Das sieht wie eine ziemlich unsinnige Frage aus, oder? Die Lichtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich Licht ausbreitet (299792458m/s), also heißt sie auch so. Warum sollte dieser Name ungeeignet sein?

Verantwortlich dafür, dass die Frage (zumindest mir) nicht ganz so unsinnig scheint, ist die Relativitätstheorie. Die Postulate der speziellen Relativitätstheorie (SRT) sagen, laut Wikipedia:

So hat Einstein die Postulate aufgestellt, und der Titel von Einsteins berühmter Arbeit (“Zur Elektrodynamik bewegter Körper”) legt ja auch nahe, dass es bei der  SRT um Elektrodynamik geht, also um die Theorie von elektrischen Ladungen, elektromagnetischen Wellen (wie Licht) und solchen Dingen.

Aus den Postulaten der SRT folgt allerdings, dass die Lichtgeschwindigkeit nicht nur für Licht relevant ist, sondern dass sich generell nichts schneller als das Licht bewegen kann. (Von hypothetischen Tachyonen mal abgesehen, die diskutiere ich hier nicht.) Auch wenn ihr eine Metallkugel beschleunigt, ein Elektron, ein Schwarzes Loch, eine Gravitationswelle oder sonst etwas – für alle gilt, dass sie sich nicht schneller bewegen können als mit Lichtgeschwindigkeit, obwohl diese Objekte mit Licht und elektromagnetischen Feldern wenig bis nichts zu tun haben. (Die Wechselwirkung zum Beispiel einer Gravitationswelle mit einem elektromagnetischen Feld ist absolut vernachlässigbar.)

Es ist also schon ein bisschen erstaunlich, dass – egal was für ein Objekt ihr anguckt und egal wie stark oder schwach das Objekt mit elektromagnetischen Wellen, Ladungen oder Photonen wechselwirkt – eine Theorie des Elektromagnetismus immer für dieselbe maximale Geschwindigkeit sorgt.

Verwendet man das Bild der Raumzeit, dann stellt sich die Sache ganz anders da. Raum und Zeit sind miteinander verbunden, und es gibt gewissermaßen einen universalen Maßstab, der es erlaubt, Zeiten und Längen ineinander umzurechnen. Weil wir aus einer Zeit (in Sekunden) eine Länge (in Metern) berechnen, hat dieser Maßstab die Einheit Meter pro Sekunde, ist also eine Geschwindigkeit. Als Analogie könnt ihr euch vorstellen, ihr würdet Strecken in Nord-Süd-Richtung in Metern messen, solche in Ost-West-Richtung in Yard, dann könnt ihr die ineinander umrechnen, wenn ihr wisst, wieviel Yard ein Meter sind (ihr habt eine Umrechnungsfaktor in Yard pro Meter).

Dass die Lichtgeschwindigkeit in den Gleichungen steckt, die das elektromagnetische Feld beschreiben, liegt deshalb schlicht daran, dass diese Gleichungen die Änderung des Feldes mit dem Ort und mit der Zeit enthalten. Um die ineinander umzurechnen, brauchen wir die Lichtgeschwindigkeit. Dass das so ist, kann man den Gleichungen sogar direkt ansehen – Details verbanne ich in ein PS, weil die etwas mathematisch sind. Die Lichtgeschwindigkeit ist also nicht wirklich eine Konsequenz des Elektromagnetismus, sondern es ist eher umgekehrt: In jeder (fundamentalen) Theorie, in der räumliche und zeitliche Änderungen relevant sind, wird auch in irgendeiner Weise die Lichtgeschwindigkeit relevant sein. (Das gilt beispielsweise auch für die Theorie der Quantenfelder (klickt rechts bei den Artikelserien für mehr Infos), in der die Lichtgeschwindigkeit ebenfalls überall drin steckt, egal ob es sich um die Gleichungen für Elektronen, Quarks, Gluonen oder sonst etwas handelt.)

Stellen wir uns vor, wir wären Wesen, die ohne jeden Kontakt zu irgendwelchen elektromagnetischen Feldern oder Ladungen leben würden – beispielsweise bestehen wir aus dunkler Materie oder irgendwelchen anderen merkwürdigen Teilchen. Trotzdem würden wir auch experimentell feststellen, dass es da eine besondere Geschwindigkeit gibt, weil es für uns unmöglich wäre, Objekte auf eine größere Geschwindigkeit zu beschleunigen als 299792458m/s. Wir würden diese seltsame Geschwindigkeit vielleicht “Grenzgeschwindigkeit” nennen. Aus der Existenz der Grenzgeschwindigkeit könnten wir ableiten, dass sich Teilchen, die keine Ruhemasse haben, mit dieser Geschwindigkeit bewegen müssen. (Wie das im einzelnen geht, erkläre ich jetzt mal nicht.) Und wenn wir dann eines Tages das Phänomen “Licht” entdecken, dann würden wir sagen “Klar, das bewegt sich mit der Grenzgeschwindigkeit”.

Wir können uns auch umgekehrt vorstellen, es gäbe noch eine zweite Art von Wechselwirkung ähnlich zur elektromagnetischen. Es gäbe dann eine andere Art von Strahlung, nennen wir sie Y-Strahlung. Auch diese Y-Strahlung würde sich mit Grenzgeschwindigkeit ausbreiten. (So etwas ähnliches gibt es tatsächlich, die starke Kernkraft, die die Quarks in Protonen und Neutronen zusammenhält, funktioniert so – mit Teilchen namens “Gluonen” -, die hat nur den Nachteil, dass wir keine “Gluonenstrahlen” beobachten können, weil Gluonen miteinander verklumpen.) Hätten wir historisch zuerst die Y-Strahlung entdeckt, würden wir von der “Y-Geschwindigkeit” reden.

Und schließlich gibt es ja noch, wie oben erwähnt, die Gravitationswellen. Dank aktueller Beobachtungen von Gammablitzen mit Gravitationswellen wissen wir, dass sich Gravitationswellen mit dieser Grenzgeschwindigkeit ausbreiten, obwohl Gravitationswellen wie bereits erwähnt wirklich so ziemlich nichts mit dem Elektromagnetismus zu tun haben.

Umgekehrt ist es auch denkbar, dass Licht sich gar nicht wirklich mit genau dieser Gechwindigkeit ausbreitet. Zumindest theoretisch wäre es möglich, das Photonen doch eine (extrem winzige) Ruhemasse haben. Das lässt sich experimentell nicht ausschließen, würde an unseren Theorien (zumindest was die SRT angeht) aber wenig ändern. (In der Quantenfeldtheorie des Elektromagnetismus müssten wir an den Gleichungen drehen, aber möglich wäre das durchaus.) Gravitationswellen wären trotzdem immer noch mit genau derselben Geschwindigkeit unterwegs wie vorher.

Dass wir von der Grenzgeschwindigkeit als “Lichtgeschwindigkeit” reden, ist in vieler Hinsicht historischer Zufall, man hätte das Phänomen, dass es in einem Universum eine maximal mögliche Geschwindigkeit gibt (die auch für alle Beobachterinnen dieselbe ist) auch anders entdecken können. [Und so erzähle ich die Geschichte auch in meinem demnächst erscheinenden Buch…]. Experimentell ist Licht schlicht das, was am einfachsten zugänglich ist, und deswegen wurde die Grenzgeschwindigkeit “Lichtgeschwindigkeit” genannt. Stellt euch als Analogie vor, irgendwelche Aliens würden die Fernsehsignale der Erde beobachten und würden feststellen, dass der Abstand zwischen zwei Sendungen des “Sandmännchens” immer derselbe ist. Sie würden diese Zeiteinheit dann “Sandmännchen-Intervall” nennen. Später lernen sie, dass das ganze etwas mit der Drehung der Erde zu tun hat, aber der Name “Sandmännchen-Intervall” hat sich nun mal in ihrer Literatur durchgesetzt und bleibt, auch wenn sie jetzt wissen, dass er nicht besonders gut gewählt ist.

So ähnlich ist es auch mit der “Lichtgeschwindigkeit”. Licht bewegt sich mit dieser Geschwindigkeit, weil Licht aus Teilchen ohne Ruhemasse besteht und weil die Raumzeit es erzwingt, dass sich alle solche Teilchen (Photonen, Gluonen, Gravitonen,…) mit dieser Geschwindigkeit bewegen, egal durch welche Theorie sie im einzelnen beschrieben werden. Insofern ist der Name “Lichtgeschwindigkeit” tatsächlich nicht gut gewählt. Die RT ist keine Theorie des Elektromagnetismus, sondern eine Theorie der Raumzeit, die für alles gilt, auch für elektromagnetische Wellen.

PS: Hier das Argument, warum c in den Maxwell-Gleichungen auftaucht:

Die ersten beiden Maxwell-Gleichungen können wir ignorieren, sie enthalten weder zeitliche Änderungen noch irgendwelche c-Faktoren.

Die letzten beiden schreibe ich wie folgt (rot ist der Rotations-Operator, der die räumliche Änderung des jeweiligen Feldes beschreibt, für Details könnt ihr meine Serie zu den Maxwell-Gleichungen angucken):
rot E = -dB/dt
c^2 rot B = j/\epsilon_0 + dE/dt

Hier taucht in der ersten Gleichung kein c auf, in der zweiten dafür gleich ein c². Das liegt aber daran, dass man (in SI-Einheiten) einen Faktor c braucht, um zwischen E- und B-Feld umzurechnen, wie man zum Beispiel an der Gleichung für die Energiedichte sieht:
u= \epsilon_0/2(E^2 +c^2 B^2).
Man kann also mit einem c die Einheit von B und E angleichen.

Damit bekomme ich jetzt
c\ rot E = -d(cB) / dt
c\ rot(cB) = j/\epsilon_0 + dE/dt

Damit sieht man, warum das c in die Maxwell-Gleichung eingeht: Einmal schlicht, weil wir B ungeschickt definiert haben, einmal, weil wir auf der linken Seite jeweils räumliche, auf der rechten Seite zeitliche Ableitungen haben und die ineinander umrechnen müssen. (Raumzeit!) Und \epsilon_0 taucht immer gemeinsam mit der Ladung auf, entweder als \rho/\epsilon_0 oder als j/\epsilon_0, weil \epsilon_0 nichts anderes angibt als die Kopplung zwischen Ladung und Feld. (falls jemand über \mu_0 nachdenkt, die magnetische Permeabilität oder wie das Ding heißt, die lässt sich aus \epsilon_0 und der Lichtgeschwindigkeit ableiten. Da es nur eine Art von Kopplung zwischen elektrischen Ladungen und Feldern gibt, kann es auch keine unabhängige Größe für die Kopplung von Ladungen an das elektrische und von Strömen an das magnetische Feld geben. Das sieht man übrigens auch daran, dass man z.B. das Magnetfeld eines stromdurchflossenen Drahts über die Lorentz-Kontraktion herleiten kann, das erkläre ich im ersten Teil meiner QFT-Serie. )

Ganz analog ist die Situation übrigens bei der Einsteinschen Feldgleichung für die Krümmung der Raumzeit: Da steckt zum einen eine Größe drin, die die Kopplung zwischen Masse und Raumzeitkrümmung angibt (wie viel Krümmung bekomme ich pro Kilogramm?), das ist die Gravitationskonstante. Und dann steckt c drin, weil auf der linken und rechten Seite unterschiedliche Ableitungen stecken, die man umrechnen muss. (Dass da Ableitungen drin sind, sieht man der Gleichung nicht unmittelbar an, weil man auf der linken Seite immer nur den Einstein-tensor hinschreibt, aber der ist ein Krümmungsmaß und gibt deshalb an, wie sich Dinge von Ort zu Ort (oder auch in der Zeit) ändern.)

PPS: Falls ihr diesen Text mal wieder zum Anlass nehmen wollt, eure Privattheorien zur SRT oder zur Physik zu verbreiten oder mir zu erklären, dass alle Physkerinnen doof sind und dass ihr die SRT widerlegen könnt – lasst es. Ich lösche eure Kommentare, außer wenn sie so absurd sind, dass ich euch lieber auslache.

Kommentare (145)

  1. #1 Markweger
    15. September 2018

    Ein Postulat war die relativistische Masse.
    Die ist jetzt ganz ganz still und leise verschwunden.
    So viel wert sind die anderen Postulate auch.

  2. #2 MartinB
    15. September 2018

    @Markweger
    Die war nie ein “Postulat” – aber keine Ahnung zu haben, hat dich ja noch nie vom Kommentieren abgehalten.
    Falls jemand (nicht Markweger, der ist lernresistent) näheres wissen will, das gibt es hier:
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2012/07/25/die-vielen-gesichter-der-masse/

  3. #3 Daniel
    15. September 2018

    Schöner Artikel, Danke.
    Noch eine Anmerkung:

    “…sondern dass sich generell nichts schneller als das Licht bewegen kann. (Von hypothetischen Tachyonen mal abgesehen, die diskutiere ich hier nicht.) ”

    Ja, ich weiß, ist jetzt wieder etwas pedantisch, aber:
    Es gibt schon Geschwindigkeiten die größer als c sein können. Z.B.: Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten von Photonen in Materie oder Projektion eines Laserpunktes auf der Mondoberfläche.
    Allerdings lässt sich damit keine Information schneller als c übermitteln.

  4. #4 MartinB
    15. September 2018

    @Daniel
    Ja sicher, dazu gibt es hier ja sogar einen Artikel:
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2011/12/04/scheren-laser-und-quasare-wie-man-uberlichtgeschwindigkeit-beobachtet/
    Es macht aber in meinen Augen wenig Sinn, in jedem Artikel immer alle Fälle und Feinheiten abzudecken…

  5. #5 rolak
    15. September 2018

    Es gibt schon Geschwindigkeiten die größer als c sein können

    Aber sicher doch, Daniel, das steht allerdings auch nicht im Widerspruch zu dem von Dir einleitend Zitierten. Und Deine vermeintlichen Gegenbeispiele stammen aus dem Bereich seiner Zweitbedeutung: “dass sich generell ‘nichts’ schneller als das Licht bewegen kann.”

  6. #6 Joseph Kuhn
    15. September 2018

    Ich finde den Namen “Lichtgeschwindigkeit” eigentlich ganz passend. Licht war ja nicht nur experimentell am einfachsten zugänglich, wie Du schreibst, sondern Licht kennt jeder. Die “Lichtgeschwindigkeit” macht eine komische Sache wenigstens anschaulich.

    Eine Privattheorie zur Physik hätte ich auch noch anzubieten: Die Unfähigkeit der Quantentheorie, das Zustandekommen von Markwegers Kommentaren zu erklären, deutet auf die Unvollständigkeit dieser Theorie hin und ich wundere mich sehr, dass darüber noch in keinem Lehrbuch ein Satz zu lesen war.

  7. #7 Stern
    15. September 2018

    Ja, so sehe ich dass auch, der Name ist auch für Laien irgendwie verständlich, was bei der abstrakten Materie nur gut sein kann. Ich weiss jetzt auch nicht, was ein neuer Name helfen soll?

    Eine Frage hätte ich noch, gibt es eine physikalische QED Herleitung für Licht, und musste daraus nicht die Masselosigkeit der Photonen hervorgehen, sofern man davon ausgeht, dass Licht nicht von sich aus ermüdet? Oder ist das gar die Begründung für die Rotverschiebung? (OK, Letzteres war nicht ganz ernst gemeint)

  8. #8 MartinB
    15. September 2018

    @Joseph
    Klar ist “Lichtgeschwindigkeit” passend. Es führt halt nur zu der Verwirrung, dass man leicht verführt wird, zu glauben, die SRT hätte eine besondere Beziehung zur Elektrodynamik.

  9. #9 MartinB
    15. September 2018

    @alle
    Dass ich nicht wirklich vorschlage, den Namen Lichtgeschwindigkeit zu ändern, ist aber schon klar, oder?

  10. #10 MartinB
    15. September 2018

    @Stern
    Man kann die Maxwell-Gleichungen (mehr oder weniger) aus der QED ableiten, klar, aber wenn experimentell festgestellt würde, dass Photonen eine Masse haben, müsste man die QED halt entsprechend ändern.
    Und ja, die Obergrenze für die Photonenmasse ist extrem klein.

  11. #11 Reno M
    15. September 2018

    Soweit ich das in Erinnerung habe, war die Sichtweise zu Maxwells Zeiten ja eher so, dass zunächst mal mue-0 und epsilon-0 (also kein c!) in den Gleichungen standen, diese also rein auf die Elektrodynamik beschränkt waren.

    Bei der Untersuchung der Folgerungen aus den Gleichungen ergab sich dann eine elektrodynamische Wellenausbreitung mit einer Geschwindigkeit, die sich von mue-0 und epsilon-0 ableitet.

    “Zufällig” ergibt sich daraus c, worauf Maxwell postulierte, dass es sich bei Licht um eine elektrodynamische Welle handelt.

  12. #12 Reno M
    15. September 2018

    elektromagnetische Welle natürlich 😉

  13. #13 rolak
    15. September 2018

    nicht wirklich!?

    Och menno^^ Dabei hätte bereits mit einem einzigen Buchstaben derart viel erreicht werden können: Richtgeschwindigkeit.

    Nee, der Artikel zeigt doch schön ein ausführliches ‘Namen sind Schall und Rauch’. In diversen Benennungsfällen dürfte nachträglich das Urteil ‘optimal war das wohl nicht’ gefällt werden…

  14. #14 MartinB
    15. September 2018

    @RenoM
    Klar, historisch war das so, man hat c aus mu_0 und eps_0 berechnet. Aber mu_0 ist eben nur eine unglücklich (aus unkenntnis) eingeführte Konstante, wie ja auch meine Umformung der MG oben zeigt.

    @rolak
    Ich wäre für “grenzgeschwindigkeit” oder “Maximalgeschwindigkeit”. “Einsteingeschwindigkeit” wäre auch schön, auch “Kausalgeschwindigkeit” würde mir gefallen.

  15. #15 Sven
    15. September 2018

    @Reno M:
    So ganz stimmt das nicht. Zunächst einmal hat Maxwell ja noch ganz andere Bezeichnungen verwendet. ϵ0 und µ0 kommen schon allein deshalb bei ihm nicht vor (E und B auch nicht). Zudem hat man damals noch ein anderes Einheitensystem verwendet, und auch das hat einen Einfluss darauf, wie man diese Größen sieht. (In Gauß-Einheiten ist z.B. quasi ϵ0 = 1/(4π).)

  16. #16 tomtoo
    15. September 2018

    Informationsübertragungsmaximalgeschwindigkeit?? Also Kausalgeschwindigkeit?
    Da bin ich dann bei Verschränkung und lese alle alten Artikel darüber von @MartinB. Das ist aber auch eine harte Nuss.

  17. #17 Reno M
    15. September 2018

    @MartinB

    Mir ging es darum, die historische Bedeutung von Maxwells Erkenntnissen aufzuzeigen. Mu_0 und Eps_0 waren ja zunächst mal nur Konstanten, die in Experimenten des Elektromagnetismus auftauchten.

    Maxwells Bestreben war es ja zunächst mal, die unzähligen Effekte des Elektromagnetismus möglichst einheitlich zu beschreiben und in eine Theorie zu packen, wozu er eine Vielzahl von Gleichungen aufstellte (mehr als die heute als Maxwell-Gleichungen bezeichneten).

    Im weiteren Verlauf hat er dann erkannt, dass sich aus seinen Gleichungen eine fortschreitende Wellenbewegung ableiten lässt, die zunächst mal mit Licht nichts zu tun hatte (und die dann ja auch knapp 20 Jahre später durch Hertz nachgewiesen wurde).

    Allerdings hat er dann aufgrund der Ausbreitungsgeschwindigkeit ganz richtig darauf geschlossen, dass es sich bei Licht um eine elektromagnetische Wellen handelt.

    Aus meiner Sicht handelt es sich dabei um einen der wichtigsten Meilensteine in der Wissenschaftsgeschichte, da hier eine Brücke zwischen den zunächst komplett unabhängigen Bereichen Elektromagnetismus und Optik aufgezeigt wurde – und das basierend auf rein empirischen Erkenntnissen.

  18. #18 tomtoo
    15. September 2018

    @Reno M
    War dieser Zusammenhang bzgl. C das sich rein aus Konstanten errechnen lässt nicht sogar mit entscheident für Einsteins Arbeit?

  19. #19 rolak
    15. September 2018

    Kausalgeschwindigkeit

    Mir nicht nur in diesem Zusammenhang noch nie begegnet, MartinB, aber sehr überzeugend.

    Doch nur an ‘Einsteingeschwindigkeit’ würde sogar eine akausale Physik abtropfen, á la der im Umfeld der Hain bekannten, die das Ansible hervorbrachte.

  20. #20 Reno M
    15. September 2018

    @tomtoo

    Ich kenne die historische Herleitung der SRT zu wenig, aber im Originalmanuskript entwickelt er diese ja zunächst mal unabhängig von der Elektrodynamik (also rein von der empirisch gefundenen Konstanz von c), um diese dann anschließend auf die Maxwell-Gleichungen anzuwenden.

  21. #21 felix
    15. September 2018

    Ich wäre für “grenzgeschwindigkeit” oder “Maximalgeschwindigkeit”. “Einsteingeschwindigkeit” wäre auch schön, auch “Kausalgeschwindigkeit” würde mir gefallen.

    Die armen SF Autoren . “Übermaximalgeschwindigkeit” geht rein logisch gar nicht. Nee, Licht passt schon.

  22. #22 MartinB
    15. September 2018

    @RenoM
    Sicher. Ich will ja nur darauf hinaus, dass eine Bezeichnung, die historisch gewachsen ist, eben irreführend sein kann.

    Und generell wird in meinen Augen in der Physik (gerade in der Schule und in populärwissenschaftlcihen Darstellungen) viel zu sehr an der Geschichte geklebt, statt die Dinge so zu erklären, wie wir sie heute verstehen können und verstehen.

    @felix
    Das ist ein sehr gutes Argument.

  23. #23 tomtoo
    15. September 2018

    @felix
    Aber das ist in der SF ja geklärt. Lichtgeschwindigkeit -> Lächerliche Geschwindigkei -> Wahnsinnige Geschwindigkeit
    https://m.youtube.com/watch?v=_ME8_-Kkc0Y

    @MartinB
    Verstehen sie Spass? ; )

  24. #24 MartinB
    15. September 2018

    @RenoM
    Aber der Titel der Arbeit ist ja schon “Zur Elektrodynamik bewegter Körper”…

  25. #25 Reno M
    15. September 2018

    @MartinB

    Klar, aber darauf geht er erst in Teil II ein, davor macht er nur kinematische Überlegungen. Der Kommentar bezog sich auf die Frage #18.

    Die Frage würde ich jetzt mal so interpretieren, wie weit bei Einsteins Überlegungen die Elektrodynamik im Vordergrund stand oder die Kinematik.

  26. #26 MartinB
    15. September 2018

    @RenoM
    Soweit ich weiß, war ja der (oder ein) Ausgangspunkt die Frage, was passieren würde, wenn man mit Lichtgeschwindigkeit neben einer em-Welle fliegen würde – nach den MG ist eine “eingefrorene” em-Welle ja nicht möglich. Der Ausgangspunkt war also schon die Edynamik (die Unvereinbarkeit der MG mit der Galilei-Transformation).

  27. #27 felix
    15. September 2018

    @tomtoo
    Danach kommt nur noch Überschlechtenachrichtengeschwindigkeit.

    Aber jetzt mal eine Frage (leicht offtopic) eines Handwerkers (= Informatikers) der sich hobbymäßig etwas mit Teilchen/Feldsimulation beschäftigt:

    Wenn ich so etwas simuliere, d.h. ein Objekt bewegt sich in einem Feld und wechselwirkt mit diesem (und über dieses mit anderen Objekten), dann habe ich das Problem dass das bewegte Objekt immer auch mit sich selbst wechselwirkt und irgendwann stehenbleibt.
    Diese Wechselwirkung mit sich selber ist um so stärker je geringer die “Lichtgeschwindigkeit” in der Simulation ist (bzw. je lansamer mein Rechner), weil das Potential (bzw. die Wellen) des Feldes nicht schnell genug “hinterherkommt” wenn sich das Objekt von A nach B bewegt.

    So wie eine Murmel auf dem Gummituch eben (wahrscheinlich ist meine Simulation genauso “falsch” wie dieses Bild).

    Warum das in real nicht so ist würde ich wahrscheinlich selbst erklären können wenn ich alle von Martins Beiträgen gelesen und verstanden hätte .. für einen kurzen Erklärungsversuch oder einen Hinweis auf einen solchen wäre ich dankbar (@MartinB, ich kaufe auch Dein Buch!).

  28. #28 Sven
    15. September 2018

    @felix

    Um das genau sagen zu können, müsste man natürlich die Details deiner Simulation kennen. Eine Möglichkeit wäre, dass das einfach ein Effekt davon ist, wie du die Differentialgleichungen diskretisierst.

    Aber die indirekte Selbstwechselwirkung über ein Feld ist in der Tat ein nicht ganz einfaches Problem. Wenn man das z.B. in der klassischen Mechanik und Elektrodynamik untersucht, kommt man auf die Abraham-Lorentz-Gleichung. Und die hat ein paar unschöne (im Sinne von unrealistische) Eigenschaften. So gibt es Lösungen, bei denen das Teilchen beschleunigt schon bevor eine Kraft auf es einwirkt.

    So weit ich weiß wird dieses Problem so richtig erst in der Quantenelektrodynamik gelöst, im Rahmen der Renormierung der Masse.

  29. #29 MartinB
    16. September 2018

    @felix
    So selbstwechselwirkungen sind immer kompliziert.
    Die beste Diskussion dazu (im Rahmen der Elektrodynamik) ist vielleicht die von Feynman:
    http://www.feynmanlectures.caltech.edu/II_28.html

    Ansonsten stimme ich Sven zu, ohne zu wissen, was genau du da simulierst, lässt sich da wenig sagen.

    Und auch wenn es natürlich total gut ist, mein Buch zu kaufen, zu dem Thema steht da nix drin.

  30. #30 Anonym_2018
    16. September 2018

    (So etwas ähnliches gibt es tatsächlich, die starke Kernkraft, die die Quarks in Protonen und Neutronen zusammenhält, funktioniert so – mit Teilchen namens “Gluonen” -, die hat nur den Nachteil, dass wir keine “Gluonenstrahlen” beobachten können, weil Gluonen miteinander verklumpen.)

    Vielleich sind die “Guonen” auch nur quantenmechanische Quasiteilchen. Dass eine quantenmechanische Verschränkung zu etwas ähnlichem wie dem Confinement führen kann, wurde 2013 an Photonen gezeigt:

    Physiker erzeugen neuen Zustand des Lichts
    Photonen interagieren und verbinden sich zu Dreier-Molekülen
    Moleküle aus Licht: Forscher haben erstmals Photonen dazu gebracht, sich zu molekülähnlichen Dreiergruppen zusammenzuschließen. In diesem völlig neuen Zustand des Lichts verhalten sich die Photonen, als hätten sie eine geringe Masse und fliegen 10.000 Mal langsamer als normal, wie die Forscher im Fachmagazin “Science” berichten. Das gängige Bild von Photonen als nie miteinander interagierenden Einzelgängern ist damit wohl endgültig widerlegt.

    “Das Spannende daran ist, dass die Photonen sich an das, was in der Wolke passiert, offenbar ‘erinnern'”, sagt Vuletics Kollege Sergio Cantu. Dadurch bleiben die Lichtteilchen auch nach Verlassen der Atomwolke miteinander verknüpft. “Die photonischen Dimere und Trimere besitzen Wellenfunktionen, die von der Zahl der gebundenen Photonen abhängig sind und ihre Form behalten”, so die Physiker.

    Quelle:
    http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-22423-2018-02-16.html

  31. #31 felix
    16. September 2018

    @tomtoo @MartinB

    Danke für die Hinweise! Mir ging es im wesentlichen darum ob es in der Physik ähnliche Probleme gibt. Meine Versuche mir Physik “bildlich” vorzustellen endet nämlich meist darin mir zu überlegen wie wohl ein entsprechender Algorithmus aussehen könnte.

    Eine Möglichkeit wäre, dass das einfach ein Effekt davon ist, wie du die Differentialgleichungen diskretisierst.

    Das ist genau das Problem. Mit hinreichend grosser Rechenpower kann ich natuerlich in immer kleineren räumlichen und zeitlichen Schritten pro Iteration arbeiten, bzw. mit mehr Felditerationen (=schnellere Ausbreitung relativ zur Bewegung der Teilchen), um den Effekt zu minimieren.
    Was wiederum zu der Frage führt ob Raum und v.a. Zeit stetisch oder nicht doch auch diskret sind..

    Aber Realismus ist eh nicht Ziel meiner Spielerei, schnell und hübsch muss es sein.

    bei denen das Teilchen beschleunigt schon bevor eine Kraft auf es einwirkt.

    DAS Problem kenne ich auch …

  32. #32 MartinB
    16. September 2018

    @Anonym_2018
    Gibt’s für Gluonen als Quasiteilchen irgendwelche sauberen Theorien? Ich habe wenig zu der Idee gefunden. (Es gibt einiges zu Gluon quasiparticles, aber da geht es, wenn ic es richtig sehe, darum, das Verhalten von Quark-Gluon-Plasmen über Quasiteilchen zu beschreiben.)

  33. #33 MartinB
    16. September 2018

    @felix
    Manche Probleme bekommt man ja auch nur mit hinreicend guten Algorithmen in den Griff – lieber Runge-Kutta 4. Ordnung und große Zeitschritte als Euler und kleine. (Weiß ja nicht, was du nimmst.) Wenn es Kopplung zwischen Teilchen und Feld gibt, dann ist ja auch immer die Frage wie du koppelst: voll, staggered, schwach.

  34. #34 Anonym_2018
    16. September 2018

    Gibt’s für Gluonen als Quasiteilchen irgendwelche sauberen Theorien?

    einen Moment, muss ich mal eben googeln

    nein :-)

    Ich habe nur gefunden, dass mehrere Gluonen zusammen Quasiteilchen bilden können, das können anderer reale Teilchen aber auch.

  35. #35 MartinB
    16. September 2018

    @Anonym_2018
    Tipp: Bei solchen Sachen immer englisch und ggf bei google scholar gucken – hilft aber hier auch wenig, da finde ich auch nur Quark-Gluon-Plasma.

  36. #36 Norbert N.
    16. September 2018

    Zu meiner Zeit wurde die Lichtgeschwindigkeit einfach auf Eins normiert. Wozu also sich mit einem Namen beschäftigen dessen Wert Eins ist?

  37. #37 MartinB
    16. September 2018

    @NorbertN
    Klar, unter Physikerinnen machen wir das so – aber um wirklich zu verstehen, warum das sinnvoll ist, muss man genau das verstehen, was ich hier erkläre, oder nicht?

  38. #38 Norbert N.
    16. September 2018

    Natürlich muß man zuerst einmal verstehen worum es geht, das ist eine Grundvoraussetzung!
    Ich bin es gewohnt von ihnen immer gut gemachte Artikel zu lesen, deswegen vergesse ich ihre Artikel zu loben, weil es so selbstverständlich ist. Dies hole ich hiermit explizit nach.

  39. #39 MartinB
    16. September 2018

    @NorbertN
    Sorry, ich hatte das als Kritik verstanden, dass der Artikel überflüssig wäre, mein fehler.

  40. #40 Gustav
    16. September 2018

    @MartinB

    @rolak
    Ich wäre für “grenzgeschwindigkeit” oder “Maximalgeschwindigkeit”. “Einsteingeschwindigkeit” wäre auch schön, auch “Kausalgeschwindigkeit” würde mir gefallen.

    Da ist zum ersten mal davon lese (also bisher habe ich mir keine großen Gedanken darüber gemacht, weils ja für die Sache unerheblich ist), wäre ich für eine Neubenennung nach dem Autor, der das zum ersten mal konkret ausgeführt hat (und falls du nicht der erste warst, solche Fehler passieren in der Wissenschaftsgeschichte dauernd).

    Also “Drachengeschwindigkeit”.

  41. #41 PS
    16. September 2018

    Ich habe dazu folgende private Meinung (aber um Gottes Willen keine “Privattheorie”).

    Die Frage, ob die Lichtgeschwindigkeit den falschen Namen habe, ist mit einem befreienden “ja” zu beantworten.

    @MartinB:

    Raum und Zeit sind miteinander verbunden, … es gibt … einen universalen Maßstab, der es erlaubt, Zeiten und Längen ineinander umzurechnen … die Lichtgeschwindigkeit.

    Wohl wahr. Der “universale Maßstab” ist unseren traditionellen Maßstäben übergeordnet. Schneiderelle und Pendeluhr sind Derivate, die seit der SRT ihre eigenständige Bedeutung verloren haben (zu “Schatten herabgesunken” sind).

    Mit der “Lichtgeschwindigkeit” (Landau/Lifschitz, Klassische Feldtheorie: “Wirkungsausbreitung”, man könnte auch “Kausalausbreitung” sagen) bzw. mit der “geeichten Länge eines Lichtstrahls” (mit einem lichtartigen Abstand) werden sowohl Raum als auch Zeit gemessen und damit definiert.

    Die Geschwindigkeit wird zum Bruchteil von c. c ist nicht selbst, was es definiert. Es ist Voraussetzung und so das Gegenteil.

  42. #42 MartinB
    16. September 2018

    @Gustav
    Drachengeschwindigkeit ist natürlich unschlagbar.

    @PS
    “Schneiderelle und Pendeluhr sind Derivate, die seit der SRT ihre eigenständige Bedeutung verloren haben (zu “Schatten herabgesunken” sind). ”
    Naja, eins von beiden braucht man schon noch, aber die Diskussion müssen wir jetzt ja nicht *nochmal* führen :-)

  43. #43 LasurCyan
    16. September 2018

    Danke MartinB, der Artikel war für mich sehr erhellend. Da wurden Fragen beantwortet die ich vorher nicht kannte und auch die entscheidene, die ich mir als Laie des öfteren stellte, wenn ‘c’ irgendwo in Formeln auftauchte, die so gefühlt garnichts mit Licht zu tun haben.

    Da das jetzt geklärt ist, können wir gern bei ‘Lichtgeschwindigkeit’ bleiben^^

  44. #44 Karl Mistelberger
    17. September 2018

    Frei nach Seehofer ist c die Mutter aller Geschwindigkeiten.

  45. #45 MartinB
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen
    17. September 2018

    @LasurCyan
    Schön, wenn’s geholfen hat – das sind immer diese kleinen wichtigen Sicherheitsinformationen, die nirgends in den Büchern stehen…

    @KarlMistelberger
    Danke, ein Seehofer-Zitat war das, was ich heute morgen ganz doll nicht gebraucht habe.

  46. #46 Christian Berger
    17. September 2018

    “Lichtgeschwindigkeit” ist auch deshalb als Begriff etwas doof, da wir im Alltag häufig Situationen haben bei denen Licht signifikant langsamer als mit Lichtgeschwindigkeit läuft.

  47. #47 Madouc
    Hamburg
    17. September 2018

    Ich mag dein PPS! :)

    Hier meine Frage: Denkst du, dass diese Maximalgeschwindigkeit dann eine Eigenschaft, ein Attribut der Raumzeit ist?

  48. #48 MartinB
    17. September 2018

    @Madouc
    Das Konzept der Raumzeit der SRT funktioniert nur mit so einer Max-Geschwindigkeit, insofern ja. Was den Zahlenwert angeht, ist natürlich unklar, ob der irgendwoher kommt oder aus irgendeiner grundlegenderen Theorie abgeleitet werden kann.

  49. #49 Daniel Rehbein
    Dortmund
    17. September 2018

    Ich frage mich schon länger, warum wir noch in zahlreichen Formeln den Parameter “c” benötigen, wenn wir “Meter” und “Sekunde” als unterschiedliche Einheiten für dasselbe betrachten, nämlich für das Maß entlang einer der Dimensionen der Raumzeit.

    Die berühmte Energie-Masse-Äquivalenz von Albert Einstein würde sich verkürzen zu E=m, also ohne den Umrechungsfaktor “c^2”. Die Umrechnung der Zahlenwerte der beiden Größen steckt dann in den verwendeten Einheiten, nicht in der Formel selbst.

    Wenn wir in einer Formel auf der einen Seite in Tagen und auf der anderen in Sekunden rechnen, schreiben wir auch kein Formelzeichen für den Umrechungsfaktor 86400 s/d hin, sondern wir rechnen einfach die Einheiten ineinander um, weil eine Sekunde der 86400-te Teil des Tages ist. Genausowenig brauchen wir ein Formelzeichen für die Lichtgeschwindigkeit, wenn wir statt dessen einfach das Meter als den 299792458-ten Teil einer Sekunde betrachten (was es ja in der Betrachtungsweise der Relativitätstheorie tatsächlich ist). Entsprechend ist dann ein Joule der 89875517873681764-te Teil eines Kilogramms.

    Auch die Lorentz-Transformationen schreiben sich wesentlich einfacher, wenn nicht dauernd noch durch “c” geteilt werden muß. Die Geschwindigkeit ist ja dann dimensionslos, die Lichtgeschwindigkeit hat den Wert 1. Die für uns Menschen üblichen Geschwindigkiten liegen alle ziemlich nahe bei Null.

    Die im Straßenverkehr übliche Einheit “km/h” entspricht ziemlich genau 10^-9. Wenn wir unsere Verkehrsschilder von “km/h” auf “ppb” (parts per billion) umdeuten, erhöhen wir die Höchstgeschwindigkeiten gerade mal um 8%.

    Meine Körpergröße würde ich nicht mehr mit “1,80 Meter” angeben, sondern mit “6 Nanosekunden”. Und im astronomischen Umfeld würden wir einfach nur die Vorsilbe “Licht” weglassen: Aus “Lichtjahren” würden schlicht “Jahre”.

    In diesem Sinne widerspreche ich auch dem Kommentar #48: Der Zahlenwert 299792458 kann nicht aus einer Theorie abgeleitet werden. In der Realität gibt es einfach nur die Raumzeit mit ihren vier Dimensionen. Lediglich wir Menschen haben uns entschieden, eine dieser vier Dimensionen mit einer anderen Einheit zu messen als die anderen drei Dimensionen. Und diese Einheiten haben wir Menschen so merkwürdig gewählt, daß der Umrechnungsfaktor zwischen den Einheiten 299792458 beträgt. Die Wahl dieser Einheiten war eine willkürliche Entscheidung von uns Menschen, sie hat nichts mit irgendeiner Theorie zu tun.

  50. #50 stone1
    17. September 2018

    Eine Alternativbezeichnung geht noch ab: Bully Herbigs ‘Mopsgeschwindigkeit’, meinetwegen können wir aber gerne bei der guten, alten Lichtgeschwindigkeit bleiben.
    Die ‘Mutter aller Geschwindigkeiten’ fand ich übrigens ganz witzig, das muss man ja nicht mit dem Horstler in Verbindung bringen, diese Formulierung gibts ja mindestens schon seit Hot Shots.

  51. #51 Anonym_2018
    17. September 2018

    @ PS (16. September 2018 ) #41

    Mit der “Lichtgeschwindigkeit” (…) bzw. mit der “geeichten Länge eines Lichtstrahls” (mit einem lichtartigen Abstand) werden sowohl Raum als auch Zeit gemessen und damit definiert.

    Du könntest recht haben, falls du z.B. einen Lichtstrahl aus einer LED meinst und dann mit der “geeichten Länge eines Lichtstrahls” eine geeichte Wellenlänge des Lichtstrahls meinst (und nicht die Lichtschwerter aus Star Wars).

    Die Frequenz von LED-Licht kann man ungefähr mit folgender Formel berechnen:
    U * e ≈ h * f, wobei U die Gleichspannung ist, die man mindestens an eine LED anlegen muss, damit der Bandabstand zwischen Elektronen und Löchern überwunden wird, so dass die LED anfängt zu leuchten. Bei blauen LEDs wird ca. die doppelte Spannung benötigt wie bei roten LEDs.

    • Strecken kann man dann als Vergleich zur Wellenlänge c/f messen.
    • Zeitintervalle kann man dann als Vergleich zur Periodendauer 1/f messen.

  52. #52 PS
    17. September 2018

    @D. Rehbein #49
    Wer glaubt, am Mystizismus des c2 festhalten zu müssen, hat die Einheit der Einheiten von Zeit und Raum (und damit die SRT) nicht verstanden.
    Die populärwissenschaftlich betriebene Verbreitung von Halbwissen insinuiert bis heute, welch ungeheure Energie doch in der Masse stecken müsse, denn sie sei mit dem Quadrat der unfassbar hohen “Lichtgeschwindigkeit” zu multiplizieren.

    @Anonym
    Ich bevorzuge die korpuskulare Anschauung. Deine ondulative führt zum selben Ergebnis.

  53. #53 Daniel Rehbein
    Dortmund
    17. September 2018

    @PS #52
    Die Formulierung mit “nicht verstanden” und “Halbwissen” klingt doch ziemlich hart. Daß wir Menschen die Dimension Zeit in einer ganz anderen Einheit messen als die Raumdimensionen hängt schlichtweg damit zusammen, daß wir Menschen die vier Dimensionen der Raumzeit so unterschiedlich wahrnehmen.

    Im Vergleich zu der Zeit, innerhalb derer wir handeln, sind die Raumabmessungen, in denen wir uns bewegen oder in die von uns betrachtete Objekte hineinpassen (inklusive ganzer Planeten) winzig klein. Es ist für uns Menschen eine ganz ungewohnte Perspektive, alle vier Dimensionen der Raumzeit als gleichartig anzusehen und mit derselben Einheit zu messen.

    Und in unseren Alltag sind die Massen, mit denen wir zu tun haben, um viele Zehnerpotenzen größer als die nicht massegebundenen Energien. Und so bezeichnen wir mit Joule dann eine Energiemenge, die 89875517873681764 (=299792458^2) mal kleiner ist als ein Kilogramm.

    Im Alltag entfernen wir uns ja sogar noch weiter von den SI-Einheiten: Die Milch im Supermarkt kaufen wir nicht in Kubikmetern, sondern in Litern. Und die elektrische Energie messen wir nicht in Joule, sondern in Kilowattstunden.

    Wenn wir auf die Einheit “Meter” verzichten und alle vier Dimensionen der Raumzeit in Sekunden messen, und wir entsprechend für die Energie das Kilogramm verwenden, so kaufen wir im Supermarkt anstelle eines Liters Milch dann etwa 3,7*10^-29 Kubiksekunden Milch, und wo unser Stromzähler jetzt um 1 kWh weiterzählt, würde er dann um 4*10^-11 kg weiterzählen.

    In den Formeln der Physik wäre es ganz angenehm, wenn das “c” wegfiele. Aber für den Alltagsgebrauch ergeben sich doch recht ungewohnte Größenordnungen.

  54. #54 Anonym_2018
    18. September 2018

    @PS #52

    Ich bevorzuge die korpuskulare Anschauung. Deine ondulative führt zum selben Ergebnis.

    O.K. Dann meinst du mit der “geeichten Länge eines Lichtstrahls”: “h / p der Photonen”.

    P.S. Ergänzung zu #51: Spektrallinien von Atomen ermöglichen genauere Stecken- und Zeitintervall-Messungen als LED-Licht.

  55. #55 Anonym_2018
    18. September 2018

    @ MartinB (17. September 2018) #48

    Was den Zahlenwert angeht, ist natürlich unklar, ob der irgendwoher kommt oder aus irgendeiner grundlegenderen Theorie abgeleitet werden kann.

    Um da Klarheit zu schaffen, sollte man keine Möglichkeit ausschließen, die nicht 100%tig widerlegt wurde, z.B.:

    The quantum vacuum as the origin of the speed of light

    Abstract.
    We show that the vacuum permeability μ0 and permittivity ε0 may originate from the magnetization and the polarization of continuously appearing and disappearing fermion pairs. We then show that if we simply model the propagation of the photon in vacuum as a series of transient captures within these ephemeral pairs, we can derive a finite photon velocity. Requiring that this velocity is equal to the speed of light constrains our model of vacuum. Within this approach, the propagation of a photon is a statistical process at scales much larger than the Planck scale. Therefore we expect its time of flight to fluctuate. We propose an experimental test of this prediction.

    Quelle:
    https://arxiv.org/pdf/1302.6165.pdf

  56. #56 tomtoo
    18. September 2018

    Schatz, wenn du jetzt gehst bewegst du dich nicht nur im Raum von mir weg, sondern auch in der Zeit.

  57. #57 MartinB
    18. September 2018

    @DanielRehbein
    Klar, in der theoretischen Physik rechnet man ja meist mit Einheiten, in denen c=1 gesetzt wird. Ist halt im Alltag unpraktisch und meine Ingenieurskolleginnen würden mich etwas seltsam ansehen, wenn ich ihnen sage, sie sollen ihre Zeichnungen in Zukunft in Nanosekunden bemaßen…

    @PS
    “Die populärwissenschaftlich betriebene Verbreitung von Halbwissen insinuiert bis heute, welch ungeheure Energie doch in der Masse stecken müsse, denn sie sei mit dem Quadrat der unfassbar hohen “Lichtgeschwindigkeit” zu multiplizieren.”
    Das ist nun wirklich Quatsch. Wenn man bedenkt, dass man mit der totalen Annihilation von 100 Gramm Materie den gesamten Energiebedarf Deutschlands für 1,5 Tage decken kann, dann sieht man, dass in gewöhnlicher Materie enorme Energiemengen stecken, von denen wir nur Bruchteile im Alltag umsetzen, und das hat nichts mit Einheiten zu tun. Da solltest du dich mit “nicht verstanden” und “Halbwissen” vielleicht doch mal ein bisschen zurückhalten…

    @Anonym_2018
    Was soll mir das paper jetzt sagen? Der Satz “Requiring that this velocity is equal to the speed of light constrains our model of vacuum” sagt doch, dass c zugrunde gelegt wird, um daraus Folgerungen über das Vakuum in der QED abzuleiten. Mal davon abgesehen, dass nicht alles, was spekulativ veröffentlicht wird, gleich richtig sein muss…

  58. #58 PS
    18. September 2018

    @MartinB
    Ich weiß nicht, ob Du die Aussage, dass das Ausmaß an Energie nichts mit dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit (mit der laienhaften Assoziation einer kinetischen Energie) zu tun hat, für “wirklichen Quatsch” hältst (apropos Zurückhaltung), oder das Gegenteil davon. Dass es auf Einheiten ankäme, hat niemand behauptet.

  59. #59 MartinB
    18. September 2018

    @PS
    Ich halte es für Quatsch zu sagen “Der Energiegehalt von Masse erscheint nur deswegen hoch, weil wir falsche EInheiten verwenden”, was deine Aussage in #52 war:
    “insinuiert bis heute, welch ungeheure Energie doch in der Masse stecken müsse,”
    impliziert, dass du glaubst, in Materie würde keine ungeheure Energie stecken, und das ist nun mal Quatsch, wenn man mit der Energie von 100 Gramm ganz Deutschland für nen Tag mit Energie versorgen könnte.

  60. #60 Alderamin
    18. September 2018

    @tomtoo #23

    Aber das ist in der SF ja geklärt. Lichtgeschwindigkeit -> Lächerliche Geschwindigkei -> Wahnsinnige Geschwindigkeit

    Wobei “lächerliche Geschwindigkeit” eine lächerliche Übersetzung von “ridiculous speed” ist. “Ridiculous” heißt zwar unter anderem auch “lächerlich”, oft aber auch einfach “unglaublich”, “spinnert”, “irrwitzig” (letzteres laut Leo.org). “Irrwitzige Geschwindigkeit” hätte es besser getroffen. Ich fand die Stelle damals blöd in dem Film.

    Und “Dark Helmet” klingt auch irgendwie beeindruckender als “Lord Helmchen”. Guckt Euch mal den Original-Cast an, Prinzessin Vespa und Pizza the Hutt… 😀

    On-topic: Es ist noch nicht zu spät, c in “Einstein-Geschwindigkeit” oder “Maxwell-Einstein-Geschwindigkeit” umzubenennen. Was die Astronomen können, können die Physiker doch auch…

  61. #61 MartinB
    18. September 2018

    @Alderamin
    “Maxwell” im Namen wäre ja immer noch ein wenig irreführend.

  62. #62 Alderamin
    18. September 2018

    @MartinB

    Aber nur wenn Photonen doch eine kleine Ruhemasse haben. Sonst stimmt’s ja. Der Begriff würde mit Albert halt erweitert, und so war’s ja auch.

  63. #63 MartinB
    18. September 2018

    @Alderamin
    Stimmen ja, aber es würde ja wieder den Zusammenhang mit der Elektrodynamik betonen, der genau das Problem ist.

  64. #64 PS
    18. September 2018

    @MartinB #59
    Du machst Meinungsaustausch möglich und gibts unermüdlichen Anstoß. Das ist unbezahlbar.

    Es ist aber schwer, über die Jahre und den Strom von Meinungen nicht grummelig und (zB über verkürzende Wiedergaben oder falsche Unterstellungen) oberflächlich zu werden. Man braucht fast schon Supervision, wie ein guter Arzt, der Du nach Deinem Selbstverständnis auf dem Gebiet der Irrlehren ja vielleicht auch sein möchtest.

  65. #65 MartinB
    18. September 2018

    @PS
    Verstehe nicht, was du sagen willst oder wo ich angeblich etwas falsch wiedergegeben habe.

  66. #66 PS
    18. September 2018

    @MartinB
    #52 und #59 beschreiben nicht dieselben Aussagen. Vielleicht aber ein Missverständnis. Ich übernehme die Verantwortung und bessere aus: “… welch ungeheure Energie doch deswegen in der Masse stecken müsse, weil sie mit dem Quadrat der unfassbar hohen “Lichtgeschwindigkeit” zu multiplizieren sei.”

  67. #67 MartinB
    18. September 2018

    @PS
    Verstehe immer noch nicht, was du sagen willst (ging Daniel in #53 anscheinend ähnlich): Bestreitest du nun die Aussage, dass in Materie ungeheure Energiemengen stecken?
    Ich kann an der Aussage: “Am großen Wert von c sieht man dass wegen E=mc^2 extrem große Mengen an Energie in einer Masse stecken” nichts problematisches finden, denn diese Aussage gilt in den EInheiten, die wir verwenden. In unseren SI-Einheiten passt es, weil unsere Energieeinheit (in kg umgerechnet) eben winzig ist. Im EInheitensystem c=1 würde man den Sachverhalt anders formulieren, aber da wäre die Energieeinheit selbst schon gigantisch und wir würden Energien im Alltag gewohnheitsmäßig in Attogram angeben; da wäre die Aussage also auch nicht falsch. Auch im Einheitensystem c=1 ist die Lichtgeschwindigkeit eine große Geschwindigkeit verglichen mit dem, was wir im Alltag erleben…

  68. #68 Karl
    18. September 2018

    Martin B
    Ein großartiger Aufhänger für alles was man in der Physik weiß und nicht weiß.
    Bemerkenswert ist, dass von den 3 Größen im mks- System sich die Zeit als die entscheidende Größe herausbildet. Man kann die Entfernung über die Zeit definieren und man kann die Masse über die Zeit definieren. Großartig!

    Noch beeindruckender ist, dass man bis heute nicht weiß, was das Licht ist. Was schwingt denn da ?
    Klar, man hat allerlei Begriffe als Ersatz bereit, das elektromagnetische Feld z.B., mit dem man hervorragend rechnen kann. Die Frage nach dem Wesen dieses Feldes bleibt ungelöst.

    Jetzt meine Frage. Gibt es eine mathematische Reihe, die die Lichtgeschwindigkeit als Grenzwert hat ? Ist die Lichtgeschwindigkeit nur ein empirischer Wert , Maxwell mit inbegriffen, oder gibt es eine Funktion, die genau diesen Grenzwert liefert.

  69. #69 MartinB
    18. September 2018

    @Karl
    “man kann die Masse über die Zeit definieren”
    Aber nur, wenn man noch eine weitere Naturkonstante zur Hilfe nimmt, allein mit c geht das nicht. (Mit einer Konstanten kann man nur eine Einheit loswerden.) Und ob man Zeit oder Länge als Einheit nimmt, ist vollkommen egal, in der Elementarteilchenphysik nimmt man meist die Energie als fundamentale Einheit und leitet daraus Massen und indirekt auch mal Längen ab (mit Hilfe des Wirkungsquantums als weitere Größe), in der Allg. RT nimmt man gern Längen und leitet daraus zeiten und Massen ab (mit der Grav-Konstanten).

    “Die Frage nach dem Wesen dieses Feldes bleibt ungelöst.”
    Das wird sie auch immer bleiben – es ist nicht die Aufgabe der Physik, die Welt zu erklären. Wenn ich dir sage “Alles lässt sich durch das Verhalten von X-Teilchen mit folgender Gleichung beschreiben”, dann sagst du “Aber was ist das Wesen der X-teilchen?”. Und wenn ich die auf Y-Felder zurückführe, dann fragen wir uns, was das Wesen der Y-Felder ist usw.
    Mehr dazu hier:
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2010/08/31/kann-die-physik-die-welt-erklaren/
    Das “Wesen” von irgendwas zu erklären, führt in meinen Augen immer auf einen endlosen Regreß, schöne Grüße auch vom guten alten Kant :-)

    Die Frage mit dem Grenzwert verstehe ich nicht – natürlich kann ich zu jedem zahlenwert eine Reihe konstruieren, aber der Zahlenwert hängt von den Einheiten ab – wenn ich c=1 setze, dann brauche ich ne Reihe, die gegen 1 konvergiert.

  70. #70 Karl
    18. September 2018

    MartinB
    Mit der Masse und der Zeit hast du Recht. Man braucht da eine Vergleichsgröße und rechnet mit der Energie.
    Ich dachte da an eine offene Sanduhr, mit definierter Öffnung und kann anhand der vergangenen Zeit die Menge des Sandes bestimmen, der hindurchgerieselt ist. Nur zur Anschauung. Oder man nimmt einen radioaktiven Strahler und erwärmt eine unbestimmte Wassermenge. Anhand der Temperatur und der vergangenen Zeit kann man dann die Wassermenge berechnen. Viel zu kompliziert, aber es geht ja ums Prinzip.
    Was das Wesen der Dinge betrifft. Da hatte ich gehofft, dass du eine Weisheit von dir gibst.
    Ich fand deine Bemerkung großartig, dass die Gravitationskonstante die Raum-Zeit-Krümmung pro kg Masse angibt. Das ist doch schon sehr anschaulich.

    Was jetzt die Mathematik betrifft. Ich glaube es war Galilei, der die Versuche mit der Fallrinne gemacht hat und erkannte die mathematische Gesetzmäßigkeit s = k x t²
    Diese quadratische Gleichung ist doch der Schlüssel zum Verständnis jeder beschleunigten Bewegung.
    Und so hoffe ich, dass es eine Gleichung gibt, die das Verhalten des Lichtes und dessen Grenzgeschwindigkeit erklärt. Es muß ein Integral sein.

  71. #71 Anonym_2018
    18. September 2018

    Es muß ein Integral sein.

    Das geht einfach: Integral über Null = Integrationskonstante, z.B. “c”.

  72. #72 Anonym_2018
    18. September 2018

    @ MartinB (16. September 2018) #35
    Vielen Dank für den Tipp mit Google Scholar. Das kannte ich nicht.

    Ich werde damit bestimmt noch andere Sachen suchen als Äther-Theorien :-)

  73. #73 Anonym_2018
    18. September 2018

    Noch beeindruckender ist, dass man bis heute nicht weiß, was das Licht ist. Was schwingt denn da ?

    Eine Feldtheorie ist das Eingeständnis von Physikern, nicht genau zu wissen, was da los ist – ein Feld halt. Ein typisches heutiges Beispiel ist das Higgs-Feld. Kein Mensch weiß, wie das funktioniert.

    Aber bei manchen Feldern weiß man inzwischen, wie das funktioniert und was dahinter steckt. Ein elektrisches Ladungsfeld ist die Polarisierung (Ladungsverschiebung) von Ladungen im Raum zwischen den Ursprungsladungen. In einem Festkörper sind es zum Beispiel die Elektronen, die sich gegenüber den Atomkernen leicht verschieben und im Vakuum ist es die Ladungsverschiebung zwischen den virtuellen Teilchen des Vakuums (Vakuumfluktuation). Die Ladungsfernwirkung funktioniert also wie eine Eimerkette.

    Quelle:
    https://www.welt.de/wissenschaft/article160308442/Was-ist-eigentlich-Gravitation.html

  74. #74 Daniel Rehbein
    Dortmund
    18. September 2018

    @MartinB #57

    Im Alltagsgebrauch können wir ja weiterhin mit Metern und Sekunden rechnen, so ähnlich wie wir im Flugverkehr noch mit Meilen rechnen und diese ggf. in Meter umrechnen müssen. Meter und Sekunde sind einfach zwei verschiedene Einheiten für genau dasselbe, nämlich Abmessungen entlang einer Linie in der vierdimensionalen Raumzeit.

    So ähnlich, wie gilt 1 Meile = 1852 Meter, gilt eben auch 1 Sekunde = 299792458 Meter.

    Wozu brauchen wir dann überhaupt noch das Formelzeichen “c”?

  75. #75 MartinB
    19. September 2018

    @Karl
    “Ich dachte da an eine offene Sanduhr, mit definierter Öffnung und kann anhand der vergangenen Zeit die Menge des Sandes bestimmen, der hindurchgerieselt ist. Nur zur Anschauung”
    Klar, aber dazu brauchst du Sand mit spezifizierten Eigenschaften und ein Gravitationsfeld – mit anderen Worten, eine zusätzliche Größe, die irgendwie geeicht werden muss.

    “Was das Wesen der Dinge betrifft. Da hatte ich gehofft, dass du eine Weisheit von dir gibst.”
    Habe ich doch – wenn dir meine Weisheit nicht schmeckt, ist das ja was anderes :-)

    @Anonym_2018
    “Eine Feldtheorie ist das Eingeständnis von Physikern, nicht genau zu wissen, was da los ist – ein Feld halt. ”
    Das halte ich für ein absolut unsinniges statement. Wie gesagt, das “Wesen” eines Feldes ist letztlich genauso unergründlich wie das “Wesen” von allem, aber wenn wir herausfinden, dass wir ein Phänomen über ein “Feld” beschreiben können, dann haben wir etwas über dieses Phänomen herausgefunden.

    “Aber bei manchen Feldern weiß man inzwischen, wie das funktioniert und was dahinter steckt.”
    Naja, bei allen Feldern, wo wir eine Theorie haben, wissen wir das. Ich sehe nicht, wie man konsistent behaupten kann, dass wir das elektrische Feld verstehen, aber das Higgs-Feld nicht.

    “m Vakuum ist es die Ladungsverschiebung zwischen den virtuellen Teilchen des Vakuums (Vakuumfluktuation). Die Ladungsfernwirkung funktioniert also wie eine Eimerkette.”
    Da gruselt es mich aber ziemlich. Ich kenne Prof. Ulrich nicht und weiß nicht, was der sonst so schreibt, aber solche Sätze sind so stark vereinfacht, dass sie ein völlig schiefes Bild vermitteln.

    @Daniel Rehbein
    “Wozu brauchen wir dann überhaupt noch das Formelzeichen “c”?”
    Genau deshalb, weil wir weiter mit unseren gewohnten Einheiten rechnen wollen.

  76. #76 Niels
    19. September 2018

    @MartinB

    An der TU München gibt es wohl nur einen Prof. Ulrich Walter, nämlich den bekannten ehemaligen Astronauten.
    Entsprechend ist er auch Professor für Raumfahrttechnik.
    https://de.wikipedia.org/wiki/Ulrich_Walter

    Ist daher nicht so verwunderlich, dass er sich mit dem Higgs-Feld, Feldtheorien oder Wissenschaftstheorie nicht so besonders gut auskennt.

    Warum er meint, sich trotzdem dazu äußern zu müssen und warum die Welt finedt, es wäre eine gute Idee, ausgerechnet ihn dazu zu befragen, muss man wahrscheinlich nicht unbedingt nachvollziehen können.

  77. #77 MartinB
    19. September 2018

    @Niels
    Danke, ich war natürlich zu faul, das nachzugucken. Hat mal Festkörperphysik gemacht, immerhin.

  78. #78 Karl
    19. September 2018

    Anonym
    Mit der “Ladung” begehst du auch nur einen Begriffswechsel. Das Wesen der Ladung bleibt dabei im Dunkeln.
    Hier helfen nur Formeln, die die Beziehungen zwischen den Begriffen darstellen.

    Und wenn das Wesen einer Sache nur die mathematische Relation zwischen zwei Begriffen ist ??

    Dann bekommt die Mathematik eine Realität.
    Jetzt mal außer der Reihe, ich denke da an die Titus – Bodesche – Reihe mit deren Hilfe der Kleinplanet Ceres gefunden wurde. Wer da behauptet, dass sei nur Zahlenakrobatik, der hat wenig Phantasie.
    Die Frequenzverhältnise innerhalb der Tonleiter sind auch nicht zufällig. Was wir als “schön” empfinden, das ist auch mathematisch gesehen erklärbar.

  79. #79 MartinB
    19. September 2018

    @Karl
    Man geht aber heute tatsächlich davon aus, dass es nur Zahlenspielerei ist mit der TB-Reihe.
    http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2014/07/18/sternengeschichten-folge-86-keplers-kosmisches-mysterium-und-die-titius-bode-reihe/
    Fantasie ist ja schön, aber nicht alles, was Fantasie ist, ist auch richtig.

  80. #80 Karl
    19. September 2018

    MartinB
    Übrigens , die Lichtgeschwindigkeit = 2 x 7 x 73 x 293339 m/s
    ist als das doppelte Produkt aus den Primzahlen 7, 73 und 293339 !
    Mein Verdacht, dass sich c als Produkt einer Reihe darstellen lässt, scheint nicht zu stimmen.
    Anmerkung: Das sind Zahlenspielereien und keine ungare physikalisch/mathematische Theorie.
    Mein credo ist: Physik soll Spaß machen und wenn die Mathematik noch mitspielt, um so besser.

  81. #81 alex
    19. September 2018

    @Karl:
    Jede natürliche Zahl ist das Produkt von Primzahlen. Das ist der Hauptsatz der elementaren Zahlentheorie. Und die (asymptotische) Wahrscheinlichkeit dafür, dass kein Primfaktor mehr als einmal auftritt, ist knapp 61%. Ich sehe also nicht, wass an 299792458 = 2 * 7 * 73 * 293339 bemerkenswert sein soll.

    Desweiteren hängt der spezielle Zahlenwert 299792458 an unserem Einheitensystem. Also daran, wie lang ein Meter und eine Sekunde sind. Wenn du also annimmst, dass es einen fundamentalen Grund für die Zahl 299792458 gibt, nimmst du auch an, dass es einen fundamentalen Grund für die Länge von Meter und Sekunde gibt (und damit im Prinzip für die Größe und Rotationsgeschwindigkeit der Erde plus sämtliche Messfehler, die bei der Bestimmung dieser Größen gemacht wurden).

  82. #82 Niels
    19. September 2018

    2 ist auch eine Primzahl.
    Jede natürliche Zahl lässt sich eindeutig als Produkt aus Primzahlen darstellen, das nennt man auch den Hauptsatz der elementaren Zahlentheorie.

    Jede Zahl lässt sich als Grenzwert einer Reihe ausdrücken.

    Unsere Einheiten sind letztlich willkürlich, c kann in anderen Maßsystemen natürlich jeden beliebigen Zahlenwert annehmen.

  83. #83 tomtoo
    19. September 2018

    Reine Zahlenzauberei.
    c=1 und gut ist. Wie sieht das im Irrationalen aus?

  84. #84 Karl
    19. September 2018

    Niels, Alex
    alles richtig ! Mathematiker können schon desillusionierend sein.
    Eine geringfügige Korrektur der Zeiteinheit würde ja auch die Geschwindigkeit c beinflussen. Wie groß müsste 1 Sekunde verändert werden, dass c genau 300 000 Km/s ergeben. Vielleicht wäre es auch günstiger den Meter etwas zu verkürzen und die Sekunde etwas zu verlängern, damit die Energieeinheit Joule unverändert bleibt.

    Ich weiß schon, was ich da verlange. Alle abgeleiteten Maßeinheiten müssten verändert werden.
    Wer krank ist oder sonstwie Langeweile hat, kann sich da ja mal hineinknieen.

  85. #85 tomtoo
    19. September 2018

    Ganz schön kompliziert. Also wie würde man unterscheiden? Ich bin 100Km/h pro Stunde gefahren oder ich bin 100Km gefahren?

  86. #86 dirk
    19. September 2018

    @Karl: ich habe Ihr Credo überhaupt nicht verstanden. Was macht eigentlich Spaß an einer Primzahlzerlegung? 1983 wurde der Meter international angepasst, so dass c eine “glatte”(natürliche) Zahl ergibt. Somit sind nun c und die Sekunde die festgelegten Einheiten. Warum sollte jetzt irgendwer eine andere Zahl für c einführen?

  87. #87 Anonym_2018
    19. September 2018

    @ Karl (19. September 2018) #78

    Die Frequenzverhältnise innerhalb der Tonleiter sind auch nicht zufällig. Was wir als “schön” empfinden, das ist auch mathematisch gesehen erklärbar.

    Das stimmt. Ein Interval hört sich “schön” an, wenn sich die Frequenzen der beiden beteiligten Töne wie kleine ganze Zahlen zueinander verhalten, z.B. bei der reinen Quinte wie 3/2. Allerdings ist die Tonleiter künstlich so definiert worden, dass “schöne” Intervalle darin vorkommen. Daher ist sie als Beispiel für regelmäßige Zahlenmuster in der Natur schlecht geeignet.

    Ein Beispiel für ein nicht verstandenes regelmäßiges Zahlenmuster in der Natur ist z.B. die gleichen Anzahl von verschiedenen Leptonen und Quarks im Standardmodell.

  88. #88 Anonym_2018
    20. September 2018

    @ MartinB (19. September 2018) #75

    Da gruselt es mich aber ziemlich. … aber solche Sätze sind so stark vereinfacht

    Manchmal hat Florian schon recht:
    http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2013/03/02/die-tyrannei-der-prazession-behindert-die-wissenschaftskommunikation/

  89. #89 Anonym_2018
    20. September 2018

    Eine elektrische Polarisierbarkeit des Vakuums scheint es zu geben:

    Energieabhängigkeit
    In der Elementarteilchenphysik hängt die Feinstrukturkonstante auch noch von der Energie ab. So ist bei der Masse des Z-Bosons (91 GeV) die Feinstrukturkonstante α ≈ 1/128. Die Wechselwirkung wird durch Elektron-Positron-Paare abgeschirmt, die kurzzeitig aus dem Vakuum heraus existieren (s. Vakuumfluktuation). Die Teilchen kommen sich bei höheren Energien näher und somit gibt es zwischen ihnen weniger Elektron-Positron-Paare, die die Wechselwirkung abschirmen.

    Quelle:
    https://de.wikipedia.org/wiki/Feinstrukturkonstante

    Dann müssen sich (durch ein reelles Photon angeregte) Schwingungen dieser Polarisierung auch als Wellen ausbreiten können.

  90. #90 MartinB
    20. September 2018

    @Anonym_2018
    Es besteht ein Unterschied zwischen dem Abdecken von für eine bestimmte Diskussion letztlich irrelevanten Einzelfällen und dem bis zur Unkenntlichkeit Vereinfachen von physikalischen Begriffeb.

    Natürlich gibt es eine elektrische Polarisierbarkeit des Vakuums, dazu gibt es hier sogar nen Blogartikel. Aber auch wenn die Begriffe das suggerieren, ist die nicht direkt mit der Vakuumpolarisation aus der klassischen Edynamik gleichzusetzen.

  91. #91 Karl
    20. September 2018

    Dirk
    So wie es aussieht, scheint doch die Lichtgeschwindigkeit die einzige unveränderliche Größe zu sein. Also sollte man von dieser Größe ausgehen. Wenn man jetzt durch Zufall oder auch bewusst auf ganzzahlige Verhältnisse zwischen den NaturKonstanten kommen könnte, dann würden sich tiefere Einsichten in die physikalischen Zusammenhänge ergeben.
    Praktisch gesehen ist das natürlich vollkommen unrealistisch, weil Meter Kilogramm und Sekunde sich nicht verändern lassen. Der Rattenschwanz an Folgen wäre nicht zu übersehen. Alle Tabellen müssten geändert werden.
    Mein Vorschlag war nur hypothetisch, um den Zusammenhang zwischen den Maßeinheiten hervorzuheben.
    Was jetzt den Spaß betrifft, unterschätze den nicht. Die 5 Platonischen Körper sind z.B. ein Musterbeispiel an Ästhetik. Das Periodensystem der Elemente hat eine innere Logik, an dem man sich erfreuen kann.
    Und der Vorschlag c = 1 geht doch in diese Richtung, weil der Mensch nun mal nach Verienfachung strebt.
    Ich hoffe, du hast meine Intention verstanden.

    Anonym
    du hast verstanden, worum es geht.
    Die meisten physikalischen Formel sind eine Vereinfachung der Wirklichkeit. Auch die Zahlenverhältnisse werden angepasst. Ich denke da an das wohltemperierte Klavier.
    Aber genau diese Vereinfachungen sind doch der Ansporn aller Wissenschaft.
    Die Formel s = 1/2a x t² ist so eine Vereinfachung, die ästhetisch schön ist. streng genommen ist sie falsch , weil eben a keine Konstante ist, sondern sich mit jedem Meter Höhe ändert.

  92. #92 MartinB
    20. September 2018

    @Karl
    “So wie es aussieht, scheint doch die Lichtgeschwindigkeit die einzige unveränderliche Größe zu sein”
    Nö, es gibt noch andere Naturkonstanten, das Plancksche Wirkungsquantum, die Elementarladung die Grav-Konstante usw.

    “Wenn man jetzt durch Zufall oder auch bewusst auf ganzzahlige Verhältnisse zwischen den NaturKonstanten kommen könnte, dann würden sich tiefere Einsichten in die physikalischen Zusammenhänge ergeben”
    Wie soll das gehen? Wir können natürlich (so wie man das in der theoretischen Physik macht), Einheiten so wählen, das z.B. c und h-quer gleich 1 sind, das gibt aber keine tiefere Erkenntnis. Insofern ist das nicht besonders hypothetisch.

  93. #93 Ingo
    20. September 2018

    Wuerde sich das “Problem des irrefuehrenden Namens der Lichtgeschwindigkeit” nicht viel eleganter loesen koennen, wenn man einfach das Einheitensystem umdreht, und anstatt “Meter” einfach “Microsekunden” nimmt,- oder umgekehrt anstatt “Sekunde” einfach “Megameter”.

    Wenn ich das richtrig verstehe muesste dann das “c” aus vielen Gleichungen verschwinden, da es sich letztendlich nur um eine Umrechnung von Zeit- in Raumeinheiten handelt. (Waere das wirklich so?)

  94. #94 MartinB
    20. September 2018

    @Ingo
    Kann man machen – macht man wie gesagt in der theoretischen Physik auch gern so, aber wäre praktisch gesehen ziemlich unsinnig, wenn man Bauteile dann in Nanosekunden oder so messen würde (oder Zeiten in Metern) – schon die Umstellung DM zu Euro war ja schwierig…

  95. #95 Ingo
    20. September 2018

    Teil 1)
    Ist “c” dann ueberhaupt eine “Konstante” ?
    Wenn man annimmt, dass “c” nur ein Umrechnungsfaktor zwischen Laengen- und Zeiteinheiten ist, dann waere es ja nur eine kuenstliche Konstante.

    (Niemand kaeme auf die Idee den Umrechungsfaktor 2,54 zur Umrechnung von Zoll in Zentimeter als “Naturkonstante” zu bezeichnen.)

    Nimmt man (bei natuerlichen Einheiten Lichtsekunden und Sekunden) einfach “1” als Lichtgeschwindigkeit, so verschwindet sie.

    Teil 2)
    Man findet in Artikeln zur SRT immer wieder Gedankenspiele wie “was waere wenn die Lichtgeschwindigkeit 30km/h waere” – wie wuerde sich Fahradfahren anfuehlen.
    Dies ist hilfreich um sich die Effekte bei relativistischen Geschwindigkeiten vorzustellen.

    Dennoch: Ist ein Universum ueberhaupt denkbar in dem die Lichtgeschwindigkeit einen anderen Wert hat.
    Muessten nicht saemtliche Prozesse ebenfalls langsamer ablaufen wenn die Lichtgeschwindigkeit langsamer waere.
    Letztendlich sind alle Prozesse Zustandsaenderungen die durch irgendwelche Kraefte uebertragen werden. Diese Kraefte wirken maximal mit Lichtgeschwindigkeit. Waere die Lichtgeschwindigkeit langsamer, waeren dann doch alle Prozesse langsamer,-
    Dies waere gleichzusetzen damit, dass die Zeit langsamer ablaeuft,- und dies wuerde bedeuten, dass einem die Lichtgeschwindigkeit wieder genauso schnell erscheint wie vorher.

    Teil 3)
    Anders gefragt: Gibt es ueberhaupt die Lichtgeschwindigkeit,- oder ist dies nur eine Folge unserer unterschiedlichen Wahrnehmung von Raum versus Wahrnehmung von Zeit.

  96. #96 MartinB
    20. September 2018

    @Ingo
    Naja, zeit und raum sind ja schon was unterschiedliches.

    “Dennoch: Ist ein Universum ueberhaupt denkbar in dem die Lichtgeschwindigkeit einen anderen Wert hat.”
    Ja, auch wenn 30km/h schon extrem wäre. Die Effekte, die wir beobachten ergeben sich ja aus einem Zusammenspiel von allen Naturkonstanten, also c, Wirkungsquantum, Gravitationskonstante, Elementarladung usw. Wenn sich eine ändert, ändert sich die Stärke der Effekte relativ zueinander.

    Es gibt auch Hypothesen, in denen sich die Naturkonstanten im Laufe der Zeit ändern (allerdings keine, die besonders plausibel funktionieren, aber dnekbar ist das schon).

  97. #97 Ingo
    20. September 2018

    Ich verstehe zwar die Antwort,- aber ich verstehe nicht das “warum”

    Mir war dieser Teil der Frage wichtig:
    Wenn man annimmt, dass die Lichtgeschwindigkeit einen geringeren Wert haette,- wuerde das nicht bedeuten, dass alle beobachtbaren Prozesse ebenfalls langsamer ablaufen?

    Grund der Frage ist folgendes:
    Alle Prozesse lassen sich beschreiben als eine Abfolge von Zustandsaenderungen. (Teil X reagiert mit Teil Y)
    Diese jeweiligen Reaktionen werden durch Kraefte uebertragen. (Elektron A bewegt sich und sendet ein Photon B aus, was wiederum bei Elektron C eine Bewegung induziert)

    All diese Kraefte (nicht nur Photonen) sind jedoch “nur” in Lichtgeschwindigkeit unterwegs,- dass heisst doch, dass jede Wirkung maximal mit Lichtgeschwindigkeit uebertragen wird.
    Wenn ich nun ein hypotethisches Universum mit langsamerer Lichtgeschwindigkeit annehme,- so muessten daher doch saemtliche beobachtbaren Prozesse langsamer ablaufen.
    Einem Beobachter innerhalb dieses Universums (der ebenfalls der langsamen Lichtgeschwindigkeit unterliegt) wuerde jedoch keinen Unterschied feststellen, da auch seine Beobachtung “langsamer” ablaeuft.

    (Es gibt einfach keinen universell anwendbaren Massstab mit denen ich Geschwindigkeiten in unseren Universum mit dem langsamen Universum vergleichen koennte)

    Daher wuerde ein Beobachter im langsamen Universum auf den gleichen Wert fuer “c” kommen wie wir es tun.
    Was fuer eine Bedeutung hat dann der genaue Wert von “c” ueberhaupt noch, wenn in jeder denkbaren Konstellation das gleiche herauskommen wuerde?

    Wo ist da der Denkfehler

  98. #98 Ingo
    20. September 2018

    Noch anders gesagt:
    In einem hypotetischen Universum mit langsamer Lichtgeschwindigkeit muessten alle Prozesse langsamer ablaufen.

    Wenn alle Prozesse langsamer ablaufen gehen auch die Uhren langsamer.
    Wenn die Uhren langsamer gehen, messen die hypotetischen Bewohner des langsam-Licht-Universum wiederum genau die gleiche Anzahl Zeiteinheiten die das Licht von A nach B braucht, wie wir es in unseren Universum tun.

    Einfach weil die Zeiteinheiten in unseren Universum eine andere ist, als die Zeiteinheiten des langsam-Licht-Universum. Es gibt keinen universellen Massstab auf den sich die beiden Universen einigen koennten.

    Oder noch anders gefragt: Wenn morgen Nachmittag die Lichtgewindigkeit nur noch halb so schnell waere: Wuerden wir den Unterschied ueberhaupt merken? Oder wuerden wir es nicht merken, weil alle unsere Uhren (und auch wir selber) ebenfalls langsamer werden.

  99. #99 PS
    20. September 2018

    @Ingo
    Da ist kein Denkfehler unterlaufen.

    c=1. Zeit und Raum sind Bruchteile davon.

    Eine Änderung von c könnte nur im Vergleich zu einem anderen Universum festgestellt werden.

    Innerhalb des Universums bliebe aus Sicht der darin befindlichen Beobachter alles gleich, insbesondere die Masse, Energie und Schwere/Trägheit, weil h im Grunde ebenfalls “1” ist. Sie hätten sich ihre Maßstäbe eben aus der “anderen” Ausbreitung des Lichts abgeleitet, und alles bliebe beim Alten.

  100. #100 MartinB
    20. September 2018

    @Ingo
    “Wenn man annimmt, dass die Lichtgeschwindigkeit einen geringeren Wert haette,- wuerde das nicht bedeuten, dass alle beobachtbaren Prozesse ebenfalls langsamer ablaufen?
    —”
    Nein, weil ja die Lichtgeschwindigkeit nicht in alle Effekte der Welt gleich eingeht.

    “All diese Kraefte (nicht nur Photonen) sind jedoch “nur” in Lichtgeschwindigkeit unterwegs,- dass heisst doch, dass jede Wirkung maximal mit Lichtgeschwindigkeit uebertragen wird.”
    Denk mal an eine Schallwelle – für die ist die Tatsache, dass die Übertragung von elektrostatischer Abstoßung zwischen den Atomen mit c läuft, vollkommen irrelevant, die Schallgeschwindigkeit wird durch die Dichte und die (statischen, wiel die geschwindigkeiten klein sind) Bindungskräfte bestimmt.

  101. #101 MartinB
    20. September 2018

    Man sieht das auch daran, dass wir mehr als eine Naturkonstante haben. Wen ich zum Beispiel die Gravitationskonstante ändere, ändert sich die Geschwindigkeit einer Pendeluhr, aber nicht die Zeit einer Atomuhr. Bei c ist es etwas schwieriger zu sehen, weil c nahezu überall eingeht (eben weil c mit der Raumzeit zusammenhängt), aber das Beispiel der Schallwelle zeigt schon, dass c nicht überal gleich eingeht. Ansonsten müsste man aus jedem beliebigen Effekt c bestimmen können.

  102. #102 Anonym_2018
    20. September 2018

    @ Karl (20. September 2018) #91

    Auch die Zahlenverhältnisse werden angepasst. Ich denke da an das wohltemperierte Klavier.

    Ja, heutzutage sind Tasteninstrumente in der Regel nicht rein, sondern gleichstufig temperiert gestimmt.

  103. #103 Daniel Rehbein
    Dortmund
    20. September 2018

    @MartinB #96

    Ist das so? Sind die drei Raumdimensionen und die Zeit wirklich etwas unterschiedliches?

  104. #104 MartinB
    21. September 2018

    @Daniel
    Dreh deine Nase nach Norden, dann nach Süden, Osten Westen, oben, unten. Kein Problem, oder? Jetzt dreh deine Nase nach gestern. Geht nicht? qed.
    Ja,Zeit und Raum sind etwas anderes, man sieht das auch an den Regeln für Raumzeitabstände, wo Raum- und Zeitdimensionen mit unterschiedlichen Vorzeichen eingehen. Weltlinien von Objekten sind immer zeitartig, nie raumartig.
    Natürlich sind Zeit und Raum etwas anderes – so abgehoben, dass sie mit unserer Erfahrung gar nichts mehr zu tun hat und ihr komplett widerspricht, ist dann auch die SRT nicht (nicht mal die ART).

  105. #105 Anonym_2018
    21. September 2018

    3. Lichtgeschwindigkeit und die Statik des Gravitationsfeldes; von A. Einstein

    Seite 367, unten:
    Die Ganggeschwindigkeit ω der Gravitationsuhr ist also c proportional, wie dies für Uhren jeder Art der Fall sein soll.

    Quelle:
    http://myweb.rz.uni-augsburg.de/~eckern/adp/history/einstein-papers/1912_38_355-369.pdf

  106. #106 PS
    21. September 2018

    @MartinB #101
    Wenn sich alle Ereignisse im Universum von einem bestimmten Ausgangspunkt auf Grund einer Kausalkette entwickelt haben, dann hing die Dynamik dieser Entwicklung von Anfang an nur davon ab, dass die Wirkungsausbreitung endlich ist. Wäre die Wirkungsausbreitung unendlich, so wäre die Kausalkette bei ihrem Beginn bereits zu ihrem Ende gelangt, und es gäbe keine Zeit. Weil die Wirkungsausbreitung aber endlich (und damit selbstverständlich konstant) ist, sind auch wir Teil einer zeitlichen Entwicklung. Die Wirkungsausbreitung hat keinen bestimmten Wert, sie ist der Urgrund, sie ist die Existenz, sie ist “1”, und alle anderen Werte ergeben sich erst aus dieser “1”. Deshalb kann man innerhalb eines Universums nichts davon merken, wenn sich “1” “ändern” würde. Auch die Schallausbreitung mit allen ihren quantenmechanischen Voraussetzungen und Abläufen beruht insbesondere in in Bezug auf ihre Koordinatengeschwindigkeit im Medium Luft auf der konstanten Wirkungsausbreitung von “1”, sie ist ein bestimmter Bruchteil von “1” und würde sich in dieser Relation zu “1” nie ändern, wenn “1” sich ändern würde.

    Eine solche Änderung eines Wertes, der die Voraussetzung des Universums ist, ist aber ohnehin eine Fehlvorstellung, ein Zirkel, weil der Begriff “Änderung” selbst von dem abgeleitet ist, was sich angeblich “ändern” soll.

    Das ist, wie immer, meine private Meinung, aber um Gottes Willen keine Privattheorie.

  107. #107 MartinB
    21. September 2018

    @Anonym
    “wie dies für Uhren jeder Art der Fall sein soll.”
    Hmmm, das ist interessant, besonders das Argument mit dem Äquivalenzprinzip auf der Seite weiter oben, das ist ein gutes Argument für einen universellen Effekt.

    @alle
    Vielleicht habe ich mich oben doch geirrt und eine Änderung von c würde sich auf alle Prozesse, mit denen man die Zeit messen kann, auswirken. Die Änderung hätte aber soweit ich sehe trotzdem messbare Konsequenzen, weil die Verhältnisse zwischen den Naturkonstanten sich ja ändern würden, unterschedliche Effekte (die nicht direkt mit der Zeitmessung zusammenhängen) würden also unterschiedlich stark beeinflusst werden.

  108. #108 MartinB
    21. September 2018

    @PS
    Ehrlich gesagt habe ich keine Ahnung, was mir der Kommentar sagen soll. Was ist denn eine endliche Wirkungsausbreitung? Meinst du eine endliche Geschwindigkeit?

  109. #109 Karl
    21. September 2018

    Dirk 86
    Warum eine andere Zahl für die Lichtgeschwindigkeit ?
    Wenn sich herausstellen sollte, dass der genaue Zahlenwert der Lichtgeschwindigkeit eine Primzahl ist , dann kann c nicht einfach nur der Quotient aus s und t sein.
    29979245899 cm/s wäre zum Beispiel eine Primzahl..
    (Nur um die Phantasie anzuregen !)

  110. #110 MartinB
    21. September 2018

    @Karl
    Und das ist irgendwie signifikant weil die Einheit Meter, die mal grob als Bruchteil des Erdumfangs festgelegt wurde, eine tiefere Bedeutung hat?

  111. #111 MartinB
    21. September 2018

    Damit ich keinen Unsinn erzähle, habe ich mal beim physicsforum nach dem Einfluss von c auf Uhren gefragt.

  112. #112 Karl
    21. September 2018

    MartinB
    significant ist das nicht. Das kann man sogar als sophistisch bezeichen.
    Mir geht es darum. Mit der Definition der Sekunde als dem 9192631770 fachen der Periodendauer will man ja höchste Präzission erreichen. Nur ganzzahlige Teiler liefern Ergebnisse ohne unendliche Dezimalbrüche. Und diese Teiler sind 2, 3². 5, 7², 47 und 44351, die Primfaktoren. Mit einer 1/10 Sekunde darfst du noch rechnen, aber nicht mit 1/100 Sekunde, denn die ist kein ganzzahliger Faktor von 9192631770, immer eingedenk von höchster Präzision.
    Wenn jetzt die Lichtgeschwindigkeit eine Primzahl wäre, dann wäre die Wegstrecke für 1 Sekunde auch eine Primzahl. Wie willst du die ohne Rest teilen? Eingedenk höchster Präzision.

  113. #113 MartinB
    21. September 2018

    @Karl
    Und warum sollte ich einen ganzzahligen Teiler haben müssen und keinen Bruch? Was spräche gegen
    9192631770 + 1/7
    oder so?

  114. #114 Karl
    21. September 2018

    Der Frequenzzähler bei der Cäsiumuhr liefert nur ganzahlige Ergebnisse .
    Das kleinste ablesbare Ergebnis ist 1 und entspricht einer Zeidauer von 1,087827757 x10 hoch -10 Sekunden. genauer kann man Zeit nicht messen.
    Jetzt zu deiner Frage. +1/7 ist genau berechenbar, weil 7 ein Teiler der Periodendauer ist. Alle anderen Bruchteile sind auch berechenbar, aber halt mit einer Ungenauigkeit behaftet.
    Wohlgemerkt, das sind theoretische Überlegungen, die vielleicht in der Paxis keine Rolle spielen. Du hast da sicher einen tieferen Einblick. Anzumerken wäre auch noch das Verhältnis zwischen der Sekunde und dem Meter. Auf der Basis der Lichtgeschwindigkeit entspräche 1,08…. x 10 hoch -10 Sekunden einer Entfernung von 0,032612255 m.

  115. #115 MartinB
    21. September 2018

    @Karl
    Ja, dann nehme ich halt nen Prozess mit ner höheren Frequenz und kann mehr zählen, ich sehe immer noch keinen Grund dafür, unbedingt irgendwas in ganzzahhligen Verhältnissen ausdrücken zu wollen (außer dass das ggf. praktisch ist).

  116. #116 Karl
    21. September 2018

    MartinB
    In Comuteralgorithmen kommen schnell einige Hundertausend Berechnungen zustande. Wenn du dann bei den Divisionen unendliche Dezimalbrüche erhälst, dann summieren sich die Rundungsfehler. Du weißt auch nicht, mit wieviel Nachkommastellen der Computer intern rechnet. Bei einer Weg-Zeit-Rechnung in einem inhomogenen Gravitationsfeld habe ich einmal mit 60000 Divisionen gerechnet, dann Delta t um den Faktor 10 verkleinert. Die Berechnungen erhöhten sich damit auf 600 000. Das Endergebnis unterschied sich nach der ersten Nachkommastelle.
    Bis heute weiß ich nicht, welches Ergebnis das Genauere ist.
    Deswegen umgehe ich unnötige Divisionen . Am besten, wenn die Verhältnisse ganzzahlig sind.

  117. #117 MartinB
    21. September 2018

    @Karl
    Sicher – aber was hat das mit Physik zu tun.

    Und wenn dein Delta t so einen großen Einfluss hat, empfehle ich, einen Algorithmus höherer Ordnung zu nehmen, das sind aber keine Rundungsfehler im eigentlichen Sinne.

  118. #118 Karl
    21. September 2018

    MartinB
    Das sind die Probleme am Rande der Physik. Ohne Computer kann man heute keine Berechnungen mehr durchführen. Das mit den ganzzahligen Verhältnissen ist kein Glaubensbekenntnis, das ist das Zeichen für die Suche nach Romantik. Wenn das nicht so wäre, dann würden nur sehr wenige Menschen sich mit Mathematik und Physik beschäftigen. Denk doch mal an die Resonanzen zwischen den Planeten und ihren Monden. Das sind ganzzahlige Brüche.

  119. #119 dirk
    21. September 2018

    @Karl

    Das sind die Probleme am Rande der Physik.

    Noe, das hat nix mit Physik zu tun.

    Ohne Computer kann man heute keine Berechnungen mehr durchführen.

    Doch ich kann das! Deswegen führt man so was, wie c=1 ein, damit man einfacher rechnen kann. Wenn es Ihnen leichter fällt, können Sie die Lichtgeschwindigkeit in der Einheit Seemeilen pro Woche verwenden. Nur, es ändert gar nichts an dem tatsächlichen Wert(ob nun konstant oder nicht).

    Ich hätte von Ihnen gerne noch ein ganzzahliges Modell für den Zusammenhang von Kreisdurchmesser zu Kreisumfang, bitte.

  120. #120 MartinB
    21. September 2018

    @Karl
    Sicher, aber die hängen nicht vom Einheitensystem ab. Natürlich gibt es in der Natur ganzzahlige Verhältnisse, aber wir können doch nicht erwarten, dass die Zufälligkeiten unserer gewählten Einheiten u solchen verhältnissen führen, das ergibt schlicht keinen Sinn.

  121. #121 Anonym_2018
    21. September 2018

    @ Karl (21. September 2018) #109 u.a.
    1) Ergänzung zur Tonleiter:
    Dass sich die Intervalle der gleichstufig temperierten Stimmung nur sehr wenig von der reinen Stimmung unterscheiden, ist natürlich sehr bemerkenswert, z.B.:
    • reine Quinte: Frequenzverhältnis = 1,5 (=3/2)
    • gleichstufig temperierte Quinte: Frequenzverhältnis = 2^(7/12) ≈ 1,4983
    Aber diese praktischen Eigenschaften der Frequenzverhältnisse sind rein mathematische Zusammenhänge, auch wenn die Schallausbreitung selbst auf Physik beruht. Meiner Ansicht nach hätte die Natur daher nichts unternehmen können, um diesbezüglich eine Verschlechterung zu erreichen.

    2) zum Zahlenwert der Lichtgeschwindigkeit:
    In diesem Zahlenwert irgendeine Systematik zu suchen, ist aus meiner Sicht Zeitverschwendung, da die Einheit “1 Meter” ursprünglich künstlich und ziemlich willkürlich festgelegt wurde:

    Im Jahr 1793 setzte der französische Nationalkonvent – neben einem neuen Kalender – auch ein neues Längenmaß fest: Der Meter sollte den 10-millionsten Teil des Erdquadranten auf dem Meridian von Paris betragen – also den zehnmillionsten Teil der Entfernung vom Nordpol über Paris zum Äquator. Ein Prototyp dieses Meters wurde 1795 in Messing gegossen.

    Quelle:
    https://de.wikipedia.org/wiki/Meter

    Eine andere Festlegung von “1 Meter” hätte einen anderen Zahlenwert der Lichtgeschwindigkeit in m/s zur Folge gehabt.

  122. #122 MartinB
    21. September 2018

    @alle
    Habe nochmal über das Einstein-Zitat nachgedacht. Soweit ich es sehe, hat Einstein oft (und auch in dieser Arbeit) in einer SPrache gedacht, in der er nicht über die lokale Lichtgeschwindigkeit in einem Lorentz-Bezugssystem redet, sondern über ds, was man in der modernen ART als “map speed” bezeichnet. Er schrfeibt ja von unterschiedlichen Werten von c in einem Schwerefeld. Das ist eine heute eher unübliche Art, die Dinge zu sehen (außer vielleicht bei sowas wie der Beegrifflichkeit einer Shapiro-verzögerung) und hat mich deshalb verwirrt.

    Die Frage nach der Möglichkeit, eine Änderung von c zu detektieren, ist letztlich so schlecht gestellt – relevant sind ja immer nur dimensionslose physikalische Konstanten. Dazu gibt es ein bisschen bei Wikipedia:
    https://en.wikipedia.org/wiki/Variable_speed_of_light#Dimensionless_and_dimensionful_quantities

  123. #123 Anonym_2018
    21. September 2018

    Eine interessante Vermutung:

    Einsteins verlorener Schlüssel

    Jene von Einstein 1911 entwickelte Formel barg zudem einen Schatz, den er damals noch nicht erkennen konnte – sie enthält eine erstaunliche Verbindung zu dem nach dem Wiener Physiker und Philosophen Ernst Mach benannten Machschen Prinzip. Mach hatte schon 1883 profunde Argumente angeführt, warum der Trägheitswiderstand eines Körpers gegenüber Beschleunigung – und damit der Begriff der Masse selbst – von der Bewegung des Körpers gegenüber dem Rest des Universums abhängen sollte. Dies würde bedeuten, dass die winzige Stärke der Gravitationskraft mit der enormen Größe des Universums zusammenhängt.

    c = c0 (1+ Φ/c²)
    Einsteins Originalveröffentlichung 1911, S. 906. Das Gravitationspotenzial (-GM/r mit negativem Vorzeichen, G Gravitationskonstante, M Masse der Sonne, r Abstand vom Mittelpunkt) wird dabei als Φ abgekürzt.

    Einstein hatte sich darüber den Kopf zerbrochen, fand aber keine Möglichkeit, Machs Idee in seine spätere Theorie einzubauen. 1911 hatte er es in gewisser Weise bereits getan – ohne es zu ahnen. Fast ein halbes Jahrhundert später wies der amerikanische Astrophysiker Robert Dicke darauf hin, dass die “1” im rechten Term von Einsteins Formel sich aus der Summe aller Gravitationspotenziale des Universums ergeben könnte, also diese Summe nicht anderes wäre als das Quadrat der Lichtgeschwindigkeit selbst (auf Dickes Arbeit wird in einem späteren Artikel noch genauer eingegangen).

    Dickes Vermutung aus dem Jahr 1957: kann der erste Term seinen Ursprung in den restlichen Massen des Universums haben?

    Die magnetische Feldkonstante wurde durch Maxwells Elektrodynamik obsolet, ebenso eliminierte die Quantenmechanik mehrere willkürliche Konstanten. Einsteins Formel von 1911 könnte die Gravitationskonstante überflüssig machen.

    Quelle:
    https://www.heise.de/tp/features/Einsteins-verlorener-Schluessel-3375765.html?seite=all

  124. #124 MartinB
    22. September 2018

    @alle
    Nochmal zum Einfluss von c:
    Eine kleine Diskussion auf dem physicsforum hat bestätigt, was ich oben schrieb: Wenn man c ändert, aber alle anderen Naturkonstanten beibehält, dann ändern sich die dimensionslosen physikalischen Konstanten (beispielsweise Feinstruktur), und damit ändert sich auch die Physik.
    https://www.physicsforums.com/threads/how-does-the-speed-of-light-affect-clocks.955848

    @Anonym2018
    Dicke ist ja berühmt dafür, alternativen zur ART untersucht zu haben; soweit ich sehe, gibt es aber keine Evidenz für diese Idee.

  125. #125 Anonym_2018
    22. September 2018

    @ MartinB (22. September 2018) #124
    Der Autor des heise-Artikels ist Mathe-Lehrer, hat einiges über die Theorien von Robert Dicke veröffentlicht (Beispiel 1, Beispiel 2) und betreibt einen Blog.

  126. #126 Karl
    22. September 2018

    Dirk
    “Ich hätte von Ihnen gerne noch ein ganzzahliges Modell für den Zusammenhang von Kreisdurchmesser zu Kreisumfang, bitte.”
    Um in der Sprache von MartinB zu antworten: Was hat das mit Physik zu tun?
    Zahlenverhältnisse hängen mit den verwendeten Modellen zusammen. Das Modell Kreisumfang nebst Radius liefert als Zahlenverhältnis Pi. Darum setzen wir ja Pi direkt in die Formel ein.
    Wenn wir das Euklidische Modell verlassen , die Kreisfläche also wölben, dann bekommen wir ein anderes Verhältnis.
    In der Physik hängen die Zahlenverhältnisse mit den verwendeten Maßeinheiten zusammen.
    Es wäre doch schön, wenn man bei der geigneten Wahl der Maßeinheiten zu ganzzahligen Verhältnissen käme. Mehr wollte ich gar nicht ausdrücken.

  127. #127 Anonym_2018
    22. September 2018

    Wenn man c ändert, aber alle anderen Naturkonstanten beibehält, dann ändern sich die dimensionslosen physikalischen Konstanten (beispielsweise Feinstruktur), und damit ändert sich auch die Physik.

    Diese Interpretation der Diskussion stimmt.

    Aber man kann die Diskussion auch wie folgt interpretieren:
    Wenn sich ε0 und µ0 jeweils halbieren (verringerte Vakuum-Polarisation) und sich c laut
    c = 1/ √( ε0 * µ0) dann verdoppelt, ändert sich die Physik nicht, auch wenn in dieser Diskussion ein Zusammenhang zwischen c und ε0 nur vorausgesetzt wird:
    https://www.physicsforums.com/showpost.php?p=2011753&postcount=55

    c wäre dann nur scheinbar eine Naturkonstante.

  128. #128 dirk
    22. September 2018

    Die Formel s = 1/2a x t² ist so eine Vereinfachung, die ästhetisch schön ist. streng genommen ist sie falsch , weil eben a keine Konstante ist, sondern sich mit jedem Meter Höhe ändert.

    Diese Formel ist überhaupt nicht falsch, sie beschreibt das Weg zu Zeit Verhalten bei konstanter Beschleunigung(in dieser Form jedoch 1-dimensional). Die Vereinfachung ist nur, dass bei simplen Fallversuchen angenommen wird, dass die “Gravitationsbeschleunigung” als höhenunabhängig angenommen wird. Das geschah aber bestimmt nicht aus Gründen der Ästhetik, sondern aus Gründen der Schulausbildung, In der 6-8 Klasse kennen sich Schüler sehr wenig mit Faltungen aus.

  129. #129 dirk
    22. September 2018

    P.S.: ich meinte das natürlich nur für den nicht-relativistischen Bereich.

  130. #130 MartinB
    22. September 2018

    @Anonym_2018
    Ich werde jetzt nicht nochmal erklären, warum c fundamentaler ist als mu_0…

  131. #131 MartinB
    22. September 2018

    @dirk
    Hinzu kommt, dass die Abweichung von g, die durch die Höhenänderung zu stande kommt, für normale Fallexperimente vernachlässigbar klein (und kleiner als die Unsicherheit im Wert von g, die man eh hat) ist…
    Es ergibt ja meist keinen Sinn, Physik genauer betreiben zu wollen, als messtechnisch möglich ist.

  132. #132 dirk
    22. September 2018

    @MartinB: Danke für den Hinweis, ist mir aber klar, und sorry für das OT-Rumreiten, ich konnte nur diesen “Ästhetik-Kram” überhaupt nicht nachvollziehen

  133. #133 Anonym_2018
    22. September 2018

    @ MartinB

    Ich werde jetzt nicht nochmal erklären, warum c fundamentaler ist als mu_0…

    Das ist O.K. Vielen Dank für die Nachfrage bei Physicsforums! Die Diskussion dort liefert gute Erkenntnisse.

    Dadurch weiss ich nun auch, dass es gefährlich wäre, den Wellenwiderstand des Vakuums (ca. 377 Ω) zu ändern. Sonst würde sich die Feinstrukturkonstante ändern :-)

  134. #134 Anonym_2018
    22. September 2018

    @ MartinB #124

    Dicke ist ja berühmt dafür, alternativen zur ART untersucht zu haben; soweit ich sehe, gibt es aber keine Evidenz für diese Idee.

    stimmt!

    Dieser Wert ist inkompatibel mit anderen Experimenten, z.B. der Periheldrehung des Merkur, so daß die Jordan-Brans-Dicke-Theorie heute als experimentell falsifiziert gilt.

    Quelle:
    https://www.spektrum.de/lexikon/physik/jordan-brans-dicke-theorie/7667

  135. #135 MartinB
    23. September 2018

    @Anonym_2018
    Soweit ich weiß, gibt es von Dicke und anderen einen ganzen Satz von alternativen Theorien, die nicht alle falsifiziert sind.

    Kann es sein, dass irgendwie ein Kommentar von dir verloren gegangen ist? Eben habe ich da was im System gesehen, aber jetzt ist es weg? Falls ja, sorry, war nicht von mir gelöscht.

  136. #136 Anonym_2018
    23. September 2018

    Kann es sein, dass irgendwie ein Kommentar von dir verloren gegangen ist?

    Alle Kommentare sind vorhanden.

  137. #137 MartinB
    23. September 2018

    Seltsam, ich hatte da was gesehen…

  138. #138 Karl
    23. September 2018

    Dirk 128
    Über Ästhetik bei mathematischen Formeln ist viel geschrieben worden und man kann da auch geteilter Meinung sein. http://scienceblogs.de/flugundzeit/2015/08/17/aesthetik-in-der-physik/
    Wenn man aber bedenkt, dass ohne Licht die Ästhetik keine Grundlage mehr hat, dann kann man auch umgekehrt sagen, dass das Licht an der Ästhetik beteiligt ist.
    Also , sei nicht so spröde und gib den Künstlern unter den Physikern ihre Existenzberechtigung zurück.

  139. #139 MartinB
    23. September 2018

    @Karl
    Sicher – ich empfehle allerdings das Buch Lost In Math zum Thema (habe ich ja neulich besprochen) – den verlinkten Blog lese ich aus gutem Grund nicht.

  140. #140 MartinB
    23. September 2018

    PS: Deine Zahlenspielereien haben aber mitdem, was man in der Physik im allgemeinen unter Ästhetik oder Schönheit versteht, nichts zu tun.

  141. #141 Karl
    23. September 2018

    MartinB
    ….meine Zahlenspielereien

    Jetzt übertreibst du aber. Der englische Chemiker Peter William Atkins fordert seine Leser geradezu auf, die Phantasie zu benützen. Mit Phantasie lassen sich Zusammenhänge bildhaft darstellen.
    Und wenn wir schon bei der Zahlenromantik sind, du bist doch der größte Romantiker, wenn du der Zeit eine eigene Dimension einräumst, wenn du die Raumzeitkrümmung als Ursache der Gravitation bezeichnest. Damit setzt du die mathematische Formel über das sinnliche Erfassen der Wirklichkeit.
    Ich finde das übrigens richtig, weil es konsequent ist.

  142. #142 Anonym_2018
    23. September 2018

    In dem Beitrag
    https://www.physicsforums.com/showpost.php?p=2011753&postcount=55

    wird ein Szenario beschrieben, in dem c verdoppelt wird und ε0 und µ0 so mitgeändert werden, dass α und damit die Physik unverändert bleiben. Die Verdoppelung von c bleibt unbeobachtet, weil sich die Einheit “Meter” dann wegen λ=h/(m*c) halbiert und sich die Eintheit “1 Sekude” wegen h*f=m*c² viertelt.

    Dass sich auch die Länge des Ur-Meters entsprechend (unbeobachtbar) halbiert, liegt daran, dass ε0 halbiert wurde, was zu einer Halbierung des Bohrschen Atom-Radius
    a0 = 4π ε0 h-quer² / (me * e²) führt (me=Masse des Elektrons).

    In dem folgenden Szenario gehe ich wieder von einem normalen c aus.

    In dem Experiment mit dem bewegten Beobachter und dem stromdurchflossenen Leiter verkürzt sich der Leiter um den Faktor γ (Lorentz-Kontraktion). Logischerweise müssen sich auch dessen Atome um denselben Faktor longitudinal verkürzen. Da der Bohr-Radius proportional zu ε0/me ist und die relativistische Masse me um γ zunimmt, verkleinert sich das longitudinale ε0 um γ² (nur aus Sicht des Beobachters!). Da die Lichtgeschwindigkeit in dem System des Leiters gleich bleibt, muss sich das longitudinale µ0 um den Faktor γ² vergrößern.
    D.h. der Wellenwiderstand des Vakuums vergößert sich aus Sicht des Beobachters um γ².

  143. #143 Anonym_2018
    23. September 2018

    Korrektur zu #142, unten:
    Der Wellenwiderstand des Vakuums muss doch gleich bleiben, das sich die longitudinale Verkleinerung des Bohr-Radius allein durch die relativistische Massenzunahme von “me” erklären lässt.

  144. #144 MartinB
    23. September 2018

    @Karl
    Nicht alles, was man zusammenphantasiert, ist auch sinnvoll, sonst hätte ich nen Schrank voller Physiknobelpreise…

  145. #145 Anonym_2018
    24. September 2018

    Bei Physicsforums gibt es seit heute einen Ergänzungs-Beitrag zu dem Szenario mit verdoppeltem c und halbierten ε0 und µ0:
    https://www.physicsforums.com/threads/how-does-the-speed-of-light-affect-clocks.955848/#post-6061404
    Darin wird berechnet, dass ein Fadenpendel nur dann keine beobachtbare Veränderung erfährt, wenn sich auch die Kopplungskonstante für die Gravitation
    αG = 2π G (me)² / (h*c) nicht ändert (me=Masse des Elektrons).

    D.h. Gravitationsuhren verhalten sich in einem solchen Szenario dann gleich wie Atomuhren, wenn z.B. G/c = konstant ist.