Wie sieht es aus, wenn ich in einem Zug sitze, der mit Lichtgeschwindigkeit fährt und...sD?

Wow ich bin begeistert fast nur richtige antworten. War vor bem halben Jahr noch anders.

Nein du bist dann nicht schneller als das Licht. Hab das schon ein paar mal erklärt daher nur noch die Links zur erklärung und wie man an die Lorenztranzformation kommt. Ist relativ einfach zu verstehen. Ersetz einfach deinen Schritt nach vorne durch einen Fahradfahrer im Zug.

Genau diese Frage haben sich auch Michelson und Morley gestellt. Desswegen ein Experiment aufgebaut, das im Grunde Vergleichbar ist mit deinen Ausführungen

http://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Morley-Expe...

Das Erbebnis ist das die Lichtgeschwindigkeit immer und in jedem Bewegungszustand konstant c ist also ca. 299792,46 km/s ist.

Mach folgendes Gedankenexperiment. Du fährst nicht mit dem Fahrrad sondern schaust in Fahrtrichung und schaust auf eine Wand in Fahrtrichtung dort hängt ein Spiegel. Das Licht von deinem Gesicht wird mit c von deinem Gesicht abgestrahl. und wird dann reflektiert. Und fällt dann zurück auf dein Auge. So weit so gut. Nun betrachtest du den Zug von aussen als stillstehender Betrachter. Das Licht Im Zug bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit von deinem Gesicht weg und der Zug bewegt sich auch mit Lichtgeschwindikeit. Also ergäbe sich eine Lichtgeschwindigkeit von 2*c. Das ist aber wegen dem Experiment nicht möglich.

Nun versuch es mal anders herum. Du stehst draussen als stillstehender Beobachter und schaust auf den Zug. Dann siehst du das sich das Licht mit Lichtgeschwindigkeit bewegt und der Zug auch. Also sieht es so aus als würde das Licht vor dem Gesicht immer im gleichen Abstand wegfliegen.. Wenn du aber dann in den Zug gehst ´bedeutet das, das dein Spiegelbild einfach verschwinden würde. Aber auch das darf nich sein, denn für dich muss ja die Lichtgeschwindigkeit konstant sein.

Genau vor diesem Dilemma standen alle Physiker nach dem Michelson-Morley-Experiment. Einstein hat die sehr einfachen Gleichungen betrachtet. Was die Licht geschwindigkeit ist nämlich Weg durch Zeit. Und er stellt fest das dies sowohl für den Bewegten als auch für den stehenden Beobachter gilt. In beiden Systemen ist c Konstant also bleiben nur noch Raum und Zeit als variable Grö0en. Wenn man das ausrechnet (unter zuhilfenahme vom Satz des Pythagoras). Dann kommt dabei die Lorenztransformation raus.

Diese Gleichungen besagen das sowohlRaum als auch Zeit bei Lichtgeschwindikeit auf 0 zusmmengestaucht werden.

Hier eine einfache Herleitung der Lorenztransformation.

http://de.answers.yahoo.com/question/index;_ylt=Ap...

http://de.wikipedia.org/wiki/Lorentztransformation

Und nun nun kommen wir wieder zu deinem Fahradfahrer. Im Zug hat der Fahreadfahrer eine Geschwindikeit von 30 km/h. Aber für einen stillstehenden Beobachter wird Raum und Zeit vollständig zusammengedrückt. Auf diese Weise ist die Geschwindigkleit des Zuges c aber da die zurückgelegte Strecke für den Fahrradfahrer von aussen 0 ist, bleibt es bei einer Geschwindigkeit von c führ den Fahradfahrer im Zug.

Nun deine Ergänzung zur Frage. Ja die Geschwindigkeit des Kreisels nimmt nach aussen immer mehr zu. Aber das ist genau das selbe wie mit dem Fahradfaher in dem Zug. Je näher diese Geschwindikeit an die Lichtgeschwindigkeit kommt umso mehr wird die Zerit und der Raum gestaucht, so das die Geschwindigkeit wieder <c ist.

Bestmmt lässt sich so ein Kreisel auch visualisieren. er wird vermutlich so aussehen das er nach aussen hin raum und Zeit hinterherschleift.

@Klabatsch netter versuch. E=mc³ beschreibt die Ruhemasse von Materie.

Das beantwort übrigens auch die Frage warum ein Elekton niemals ein Photon aber sehr wohl LKichrtgeschwindigkeit erreichen kann. Die Ruhemasse eines Photons ist 0. Die Halbwertszeit müsste ich nachsehen ist aber relativ gering. Aber Ein Proton Bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit. Folglich ist die Lebenserwartung eines Photons trotz seiner kurzen Halbwertzeit unendlich, da für das Photon die Zeit aus unserer Sicht nicht vergeht.

Mehr zu der Frage auch hier

http://de.answers.yahoo.com/question/index;_ylt=Al...

@HE tu dir selber einen Gefallen und lies dir die anderen Beiträge mal in Ruhe durch. Was du schreibst ist nicht die Einsteinsche sondern die HE 'sche Relativitätstheorie.

@Marceck wie immmer ne gute Antwort.Aber das mit der relativistischen Masse stimmt alledrings wird die über Lorenztransforation und nicht über E=mc² abgebildet.

Übrigens mehr zu negative Energie in dem Heft http://www.spektrum.de/artikel/852334&_z=798888

@Marceck Interessanter Artikel hinterläßt aber ne Menge Frage. zu viele meines Erachtens.

@Marceck Schau hier nach und mach mal deine mail auf dann kann man das ausserhalb diskutieren http://de.answers.yahoo.com/question/index;_ylt=As...

Ein Zug kann nicht mit Lichtgeschwindigkeit fahren, höchstens (in der Theorie) knapp unterhalb.

Das hat damit zu tun, dass ein massebehafteter Körper (was der Zug samt Inhalt ja ist) zum Erreichen der LG unendlich viel Energie bräuchte und seine relativistische Masse unendlich groß würde. Deshalb kann man (in der Theorie) zwar beliebig nahe an die LG heran, diese aber nie ganz erreichen.

Für deine Frage ist das aber unerheblich, denn dein Problem bestünde ja auch, wenn du dich knapp unterhalb der LG bewegst.

Die Lösung ist die, dass Geschwindigkeiten im relativistischen Bereich anders addiert werden müssen als im Alltag.

Aus deiner Sicht verlässt das Licht der Taschenlampe dieselbe IMMER mit Lichtgeschwindigkeit, auch wenn der Zug sich z.B. mit halber LG bewegt.

Ein Beobachter sieht das Licht ebenfalls immer mit LG!

Daran ändert sich auch nichts, wenn du dich im Zug noch bewegst, egal in welche Richtung.

Diese Erkenntnis, die unserem Alltagsempfinden völlig widerspricht, wurde in Versuchen zu Ende des 19. Jahrhunderts gewonnen und hat zur Entwicklung der Speziellen Relativitätstheorie geführt.

Die SRT liefert dann auch Formeln für eine sog. relativistische Geschwindigkeitsaddition (http://de.wikipedia.org/wiki/Relativistisches_Addi... ), die man in Fällen wie dem von dir geschilderten anwenden muss.

Gruß,

Zac

PS: Einige der Antworter hier scheinen der Meinung zu sein, dass die große Geschwindigkeit irgendwie gefährlich wäre und einen plattdrücken würde oder etwas in der Art.

Das ist Unsinn. Wir haben überhaupt kein Gefühl dafür, wie schnell wir uns bewegen. Die Erde bewegt sich beispielsweise mit über 100.000 km/h um die Sonne! Bekommen wir gar nicht mit.

Es geht nämlich nicht um die Geschwindigkeit, sondern die Beschleunigung.

Man würde z.B. bei einer konstanten Beschleunigung von 9,81 m/s² (der üblichen Fallbeschleunigung auf der Erde) nach knapp einem Jahr Lichtgeschwindigkeit erreichen (natürlich wird es insbesondere hintenraus problematisch, weil immer mehr Energie für die Beschleunigung aufgewendet werden muss, aber darum soll es hier nicht gehen).

Ein Mensch in einem geschlossenen Raum würde gar nicht merken, dass er im Raumschiff beschleunigt wird.

Andererseits kann es schon tödlich sein, in einem Sekundenbruchteil auf nur 40 oder 50 km/h zu beschleunigen oder von dieser Geschwindigkeit auf Null abzubremsen (beispielsweise indem man gegen einen Baum fährt! :-(

Lustigerweise gab es ja auch schon bei Einführung der Eisenbahn Leute (ich meine, es waren sogar Ärzte dabei), die meinten, dass die hohen (haha!) Geschwindigkeiten gesundheitsschädlich sein könnten. Wie wir alle wissen, ist da nichts gefährlich dran, solange der Zug nicht gegen ein Hindernis stößt. Hierbei treten nämlich sehr hohe Beschleunigungen auf, und die sind es, die problematisch sind.

http://de.wikipedia.org/wiki/Spezielle_Relativit%C...

davon mal abgesehen das du das nicht überleben würdest, und schonmal gar nicht in diesem Zug laufen könntest:

Du würdest aus dem Fenster raus gar nichts erkennen, weil dein Auge 0,03 Sekunden braucht um etwas zu fixieren. es würden nur irgendwelche undefinierbaren farbstreifen vorbeiziehen

Und wenn du in dem Zug bist und die Taschenlampe einschaltest, dann passiert mit dem licht nichts ungewöhnliches. Es würde normal leuchten und wenn du in dem Zug nach vorne läufst bist du auch nicht schneller als das licht.

Du bist ja bspw. in einem Normalen Zug auch nicht 310 Km/H schnell wenn du auf toilette läufst!

Da gibt es gute Videoclips dazu:

http://www.youtube.com/watch?v=RVt4Z3qu6SA&playnex...

http://www.youtube.com/watch?v=8S_cbbzBZBs

Wenn wir die üblichen Einwände bezüglich der Unmöglichkeit der LG (unendliche Masse und Energie etc.) mal beiseite lassen wollen:

Aus deiner Sicht bewegt sich das Licht der Lampe mit Lichtgeschwindigkeit, aus der Sicht eines neutralen Beobachters bewegen sich Zug und Licht der Lampe mit LG.

Wenn du zusätzlich gehst, bewegst du dich aus deiner Sicht mit Fußgängergeschwindigkeit, aus der Sicht eines neutralen Beobachters müssen wir jetzt doch sagen, dass du dich der LG nur annähern, sie aber nie erreichen kannst. Die Zeitdilatation sorgt in diesem Fall dafür, dass die Gesamtgeschwindigkeit Zug und Fußgänger die LG ebenfalls nicht überschreitet.

Die Taschenlampe bewegt sich auch mit Lichtgeschwindigkeit, da leuchtet sie ganz normal denke ich.

Wenn er mit Lichtgeschwindigkeit fährt, würde ein außenstehender Beobachter dich nur als Ebene wahrnehmen. Die Längenkontraktion sorgt für eine Ausdehnung in Fahrtrichtung von 0. Auch vergeht aus der Beobachterperspektive für dich keine Zeit mehr.

Aus deiner Perspektive kannst du ja nicht wahrnehmen, dass du dich mit Lichtgeschwindigkeit relativ zu irgendetwas fortbewegst, daher läuft für dich im Inneren des Zuges alles ganz normal ab. Solange, bis du nach außen schaust, denn aus deiner Perspektive ist das komplette Universum um dich herum ebenfalls zu so einer Ebene geschrumpft, da es sich ja relativ zu dir mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Zeit vergeht dort anscheinend auch nicht mehr.

DIe physikalischen Gesetze sind aber in jedem Bezugssystem gleich.

Also einfache Antwort: Die Situation ist äquivalent zu der in einem (relativ zur Erde) ruhenden Zug. Das Licht bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit relativ zu dir nach vorne.

@ Andere Antworter: Vergesst endlich mal den Schwachsinn mit der "relativistischen Masse". Masse ist invariant, die ändert sich nicht mit der Geschwindigkeit.

@ another_nick:

Danke gleichfalls. Den Artikel kann ich allerdings nicht öffnen. Was relativistische Masse angeht: Das ist ein Konzepot aus vor-relativistischen Zeiten, welches nicht mehr haltbar ist, der kinematischen Struktur der Raumzeit widerspricht und auch sonst nur Probleme macht. Ein sehr guter Artikel der die Feinheiten sehr anschaulich erklärt ist hier zu finden: http://www.itp.uni-bremen.de/~noack/masse.pdf

Schätze mal, du kommst damit klar, du scheinst schon über Abitur-Niveau hinaus zu sein.

@ another_nick:

Hast du ein Beispiel für eine solche Frage? Ich denke der Artikel ist ziemlich komplett.

Es wird hell im Zug und du kannst normal Zeitung lesen.

Du selber bist nur so schnell wie du dich im Zug bewegst, 5kmh zu Fuß oder so.

Alles andere wurde ja schon erklärt, mehr oder weniger.

Was passiert wenn du in einen Überschallflugzeug in der Kabine hin und her läufst und dich mit den anderen Leuten darin unterhälst ? Na was ? nichts jeder hört dich normal und nicht mit doppelter Schallgeschwindigkeit. Du läufst dann ja auch nicht schneller als der Schall durch das Flugzeug.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes ist immer gleich, sie kann nicht schneller oder langsamer sein. Warum kann ich dir auch erklären, war aber nicht deine Frage.

Z.b du bist in Frankfurt und willst nach Berlin. Wenn du in einen Lichtgeschwindigkeit Zug bist und du ganz vorne im ersten Wagon sitzt, wirst du staunen, wie schnell du dich im letzten Wagon wieder findest. Du bist leider Langsamer. Kann sein das du durch sämtliche Sitze und Türen mit Bravour durch gedrückt wirst und am hinterem Ende irgendwo fest hängst. Danach bist du dort angekommen wo du eingestiegen bist, natürlich in Frankfurt, weil der Zug in diesen Moment schon in Berlin ist. Alles in Sekunden Sache.