Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

19.10.2015 um 23:50

@bamelam
Ne kein Problem. Siehe bitte, es ist imo so das deine Fragen bereits durch Antworten und Links.. nachvollziehbar beantwortet wurden. Nachfolgend kamen aber, statt sich mit den Infos auseinanderzusetzen, weitere Konklusionen deinerseits die den Antworten und Links widersprachen. Wenn Fragen dazu gekommen wären Ok... Aber was kam war ebend unbefriedigend unaufgeschlossen... aus meiner besch... Sicht.

Nun hast du ja genug Material um dich mal damit auseinander zusetzen.
Schau auch mal hier rein...
~~http://www.qudev.ethz.ch/phys4/phys4_fs09/phys4_09_L02_v1.pdf~~
Nicht das du dich unterdrückt fühlst.
Im Gegenteil haben wir uns ja eher bemüht...
Von meiner Seite kannst jederzeit PN nutzen, falls du was nicht verstehst.
Ich frag dann einfach den Y... dann erklär ichs dir wie´s läuft..
Schlaf gut.
NG Z.

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perttivalkonen

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 00:23

bamelam schrieb:Nunja, wie gesagt geht es weniger um die bisherigen Experimente, bei denen das Photon sich nach einigen Sekunden mit c weiterbewegt, denn hier ist die - wenngleich auch stark karikierte - Auto-Analogie, zumindest zweckdienlich.

Wenn Du meinst, daß das als Bild für Deine "eingefrorenen Photonen" zweckdienlich ist, dann stell Dir mal die Frage, was das mit 100 Sachen gegen die Wand geratene, aber immer weiter fahrende Auto gerade macht mit der Wand. Es übt einen Druck aus. Das ist die Energie des Autos, die zuvor für die 100kmh aufgebracht wurden, nun aber nicht.

Also, wie äußert sich nun die Energie der Photonen, wenn sie "eingefroren" sind? An dieser Frage kommst Du nicht vorbei. Beantworte sie, und dann kommen wir zu8r Frage, wie viel der Ort wiegt, wo Du Deine Photonen parkst.

bamelam schrieb:Ich habe auch keine abstruse Idee einer "neuen" Physik und stelle eine Frage, weil ich die Antwort dann mit richtig oder falsch beantworten will - vllt bist du da von vorherigen Diskussionen folgegeschädigt - sonder das ganze beruht auf argloser Neugier.

Als Dir gesagt wurde, daß Photonen, die an einem Punkt festgehalten werden, diesem Ort Masse bescheren, da hast Du dies bestritten. Das ist derzeit unser beider Diskussionsstrang. Also, äußere Dich zu Deiner Tatsachenbehauptung, erkläre sie, leite sie her. Ich will das gleiche für den anderen Standpunkt machen. Aber da Du meine Erklärung mit der Umwandlung von Photonen in massebehaftete Materie, wenn sie c aufgeben, nicht magst, muß ich von Dir also erst einmal erfahren, in welche Form die Photonenenergie beim Aufgeben von c-schneller Bewegung dann umgewandelt wird. Wie in Deinem Autobeispiel: isses kein Speed, dann wirds zu Druck.

bamelam schrieb:Wenn die Antwort auf die Frage ist: Kann nicht beantwortet werden, da die Ausgangssituation physikalisch nicht haltbar ist, ist das okay. Frage somit geklärt, Energie ist nie Null. Aber nur am Rande, welchen betrag hat es denn jetzt unter physikalisch "haltbaren" Vorannahmen

Wieso nicht haltbar? Du kannst doch Photonen an einem Ort festhalten. Siehe SL. Ist nur die Frage, ob sie dann noch photonen sind. Im Medium sind sie es nicht, wenn sie pausieren.

Energie ist übrigens nicht nie Null, sondern stets gleich. Energie, die Null ist, die ist auch später noch Null. Ist nur ne überflüssige Aussage. Aber Energie von einem Betrag X ist ebenfalls zu jeder Zeit Energie von einem Betrag X. Deine Frage sollte damit beantwortet sein.

Und grad weil Energie gleich bleibt, nicht verloren gehen kann, möcht ich halt gerne wissen, was nun mit der Photonenenergie bei Deinen an einem Ort festgehaltenen bzw. "eingefrorenen" Photonen ist. Erst dann sehen wir, ob an diesem Ort Masse ist, oder ob Deine Annahme eine unhaltbare ist.

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bamelam

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 11:38

@perttivalkonen
Guten Morgen. Danke für die anschauliche Antwort. Ich kann leider nur knapp antworten, da ich eigentlich gerade arbeite(n) (müsste). Ich versuche dennoch meinen Gedankengang zumindest etwas detaillierter darzustellen.
Die Energie von Photonen ergibt sich aus der Frequenz und der Planck'schen Konstante. Die Frequenz ergibt sich aus Lichtgeschwindigkeit geteilt durch die Wellenlänge. Unser Photon trifft also auf unseren gedachten Tiefkühlraum und bleibt stehen. Nehmen wir an die Energie des Photons geht hier nicht in andere Energieformen über, z.B. durch Absorption, es entstehen keine Quasiteilchen o.ä. Jetzt ist die Masse 0 und die Energie entsteht durch die Bewegung mit Lichtgeschwindigkeit. Du sagst nun also, da Photonen sich immer mit c bewegen ist es fraglich ob es sich hierbei um Photonen handelt. Das kann ich aus theoretischer Sicht natürlich nachvollziehen. Lösen wir unser gedachtes "Gefrierfeld" auf, fliegen die Photonen mit c weiter. Du sagtest sie machen quasi eine Pause. Wie kann ich mir das vorstellen, was sind sie dann? Darum gehts ja, wenn ich die Frage beantworten könnte, wie sich die Energie äußert, müsste ich eben nicht fragen. Verschwinden kann sie nicht. Wo die Energie in den Versuchen, die bisher durchgeführt wurden bleibt, ist klar. Meine Frage bezieht sich auf einen gedachten Raum ohne Wechselwirkungen. Ich muss zugeben, dass "eingefroren" ohne nähere Ausführungen vllt nicht die beste Beschreibung war. Dass es so etwas in der Form nicht nur noch nicht sondern ehernie geben kann, ist wohl sehr wahrscheinlich. Von daher kam ich auf die Aussagen mit den nicht haltbaren Grundannahmen. War also im Endeffekt eine Frage/Konstellation wie "was wäre wenn Schweine fliegen können". Also Unfug. Von daher Frage beantwortet, Folge der Ausgangsfrage ist ein SL wie Z. ja bereits ganz am Anfang sagte.

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perttivalkonen

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 13:02

bamelam schrieb:Nehmen wir an die Energie des Photons geht hier nicht in andere Energieformen über

Ähm, dann würden sie weiterhin c-schnell fliegen, das geht also nicht. In irgendwas anderem muß sich die Energie äußern, wenn Du c rausnimmst.

bamelam schrieb:Du sagtest sie machen quasi eine Pause. Wie kann ich mir das vorstellen, was sind sie dann?

Ein Photon fliegt durch ein Medium. Dabei kommt es in den Einflußbereich eines Atoms. Das Photon verbindet sich mit einem Elektron. Dieses hat nun eine höhere Energie und nimmt einen höheren Zustand ein (eine vom Atomkern entferntere Elektronenbahn). Doch diese vermehrte Energie hält das Elektron nicht lange fest, der freigewordene niedere Orbit will wieder eingenommen werden. Das Elektron geht wieder zurück, braucht hier weniger Energie und gibt seinen Überschuß wieder ab. Die abgegebene Energie wird zum Photon, das nun wieder weiterfliegt. So kannst Du ja auch nen Stein vom Boden aufheben und ihn hochwerfen. Du gibst ihm Energie, mit der er kurzzeitig vom Erdmittelpunkt weiter weg ist, aber er wird zurückkommen und dabei die Energie wieder abgeben (in diesem Fall als Aufschlagsenergie, die z.B. als Mini-"Beben"-Welle sowie als Schallwelle meßbar ist).

Während der Zeit, da das Photon vom Elektron aufgenommen (absorbiert) und später wieder abgegeben (emittiert) wird, während dieser Zeit macht das Photon "eine Pause". Es ist in dieser Zeit kein Photon, sondern die zusätzliche Elektronenenergie. Im Beispiel Deines Autos bleibt das an der Wand befindliche Auto dennoch ein Auto, nur seine Weiterfahr-Energie wird umgewandelt. Ein Photon ist aber kein an sich existierender Körper, der zusätzlich noch Energie hat, die er abgeben kann wie das Auto, das Photon ist diese Energie. Wird diese Energie abgegeben, ist das Photon weg. Genauer, die Photoneninformation steckt in der Energie. Weswegen das Photon aus dieser Energie "wiederhergestellt" werden kann. Im Autobeispiel müßte also das ganze Auto beim Prall gegen eine Mauer von dieser aufgenommen werden. Dann vibriert die Mauer ne Weile wegen des Aufpralls. Und wenn das Vibrieren abklingt, spuckt die Mauer auf der anderen Seite das Auto wieder aus, welches mit seinen 100kmh weiterfährt.

Oder das hier, das kennste sicher:
220px Newtons cradle animation book

Auch hier fliegt rechts ne Kugel weg, wenn links eine gegenknallt. Hier alledings wird der Bewegungsimpuls schnellstmöglich durch die zwischenliegende Kugelreihe "durchgereicht". Beim Elektron dagegen wird der Impuls / die Energie erst noch "zwischengeparkt".

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delta.m

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 15:28

perttivalkonen schrieb:Das Elektron geht wieder zurück, braucht hier weniger Energie und gibt seinen Überschuß wieder ab. Die abgegebene Energie wird zum Photon, das nun wieder weiterfliegt.

Fliegt das Photon - nachdem es vom Elektron wieder "abgegeben" wird - in der (nahezu) gleichen Richtung wieder weiter wie vor der Absorbtion?
Eigentlich müßte es ja in beliebiger (= zufälliger) Richtung emittiert werden.
Wie sieht der Fall in der Realität aus?

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 15:30

@perttivalkonen
Schön erklärt!
Ich hoffe das @bamelam sich nun zufrieden zurücklehnen kann.
NG

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bamelam

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 16:09

@Z.
@perttivalkonen

Ja, war sehr gut und verständlich erklärt, danke. Weitestgehend war mir das aber bekannt und es ging wie oben erwähnt, mehr in Richtung Gedankenexperiment, in dem Wechselwirkungen außen vor bleiben sollten. Quasi um masse- und energielose Teilchen. Wie bereits erwähnt war die Verwendung des Begriffs "eingefrorene Photonen" mehr als mangelhaft und führte die Diskussion in eine Richtung die nicht beabsichtigt war.
Hypothetische energie- und masselose Teilchen/Wellen wäre vllt angebrachter gewesen. Das ganze ist natürlich eben hochgradig hypothetisch und wir bewegen uns in einem imaginären Raum, von daher vllt nicht wirklich zur Diskussion geeignet. Photonen durch ein gedankliches Konstrukt auf ein energieloses Niveau zu bringen war natürlich viel umständlicher - und zudem unnötig - als einfach hypothetische Teilchen als Terminus zu verwenden! Entschuldigt die Verwirrung

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Superfred ehemaliges Mitglied

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 16:17

@Phhu
Hier wie versprochen die Playlists:

1. Modern Physics: Classical Mechanics
https://www.youtube.com/playlist?list=PL189C0DCE90CB6D81

2. Modern Physics: Quantum Mechanics
https://www.youtube.com/playlist?list=PL84C10A9CB1D13841

3. Modern Physics: Special Relativity
https://www.youtube.com/playlist?list=PLCCD6C043FEC59772

4. Modern Physics: Einstein's Theory General Relativity
https://www.youtube.com/playlist?list=PL6C8BDEEBA6BDC78D

5. Modern Physics: Cosmology
https://www.youtube.com/playlist?list=PL888811AA667C942F

6. Modern Physics: Statistical Mechanics
https://www.youtube.com/playlist?list=PLB72416C707D85AB0

Das sind Vorlesungen für interessierte Laien, aber auf hohem Niveau.
Der Vortragende ist Leonard Susskind, einer der Väter der Stringtheorie.
Jeder Block ist in sich abgeschlossen. Du benötigst aber ein gutes Matheverständis.

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yukterez ehemaliges Mitglied

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 17:16

Phuu hat geschrieben:
daiöjas lkjljasopf dasoö (Beitrag sinnerhaltend zusammengefasst)

Superfred hat geschrieben:
Leonard Susskind Playlist

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bamelam

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 18:07

@perttivalkonen
Hier noch etwas ergänzendes zu deiner Aussage

Vielleicht ist Dir bekannt, wieso Licht in einem Medium langsamer ist. Es ist nämlich nicht langsamer, es legt nur Pausen ein. Dabei wird das einzelne Photon von einem Elektron absorbiert, es ist nun kein Photon mehr, sondern Energie des Elektrons. Dieses hat nun einen höheren energetischen Zustand, den es aber kurz darauf wieder abgibt. Das Photon entsteht wieder und fliegt weiter. Zwischen zwei Stopps aber ist das Photon - wir ahnen es schon - so lichtschnell wie im Vakuum.

"Früher befand sich an dieser Stelle die Behauptung, die Photonen würden sich zwischen den Atomen mit Lichtgeschwindigkeit bewegen und durch die ständige Absorption und Emission aufgehalten werden. Diese Erklärung findet man oft in populärwissenschaftlichen Arbeiten, sie entspricht aber nicht den Tatsachen. Absorption findet in transparenten Medien praktisch nicht statt." Quelle: http://www.quantenwelt.de/faq/photonen_bremsen.html (Archiv-Version vom 08.08.2016)

@delta.m
Wenn ich mich nicht irre ist was pertti beschreibt eine spontane Emission. Bei einer stimulierten Emission ( durch ein anderes Photon ausgelöst, welches das angeregte trifft ) hat das emittierte Photon die gleiche Richtung und Energie wie das "2. treffende". Bei der spontanen Emission kann man den Zeitpunkt und die Richtung nicht vorhersagen. Wobei beim Zeitpunkt eine Wahrscheinlichkeit angegeben werden kann.

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dabei seit 2011

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 18:52

@bamelam
Na da sind wir ja wieder zum Thema vorgedrungen...

So gesehen " kann Licht" was es eigentlich nicht mehr ist in einem Medium, sondern ein Anregungszustand im Medium/bzw. des Mediums, sogar schneller als c im Vakuum werden, scheinbar. Es kommt auf die Frequenz des einfallenden Lichtes an... wenn dieses energetischer/höher ist als die Resonanzfrequenz des Mediums selbst.... nennt man Phasengeschwindigkeit.

Ich selbst habe die alte Definition " zwischen den Atomen v = c" auch öfter benutzt.
Sehr kompliziert den anderen korrekten Vorgang zu erklären, besonders für einfach gestrickte wie mich.
NG

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yukterez ehemaliges Mitglied

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 19:10

nocheinPoet
Ich warte da noch mal ob @mathematiker dazu noch mal etwas schreibt.

Mathematiker schrieb am 18.10.2015
Nur auf wikipedia, ich denke ich kriege das heute Abend durch.

Was willst du denn durchbekommen? Ich habe auf Wikipedia keine anstehenden Änderungen bemerkt, und wüsste auch nicht wo ich danach suche sollte, aber wenn du mir sagst was genau du durchboxen willst kann ich deinen Beitrag ja freischalten, vorausgesetzt natürlich ich kann ihn guten Gewissens unterschreiben.

Interessiert,

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perttivalkonen

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 23:02

delta.m schrieb:Fliegt das Photon - nachdem es vom Elektron wieder "abgegeben" wird - in der (nahezu) gleichen Richtung wieder weiter wie vor der Absorbtion?

Meines Wissens ja, und zwar exakt in die selbe Richtung. Immerhin fliegt Licht durch ein Medium abgesehen von der Streuung durchaus geradlinig (und abgesehen von der Richtungsänderung (Brechungswinkel) beim Eintritt in ein Medium in Abhängigkeit vom Eintrittswinkel; beim Austritt ebenso). Die Photoneninformation (Wellenlänge, Richtung) wird offensichtlich mit der Energie durch das Atom / Elektron hindurchtransportiert.

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perttivalkonen

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 23:11

bamelam schrieb:Quasi um masse- und energielose Teilchen.

bamelam schrieb:Hypothetische energie- und masselose Teilchen/Wellen

Wenn Du über unsichtbare rosa Einhörner sprechen willst, tu das bitte in der richtigen Rubrik. Bei energie- und masselosen Teilchen / Wellen hört jedes "Laß Dich mal auf dieses Gedankenmodell ein" auf. Das ist nicht mal mehr "hochgradig hypothetisch", das ist gar nichts, und zwar im Vollsinne.

Von "nichts" kannst Du natürlich unendlich viel an einem Ort anhäufen, klar daß da dann keine erhöhte Masse zu messen ist. Und Platzprobleme bekommst Du auch keine.

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Phhu

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 23:15

@Superfred
Danke da hab ich was vor.
Ich Lies und lenrn erst mal des durch.
http://www.leifiphysik.de/

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 23:27

@perttivalkonen

perttivalkonen schrieb:Von "nichts" kannst Du natürlich unendlich viel an einem Ort anhäufen, klar daß da dann keine erhöhte Masse zu messen ist. Und Platzprobleme bekommst Du auch keine.

hmmmm.... bei unendlich viel Nichts.... bin ich mir noch nicht so sicher.

nichts zu sehen 080325 1831

Schlaf gut.

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perttivalkonen

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 23:41

bamelam schrieb:Hier noch etwas ergänzendes zu deiner Aussage

Natürlich ist das ne veraltete Darstellung. Ich rede hier von festen Teilchen, die Billard spielen. So ist es natürlich überhaupt nicht. Elektronen sind keine Miniplaneten, die auf festen Bahnen fliegen und dann mal auf nen höheren Orbit geschubst werden. Und daß Photonen nicht einfach Teilchen, sondern genauso Wellen sind und von Feldern begleitet werden / Felder erzeugen / Felder sind, ist auch nicht neu. Ob ich jetzt "kommt in den Einflußbereich eines Atoms" sage oder "an Atome gekoppelt" wie Schulz, da würd ich jetzt keinen zu großen Unterschied reinlesen. Daß es die Elektronenenergie ist, die durch das "Koppeln" des Lichts steigt, ist meines Wissens noch immer richtig (auch wenn Atomkerne ebenfalls Photonen emittieren können, siehe Fusion), also bleibe ich bei der Billard-Erklärung. Die ist anschaulich, erklärt, was mit der Energie passiert, und genügt erst mal. Versuch mal, Schulzens Erklärung zu visualisieren. Und Photonen, die verlangsamt werden, wiederum in Photonen gequantelt, aber nun nicht mehr Photonen sind, auch wenn sie ausdrücklich langsamere Photonen sind, irgendwie seh ich da zumindest definitorische Probleme beim Joachim. Auch sein Bestreiten der Absorption durch Elektronen ist angesichts seines "Vor kurzem ist es Forschern sogar gelungen, eine Lichtwelle in einem Medium komplett zu stoppen und kurze Zeit später weiterlaufen zu lassen" ein wenig eigenwillig, denn genau das passiert, wenn eine Lichtwelle zu einer Elektronenspinwelle wird. Nur eines hat da nicht stattgefunden: langsameres Licht oder gar gebremstes Licht, auch keine langsameren Photonen.

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Phhu

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 23:50

@yukterez
Da Säue lieber Karotten mögen.
Erklär ich dir was ich meine mit einer Karotte.

Ich nehme ein Karotte und mess die Lange dieser.
Nun und schreide sie in lauter kleine Teile.
zwischen jedem dieser Stücke lasse ich einen Zwischenraum so nun wird die Karotte länger.
Die Vorrichtung decke ich jetzt ab und messe wie lange meine Karotte ist.
Ich kann nicht sehen wie lange die Karotte wirklich ist.
Vergleiche das mit der echten Länge
Optische Täuschung?
Ähnlich dachte ich ist dies bei einem Strahl.
Entweder die Strahlen Quanten sind durchgehend.
Oder sie verhalten sich anders haben einen Aufenthalt bei Staubpartikeln im Weltraum, bei Kometen, werden abgelenkt von Gravitationsfeldern saußen durch Wasserstoffatome etc. bis sie wiede gerades aus in Vakummgeschwindigkeit weiter strahlen.
Nun dem ist nicht so.
Vielleicht verrechnete man sich mit der Entfernung minimal.
Selbst wenn man sich um ein Lichtjahr verrechnete ist ein halbes Lichtjahr noch immer unüberwindlich.
Aber da gleich mich so zu diffamieren ist schon nicht schön.
Der Versuch ein so riesieges Blatt 3333.3333mit einem Laser durchzuschneiden ist ganau auch unwahrscheinlich.

Photonen kann man abbremsen.
Forscher haben erstmals einen Lichtstrahl im Vakuum abgebremst.
Einsteins Naturkonstante gilt offenbar nicht für alle Wellenstrukturen
http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-18481-2015-01-23.html

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perttivalkonen

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 23:51

Z. schrieb:hmmmm.... bei unendlich viel Nichts.... bin ich mir noch nicht so sicher.

Weiß grad nicht, wie ernst ich das nehmen muß. Ich kenn natürlich die mathematische "Wahrheit", daß Nichts mal unendlich jeden beliebigen endlichen Wert ergeben kann. Da sag ich nur: nicht ohne Grund ist das Teilen durch Null "verboten". Das Malnehmen mit Unendlich ist arg vergleichbar, ist schließlich das Pendant "vom anderen Ende des Spektrums". Das Erreichen von Grenzwerten führt zu absurden Situationen, siehe ruhemassebehaftet und lichtschnell im Raum oder Singularität und Drehimpuls usw. usf.

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perttivalkonen

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Gibt es physikalische Phänomene mit Überlichtgeschwindigkeit?

20.10.2015 um 23:52

Wenn

Phhu schrieb:Ich kann nicht sehen wie lange die Karotte wirklich ist.

dann nicht

Phhu schrieb:Optische Täuschung

Das nur nebenbei...

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