Ist es wirklich möglich, die Lichtgeschwindigkeit zu brechen, indem Sie mit einem Laserpointer Ihr Handgelenk bewegen?

Die Photonen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit geradlinig vom Laser zum Mond und zurück. Der Fleck auf dem Mond kann sich schneller bewegen als das Licht. Dagegen gibt es kein Gesetz. Der Punkt ist kein physisches Objekt, nur ein Bild. Beim Drehen des Handgelenks passiert den Photonen, die bereits auf dem Weg zum Mond sind, nichts – sie setzen dieselbe Bahn fort. Aber neue Photonen werden in die neue Richtung Ihres Lasers emittiert. Es ist, als würde man einen Gartenschlauch hin und her schwenken.

Ich bin auch ein großer Fan von Minutenphysik und YouTube, aber ich denke, es könnte richtig sein.

Hier sprechen Sie nicht über Lichtgeschwindigkeit; Sie sprechen von der Geschwindigkeit des Handgelenks. Nehmen wir an, ich schnippe mein Handgelenk um einen Winkel$\alpha$. Die vom Spot zurückgelegte Entfernung wird sein$\tan \alpha$mal der Entfernung zwischen Erde und Mond.

(Stellen Sie sich zuerst das Szenario vor und lesen Sie dann weiter.)

$\tan \alpha$ist nicht unbedingt dazwischen$-1$und$1$, aber$\alpha$ist sicherlich ein kleiner Winkel (wenn der Winkel ist$45°$, dann führt es das Schnippen in die Entfernung (die Entfernung zwischen Erde und Mond), die definitiv nicht auf dem Mond liegt! Es sollte also viel kleiner sein). So$\tan \alpha$ist kleiner als eins. Aber auch ich habe dafür nur Sekunden gebraucht und die Entfernung ist auch groß. Die Geschwindigkeit sollte also eine große Zahl sein.

Rechnen, wenn Sie mit der Hand vorbeischnippen$0.00000001°$, würde der Punkt einen Meter auf dem Mond umfassen. Und die Zeit, die Sie brauchen, um Ihre Hand zu bewegen, liegt offensichtlich in riesigen negativen Zehnerpotenzen (es könnte sogar weniger als sein$3.33564095 \times 10^{-9}$, welches Licht braucht, um einen Meter zurückzulegen). Und der Kehrwert dieser Zahl ist die Geschwindigkeit, mit der sich der Punkt bewegt hat.

Es ist aus einem einfachen Grund unmöglich, die Lichtgeschwindigkeit zu brechen. Die Lichtgeschwindigkeit hängt allein von den Eigenschaften des leeren Raums ab - Permittivitäts- und Permeabilitätswerte. Der leere Raum muss seinen Charakter ändern, bevor die Lichtgeschwindigkeit geändert wird. Dies ist übrigens allgemein für jede Wellenbewegung und die gegenwärtige Verwirrung könnte von der Vorstellung von Licht als Teilchen herrühren. Das Photon ist kein Teilchen, es ist die Wahrscheinlichkeit, an einem bestimmten Punkt Energie zu finden. Andernfalls stoßen Sie auf alle möglichen Schwierigkeiten wie zum Beispiel die Größe eines Photons mit extrem langen Wellenlängen.

Auch bei Schallwellen in einem homogenen Medium kann also der Schall die durch die Eigenschaften des Mediums bestimmte Schallgeschwindigkeit nicht überschreiten. Die Bewegung von Objekten, die Geräusche erzeugen und empfangen, kann nur deren Frequenz ändern. Die Schallgeschwindigkeit kann nur dann wirklich verändert werden, wenn sich das Medium als Ganzes bewegt. Was im Fall von Licht Vakuum erfordert, um sich zu bewegen, was unerhört, wenn nicht unmöglich ist.

Dann braucht man eine Methode, um zum Beispiel die Geschwindigkeit eines Lichtpulses zu bestimmen. Sie müssen den Puls sehen, wenn er an einer anderen Position beginnt und endet, und ihn zeitlich abstimmen, um die Geschwindigkeit herauszufinden. Wenn Sie sagen, Sie können die beiden Punkte sehen, wie sie vom Mond zurückreflektiert werden, wäre dies so, als würden Sie zwei Galaxien gleichzeitig sehen und dies mit Lichtgeschwindigkeit zurückspiegeln. Die beiden Photonen stammen aus zwei verschiedenen Quellen wie den beiden Galaxien. Um einen richtigen Test durchzuführen, müssen Sie einen Lichtimpuls an einen 45-Grad-Spiegel auf dem Mond senden, zu einem anderen Spiegel auf seiner Oberfläche reisen und ihn dann wieder auf der Erde empfangen und timen Sie den Flug, der eindeutig die übliche Lichtgeschwindigkeit erzeugt.