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Schule Nichts ist schneller als das Licht?
Wirkungsquantum
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2015-03-15


Guten Abend,
Ich habe eine Frage bzw. such nach einer Lösung für ein Problem, welches über die Relativitätstheorie handelt, genau genommen die spezielle. Aus der speziellen Relativitätstheorie wissen wir, nicht ist schneller als Licht. Diese Annahme stützt sich, so glaube ich, einerseits auf dem Lorenzfaktor fed-Code einblenden bzw. genauer genommen im Kontext der Zeitdelation, Längenkontraktion und des Massenzuwachses (würde man eine Zahl größer-gleich c einsetzen, kommt eine negative Wurzel bzw. unendlich heraus).
und anderseits auf einem Experiment, indem eine Taschenlampe beispielsweise bewegt wird, aber das Licht dennoch c als Geschwindigkeit beibehält  bzw. c nicht überschreitet (da man normalerweise eine Geschwindigkeitsaddition erwarten würde).
Ich sehe jedoch diese Annahme, dass nichts schneller als das Licht ist, als falsch an bzw. glaube, dass man das so nicht sagen kann. Denn
1. Es gibt kein, zumindest mir bekanntes, Experiment welches zeigte, dass eine Geschwindigkeit v>c unmöglich ist. Das Experiment der Taschenlampe schließt dies noch nicht aus. Ein meiner Meinung nach gültiges Experiment hierfür wäre es einen Körper auf v=c bzw. v>c zu beschleunigen.
2. Der sogenannte Warp-Antrieb widerspricht diesem Gedanken. Dieser ist nicht eine Fiktion aus Star Trek, sondern den gibt es. Die Idee vom Warp-Antrieb ist grob gesagt, sollte ich es richtig verstanden haben, sozusagen im Raum zu surfen (zum Nachlesen:  hier
3. Gibt es keinen mir ersichtlichen Grund, abgesehen von Formeln, warum nichts schneller als Licht sein sollte. Sprich, dieses Postulat erachte ich ebenfalls als kritisch.
Was meint ihr? Gibt es noch einen anderen Grund, der für die Annahme, nicht ist schneller als Licht, sprechen würde, den ich vergas? Oder seht ihr diese Annahme bezüglich c ebenso kritisch?
Danke schon mal im Voraus für Antworten.


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ZetaX
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, eingetragen 2015-03-15


2015-03-15 20:02 - Wirkungsquantum im Themenstart schreibt:
1. Es gibt kein, zumindest mir bekanntes, Experiment welches zeigte, dass eine Geschwindigkeit v>c unmöglich ist. Das Experiment der Taschenlampe schließt dies noch nicht aus. Ein meiner Meinung nach gültiges Experiment hierfür wäre es einen Körper auf v=c bzw. v>c zu beschleunigen.

Keines außer all diesen Teilchenbeschleunigern, die es mit ihren Partikeln nicht schaffen, schneller als oder zumindest gleich c zu werden¿...



2. Der sogenannte Warp-Antrieb widerspricht diesem Gedanken. Dieser ist nicht eine Fiktion aus Star Trek, sondern den gibt es. Die Idee vom Warp-Antrieb ist grob gesagt, sollte ich es richtig verstanden haben, sozusagen im Raum zu surfen (zum Nachlesen:  hier

Den gibt es nur unter unbewiesenen aber nicht ausgeschlossenen Annahmen wie negativer Energie. Außerdem widerspricht er dem vorhergehenden auch dann nicht, denn was gilt ist, dass _lokal_ c nicht überschritten werden darf. Um letztere Aussage zu verstehen sollte man sich aber ernsthaft mit der ART befassen.



3. Gibt es keinen mir ersichtlichen Grund, abgesehen von Formeln, warum nichts schneller als Licht sein sollte. Sprich, dieses Postulat erachte ich ebenfalls als kritisch.

Diese Formeln stimmen in allen beobachteten Fällen. Man kann natürlich glauben, dass Realität sowieso tut, was sie will, und daher keinerlei Gesetzen obliegt, aber dann brauchen wir eigentlich gar nicht darüber reden, weshalb dann dieser Punkt ist auch wieder hinfällig wäre.



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Gockel
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, eingetragen 2015-03-15


Hi.

Deine Überlegungen sind unvollständig bis falsch.

0. Die Relativitätstheorie enthält in keinster Weise ein Verbot von superluminaren Partikeln. A priori ist es denkbar, dass es so genannte Taychonen gibt. Das wären überlichtschnelle Teilchen, deren Masse eine imaginäre Zahl ist.
Was aus der SRT aber folgt ist die Aussage, dass kein Teilchen die Lichtgeschwindigkeitsgrenze überschreiten kann, d.h. entweder ist ein Partikel subluminar oder es ist bewegt sich exakt mit Lichtgeschwindigkeit oder es bewegt sich mit Überlichtgeschwindigkeit und es gibt keine Möglichkeit, von einer der Optionen zu einer der anderen zu wechseln, egal, was man mit dem Teilchen anstellt.

1. Insbesondere ist dein Experiment nicht geeignet, um deine Behauptung zu überprüfen, weil es eben unmöglich ist, ein Teilchen von Unterlichtgeschwindigkeit auf Lichtgeschwindigkeit oder Überlichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Man kann beliebig nahe kommen, wenn man viel Energie investiert, aber man kann niemals exakt Lichtgeschwindigkeit erreichen (dafür bräuchte man unendlich viel Energie) und auch niemals Überlichtgeschwindigkeit (dafür bräuchte man ein zweites Mal unendliche Energie, dieses Mal negative).

2. Ein "echter" Warp-Antrieb (also ein Alcubierre drive) widerspricht der Relativitätstheorie nicht. Ein Raumschiff mit Warp-Antrieb bewegt sich niemals mit Überlichtgeschwindigkeit durch den Raum. Es manipuliert nur den Raum um sich herum, um die Strecke zum Ziel soweit zu verkürzen, dass die Reise extrem kurze Zeit benötigt. Allerdings benötigt man zum Betreiben eines Warp-Antriebs erneut negative Energie.

3. Der Ein Grund ist Ockham's Messer: Es hat nie jemand Tachyonen oder Teilchen mit negativer Energie gesehen. Es hat nie auch nur einen einzigen Hinweis darauf gegeben, dass sie existieren. Alle Physik funktioniert perfekt ohne die Annahme von Tachyonen. Also ist die Annahme ihrer Existenz überflüssig und kann somit eliminiert werden. Dass Tachyonen und Warp-Antriebe cool wären, ist leider kein Grund.

mfg Gockel.

[Die Antwort wurde vor Beitrag No.1 begonnen.]


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"Der Vatikan hat ja bekanntlich zwei Mikropäpste pro Quadratmeter"



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Wauzi
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, eingetragen 2015-03-15


Hallo,
suche mal unter dem Stichwort "Tachyonen"
Gruß Wauzi

[Die Antwort wurde nach Beitrag No.1 begonnen.]


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Primzahlen sind auch nur Zahlen



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trunx
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.4, eingetragen 2015-03-15


hier ist etwas ziemlich bunt durcheinander gewirbelt :)
also zunächst gilt nur, dass es keine massiven objekte gibt die im vakuum schneller als c sind. wichtig ist hier sowohl die masse als auch das vakuum. für die erwähnten, hypothetischen tachyonen wäre die masse negativ. nicht hypothetisch dagegen ist die sog. tscherenkow-strahlung, die entsteht, wenn sich massive teilchen, zb. elektronen schneller als licht in einem medium bewegen. das ist also erlaubt und kann auch beobachtet werden.

bye trunx




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das problem des menschen ist nicht, dass er fleisch von tieren isst, sondern dass er für sein wachstum KRIEG gegen alle anderen lebensformen führt. dieser krieg nennt sich (land)wirtschaft, seine ideologische legitimation kultur.



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Dixon
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.5, eingetragen 2015-03-16


Hallo Wirkungsquantum,

2015-03-15 20:02 - Wirkungsquantum im Themenstart schreibt:
Aus der speziellen Relativitätstheorie wissen wir, nicht ist schneller als Licht. Diese Annahme stützt sich, so glaube ich, einerseits auf dem Lorenzfaktor fed-Code einblenden bzw. genauer genommen im Kontext der Zeitdelation, Längenkontraktion und des Massenzuwachses (würde man eine Zahl größer-gleich c einsetzen, kommt eine negative Wurzel bzw. unendlich heraus).

ich kann nur sagen: obacht, einige Begrifflichkeiten in der SRT sind sehr subtil.
Also: genaugenommen heißt es, das keine Information schneller als c übertragen werden kann. Es gibt Phänomene, die sind schneller als das Licht, die übertragen aber keine Information (siehe folgender Abschnitt).
Deine Formulierung "Diese Annahme stützt sich, so glaube ich, einerseits auf dem Lorenzfaktor[...]" dreht gewissermaßen die Physik um. Zu diesen Formeln gibt es zwei Zugänge: die eine, denen sich auch ihren Namen verdanken, beruht auf Berechnungen aus den Maxwellschen Gleichungen. Lorentz gewann diese Formeln Jahre vor Einstein, konnte damit aber "nichts" anfangen. Einstein wiederum zeigte, daß man das herausbekommt, wenn man postuliert, daß c in allen Intertialsystemen konstant ist. Es gibt keinen bekannten Fakt, der dieser Aussage widerspricht.

2015-03-15 20:02 - Wirkungsquantum im Themenstart schreibt:
und anderseits auf einem Experiment, indem eine Taschenlampe beispielsweise bewegt wird, aber das Licht dennoch c als Geschwindigkeit beibehält  bzw. c nicht überschreitet (da man normalerweise eine Geschwindigkeitsaddition erwarten würde).

Ja, der Strahl einer geschwenkten Taschenlampe bewegt sich in hinreichender Entfernung schneller als das Licht. ABER: damit überträgt man keine Information. Wenn jemand es von der Taschenlampe blitzen sieht, dann weiß er nicht, was das bedeuten soll. Er weiß auch nicht, wer und ob jemand anders das auch gesehen hat. Wenn es für ihn etwas bedeutet, dann muß ihm die Bedeutung vorher mitgeteilt worden sein, das geht aber nur höchstens mit Lichtgeschwindigkeit.
Ansonsten: siehe Tachyonen (gilt auch für Punkt 3), wie bereits gesagt. Die sind aber nur Theorie und nicht nachgewiesen. Formeln aufstellen ist leicht...

2015-03-15 20:02 - Wirkungsquantum im Themenstart schreibt:
2. Der sogenannte Warp-Antrieb widerspricht diesem Gedanken. Dieser ist nicht eine Fiktion aus Star Trek, sondern den gibt es. Die Idee vom Warp-Antrieb ist grob gesagt, sollte ich es richtig verstanden haben, sozusagen im Raum zu surfen (zum Nachlesen:  hier

Der Raum als Träger kann sich schneller als das Licht bewegen, das stimmt. Der Warp-Antrieb (oder von mir aus auch alle Überlegungen betreffend Wurm- und Madenlöcher) beruht darauf, daß Abstände verkürzt werden durch Raumkrümmung. Das hat nur noch niemand hinbekommen...

Grüße
Dixon


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Wissen ist Nacht! (Grundsatz der Eydeetischen Philophysik)



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Wirkungsquantum
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.6, vom Themenstarter, eingetragen 2015-03-18


Hallo,
Danke an alle für die Antworten, ihr hab mir sehr geholfen. Ich kann eure Aspekte und Begründungen nachvollziehen.


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traveller
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.7, eingetragen 2015-03-18


Hab was falsch verstanden.



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Tirpitz
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.8, eingetragen 2015-04-03


2015-03-16 21:11 - Dixon in Beitrag No. 5 schreibt:
Ja, der Strahl einer geschwenkten Taschenlampe bewegt sich in hinreichender Entfernung schneller als das Licht. ABER: damit überträgt man keine Information. Wenn jemand es von der Taschenlampe blitzen sieht, dann weiß er nicht, was das bedeuten soll. Er weiß auch nicht, wer und ob jemand anders das auch gesehen hat. Wenn es für ihn etwas bedeutet, dann muß ihm die Bedeutung vorher mitgeteilt worden sein, das geht aber nur höchstens mit Lichtgeschwindigkeit.

Ich finde diese Argumentation mit "Information" sehr unschön. Das ist zwar etwas philosophisch, allerdings ist Information als Größe meines Erachtens nirgends in der Physik wirklich definiert und alle, die ich kenne und diesbezgl. fragte, eiern auf diesem Argument herum, ohne es genauer begründen zu können. Wie misst man Information? Und wenn es eine Definition gäbe, dann halte ich es für unwahrscheinlich, dass man sie irgendwie mit der anderen, in der Physik existierenden Vorstellung von Information in Einklang bringen kann, nämlich der, welcher im Zusammenhang mit der (Shannon-)Entropie und dem Maxwellschen Dämon steht.
Die Begründung mit der schwenkenden Lampe halte ich nicht für stichhaltig.

Angenommen, du hast einen Photodetektor, der in einem bestimmten Takt misst, ob Licht scheint oder nicht, dann kannst du z.B. durch ein "binäres" Schwenken der Lampe dann theoretisch so viel Information schicken wie du willst, der Lichtpunkt kann sich so schnell bewegen wie er will, wenn die Entfernung nur groß genug ist. Das Wissen, dass das Schwenken "binär codiert" ist, mag zwar mit unter c zu dir kommen, aber alle folgende Information unterliegt dann nicht mehr dieser Beschränkung. Ich lasse mich gerne eines Besseren beleheren, aber ich glaube nicht, dass man diese Begründung irgendwie retten kann, ich halte sie für äußerst obskur.

Viel viel besser als "keine Information ist schneller als c" finde ich "es kann keine kausalen Zusammenhänge zwischen raumartigen Ereignissen geben". Vielleicht hälst du das für Haarspalterei, da es in deinem Kopf das Gleiche bedeutet, aber ich denke, es ist wesentlich klarer (wenn man weiß, was prinzipiell Kausalität, Ereignis und raumartig bedeutet, was aber im Rahmen der SRT im Gegensatz zum Begriff der Information definiert wird).
Der springende Punkt mit der schwenkenden Lampe ist doch der: der Punkt bewegt sich mit Überlichtgeschwindigkeit zwischen zwei Orten A und B. Aber die Ursache, dass der Strahl sich schwenkt, bzw. das Ereignis "Winkel der Lampe wird verstellt", findet nicht bei B statt, bei B ist anfangs einfach nur der Lichtpunkt. Wenn A,B relativ zur Lampe im gleichen Inertialsystem sind (was ich der Einfachheit halber mal annehme), haben beide schon mal gleiche Gleichzeitigkeiten. Der Punkt bewegt sich dann aber erst zur späteren Zeit Schwenkzeit + (Abstand B - Lampe)/c los. Die kausale Ursache des Schwenkens liegt bei der Lampe zur Schwenkzeit und nicht bei B am späteren Zeitpunkt. Oder anders gesagt: es wurde keine Information von B nach A transportiert, sondern von der Quelle nach A. Dass sich der Lichtpunkt mit v>c bewegt, tut dem kein Abbruch, denn bis der geänderte Wellenvektor der Lichtwelle bei B angekommen ist, ist schon genug Zeit vergangen, dass die Ereignisse zueinander mindestens licht- oder zeitartig sind.
Just my 0.02€.



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ZetaX
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.9, eingetragen 2015-04-03


2015-04-03 21:12 - Tirpitz in Beitrag No. 8 schreibt:

Angenommen, du hast einen Photodetektor, der in einem bestimmten Takt misst, ob Licht scheint oder nicht, dann kannst du z.B. durch ein "binäres" Schwenken der Lampe dann theoretisch so viel Information schicken wie du willst, der Lichtpunkt kann sich so schnell bewegen wie er will, wenn die Entfernung nur groß genug ist. Das Wissen, dass das Schwenken "binär codiert" ist, mag zwar mit unter c zu dir kommen, aber alle folgende Information unterliegt dann nicht mehr dieser Beschränkung. Ich lasse mich gerne eines Besseren beleheren, aber ich glaube nicht, dass man diese Begründung irgendwie retten kann, ich halte sie für äußerst obskur

Du schickst hier keinerlei Information zwischen den beiden angestrahlten Punkten. Alle erwähnte Information stammt von der Taschenlampe und wandert von dort mit c zu den anderen Punkten.



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Tirpitz
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.10, eingetragen 2015-04-03


Genau das versuchte ich ja im folgenden Absatz zu erörtern. Für mich klingt die nach meinen Augen merkwürdige Begründung wie "es wird zwar von B nach A überlichtschnell Information übertragen, aber das ist nur deshalb Information, weil vorher licht- oder unterlichtschnell die Information übertragen wurde, dass das Information ist, was da gleich überlichtschnell kommt". Und das halte ich, wenn nicht sogar für falsch, dann wenigstens für recht unverständlich.

In der Physik wird nirgends definiert, was nun Information ist und was nicht, und die SRT daran aufzuziehen, was man als Information aufzufassen hat, finde ich bedenklich. Ich würde den Begriff der Kausalität überall vorziehen.



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ZetaX
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.11, eingetragen 2015-04-03


2015-04-03 21:31 - Tirpitz in Beitrag No. 10 schreibt:
Genau das versuchte ich ja im folgenden Absatz zu erörtern. Für mich klingt die nach meinen Augen merkwürdige Begründung wie "es wird zwar von B nach A überlichtschnell Information übertragen, aber das ist nur deshalb Information, weil vorher licht- oder unterlichtschnell die Information übertragen wurde, dass das Information ist, was da gleich überlichtschnell kommt". Und das halte ich, wenn nicht sogar für falsch, dann wenigstens für recht unverständlich.

In der Physik wird nirgends definiert, was nun Information ist und was nicht, und die SRT daran aufzuziehen, was man als Information aufzufassen hat, finde ich bedenklich. Ich würde den Begriff der Kausalität überall vorziehen.

Information ist schlicht die von dir genannte Kausalität. Aber die genannte merkwürdige Begründung wurde so in diesem Thread auch gar nicht gemacht. Ich sehe nicht, wo Dixon sagte, dass von A nach B durch den Strahl (Peudo)Information wanderte.



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Tirpitz
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.12, eingetragen 2015-04-03


Es ist natürlich legitim, Information so zu defineren. Aber dann wäre ich mal auf einen Zusammenhang zum Informationsbegriff in der Statistischen Mechanik interessiert, es sei denn, es gibt keinen, sodass man dann nur einen unschönen Namenskonflikt hat. Aber das ist ja nur Religion.

Wenn Dixon das nicht meinte, dann verstehe ich das ganze "Paradox" scheinbar nicht, denn meiner Ansicht nach geht es dabei doch genau darum zu klären, warum ein Punkt, der überlichtschnell von B nach A saust, keinen kausalen Zusammenhang zwischen den Ereignissen von B und A herstellt/keine Information von B nach A übertragen wird.
Die Begründung, es sei keine Information übertragen, da man erst übertragen müsse, dass das Information ist, liest sich für mich unter dem Gesichtspunkt, dass "Information übertragen = kausalen Zusammenhang herstellen" bedeutet, wie "zwischen den Ereignissen von B und A besteht erst ein kausaler Zusammenhang, wenn man vorher einen kausalen Zusammenhang hergestellt hat", also wie eine Tautologie und unterschlägt m.E., dass die Ursache für das Ereignis bei der Lampe und nicht bei B liegt.
Oder soll B A mitteilen, dass die Bewegung des Lichtpunkts nicht von B, sondern von der Lampe verursacht wurde? Selbst dann bestünde immernoch kein kausaler Zusammenhang bzgl. des sich bewegenden Punktes zwischen B und A.



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DrStupid
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.13, eingetragen 2015-04-03


2015-04-03 21:54 - Tirpitz in Beitrag No. 12 schreibt:
Die Begründung, es sei keine Information übertragen, da man erst übertragen müsse, dass das Information ist

So eine Begründung wäre mir neu. Hier wird in keinem Fall irgendwelche Information zwischen A und B übertragen. Wer anderer Meinung ist, sollte einfach mal versuchen, auf diese Weise einen Telegrafen zu konstruieren.



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Ueli
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.14, eingetragen 2015-04-05


"Information" finde ich nicht schlecht in diesem Zusammenhang. Natürlich ist der Begriff nicht ganz scharf abgegrenzt. Ich würde die Information aber der Kausalität vorziehen. Zwei Photonen an unterschiedlicher Position können verschränkt sein und sie haben somit in einem gewissen Sinn eine kausale Verbindung. Messe ich die Polarisation des einen Photons, dann lege ich die Polarisation des anderen Photons fest.
Gruss Ueli



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matph
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.15, eingetragen 2015-04-05


Hallo,

Nach dem dieser Thread sehr einem älteren ähnelt, hier noch ein Link zu diesem 😄

--
mfg
matph


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Wir müssen wissen, wir werden wissen. Hilbert
Das Buch der Natur ist in der Sprache der Mathematik geschrieben. Galilei



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DrStupid
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.16, eingetragen 2015-04-05


2015-04-05 09:16 - Ueli in Beitrag No. 14 schreibt:
Zwei Photonen an unterschiedlicher Position können verschränkt sein und sie haben somit in einem gewissen Sinn eine kausale Verbindung. Messe ich die Polarisation des einen Photons, dann lege ich die Polarisation des anderen Photons fest.

Zwischen den Messungen an den beiden Photonen besteht zwar eine strenge Korrelation, aber keine kausale Verbindung. Die Reihenfolge der Messungen kann vom Bezugssystem abhängen. In dem Fall würde es die Kausalität verletzen, wenn eine davon Ursache für das Ergebnis der anderen wäre.



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Dixon
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.17, eingetragen 2015-04-07


Hallo Tirpitz,

die Übertragung von Information bedingt Kausalität. Wenn C nichts von D erfährt, kann ein Ereignis von D nicht mit dem von C zusammenhängen.
Mag sein, daß die Verwendung des Begriffes "Information" hier nicht nach irgendeinem Standard war; gerade Mathematiker haben im Wortschatz ordentlich geplündert (ich möchte mal in der S-Bahn laut über Körpererweiterungen diskutieren), so daß man leicht was Falsches sagen kann.
Es scheint aber, daß die dahinter stehende Aussage verstanden wurde: wenn B aus einem Lichtblitz einen Schluß zieht, dann muß ihm (unter)lichtschnell mitgeteilt worden sein, daß A den auch gerade gesehen hat.
 
Grüße
Dixon



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