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Wer hat’s gesagt?

Von / 14. September 2021 / 14 Kommentare
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ScienceBlogs.de-Leser Horst hat uns diese Frage geschickt:

“Mein Freund und ich unterhielten uns neulich über die Tatsache, daß ein Blick in den Sternenhimmel immer ein Blick in die Vergangenheit ist. Dabei kam die Frage auf, wer als Erster dieses vermutet oder ausgesagt hat. Das dies mit der Entdeckung der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit zusammenhängt war klar. Aber wir konnten der Erstaussage über den Vergangenheitsblick keinen Namen zuordnen. Vielleicht können sie uns helfen?”

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Kommentare (14)

  1. #1 Ludger
    14. September 2021

    Das ergibt sich aus der Urknalltheorie von Georges Edouard Lemaître (1927)
    ( https://de.wikipedia.org/wiki/Georges_Lema%C3%AEtre )

  2. #2 Rob
    Oberland
    14. September 2021

    Eigentlich hat das ja nur etwas mit der Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit zu tun, das würde schon in der Antike diskutiert.

  3. #3 Christian Berger
    14. September 2021

    Hier mal ein paar Namen zur Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit
    https://de.wikipedia.org/wiki/Lichtgeschwindigkeit#Spekulationen_%C3%BCber_Endlichkeit

    Im Übrigen würde man auch bei einem statischen Universum in die Vergangenheit schauen.

  4. #4 Frank Wappler
    15. September 2021

    Jürgen Schönstein schrieb (14. September 2021):
    > […] Horst [schrieb]: »[…] die Tatsache, daß ein Blick in den Sternenhimmel immer ein Blick in die Vergangenheit ist. Dabei kam die Frage auf, wer als Erster dieses vermutet oder ausgesagt hat.«

    Ähnlich wie bei der Frage, ob es einen Seeweg von Europa westwärts bis nach Indien gibt, oder nicht, lässt sich zwar kaum nachweisen, wer die entsprechende Vermutung als Erste(r) geäußert haben mag; aber es ist verbürgt, wem es zuletzt gelungen wäre, die Frage durch nachvollziehbare Tatsachen endgültig zu beantworten.

    Hinsichtlich der Frage nach der Endlichkeit der Signalfront-Geschwindigkeit (auch als “Lichtgeschwindigkeit im Vakuum” bekannt) gelang das der Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) 1983;
    und hinsichtlich der Frage nach einem Seeweg von Europa westwärts bis nach Indien gelang das der Mannschaft der Expedition von Ferdinand Magellan.

    > Das dies mit der Entdeckung der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit zusammenhängt war klar.

    Nicht “Entdeckung” sondern Festsetzung (durch Definition der Messgröße “Länge” bzw. “Distanz zwischen gegenüber einander ruhenden Enden”); letztlich ebenfalls durch die CGPM 1983.

  5. #5 Ingo
    15. September 2021

    Unsere Galaxie ist “nur” 100.000 Lichtjahre im Durchmesser.
    Erst seit den Untersuchungen von Edwin Hubble ist seit 1923 bekannt, dass es andere Galaxien gibt.

    Folgerichtig muessten die Menschen bis 1923 angenommen haben, dass man “nur” 100.000 Jahre in die Vergangenheit schauen kann, da es (nach damaligen Wissen) keine weiter entfernten Objekte gab.

    100.000 Jahre sind in der Sternenentwicklung ein zu kleiner Zeitraum um daraus irgendwelche Schlussfolgerungen auf irgendwelche Entwicklungen des Universums zu machen.

  6. #6 Wolfgang
    15. September 2021

    @Frank Wappler:
    > Das dies mit der Entdeckung der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit zusammenhängt war klar.

    Nicht “Entdeckung” sondern Festsetzung (durch Definition der Messgröße “Länge” bzw. “Distanz zwischen gegenüber einander ruhenden Enden”); letztlich ebenfalls durch die CGPM 1983.

    –

    Auch wenn das damals festgelegt wurde, so war es doch eine vorangegangene Entdeckung.

    Nämlich von James Bradley, 1728, der beobachtete, dass die Aberration für alle Sterne in der gleichen Blickrichtung während eines Jahres in identischer Weise variiert.

    Damals ging man schon von einer Konstanz der Lichtgeschwindigkeit aus. Allerdings war die Messungenauigkeit zu groß, dass nicht gesagt werden konnte, ob die Lichtgeschwindigkeit sich je nach relativer Geschwindigkeit der Erde verändert.

    Das konnte 1810 von François Arago entdeckt werden. Später wurde die Theorie von Augustin Fresnel 1818 mit der Wellentheorie erhärtet. Im Michelson-Morley-Experiment wurde der Äther verworfen und durch Einstein hinreichend erklärt.

    Die Forscher heute gehen sicher nicht von der Definition von der CGPM aus, sondern versuchen die Konstanz aus Theorien und Beobachtung herzuleiten. Sonst würde ja auch einige Theorien, die von einer veränderlichen Lichtgeschwindigkeit ausgehen (quantum loop gravity, Veränderlichkeit mit dem Alter des Universums, usw.).

    Aller spätestens seit der Lorentz-Transformation von Woldemar Voigt und Hendrik Lorentz um 1890 und vervollständigt von Henri Poincaré 1905 konnte gezeigt werden, dass die Lichtgeschwindigkeit konstant ist.

    Spätestens da musste sonnenklar sein, dass wir mit Blick ins Universum in die Vergangenheit schauen. Meine Vermutung ist, dass das schon viele – Jahrzehnte, wenn nicht noch länger (!) – vorher als allgemeine Tatsache akzeptiert war.

  7. #7 Gerald Fix
    15. September 2021

    Ich bin erstaunt, dass die Suche nach “Lichtarchäologie” -Proctor [um einen Buchttitel auszuschließen] gerade mal 6 Treffer bringt; ich hätte gedacht, das sei ein gängiger Begriff. Der Ngramviewer landet bei “0”.

  8. #8 Fluffy
    15. September 2021

    Das[s] dies mit der Entdeckung der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit zusammenhängt war klar.

    So klar find ich das jetzt nicht, weil eine Annahme der Endlichkeit dafür völlig ausreicht. Der Wert der Lichtgeschwindigkeit kann beliebig in Raum und Zeit variieren.

    ein Blick in den Sternenhimmel immer ein Blick in die Vergangenheit ist. Dabei kam die Frage auf, wer als Erster dieses vermutet oder ausgesagt hat.

    In den weiter oben zitierten Quellen kommt das Zitat eigentlich nicht vor.
    Bei dieser Art von Frage: “Wer hat’s gesagt?”, liegt man sehr oft richtig, wenn man sich auf die Klassiker beruft.
    An erster Stelle versprechenErfolg die Bibel, dann Goethe.
    In der Bibel heißt es, “Am Anfang war das Licht”. Das ist ja schon mal ein Verweis auf den Urknall. Weiter heißt es: “Die Schöpfung ist ja unterworfen der Vergänglichkeit”. Ein Blick in den Himmel ist also ein Blick in die Vergänglichkeit.
    .

    In Goethes Faust I heißt es:
    “O ja, bis an die Sterne weit!
    Mein Freund, die Zeiten der Vergangenheit
    Sind uns ein Buch mit sieben Siegeln.”

    Da haben wir es doch!

    Nicht ganz genauso aber doch ähnlich und mindestens ebenso interessant ist der Blick in die Sterne als ein ein Blick in die Zukunft:
    So heißt es in Schillers Wallensteins Tod: “Sterne lügen nicht” . Wallenstein hat sich ja bekanntermaßen vom berühmtesten seiner Zeit Astrologonomen Johannes Kepler Horoskope erstellen lassen, um einen Blick in seine Zukunft zu werfen, mit durchaus akzeptabler Präzision.

  9. #9 Ingo
    15. September 2021

    Interessant ist in diesen Zusammenhang folgender Fehlschluss der Antike:
    Viele dachten in der Antike, dass Objekte gesehen werden, weil “Sehstrahlen” vom Auge zum gesehenen Objekt ausgingen (und nicht die Lichtstrahlen vom Objekt zum Auge).
    Wenn man dies fuer einen Augenblick so annimmt, stellt sich die Frage wie schnell den diese “Sehstrahlen” sind.

    Dementsprechend hat Heron von Alexandria (Um das Jahr 0 herum) argumentiert, dass die Lichtgeschwindigkeit (=Sehstrahlengeschwindigkeit) unendlich sein muss, da die weit entfernten Sterne sofort nachdem man die Augen oeffnet gesehen werden. Waehren die Sehstrahlen langsamer, so muessten die Sterne erst Zeitverzoegert erscheinen, nachdem man die Augen oeffnet.

    Interessanter Fehlschluss.
    Er zeigt, dass man sich damals schon ueber solche Themen Gedanken gemacht hatte.
    Welche Fehlschluesse machen wir wohl heute?

  10. #10 rolak
    15. September 2021

    -Proctor

    Nett, klingt ja ein wenig wie der olle Lancelot Biggs – mal schauen, was kommt…

    Welche Fehlschluesse machen wir wohl heute?

    Na zB, daß Rohrreiniger ein Heilmittel sei.

  11. #11 Frank Wappler
    15. September 2021

    Wolfgang schrieb (#6, 15. September 2021):
    > […] Die Forscher heute gehen sicher nicht von der Definition von der CGPM aus

    Da ist was dran:
    In den Mise en pratique (SI Brochure – 9th edition (2019) – Appendix 2) findet sich nämlich einerseits:

    3. Primary methods for the practical realization of the definition of the metre

    The fundamental equation underlying the above definition [der CGPM, 1983] [… length of the path travelled by light in vacuum during a time interval with duration of …] is a direct relationship between a length, [the duration of] a time interval and the speed of light:
    l = c \cdot \Delta t [ equation (1) ]
    in which c is the fixed value for the speed of light in vacuum […] and \Delta t is [the duration of] the travelling time of the light along a geometrical path, of length l.

    während andererseits, bezugnehmend insbesondere auf tatsächliche Messungen:

    3a. Direct measurement of light travelling time (time of flight measurement)

    […] Measurement of the time delay \Delta t between both detector signals allows determination of the length difference, \Delta z, between measurement and reference pathways, which represents the length, l:
    l = \Delta z = \frac{1}{2} \, c_g \cdot \Delta t [ equation (2) ]
    in which c_g is the group velocity of the wave packet [where] under vacuum conditions c_g is identical to c; […]

    A prominent example of direct measurement of light travelling time is the measurement of the distance from the earth to the moon [ Reference 3.2: Bender, P. L. et al., “The Lunar Laser Ranging Experiment”, Science 19 (1973) 229-239 ].
    Here the length of the reference pathway can be neglected, and the major part of the measurement pathway is in space (vacuum), i.e. a relative error of less than 10^{-8} is caused by usage of c (instead of [c_g]) as the speed of light in equation (1) for this example. [ Hervorhebung FW ]

    Dabei wurde und wird jedoch die oben zitierte equation (1) gar nicht angewendet, um mit der Methodik der Lunar-Laser-Ranging-Experimente einen Wert der Distanz zwischen Erde und Mond zu ermitteln; sondern stattdessen ganz offenbar equation (2) !
    (Die sich von equation (1) insbesondere um den Faktor \frac{1}{2} unterscheidet.)

    (Außerdem findet sich offenbar an keiner Stelle der CIPM-Veröffentlichungen, die “Längen”- bzw. “Distanz”-Messung betreffen, irgendeine ausdrückliche Forderung, dass gewisse Beteiligte, die als “Enden des Licht-Pfades” zu identifizieren wären, womöglich gegenüber einander ruhen sollten; oder, wie z.B. Erde und Mond, zumindest annähernd gegenüber einander starr sein sollten. Die heutigen Forscher sind auch dahingehend sicherlich anspruchsvoller und entsprechend sorgfältiger.)

  12. #12 Fluffy
    16. September 2021

    Es soll also um die Lichtgeschwindigkeit geben.
    Dann werde mal Licht.
    zu #11:
    Wie kann man soviel Brimborium um die Formel
    v = s/t herum machen, die übrigens auch für große Werte von v und den Spezialfall v=c gilt?

  13. #13 Frank Wappler
    16. September 2021

    Fluffy schrieb (#12, 16. September 2021):
    > zu #11:
    Wie kann man soviel Brimborium um die Formel
    v = s/t herum machen, die übrigens auch für große Werte von v und den Spezialfall v=c gilt?

    Wer Formeln dermaßen fluffig hinmalt wie Fluffy, erspart sich (und anderen) allerdings jegliches Brimborium um die etwaige Bedeutung der Formelzeichen, die Definitionen der womöglich damit gemeinten Messgrößen bzw. die Ermittlung der womöglich damit gemeinten Messwerte.

  14. #14 Fluffy
    17. September 2021

    @#13
    Was wil uns der Dichter damit sagen?
    Zwei sinnlos aus dem Zusammenhang gerissene Zitate aus dem Appendix 2, die einzig einen trivialen Zusammenhang vermitteln.
    Im übrigen ist die Beschreibung so abstrakt gehalten, dass ich für eine praktische Realisierung nix groß entnehmen könnte. Es wird zwar Gruppen- und Phasengeschwindigkeit erwähnt und der Einfluß der Atmosphäre, aber nicht detailliert und nichts, was über physikalisches Grundwissen hinausgeht.