Lichtgeschwindigkeit Gibt es Überlichtgeschwindigkeit? Zuerst   müssen   wir   klären,   was   mit   dieser   Frage   eigentlich   gemeint   ist.   Ist   es   die   Frage,   ob   es   eine Möglichkeit   gibt,   dass   Licht   mit   einer   höheren   Geschwindigkeit,   als   299.792,45   km/s,   bewegt werden   kann?   Oder   ist   es   die   Frage,   ob   es   eine   Möglichkeit   gibt,   dass   etwas   schneller,   als 299.792,45 km/s, bewegt werden kann? Wenn Letzteres gegeben ist, dann müsste die Frage lauten: Ist   es   möglich,   dass   Bewegungen   mit   einer   höheren   Geschwindigkeit,   als   der   Lichtgeschwindigkeit, erreicht werden können? Klären   wir   doch   erst   mal   die   Frage,   was   Lichtgeschwindigkeit   eigentlich   ist.   Oder   besser   gesagt, wie sie zustande kommt. Fakt   ist,   dass   Licht   keine   Beschleunigungsphase   hat.   Schaltet   man   eine   Glühbirne   ein,   pflanzt   sich das   entstehende   Licht   sofort   mit   Lichtgeschwindigkeit   fort.   Also   von   0   auf   299.792,45   km/s   in nicht messbarer Zeit. Dies   allein   ist   schon   recht   beeindruckend.   Eine   weitere,   meiner   Meinung   nach,   mindestens   ebenso interessante   Eigenschaft   des   Lichts   ist   es,   dass   es   sich   in   Bezug   auf   seine   Geschwindigkeit   offenbar unabhängig   vom   Einfluss   der   Gravitation   bewegt.   Auf   alle   massiven   Objekte   wirkt   die   Gravitation der Erde. So   würden   Meteore,   die   in   den   Gravitationsbereich   der   Erde   gelangen,   nicht   nur   angezogen, sondern   in   Richtung   der   Erde   beschleunigt.   Auf   Objekte,   die   sich   von   der   Erde   fortbewegen,   hat die Gravitation einen bremsenden Effekt. Nicht   so   bei   Licht   oder   anderen   elektromagnetischen   Wellen.   Diese   behalten,   unabhängig   vom Einfluss    der    Gravitation,    ihre    Geschwindigkeit    bei.    Wobei    hier    nur    von    der    Geschwindigkeit gesprochen   wird   und   nicht   von   der   Richtung.   Sehr   wohl   kann   Licht   durch   Gravitation   abgelenkt werden.    Und    zwar    in    allen    Fällen,    wo    schwere    Massen    eine    ausreichende    Raumkrümmung verursachen,   wird   Licht   im   Ausmaß   der   Raumkrümmung   abgelenkt.   Dabei   ist   die   Wirkung   auf   das Licht   jedoch   eine   indirekte,   da   nicht   das   Licht   abgelenkt   wird,   sondern   sein   Weg,   in   Form   der Raumkrümmung.    In    der    Astrophysik    wird    dies    als    Gravitationslinseneffekt    bezeichnet.    Dieser Effekt hat jedoch keine Auswirkungen auf das Maß der Lichtgeschwindigkeit. Stellt    sich    die    Frage,    was    passiert,    wenn    die    Gravitation    so    hoch    ist,    dass    ihr    Wert    den Äquivalenzwert   der   Lichtgeschwindigkeit   übersteigt.   Die   Oberflächenbeschleunigung   also   höher   ist als 299.792,45 km/s. Dies   ist   generell   gegeben   unterhalb   des   Ereignishorizontes   von   Schwarzen   Löchern.   Die   Frage   ist nun,    ob    Licht,    das    unterhalb    des    Ereignishorizontes    fällt,    dabei    auf    eine    Geschwindigkeit beschleunigt wird, die höher als die normale Lichtgeschwindigkeit ist. Wie   oben   erwähnt,   unterliegt   Licht   keinem   Einfluss   von   Gravitation.   Kann   von   ihr   also   auch   nicht gebremst   oder   beschleunigt   werden.   Demzufolge   kann   auch   unter   den   Bedingungen   unterhalb eines Ereignishorizonts keine Überlichtgeschwindigkeit erreicht werden. Aber was geschieht mit Materie, die unterhalb des Ereignishorizonts gelangt. Da sie sehr wohl den Gesetzen der Gravitation unterliegt, wird sie auch beschleunigt werden. Wahrscheinlich     aber     ebenfalls     nicht     auf     Überlichtgeschwindigkeit,     sondern     nur     auf     eine Geschwindigkeit, die innerhalb einer verzerrten und gekrümmten Raumzeit möglich ist. Nehmen   wir   an,   dass   die   Raumzeit   eine   Matrix   ist.   Zur   besseren   Veranschaulichung   stelle   man   sich einen   Würfel   vor   von   10   cm   Kantenlänge.   Und   diesen   Würfel   füllt   man   mit   Würfeln   von   1   cm Kantenlänge. Nun    soll    jeder    Würfel    auf    ein    Objekt,    das    auf    ihn    trifft,    so    reagieren,    dass    er    es    an    den Nachbarwürfel weiterreicht. Die   maximale   Geschwindigkeit,   mit   der   dieses   Objekt   dann   bewegt   wird,   hängt   nun   von   der   Zeit ab, die ein Würfel braucht, um es an den nächsten weiterzugeben. Man     könnte     hier,     statt     von     einer     kontinuierlichen     Geschwindigkeit,     auch     von     einem intermittierenden Transportvorgang sprechen. Übertragen   auf   das   Universum,   entspräche   die   Lichtgeschwindigkeit   dann   der   Taktfrequenz   der Raumzeit. Und   eine   höhere   Geschwindigkeit   des   Lichts   ließe   sich   nur   erreichen,   wenn   die   Taktfrequenz   selbst erhöht   werden   könnte   oder,   um   bei   den   Würfeln   zu   bleiben,   wenn   es   gelänge,   das   Licht   nicht   vom ersten    zum    zweiten    Würfel,    sondern    direkt    zum    dritten    zu    transportieren.    Dies    würde    aber bedeuten,   dass   das   Licht,   für   den   Moment   der   Überspringung   des   zweiten   Würfels,   den   Bezug   zur Raumzeit verliert. Die Frage ist allerdings, ob dies überhaupt möglich ist. Wenn   also   die   Geschwindigkeit   des   Lichts   eine   Funktion   der   Raumzeit   ist,   dann   lässt   sich   das Maximum der Geschwindigkeit auch nur über eine Beeinflussung der Raumzeit verändern. Doch   warum   gibt   es   Lichtgeschwindigkeit   und   warum   ist   sie   in   ihrer   Größe   begrenzt?   Diese   Frage betrifft die Existenz des Universums. Denn,   wenn   die   Lichtgeschwindigkeit   unendlich   wäre,   dann   wäre   die   zeitliche   Entwicklung   des Universums   auch   unendlich,   denn   dann   wäre   ja   unendliche   Geschwindigkeit   prinzipiell   möglich. Und   dies   würde   dann   auch   atomare   Prozesse   betreffen.   In   einem   Universum   ohne   definierte Lichtgeschwindigkeit   wäre   es   praktisch   möglich,   dass   alle   Entwicklungsstufen,   vom   Big   Bang   bis zum   Ende   des   Universums,   ohne   messbare   Zeit   durchlaufen   würden.   Außerdem   wäre   es   im Universum   recht   hell,   wenn   das   Licht   aller   Sterne   gleichzeitig   jeden   Punkt   des   Weltalls   erreichen würde. Es gäbe praktisch keinen einzigen dunklen Fleck mehr. Die   Lichtgeschwindigkeit   bestimmt   also   das   maximal   mögliche   Maß   an   Bewegung   innerhalb   einer messbaren    Größe    (hier    als    Zeit    definiert)    und    damit    auch    das    maximal    mögliche    Tempo physikalischer Ereignisse. Anders   ausgedrückt,   die   Konstante   der   Lichtgeschwindigkeit   ist   die   Lebensuhr,   also   gewissermaßen der Pulsschlag, des Universums.
Lichtgeschwindigkeit Gibt es Überlichtgeschwindigkeit? Zuerst    müssen    wir    klären,    was    mit    dieser    Frage    eigentlich gemeint   ist.   Ist   es   die   Frage,   ob   es   eine   Möglichkeit   gibt,   dass Licht   mit   einer   höheren   Geschwindigkeit,   als   299.792,45   km/s, bewegt    werden    kann?    Oder    ist    es    die    Frage,    ob    es    eine Möglichkeit    gibt,    dass    etwas    schneller,    als    299.792,45    km/s, bewegt werden kann? Wenn Letzteres gegeben ist, dann müsste die Frage lauten: Ist     es     möglich,     dass     Bewegungen     mit     einer     höheren Geschwindigkeit,   als   der   Lichtgeschwindigkeit,   erreicht   werden können? Klären   wir   doch   erst   mal   die   Frage,   was   Lichtgeschwindigkeit eigentlich ist. Oder besser gesagt, wie sie zustande kommt. Fakt   ist,   dass   Licht   keine   Beschleunigungsphase   hat.   Schaltet man   eine   Glühbirne   ein,   pflanzt   sich   das   entstehende   Licht   sofort mit   Lichtgeschwindigkeit   fort.   Also   von   0   auf   299.792,45   km/s   in nicht messbarer Zeit. Dies   allein   ist   schon   recht   beeindruckend.   Eine   weitere,   meiner Meinung   nach,   mindestens   ebenso   interessante   Eigenschaft   des Lichts   ist   es,   dass   es   sich   in   Bezug   auf   seine   Geschwindigkeit offenbar   unabhängig   vom   Einfluss   der   Gravitation   bewegt.   Auf alle massiven Objekte wirkt die Gravitation der Erde. So    würden    Meteore,    die    in    den    Gravitationsbereich    der    Erde gelangen,   nicht   nur   angezogen,   sondern   in   Richtung   der   Erde beschleunigt.   Auf   Objekte,   die   sich   von   der   Erde   fortbewegen,   hat die Gravitation einen bremsenden Effekt. Nicht    so    bei    Licht    oder    anderen    elektromagnetischen    Wellen. Diese   behalten,   unabhängig   vom   Einfluss   der   Gravitation,   ihre Geschwindigkeit    bei.    Wobei    hier    nur    von    der    Geschwindigkeit gesprochen   wird   und   nicht   von   der   Richtung.   Sehr   wohl   kann Licht    durch    Gravitation    abgelenkt    werden.    Und    zwar    in    allen Fällen,   wo   schwere   Massen   eine   ausreichende   Raumkrümmung verursachen,     wird     Licht     im     Ausmaß     der     Raumkrümmung abgelenkt.    Dabei    ist    die    Wirkung    auf    das    Licht    jedoch    eine indirekte,   da   nicht   das   Licht   abgelenkt   wird,   sondern   sein   Weg,   in Form    der    Raumkrümmung.    In    der    Astrophysik    wird    dies    als Gravitationslinseneffekt    bezeichnet.    Dieser    Effekt    hat    jedoch keine Auswirkungen auf das Maß der Lichtgeschwindigkeit. Stellt   sich   die   Frage,   was   passiert,   wenn   die   Gravitation   so   hoch ist,   dass   ihr   Wert   den   Äquivalenzwert   der   Lichtgeschwindigkeit übersteigt.    Die    Oberflächenbeschleunigung    also    höher    ist    als 299.792,45 km/s. Dies   ist   generell   gegeben   unterhalb   des   Ereignishorizontes   von Schwarzen   Löchern.   Die   Frage   ist   nun,   ob   Licht,   das   unterhalb des    Ereignishorizontes    fällt,    dabei    auf    eine    Geschwindigkeit beschleunigt   wird,   die   höher   als   die   normale   Lichtgeschwindigkeit ist. Wie     oben     erwähnt,     unterliegt     Licht     keinem     Einfluss     von Gravitation.    Kann    von    ihr    also    auch    nicht    gebremst    oder beschleunigt     werden.     Demzufolge     kann     auch     unter     den Bedingungen       unterhalb       eines       Ereignishorizonts       keine Überlichtgeschwindigkeit erreicht werden. Aber      was      geschieht      mit      Materie,      die      unterhalb      des Ereignishorizonts gelangt. Da   sie   sehr   wohl   den   Gesetzen   der   Gravitation   unterliegt,   wird   sie auch beschleunigt werden. Wahrscheinlich   aber   ebenfalls   nicht   auf   Überlichtgeschwindigkeit, sondern    nur    auf    eine    Geschwindigkeit,    die    innerhalb    einer verzerrten und gekrümmten Raumzeit möglich ist. Nehmen   wir   an,   dass   die   Raumzeit   eine   Matrix   ist.   Zur   besseren Veranschaulichung   stelle   man   sich   einen   Würfel   vor   von   10   cm Kantenlänge.   Und   diesen   Würfel   füllt   man   mit   Würfeln   von   1   cm Kantenlänge. Nun    soll    jeder    Würfel    auf    ein    Objekt,    das    auf    ihn    trifft,    so reagieren, dass er es an den Nachbarwürfel weiterreicht. Die    maximale    Geschwindigkeit,    mit    der    dieses    Objekt    dann bewegt   wird,   hängt   nun   von   der   Zeit   ab,   die   ein   Würfel   braucht, um es an den nächsten weiterzugeben. Man   könnte   hier,   statt   von   einer   kontinuierlichen   Geschwindigkeit, auch von einem intermittierenden Transportvorgang sprechen. Übertragen        auf        das        Universum,        entspräche        die Lichtgeschwindigkeit dann der Taktfrequenz der Raumzeit. Und    eine    höhere    Geschwindigkeit    des    Lichts    ließe    sich    nur erreichen,   wenn   die   Taktfrequenz   selbst   erhöht   werden   könnte oder,   um   bei   den   Würfeln   zu   bleiben,   wenn   es   gelänge,   das   Licht nicht   vom   ersten   zum   zweiten   Würfel,   sondern   direkt   zum   dritten zu   transportieren.   Dies   würde   aber   bedeuten,   dass   das   Licht,   für den   Moment   der   Überspringung   des   zweiten   Würfels,   den   Bezug zur   Raumzeit   verliert.   Die   Frage   ist   allerdings,   ob   dies   überhaupt möglich ist. Wenn    also    die    Geschwindigkeit    des    Lichts    eine    Funktion    der Raumzeit   ist,   dann   lässt   sich   das   Maximum   der   Geschwindigkeit auch nur über eine Beeinflussung der Raumzeit verändern. Doch   warum   gibt   es   Lichtgeschwindigkeit   und   warum   ist   sie   in ihrer    Größe    begrenzt?    Diese    Frage    betrifft    die    Existenz    des Universums. Denn,   wenn   die   Lichtgeschwindigkeit   unendlich   wäre,   dann   wäre die   zeitliche   Entwicklung   des   Universums   auch   unendlich,   denn dann   wäre   ja   unendliche   Geschwindigkeit   prinzipiell   möglich.   Und dies    würde    dann    auch    atomare    Prozesse    betreffen.    In    einem Universum   ohne   definierte   Lichtgeschwindigkeit   wäre   es   praktisch möglich,   dass   alle   Entwicklungsstufen,   vom   Big   Bang   bis   zum Ende   des   Universums,   ohne   messbare   Zeit   durchlaufen   würden. Außerdem   wäre   es   im   Universum   recht   hell,   wenn   das   Licht   aller Sterne   gleichzeitig   jeden   Punkt   des   Weltalls   erreichen   würde.   Es gäbe praktisch keinen einzigen dunklen Fleck mehr. Die   Lichtgeschwindigkeit   bestimmt   also   das   maximal   mögliche Maß   an   Bewegung   innerhalb   einer   messbaren   Größe   (hier   als   Zeit definiert)     und     damit     auch     das     maximal     mögliche     Tempo physikalischer Ereignisse. Anders   ausgedrückt,   die   Konstante   der   Lichtgeschwindigkeit   ist die     Lebensuhr,     also     gewissermaßen     der     Pulsschlag,     des Universums.
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