Beitrag 0-32
VSL-Modelle richtig lesen und verstehen
VSL-Modelle richtig einordnen
Seit 1983 d e f i n i e r e n die Physiker die Lichtgeschwindigkeit (im Vakuum) über die Gleichung
c = 299 792 458 m/sec
unter der seit 1967 akzeptierten Annahme, dass mit 1 sec eine Atomsekunde gemeint ist, d.h. das 9192631770-fache der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustands des Cäsium-Isotops 133Cs entsprechenden Strahlung.
Mit anderen Worten: Seit 1983 sind alle physikalischen Modelle als so n o r m i e r t aufzufassen, dass
» The metre is the length of the path travelled by light in vacuum during a time interval of 1 / 299 792 458 of a second. «
Wenn wir also im Folgenden von VSL-Modellen sprechen, von Modellen also, die die Lichtgeschwindigkeit als n i c h t notwendig konstant voraussetzen, so sprechen wir von Modellen, die eine andere Definition des Meters zugrunde legen und s e l b s t zu definieren haben, was sie unter 1 m verstehen wollen.
Dies sollte wissen, wer liest, dass selbst Einstein 1911 noch erwogen hat, die Lichtgeschwindigkeit als nicht notwendig konstant zu sehen. Er schrieb wörtlich [s. Annalen der Physik 38 (1912), S. 1062]:
Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit [kann] nur für Raum-Zeit-Gebiete mit konstantem Gravitationspotential Gültigkeit beanspruchen.
und vorher schon [s. Annalen der Physik 35 (1911), S. 906]:
[Da] die Lichtgeschwindigkeit im Schwerefelde eine Funktion des Ortes ist,
lässt sich mittels des Huygensschen Prinzips schließen,
dass quer zum Schwerefeld sich fortpflanzende Lichtstrahlen eine Krümmung erfahren müssen.
Er stellte sich also allen Ernstes vor, die Lichtgeschwindigkeit könne — selbst noch im Vakuum — an unterschiedlichen Orten unterschiedlich groß sein, während sie aber an einem bestimmten Ort über die Zeit hinweg konstant bleibt, auch wenn man sie aus einem bewegten Bezugssystem heraus betrachtet (die Aussagen der Speziellen Relativitätstheorie blieben demnach auch in diesem Modell gültig).
Man sieht hier, dass
In seinem Buch » Auf dem Holzweg durchs Universum - Warum die Physik sich verlaufen hat « stellt Alexander Unzicker ganz richtig fest, dass wegen der seit 1983 akzeptierten Definition der Lichtgeschwindigkeit der Verdacht aufkommen könnte, dass wir jetzt gar nicht mehr merken würden, wenn das Licht seine Geschwindigkeit ändert (es ändert sich ja dann ganz entsprechend auch unsere Definition des Meters). Aber halt:
Auch noch interessant:
Seit 1983 d e f i n i e r e n die Physiker die Lichtgeschwindigkeit (im Vakuum) über die Gleichung
unter der seit 1967 akzeptierten Annahme, dass mit 1 sec eine Atomsekunde gemeint ist, d.h. das 9192631770-fache der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustands des Cäsium-Isotops 133Cs entsprechenden Strahlung.
Mit anderen Worten: Seit 1983 sind alle physikalischen Modelle als so n o r m i e r t aufzufassen, dass
- die Lichtgeschwindigkeit konstant
- und die Länge des Meters über sie (gemäß der Gleichung oben) d e f i n i e r t wird:
Wenn wir also im Folgenden von VSL-Modellen sprechen, von Modellen also, die die Lichtgeschwindigkeit als n i c h t notwendig konstant voraussetzen, so sprechen wir von Modellen, die eine andere Definition des Meters zugrunde legen und s e l b s t zu definieren haben, was sie unter 1 m verstehen wollen.
Dies sollte wissen, wer liest, dass selbst Einstein 1911 noch erwogen hat, die Lichtgeschwindigkeit als nicht notwendig konstant zu sehen. Er schrieb wörtlich [s. Annalen der Physik 38 (1912), S. 1062]:
und vorher schon [s. Annalen der Physik 35 (1911), S. 906]:
lässt sich mittels des Huygensschen Prinzips schließen,
dass quer zum Schwerefeld sich fortpflanzende Lichtstrahlen eine Krümmung erfahren müssen.
Er stellte sich also allen Ernstes vor, die Lichtgeschwindigkeit könne — selbst noch im Vakuum — an unterschiedlichen Orten unterschiedlich groß sein, während sie aber an einem bestimmten Ort über die Zeit hinweg konstant bleibt, auch wenn man sie aus einem bewegten Bezugssystem heraus betrachtet (die Aussagen der Speziellen Relativitätstheorie blieben demnach auch in diesem Modell gültig).
Man sieht hier, dass
- der Begriff » Variable Speed of Light (VSL) «, zu deutsch: » nicht notwendig konstante Lichtgeschwindigkeit im Vakuum « mehreres bedeuten kann,
- eine Normierung physikalischer Modelle auf das Ziel hin, dass die Lichtgeschwindigkeit sich darin als konstant zeigt, aber durchaus Sinn macht.
In seinem Buch » Auf dem Holzweg durchs Universum - Warum die Physik sich verlaufen hat « stellt Alexander Unzicker ganz richtig fest, dass wegen der seit 1983 akzeptierten Definition der Lichtgeschwindigkeit der Verdacht aufkommen könnte, dass wir jetzt gar nicht mehr merken würden, wenn das Licht seine Geschwindigkeit ändert (es ändert sich ja dann ganz entsprechend auch unsere Definition des Meters). Aber halt:
Unzicker (S. 84-85)
Natürlich ist die Veränderung messbar [d.h. auch weiterhin feststellbar], weil Lichtstrahlen durch verschiedene Geschwindigkeiten wie in einer Linse abgelenkt werden — und eben diese Ablenkung beobachtet man tatsächlich in Gravitationsfeldern. Einsteins Formulierung von 1915 mit Hilfe einer gekrümmten Geometrie hat sich allerdings später gegenüber jener mit variabler Lichtgeschwindigkeit durchgesetzt.
Vielleicht wird dadurch die richtige Perspektive aber auch verdeckt. Denn über die Lichtgeschwindigkeit sind die elementarsten Größen der Physik, Raum und Zeit, miteinander verbunden. Wir dürfen dies nicht einfach als gegeben hinnehmen, sondern müssen die dazugehörigen Maßstäbe untersuchen. Vor allem das bisher noch ungelöste Rätsel, ob und wie die Definition der Zeit mit dem Zustand des Universums zusammenhängt, nötigt uns, auch die Möglichkeit variabler Lichtgeschwindigkeit zu durchdenken. Sollten sich nämlich schon in die fundamentalsten Begriffe falsche Konzepte eingeschlichen haben, würden darauf aufbauende Theorien kaum etwas taugen.
Auch noch interessant:
- Eine inzwischen falsifizierbare VSL Theorie (2016)
- Würden die Physiker den Meter nicht in Abhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit definieren, sondern stattdessen als proportional zum Durchmesser des beobachtbaren Universums,
hätten wir ein Modell unserer Welt, in dem die Lichtgeschwindigkeit NICHT konstant, aber wirklich JEDE Relativgeschwindigkeit endlich wäre — insbesondere auch jede,
welche sich für beliebig weit von einander entfernte Galaxien der Expansion des Raumes wegen ergibt.
Raumexpansion würde dann mit fallender Lichtgschwindigkeit einhergehen.
Es ist dies eine besonders eindrucksvolle Bestätigung für Steven Hawkings Aussage, die da lautet:
Wir haben kein modellunabhängiges Verständnis unserer Welt.
Beitrag 0-53
Eine den Urknall und Dunkle Energie vermeidende Theorie » Pulsierendes Universum « nach Wun-Yi Shu (2010)
Die No-Big-Bang-Theorie von Wun-Yi Shu
In 2010 hat Wun-Yi Shu eine Theorie entwickelt, in der die Zeit weder Anfang noch Ende hat und weder Urknall noch Dunkle Energie notwendig sind, die derzeit und in der Vergangenheit beobachtete Expansion des Raumes zu erklären.
Charakteristika seiner Theorie sind:
Mehr dazu in:
In 2010 hat Wun-Yi Shu eine Theorie entwickelt, in der die Zeit weder Anfang noch Ende hat und weder Urknall noch Dunkle Energie notwendig sind, die derzeit und in der Vergangenheit beobachtete Expansion des Raumes zu erklären.
Charakteristika seiner Theorie sind:
- Weder die Lichtgeschwindigkeit noch die Gravitationskonstante sind zeitlich konstant: Beide variieren mit der Evolution des Universums.
- Das Universum hat Phasen, in denen der Raum anschwillt ebenso wie Phasen, in denen er schrumpft:
- Anschwellen des Raumes bedeutet Umwandlung von Zeit in Raum und von Masse (Energie) in zunehmende Abstände.
- Schrumpfen des Raumes kehrt diesen Prozess um.
- Topologisch gesehen ist das Universum die 3-dimensionale Oberfläche einer 4-dimensionalen Kugel (womit es dann — wenn Shu's Theorie unsere bestmögliche sein sollte — endlich wäre und elliptische Geometrie hätte).
Mehr dazu in:
- A new cosmology successfully explains the accelerating expansion of the universe without dark energy; but only if the universe has no beginning and no end.
- A Summary of Wun-Yi Shu's Theory
- Shu's Paper
- Some skeptical Criticism
Beitrag 2063-1
War Licht wirklich schon kurz nach dem Urknall so langsam wie heute?
Über die – bislang rein spekulativen – VSL Theorien von Moffat und Magueijo
Die Abkürzung VSL steht für Variable Speed of Light. Wozu braucht man sie (wo c doch als konstant gilt)?
Selbst wo Licht durch Materie wandert und dort etwas langsamer zu sein scheint, nimmt man an, das sei nur deswegen so, weil es dort — durch Zwischenspeicherung in Atomen — aufgehalten wird. So ganz beweisen scheint das als einzig mögliche Ursache aber nicht zu sein.
Darüber hinaus gibt es heute es keinerlei Anzeichen dafür, das die Geschwindigkeit, mit der sich Licht im Universum ausbreitet, nach Zeit, Ort oder Umstand schwanken könnte.
Dennoch gab und gibt es immer wieder Physiker — auch Lee Smolin soll gelegentlich dazu gehören —, die sich fragen, welche Konsequenzen die Annahme zur Folge hätte, dass Licht z.B. im frühen Universum, in der Gegend Schwarzer Löcher oder unter anderen besonderen Umständen andere Geschwindigkeit gehabt hätte bzw. hätte als die einzige durch uns bisher gemessene.
Besonders intensiv haben sich solche Fragen bisher João Magueijo und — schon sehr viel früher — auch John Moffat gestellt. Dennoch sind sie keineswegs die einzigen, obgleich sicher richtig ist, dass die Mehrzahl aller Physiker solche Spekulation als reine Zeitverschwendung sieht.
Moffat begann 1992 darüber nachzudenken, weil ihm aufgefallen war, dass das sog. Horizont-Problem (eines der großen kosmischen Rätsel) kein Rätsel mehr wäre, wenn im sehr jungen Universum das Licht sich um Größenordnungen schneller als heute ausgebreitet hätte. Auch ein großes Hindernis, das Homogenitätsproblem zu lösen würde so entfallen.
Sehr zum Ärger Moffats sind diese seine Arbeiten von der Fachwelt zunächst völlig ignoriert worden — zumindestens bis 1998, als João Magueijo ganz ähnliche Überlegungen anstellte, angeblich ohne von Moffat zu wissen.
Anders als Moffat hat Magueijo versucht, seine Ansätze gezielt der Öffentlichkeit bekannt zu machen über Werbung für sein 2003 erschienenes Buch Faster than the Speed of Light (wobei dieser Titel irreführend ist, denn auch in VSL-Theorien bewegt sich nichts schneller als das Licht).
Leider wird, wer das Buch liest, ziemlich enttäuscht sein, denn nach einer Rekapitulation von Einsteins SRT und ART spricht Magueijo darin fast nur über seine wechselnden Gemütszustände und seinen Ärger über angeblich absolut inkompetente Zeitschriften-Herausgeber, Peer-Reviewer und Vertreter der Universitätsbürokratie, insbesondere in seinem Gastland Großbritannien und in der Hochschule, an der er lehrt (!). Er vergreift sich da ziemlich stark im Ton. Ausgesprochen ärgerlich finde ich vor allem, dass er nur auf wenigen Seiten seines Buches (260-271) so weit geht, den Inhalt seiner Theorie wirklich zu skizzieren. Das ist schade, denn er macht uns neugierig mit wenigsten dem Folgenden:
PS: Manchmal frage ich mich, ob die schwarzen "Straßen", die der Röntgensattelit ROSAT im grünen Bild auf Seite http://blog.chromoscope.net/data/ zeigt, Spuren solch extraschneller Bewegung sein könnten. Siehe auch WAMP Data aus 2006.
Schließlich bringt Magueijo seine Theorie auch noch in den Kontext der Fragen rund um Einsteins kosmologische Konstante. Er schreibt:
Wie oben schon gesagt: Magueijos Theorie ist reine Spekulation.
Dennoch scheint mir recht interessant, zu was die Gleichungen der ART führen, wenn man mehr als nur die Fälle stets konstanter Lichtgeschwindigkeit betrachtet ...
PS: Seitenzahlen beziehen sich auf die deutsche Übersetzung von Magueijos Buch.
Sie trägt den irreführenden Titel Schneller als die Lichtgeschwindigkeit – Der Entwurf einer neuen Kosmologie (2003).
Siehe auch: Overview on Varying Speed of Light Theories (as of 2003)
Die Abkürzung VSL steht für Variable Speed of Light. Wozu braucht man sie (wo c doch als konstant gilt)?
Selbst wo Licht durch Materie wandert und dort etwas langsamer zu sein scheint, nimmt man an, das sei nur deswegen so, weil es dort — durch Zwischenspeicherung in Atomen — aufgehalten wird. So ganz beweisen scheint das als einzig mögliche Ursache aber nicht zu sein.
Darüber hinaus gibt es heute es keinerlei Anzeichen dafür, das die Geschwindigkeit, mit der sich Licht im Universum ausbreitet, nach Zeit, Ort oder Umstand schwanken könnte.
Dennoch gab und gibt es immer wieder Physiker — auch Lee Smolin soll gelegentlich dazu gehören —, die sich fragen, welche Konsequenzen die Annahme zur Folge hätte, dass Licht z.B. im frühen Universum, in der Gegend Schwarzer Löcher oder unter anderen besonderen Umständen andere Geschwindigkeit gehabt hätte bzw. hätte als die einzige durch uns bisher gemessene.
Besonders intensiv haben sich solche Fragen bisher João Magueijo und — schon sehr viel früher — auch John Moffat gestellt. Dennoch sind sie keineswegs die einzigen, obgleich sicher richtig ist, dass die Mehrzahl aller Physiker solche Spekulation als reine Zeitverschwendung sieht.
Moffat begann 1992 darüber nachzudenken, weil ihm aufgefallen war, dass das sog. Horizont-Problem (eines der großen kosmischen Rätsel) kein Rätsel mehr wäre, wenn im sehr jungen Universum das Licht sich um Größenordnungen schneller als heute ausgebreitet hätte. Auch ein großes Hindernis, das Homogenitätsproblem zu lösen würde so entfallen.
-
Zum Horizont- und Homogenitätsproblem:
- Betrachtet man zueinander disjunkte kugelförmige Teilbereiche des Universums, deren Radius nicht größer ist als die Entfernung, die Licht seit dem Urknall maximal zurücklegen konnte, so kann nichts, was in einer der beiden Regionen je geschah, den Zustand der anderen beeinflusst haben. Andererseits kann im sehr frühen Universum der Radius solcher Kugeln nicht groß gewesen sein, wenn man davon ausgeht, dass Licht sich auch damals nicht schneller ausbreiten konnte als heute.
- Wie also konnte es dann passieren, dass schon damals der Grundstein zur Homogenität des Universums gelegt wurde?
- Das — so Moffat — begründe den Verdacht, dass die Lichtgeschwindigkeit unmittelbar nach dem Urknall sehr viel größer als heute gewesen sein könnte.
Sehr zum Ärger Moffats sind diese seine Arbeiten von der Fachwelt zunächst völlig ignoriert worden — zumindestens bis 1998, als João Magueijo ganz ähnliche Überlegungen anstellte, angeblich ohne von Moffat zu wissen.
Anders als Moffat hat Magueijo versucht, seine Ansätze gezielt der Öffentlichkeit bekannt zu machen über Werbung für sein 2003 erschienenes Buch Faster than the Speed of Light (wobei dieser Titel irreführend ist, denn auch in VSL-Theorien bewegt sich nichts schneller als das Licht).
Leider wird, wer das Buch liest, ziemlich enttäuscht sein, denn nach einer Rekapitulation von Einsteins SRT und ART spricht Magueijo darin fast nur über seine wechselnden Gemütszustände und seinen Ärger über angeblich absolut inkompetente Zeitschriften-Herausgeber, Peer-Reviewer und Vertreter der Universitätsbürokratie, insbesondere in seinem Gastland Großbritannien und in der Hochschule, an der er lehrt (!). Er vergreift sich da ziemlich stark im Ton. Ausgesprochen ärgerlich finde ich vor allem, dass er nur auf wenigen Seiten seines Buches (260-271) so weit geht, den Inhalt seiner Theorie wirklich zu skizzieren. Das ist schade, denn er macht uns neugierig mit wenigsten dem Folgenden:
Zitat von Magueijo:
Beispielsweise habe ich die Physik Schwarzer Löcher im Rahmen der VSL-Theorie untersucht und bin auf einige überraschende Ergebnisse gestoßen ...
Rasch fand ich heraus, dass in VSL-Theorien die Lichtgeschwindigkeit sich nicht nur mit der Zeit verändert, während sich das Universum entwickelt, sondern auch im Raum. In der Nähe von Planeten und Sternen ist der Effekt fast unmerklich, doch in der Nähe eines Schwarzen Loches ... führten die Gleichungen unweigerlich zum Schluß, dass die Lichtgeschwindigkeit am Horizont null werden könnte.
Das ist von enormer Bedeutung, da ... [man so das Schwarze Loch gar nicht betreten könnte ...
Nach der konservativen VSL ist die Lichtgeschwindigkeit c — genau wie in der ART — die Geschwindigkeitsbegrenzung — nur dass sie von Straße zu Straße verschieden sein kann. Wo sie also auf Null absinkt, steht man vor einer Ampel, die ewig Rot ist ...
Zitat von Magueijo:
Sobald ich erkannt hatte, dass die Theorie c sowohl im Raum als auch in der Zeit variabel macht, begann ich zu untersuchen, welche andere Arten von Schwankungen noch möglich sind. Außerordentlich verblüffend war ein Sonderfall: die » Schnellspuren (fast tracks) «. Das sind Objekte, die in einigen VSL-Theorien auftreten in Form kosmischer Strings, entlang derer die Lichtgeschwindigkeit sehr viel höher ist:
Kosmische Strings sind hypothetische Objekte, die von einigen Teilchentheorien vorhergesagt werden und an die magnetischen Monopole erinnern, die Alan Guth so sehr beschäftigen. Doch während jene punktartig sind, ist die Beschaffenheit kosmischer Strings linienartig. Sie sind lange Fäden konzentrierter Energie, die sich durch das Universum ziehen. Bis auf den heutigen Tag warten kosmische Strings — wie Schwarze Löcher oder Monopole — noch auf Beobachtung, aber sie sind logische Verhersagen sehr erfolgreicher Teilchentheorien.
Als ich kosmische Strings in die Gleichungen meiner VSL-Theorie einsetzte, stellte ich fest, dass die Lichtgeschwindigkeit in der unmittelbaren Umgebung des Strings viel größer werden konnte — so als umgäbe ihn eine » Beschichtung « aus hoher Lichtgeschwindigkeit.
Dadurch würde ein Korridor mit extremem Geschwindigkeitslimit durch das Universum gelegt: eine Art Schnellstraße, die die Raumfahrt sich so sehnlich wünscht.
Doch es kommt noch besser! Einsteins Zeitdehnungseffekt ruft ein schreckliches Dilemma für Raumreisen hervor. Denn wenn es uns gelänge, mit Geschwindigkeiten nahe der des Lichs zu fliegen, könnte uns Hin- und Rückreise zu fernen Sternen in der Spanne eines Menschenlebens zwar möglich sein, doch würden die Kosmonauten bei der Rückkehr ihres Raumschiffes feststellen, dass ihre Zivilisation längst untergegangen ist.
Nähmen sie aber den Weg entlang eines kosmischen Strings (der VSL-Theorie entsprechend), so wäre das anders. Zwar gäbe es auch da einen Zeitdehnungseffekt, doch wäre der, des weit höheren lokalen Wertes von c wegen, deutlich geringer: Da der VSL-Theorie entsprechend die Lichtgeschwindigkeit entlang des Strings sehr viel höher als anderswo sein kann, könnte man tatsächlich s e h r schnell reisen und dennoch weit unter dem lokalen Wert von c bleiben. Die Zeitdehnung könnte dann vernachlässigbar sein.
PS: Manchmal frage ich mich, ob die schwarzen "Straßen", die der Röntgensattelit ROSAT im grünen Bild auf Seite http://blog.chromoscope.net/data/ zeigt, Spuren solch extraschneller Bewegung sein könnten. Siehe auch WAMP Data aus 2006.
Schließlich bringt Magueijo seine Theorie auch noch in den Kontext der Fragen rund um Einsteins kosmologische Konstante. Er schreibt:
Zitat von Magueijo:
Offenbar expandiert das Universum heute rascher als in der Vergangenheit.
Es scheint also, dass die kosmologische Konstante Λ (Lambda) heute nicht null ist. Doch wenn die Vakuumenergie in unserem Universum überhaupt eine Rolle spielt, warum wird ihre Wirkung dann erst in letzter Zeit spürbar? Wäre sie immer schon so dominant gewesen, wären alle Galaxien längst in unendliche Fernen getrieben. Also, warum gibt es das Universum immer noch in seiner gegenwärtigen Form?
Eine denkbare Lösung ist VSL. Wir sahen, dass jäher Rückgang von c die Vakuumenergie in gewöhnliche Materie verwandelt ...
So betrachtet wird Λ jedesmal, wenn die Lichtgeschwindigkeit stark zurück geht, in Materie umgewandelt, worauf es zu einem Urknall kommt. Sobald aber Λ seine Herrschaft abgibt, stabilisiert sich die Lichtgeschwindigkeit, und das Universum tritt wieder in seinen Normalzustand ein. Doch ein kleines Rest-Lambda hält sich im Hintergrund und macht sich schließlich wieder bemerkbar.
Geht man also von VSL aus, so haben Astronomen gerade die Rückkehr der kosmologischen Konstante beobachtet.
Sobald dies geschieht, beginnt Lambda die Herrschaft im Universum erneut an sich zu reißen und schafft damit die Bedingungen für einen weiteren scharfen Abfall der Lichtgeschwindigkeit — und einen neuen Urknall. Dieser Prozess setzt sich endlos fort, eine ewige Folge von Urknallen.
Wie oben schon gesagt: Magueijos Theorie ist reine Spekulation.
Dennoch scheint mir recht interessant, zu was die Gleichungen der ART führen, wenn man mehr als nur die Fälle stets konstanter Lichtgeschwindigkeit betrachtet ...
PS: Seitenzahlen beziehen sich auf die deutsche Übersetzung von Magueijos Buch.
Sie trägt den irreführenden Titel Schneller als die Lichtgeschwindigkeit – Der Entwurf einer neuen Kosmologie (2003).
Siehe auch: Overview on Varying Speed of Light Theories (as of 2003)
Beitrag 2089-6
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Nun, Harti, ich würde mal so sagen:
Gruß, grtgrt
Harti in 2089-5:
Kommt nicht aber dennoch der Lichtgeschwindigkeit wegen ihrer Konstanz eine besondere Bedeutung zu, indem das Verhältnis von Raum und Zeit auf einer grundsätzlichen Ebene bestimmt wird ?
Nun, Harti, ich würde mal so sagen:
- Die besondere Bedeutung, die die Lichtgeschwindigkeit im Zusammenspiel von Raum und Zeit nach Einsteins Gravitationstheorie (der ART) hat, ist eher nicht Folge der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, als vielmehr eine Folge der Tatsache, dass sich nichts schneller als das Licht bewegen kann und die Lichtgeschwindigkeit, selbst w e n n sie schwanken würde, stets unter einer gewissen e n d l i c h e n Grenze bleibt.
- Dass die Lichtgeschwindigkeit konstant zu sein scheint, ist eher für die konkrete G e s c h i c h t e unseres Universums relevant: Der Freiraum nämlich, den Materie hatte, sich in gewissen Strukturen anzuordnen, der könnte bei schwankender Lichtgeschwindigkeit durchaus anders gewesen sein (was genau sich da anders hätte ergeben können untersuchen die sog. VSL-Theorien, von denen wir ja auch hier im Forum schon mal sprachen).
Gruß, grtgrt
Beitrag 2089-8
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Hallo Henry,
Du hast natürlich völlig recht, dass schon in der SRT die Lichtgeschwindingkeit (als das Maximum aller Geschwindigkeiten) eine ganz entscheidende Rolle spielt.
Hartis Frage aber war, welche Rolle sie hinsichtlich der Verknüpfung von Raum und Zeit spielt. Und da muss man sagen:
Beste Grüße,
grtgrt
Henry in 2089-7:
Die besondere Bedeutung der Lichtgeschwindigkeit ist schon mit der SRT verbunden und nicht erst mit der ART, ...
Hallo Henry,
Du hast natürlich völlig recht, dass schon in der SRT die Lichtgeschwindingkeit (als das Maximum aller Geschwindigkeiten) eine ganz entscheidende Rolle spielt.
Hartis Frage aber war, welche Rolle sie hinsichtlich der Verknüpfung von Raum und Zeit spielt. Und da muss man sagen:
- Die SRT beschreibt lediglich, wie sich beobachterspezifische S i c h t e n — unter der Voraussetzung gleichförmig zu einander bewegter Beobachter — von einander unterscheiden.
- Da Gegenstand dieser Sichten zeitliche und räumliche Abstände sind, denkt man zunächst, schon die SRT würde Raum und Zeit miteinander verknüpfen. Genau das aber tut sie gar nicht (bzw. tut es nur scheinbar).
- Tatsächlich untrennbar miteinander verknüpft, und sogar noch auf eine recht undurchsichtige Weise, werden Raum und Zeit wirklich erst in der ART.
Beste Grüße,
grtgrt
Beitrag 2063-3
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Hallo Harti,
mal abgesehen von Experimenten, bei denen man nun schon gut 100 Jahre lang untersucht hat, wie Licht sich bewegt (und bei denen man stets denselben Wert für seine Geschwindigkeit beobachtet hat), gibt es nichts, was man als Beweis dafür werten könnte, dass das Licht sich schon immer mit exakt der Geschwindigkeit ausgebreitet hat, die wir heute beobachten.
Die SRT ist eine Theorie, die von der — bislang als sehr vernünftig eingestuften — A n n a h m e ausgeht, die Lichtgeschwindigkeit sei konstant — einen Beweis dafür aber hat weder die SRT noch die ART noch irgendwer sonst.
VSL-Theorien unterscheiden sich von physikalischen Standard-Theorien einfach nur dadurch, dass man diese A n n a h m e in Frage stellt, d.h. dass man auf sie als unumstößliche Randbedingung verzichtet und dann rein mathematisch bzw. durch uns logisch erscheinende Überlegungen untersucht, was das zur Folge haben könnte.
Gruß, grtgrt
PS: Licht ist wellenförmige Schwankung von elektromagnetischem Kraftpotential. Wo sich Wechselwirkung einer solchen Welle mit Potentialwellen anderer Art ergibt, hat das m.E. rein gar nichts mit der Geschwindigkeit zu tun, mit der sich Licht ausbreitet.
Hallo Harti,
mal abgesehen von Experimenten, bei denen man nun schon gut 100 Jahre lang untersucht hat, wie Licht sich bewegt (und bei denen man stets denselben Wert für seine Geschwindigkeit beobachtet hat), gibt es nichts, was man als Beweis dafür werten könnte, dass das Licht sich schon immer mit exakt der Geschwindigkeit ausgebreitet hat, die wir heute beobachten.
Die SRT ist eine Theorie, die von der — bislang als sehr vernünftig eingestuften — A n n a h m e ausgeht, die Lichtgeschwindigkeit sei konstant — einen Beweis dafür aber hat weder die SRT noch die ART noch irgendwer sonst.
VSL-Theorien unterscheiden sich von physikalischen Standard-Theorien einfach nur dadurch, dass man diese A n n a h m e in Frage stellt, d.h. dass man auf sie als unumstößliche Randbedingung verzichtet und dann rein mathematisch bzw. durch uns logisch erscheinende Überlegungen untersucht, was das zur Folge haben könnte.
Gruß, grtgrt
PS: Licht ist wellenförmige Schwankung von elektromagnetischem Kraftpotential. Wo sich Wechselwirkung einer solchen Welle mit Potentialwellen anderer Art ergibt, hat das m.E. rein gar nichts mit der Geschwindigkeit zu tun, mit der sich Licht ausbreitet.
Beitrag 2063-5
Eine erste Gelegenheit, Vorhersagen einer VSL-Theorie zu überprüfen
Was VSL-Theorien vorhersagen könnte in Zusammenhang stehen mit etwas, das Astronomen eben jetzt beobachten (und noch etwa ein Jahr lang genauer betrachten können):
Das erinnert daran, dass die Astronomen eben jetzt beobachten, wie im Zentrum der Milchstraße eine große Gaswolke sehr dicht an einem Schwarzen Loch vorbeizieht und sich dabei von dessen Anziehungskraft viel weniger beeindruckt zeigt, als man es nach heutiger Theorie erwarten müsste:
Quelle: http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/news/2013/...
Was VSL-Theorien vorhersagen könnte in Zusammenhang stehen mit etwas, das Astronomen eben jetzt beobachten (und noch etwa ein Jahr lang genauer betrachten können):
Zitat von Magueijo:
Rasch fand ich heraus, dass in VSL-Theorien die Lichtgeschwindigkeit sich nicht nur mit der Zeit verändert, während sich das Universum entwickelt, sondern auch im Raum. In der Nähe von Planeten und Sternen ist der Effekt fast unmerklich, doch in der Nähe eines Schwarzen Loches ... führten die Gleichungen unweigerlich zum Schluß, dass die Lichtgeschwindigkeit am Horizont null werden könnte.
Das ist von enormer Bedeutung, da ... [man so das Schwarze Loch gar nicht betreten könnte ...
Das erinnert daran, dass die Astronomen eben jetzt beobachten, wie im Zentrum der Milchstraße eine große Gaswolke sehr dicht an einem Schwarzen Loch vorbeizieht und sich dabei von dessen Anziehungskraft viel weniger beeindruckt zeigt, als man es nach heutiger Theorie erwarten müsste:
Zitat von AstroNews 2013:
Zum Erstaunen der Forscher zeigt die Gaswolke bislang keinerlei Abweichung von einer rein dynamischen Bewegung um das Schwarze Loch.
Die Astronomen hatten erwartet, dass die Wolke mit Gas in der Umgebung des Schwarzen Lochs in Wechselwirkung tritt – bislang gibt es dafür jedoch keinerlei Anzeichen. Außerdem sagt die Theorie voraus, dass es in der Umgebung des galaktischen Zentrums eine große Zahl stellarer Schwarzer Löcher gibt.
Die Begegnung der Gaswolke mit einem solchen Schwarzen Loch könnte zu messbaren Ausbrüchen von Röntgenstrahlung führen, doch auch hier bislang Fehlanzeige.
Quelle: http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/news/2013/...
Beitrag 2063-6
Gibt es Photonen mit (extrem kleiner) Ruhemasse?
Selbst darüber, ob Photonen tatsächlich keine — oder nur überaus kleine — Ruhemasse haben, wird anscheinend immer noch nachdacht:
Siehe http://www.weltderphysik.de/gebiete/theorie/news/20...
Die beste bisher nachgewiesene Obergrenze für eine m ö g l i c h e Masse von Photonen liegt bei 2 • 10–54 kg ( etwa 10–18 eV ).
Selbst darüber, ob Photonen tatsächlich keine — oder nur überaus kleine — Ruhemasse haben, wird anscheinend immer noch nachdacht:
Siehe http://www.weltderphysik.de/gebiete/theorie/news/20...
Die beste bisher nachgewiesene Obergrenze für eine m ö g l i c h e Masse von Photonen liegt bei 2 • 10–54 kg ( etwa 10–18 eV ).
Beitrag 2063-9
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Bislang ist das definitiv n i c h t so — wir kennen sie nur aufgrund von Beobachtung (Messung).
Harti in 2063-8:Hallo Grtgrt,
ich gehe davon aus, dass man die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit aus der Natur elektromagnetischer Wellen erklären kann
Bislang ist das definitiv n i c h t so — wir kennen sie nur aufgrund von Beobachtung (Messung).
Beitrag 2063-14
Maxwells Gleichungen definieren (aber beweisen nicht) den Wert der Lichtgeschwindigkeit
Hi Okotombrok,
das habe auch irgendwo gelesen — man darf aber nicht vergessen, dass Maxwells Feldgleichungen nur Theorie darstellen (also nicht Beweis für eine darauf aufbauende Theorie sein können). Es könnte ja sein, dass Maxwells Gleichungen lediglich Vergröberung anderer Gleichungen sind, welche die Welt genauer beschreiben.
Gruß, grtgrt
Okotombrok in 2063-12:Grtgrt in 2063-9:
Wir kennen die Eigenschaften der Lichtgeschwindigkeit nur aufgrund von Beobachtung (Messung).
Die Invarianz der Lichtgeschwindigkeit gegenüber Inertialsystemen ergab sich schon aus den Maxwell'schen Feldgleichungen:
c = ( μ0 ε0 )-0,5
wo μ0 die magnetische- und ε0 die elektrische Feldkonstante bezeichnet.
Hi Okotombrok,
das habe auch irgendwo gelesen — man darf aber nicht vergessen, dass Maxwells Feldgleichungen nur Theorie darstellen (also nicht Beweis für eine darauf aufbauende Theorie sein können). Es könnte ja sein, dass Maxwells Gleichungen lediglich Vergröberung anderer Gleichungen sind, welche die Welt genauer beschreiben.
Gruß, grtgrt
Beitrag 2063-15
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Hallo Grtgrt,
wir haben nichts anderes als Theorien.
Streng genommen gibt es in der Physik keine Beweise, sondern nur Bestätigungen die auf Erfahrungen beruhen. Diese können aber nie als endgültig angesehen werden.
Das war in der Vergangenheit so, und wird es auch in der Zukunft wohl bleiben. Das sollte uns aber nicht davon abhalten, weiter Physik zu betreiben, die auf nicht endgültige Erfahrungen beruhen – wir haben nichts anderes.
mfg okotombrok
Grtgrt in 2063-14:das habe auch irgendwo gelesen — man darf aber nicht vergessen, dass Maxwells Feldgleichungen nur Theorie darstellen
wir haben nichts anderes als Theorien.
Zitat:(als nicht Beweis für eine darauf aufbauende Theorie sein können).
Streng genommen gibt es in der Physik keine Beweise, sondern nur Bestätigungen die auf Erfahrungen beruhen. Diese können aber nie als endgültig angesehen werden.
Zitat:Es könnte ja sein, dass Maxwells Gleichungen lediglich Vergröberung anderer Gleichungen sind, welche die Welt genauer beschreiben.
Das war in der Vergangenheit so, und wird es auch in der Zukunft wohl bleiben. Das sollte uns aber nicht davon abhalten, weiter Physik zu betreiben, die auf nicht endgültige Erfahrungen beruhen – wir haben nichts anderes.
mfg okotombrok
Nach obentags: Lichtgeschwindigkeit1gegreit Theorie1gegreit VSL1gegreit