Mit Lichtgeschwindigkeit durch das Sonnensystem

Das unser Sonnensystem ziemlich groß ist, dürfte jedem bekannt sein. Doch wie groß ist es? Bei astronomischen Entfernungen versagen unsere Alltagserfahrungen meist sehr schnell. Schon der Mond, kosmisch gesehen quasi vor unserer Haustür, ist ziemlich weit weg. Stefan Oldenburg zeigt in seinem Blogpost sehr gut, wie weit der Mond entfernt ist, wenn wir unsere irdischen Maßstäbe benutzen. Damit dürfte schnell deutlich werden, dass alles, was uns auf der Erde als schnell vorkommt, für den Weltraum kaum ein tauglicher Vergleich sein dürfte.

Nehmen wir aber die schnellste Geschwindigkeit, die wir uns vorstellen können, die Lichtgeschwindigkeit. Licht ist so unvorstellbar schnell, dass es zum Mond nur rund 1,3 Sekunden benötigt.

Stellen wir uns also vor, wir könnten eine Reise von der Sonne durch das Sonnensystem beginnen, eine Reise mit Lichtgeschwindigkeit. Es dauert mehr als 2,5 Minuten, bis der erste Planet, Merkur, in Sicht kommt. Bis zur Erde dauert es 8,2  8:20 Minuten. Die Reise endet nach gut 43 Minuten mit dem Vorbeiflug am Jupiter.

 

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amphibol.blogspot.de/

Gunnar Ries studierte in Hamburg Mineralogie und promovierte dort am Geologisch-Paläontologischen Institut und Museum über das Verwitterungsverhalten ostafrikanischer Karbonatite. Er arbeitet bei der CRB Analyse Service GmbH in Hardegsen. Hier geäußerte Meinungen sind meine eigenen

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  1. Pingback: [SciLogs] Mit Lichtgeschwindigkeit durch das Sonnensystem - #Astronomie | netzlesen.de

  2. Wer mit Lichtgeschwindigkeit von der Sonne aus Richtung Erde reist, erreicht die Erde nach genau 0 Sekunden. Subjektiv ist ein lichtschnell Reisender unendlich schnell unterwegs.
    Die obige Beschreibung:

    Stellen wir uns also vor, wir könnten eine Reise von der Sonne durch das Sonnensystem beginnen, eine Reise mit Lichtgeschwindigkeit. Es dauert knapp 2,5 Minuten, bis der erste Planet, Merkur, in Sicht kommt. Bis zur Erde dauert es 8,2 Minuten. Die Reise endet nach gut 43 Minuten mit dem Vorbeiflug am Jupiter.

    gilt bezüglich Zeitangaben für einen Beobachter, der relativ zur Sonne ruht.

    • Das ist richtig. Es wurden mehrere Kunstgriffe angewendet. Ebenso wenig sind die Planeten in einer Reihe angeordnet. Es geht auch mehr um die Dimension als um die Physik lichtschnellen Reisens.

    • Eine Frage an die Physiker unter der scilogs-Community: Mit welchem Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit müsste ein Vehikel von der Sonne aus reisen um nach einer Uhr in dieser Rakete den Merkus in 2.5 Minuten, und die Erde in 8.2 Minuten zu erreichen?

      • Die Frage von Herrn Holzherr würde mich auch brennend interessieren. Wie berechnet man so etwas (ich bin kein Physiker)? Zudem bin ich gerade ein wenig verwirrt bezüglich der hier verwendeten Zeitangaben. Es wird immer von 8,2 Minuten gesprochen. Im Video sind es 8 Minuten und 20 Sekunden. Hat eine Minute neuerdings 100 Sekunden oder ist das so eine Vereinbarung die man mal getroffen hat und 0,6 Minuten sind damit dann eigentlich eine ganze Minute?

        • Nein, solch eine Vereinbarung gibt es nicht. Wenn Minuten und Sekunden gemeint sind, verwenden wir in der Regel nicht das Komma, sondern den Doppelpunkt. Gemeint sind 8:20 Minuten, das entspricht ungefähr 500 Sekunden oder 8,3 Minuten in Dezimalschreibweise.

      • Da die Physiker noch schweigen, sage ich mal \(v = c/\sqrt{2}\).

        Und meine Frage wäre, warum das MathJax Feature nach hoffnungsvollem Anfang bei Markus A. Dahlem auf SciLogs noch immer so gut wie nicht vorhanden ist.

      • Martin Holzherr schrieb (9. Februar 2015 8:51):
        > Eine Frage an die Physiker unter der scilogs-Community:
        > Mit welchem Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit müsste ein Vehikel von der Sonne aus reisen um nach einer Uhr in dieser Rakete den Merkus in 2.5 Minuten, und die Erde in 8.2 Minuten zu erreichen?

        Wenn in einer Physikfrage „Einheiten“ auftauchen (was möglich ist), dann sicherlich nur in Form der Frage, ob solche „Einheiten“ von verschiedenen Anwendern und/oder Versuchen „einheitlich“ („in gleicher Weise“) aufgefasst und eingesetzt wurden; oder in wie fern nicht; oder wie das (zumindest im Prinzip) herauszufinden wäre. Also etwa in dieser Frage:

        Falls ein Vehikel von A nach B reiste (mit fliegendem Start bei A, und mit konstanter Geschwindigkeit „v := β c“, wobei A und B zueinander ruhend gewesen und geblieben sein sollen),
        und falls eine bestimmte Uhr (der bliebig vielen denkbaren verschiedenen, während der Reise guten Uhren) dieses Vehikels dessen/ihre Dauer vom Passieren von A bis zum Passieren von B als „2.5 Minuten“ auswies,
        welche der (bliebig vielen denkbaren verschiedenen guten) Uhren Bs gilt dann als während dieses Versuchs gleich (von gleicher jeweils „Minute“ genannten Periodendauer, bzw. mit der gleichen jeweils „Minute“ genannten „Zeiteinheit“) zu der einen bestimmten betrachteten Uhr des Vehikles?

        (Antwort:
        diejenige Uhr Bs, die ihre/Bs Dauer

        – von ihrer (bzw. Bs) Anzeige gleichzeitig zu As Anzeige der Passage des Vehikels
        – bis zu ihrer (bzw. Bs) Anzeige der Passage des Vehikels

        als „(2.5 / √[ 1 – β² ]) Minuten“ auswies;

        und entsprechend natürlich auch ihre/Bs Dauer

        – von ihrer (bzw. Bs) Wahrnehmumgsanzeige der Anzeige As der Passage des Vehikels
        – bis zu ihrer (bzw. Bs) Anzeige der Passage des Vehikels

        als „(2.5 * (1 – β) / √[ 1 – β² ]) Minuten“ auswies;

        und entsprechend natürlich auch ihre/Bs Dauer

        – von ihrer (bzw. Bs) Anzeige gleichzeitig zu As Anzeige der Passage des Vehikels
        – bis zu ihrer (bzw. Bs) Wahrnehmumgsanzeige der Anzeige As der Passage des Vehikels

        als „(2.5 * β / √[ 1 – β² ]) Minuten“ auswies.)

        Ansonsten, und üblicher Weise, lassen sich Physikfragen ohne Einsetzen irgendwelcher bestimmter „Einheiten“ stellen (es treten höchstens „Dimensionssymbole“ wie „c“, „h“, „G“ auf).
        (Vielleicht richtet sich die zitierte Frage ja eher an … Tripologen?)

        • p.s.

          Eine Einheiten-frei formulierte Frage, deren Antwort β := v/c = 1/(√2) ist,
          wäre (z.B.):

          Mit welchem Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit müsste ein Vehikel von A nach B reisen,
          damit die Reisedauer dieses Vehikels gleich
          der Dauer As von der Startanzeige bis zur Anzeige gleichzeitig zu Bs Ankunftsanzeige wäre?
          .

          Eine verwandte, aber etwas andere Frage:

          Mit welchem Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit müsste ein Vehikel reisen,
          damit die Reisedauer dieses Vehikels gleich
          der Pingdauer der beiden Enden der Reisestrecke untereinander wäre?

          (Lösung: β = 1/(√5);
          ganz schneidiger clip.)

  3. Cooles Video! (Vor Jupiter wurde es allerdings etwas langatmig, da habe ich abgekürzt)

    Merkur kommt übrigens erst nach ca. 3:15 ins Bild, was auch den tatsächlichen astronomischen Verhältnissen entspricht. Die Angabe 2:50 stammt vom Standbild vor Start des Videos, bei dem aber schon Zeit abgelaufen ist, deren Angabe dort von Schrift verdeckt ist. Die Sonne ist aus dieser Perspektive schon vollumfänglich zu erkennen.)

    Den von @Martin Holzherr gesuchten und von @Chrys gelieferten Bruch merke ich mir unter dem Namen „Goldener Ritt“.

  4. Wenn das Video „Riding Light“ von einem Physiker stammen würde, dann wohl von einem mit einer satirischen und zynischen Ader. Ich denke mir, jemand der bewusst einen solch visuell falschen und auch zeitlich falschen Eindruck von einer Reise mit beinahe Lichtgeschwindigkeit vermittelt, der belohnt sich selbst mit homerischem Gelächter, das umso lauter wird je mehr Leute sich das Video angeschaut und sich eventuell sogar bedankt haben.

    • Es geht weniger um die Physik des lichtschnellen Fluges als um die Demonstration der Größe unseres Sonnensystems. Ich dachte eigentlich, das wäre ersichtlich und hatte daher nichts dazu gesagt.

    • „3:58“

      Schlecht geschlafen?

      Ihrer Kritik, @Martin Holzherr, kann ich nur vollkommen zustimmen. Das ist satirisch und zynisch.

      Das homerische Gelächter meine ich auch beim Physiker zu vernehmen, der dieses Video über das Atom erstellt hat, visuell, zeitlich – alles falsch, vermutlich sogar bewusst so vermittelt:
      https://www.youtube.com/watch?v=wE4IVlXpa60

      Das es auch anders geht, beweist das Folgende. Hier mal eine visuell und zeitlich annähernd korrekte Darstellung einer Reise „Mit Lichtgeschwindigkeit durch das Sonnensystem“

      http://verteidige-dein-bild.de/img/schwarz.jpg

      Viel Vergnügen.

    • @ Martin Holzherr

      „Wir stellen hier eine Simulation vor, bei der wir ein detailliertes dreidimensionales Modell von Tübingen verwenden und die Lichtgeschwindigkeit in diesem „virtuellen Tübingen“ auf 30 km/h heruntersetzen“
      (http://www.spacetimetravel.org/tuebingen/tuebingen.pdf)

      Bei dem einen Video wird die Lichtgeschwindigkeit heruntergesetzt, beim anderen relativistische Verzerrungen ausgeblendet. Der visuelle Eindruck entspricht in keinem Fall der Realität.

      Hatten Sie noch andere Absichten, oder sollte ihr Kommentar nur ein weiteres satirisches und zynisches Beispiel liefern, wo Autoren vermutlich in homerisches Gelächter ausbrechen, wenn sie gelobt werden?

  5. Mich wundert auch ein Bisschen, dass so ein Laienhaftes Video hier, bei wissenschaftlichen Blogs, verlinkt wurde. Die Zeitdilatation? – Schwamm drauf? Und früher waren die Wissenschaftler so penibel. Weh, wenn man eine relativistische Wurzel irgendwo verpasst… Das Video ist so überkünstlerisch, dass man es eher als esoterisch einstuften kann. Alles ist verkehrt: Die Zeitdehnung ist real (z.B., letztes GSI-Experiment) und die Reisen mit der Lichtgeschwindigkeit sind unmöglich.

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