Informationsübertragung

Hallo Forum,

wie sicherlich so mancher hier, bin ich regelmäßiger Konsument der Videos von "Urknall, Weltall und das Leben" und von "Raumzeit".
Ich muss gestehen, dass ich massive Probleme damit habe, einige der dort vorgestellten Theorien und Fakten nachzuvollziehen. Das liegt sicher daran, dass Mathematik nicht mein bevorzugtes Schulfach war. Deutlich wird mir das besonders bei den Themen "Gleichzeitigkeit" und "Informationsübermittlung".
Dazu habe ich eine Frage an euch zu einem Gedankenexperiment, das mich schon einige Zeit beschäftigt: Angenommen es würde gelingen einen Stab mit der Länge von 500.000 Kilometern zu konstruieren (Ja, lächerlich. Aber es ist nur ein Gedanke). Wenn ich diesen Stab an einer Seite bewege, verändert sich seine Position sofort auch an der anderen Seite. Theoretisch könnte doch so eine Information übertragen werden. Stichwort Morsen. Wäre das bei einem Stab der länger ist als die Strecke die das Licht benötigt, um schneller zu sein als die Bewegung des Stabes, nicht schneller als erlaubt?
Nun bin ich mir zwar sicher, dass dieser Gedanke einen oder mehrere Haken hat, aber ich komme nicht drauf. Ist es die Masse des Stabes und irgendeine Trägheit der Masse? Die Energie die benötigt wird, um den Stab zu bewegen? Oder die Struktur der Atome? Seine Position im Raum und die Gravitation? Oder alles zusammen?
Meine Vermutung geht eher dahin, dass sich der Stab dehnen oder, bei der Gegenbewegung, zusammenziehen würde und so aufgrund der Länge letztlich so viel Zeit vergeht, dass das Licht wieder schneller ist. Wäre dann aber der Gedanke erlaubt, dass das Material des Stabes diesen Nachteil nicht hat?
Bevor ich noch lange weiter rätsel, kann mir einer auf die Sprünge helfen?

Das Gedankenexperiment funktioniert auch mit einem 1m langen Stab, das Licht braucht für diese Strecke immerhin 1/299792458s.

Stimmt. Ich komme aber leider zu keinem Ergebnis. wo ist der Denkfehler?

Die Antwort ist in Arbeit :D

Gerade schreibt: @mojorisin

@Pet2019

Pet2019 schrieb:Wenn ich diesen Stab an einer Seite bewege, verändert sich seine Position sofort auch an der anderen Seite.

Diese Annahme ist falsch. Diese Annahme setzt einen starren Körper vorraus der eine unendliche Übertragunsgeschwindigkeit erlauben würde und somit gegen die Annahmen der SRT widerspricht.

SIehe auch: Wikipedia: Starrer Körper#Bornsche Starrheit

@mojorisin
Vielen Dank, dass ist ein wirklich guter Hinweis. Ich habe die Seite gerade einmal überflogen und werde mich genauer einlesen. Klasse, dass das Forum so schnell weiterhilft. Danke auch an @Peter0167, wenn es noch ein paar Tipps zum besseren und schnelleren Verständnis gibt, immer gerne.
Am Ende werden, wie bei Thema "Gleichzeitigkeit" vermutlich viele Fragezeichen übrig bleiben ;- )

Pet2019 schrieb:Vielen Dank, dass ist ein wirklich guter Hinweis.

Kein Problem ;-)


Mehr Infos dazu:
Wikipedia: Bornsche Starrheit

sowie
Wikipedia: Ehrenfestsches Paradoxon

und ganz besonders:
Wikipedia: Bellsches Raumschiffparadoxon

@mojorisin
Na klasse, da ich bewusstseinserweiternde Drogen ablehne, werde ich das wohl nie verstehen :-) Aber zumindest habe ich jetzt eine Ahnung, wo ich falsch lag. Wie sehr ich fundierte Mathematikkenntnisse einmal vermissen werde, hätte ich nie für möglich gehalten

Pet2019 schrieb:Na klasse, da ich bewusstseinserweiternde Drogen ablehne, werde ich das wohl nie verstehen

Ist die Fachsprache von Einsteins Erben. Verziert mit ihrer Insider-Mathematik.
Aber auch ich hätte jetzt gern gewußt, was Sache ist. Mein persönlicher Wissens-Zwischenstand:
Wenn man an einen ein Lichtjahr langen Stab zieht, dann sorgen relativistische Effekte dafür, dass sich erst nach frühstens einem Jahr am anderen Ende was tut.
Wird lustig, wenn ich mein Ende des Stabes auf nahe Lichtgeschwindigkeit bringe. Dann müste sich die Länge des Stabes nach einem Jahr verdoppelt haben.

Das ist eigentlich ganz einfach. Es geht zwar aus den von @mojorisin verlinkten Artikeln bereits hervor, aber ich erklär's auch noch mal:

Obwohl es ausgehend von der Alltagserfahrung so scheint, als ob sich mechanische Einwirkungen durch ein starres Objekt in "Nullzeit" fortpflanzen, ist das nicht wirklich der Fall. Tatsächlich pflanzen sich solche Einwirkungen nur mit der Schallgeschwindigkeit des jeweiligen Materials fort. Z.B. bei Stahl beträgt diese ca. 5900 m/s. Das heisst, wenn man einen 5900 m langen Stahlstab an einem Ende anstupst, bewegt sich das andere Ende erst ca. 1 s später. Im Alltag ist diese Verzögerung i.d.R. so gering, dass sie unbemerkt bleibt.

Bekanntlich besteht auch feste Materie aus einzelnen Atomen/Molekülen mit relativ grossen Abständen dazwischen. Man kann sich das Ganze ungefähr so vorstellen, dass einzelne "Bälle" mit Federn verbunden sind. Die "Bälle" stellen die Atome/Moleküle dar, die Federn die Kraftfelder dazwischen. Bewegt man einen der Bälle, bewegen sich nicht gleich alle anderen mit, sondern es entsteht erst mal eine Spannung in den an diesem Ball befestigten Federn. Die anderen Bälle bewegen sich aufgrund ihrer Trägheit nur verzögert. Auf diese Weise pflanzt sich die Bewegung durch das Objekt fort.

@Lupo54

Lupo54 schrieb:Wird lustig, wenn ich mein Ende des Stabes auf nahe Lichtgeschwindigkeit bringe. Dann müste sich die Länge des Stabes nach einem Jahr verdoppelt haben.

Jedes Material reißt unter solch einer Belastung.

@Lupo54
Ich frug mich das auch erst, und dachte dass das Drehen am Stab ja cleverer sein müsste als ziehen am Stab. Aber dann las ich mir den Link über starre Körper von mojo durch, und verstand dann eben das von uatu grad erklärte.
Es ist also unmöglich dass sich das andere Ende des Stabes quasi gleichzeitig mitdrehen würde.

mojorisin schrieb:Jedes Material reißt unter solch einer Belastung.

Auch, wenn ich das eine Ende mit nur 1 g beschleunige ...?

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edit:

Hab gerade noch überlegt,
dass das von der Gesamtmasse her gar nicht technisch möglich wäre (?)

mojorisin schrieb:Jedes Material reißt unter solch einer Belastung.

Ist ja auch nur ein Gedankenspiel.
Aber sei´s drum. Man merke sich: Die "Überlistung" der Lichtgeschwindigkeit durch das Bewegen fester Körper ist nicht möglich. Der mechanische Impuls ist sogar ausgespochen gemächlich, nämlich Schallgeschwindigkeit.
Ich liebe solche Threads. Man kann was lernen.

Lupo54 schrieb:Ist ja auch nur ein Gedankenspiel.

Das Gedankenspiel ist auch zulässig, wenn man von einem idealen starren körper ausgeht, wenn ich das richtig verstanden habe. Nur dass es eben dann eine unendlich hohe Übertragungsgeschwindigkeit bedeuten würde und das denn der SRT widersprechen würde, wie mojo bereits schrieb.

skagerak schrieb:Nur dass es eben dann eine unendlich hohe Übertragungsgeschwindigkeit bedeuten würde

...oder eine Übertragungsgeschwindigkeit von Null, da sich ja nichts verformen kann :ask:

delta.m schrieb:...oder eine Übertragungsgeschwindigkeit von Null, da sich ja nichts verformen kan

Übertragungsgeschwindigkeit von Unendlich. Man drückt auf einer Seite und die Wirkung der Kraft kommt instantan am anderen Ende an. Das geht nur wenn die Auibreitungsgeschwindigkeit unendlich groß ist.

Hallo Pet2019
Die Lösung liegt im Kleinsten.
Woraus besteht Alles ? (Atom,Proton und ? )
Und Licht ist das Resultat von Arbeit .
Grüße aus Wien

Was aber, wenn der Stab auf 0K abgekühlt wurde?

Kommt auf,s Material an .
Und Informationen kannst du nicht runter Kühlen.
Der Geist macht Materie .