Astronomie ohne Teleskop – Lichtgeschwindigkeit

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Von Steve Nerlich in Universe Today – Übersetzt von Harald Horneff

Man kann das Universum innerhalb von Stunden durchqueren, ohne jemals die Lichtgeschwindigkeit zu brechen – es handelt sich nicht um die Geschwindigkeitsgrenze, die sie zu sein scheint.

Kürzlich veröffentlichte Nachrichten über Neutrinos, die sich schneller als das Licht bewegen, könnte den einen oder anderen angeregt haben, über Warpantrieb und ähnliches nachzudenken. Aber in der Realität gibt es keinen Grund anzunehmen, daß sich irgendetwas schneller als mit 300.000 km/s fortbewegen kann. Tatsächlich ist die ganze Idee in sich schon unlogisch.

Die Lichtgeschwindigkeit, näherungsweise 300.000 km/s, mag nach einer Geschwindigkeitsgrenze aussehen, aber es ist nur ein weiteres Beispiel für unser 3+1 Denken. Wir kommen noch immer nicht mit dem Konzept der vierdimensionalen Raumzeit gedanklich klar und denken daher einfach, der Raum hat drei Dimensionen und die Zeit sei etwas anderes.

Zum Beispiel erscheint es uns so, daß ein Lichtstrahl 4.3 Jahre benötigt, um von der Erde zum Alpha Centauri System zu gelangen. Wenn man in einem Raumschiff mit 99.99 % der Lichtgeschwindigkeit fliegt, würde man in ein paar Tagen, Stunden oder gar Minuten dort ankommen – abhängig davon, wie viel 9-ner man hinter dem Komma zu dem 99.99-Anteil der Lichtgeschwindigkeit hinzufügt.

Dies ist auf folgenden Sachverhalt zurückzuführen: während das Schiffantriebssystem stetig arbeitet und beschleunigt, wird sich die Zeitdehnung immer stärker ausprägen und man erreicht sein Reiseziel entsprechend schneller. Mit einer genügend großen Anzahl 9-er hinter dem Komma könnte man das Universum während seiner eigenen Lebensspanne durchqueren – obwohl jemand, den man zurückgelassen hat, den Reisenden mit einer Geschwindigkeit geringfügig unterhalb von 300.000 km/s fortfliegen sieht. Was auf den ersten Blick wie eine Geschwindigkeitsgrenze erscheint, ist in Wahrheit überhaupt keine Grenze.

Die Auswirkung der Zeitdilatation ist bei gewöhnlichen Geschwindigkeiten, mit denen man auf der Erde vertraut ist, vernachlässigbar. Der Effekt wächst dramatisch und asymptotisch an, je mehr man sich der Lichtgeschwindigkeit annähert.

 

Um hierauf den vierdimensionalen Blickwinkel anzuwenden und zu verstehen, muß man beachten, daß es unmöglich ist, sich über eine Strecke hinweg zu bewegen ohne sich auch gleichzeitig durch die Zeit zu bewegen. So kann zum Beispiel das Laufen von einem Kilometer dreißig Minuten dauern – die gleiche Strecke gerannt könnte man in nur 15 Minuten zurückgelegen.

Geschwindigkeit ist nur eine Messung der Frage, wie viel Zeit man benötigt, einen entfernten Punkt zu erreichen. Die Relativitätstheorie erlaubt es, jedes Ziel im Universum auszuwählen und mit der richtigen Technologie kann man seine Reisezeit zu diesem Ziel soweit man will verringern – solange die Reisezeit über Null liegt.

Dies ist die einzige Grenze, die uns das Universum auferlegt – und es hat genau so viel mit Logik und Kausalität wie mit Physik zu tun. Man kann auf unterschiedlichen Wegen durch die Raumzeit reisen, um die Reisezeit zwischen den Punkten A und B zu verringern – und man kann dies so weit treiben, bis man sich nahezu augenblicklich zwischen diesen beiden Punkten bewegt. Aber man kann nicht schneller als augenblicklich von A nach B gelangen, da man bei B ankommen würde, bevor man A verlassen hat.

Wenn man auf diese Art reisen könnte, würde dies unglaubliche Kausalitätsprobleme verursachen – so könnte man sich zum Beispiel entscheiden, nicht von Punkt A abzufliegen obwohl man schon Punkt B erreicht hat. Die Idee ist beides: unlogisch und ein Verstoß gegen die Gesetze der Thermodynamik, da das Universum plötzlich zwei gleiche Personen enthalten würde – das zweite ich ist aus dem Nichts aufgetaucht.

So kann man sich nicht schneller als Licht bewegen – nicht weil irgendetwas Spezielles am Licht wäre, sondern weil man sich nicht schneller als augenblicklich zwischen entfernten Punkten bewegen kann. Licht bewegt sich im Grunde genommen instantan, so wie es die Gravitation und vielleicht andere noch zu entdeckende Phänomene tun – aber wir sollten nicht erwarten etwas zu entdecken, daß sich schneller als instantan bewegt, da die Idee keinen Sinn macht.

Wir massebehafteten Geschöpfe erfahren einen Fortgang der Zeit, wenn wir uns zwischen entfernten Punkten bewegen – und sind daher in der Lage zu messen, wie lange es für ein instantan bewegendes Signal dauert, sich zwischen entfernten Punkten zu bewegen, auch wenn wir niemals hoffen können, selbst solch einen Bewegungszustand zu erreichen.

Wir hängen an der Idee, daß 300.000 km/s eine Geschwindigkeitsgrenze ist, da wir intuitiv glauben, Zeit vergehe mit einer konstanten universellen Rate. Doch in vielen unterschiedlichen experimentellen Tests hat man bewiesen, daß Zeit nicht in einer gleichförmigen Rate zwischen verschiedenen Bezugssystemen vergeht. Mit der richtigen Technologie kann man in seinem Sternenschiff sitzen und schnell eine Tasse Tee zubereiten, während draußen Äonen an Zeit vergehen. Es geht nicht etwa um die Geschwindigkeit, es geht um die Verringerung der persönlichen Reisezeit zwischen zwei entfernten Punkten. Und die Reisezeit hat eine natürliche Grenze – nämlich Null.

Wie es Woody Allen einmal ausdrückte: Zeit ist der Weg, auf dem die Natur verhindert, daß alles gleichzeitig geschieht.

Raumzeit ist der Weg, den die Natur beschreitet, um zu verhindern, daß alles am gleichen Ort zur gleichen Zeit geschieht.

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