ich soll was über Licht lesen. *wuaaahaaa*
    De Broglie … warte mal … ach jaaa: Wellenfunktionen. Psi und Psi², s-, p- und andere Orbitale. Da hab ich doch Klausuren drüber geschrieben … na ja. Nee, das is mir zu kompliziert. Bei mir sind Atome noch wie bei Thomson eigentlich Rosinenkuchen.

    (ouh … die Frau mit der Axt … jetzt bloooooß leise sein … *davonschleich*)

  56. #56 H.M.Voynich
    19. November 2009

    @Ludmila:
    Es hätte mich nur interessiert, welcher Effekt – trotz angenommener Raumkrümmung – Mehrfachbilder prinzipiell verhindern können sollte.
    Aber wahrscheinlich hätte ichs eh nicht verstanden.

  57. #57 buch
    19. November 2009

    @ florian
    Nur um sicher zu gehen, ich bin keiner dieser nutcases wie Islandgy, wenn ihr sagt das funktioniert dann glaub ich euch das.
    Leider sagt mir mein momentanes laienverständnis der Physik das in der bisherigen Erklärung irgendwo ein Haken ist. Möchte nur wissen welchen Teil meines Physik Weltbildes ich ändern muss, damit es wieder mit der Realität konform läuft.
    Um genauer zu sagen wos bei mir aussetzt: Es wurde erklärt das das Photon nach dem Zusammenstoss mit dem Segel statt dem Impuls +p nun den Impuls -p hat, was nach einer simplen Vorzeichendrehung klingt.
    Um zu dem Gedankenexperiment mit den zwei Spiegel zurückzukommen, das Photon mit dem Impuls +p trifft den ersten Spiegel, wird reflektiert und hat nun den Impuls -p, nun trift es den zweiten Spiegel und wird nun wieder in Richtung des ersten Spiegels reflektiert.
    Welchen Impuls hat nun das Photon? Hat es nach zweifacher Vorzeichendrehung nun wieder den Impuls +p oder vielleicht jetzt -3p ?
    Wenn es wieder den Impuls +p hat, woher kommt nun die erhöhte kinetische Energie der Spiegel? Vektoriell gesehen ist die Summe der kinetischen Energie der Spiegel wieder Null, was mich jedoch nicht wirklich befriedigt.
    Wo liegt der Denkfehler in dem ganzen?

  58. #58 Florian Freistetter
    19. November 2009

    @buch: “Wo liegt der Denkfehler in dem ganzen? “

    Wenn das Photon den Spiegel das erste Mal trifft, setzt sich der Spiegel ja schon ein wenig in Bewegung. Beim zweiten auftreffen trifft das Photon also auf einen bewegten Spiegel und das muss man berücksichtigen. Dadurch wird die ganze Sache dann ein wenig komplizierter als die simple p/-p Sache…

  59. #59 buch
    19. November 2009

    @ florian
    Darum auch zwei Spiegel die sich beide in Ruhe befinden.
    So, jetzt einmal gaanz langsam um weitere Kommunikationschwierigkeiten zu minimieren 😉
    Spiegel 1, das Photon, Punkt A und Spiegel 2 befinden sich in einer Reihe.
    Das Photon (+p) passiert Punkt A, trifft auf den ersten Spiegel (dieser befindet sich vor dem Zusammenstoss in Ruhe), der erste Spiegel bewegt sich nun von dem ruhendem Bezugspunkt A weg.
    Das Photon (-p) passiert wieder Punkt A bewegt sich auf den zweiten Spiegel zu, trifft diesen, dieser beschleunigt nun ebenfalls von Punkt A weg.
    Das Photon (wieder +p?) passiert erneut Punkt A.
    Inwiefern unterscheidet sich das Photon nun von dem am Anfang des Experiments?
    Hat es wieder denselben Impuls (+p), woher kommt dann die kinetische Energie der Spiegel, die sich nun in entgegengesetzter Richtung von Punkt A entfernen?
    Hat es jetzt einen anderen Impuls (-3p (klingt seltsam)) wo ist dann da die Grenze? -9p; -42p; -500000p ?
    Hoffe ich konnte meine Verständnissschwierigkeiten einigermaßen erklären.
    mfg buch

  60. #60 Islandguy
    20. November 2009

    @ H.M. Voynich
    Für Mehrfachbilder pro Gravitiationslinse muß das Licht nicht nur gekrümmt, sondern auch gebrochen werden.

    Allerdings gibt es eine Ausnahmekonfiguration: Wenn das hinter dem krümmenden Schwerefeld liegende Objekt EXAKT auf einer Sichlinie mit uns und dem Zentrum des Schwerefeldes liegt UND das Schwerefeld von einer Spiralgalaxie, die wir EXAKT von der Seite sehen, erzeugt wird. Unter diesen Bedingungen kann ein Doppelbild entstehen.

    Was tatsächlich auf den meisten Gravitationslinsenbildern zu sehen ist, nennt man Refraktion.

  61. #61 islandguy
    20. November 2009

    @ Ludmilla
    Realitätsleugner sind doch wohl eher Menschen, die Mathematik mit Physik verwechseln. Keine Masse, kein Impuls, und das dies zwingend erfordert, daß das Photon eine, wenn auch noch so geringe, Ruhemasse haben muss, ist ja inwischen selbst Bullet aufgefallen. Im Artikel geht es um Physik, nicht um Mathematik und wenn hier jemand sein sollte, der ein Raumschiff mit Mathematik statt Physik antreiben kann, dann möge er/sie darlegen wie das gehen soll, ich bin mir sicher es wartet eine große Zukunft auf ihn/sie.

  62. #62 rolak
    20. November 2009

    Sorry, islandguy, hab meine Brille vergessen – in welchem Kommentar hat Bullet das mit der Ruhemasse des Photons eingesehen? link?

  63. #63 Ronny
    20. November 2009

    @buch, bullet
    Die Erklärung ist denke ich folgende:

    Zwei Spiegel die miteinander irgendwie VERBDUNDEN sind.
    Photon mit p prallt auf Spiegel 1 wird reflektiert, hat nun -p. Der Spiegel hat 2p.
    Jetzt kommt es zum anderen Spiegel und dreht dort wieder um vpn +p zu -p.
    Der Spiegel hat dann -2p.
    Da dieser aber mit dem ersten verbunden ist 2p – 2p = 0.

    Wie es bei nicht verbundenen Spiegeln ist …. hmmm

  64. #64 islandguy
    20. November 2009

    @ rolak
    “aufgefallen” – “eingesehen”

    Können Sie den Unterschied in der Bedeutung der beiden Wörter erkennen?

  65. #65 buch
    20. November 2009

    @ Ronny
    Ich hab mich aber explizit auf NICHT verbundene Spiegel bezogen, da mir klar ist das dann das System sonst nur hin und her “zittern” würde.
    Ein Kollege versucht das Problem zu lösen indem man einfach sagt das vektoriell gesehen die Summe der gewonnenen kinetischen Energie wieder null ist.
    Würde mich aber wundern wenn die Auflösung so einfach wäre.
    Um auf das Beispiel mit den zwei Spiegeln zurückzukommen:
    Dann bau ich mir einfach eine Maschine die die kinetische Energie der Spiegel in Strom umwandelt und dabei die Spiegel wieder in Ruhe versetzt, während eine Trillion Photonen mir die Spiegel wieder beschleunigen.
    Voila, Perpetuum Mobile erster Art. Irgendwie bezweifle ich aber das es so einfach ist auf ein Funktionsprinzip von solcher Tragweite zu kommen.
    Sollte es tatsächlich funktionieren, betrachtet diesen Post bitte als Patentantrag 🙂
    P.S. Ein Nobelpreis sollte dann allerdings auch fällig sein 😉

  66. #66 Florian Freistetter
    20. November 2009

    @Buch: Wenn es 2 perfekte Spiegel sind, dann reflektieren die das Photon unendlich langen zwischen sich hin und her ohne das Energie/Impuls übertragen werden. Da es aber perfekte Spiegel nicht gibt, gibt das Photon Energie ab und wird immer langwelliger…

  67. #67 Ludmila
    20. November 2009

    @islandguy: *laletüt* Verbindungsfehler! Sie befinden sich in einem eingebildeten Paralleluniversum, das nur in Ihrem Gehirn existiert. Der angesprochene Gesprächspartner befindet sich aber leider in der Realität. Bitte melden Sie sich aus Ihrem Dummfug-Universum ab und bewegen Sie sich in die Realität. Alternativ wenden Sie sich an den Hersteller des Universums und reklamieren, das es nicht mit Ihrem eingebildeten Schwachfug übereinstimmt. Sollten Sie nicht willens oder fähig sein einer der beiden Empfehlungen zu folgen, dann bedauern wir Ihnen nicht weiterhelfen zu können und wünschen Ihnen noch einen schönen Tag. *Laletüt*

  68. #68 islandguy
    20. November 2009

    @ ludmilla
    Viel Text, wenig Inhalt. Viel Spaß noch, mit den virtuellen Teilchen, die passen reibungslos in Ihre virtuelle Physik.

  69. #69 Florian Freistetter
    20. November 2009

    @islandguy: Sie haben bis jetzt nur groß rumgetönt wie falsch die Physik nicht wäre ohne dafür auch nur einen einzigen Beleg zu bringen. Also halten sie bitte in Zukunft die klappe, ok? Wenn sie ihre “neue Physik” mal vernünftig formuliert und veröffentlicht haben, können sie ja wieder vorbeischauen.

  70. #70 Joerg
    20. November 2009

    Gut dass der Islandguy keine Panzer baut, das würde ihm schlecht bekommen^^

    http://ahoipolloi.blogger.de/stories/1531403/

  71. #71 klauszwingenberger
    20. November 2009

    @islandguy:

    Wenn hier jemand Mathematik und Physik verwechselt, sind Sie das. Ein Gleichheitszeichen verbindet in der Physik nicht nur abstrakte Größen, mit denen man jonglieren kann, sondern reale Phänomene. Es ist mit Mittelstufenmathe wohl möglich, Einsteins Formel nach m aufzulösen, aber es ergibt physikalisch keinen Sinn, daraus die Masse eines Photons mit der Energie E berechnen zu wollen; massebehaftete Photonen könnten real niemals c erreichen, wären also gar keine. Allenfalls ein Massenäquivalent kann man so ermitteln.

    Wenn man von Photonen spricht, betreibt man relativistische Physik. Da bedeutet Impuls ohnehin etwas anderes als das Produkt von Masse und Bewegungsvektor.

    Nach Ihrer Physik würde auch kein Paralleluniversum funktionieren.

  72. #72 Ronny
    20. November 2009

    @buch
    Ich denke auch , dass das Photon Energie abgibt und dabei langwelliger wird. Du bekommst also genau die Energie die du benötigst um die Photonen zu erzeugen.

    Folgenden Ablauf könnte ich mir vorstellen.
    Das einlaufende Photon wird von einem Elektron des Atoms absorbiert wobei dieses auf ein höheres Energienievau gehoben wird. Danach erfolgt eine Emission in Gegenrichtung wobei das Elektron wieder in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt.
    Passt die Energie des Photons genau, dann erfolgt die Reflexion ohne Impulsübertragung.

    Meist entspricht aber die Energie des Photons nicht genau der Menge die benötigt wird um das Elektron anzuheben. Diese Differenzenergie wird in kinetische Energie umgewandelt. Das abgestrahlte Photon erhält dann Energie des Elektrons welche nun niedriger ist und somit ist es langwelliger.

    Stimmt das ?

  73. #73 Islandguy
    20. November 2009

    @ Flo
    Keine Masse, kein Impuls. SIE sind am Zug, nicht ich. Warum veröffentlichen Sie ihre Metaphysik nicht auf Esoterik-Blogs, die würden das gar nicht merken…

    @ klauszwingenberger
    Das Problem besteht darin, daß man heutzutage weder echte Physik, noch ordentliche Mathematik betreibt. Wer eine Zahl und Unendlich multiplizieren will, betreibt Esoterik und nicht Mathematik und schon gar nicht Physik. Oder haben Sie bitte die Freundlichkeit mir die Zahl vor und die Zahl nach Unendlich zu nennen?!

    Es werden ständig Äpfel mit Birnen verglichen und weil das nicht funktionieren kann, gibt es jede Menge “Konstanten” dazu, die wiederum selbst auf unschlüssiger Mathematik beruhen. Man muß sich nur die Mutationen von Plancks Konstante ansehen. Alles Folge des Versuchs Physik durch Mathematik zu ersetzen.

    Wie wär es denn mal ein physikalisches Modell des Photons zu erarbeiten?

  74. #74 Florian Freistetter
    20. November 2009

    @Islandguy: “Keine Masse, kein Impuls. SIE sind am Zug, nicht ich.”

    Ok – da sie anscheinend darauf beharren, dass sich die Welt an ihren beschränkten Geist anzupassen hat, beende ich Diskussion jetzt. http://www.youtube.com/watch?v=ayHzg8oMvV0

  75. #75 Christian A.
    20. November 2009

    Islandguy, wir erwarten mit Spannung Ihre Veröffentlichungen zum Thema Physik und die Vorhersagen, die sich daraus ableiten lassen.

  76. #76 Bullet
    20. November 2009

    Islandguy:
    Ohabermomentdochmalbitte. Ich hatte eine reale Frage gestellt – die nach dem “wieviel ist Null mal Unendlich?” Es gibt eine Antwort darauf. Diese Antwort ist: kommt darauf an. (Mathematiker sagen dazu: “beliebig”.) Und das deckt sich ziemlich gut mit den Beobachtungen.
    1. Licht breitet sich mit *Trommelwirbel* Lichtgeschwindigkeit aus. Und zwar ausschließlich.
    2. Licht kann einen Impuls übertragen. (Können eigentlich nur Massen Impulse übertragen?)
    3. Hätten Photonen eine Ruhemasse, dann wäre die Masse jedes einzelnen Photons im Universum unendlich. Denn diese blöde Emmdurchwurzelauseinsminusvauquadratdurchzehquadrat-Formel zur Berechnung der durch Beschleunigung eingesammelten Energie ist ja, ähnlich wie die binomischen Formeln, stinke-einfach. Zumindest für Leute, die anderen Leuten Leseempfehlungen über Bücher von de Broglie geben. Da die Masse der Photonen aber nun mal nicht unendlich ist, können Photonen keine Ruhemasse haben.
    4. jetzt zu Nullmalunendlich. Ruhemasse: Null. Die Multiplikation mit Unendlich, weil man ja schon irgendwie Energie reinstecken muß und das dann auch noch auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen (Oh wie praktisch. Es gibt für masselose Teilchen nicht einmal Trägheit *gg*) führt dann zum Ergebnis, daß Photonen bei v=c eine Energie haben, die aber nicht unendlich ist, sondern irgendwelche Werte annehmen kann. (Jaja .. nicht alle Werte. Gequantelt. Ich weiß.)
    Tjo. Das ist genau das, was ich erwarte, und das ist genau das, was ich beobachte.
    Also ICH hab mit Photonen ohne Ruhemasse kein Problem. Aber, Islandguy: wenn du behauptest, Photonen hätten eine Ruhemasse, dann bring mir eine Tasche voll abgebremster und in Ruhe befindlicher Photonen mit, und ich werde dir in weiteren Diskusssionen hier so pubertär ich kann zur Seite stehen und die Holzköpfe hier mit meinen unqualifizierten Blödeleien in den Boden rammen. Na, is das nix?

  77. #77 Islandguy
    20. November 2009

    @ Bullet
    zu 1.: im Vakuum, ja
    zu 2.: klar, weil es Masse hat
    zu 3.: daß ist Einsteins (theoretisches) Problem, nicht meins
    zu 4.: sehen Sie nicht, daß Sie Gefanger eines Axioms sind?

    @ Florian Freistetter
    Während Ihre Leser nach Ihren Vorgaben Perpetuum Mobiles bauen, nennen Sie mich Beschränkt? Gehts noch? Ehrlich, ein Esoterikblog würde viel besser zu Ihnen passen, da könnten Sie dann Bauanleitungen für perfekte Spiegel verkaufen…

  78. #78 rolak
    20. November 2009

    Hi islandguy,

    “aufgefallen” – “eingesehen”
    Können Sie den Unterschied in der Bedeutung der beiden Wörter erkennen?

    Jetzt da Du es fragst: sie hören zwar gleich auf, fangen aber anders an, tatsächlich. Selten dämlich Antwort übrigens, denn neben ausreichend Gemeinsamkeit im semantic span sind die beiden auch noch völlig ununterscheidbar bezüglich ihrer Auffindbarkeit. Oder neu formuliert: in welchem Kommentar hat Bullet gesagt, daß ihm aufgefallen sei, daß ein Photon eine Ruhemasse hat? link?

  79. #79 islandguy
    20. November 2009

    @ rolak
    In welchem Kommentar habe ich behauptet “Bullet” hätte gesagt, es sei ihm aufgefallen? link?

  80. #80 Ludmila
    20. November 2009

    Leute können wir den Typen mit dem Dunning-Kruger-Syndrom mal bitte ignorieren?
    @Buch: So weit verstanden?
    Das Photon kann seine Energie/Impuls auch teilweise abgeben. Allerdings gequantelt also in Paketen. Die falsche Idee war wohl “alles oder nichts”.

  81. #81 Ludmila
    20. November 2009

    @buch:

    Ein Kollege versucht das Problem zu lösen indem man einfach sagt das vektoriell gesehen die Summe der gewonnenen kinetischen Energie wieder null ist.

    Ok jetzt geht es völlig durcheinander.

    Öh nö ganz sicherlich nicht. Impuls ist ein Vektor und Energie ein Skalar. Man kann den Betrag des Impulses eines Photons über seine Energie ermitteln. Bitte jetzt nicht Energie und Impuls durcheinander werfen. Die hängen zusammen aber sind nicht identisch. Energie ist erhalten und Impuls ist erhalten. Und zwar im Gesamtsystem Segel und Photon.

    Der Impuls wird übertragen und zwar vektoriell ganz richtig, wie oben dargelegt, und Energie wird betragsmäßig übertragen, wodurch das Photon einen Teil seiner Energie verliert und daher langwelliger wird, während das Segel sich jetzt bewegt.

    Hmm, ich hoffe, das ist jetzt so richtig.

  82. #82 H.M.Voynich
    20. November 2009

    @Bullet:
    Ruhende Photonen müßte ich hier irgendwo noch ein paar herumliegen haben. Die haben allerdings die Frequenz Null, daher auch keine Energie, ergo auch keine Masse. Man könnte fast sagen, sie haben überhaupt keine Eigenschaften. Das macht es immer so schwer, die Bestände zu zählen. Sind die jetzt doch schon auf Null? Egal, am Montag krieg ich wieder eine unendliche Ladung davon rein. Im Dutzend übrigens billiger.

  83. #83 rolak
    20. November 2009

    Warum hätte ich da einen link zu angeben sollen? Die Position, an der ich es zuerst =»gefragt hatte, ist direkt hinter =»Deinem Kommentar:

    Keine Masse, kein Impuls, und das dies zwingend erfordert, daß das Photon eine, wenn auch noch so geringe, Ruhemasse haben muss, ist ja inwischen selbst Bullet aufgefallen.

    Und jetzt mal unter uns: Als Du eingesehen hast, daß da nicht ‘eingesehen’, sondern ‘aufgefallen’ steht, ist Dir da der Rest des Satzes wirklich nicht aufgefallen? ^^

  84. #84 rolak
    20. November 2009

    Warum habe ich keine Referenz angegeben? *grmpf* War natürlich @islandguy

  85. #85 H.M.Voynich
    20. November 2009

    @rolak:
    Er hat aber gefragt, wo er gesagt hätte, Bullet hätte gesagt, es wäre ihm aufgefallen, während in dem Kommentar er selbst derjenige war, der sagte, es wäre Bullet aufgefallen, und nicht Bullet.
    Nun kann man ihn natürlich fragen, wer denn wo gesagt hätte, er hätte gesagt, Bullet hätte gesagt, es wäre ihm aufgefallen, worauf er fragen wird, wo er denn gesagt hätte, jemand hätte gesagt, Bullet hätte gesagt … ähm – jetz hab ich den Faden verloren.

  86. #86 rolak
    20. November 2009

    ..auch wahr, ich geh jetzt was essen. Und bin trotzdem ziemlich gespannt, wie die Entwicklung der Segler weitergeht 🙂

  87. #87 buch
    20. November 2009

    @Ludmila
    Ja danke, mittlerweile ist alles klar.
    Am Anfang der Kommentarschlacht wurde ja noch bestritten, dass das Photon einen Teil seiner Energie abgibt, und alles wurde ausschliesslich über den Impuls erklärt was halt zu Ungereimtheiten führte.
    Wenn sich nun alle einig sind (Verrückte ausgenommen), das die Photonen nach der Kollision langwelliger sind ist alles wieder roger.

  88. #88 islandguy
    20. November 2009

    @ rolak
    Der Verlauf der Diskussion zeigt sehr deutlich, daß es hier mehrere Leute gibt, denen bestimmte Bedingungen zwar auffallen, diese Wahrnehmungen jedoch, zwecks Erhalt der Religion oder aus welchen Gründen auch immer, keine Einsichten bescheren.

    @ Freunde der Mathematik, Null mit Unendlich Multiplizierer und virtuelle Wissenschaftler-innen

    @ Wem das zu viel Realität war versuchts hier

    @ Freunde des explodierenden Nichts

    @ zum guten Schluß noch dies

  89. #89 Bullet
    23. November 2009

    Ähm, Voynich *g*:
    ich freu mich ja immer wieder wenn mein Name irgendwo genannt wird, aber das ist bei pubertierenden Pickelgesichtern mit zuwenig Aufmerksamkeit von Mami völlig normal. Du hast jedoch in diesem einen Beitrag meinen Namen häufiger fallenlassen als er vorher im gesamten Kommentarbereich zu finden war (ohne die “@B.”, natürlich). Seh ich da etwa religiöse Verehrung? Hm? *g*

    Nee, ernst: ich schlage die Gründung einer neuen Kirche vor: der Kirche der heiligen universell uniform gültigen Gravitation. Regelwerk: 1 Seite. Leicht verständlich, daher idiotensicher. Jeder Physikstudent muß dann natürlich obligatorisch Mitglied dieser Kirche werden. Wir brauchen Lobbyisten im Bundestag, damit das klappt, aber das sollte nur ein technisches Problem sein.
    @Florian: weil ich schon wieder faul bin – Youtube-Links sind keine Quelle für seriöse Arbeiten, nicht wahr? Und seriöse Veröffentlichungen sind das schon gar nicht, stimmts?

    @rolak: bei aller Namensnennungsphilie hat Voynich aber etwas vergessen: wenn man hier merkt, daß ein Diskussionspartner etwas falsch versteht, kann man ihn drauf hinweisen und weitere Nervereien verhindern. Irgendwo hier hat so ein Inselheini das aber bewußt umgangen, um weiter nerven zu können. Dabei wurden viele Worte getippt, aber kein Inhalt transferiert. Ich mußte den Dunning-Kruger-Effekt auch nochmal kurz re-gugeln, um mich wieder erinnern zu können, aber dann war mir wieder klar, was Ludd … ähm, Ludmila meinte. Lassen wirs dabei. 🙂

  90. #90 Florian Mayer
    23. November 2009

    Ich hab jetzt nicht alle Kommentare gelesen und hoffe also das meine Fragen nicht schon gestellt wurden.
    Über Lichtsegel hab ich schon einiges gelesen. Im Labor funktionieren die auch schon seit einigen Jahren.

    Aber ist es nicht so das die nur in der Nähe der Sonne effektiv wären?
    Also die Berichte die ich gelesen hab zielten darauf ab das Raumsonden bevor sie ins äussere Sonnensystem geschickt werden nahe an die Sonne fliegen und dann die Lichtsegel öffnen um sich loskatapultieren zu lassen. Ab einer bestimmten Entfernung zur Sonne sollte dann ein Ionentriebwerk weiterbeschleunigen.

    Andererseits müssten die Segel wenn man zu weit von der Sonne weg ist ja riiiesig sein und wären damit extrem anfällig für Beschädigungen durch (Mikro)Meteoriten.

    Die zweite Geschichte war die mit dem Laserstrahl der aufs Ziel gerichtet wird und an dem das Lichtsegelschiff dann entlang fliegt.
    Aber auch da seh ich große Probleme:
    Wäre es überhaupt möglich einen Laser herzustellen der die benötigte Energie bereitstellt um ein Raumfahrzeug bis z.b. zum Mars zu beschleunigen?
    Um was für eine Menge an Energie geht es da überhaupt?
    Würde so ein Laser nicht am Ziel grossen Schaden anrichten wenn z.b. die Sonde aus dem Strahl gelenkt wird?
    Der Strahl wird ja von den Segeln reflektiert. Wohin? Wenn die Lichtsegel sich ähnlich bauschen wie normale Segel denk ich mir das es möglich wäre das der Strahl zusätzlich fokussiert wird und auf das Raumschiff trifft.

    Und zu guter Letzt:
    Zahlt sich das überhaupt aus? Ich meine eine Raumsonde die ziemlich nah an die Sonne kommt wird mehr aushalten müssen als normale Raumsonden die durchs kühle All fliegen oder?
    Könnte man das Geld nicht gleich in andere Antriebe stecken?

  91. #91 Islandguy
    24. November 2009

    @ Florian Meyer
    Die Messenger Sonde wird ein wichtiger Meilenstein in der Erprobung der Lichtsegeltechnologie sein. Insbesondere Fragen ob die Berechnungen hinsichtlich der erreichbaren Beschleunigungen der physikalischen Realität im Sonnensystem entsprechen und die Belastungsprobe des Materials insitu werden wertvolle Antworten erhalten.

    Für die praktische Anwendung, insbesondere für bemannte Raumfahrt, ist das Modell des entfaltbaren Foliensegels eher weniger geeignet. Hierfür wäre die Entwicklung von Plasmasegeln sehr interessant. Diese Methode hat 3 große Vorteile:

    1. deutlich weniger bewegliche Teile und starre Strukturen
    2. Plasmasegel können wesentlich größer sein als feste Segel
    3. Das Plasma schirmt die Experimente oder die Besatzung im Innern des Raumfahrzeuges gegen die Strahlung der Sonne ab

    Mehr dazu hier:
    http://www.vectorsite.net/tarokt_6.html#m3
    http://arxiv.org/list/physics.plasm-ph/0905
    http://arxiv.org/abs/0905.2068