Überlichtgeschwindigkeit

[Stormking]

Wenn Du dies auch auf Geschwindigkeiten jedweder Art ausdehnst, wie erklärst Du Dir das Abstrakt Schwarzer Löcher?
Die wären dann nämlich nicht möglich.
Zumindest wenn es umn Singularitäten geht, die wohl noch wesentlich kleiner als der Ereignishorizont des umgebenden Schwarzen Lochs sind.
Die Raumzeit wird nicht nur durch Geschwindigkeiten verzerrt, sondern auch durch die Schwerkraft.
Bei letzterem kenne ich die Formeln nicht, aber ich weiß, dass dem so ist.
Bei ersterem, also im Bezug zur Geschwindigkeit, gibt es relativ allgemeinverständliche Formeln über die Längenkontraktion und Zeitdilatation.
Demnach wirken sich beide Einflüsse auf die Raumzeit aus und spätestens durch letztere sind zumindest "Zeitreisen" in die Zukunft ebenso denkbar, wie durch künstliche Schwerkraft hervorgerufene Raumzeitverzerrung.
Ob diese technisch in absehbarer Zeit möglich sind, ist aber ein ganz anderer Gesichtspunkt und da sehe ich definitiv schwarz.
Die Lichtgeschwindigkeit ist abhängig von Raum und Zeit, soviel ist sicher, aber selbst diese Barriere wird durch die Relativität von Raum und Zeit relativiert.
Die Lichtgeschwindigkeit ist und bleibt etwa 299´792´458 m/s, aber wenn man (ungeachtet des astronomischen Energieverbrauchs beim Beispiel) eine Entfernung von 4 Lichtjahren auf effektive (nicht tatsächliche für den Beobachter) Kilometer krümmt, kann man in kürzester Zeit (bestenfalls wenige Minuten anstatt weit über vier Jahre) diese Distanz überwinden, die aber nur solange so gering ist, wie die genutzte Raumzeitkrümmung existiert.
Wenn die Raumzeitkrümmung wieder aufgehoben wird, ist die effektive Entfernung wieder entsprechend der tatsächlichen.

Selbst wenn man (rein hypothetisch) in die Vergangenheit reisen würde, so würde selbst das bezüglich des Eingriffs in die Geschichte nicht gegen die Kausalität in dem Sinne verstoßen, dass eine Wirkung vor der Ursache eintreten würde, denn auch bei einem Eingriff käme erst die Wirkung nach der Ursache, nur würde man die Möglichkeiten eines gewählten Ereignisses für den Eingriff verringern.
Wenn man zudem berücksichtigt, dass Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft gleichermaßen existieren, aber nicht nur auf einer Art Vergänglichkeitsweg, dann gewinnt der Begriff Kausalität eine Bedeutung, welcher ebenso die Eigenschaften von Ursache und Wirkung und von der Natur Zeit beschreibt, aber die Vorstellung der Relativität der Zeit entschieden erweitert.
Das Dumme daran ist nur, dass dann die wirklichen Überlegungen über Kausalität richtig Kopfschmerzen bringen können, während das bei der heutigen Sichtweise über die Zeit sich noch in Grenzen halten dürfte, denn letztlich tritt alles ein, was möglich ist, aber nur das, wofür wir uns entscheiden, werden wir auch erleben, egal ob es gute oder schlechte Folgen sind.
Dies ist ein Teil der Natur der Zeit, welcher die Grundlage alternierender Realitäten darstellt und man kann dies nur insofern voneinander trennen, wie man den Raum und die Zeit oder ein Elektron von seinem Proton trennen kann.
In der Vorstellung ist dies möglich und sicher auchphysisch beim letzteren Beispiel, aber dennoch gehören sie zusammen und nur dann zeigen sie das wahre Gesamtbild.
Wie schon in meiner Signatur steht (auch wenn ich ungern die Worte der Ori zitiere): "Die Wahrheit entgeht dem, der nicht beiden Augen sieht.", was in vieler Hinsicht natürlich auch auf mich zutrifft, denn davor ist niemand sicher.

Diese Abschnitte Deines Beitrages ergeben leider keinerlei Sinn. Weder in ihrer Gesamtheit noch die einzelnen Sätze.

Aber ich habe mal eine Frage:
Was versteht man in der Wissenschaft unter Kausalität?
Ist es das Ursache-Wirkungs-Prinzip oder ist es die Auslegung desselben, um etwas abzulehnen, was nur scheinbar dagegen verstößt?

Selbstverständlich ersteres. Und es ist nunmal so, daß Kausalität nur dann herrscht, wenn die Lichtgeschwindigkeit nicht überschritten, umgangen oder ausgetrickst wurde. Sobald man diese Beschränkung irgendwie aufhebt, wird es Ereignisse geben, deren Ursache in der Zukunft liegt. Ein FTL-Antrieb ist somit immer auch eine Zeitmaschine.

Das Dumme daran ist nur, dass dann die wirklichen Überlegungen über Kausalität richtig Kopfschmerzen bringen können

Kopfschmerzen kriegt man höchstens von Deinen wirren Beiträgen. Du hast scheinbar keinerlei naturwissenschaftliches Grundwissen, willst aber über Konzepte diskutieren, die selbst Experten Kopfzerbrechen bereiten. Heraus kommen ellenlange Aneinanderreihungen von physikalischen Begriffen, jedoch ohne irgendeinen sinnvollen Inhalt. Auf was für Drogen bist Du eigentlich, wenn Du hier schreibst?

[J_T_Kirk2000]

Dieser Abschnitt Deines Beitrages ergibt leider keinerlei Sinn. Weder in seiner Gesamtheit noch die einzelnen Sätze.

Natürlich ergibt sie einen Sinn, nur kannst oder willst Du diesen nicht wahrhaben.

Selbstverständlich ersteres. Und es ist nunmal so, daß Kausalität nur dann herrscht, wenn die Lichtgeschwindigkeit nicht überschritten, umgangen oder ausgetrickst wurde. Sobald man diese Beschränkung irgendwie aufhebt, wird es Ereignisse geben, deren Ursache in der Zukunft liegt. Ein FTL-Antrieb ist somit immer auch eine Zeitmaschine.

Woher willst Du wissen, ob Du ersteres oder letzteres verfolgst, also tatsächlich das Prinzip von Ursache und Wirkung verstehst, oder nur einen Teil davon als Vorwand nutzt um einen ungeliebten Teil des gleichen Grundsatzes ablehnen zu können, nur weil Du diesen vielleicht nicht verstehst?

Was diese Aufhebung der Beschränkung angeht, so habe ich von so etwas nie geschrieben, es sei denn Du siehst die Verzerrung der Raumzeit als eine solche an.
Allerdings wäre dann jedes Objekt mit Masse ein Verstoß dagegen, denn es krümmt zwangsläufig die Raumzeit.

Kopfschmerzen kriegt man höchstens von Deinen wirren Beiträgen. Du hast scheinbar keinerlei naturwissenschaftliches Grundwissen, willst aber über Konzepte diskutieren, die selbst Experten Kopfzerbrechen bereiten. Das klappt aber nicht.

Wenn ein Studium dazu führt, dass man begrenzte Erkenntnisse als Non-Plus-Ultra darstellt, obwohl jede neue Entdeckung gefahr läuft, alles bisherige vielleicht über den Haufen zu werfen, ja dann bin ich froh, dass ich das noch nicht studiert habe und ich denke, dass mein intuitives Verständnis für den Anfang schon für mich ausreicht, auch wenn dies noch kein entsprechendes Studium dahingehend ersetzen kann, wenn es darum geht, dies anderen verständlich zu machen.
Unter anderem bin ich deswegen auf dem Weg, dieses Studium anzugehen und vielleicht auf mathematischen Wege in einigen Jahren diesen Standpunkt zu erklären, aber wenn dieser Staundpunkt über die Raumzeit sich trotz erwiesener Relativität nicht ändert, welcher eher eine absolute Raumzeit im menschlichen Weltbild oder zumindest in dem Deinen offeriert, dann wird auch eine mathematische Begründung nichts bringen, weil Du dann wieder mit dem Argument der Verwirrung kommst, entweder weil Du es tatsächlich nicht verstehst oder nicht verstehen willst.

Im Übrigen würde ich mich freuen, wenn ein Experte mich dahingehend aufklären könnte was die Relativität der Raumzeit angeht, aber dann bitte unvoreingenommen und nur mit erklärten mathematischen Grundlagen begründet.

[SNIPER[ISA]]

Soweit ich es mal verstanden habe, funktioniert der Warpantrieb so, dass man den Raum vor sich zusammenstaucht und so die Entfernung zum Ziel verkürzt.

Mal ne ganz dumme Frage dazu:
Geht der Raum dabei nicht kaputt? Und was passiert mit Systemen darin? werden die auch gequetscht? brauch ich dann nimmer zur Arbeit fahren sondern kann hinlaufen?

[Pyromancer]

Woher willst Du wissen, ob Du ersteres oder letzteres verfolgst, also tatsächlich das Prinzip von Ursache und Wirkung verstehst, oder nur einen Teil davon als Vorwand nutzt um einen ungeliebten Teil des gleichen Grundsatzes ablehnen zu können, nur weil Du diesen vielleicht nicht verstehst?

Es ist ja nicht so, dass wir Wissenschaftler sagen: "FTL-Antriebe würden das Kausalitäts-Prinzip verletzen und deshalb kann es sie nicht geben!!11elf!"

Wir sagen nur: "FTL-Antriebe würden das Kausalitätsprinzip verletzen."

Es gibt auch andere Phänomene, wo man sich der Kausalität nicht mehr so sicher ist. Das ist blöd, weil es unserer Alltagserfahrung widerspricht. Aber nur, weil es blöd ist kann es immer noch wahr sein.

[Komodo]

Wieso wird die Kausalität verletzt? Weil ein Raumschiff, dass sich mit Lichtgeschwindigkeit von einem Punkt zum anderen bewegt, für einen externen Beobachter am Zielort ankommt, bevor es vom Startpunkt aus losgeflogen ist?

[blueflash]

das ist die tatsächliche Begründung: Wenn sich ein Signal mit ÜLG ausbreitet, ließe sich immer ein Beobachter finden, für den die Ursache nach der Wirkung geschieht - warum aber die Kausalität dahingehend definiert wird, dass jeder denkare Beobachter die "richtige" Reihenfolge beobachten muss bleibt mir auch schleierhaft, das scheint mir als notwendige Bedinung etwas stark zu sein.

Oder könnte man dann etwa Kreise bauen: Wenn A ->(SIGNAL)-> B mit ÜLG übertragen wird, dann kann B->SIGNAL->C stattfinden bevor A->SIGNAL->C stattfindet und somit irgendwie C->SIGNAL->A bevor A->SIGNAL->B? Das wäre eine Begründung aber da würde mich ein Beweis interessieren.

[Stormking]

das ist die tatsächliche Begründung: Wenn sich ein Signal mit ÜLG ausbreitet, ließe sich immer ein Beobachter finden, für den die Ursache nach der Wirkung geschieht - warum aber die Kausalität dahingehend definiert wird, dass jeder denkare Beobachter die "richtige" Reihenfolge beobachten muss bleibt mir auch schleierhaft

Warum? Sobald es einen Beobachter geben kann, für den die Wirkung vor der Ursache kommt, ist (für ihn) die Kausalität nunmal verletzt. Ob nun ausgerechnet wir dieser Beobachter sind, oder es zehn Millionen andere Beobachter gibt, denen keine Kausalitätsverletzung auffällt, spielt dabei doch gar keine Rolle. Kausalität besagt, daß die Ursache stets vor der Wirkung kommt, also genügt ein Gegenbeispiel, um dieses Prinzip zu verletzen.

Sagt ja keiner, daß das ganze gleich dramatische Konsequenzen hätte.

[blueflash]

Es ist doch aber Quatsch, bei erwiesener Relativität der Zeit, auf einem absoluten Kausalitätsprinzip zu bestehen: Wenn ich Dir eine mail forwarde, in deren Header eine Ankunftszeit steht, die in der Zukunft liegt, ist ja auch _scheinbar_ die Kausalität verletzt - _tatsächlich_ aber nicht.
Nun kann man in der Relativitätstheorie nicht mehr unbedingt von _tatsächlich_ sprechen, aber dann ist das Kausalitätsprinzip eh wurscht.

[Stormking]

Es ist doch aber Quatsch, bei erwiesener Relativität der Zeit, auf einem absoluten Kausalitätsprinzip zu bestehen:

Sorry, aber diese Argumentation verstehe ich einfach nicht. Die Relativität der Zeit stört das Kausalitätsproblem überhaupt nicht. Stell Dir eine Gruppe von 100-Meter-Läufern vor, die gleichzeitig loslaufen. Obwohl sie alle unterschiedlich schnell sind, laufen doch alle in dieselbe Richtung und niemand kommt an, bevor er losgelaufen ist.

Wenn ich Dir eine mail forwarde, in deren Header eine Ankunftszeit steht, die in der Zukunft liegt, ist ja auch _scheinbar_ die Kausalität verletzt - _tatsächlich_ aber nicht.

Sorry, aber dieser Vergleich ist Unsinn. In dem Fall ist die im Header angegebene Zeit ganz einfach falsch. Der vorhin erwähnte Beobachter würde aber eine für ihn tatsächliche , richtig echte Verletzung des Kausalitätsprinzips beobachten.

Nun kann man in der Relativitätstheorie nicht mehr unbedingt von _tatsächlich_ sprechen aber dann ist das Kausalitätsprinzip eh wurscht.

Sorry, ich kapiere nicht, was Du mir damit sagen willst.

[McWire]

Nur um mal zusammenzufassen soweit ich es verstanden habe:

Der Warpantrieb macht nix weiter als eine Teilvolumen des RZ-Kontinuum zu komprimieren, ein Objekt unkompromiert diese Strecke durchlaufen zu lassen, um das Teilvolumen anschließend wieder in den "Normalzustand" zu versetzen.

Da aber ein Teilvolumen des Raumes komprimiert wird, müsste auch sämtliche enthaltene Materie und elektromagnetische Strahlung mitkomprimiert werden, somit würde das nicht mitkomprimierte Raumschiff aus Sicht der enthaltenen Materie quasi mit Überlichtgeschwindigkeit sämtliche Strahlung und Materie "überholen"
Aus der Perspektive eines Beobachter im gekrümmten Raum würde das Raumschiff sich plötzlich auf z.B. 4 Lj ausstrecken, ein kleines Stücken vorrücken und sich wieder auf "Normalmaß" zusammenziehen wobei es die Position um 4 Lj gewechselt hat.

Mein Problem mit dieser Vorstellung ist jetzt, dass Materie eigentlich aufgrund der Kernkräfte und EM-Wechselwirkung quasi stabilisert ist, warum sie ja trotz kosmischer Expansion nicht mitexpandiert.
Wenn ich also den Warpantrieb beispielsweise zwischen Erde und Alpha-Centauri einsetze, so müsste die dazwischenliegende Materie, falls sie nicht verändert wird, ebenfalls temporär die Position wechseln, da sie sich dann in einem komprimierten Raum befinden... sprich wenn vor der Aktivierung des Warpantrieb im Schnitt zwischen zwei Teilchen 10 cm Abstand ist, so wäre nach der Aktivierung des Warpantrieb dieser Abstand zig Millionen mal geringer... vermutlich nicht viel größer als der Durchmesser eines Moleküls.

Daraus würde folgen:

a) Die Materie müsste sich aufgrund der gravitativen Wechselwirkung "zusammenklumpen"
b) Sämtliche Elektromagnetischen Wellen müssten innerhalb dieses Teilbereiches ebenfalls besschleunigt oder gestaucht werden
-> nicht nur das Raumschiff würde sich mit scheinbarer Überlichtgeschwindigkeit ausbreiten, sondern auch alle parallelen Informationsströme die mittels EM-Wellen übertragen werden, wodurch es innerhalb des gekrümmten Bereiches zu keiner Verletzung der Kausalität kommen sollte

Ausserhalb des gekrümmten Teilbereiches würde natürlich die überlichtschnelle Informationsübertragung zu kausalen Problem führen, jedoch würde dies beim hypothetischen Szenario eines kosmischen Rekollaps auch passieren, da der Raum kleiner wird und somit EM-Wellen sich mit scheinbarer ÜLG ausbreiten würden.

Wenn also der Warpantrieb die Kausalität verletzt, würde eine invertierte kosmischen Raumexpansion im Endeffekt den gleichen Effekt hervorrufen und würde ebenfalls die Informationskausalität verletzen.

[Pyromancer]

Das wäre eine Begründung aber da würde mich ein Beweis interessieren.

Hausaufgabe: In die nächste Bibliothek gehen, ein beliebiges Buch über die SRT ausleihen und das Kapitel, dass sich mit dem Thema "Gleichzeitigkeit" beschäftigt (das gibt es in jedem Buch über die SRT), durcharbeiten.

[blueflash]

@Stormking: Dein Fehler ist, dass Du von einer absoluten und objektiven Zeit ausgehst, die für alle Beobachter gleich ist. Die ist aber nun gerade laut Relativitätstheorie nicht existent. Stattdessen sind die Zeitmessungen selbst relativ. Damit ist es auch nicht mehr möglich von einer einfachen, überall gültigen, Kausalität auszugehen, die immer für alle Beobachter gilt.
Vor allem macht der Schluss keinen Sinn, weil ein Beobachter von der Wirkung eines Ereignisses vor der Ursache erfährt, müsse diese Reihenfolge auch irgendwie "tatsächlich" so gewesen sein.
Nehmen wir an statt deiner 100m Läufer mal UBoote, die ein Rennen veranstalten und am Ziel auftauchen und ein Funksignal absetzen, um von ihrer Ankunft zu unterrichten. Ein Beobachter unter Wasser (mit einer Antenne zum Empfang des Zielsignals) in einer gewissen Entfernung könnte nur über Schall vom Start erfahren, was natürlich eine gewisse Zeit dauert. Man könnte also eine Entfernung ausrechnen in der sich so ein Beobachter befinden müsste um vom Ende des Rennens noch vor dem Start zu erfahren. Hier scheint die Kausalität verletzt - Trotzdem sind natürlich die UBoote erst losgefahren und dann angekommen.

[J_T_Kirk2000]

Soweit ich es mal verstanden habe, funktioniert der Warpantrieb so, dass man den Raum vor sich zusammenstaucht und so die Entfernung zum Ziel verkürzt.

Mal ne ganz dumme Frage dazu:
Geht der Raum dabei nicht kaputt? Und was passiert mit Systemen darin? werden die auch gequetscht? brauch ich dann nimmer zur Arbeit fahren sondern kann hinlaufen?

Eigentlich kann der Raum dadurch nicht kaputt gehen, denn sonst wäre dies auch bei allen anderen natürlichen Schwerkraftfeldern so.
Natürlich kann die Materie im direkten Wirkungsbereich extremer Massen beschädigt werden, aber der Raum selbst wird nicht beschädigt.

Wieso wird die Kausalität verletzt? Weil ein Raumschiff, dass sich mit Lichtgeschwindigkeit von einem Punkt zum anderen bewegt, für einen externen Beobachter am Zielort ankommt, bevor es vom Startpunkt aus losgeflogen ist?

Nun, ausgehend von dem hypthetischen Fall dass ein Schiff sich mit Lichtgeschwindigkeit auf den beobachter direkt zu bewegt, scheint es gleichzeitig zu starten und bereits anzukommen, nicht aber anzukommen bevor es startet und selbst das ist nur der Fall wenn es die volle Geschwindigkeit ohne allmähliche Beschleunigung oder den Stillstand ohne allmähliche Abbremsung am Ziel erreicht.
Dennoch würde keine tatsächliche Zeitreise in die Vergangenheit eintreten, weshalb also kein Verstoß gegen die Kausalität in diesem Beispiel entstünde.

Sorry, aber diese Argumentation verstehe ich einfach nicht. Die Relativität der Zeit stört das Kausalitätsproblem überhaupt nicht. Stell Dir eine Gruppe von 100-Meter-Läufern vor, die gleichzeitig loslaufen. Obwohl sie alle unterschiedlich schnell sind, laufen doch alle in dieselbe Richtung und niemand kommt an, bevor er losgelaufen ist.

Nun zu aller erst dürfte wohl klar sein, dass ein normaler Läufer schnell genug sein kann, als das relativistische Effekte relevant werden könnten, aber wenn im rein theoretischen Fall mehrere Raumschiffpiloten in Raumschiffen mit verschiedenen Geschwindigkeiten fliegen, einer mit hypthetischen 0,97c, einer mit 0,98c und einer mit 0,99c, wobei c jeweils für 299792458m/s steht.
In diesem Fall wären die relativistischen Effekte so stark, dass es dem im langsamsten Raumschiff so vorkommt, dass er mit etwa 16facher, der bei realistischen 98% mit scheinbar etwa 25facher und der mit realistischen 99% mit scheinbar 49facher Lichtgeschwindigkeit fortbewegt, oder jeweils die Quadratwurzel, falls die Zeitdilatation mit der Längenkontraktion nicht multipliziert werden darf.

Ähnliche Effekte gibt es auch im Extrembereich von Gravitation, aber ich kenne mich nicht ausreichend dahingehend aus, um dies berechnen zu können, obwohl es recht interessant wäre, denn dann könnte man den tatsächlichen Energieverbrauch eines Warpfeldes bei angegebener Nutzungsgröße, Wirkungsgrad und jeweilig erzieltem Warpfaktor ermitteln.

@ McWire:
Also das mit der Raumzeitkrümmung an sich bewirkt ja noch keine Fortbewegung an sich, sondern erst eine Geschwindigkeit oder Beschleunigung in Verbindung damit bewirkt eine Geschwindigkeit um den Faktor der Krümmung, wenn ich das richtig verstanden habe.

[McWire]

@ McWire:
Also das mit der Raumzeitkrümmung an sich bewirkt ja noch keine Fortbewegung an sich, sondern erst eine Geschwindigkeit oder Beschleunigung in Verbindung damit bewirkt eine Geschwindigkeit um den Faktor der Krümmung, wenn ich das richtig verstanden habe.

Ich habe halt einfach die Star Trek Vorstellung von einem Warpantrieb im Kopf und dort wird die Bewegung durch "Peristaltik" erreicht... also das Raumschiff schiebt sich und die Warpblase quasi gegenüber dem restlichen Kontinuum vorran.
Dies liegt vorallem da dran, dass man davon ausgeht, dass die Gesamtstrecke nicht am Stück gekrümmt wird, sondern das es ein fließender Vorgang ist, sodass behindernte Materie rechtzeitig "beiseite geschoben" werden kann.

Dies ist aber alles Fiktion und Spekulation.

Trotzdem, wenn Bewegungen in einer gekrümmten Raumzeit zu Kausalitätsproblemen führen, so müsste das ja auch für Bewegungen von Strahlung oder Materie innerhalb einer starken Schwerkraftfeldes gelten.

Theoretisch müsste ein Lichtstrahl er dich entlang eines solchen Schwerkraftfeldes bewegt einen kürzeren Weg zurücklegen als ein paralleler Lichtstrahl der sich nur durch die flache Raumzeit bewegt... beide Lichstrahlen müssten also zu unterschiedlich Zeitpunkten auf das Ziel treffen, wobei der erste Lichtstrahl scheinbar schneller ist, als der Lichtstrahl der nur durch den flachen Raum gelaufen ist.

[Komodo]

Nun, ausgehend von dem hypthetischen Fall dass ein Schiff sich mit Lichtgeschwindigkeit auf den beobachter direkt zu bewegt, scheint es gleichzeitig zu starten und bereits anzukommen, nicht aber anzukommen bevor es startet und selbst das ist nur der Fall wenn es die volle Geschwindigkeit ohne allmähliche Beschleunigung oder den Stillstand ohne allmähliche Abbremsung am Ziel erreicht.
Dennoch würde keine tatsächliche Zeitreise in die Vergangenheit eintreten, weshalb also kein Verstoß gegen die Kausalität in diesem Beispiel entstünde.

Wenn sich das Raumschiff mit weniger oder genau mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, ist die Kausalität ja noch in Ordnung. Wenn es aber mit mehr als Lichtgeschwindigkeit bewegt, kommt es für den externen Beobachter an, bevor es von ihm aus gesehen losflog.

Das Problem ist es ja gerade, dass es keinen tatsächlichen Ablauf gibt, jede Beobachtung ist gleich wahr. Die Beobachtung des Beobachters am Zielort ist genauso wahr, wie die eines Beobachters am Startpunkt oder die Beobachtung der Schiffscrew.