J J Panury <
io.f...@online.de> wrote:
> Ich verstehe die SRT derart, dass sie feststellt, dass Geschwindigkeit
> eine raumzeitliche Beziehung zweier Objekte ist.
> Heißt hauptsächlich: Geschwindigkeit ist nicht *Eigenschaft*, nicht
> *Zustand* _eines_ Objekts.
> Das ist ja gerade das Relative an der Relativität. :)
Vermutlich willst du hier sagen, dass die Geschwindigkeit eines Körpers
immer nur in Bezug auf ein Bezugssystem angegeben werden kann, z.B. dem
Ruhsystem eines zweiten Körpers.
> Wieso ist dann in derselben Theorie fortwährend von
> Licht*geschwindigkeit* die Rede, ganz als hätte ausgerechnet "das
> Licht" (gemeint sind wohl elektromagnetische Wellenfronten) die
> Geschwindigkeit als *Eigenschaft*?
Wenn sich ein Teilchen mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, dann folgt aus
der SRT, dass dieses Teilchen in jedem anderen Inertialsytem ebenfalls
eine Geschwindigkeit gleich der Lichtgeschwindigkeit hat.
Beispiel: stell dir eine Lichtquelle vor, die Licht aussendet. Im
Bezugssystem der Lichtquelle hat dieses Licht eine Geschwindigkeit von c
= 300000 km/s. Nun stell dir einen Beobachter vor, der mit halber
Lichtgeschwindigkeit, also v = c/2 auf die Lichtquelle zu fliegt. Im
Bezugssystem dieses Beobachters hat das Licht von der Lichtquelle
ebenfalls die Geschwindigkeit c = 300000 km/s, nicht etwa 3/2 c = 450000
km/s, wie man vermeinen könnte, wenn man nach der nichtrelativistischen
Galileischen Geschwindigkeitsaddition ginge.
Der Terminus "Lichtgeschwindigkeit" ist allerdings insofern unpassend,
als dass sich eben nicht nur Licht - oder allgemeiner:
elektromagnetische Strahlung - mit dieser Geschwindigkeit bewegt. Nach
der SRT bewegen sich alle Teilchen mit c, deren Masse 0 ist. Z.B. hielt
man Neutrinos lange Zeit für masselos, die hätten sich dann nach der SRT
ebenfalls mit Lichtgeschwindigkeit bewegen müssen.
> "Licht" ist ja kein Objekt
Doch. Ist es.
> kann also vorderhand nicht zu einem Objekt
> in einer Geschwindigkeit-Beziehung stehen.
> Man soll sich - so verstehe ich das - vorstellen, "Licht"
> (Wellenfronten? Photonenstrom?)
Ganz egal, ob du von der Wellen- oder der Teilchentheorie des Lichts
ausgehst, oder nach der Quantentheorie gehst, die Wellen- und
Teilchennatur vereint: Licht ist so oder so ein Objekt.
> gehe von irgendwo, einer "Quelle",
> aus, und zwar _bezüglich dieser Quelle_ mit der bekannten
> "Lichtgeschwindigkeit" (im Vakuum).
Und bezüglich jedes sonstigen Inertialsystems.
> Dieses Licht erreicht Objekte, die
> bezüglich der Quelle eine Geschwindigkeit haben - die auch Null sein
> kann. In allen Fällen, in denen die Geschwindigkeit Quelle-Objekt
> nicht Null ist, muss also die "Geschwindigkeit" des auf dem Objekt
> eintreffenden Lichts ungleich der (Ausbreitungs)Geschwindigkeit der
> "Lichtfront" bezüglich der Quelle sein.
Falsch. Nach der SRT hat das Licht auch für einen relativ zur
Lichtquelle bewegten Beobachter die Geschwindigkeit c = 300000 km/s.
Deine Überlegung würde in der klassischen Äthertheorie zutreffen. Nach
der gäbe es für Licht ein Medium, den Äther, relativ zu dem es immer die
Geschwindigkeit c hätte. Für einen relativ zum Äther bewegten Beobachter
hätte es dann eine von c abweichende Geschwindigkeit. Durch das
Michelson-Morley-Experiment von 1887 ist die klassische Äthertheorie
jedoch widerlegt, was mit ein Grund dafür war, dass die SRT überhaupt
aufgestellt wurde.
Eine weitere überholte Theorie, die mit deiner Überlegung verträglich
wäre, ist die ballistische Theorie der Lichtausbreitung. Nach der hätte
das von einer Quelle ausgesandte Licht stets relativ zur Quelle die
Geschwindigkeit c, für einen relativ zur Quelle bewegten Beobachter
jedoch eine Geschwindigkeit ungleich c. Diese Theorie steht aber
ebenfalls im Widerspruch zur SRT.
> -> Doppler-Effekt
Aus dem Doppler-Effekt folgt das nicht. Der relativistische Doppler-
Effekt ist voll und ganz damit verträglich, dass das Licht in allen
Inertialsystemen immer gleich schnell ist.
> Wäre also seitens eines Licht-"Empfängers" von einer "fallweisen
> Lichtgeschwindigkeit" zu sprechen?
Nach der klassischen Äthertheorie oder der ballistischen
Lichtausbreitungstheorie vielleicht, nach der SRT aber nicht.
> Die SRT macht den Eindruck, als sei "Licht" ein ganz besonderer Fall,
> und zwar insofern
Vielleicht auf jemanden, der so nur unzureichend kennt. Was die SRT
allerdings aussagt, ist, dass die Lichtgeschwindigkeit (nicht das Licht)
eine Sonderstellung einnimmt. Wobei allerdings anzumerken ist, dass auch
für andere Geschwindigkeit die Galileische Geschwindigkeitsaddition nur
dann gilt, wenn diese Geschwindigkeiten viel kleiner als c sind. Für
Geschwindigkeiten in der Größenordnung von c muss die Lorentzsche
Geschwindigkeitsaddition angewandt werden.
Beispiel: stell dir statt einer Lichtquelle, die Licht aussendet, eine
Quelle vor, die Teilchen aussendet, die sich (im Bezugssystem der
Quelle) mit 0,99 c bewegen. Nun nimm wieder einen Beobachter an, der
sich mit 0,5 c auf die Quelle zubewegt. Nach der Galileischen
Geschwindigkeitsaddition käme heraus, dass die Teilchen für den
Beobachter die Geschwindigkeit 0,5 c + 0,99 c = 1,49 c hätten. Aus der
Lorentzschen Geschwindigkeitsaddition folgt hingegen, dass ihre
Geschwindigkeit für den Beobachter bei 0,9966 c liegt. Die entsprechende
Formel findest du unter:
https://de.wikipedia.org/wiki/Relativistisches_Additionstheorem_f%C3%
BCr_Geschwindigkeiten#Definition
mit v = 0,5 c, u' = 0,99 c => u = 0,996656 c.
Auch auf u' = c ist die Lorentzsche Geschwindigkeitsadditon anwendbar,
es kommt dann u = c = u' heraus.
> als es mit der "Zeit"-Relation gekoppelt wird.
Aus der Invarianz der Größe c unter einem Wechsel des Inertialsystems
folgt u.a. die relativistische Zeitdilatation, ja.
> Es
> wird da auch sehr vieles stillschweigend vorausgesetzt, was je für
> sich genommen schon diskussionsbedürftig ist, etwa, dass eine "Uhr"
> Zeit "messe", also etwa die Zeit zwischen zwei Ereignissen als Betrag
> darstelle; u.a.m..
Als Alternativtheorie zur SRT gibt es auch noch die Lorentzsche
Äthertheorie (LET). Nach der ist die Zeitdilatation nicht "echt": eine
relativ zum Äther bewegte Uhr zeigt einfach nur die Zeit falsch an.
Hätte man Uhren und Längenmaßstäbe zur Verfügung, die nicht durch ihre
Bewegung relativ zum Äther beeinflusst würden, so könnten wir nach der
LET feststellen, dass die Lichtgeschwindigkeit tatsächlich variabel ist,
wie in der klassischen Äthertheorie.
Dass sich die SRT gegenüber der LET durchgesetzt hat, liegt u.a. daran,
dass es eben keine solchen Uhren und Maßstäbe gibt, und der Äther der
LET daher eine unnötige Zusatzannahme ist.
> Ich wüsste erstmal gern, was, genau, man sich als
> "Lichtgeschwindigkeit" vorzustellen hat.
Die Geschwindigkeit mit der sich z.B. Licht in einem beliebigen
Inertialsystem ausbreitet. Außerdem die Geschwindigkeit, mit der sich in
einem beliebigen Inertialsystem alle Teilchen bewegen, deren Masse 0
ist.
> Wie gesagt: "Geschwindigkeit", so, ohne Relation, kann ich mir nicht
> vorstellen.
Brauchst du auch nicht. Du kannst ja ein Inertialsysytem deiner Wahl
zugrundelegen. Macht laut SRT für das Ergebnis keinen Unterschied.