Überlichtgeschwindigkeit

[Spocky]

Ja, das hast du noch richtig in Erinnerung. Statistisch gesehen sollten aber dabei genauso viele Teilchen, wie Antiteilchen verschwinden, so dass effektiv nicht wirklich neue Masse entsteht,

Möglicherweise entstehen sogar so viele virtuelle Teilchen, dass sie sich statistisch sogar doch wieder recht schnell anhilieren.

[CaptainKarracho]

Verständnissfrage - Lichtgeschwindigkeit - "Zeitverzögerung"

Hallo, mir is da grad ne Frage eingefallen... wie so oft als ich auf dem Klo saß! (=
Gestern hab ich kurz den Anfang von Planet der Affen (1968) gesehen, dort sagte der Mensch im Raumschiff etwas was mich halt zum Nachdenken brachte.
Sinngemäß:"Wir sind jetzt 7 Monate annähernd mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs. Laut "bla bal bla" sind auf der Erde mitlerweile 700 Jahre vergangen währen wir nur ein wenig gealtert sind!"!
Klar war mir natürlich schon vorher das, um so schneller man sich bewegt, um so langsamer die Zeit für einen rum geht. Aber wie siet das nun aus?
Sagen wir einfach mal so (ausgedachte Werte) ein Raumschiff fliegt 1 Jahr mit annähernd Lichtgeschwindigkeit davon um ein anderen Planeten zu erreichen. Für die Insassen des Raumschiffes vergeht nur ein Jahr, während auf der Erde 1000 Jahre bereits vergangen sind.
Welche Strecke hat das Raumschiff nun zurrückgelegt?
Hat es nun "nur" 1 Lichtjahr zurrück gelegt, oder sind es 1000 Lichtjahre?

Ein wenig verwirrend wen man drüber nachdenkt!
Fals es das zweite ist, währe das ganze gelabere ja quatsch das wir niemals andere Sterne erreichen könnten! Den wen wen wir Lichtgeschwindigkeit drauf hätten, breuchten wir doch nicht so lange bis zum nächsten Stern, zumindestens für die Insassen.
Wie lange bräuchten wir nach Alpha Centaurie als insasse?

Helf mir bei der beantwortung... wobei ich mir der Antwort schon realtiv sicher bin nach dem schreiben hier...!

[Indigo]

Das ist nicht so verwirrend wie es vielleicht den Anschein hat. Bereits Einstein hat eine Formel entwickelt, womit sich all deine Fragen beantworten lassen. Die sog. Zeitdilatation berechnet sich durch die Formel:

Zeit auf der Erde = Zeit im Raumschiff / Einstein'schen Faktor

oder kurz

t = t' : ([Wurzel aus](1-(v*v)/(c*c)))

Wenn sich also ein Raumschiff mit 99% der Lichtgeschwindigkeit bewegt dann ist die Zeitverzerrung so groß, dass für die Raumschiffbesatzung nur 7 Monate vergehen, während der normale Erdbürger ca. 30 durchlebt.

Um auf die zweite Frage zu antworten, da kommst du wohl selbst drauf. Wenn sich ein Raumschiff ein Jahr lang mit Lichgeschwindigkeit bewegt, dann legt es eine Strecke von einem Lichtjahr zurück, etwa 9.461.000.000.000 km. Das gilt sowohl für die Besatzung des Raumschiffs, als auch für den Erdbürger. Allerdings erlebt der Erdbürger diesen Zeitraum als ein Jahr, während die Raumschiffbesatzung aufgrund der Zeitverzerrung es als deutlich kürzer empfindet (abhängig von der genauen Geschwindigkeit).
Zur Alpha-Centauri-Frage: AC ist 4,3 Lichtjahre von uns entfernt, d.h. mit annährend Lichtgeschwindigkeit (wieder 99% angenommen) braucht man ca. 4,3 Jahre, aus Sicht eines Erdbewohners. Die Raumschiffbesatzung altert allerdings nur um ca. 7,2 Monate.

Alle Klarheiten beseitigt?

[CaptainKarracho]

Wenn sich also ein Raumschiff mit 99% der Lichtgeschwindigkeit bewegt dann ist die Zeitverzerrung so groß, dass für die Raumschiffbesatzung nur 7 Monate vergehen, während der normale Erdbürger ca. 30 durchlebt.

Das bedeutet dann das sich das Raumschiff 30 Lichtjahre fortbewegt hat, oder nur 7 Lichtmonate?

[Wes Jansen]

Das bedeutet dann das sich das Raumschiff 30 Lichtjahre fortbewegt hat, oder nur 7 Lichtmonate?

Aus Sicht eines außenstehenden Beobachters hat sich das Raumschiff 30 Lichtjahre weiterbewegt.

Aber mach dir nichts draus, das ist schon ein Thema, bei dem die normale Vorstellungskraft nicht mehr wirklich weitehilft .

[Indigo]

Ja es bewegt sich ungefähr 30 Lichtjahre weit (es fliegt ja nicht ganz mit Lichtgeschwindigkeit, da sonst die Zeitverzerrung unendlich wäre). Relativ (!) einfach zu begreifen. Das Raumschiff fliegt 30 Jahre mit Lichgeschwindigkeit, also legt es eine Strecke von 30 Lichtjahren zurück.

Edit: zu langsam...

Das Raumschiff hat sich aber nicht nur für einen außenstehenden Beobachter 30 ly weit bewegt, sondern auch für die Raumschiffbesatzung, nur kam ihr das wesentlich kürzer vor, das liegt aber an der Unzulänglichkeit des Menschen .

[madhorst]

Wie ich das verstanden habe 8,6 Lichtjahre. *kopfkratz*

[Indigo]

Wie kommst du jetzt auf 8,6 ly?

Sorry Einzeiler, aber was soll ich dazu noch groß sagen...

[madhorst]

Die Frage war doch, wie weit hat sich das Schiff bewegt. 4,3 LJ hin und 4,3LJ zurück. Zusammen 8,6LJ. Eigentlich einfach, oder? dahte ich zumindest...

[CaptainKarracho]

Bisschen komplizierter wird´s wen man weiter geht...!
Wie siet´s mit den Materialien des Schiffes aus?
Sagen wir in dem Schiff sind Batarien für die Lampen im Innenraum... müssen die dann auch 30 Jahre halten, oder reichen wen die nur 7 Monate halten um die ganze Fahrt zu leuchten?
Oder wie siet´s mit dem Spritt aus? Stellen wir uns mal vor das Raumschiff muss ständig den Antrieb eingeschaltet haben, verbraucht man dann auch nur Spritt für 7 Monate oder eher für 30 Jahre?
Verwirrend das ganze! (=

[Indigo]

Ist doch im grunde egal. Ich bin jetzt davon ausgegangen, dass das Raumschiff nur eine Strecke geflogen. Meine Berechnung galt also nur für den Weg Erde-AC. Zurück gelten die gleichen Ergebnisse. Das Raumschiff müsste sowieso langsamer werden wenn es wendet

[madhorst]

Das ist die Antwort auf die Frage: "Wie lange ist das Schiff unterwegs?"! Und die Antowrt ist: Für das Schiff vergeht die Zeit genauso schnell, wie für die Crew an Bord des Schiffes (weil es ja genauso schnell ist).

[Indigo]

Alles was sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt unterliegt der Zeitverzerrung, also auch die Lampen, Batterien, Notrationen, etc.
Kompliziert wird es eigentlich erst, weil man theoretisch auch noch die Massen mit in die Formel einbeziehen müsste. Das nennt sich dann "Allgemeine Relativitätstheorie".

[madhorst]

Nur dass sich das Schiff dann innerhalb des gleichen "Zeitfeldes" bewegt, wie die Crew. Altert die Crew 7 Monate, altert das Schiff auch sieben Monate. Und des is Masseunabhängig. Die AR beschreibt nur den Energieaufwand, den es bedarf, um etwas sop schnelle werden zu lassen. Und das IST Masseabhängig

[McWire]

Aufgrund der Zeitdilation wird allerdings der Treibstoffverbrauch mit größerer Geschwindigkeit viel höher... (mehr als linear)

Da ja die Zeit im Raumschiff langsamer vergeht und somit auf für den Treibstoff, laufen natürlich auch die Energieerzeugungsprozesse langsamer ab, da aber von Bezugssystem "umgebender Weltall" die Zeit "normal" verläuft erscheinen die Energieerzeugungsprozesse vermindert.

d.h. auf der Erde würde z.B. das Verbrennen 1 Kerze ca 2 Stunden dauernt, auf dem Raumschiff verbrennt die Kerze aufgrund der Zeitdilation in vielleich 2 Tagen.

Da der Energieinhalt der Kerze sich aber nicht ändert (z.B. fiktive 200 kJ), wird bei der Verbrennung immer die gleiche Energie frei.

Da aber die Energieleistung an die Zeit gekoppelt ist (Energie pro Zeit), ist die Leistung der Kerze im Raumschiff geringer als die Kerze auf der Erde...

P(Erde) = 200 kJ / 7200 Sekunden (Zeit auf der Erde) = 27,78 Watt

P(Raumschiff) = 200 kJ / 345.600 Sekunden = 0,58 Watt.

darum braucht man bei Annäherung an die Lichtgeschwind fast unendlich Treibstoff, da die Leistung aufgrund der Zeitdilation unendlich gering wird.