Lichtgeschwindigkeit: Unterschied zwischen den Versionen

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Die '''Lichtgeschwindigkeit''' ist eine der ältesten und bekanntesten Konstanten der Physik. Sie beträgt im Vakuum 299.792.458 Meter pro Sekunde. In Medien (zum Beispiel Wasser) ist sie geringer, da die Strahlung in ihrer Ausbreitung durch die Teilchen des Mediums behindert wird; zwischen den Teilchen bewegen sich die [[Photon]]en jedoch ''weiterhin'' konstant mit Lichtgeschwindigkeit. Dadurch ist es möglich, dass sich beispielsweise schnelle [[Elektron]]en in solchen Medien schneller fortbewegen können, als das Licht. Ist dies der Fall, geschieht - ähnlich wie ein Überschallknall bei einem Kampfflugzeug - ein Überlichtblitz, da das Licht am Elektron gestreut wird, wenn es die Lichtmauer durchbricht. Der Effekt wird als ''Tscherenkow-Strahlung'' bezeichnet und kann insbesondere in Abklingbecken von Kernkraftwerken beobachtet werden. Er ist in größerer Form ebenso beim Warpsprung beobachtbar.
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Die [[Lichtgeschwindigkeit]] ist die [[Geschwindigkeit]], mit der sich [[elektromagnetische Welle]]n, also auch [[Photon|Licht]] ausbreiten. Sie stellt für Objekte ohne [[Überlichtantrieb]] die maximal erreichbare Geschwindigkeit dar.
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[[Tachyon]]en sind immer schneller als das Licht; eine langsamere Ausbreitung ist ihnen nicht möglich, so wie es Materie nicht möglich ist sich, schneller als das Licht zu bewegen.
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{{Meta|Die Vakuumlichtgeschwindigkeit beträgt nach heutigem wissenschaftlichen Verständnis exakt 299.792.458 [[Kilometer]] pro [[Sekunde]]. Die Geschwindigkeit in [[Materie]], wie beispielsweise [[Luft]], ist dagegen geringer.}}
  
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== Einstein ==
 
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Einstein stellte das Axiom auf, dass die Lichtgeschwindigkeit die maximal erreichbare Geschwindigkeit für Materie darstellt. Sie kann nur von [[Photon|Licht]] (allg. elektromagnetischer Strahlung) und von [[Gravitation|Schwerkraft]] (Gravitationswellen) erreicht werden, da diese keine Ruhemasse besitzen. Um nämlich ein massebehaftetes Objekt auf Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, wäre eine unendliche Menge an Energie notwendig. Da jedoch natürlicherweise niemandem unendliche Energie zur Verfügung steht, ist es prinzipiell unmöglich, mit Lichtgeschwindigkeit zu fliegen.
 
  
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[[Albert Einstein]] bewies dies [[1905]] in seiner ''[[Relativitätstheorie|Speziellen Relativitätstheorie]]''. Der Grund dafür ist folgender: Bewegt sich ein Objekt mit der Ruhemasse m mit einer Geschwindigkeit v so nimmt diese Masse scheinbar zu, je schneller das Objekt bewegt ist, nach der Formel:
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== Überlichtgeschwindigkeit ==
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[[Geschwindigkeit]]en jenseits der Lichtgeschwindigkeit bezeichnet man als [[Lichtgeschwindigkeit|Überlichtgeschwindigkeit]].
  
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<!--<center>m(v)=m/(1 - v<sup>2</sup>/c<sup>2</sup>)<sup>0.5</sup></center>-->
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[[Tachyon]]en bewegen sich mit Überlichtgeschwindigkeit; eine langsamere Ausbreitung ist ihnen nicht möglich, so wie es [[Materie]] grundsätzlich nicht möglich ist, sich schneller als das Licht zu bewegen. Sie sind zudem fähig [[Materie|materielle Objekte]] auf Überlichtgeschwindigkeit zu bringen. ({{DS9|Die Erforscher}})
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[[Bild:LichtgeschwindigkeitFormel.png|center|m(v)=m/(1 - v<sup>2</sup>/c<sup>2</sup>)<sup>0.5</sup>]]
 
  
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wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist. Lässt man v nahe an c herankommen, wird die Masse sehr viel größer. Lässt man die Masse dagegen mit Lichtgeschwindigkeit fliegen, also v=c, so wird der Nenner dieser Gleichung 0, was nicht definiert ist. Rein mathematisch kann die Masse jeden Wert annehmen, wobei der Grenzwert jedoch gegen unendlich geht.
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=== Antriebe für Überlichtgeschwindigkeit ===
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Mit der Zeit werden zahlreiche „Hintertüren“ gefunden, die es [[Raumschiff]]en erlauben, sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit fortzubewegen, ohne der Unerreichbarkeit der Lichtgeschwindigkeit für Materie zu widersprechen.  
  
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== Antriebe mit Überlichtgeschwindigkeit ==
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Dazu zählen z.B. [[Raumverzerrung]] ([[Warpantrieb]]), [[Raumfaltung]] ([[Koaxialer Warpantrieb]]) und die Nutzung von [[Wurmloch|Wurmlöcher]]n. ({{Film|8}}; {{DS9|Der Abgesandte, Teil I}}; {{VOY|Vis a vis}})
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Mit der Zeit wurden allerdings zahlreiche Hintertüren in dieser Überlegung gefunden:
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== Hintergrundinformationen ==
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* Laut ''[[Die Technik der USS Enterprise]]'' und allen anderen [[Referenzwerk]]en entspricht [[Warpfaktor|Warpfaktor 1]] genau der Lichtgeschwindigkeit. Eine [[canon]]ische Quelle dafür, dass Warp 1 genau 1c ist, gibt es allerdings nicht.
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* Voller [[Impulsantrieb|Impuls]] wird in den gleichen Quellen als 1/4 der Lichtgeschwindigkeit definiert, was in etwa 75.000 km/s entspricht. Aufgrund der relativistischen Effekte wird in Star Trek mit konventionellen [[Antrieb|Antriebssystemen]] selten schneller als voller Impuls geflogen, selbst wenn es technisch möglich ist.
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* [[Albert Einstein]] stellte in Zusammenhang mit der [[Relativitätstheorie|Speziellen Relativitätstheorie]] das Axiom auf, dass die Lichtgeschwindigkeit die maximal erreichbare Geschwindigkeit für Materie darstellt. Um nämlich ein massebehaftetes Objekt auf Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, wäre eine unendliche Menge an Energie notwendig. Dies bedeutet, dass nur ein Objekt beziehungsweise Teilchen mit einer Masse gleich null über die Lichtgeschwindigkeit gelangen kann, da zur Beschleunigung eines Objekts/Teilchens allerdings Energie benötigt wird, die wiederum Masse darstellt (siehe Einsteins-Relativitätstheorie), kann kein Mensch, ohne eines der oben genannten Dinge, ein Objekt/Teilchen über Lichtgeschwindigkeit bringen.
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* Externe Links
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== Externe Links ==
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* {{Memory Beta}}
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* {{wikipedia|Lichtgeschwindigkeit}}
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* {{wikipedia|Relativitätstheorie}}
  
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* Der [[Warpantrieb]]
 
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* Der [[Quanten-Slipstream-Antrieb]]
 
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* Der [[Transwarp]]-Antrieb
 
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* Der [[Koaxial-Warp]]-Antrieb
 
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* Die [[Soliton-Welle]]
 
  
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Die Lichtgeschwindigkeit ist äquivalent zu ''[[Warp|Warp 1]]'', das erste [[Raumschiff]] der [[Erde]], das diese Geschwindigkeit erreichte war die ''[[Phoenix]]'' von [[Zefram Cochrane]], die [[2063]] die Lichtmauer durchbrach. (''"[[Star Trek: Der erste Kontakt]]"'')
 
  
 
[[en:Speed of light]]
 
[[en:Speed of light]]
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[[Kategorie:Wissenschaft und Technik]]
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[[es:Velocidad de la luz]]
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[[fr:Vitesse de la lumière]]
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[[ja:光速度]]
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[[nl:Lichtsnelheid]]
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[[Kategorie:Physikalische Grundlagen]]

Aktuelle Version vom 28. Februar 2018, 20:05 Uhr

Die Lichtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich elektromagnetische Wellen, also auch Licht ausbreiten. Sie stellt für Objekte ohne Überlichtantrieb die maximal erreichbare Geschwindigkeit dar.

Die Vakuumlichtgeschwindigkeit beträgt nach heutigem wissenschaftlichen Verständnis exakt 299.792.458 Kilometer pro Sekunde. Die Geschwindigkeit in Materie, wie beispielsweise Luft, ist dagegen geringer.


Überlichtgeschwindigkeit[Bearbeiten]

Geschwindigkeiten jenseits der Lichtgeschwindigkeit bezeichnet man als Überlichtgeschwindigkeit.

Tachyonen bewegen sich mit Überlichtgeschwindigkeit; eine langsamere Ausbreitung ist ihnen nicht möglich, so wie es Materie grundsätzlich nicht möglich ist, sich schneller als das Licht zu bewegen. Sie sind zudem fähig materielle Objekte auf Überlichtgeschwindigkeit zu bringen. (DS9: Die Erforscher)

Antriebe für Überlichtgeschwindigkeit[Bearbeiten]

Mit der Zeit werden zahlreiche „Hintertüren“ gefunden, die es Raumschiffen erlauben, sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit fortzubewegen, ohne der Unerreichbarkeit der Lichtgeschwindigkeit für Materie zu widersprechen.

Dazu zählen z.B. Raumverzerrung (Warpantrieb), Raumfaltung (Koaxialer Warpantrieb) und die Nutzung von Wurmlöchern. (Star Trek: Der erste Kontakt; DS9: Der Abgesandte, Teil I; VOY: Vis a vis)

siehe auch: Überlichtantrieb

Hintergrundinformationen[Bearbeiten]

  • Voller Impuls wird in den gleichen Quellen als 1/4 der Lichtgeschwindigkeit definiert, was in etwa 75.000 km/s entspricht. Aufgrund der relativistischen Effekte wird in Star Trek mit konventionellen Antriebssystemen selten schneller als voller Impuls geflogen, selbst wenn es technisch möglich ist.
  • Albert Einstein stellte in Zusammenhang mit der Speziellen Relativitätstheorie das Axiom auf, dass die Lichtgeschwindigkeit die maximal erreichbare Geschwindigkeit für Materie darstellt. Um nämlich ein massebehaftetes Objekt auf Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, wäre eine unendliche Menge an Energie notwendig. Dies bedeutet, dass nur ein Objekt beziehungsweise Teilchen mit einer Masse gleich null über die Lichtgeschwindigkeit gelangen kann, da zur Beschleunigung eines Objekts/Teilchens allerdings Energie benötigt wird, die wiederum Masse darstellt (siehe Einsteins-Relativitätstheorie), kann kein Mensch, ohne eines der oben genannten Dinge, ein Objekt/Teilchen über Lichtgeschwindigkeit bringen.
  • Externe Links

Externe Links[Bearbeiten]

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