Gemäß der Relativitätstheorie erfährt Licht keine Zeit. Es muss also jede Entfernung in kürzester Zeit zurücklegen.
Aber wir wissen, dass Licht eine endliche Geschwindigkeit hat . Es sollte also eine endliche Zeit dauern.
Die Geschwindigkeit wird in Bezug auf einen Referenzrahmen gemessen. Die Relativitätstheorie erlaubt keinen Referenzrahmen, der sich mit einem Photon mitbewegt, daher macht es innerhalb der Theorie keinen Sinn, über die Zeit oder Geschwindigkeit zu sprechen, die das Photon in "seinem eigenen Rahmen" "erfährt". Aus jedem gültigen Frame ist die Lichtgeschwindigkeit .
Die Aussage, dass Licht keine Zeit erfährt, ist physikalisch nicht wirklich präzise. Es erfasst etwas über das einschränkende Verhalten bestimmter Formeln, aber es ist eine Grenze, die nicht so realisierbar ist, wie es die vereinfachte Anweisung vorschlägt.
Sie sagen, dass Photonen keine Zeit erfahren. In Wirklichkeit können wir sagen, dass Photonen kein Bezugssystem haben. Wir können nicht entlang des Photons reiten und prüfen, wie das Universum aus dieser Sicht aussehen würde, und wir können unsere Uhr nicht prüfen, wie viel Zeit vergeht, weil es keinen solchen Rahmen gibt.
Was wir tun können, ist hier auf der Erde zu überprüfen, wie lange ein Photon braucht, um uns von der Sonne zu erreichen. Es dauert 8 Minuten. Aber das liegt daran, dass wir es von unserem Rahmen hier auf der Erde aus betrachten, die bekannte Entfernung durch die Zeit teilen, die auf unseren Uhren zwischen der Emission verstrichen ist (in Wirklichkeit dauert es, bis das Photon die äußeren Schichten der Sonne verlässt, Millionen von Jahren, um herauszukommen aus dem Kern, wo es ursprünglich emittiert wurde) und Absorption hier auf der Erde. Wir bekommen 8 Minuten.
Ohne die Serie gesehen zu haben, denke ich, dass man sich vorstellt, dass ein Photon, das in den innersten Teilen der Sonne (wo die Fusion stattfindet) erzeugt wird, Millionen von Jahren brauchen könnte, um die Oberfläche zu erreichen, was auf (wirklich starke) Streuung in warmem Plasma zurückzuführen ist das Innere der Sonne.
Sehr alte Photonen von der Sonne
Versuchen wir nun, eine Berechnung aus einem anderen Frame durchzuführen. Zum Beispiel ein Koordinatensystem eines Neutrinos, das auf demselben Weg von der Sonne zur Erde reitet. Auf der Uhr des Neutrinos ist die verstrichene Zeit viel kürzer (relativ zu den 8 Minuten). Das Koordinatensystem des Neutrinos ist praktisch so nah wie möglich an Lichtgeschwindigkeit. Sie bekommen also die Idee. Je näher Sie der Lichtgeschwindigkeit kommen, desto weniger Zeit vergeht auf Ihrer Uhr.
Es gibt keinen Beobachter, der mit einem Photon reist.
Wie erlebt ein Photon Raum und Zeit?
Nun hat das Photon keinen Rahmen, aber man kann sagen, dass die Raumzeitentfernung für das Photon von der Sonne zur Erde 0 ist. Aber es ist nicht richtig zu sagen, dass das Photon keine Zeit erfährt. Was wir sagen können, ist, dass je näher Sie der Lichtgeschwindigkeit kommen, desto weniger Zeit vergeht auf Ihrer Uhr (relativ) oder dass Ihre Uhr relativ langsamer tickt.
Der räumliche Abstand zwischen 2 Punkten hängt vom Bezugssystem ab. Obwohl es stimmt, dass Licht immer die gleiche Geschwindigkeit c hat, ist die Zeit, die es braucht, um die Entfernung zwischen diesen Punkten zurückzulegen, keine universelle Konstante.
Der Begriff "Nullzeit für das Photon" ist wie die Definition des Grenzwertes einer Funktion in einem mathematischen Punkt zu verstehen.
Zum Beispiel dauert es 4 Jahre, bis das Licht von Alpha Centaury zu uns kommt. Aber für ein Raumschiff nahe der Lichtgeschwindigkeit in Richtung des Sterns, das sich zufällig in der Nähe der Erde befindet, und für jede beliebig kleine gedachte Reisezeit des Lichts gibt es eine Schiffsgeschwindigkeit, die einer noch kleineren Reisezeit entspricht für das Licht im Schiffsspant.