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ProfessorChaos 01.11.17 13:19

Materie und Lichtgeschwindigkeit
 
Hallo zusammen :)

Ich habe eine Frage zu dem Verhalten von Materie, die wie an Teilchenbeschleunigern an die Grenze zur Lichtgeschwindigkeit gebracht werden. Und zwar wundert es mich das Materie nicht Lichtgeschwindigkeit erreichen kann. Für mich wirkt auf das Teilchen eine konstante Kraft und müsste das Teilchen immer weiter beschleunigen bis es Lichtgeschwindigkeit erreicht. Es muss doch eine Gegenkraft entstehen die verhindert das Materie Lichtgeschwindigkeit erreicht. Egal wieviel Kraft man auf eine Masse zum beschleunigen gibt, es entsteht immer eine Gegenkraft die ein weiteres beschleunigen verhindert. Da entsteht doch so etwas wie eine Bremswirkung in der nähe der Lichtgeschwindigkeit oder? Oder verstehe ich da etwas falsch?

Ich 01.11.17 17:40

AW: Materie und Lichtgeschwindigkeit
 
Hier muss man die Sache mit den Bezugssystemen verstehen. Egal wie schnell die Teilchen sind, man kann sie nach Wechsel des Bezugssystems genausogut als ruhend ansehen. Das Licht hat in diesem System immer noch dieselbe Geschwindigkeit, man ist ihr also in diesem Sinne kein bisschen nähergekommen.
Es ist aber so, dass ein Geschwindigkeitszuwachs, den die Teilchen in in diesem Bezugssystem erfahren, im ursprünglichen System sehr viel kleiner ausfällt. Von daher können die Teilchen beliebig stark und lang beschleunigen, dem steht nichts entgegen. Aber im ursprünglichen System betrachtet nimmt ihre Geschwindigkeit trotzdem kaum noch zu.

Marco Polo 01.11.17 20:24

AW: Materie und Lichtgeschwindigkeit
 
Bei Beschleunigungen kann man mit dem relativistischen Beschleunigungs-Zeit-Gesetz rechnen:

ax=alpha/(1+(alpha*t/c)^2)^3/2

Der unbeschleunigte Beobachter misst also für die Eigenbeschleunigung alpha im beschleunigten System lediglich die Beschleunigung ax.

Wenn man für alpha die moderate Eigenbeschleuigung 10 m/s^2 einsetzt, dann erhält man aus Sicht des unbeschleunigten Beobachters nach t=100 Jahren quasi eine Beschleunigung ax=0.

Nichtrelativistisch gerechnet bliebe ax aber immer bei 10 m/s^2 und damit wäre die Geschwindigkeit des beschleunigten Bezugssystems nach diesen 100 Jahren bereits bei 3,15 x 10^7 km/s, also mehr als die 100 fache Lichtgeschwindigkeit, was natürlich nicht möglich ist.

Timm 02.11.17 10:26

AW: Materie und Lichtgeschwindigkeit
 
Man sieht hier 12.3 wie sich relativistisch gerechnet die Beschleunigung trotz konstanter Eigenbeschleunigung asymptotisch dem Wert 0 nähert.

Marco Polo 02.11.17 12:46

AW: Materie und Lichtgeschwindigkeit
 
Ja genau, Timm. Die gleiche Quelle hatte ich auch benutzt :-)


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