Überlichtgeschwindigkeit durch Umgehen der Raumkrümmung

Kartofffelkönig · #1 10.03.15, 10:08

Hallo Liebe Community

Ich habe mich hier angemeldet, da mir schon lange Zeit eine Frage auf der Zunge brennt. Diese habe ich auch noch nicht so gefunden hier. Ich beschäftige mich schon länger mit Astrophsyik und seit neustem auch ein wenig mit Quantenphysik. Nun habe ich folgende Frage: Aus der Relativitätstheorie wissen wir, dass alles im Universum relativ ist, ausser die Lichtgeschwindigkeit, sie ist absolut. Wir wissen auch, dass nicht nur aufgrund dessen es unmöglich ist, ein Materielles System auf Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, sondern auch, da aufgrund der Massenzunahme das System unendlich schwer werden würde. Nun gut, der Raum ist ja gekrümmt. Alles im Universum, auch das Licht, bewegt sich auf dieser Krümmung. Was aber würde geschehen, wenn man diese Krümmung mit einem Raumschiff (als Beispiel) umgehen könnte. Man stelle sich einen Halbkreis vor. Das Licht und alle Materie bewegt sich auf dieser Kreislinie von A nach B. Was passiert, wenn man das Raumschiff im direkten Weg von A nach B schicken könnte, also gerade? Dann wäre das Objekt ( Raumschiff) ja zumindest theoretisch schneller als das Licht. Somit würden aber auch die ganzen Theorien, die damit zu tun haben, nichtig gemacht werden. Was sagt ihr zu dieser Überlegung?
LG Kartofffelkönig (jaa, die drei F sind Absicht)

Marco Polo · #2 10.03.15, 11:58

Nur weil die LG in der SRT bezugssysteminvariant ist, ist sie dennoch eine Relativgeschwindigkeit.

Da man sich nicht durch die Raumzeit bewegen kann, ohne deren Krümmung zu berücksichtigen, gibt es auch keine Antwort auf deine Frage.

Ausnahme wäre ein Wurmloch, das mW nicht gegen bestehende Theorien, im speziellen hier die ART verstösst.

Ein System wird bei Beschleunigung auf c auch nicht unendlich schwer. Höchstens unendlich träge. Die Ruhemasse ist invariant.

Kartofffelkönig · #3 10.03.15, 12:10

Das mit der LG hab ich in dem Fall noch nicht ganz verstanden, ich dachte bisher immer dass diese absolut, also von jedem Beobachter her gemessen gleich ist. Kann mir das jemand erklären bitte?
Aber das mit dem Wurmloch war eigentlich auch so mein Gedanke, habs vergessen so zu formulieren. Ich werde mich dann mal darüber informieren, wie Wurmlöcher funktionieren können, ohne gegen die ART zu verstossen.

Marco Polo · #4 10.03.15, 17:20

Zitat:

Zitat von Kartofffelkönig

Das mit der LG hab ich in dem Fall noch nicht ganz verstanden, ich dachte bisher immer dass diese absolut, also von jedem Beobachter her gemessen gleich ist. Kann mir das jemand erklären bitte?

Sie ist mW nur in dem Sinne absolut, dass sie bei der SRT unabhängig vom Bewegungszustand des Beobachters ist.

ghostwhisperer · #5 10.03.15, 19:47

Zitat:

Zitat von Marco Polo

Sie ist mW nur in dem Sinne absolut, dass sie bei der SRT unabhängig vom Bewegungszustand des Beobachters ist.

Ich dachte eigentlich, dass sie immer absolut ist.. Zumindest lokal

TomS · #6 10.03.15, 23:17

Ich denke, das ist ein Streit um Worte.

"Geschwindigkeit" sollte präzise "lokal gemessene Relativgeschwindigkeit" heißen. "Lokal gemessen" bedeutet dabei, dass die beiden Objekte, deren Relativgeschwindigkeit gemessen werden soll, sich i.A. am selben Ort befinden müssen. Natürlich gibt es Fälle, wo das nicht unbedingt notwendig ist (global flache Raumzeit), aber i.A. muss man das fordern (z.B. kan man in einem expandierenden Universum zwei räumlich getrennten Objekten keine eindeutig definierte Relativgeschwindigkeit zuordnen).

In diesem Sinne würde ich c nicht als "absolut" sondern als "universell" bezeichnen.

TomS · #7 11.03.15, 01:17

Zu deiner eigtl. Frage: Man kann die Krümmung der Raumzeit innerhalb des Universums nicht umgehen; das würde eine Abkürzung außerhalb der Raumzeit und damit außerhalb des Universums erfordern.

Nach den gängigen Theorie - der ART - gibt es aber nichts außerhalb der Raumzeit. Insbs. wird die Krümmung der 4-dim. Raumzeit-Mannigfaktigkeit mathematisch so formuliert, dass es keiner Einbettung in einen höherdimensionalen Raum bedarf.

Außerdem haben wir - trotz Stringtheorie, Branen, ... - bisher weder eine umfassend und konsistent formulierte Theorie, wie so eine Einbettung aussehen könnte, noch haben wir in irgendeiner Form auch nur kleinste experimentelle Indizien, dass es diese Einbettung tatsächlich geben könnte. Die ART bzw. die Kosmologie) ist keineswegs abgeschlossen (Singularitäten, kosmologische Konstante, ...), jedoch liefert die Stringtheorie dazu (noch) keine vernünftigen Antworten.

D.h. so interessant der Gedanke auch ist - heute handelt es sich dabei um pure Spekulation.

Hawkwind · #8 11.03.15, 08:41

Zitat:

Zitat von Kartofffelkönig

Das mit der LG hab ich in dem Fall noch nicht ganz verstanden, ich dachte bisher immer dass diese absolut, also von jedem Beobachter her gemessen gleich ist. Kann mir das jemand erklären bitte?
Aber das mit dem Wurmloch war eigentlich auch so mein Gedanke, habs vergessen so zu formulieren. Ich werde mich dann mal darüber informieren, wie Wurmlöcher funktionieren können, ohne gegen die ART zu verstossen.

Nun ja, die Wurmlöcher (in der wiss. Literatur auch "Einstein-Rosen-Brücken" genannt) sind meines Wissens ja Lösungen von Einsteins Feldgleichungen und somit erst einmal kompatibel mit der ART.

Unklar ist, ob sie in der Natur wirklich realisiert sind.

Falls ja, stellt sich die Frage, wie in diesem Fall Kausalitätsverletzungen verhindert werden. Dass Kausalitätsverletzungen (Zeitreisen in die relative Vergangenheit etc.) mit der ART kompatibel sind, kann ich mir nicht vorstellen.

Alles noch viel Spekulation, aber ein - auch für die Science Fiction - hochinteressantes Thema.

Gruß,
Uli

Marco Polo · #9 29.03.15, 15:17

Zitat:

Zitat von ghostwhisperer

Ich dachte eigentlich, dass sie immer absolut ist.. Zumindest lokal

Sorry. Deine Frage hatte ich überlesen.

Aus meiner Sicht ist die Voraussetzung für eine Absolutgeschwindigkeit im Vakuum das Vorhandensein eines nachweisbaren Äthers. Diese Einschätzung hat aber eher historische Gründe.

Ansonsten sehe ich es in etwa wie TomS, der c als "universell" bezeichnet.

TomS · #10 30.03.15, 06:28

Zitat:

Zitat von Hawkwind

Dass Kausalitätsverletzungen (Zeitreisen in die relative Vergangenheit etc.) mit der ART kompatibel sind, kann ich mir nicht vorstellen.

Im Gödel-Kosmos sind sie als geschlossene zeitartige Kurven explizit enthalten.

Einige Wissenschaftler vermuten in der "chronological protection conjecture", dass ein physikalisches Prinzip existiert, das sie ausschließt.

Formuliert man die ART im Hamiltonschen bzw. ADM-Formalismus, so benötigt man eine global-hyperbolische Raumzeit, die geschlossene zeitartige Kurven explizit ausschießt; d.h. die Entwicklung der Geometrie einer beliebigen raumartigen Hyperfläche in eine zu dieser lokal senkrechten raumartigen Richtung wird nie zu geschlossenen zeitartigen Kurven führen.