Neutrinos: Schneller als das Licht?

[TomS]

Vll. könnte man dadurch die überlichtschnelle Inflation am Anfang des Universums erklären

Dazu benötigt man keine überlichtschnellen Teilchen, da sich hier nicht Materie im Raum ausdehnt, sondern der Raum selbst - und dafür gibt es keine Grenzgeschwindigkeit.

 

[Gernot]

Dazu benötigt man keine überlichtschnellen Teilchen, da sich hier nicht Materie im Raum ausdehnt, sondern der Raum selbst - und dafür gibt es keine Grenzgeschwindigkeit.

Stimmt, erwischt! Du hast Recht.

 

[Kibo]

Wie viel mal schneller als Licht müsste theoretisch ein Signal sein,
dass es über eine beliebige Strecke gleichzeitig ankommt?

Eine interessante Frage, aber ich glaube hier liegt ein Denkfehler vor (bei mir oder bei dir XD).
Auch wenn man sich mit 300.000 km/s bewegt brauch man, von einem fernen Beobachter aus gesehen, für die 300.000 km immer noch eine Sekunde, nur aus Sicht des Lichts gesehen vergeht keine Zeit. Wenn der Lichtstrahl ein Fernrohr hätte, könnte es sich selbst starten sehen, wenn es im Flug zurück guckt .

mfg

 

[Vertico]

Mal eine Frage an die Fachleute:
Wie viel mal schneller als Licht müsste theoretisch ein Signal sein,
dass es über eine beliebige Strecke gleichzeitig ankommt?
(Wäre es dann noch schneller, so käme es vor den Lossenden an)

Ich kenne diese Berechnungen nicht!

um eine streck instantan (also sofort, ohne das zeit vergeht) zu überwinden müsste ein signal unendlich viel mal schneller als das licht sein, halt unendlich schnelle geschwindigkeit.

 

[Martin H.]

Eine interessante Frage, aber ich glaube hier liegt ein Denkfehler vor (bei mir oder bei dir XD).
Auch wenn man sich mit 300.000 km/s bewegt brauch man, von einem fernen Beobachter aus gesehen, für die 300.000 km immer noch eine Sekunde, nur aus Sicht des Lichts gesehen vergeht keine Zeit. Wenn der Lichtstrahl ein Fernrohr hätte, könnte es sich selbst starten sehen, wenn es im Flug zurück guckt

Wirklich?
Quelle >Wikipedia<:

Zeitreisen

Nach der speziellen Relativitätstheorie würde Überlichtgeschwindigkeit Zeitreisen oder zumindest das Versenden von Nachrichten in die Vergangenheit ermöglichen. Der Zusammenhang zwischen Überlichtgeschwindigkeit und Zeitreise lässt sich aus den Eigenschaften der Lorentz-Transformation im Minkowski-Diagramm ableiten. Wegen der daraus folgenden Paradoxien wird die Möglichkeit von Zeitreisen in physikalischen Theorien meist ausgeschlossen. Ohne Zusatzannahmen verbieten die Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie allerdings Zeitreisen nicht, wie zuerst Kurt Gödel zeigte.

Auch Tachyonen (gesetzten Falles, es gäbe sie) würden sich auf der Zeitachse Rückwärts bewegen.

 

[Martin H.]

um eine streck instantan (also sofort, ohne das zeit vergeht) zu überwinden müsste ein signal unendlich viel mal schneller als das licht sein, halt unendlich schnelle geschwindigkeit.

Sorry Vertico, dass ich Dir hier widerspreche.
Mag sein, dass ich mich irre.
Aber sollten die hypothetischen Tachyonen mit Überlichtgeschwindigkeit sich bereits auf der Zeitachse rückwärts bewegen, so wäre für das stehen auf der Zeitachse eine niedrigere Geschwindigkeit als bei den Tachyonen, allerdings eine höhere Geschwindigkeit als Lichtgeschwindigkeit erforderlich.

Oder anders ausgedrückt, es könnte prinzipiell Hypo-Tachyonen geben, die noch zu langsam sind, sich auf der Zeitachse rückwärts zu bewegen.

Bei dem Allem sind natürlich die Zeitparadoxons außer Acht gelassen.

 

[Kosmo]

Der Barkeeper sagt: "Tut mir leid, wir bedienen keine Neutrinos, die schneller sind als das Licht." Ein Neutrino kommt in eine Bar.
________________

"Neutrino!" - "Wer ist da?" - "Toc, toc."
________________

Der LHC-Beschleuniger hat in diesem Jahr schon zum zweiten Mal gegen das Kausalitätsprinzip verstoßen. Das erste Mal wird im Dezember sein.
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Schluss mit den Neutrino-Witzen, die habe ich alle nächste Woche schon gehört.



Quelle

 

[Vertico]

Sorry Vertico, dass ich Dir hier widerspreche.
Mag sein, dass ich mich irre.
Aber sollten die hypothetischen Tachyonen mit Überlichtgeschwindigkeit sich bereits auf der Zeitachse rückwärts bewegen, so wäre für das stehen auf der Zeitachse eine niedrigere Geschwindigkeit als bei den Tachyonen, allerdings eine höhere Geschwindigkeit als Lichtgeschwindigkeit erforderlich.

Oder anders ausgedrückt, es könnte prinzipiell Hypo-Tachyonen geben, die noch zu langsam sind, sich auf der Zeitachse rückwärts zu bewegen.

Bei dem Allem sind natürlich die Zeitparadoxons außer Acht gelassen.

meine antwort bezog sich weder auf tachyonen noch auf sonstige teilchen. es war lediglich eine antwort auf die frage von Martin H. wie schnell etwas sein muss um beim start SOFORT am am ziel zu sein, egal welche entfernung und das ist eben unendlich schnelle geschwindigkeit, es geht nur um die geschwindigkeit nicht um das was sich so schnell bewegt. alles ganz hypothetisch geschrieben ;-)

 

[Bynaus]

Überlichtgeschwindigkeit bedeutet nicht zwingend, dass eine Information in die Vergangenheit geschickt wird. Es heisst lediglich, dass sich dann durch geschickte Anordnung von Inertialsystemen, Beobachtern, Sendern und Empfängern Information in die Vergangenheit schicken lässt, bzw., eine Information bei einem Sender ankommt, bevor dieser sie ausgesandt hat. Aber diese geschickte Anordnung muss nicht zwingend funktionieren. Wurmlöcher etwa sind mit der Relativitätstheorie verträglich, lassen sich theoretisch nutzen, um Informationen überlichtschnell zu übertragen - doch man kann sie höchstwahrscheinlich nicht nutzen, um Information in die Vergangenheit zu schicken: Wurmlöcher, deren zweites Ende sich im Vergangenheits/Zukunftslichtkegel des ersten Endes befindet, sind instabil und kollabieren vermutlich sofort (sog. Visser-Effekt).

Trotzdem, ich denke, man sollte abwarten. Bisher hat noch jeder, der "gegen Einstein" gewettet hat, verloren. Das heisst natürlich nicht, dass das auch so bleiben muss, aber offenbar ist die Relativitätstheorie eine sehr gute Beschreibung der Welt.

 

[galileo2609]

Trotzdem, ich denke, man sollte abwarten. Bisher hat noch jeder, der "gegen Einstein" gewettet hat, verloren. Das heisst natürlich nicht, dass das auch so bleiben muss, aber offenbar ist die Relativitätstheorie eine sehr gute Beschreibung der Welt.

Das sehe ich auch so. Die SN1987A-Daten sind nicht von der Hand zu weisen. Und die sind verträglich mit dem Tempolimit c. Um die OPERA-Daten theoretisch konsistent damit zu halten, braucht es eine Zusatzannahme bezüglich des Verhaltens unterschiedlicher Neutrino-Sorten oder unterschiedlichen Energien.

Grüsse galileo2609

 

[julian apostata]

Mit Hilfe von Überlichtgeschwindigkeit könnte man schon Signale in die Zeit zurück schicken. Hier hab ich mal ein Rechenbeispiel gebracht.

http://www.scifi-forum.de/off-topic/off-topic-allgemein/technik-wissenschaft/10543-zeitreisen-5.html

Was beispielsweise Signalübertragung in die Vergangenheit anbelangt, so gäbe es im Prinzip eine realtiv einfache Möglichkeit. Schickt man beispielsweise ein überlichtschnelles Signal zu einem Empfänger der relativ zu Sender ruhig, so bringt das Nichts.

Anders schaut es aus, wenn Alice sich am Samstag die Ziehung der Lottozahlen anschaut. Dann kann sie das Ergebnis an ihren Freund Bob schicken, der mit 0,8*c von der Erde wegrast.

Das Signal soll mit 8*c unterwegs sein und nach einem Tag aus (Alices Sicht) bei Bob sein. Aus Bobs Sicht (so verlangt es die Lorentztransformation) reist das Signal in die Zeit zurück.

Sobald Bob die Lottozahlen hat, schickt er sie wieder mit 8*c an Alice zurück. Jetzt vergeht für Bob zwar eine positive Zeitspanne, für Alice dauert der ganze Vorgang allerdings 5 negative Tage.

Am Dienstag hat sie also noch genug Zeit, den Tippschein auszufüllen…

Aus der LT hab ich mal folgende Formel ermittelt.

Leider kann man hier keine Formeln einfügen, aber da drüben kann man es! Wen‘s interessiert, sollte also mal drauf klicken.

Bei der Gelegenheit gleich eine Frage an die Redaktion. Warum baut man hier diese Möglichkeit nicht ein, beispielsweise über Latex Formeln rein zu stellen.

http://www.codecogs.com/latex/eqneditor.php

 

[Maria49]

Diesen Unterschied kann man übrigens dadruch erklären, dass Neutrinos die stellare Materie ungehindert durchdringen und dadurch einen "Startvorsprung" haben vor dem Licht.

Das sehe ich eher umgekehrt: Die Neutrinos werden doch sicher beim Durchgang durch Materie in irgendeiner Form abgebremst. Sie müssten also langsamer sein als das Licht im Vakuum.

Interessant scheint mir, dass dieser "Geschwindigkeitsüberschuss" (innerhalb seines Fehlers) gerade etwa der Orbitalgeschwindigkeit bei dieser Tiefe im irdischen Gravitationsfeld entspricht (7910 m/s). Das kann natürlich Zufall sein, oder aber einen Hinweis darauf geben, wo der Fehler sitzt.

Würde das nicht heißen, dass zu der Lichtgeschwindigkeit etwas hinzuaddiert werden könnte? Das darf eigentlich auch nicht sein.

Vll. könnte man dadurch die überlichtschnelle Inflation am Anfang des Universums erklären

Nö. Die Inflation ist eine ganz andere Kiste. Daran knabbere ich auch noch.

Dazu benötigt man keine überlichtschnellen Teilchen, da sich hier nicht Materie im Raum ausdehnt, sondern der Raum selbst - und dafür gibt es keine Grenzgeschwindigkeit.

... was nach meiner Überzeugung eine unbewiesene Behauptung ist.


Und allgemein zum Thema:

Photonen haben angeblich keine Masse. Aber es heißt auch, dass "irgendetwas", das mit Lichtgeschwindigkeit fliegt, unendliche Masse hat. Was ist Null mal Unendlich?

Mein Lösungsvorschlag: Die Lichtgeschwindigkeit ist nicht die absolute Einsteinsche Grenzgeschwindigkeit, sondern geringfügig langsamer. Das gibt Spielraum für die Geschwindigkeit der Neutrinos.

Photonen und Neutrinos bewegen sich in der Zeit vorwärts. Die hypothetischen Tachyonen bewegen sich in der Zeit rückwärts. Bei der (nur theoretisch existierenden!) Grenzgeschwindigkeit steht die Zeit still. Damit lässt sich auch die Kontroverse zwischen Vertico und Martin H. lösen: Um eine Strecke instantan (also sofort, ohne dass Zeit vergeht) zu überwinden, brauchen wir keine unendliche Geschwindigkeit, sondern die Grenzgeschwindigkeit.

Mein Vorschlag löst auch mit schwarzen Löchern verbundene Paradoxa auf: An der Oberfläche eines schwarzen Loches steht die Zeit eben nicht still, sie bewegt sich immer noch vorwärts. So (und nur so!) kann sich ein schwarzes Loch mittels der Hawking-Strahlung auflösen.

 

[galileo2609]

Hallo Maria49,

Das sehe ich eher umgekehrt: Die Neutrinos werden doch sicher beim Durchgang durch Materie in irgendeiner Form abgebremst. Sie müssten also langsamer sein als das Licht im Vakuum.

nein, Neutrinos unterliegen nur der Schwachen Wechselwirkung. Ihre freie Weglänge ist daher doch deutlich grösser als die schlappen ca. 730 km zwischen SPS und OPERA. Statistisch passiert dann aber eben die Wechselwirkung und das Neutrino kann detektiert werden. Dass Neutrinos langsamer als c unterwegs sein sollen, ist eine rein theoretische Folgerung aus der Annahme, dass sie Masse haben.

Und allgemein zum Thema: [...]
Mein Lösungsvorschlag:

Zu dem und zu den anderen Spekulationen sag ich jetzt nichts im Detail. Nur so viel, und das allgemein. Was z. Zt. für so viel Wirbel sorgt, ist ein ganz normaler wissenschaftlicher Prozess. Das ist kein Grund, jetzt ins völlig irrationale Spekulieren zu verfallen. Und es gibt auch keine Entschuldigung dafür, nur weil die mit nicht sonderlich begabten Journalisten besetzten Wissenschaftsredaktionen mancher Medien Unsinn verzapfen. Also: jede Spekulation muss sich an der geltenden, gut geprüften Physik abarbeiten. Wer dass nicht kann, sollte kleinere Brötchen backen.

Grüsse galileo2609

 

[Martin H.]

meine antwort bezog sich weder auf tachyonen noch auf sonstige teilchen. es war lediglich eine antwort auf die frage von Martin H. wie schnell etwas sein muss um beim start SOFORT am am ziel zu sein, egal welche entfernung und das ist eben unendlich schnelle geschwindigkeit, es geht nur um die geschwindigkeit nicht um das was sich so schnell bewegt. alles ganz hypothetisch geschrieben ;-)

Die Version von julian apostata, erscheint mir einleuchtend:
Aus der Sicht des Empfangenden vergeht eine negative Zeit.
Aus der Sicht des Sendenden eine postive.
Nun kämen wir aber zu einem Problem.
Wie ich es zuvor beschrieb:
Wenn das Signal nach einigen Lichttagen reflektiert werden würde,
dann könnte ja der Sender zugleich der Empfänger sein.
Und nun haben wir ein richtiges Paradoxon.
Weitere Ideen, julian apostata?

 

[GeorgHermann]

Neutrinos - schneller als das Licht?

Hier eine Idee - könnte sie zu einer Lösung führen?

Gewiss, nichts bewegt sich schneller als das Licht, aber - und dieser Zusatz ist entscheidend - "als das Licht im Vakuum". Durchläuft das Licht jedoch ein Medium, wird es (in gewisser Weise) langsamer. Im Wasser zum Beispiel ist es nur halb so schnell. In dem tiefkalten Bose-Einstein-Kondensat scheint das Licht beinahe auf Kfz-Geschwindigkeit abzubremsen.

Könnte hier vielleicht eine Erklärung für das flotte Neutrino-Tempo liegen?

Denn ein vollständiges Vakuum gibt es nirgends, selbst nicht im ödesten interstellaren Raum. Ein paar Moleküle je Kubikzentimeter oder Kubikmeter finden sich immer. Über die interstellaren Entfernungen hinweg addiert sich dies zu bedeutenden Wolken an Gas und Staub. So gesehen, kann das speed limit des Lichts experimentell niemals bis zur letzten Genauigkeit gemessen werden.

Aber gibt es speziell für die Neutrinos vielleicht doch so etwas wie ein praktisch vollständiges Vakuum? Warum? Einfach deshalb, weil Neutrinos mit herkömmlicher Materie kaum einmal wechselwirken, sich also durch ein scheinbares Nichts bewegen, weshalb sie auch so schwer zu entdecken sind.

 

[Runzelrübe]

Wieso wird hier überhaupt mit Paradoxa geschossen und dagegen zurückgeschossen?

Zwischen Emission und Messung der Neutrinos verging eine positive Zeitspanne. Wozu wird hier angefangen, Denkonstrukte zu bauen, die mit den Messungen nichts, aber auch überhaupt nichts, zu tun haben können? Wer bei einem Glaubenskrieg mitmachen möchte, ist beim Papst besser aufgehoben.

Wurden die Neutrinos vor der Emission gemessen? Nein!
Wären die Neutrinos vor der Emission gemessen worden, falls sie irgendwo reflektiert worden wären? Nein, sie wären, basierend auf dem Messergebnis, noch später angekommen!

Egal, was einige hier zu konstruieren versuchen. Es hat nichts mit dem Experiment oder der Aussagekraft seiner Ergebnisse zu tun.

Auch das Beispiel mit dem sich entfernenden Raumschiff ist hübsch falsch. Der zweifache Wechsel des Inertialsystems (Alice->Bob->Alice) und die Nutzung einer ungültigen Definitionsmenge für eine Formel sind die Fehler. Macht ja auch so viel Spaß, 8c irgendwo einzusetzen und c als Obergrenze beizubehalten. Mathematisch in Ordnung, physikalisch Unfug. Du willst 8c einsetzen? Dann pass die Formel erstmal so an, dass 8c überhaupt erst möglich wäre. Außer natürlich Du kannst einen nicht-theoretischen Beleg für das Verhalten von Teilchen oberhalb ihrer theoretischen Höchstgeschwindigkeit bringen. Da wär ich ganz Ohr.

 

[FrankSpecht]

Moin, GeorgHermann,

Gewiss, nichts bewegt sich schneller als das Licht, aber - und dieser Zusatz ist entscheidend - "als das Licht im Vakuum". Durchläuft das Licht jedoch ein Medium, wird es (in gewisser Weise) langsamer. Im Wasser zum Beispiel ist es nur halb so schnell. In dem tiefkalten Bose-Einstein-Kondensat scheint das Licht beinahe auf Kfz-Geschwindigkeit abzubremsen.

Könnte hier vielleicht eine Erklärung für das flotte Neutrino-Tempo liegen?

Nein, eher nicht.

Denn es wurde ja nicht parallel zum Neutrinostrahl ein Laserstrahl ausgesandt, dessen Ankunftszeit ebenfalls bei OPERA ermittelt wurde. Es wurde schlicht per GPS die (möglichst) exakte Entfernung zwischen SPS und OPERA ermittelt und dann "berechnet" wie lange das Licht für diese Strecke bräuchte. Und zwar mit Vakuum-Lichtgeschwindigkeit! Und dabei stellte man halt fest, dass die Neutrinos schneller gewesen sein sollen, als wären sie mit Vakuum-Lichtgeschwindigkeit unterwegs.

Aus dem paper:

... a high precision geodesy campaign for the measurement of the neutrino baseline, allowed reaching comparable systematic and statistical accuracies. An early arrival time of CNGS muon neutrinos with respect to the one computed assuming the speed of light in vacuum of (60.7 ± 6.9 (stat.) ± 7.4 (sys.)) ns was measured.

 

[julian apostata]

Auch das Beispiel mit dem sich entfernenden Raumschiff ist hübsch falsch. Der zweifache Wechsel des Inertialsystems (Alice->Bob->Alice) und die Nutzung einer ungültigen Definitionsmenge für eine Formel sind die Fehler. Macht ja auch so viel Spaß, 8c irgendwo einzusetzen und c als Obergrenze beizubehalten. Mathematisch in Ordnung, physikalisch Unfug.

Hab ich denn selbst behauptet, dass obiges Posting von mir kein Unfug ist? Ich sagte nur, wenn eine Signalgeschwindigkeit von 8 * c möglich wäre, dann könnte dieses Signal unter gewissen Umständen in der Zeit zurück reisen. Wo hab ich denn behauptet, 8*c wäre möglich?

Man kann nicht von v<c auf v>c beschleunigen, aus einem einfachen Grunde.

Erst mal: b=Wurzel(1-v²/c²)

Dann gilt für.

Kinetische Energie=m*v²/(b²+b)

Nun gilt für alltägliche Schneckentempi b~1 und so kann man unterm Stich die 2 schreiben. Nähert sich v allerdings an c, dann nähert sich b an 0 und man erkennt, um c zu erreichen wäre unendlich viel Energie nötig!

Was wäre jedoch, wenn es Teilchen gäbe, deren Geschwindigkeit schon bei ihrer Geburt größer als c wäre, so dass sie niemals die Barriere c überspringen bräuchten.

Da fällt mir ein! Was wurde denn überhaupt gemessen? Sollen die Neutrinos schon ab dem Zeitpunkt ihrer Erzeugung schneller als c gewesen sein?

Kann da irgend jemand was dazu sagen?

 

[FrankSpecht]

Was wäre jedoch, wenn es Teilchen gäbe, deren Geschwindigkeit schon bei ihrer Geburt größer als c wäre, so dass sie niemals die Barriere c überspringen bräuchten.

Da fällt mir ein! Was wurde denn überhaupt gemessen? Sollen die Neutrinos schon ab dem Zeitpunkt ihrer Erzeugung schneller als c gewesen sein?

Kann da irgend jemand was dazu sagen?

Ehrlich gesagt, ich verstehe es nicht.
Es steht doch alles im paper, was genau wie gemessen und errechnet oder sonstwie ermittelt wurde. Sogar mit Bildern!
Wird das paper eigentlich auch mal gelesen, bevor wild spekuliert wird?

Dort steht nämlich auch:

We deliberately do not attempt any theoretical or phenomenological interpretation of the results.

Daran sollten sich gerade Amateure halten.

 

[Vertico]

Das sehe ich eher umgekehrt: Die Neutrinos werden doch sicher beim Durchgang durch Materie in irgendeiner Form abgebremst. Sie müssten also langsamer sein als das Licht im Vakuum.

Und allgemein zum Thema:

Photonen haben angeblich keine Masse. Aber es heißt auch, dass "irgendetwas", das mit Lichtgeschwindigkeit fliegt, unendliche Masse hat. Was ist Null mal Unendlich?
.

ich werde jetzt mal nur auf diese zwei antworten eingehen die genauso komisch klingen wie die anderen.
du soltest eigendlich wissen das neutrinos mit der materie nicht interagieren sondern einfach durch diese hindurchfliegen, daher können neutrinos auch nicht durch materie abgebremst werden.
photonen haben auch keine masse, deshalb bewegen sie sich ja auch mit LG, wenn dein "irgendwas" masse hätte würde seine masse bei LG gegen unendlich gehen, deshalb kann etwas das masse hat ja auch die LG nicht erreichen.