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"Nichts ist schneller als das Licht", haben Sie wahrscheinlich schon einmal gehört. Nach Einsteins Relativitätstheorie ist das Licht tatsächlich die Geschwindigkeitsgrenze des Universums, aber wie bei vielen wissenschaftlichen Konzepten sind die Dinge nicht so einfach. Auch wenn diese Vorstellung in den meisten Fällen zutrifft, gibt es einige Bedingungen, unter denen dies nicht der Fall ist.
In dieser Galerie erkunden wir eine Reihe von Theorien über Dinge, die schneller als das Licht reisen könnten. Einige dieser Theorien müssen noch bewiesen werden, viele sind jedoch theoretisch denkbar. Sind Sie neugierig, ob Überlichtgeschwindigkeit möglich ist? Dann klicken Sie weiter!
Licht ist schnell, sehr schnell. Wir sprechen hier von einer Geschwindigkeit von etwa 300.000 Kilometer pro Sekunde.
Zum Vergleich: Die schnellste Geschwindigkeit, die Menschen je erreicht haben, war an Bord der Apollo 10 in der Erdumlaufbahn mit rund 39.937,7 km/h.
Licht ist ein masseloses Teilchen und kann daher eine solche Geschwindigkeit erreichen. Um eine Masse mit dieser Geschwindigkeit zu bewegen, wären riesige Mengen an Energie erforderlich.
Zudem würde die Masse eines Objekts bei einer Beschleunigung auf Lichtgeschwindigkeit immer weiter ansteigen. Theoretisch wäre dafür unendliche Mengen an Energie erforderlich, um diesen Prozess fortzusetzen.
Und um es noch komplizierter zu machen: Dem Objekt würde eine unendliche Trägheitsmasse entgegenwirken. Deshalb können Dinge nicht schneller als das Licht sein… oder etwa doch?
Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie besagt, dass sich nichts schneller als Licht bewegt … zumindest im Vakuum. Aber was passiert, wenn sich Licht nicht im Vakuum bewegt?
Das ist der Fall, wenn Licht durch Wasser wandert. Claudia de Rham, theoretische Physikerin am Imperial College London, erklärt: "Wenn Licht durch ein Medium wie Glas oder Wassertropfen ausbreitet, bewegen sich die verschiedenen Frequenzen oder Farben des Lichts mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten."
Dies ist in Regenbögen sichtbar, wo wir die "langen, schnelleren roten Wellenlängen oben und die kurzen, langsameren violetten Wellenlängen unten" beobachten können.
Das Licht verlangsamt sich also, wenn es sich durch Wasser bewegt. Dies ist ein Beispiel für Licht, das sich nicht im Vakuum ausbreitet und zeigt, dass sich seine Geschwindigkeit ändern kann. Aber kann auch das Gegenteil der Fall sein?
Gammastrahlenausbrüche sind ein Beispiel für etwas, von dem man annimmt, dass es sich schneller bewegt als das Licht.
Wenn Sterne kollabieren oder zusammenstoßen, kommt es zu hellen Explosionen. Tatsächlich erzeugen sie die hellsten Explosionen im Universum.
Man fand heraus, dass die Explosionen, die für Gammastrahlenausbrüche verantwortlich sind, sich in Gaswolken mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen. Das ist nur möglich, weil diese Gammastrahlenausbrüche in Staubwolken auftreten und nicht im Vakuum des Weltraums.
Ein Beispiel wäre der Urknall selbst. Als er stattfand, dehnte sich der leere Raum schneller als das Licht aus.
Quantenverschränkung ist wie eine seltsame Fernbeziehung. Sie besagt, dass zwei subatomare Teilchen miteinander verbunden sein können, selbst wenn sie Lichtjahre voneinander entfernt sind.
Laut der Theorie wirkt sich eine Veränderung an einem Teilchen auf das andere aus, egal wie weit sie voneinander entfernt sind. Bedeutet das also, dass etwas existiert, das schneller als das Licht zwischen ihnen reist?
Diese "spukhafte Fernwirkung", wie Einstein sie nannte, ist kein leicht verständliches Konzept. Kurz gesagt, scheint die Verbindung eher ein Produkt von Zufall zu sein, als das Ergebnis von etwas, das schneller als das Licht reist.
Geschwindigkeit ermöglicht es uns, eine bestimmte Strecke in einer festgelegten Zeit zurückzulegen. Zum Beispiel, wenn Sie 100 Kilometer mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h fahren, dauert es eine Stunde, um diese Strecke zu überwinden. Denken Sie an Wurmlöcher als Abkürzungen. In diesem Fall würden Sie das Ziel schneller erreichen als in einer Stunde.
Es gibt jedoch einen Vorbehalt: Niemand hat jemals ein Wurmloch im Weltraum gesehen. Die Wissenschaft dahinter existiert jedoch (und einige Theorien besagen sogar, dass sie für Raum-Zeit-Reisen genutzt werden können).
Zwei Schwarze Löcher könnten möglicherweise irgendwo im Raum miteinander verbunden sein und eine ausreichend große Masse erzeugen, die die Raumzeit krümmt.
Einfach gesagt, kann eine Masse in ein Schwarzes Loch hineingezogen werden und auf der anderen Seite (des anderen Schwarzen Lochs) wieder herauskommen.
Eine apfelförmige Form ist eine gute Möglichkeit, sich Wurmlöcher vorzustellen. Die Masse würde oben hineingehen und unten wieder herauskommen. Kann diese Abkürzung schneller als das Licht sein? Potenziell. Aber zuerst müssten wir Beweise dafür haben, dass solche Wurmlöcher tatsächlich existieren.
Der Warp-Antrieb ist im Grunde eine Spekulation, dass ein Raumschiff schneller als das Licht reisen kann. Alles, was es braucht, ist, in einem Vakuum zu reisen. Wenn der Raum vor ihm zusammengezogen und der Raum hinter ihm ausgedehnt wird, kann das Raumschiff wie eine isolierte Warp-Blase reisen.
Die Theorie ist mathematisch gesehen gültig, aber bisher waren die NASA-Experimente zur Erzeugung einer Warp-Blase nicht eindeutig.
Die Theorie der Krasnikov-Röhren basiert auf dem Warp-Antrieb. Eine Krasnikov-Röhre ist ein Mechanismus, der es einem Raumschiff ermöglichen würde, zu reisen, indem es hinter sich eine Warp-Blase erschafft.
Die Warp-Blase würde das Raumschiff zu seinem Ziel befördern, und gleichzeitig würde sie eine "Röhre" schaffen, durch die das Raumschiff auch wieder zurückreisen könnte.
Diese Röhre entrollt die Zeit, sodass eine Reise, die tausende Jahre dauern würde, in nur wenigen Jahren durch diese überlichtschnellen Tunnel zurückgelegt werden könnte. Zumindest in der Theorie.
Einige Teilchen können Barrieren überwinden. Die Entdeckung wurde 1932 gemacht, aber erst 1962 veröffentlichte der Halbleiteringenieur Thomas Hartman einen Artikel darüber.
Das war eine große Entdeckung, und über Jahre hinweg haben WissenschaftlerInnen damit experimentiert. Letztlich scheint der Tunneleffekt eine Bewegung mit Überlichtgeschwindigkeit zu ermöglichen.
Quellen: (Phys.org) (Livescience) (Sci News) (Space.com) (Scientific American)
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"Nichts ist schneller als das Licht", haben Sie wahrscheinlich schon einmal gehört. Nach Einsteins Relativitätstheorie ist das Licht tatsächlich die Geschwindigkeitsgrenze des Universums, aber wie bei vielen wissenschaftlichen Konzepten sind die Dinge nicht so einfach. Auch wenn diese Vorstellung in den meisten Fällen zutrifft, gibt es einige Bedingungen, unter denen dies nicht der Fall ist.
In dieser Galerie erkunden wir eine Reihe von Theorien über Dinge, die schneller als das Licht reisen könnten. Einige dieser Theorien müssen noch bewiesen werden, viele sind jedoch theoretisch denkbar. Sind Sie neugierig, ob Überlichtgeschwindigkeit möglich ist? Dann klicken Sie weiter!