Physik Forum

[Alex07]

Also die Lichtgeschwindigkeit ist ja laut Relativitätstheorie nicht zu übertreffen.

Was ist, wenn man (hypothetisch) ein Seil nimmt und an dessen Ende einen Beobachter installiert. Nun lässt man das Seil um sich rotieren mit einer Winkelgeschwindigkeit w. Jetzt vergrößert man den Radius r immer mehr, sodass der Beobachter am Ende des Seiles eine immer größer werdende Bahngeschwindigkeit v=w*r erfährt.

Wieso kann diese Bahngeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit nicht übertreffen? Anschaulich kann ich mir das noch nicht vorstellen wieso es da eine Grenze geben soll.

Vielen Dank für Antworten!

[Fritz]

Hallo

Das ist ein sehr gutes Beispiel. Es gilt ja die Drehimpulserhaltung. D.h. wenn der arme Beobachter am Ende des Seils weiter nach außen wandert so bleibt ohne Zufuhr von Energie seine Bahngeschwindigkeit konstant, die Winkelgeschwindigkeit sinkt aber!

Will man, dass die Winkelgeschwindigkeit konstant bleibt so muss man den Beobachter stetig auf seiner Bahn beschleunigen. Je größer seine Geschwindigkeit ist um so mehr Energie ist dafür erforderlich. Geht die Geschwindigkeit des Beobachters gegen die Lichtgeschwindigkeit so steigt die notwendige Energie ins unendliche. Deshalb kann der Beobachter die Lichtgeschwindigkeit nie erreichen.

Man kann es auch anders argumentieren: Angenommen ein Mensch baut eine Rakete und hat sehr viel Treibstoffvorrat. Mit dieser Rakete fliegt er nun durchs Weltall, immer geradeaus und immer mit konstantem Schub, also konstanter Beschleunigung.

Für ihn ist also alles ganz normal, die Beschleunigung ist konstant und überhaupt bleibt für ihn alles konstant. Nun misst er aber seine Geschwindigkeit zb. indem er einen Lichtstrahl zur Erde zurück sendet, der dort reflektiert wird und wieder zu ihm zurück gelangt. Er stellt nun fest, dass seine Geschwindigkeit nicht linear steigt sondern immer langsamer und gegen die Lichtgeschwindigkeit konvergiert.

Man kann es so interpretieren: In Wirklichkeit sollte man von einem Objekt nicht die Geschwindigkeit als Maß über seine Bewegung heranziehen sondern seine Energie. Die Energie eines bewegten Körpers kann beliebig steigen, die Geschwindigkeit ist aber nur ein verzerrtes Abbild der Energie. Die Lichtgeschwindigkeit markiert deshalb den Punkt der Unendlichkeit für die Geschwindigkeit eines Objektes.

Mit Lichtgeschwindigkeit zu reisen ist deshalb genau so unmöglich wie unendlich weit zu weg zu reisen.

mfg Fritz

[Alex07]

Direkt in deinem ersten Satz hab ich meinen Denkfehler entdeckt - die Winkelgeschwindigkeit bleibt natürlich nicht konstant, wenn man nicht mehr Energie aufbringt. Vielen Dank!