Ich geriet mit meinem Physiklehrer in eine Diskussion über die Lichtgeschwindigkeit und fragte
Was wäre, wenn ein Objekt mit Masse an Masse verlieren würde, wenn es an Geschwindigkeit zunimmt - würde dies einem Objekt ermöglichen, schließlich die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen oder sie durch dieses Denken nach Möglichkeit zu übertreffen?
Mein Lehrer hatte darauf keine wirkliche Antwort und ich fragte mich, ob es irgendein Gesetz der Wissenschaft gibt, das verhindert, dass ein Objekt mit Masse masselos wird. Weil ich weiß, dass dies vielleicht einfältig ist, aber wenn ein Objekt mit Masse unendliche Energie haben muss, um die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, und an diesem Punkt unendliche Masse haben wird, was wäre, wenn ein Objekt seine Masse reduzieren würde, bis es keine mehr hat? Würde es dann nicht unendliche Energie benötigen und sich theoretisch mit oder über Lichtgeschwindigkeit bewegen können?
Um diese Frage zu beantworten, sollten Sie sich zunächst fragen, was Sie mit „Objekt“ meinen. Aus Elementarteilchensicht hat jedes Teilchen eine charakteristische konstante Ruhemasse. Es wird angenommen, dass sich diese Massen nicht ändern, genau wie sich die Ladung eines Elektrons niemals ändert. In diesem Sinne lautet die Antwort auf Ihre Frage also "Nein, Sie können ein Objekt nicht auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen, indem Sie Masse ausstoßen." Es basiert nicht so sehr auf einem bestimmten Gesetz der Physik, sondern auf einer Reihe empirischer Fakten über Elementarteilchen.
In der Teilchenphysik gibt es einen Prozess namens Paarerzeugung/Vernichtung, bei dem beispielsweise ein Photon in ein Elektron-Positron-Paar zerfällt oder umgekehrt. Verwechseln Sie nicht den Vorgang, bei dem zwei massive Teilchen (wie das Elektron und das Positron) sich gegenseitig vernichten, um ein Paar Photonen (masselos und mit Lichtgeschwindigkeit reisend) zu erzeugen, um repräsentativ für die Idee zu sein, die Sie im Sinn hatten, weil Sie Sie haben am Ende des Prozesses nicht denselben Satz von Objekten wie am Anfang.
Wenn Sie mit Objekt eine makroskopische Ansammlung von Materie meinen, ist die Antwort ziemlich gleich. Ja, ein Objekt kann seine ganze Masse abstrahlen, aber danach hat man kein Objekt mehr.
Die Frage ist, wie Ihr Objekt an Masse verlieren könnte. Energie muss eingespart werden, damit die Masse einfach verschwindet. Das Beste, was Sie tun können, ist, die Masse in masselose Teilchen wie Photonen umzuwandeln. Das ist nicht so schwer, wie es sich anhört, und ich kann mir zwei Möglichkeiten vorstellen, dies zu tun:
Angenommen, Ihr Objekt besteht aus Positronium . Irgendwann wird das Objekt in Photonen zerfallen, und Photonen reisen mit Lichtgeschwindigkeit.
Wenn Sie ein Teilchensystem haben und die Energie über die elektroschwache Übergangsenergie erhöhen, werden die Teilchen alle masselos und bewegen sich dann mit Lichtgeschwindigkeit.
Sie fragen, ob die Teilchen in der Lage wären, die Lichtgeschwindigkeit zu überschreiten, aber dies ist nicht einmal für ein masseloses Teilchen möglich. Ein massives Teilchen bewegt sich immer mit weniger als Lichtgeschwindigkeit, und ein masseloses Teilchen bewegt sich immer genau mit Lichtgeschwindigkeit.
Arnold Neumaier