Licht und Reisen mit Lichtgeschwindigkeit | Ideenwerkstatt

Egal, wo man hinschaut, das Licht ist überall. Ohne Licht wäre die Erde dunkel und für Menschen unbewohnbar. "Es werde Licht". In der Schöpfungsgeschichte hat der Gott den Tag und die Nacht voneinander getrennt. Im neuen Testament hat Jesus das Licht in die Welt gebracht. Und im Islam verkörpert der Gott Allah das Licht des Himmels und der Erde. Die Imagination von Licht ist in unserer Sprache tief verwurzelt und erinnert immer an positive Dinge, an etwas Geistiges, Lebendiges und Gutes.

Licht aus der physikalischen Sicht

Betrachtet man das Licht aus der klassisch-physikalischen Sicht, kann man es als eine elektromagnetische Strahlung bzw. Welle bezeichnen. Im elektromagnetischen Spektrum bezeichnet man das Licht den optischen Bereich. Vom violetten Licht (ca. 380nm) bis zum roten Licht (780nm).Das weiße Licht ergibt sich aus der Summe aller Farben des optischen Bereichs. Verlässt man den optischen Abschnitt in den kurzwelligen Bereich (< 380nm) trifft man auf energiereiche Röntgen- und Gammastrahlung u.a. Beim Verlassen in den langwelligen Bereich (> 780nm) trifft man auf weniger energiereiche Mikrowellen und Rundfunkwellen u.a.Man unterscheidet zwischen "kontinuierliches Spektrum" und "Linienspektrum". Unsere Sonne ist ein thermischer Strahler und besitzt ein kontinuierliches Spektrum, bei dem alle Wellenlängen auftreten.Linienspektren besitzen beispielsweise Atome (z.B. Helium), bei denen nur ganz bestimmte Wellenlängen emittiert oder absorbiert werden.Kürzere Wellen des elektromagnetischen Spektrums haben mehr Energie als längere Wellen. Photoeffekt von Einstein bestätigt dies, denn das blaue Licht z.B., kann Elektronen aus einer Zinnplatte herauslösen; rotes Licht dagegen, kann das nicht; und zwar unabhängig von der Intensität.Soviel dazu. In der Quantenphysik läuft alles anders ab. Da wird das Licht nicht mehr als klassische Welle verstanden, sondern als Quantenobjekt. Das Energiequant des Lichts hat einen eigenständigen Namen - Photon. Ein Photon wird entweder ganz absorbiert bzw. emittiert oder gar nicht. Nämlich wie ein Teilchen. Das Licht hat also neben dem Charakter einer Welle auch den Charakter eines Teilchens. Dieses Phänomen wird als Welle-Teilchen-Dualismus bezeichnet.

Problem mit Welle-Teilchen-Dualismus

Meiner Ansicht nach, darf das Licht nicht gleichzeitig ein Teilchen und eine Welle sein. Denn das ist ein Verstoß gegen den strikten Formalismus der Naturwissenschaft & Mathematik. Keine eindeutige Definition des Lichts bedeutet möglicherweise: Formalismus einer nicht realen Welt. Ein Beispiel soll das Ganze verdeutlichen: Wenn ich eine "1" als eine "2" definiere und dann jemanden Frage, wie das Ergebnis von "1+1" lautet; dann wird der Gefragte mir sicherlich sagen, dass das Ergebnis "2" lautet. Und zwar, weil wir beide, verschiedene Definitionen einer einzelnen Zahl "1" haben. Meinem Formalismus nach, müsste das Ergebnis "4" lauten. An diesem Beispiel kann man deutlich sehen, wie unterschiedliche Definitionen eines einzelnen Objektes - in diesem Falle Zahl - die Ergebnisse eines strengen Formalismus verfälschen können.

Lichtgeschwindigkeit und deren Folgen

Es gibt da noch eine Sache, die viele Zweifel und Debatten mit sich bringt - die Lichtgeschwindigkeit. Früher dachte man, das Licht sei unendlich schnell. Der jetzige Stand der Forschung sagt aber, dass das Licht doch nur eine begrenzte und keine unendliche Geschwindigkeit besitzt. Diesen Effekt der für die makroskopischen Verhältnisse viel zu "langsamen" Lichtgeschwindigkeit (299 792 458 m/s im Vakuum) sieht man beim Betrachten der Sterne. Denn aufgrund begrenzter Geschwindigkeit des Lichts sieht man nur die Vergangenheit der Sterne. Wir können einen Stern im Himmel sehen, der schon seit tausenden von Jahren nicht mehr existiert.

Bezugssystem des Lichts

Die Lichtgeschwindigkeit ist unabhängig von der Bewegung des Beobachters. Das bedeutet: Fliege ich mit einem Raumschiff mit der Lichtgeschwindigkeit; neben eines Lichtstrahls. Dann würde man sich denken, dass sowohl das Raumschiff als auch der Lichtstrahl gleich schnell durch die Weiten des Raumes fliegen. Nein! Der Lichtstrahl (Licht) hat - sagen die Naturwissenschaftler - eine konstante Geschwindigkeit. Also eigentlich doch keine konstante, sondern - meiner Meinung nach - an das Bezugssystem angepasste Geschwindigkeit. Für das Raumschiff würde der Lichtstrahl also nicht mit 299 792 458 m/s fliegen sondern mit der doppelten Geschwindigkeit (299 792 458 m/s * 2).

Gedanken über das Licht

Ignoriert man die Postulate von Einstein, dass die Lichtgeschwindigkeit konstant sei und ein Objekt mit einer Masse (Raumschiff) niemals auf die Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden kann, dann kann man sich die Formel für die Berechnung der Zeitdilatation zu Nutze machen.

Geschwindigkeitsformel für Zeitdilatation

Setzt man die gegebenen Werte ein (v des Raumschiffs und c als Lichtgeschwindigkeit). Bekommt man für t' (bewegte Uhr) "0" raus. Wenn man das Ergebnis einfach so annimmt, würde es bedeuten, dass für unser Raumschiff keine Zeit vergeht! Wenn man die Formel nach t umstellt, trifft man auf ein Problemchen, denn durch "0" darf man ja nicht teilen.

Aber, wenn man weiß, dass es keine Zeit vergeht, dann weiß man automatisch, dass sowohl die bewegte Uhr (t'), als auch die ruhende Uhr (t); beide den Wert "0" haben. Es vergeht ja keine Zeit... (Das wäre ein indirekter Beweis für die Division durch Null.)Und da das Raumschiff die gleiche Geschwindigkeit besitzt, wie der Lichtstrahl (v = c), dann gilt wohl dieser Zeitstopp auch für das Licht. Das Licht hat also nicht mehr c = 299 792 458 m/1s, sondern c = 299 792 458 m/0s. Wenn die obige These das Teilen durch Null erlaubt, dann kommt für die Geschwindigkeit des Lichts "c = 0" raus.

Ausbreitung: Lichtskalierung

Wenn für das Licht keine Zeit vergeht und es auch keine Geschwindigkeit besitzt - wie breitet es sich dann aus? Nach einer Überlegung bin ich zum Entschluss gekommen, dass sich das Licht mit Hilfe der Skalierung ausbreitet. Skalierung kennt man aus der Bildbearbeitung. Je weiter man das Bild in die Größe skaliert, desto weniger Pixel sind an einer Stelle auf dem Bild zu finden. Genauso ist es mit der Lichtskalierung. Zündet man eine Kerze an; beleuchtet sie den Raum gleichmäßig. Je größer der Raum ist, desto mehr Platz gibt es für die Skalierung und desto weniger Lichtteilchen sind dementsprechend an einer Stelle im Raum anzutreffen.

Masse-Energie-Äquivalenz

Ein Objekt mit einer Masse kann sehr wohl auf die Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Durch die Beschleunigung nimmt das Objekt eine andere, bequemere Form ein. Und zwar verwandelt es sich in die Energie. Das sagt auch die Formel "E=mc²" aus.

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