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THEMA: Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation

Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 26 Aug 2019 20:19 #56270

Hallo, da sich meine Frage um das Thema Raumzeit dreht, hoffe ich daß ich in diesem Thread richtig bin.

Ich würde gerne den Zusammenhang zwischen Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit und Gravitation verstehen.

Folgendes Szenario:

Vom Mond schicke ich 1 Photon, eine Elektromagnetische Welle, und Gravitation los. Ich weiß man kann keine Gravitation losschicken, aber mal angenommen man kann einen Impuls losschicken, der die gleichen Eigenschaften wie Gravitation besitzt.
Ich visualisiere die Protagonisten mal mit Farben.

Rot = Photon
Blau = E-Welle
Gelb = Gravitation

Da ich Neugierig bin, geselle ich mich dazu. Wir nehmen an das alle 4 Teilnehmer nicht miteinander Wechselwirken.

Wir alle “bewegen” uns mit Lichtgeschwindigkeit. Ich Teile den zeitlichen Ablauf in Momentaufnahmen ein.

1. Moment: Start.
2. Moment: Die Raumzeit rast auf uns zu.
3. Moment: Auftreffen auf ein Hindernis.

Hier würde ich gerne mal kurz anhalten. Was sollte ich beobachten können, wenn ich mich neben dem Hindernis befinde?

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 26 Aug 2019 20:31 #56273

Gelb könnte eine Gravitationswelle sein. Rot und blau sind dasselbe. Du bewegst dich ganz sicher nicht mit Lichtgeschwindigkeit, denn du besitzt eine Ruhemasse. Könntest dich aber natürlich vorab neben das Hindernis stellen.

Was siehst du? Bei diesem Versuchsaufbau am ehesten: nichts.

PS.: Die Raumzeit rast ganz sicher auf nichts und niemanden zu...

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 26 Aug 2019 20:40 #56274

Ok. Dann halt anders.

Ich befinde mich schon beim Hindernis. Und die Wellen oder Felder oder wie auch immer die korrekte wissenschaftliche Formulierung sein mag, treffen am Hindernis ein.

Müsste man nicht beobachten können, daß alle drei Formen jetzt Wechselwirken mit diesem Hindernis?

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 26 Aug 2019 20:46 #56275

Bau uns doch mal ein klares Szenario auf, beispw.:
Vom Mond wird ein Lichtsignal zur Erde geschickt. Der Beobachter steht wo und beobachtet was? oder
Von einem vorbeifliegenden Raumschiff wird ein Lichtsignal ... oder:
Von einem Stern wird ein Lichtsignal vorbei an der Sonne zur Erde geschickt .... oder
Im frei fallenden Kasten steht die Banane schwebend in der Luft ....

Man erkennt dein Problem einfach nicht!

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 26 Aug 2019 20:57 #56277

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Hi Falsifikator,

um Deinen Versuchsaufbau klarzukriegen:

Du befindest Dich in Castrop-Rauxel in der Bahnhofstraße direkt neben der Westfalen-Apotheke (nur als Beispiel), während der bei Apollo17 auf dem Mond versehentlich zurückgelassene man-in-the-moon Phil Manzanera mit seiner 1-Photonen-Taschenlampe direkt auf Dich zielt ? Und dann ?

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 26 Aug 2019 21:21 #56282

Achsoo ok. In meiner Gedankenwelt schien es so klar...

Danke für euren Hinweis.

Mir geht es eigentlich darum den Unterschied zwischen Photon (Lichtwelle) und E-Welle, und Gravitation herauszustellen.

Alle drei “Wellen” haben gemeinsam: Sie breiten sich mit der Geschwindigkeit c aus... richtig?
Alle drei Wellen Wechselwirken beim auftreffen auf ein Objekt... richtig?

Nun aber der Unterschied: Das Photon gibt seine Energie ab und breitet sich nicht weiter aus. Die E-welle Wechselwirkt je nach Beschaffenheit des Materials mit dem Objekt. Breitet sich also kurz gesagt hinter dem Objekt auch nicht weiter aus.

Was aber ist mit der Gravitation?

Sie Wechselwirkt auch, aber pflanzt sie sich unbeeindruckt vom Objekt weiter, mit gleich bleibender Geschwindigkeit c, fort?

Das hätte in meinen Augen nämlich gravierende Konsequenzen!

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 26 Aug 2019 23:08 #56285

Dir ist schon klar, dass Teilchen/Welle eine Differenz des beobachtenden Systems bilden und nicht ontologisch als Außenweltdifferenz realisiert sind?
Und dass dein Graviton eine imaginäre Setzung des beobachtenden Systems ist, die zudem einheitstheoretisch angelegt ist? Wie willst Du aus einer solchen Setzung andere als imaginäre Ergebnisse realisieren a la Pipi Langstrumpf?
Kurzum bei dem Versuchsaufbau solltest Du beobachten können, was Du willst, mutmaßlich Deines Unbewussten Wunschproduktion, also vielleicht Unsterblichkeit oder Allmacht - oder bei entsprechender religiöser Färbung auch schon mal 69 Jungfrauen. ;)

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 26 Aug 2019 23:18 #56286

@Falsifikator

Ich kann es nur wiederholen: Elektromagnetische Welle und Photonen sind identisch, es handelt sich eigentlich um das elektromagnetische Feld.

Und ja, Gravitation kann im Gegensatz zur elektromagnetischen Wechselwirkung nicht abgeschirmt werden.

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 27 Aug 2019 00:11 #56289

@ Eternal Love

Verstehe deinen Text nicht in Gänze. Aber weiß wohl ungefähr was du damit ausdrücken möchtest.
Und nein, ich glaube nicht an die 69 Jungfrauen Theorie :)

Trotzdem Danke

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 27 Aug 2019 00:20 #56290

@ Arrakai

Super Antwort. Auf die hatte ich gehofft.

Damit kann ich mir ungefähr vorstellen wie diese Kraft wirken könnte.

Für mich ist Gravitation damit, wie von Newton angenommen, instantan.

Laut Relativitätstheorie hat alles was sich mit c ausbreitet einen eine Raumzeit von 0? bzw nahe 0?

Damit stellt sich nicht mehr die Frage wieviel Zeit eine Gravitationswirkung, ob nun Welle, oder Teilchen, braucht um eine Distanz zurückzulegen.

Sobald die Gravitation auf der Welt ist, sollte sie überall sein, also instantan.

Super, das passt für mich.

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 27 Aug 2019 01:20 #56293

Hi Falsifikator,
vielleicht hilft dir der folgende Überblick:
Es gibt auf der einen Seite feste, solide Objekte, die aus kleinsten Teilchen, den Atomen bestehen; diese Objekte werden mit Impuls (p) charakterisiert; auf der anderen Seite gibt es die schwingende Strahlung bzw. Felder (Licht, Elektrizität, Magnete); diese werden mit Frequenz (f) charakterisiert. In der klassischen Mechanik wurden diese beiden Objektbereiche getrennt behandelt, weil sie so unterschiedlich sind: solide Objekte können zusammenstoßen, wieder auseinanderfliegen oder zerbrechen; das macht der Impuls und das kann die Strahlung nicht; dafür können Strahlen sich aber überlagern und sich so verstärken oder auslöschen, das macht die Frequenz oder Wellenlänge, das können feste Objekt nicht. Das Ganze nennt man klassische Physik.

Seit der Quantentheorie (QT) ist das anders: man hat erkannt, dass Strahlung auch aus kleinsten Quanten besteht, die beide Eigenschaften hat: sowohl einen Impuls alsauch eine Wellenlänge, deswegen nennt man sie Quanten. Wenn man zB UV-Licht auf ein Metall lenkt, entsteht ein elektrischer Strom, d.h. es gibt eine Wechselwirkung zwischen Strahlung und soliden Objekten; das war neu.

Man hat dann herausgefunden, dass alles aus diesen Quanten besteht (zB Licht aus Photonen) und dass für diese Wechselwirkungen 3 Kräfte verantwortlich sind:
1) für die elektromagnetische Anziehung und Abstoßung die Coulomb-Kraft (diese besteht auch aus Photonen)
2) für den Zusammenhalt im Inneren der Atome die Starke Kraft (diese besteht aus Gluonen)
3) für die Radioaktivität die Schwache Kraft (diese besteht aus Z0-Bosonen u.a.).

Dann gibt es eben noch die Gravitationskraft, die die Planeten auf ihre Bahn hält oder den Apfel vom Baum fallen lässt; sie kann noch nicht von der QT beschrieben werden, weil man ihre Teilchen noch nicht so genau kennt. Aber sie kann von der Allgemeinen Relativitätstheorie beschrieben werden, das macht man geometrisch, weil die Gravitation die Raumzeit zB um die Sonne so zu einer Spur verbiegt, dass die Planeten in dieser Spur um die Sonne bleiben.

Um jetzt auf deine Frage zurückzukommen:

Es gibt viele Arten der Wechselwirkung: das UV-Licht und das Metall; oder die Mikrowellen und Metall (leg mal ein kleines Stückchen Metall in die Mikrowelle aber nur ganz kurz), oder das elektrische Feld, die elektrostatische Aufladung, wenn du überm Teppich rutscht, oder die Röntgenstrahlung, die deine Knochen sichtbar macht.

Aber das alles kann die Gravitation nicht, weil sie keine elektrodynamische Kraft ist; sie kann nur anziehen und verbiegen.

Ist das einigermaßen klar geworden?

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 27 Aug 2019 13:06 #56311

@cosma
Super. Vielen Dank für die ausführliche Antwort.
Von der geometrischen Beschreibung der ART des “Phänomens Anziehung” halte ich nichts. Sie wirft mehr Fragen auf, als daß sie Antworten hat.
Wie erklärt die ART die Trägheit von Massen?

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 27 Aug 2019 14:47 #56317

@Falsifikator

Genauso wie Gravtation, der Freifaller fällt enlang seiner Geodäten. Die Erkenntnis, dass beides äquivalent ist (Trägheit und Gravitation), nennt man auch Äquivalenzprinzip...


Aus welcher meiner Aussagen leitest du das denn ab? Gravitation breitet sich mit c aus. Das hat doch nicht damit zu tun, ob sie abgeschirmt werden kann oder nicht.

Von der geometrischen Beschreibung der ART des “Phänomens Anziehung” halte ich nichts. Sie wirft mehr Fragen auf, als daß sie Antworten hat. Wie erklärt die ART die Trägheit von Massen?


Im Prinzip genauso wie Gravitation - aus dem Äquivalenzprinzip folgt die Äquivalenz von schwerer und träger Masse. Soll heißen: Ein Freifaller (in einem geschlossenen Labor) kann keinen Unterschied zwischen einem freien Fall entlang seiner Geodäten (Gravitation) und einer unbeschleunigten Bewegung aufgrund der Trägheit feststellen.

Ausgenommen davon sind allerdings die Gezeitenkräfte. Die müssen zumindest so klein sein, dass du sie nicht messen kannst. (Sonst könntest du den Einfluss der Gravitation sicher erkennen.)

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 27 Aug 2019 16:04 #56322

Falsifikator schrieb: Von der geometrischen Beschreibung der ART des “Phänomens Anziehung” halte ich nichts. Sie wirft mehr Fragen auf, als daß sie Antworten hat. Wie erklärt die ART die Trägheit von Massen?

Das war in der Tat ein großes Problem.
Wenn man auf einer Harley von 0 auf 100 beschleunigt, drückt die Trägheitskraft heftig den Körper in Gegenrichtung nach hinten; wenn du dann nach der Fahrt absteigst und auf dem Boden stehst, drückt die Gravitationskraft deinen Körper auf den Boden (Gewichtskraft).

Beide Situationen kann man vollständig berechnen; dein Körper hat dann im ersten Fall zB die träge Masse mt = 75 kg und im zweiten Fall die schwere Masse ms = 75 kg. Welche Körper man auch immer nahm, mt und ms waren immer gleich. Das verstand man nicht, weil mt sozusagen ein Sturkopf ist: er wehrt sich gegen Beschleunigung, währen ms ein Hitzkopf ist: er will beschleunigen.

Einstein hat sich dann folgendes überlegt: bei mt wirkt die Trägheitskraft Ft, bei ms wirkt die Schwerkraft Fs. Wenn man keinen Unterschied zwischen mt und ms feststellen kann, dann auch nicht zwischen den Kräften also: Ft = Fs => Trägheit = Gravitation. Das bedeutet:

In einem abgeschlossenen Kasten kannst du nicht unterscheiden, ob du dich stillstehend in einem Gravitationsfeld befindest (Gewichtskraft), oder ob dich jemand mit der entsprechenden Beschleunigung nach oben zieht (Trägheitskraft): in beiden Fällen zeigt die Waage 75 kg an. Das ist das Äquivalenzprinzip

Von diesem Prinzip (und noch ein paar anderen) ist Einstein dann ausgegangen; und weil das Ganze mit dem Raum bzw. der Raumzeit zu tun hat, hat er die Geometrie als Beschreibungsmodell genommen mit dem Ergebnis, dass Körper (Massen) aufgrund ihrer Gravitation den Raum um sich so krümmen, dass ein anderer darin befindlicher Körper der Raum-Krümmung folgt: das nennt man eine Geodäte.

Die Geodäte eines fallenden Apfels ist eine gerade Linie, die Geodäte eines um die Erde kreisenden Satelliten ist annähernd der Kreis, die Geodäte eines Planeten ist die Ellipse. Weicht etwas von der Geodäten ab, muss eine Kraft bzw. eine andere Raumkrümmung das bewirken; zB. die Lichtablenkung einer Lichtstrahlgeodäten durch die Raumkrümmung der Sonne.

Antwort auf deine Frage: in der ART ist die Trägheit einer Masse der Widerstand gegen die Abweichung von der Geodäten.

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 27 Aug 2019 19:45 #56333

@ arrakai

Für mich war das irgendwie die logische Konsequenz. Wenn sich Gravitation mit c ausbreitet und nicht abgeschirmt werden kann, komme auf oben erwähntes Resultat...

Das Äquivalenzprinzip kann ja Trotzdem richtig sein. Es schließt Instantane Gravitation nicht aus wenn ich es richtig verstanden habe.

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 27 Aug 2019 19:57 #56334

@ cosma

Hmm, hab ich ehrlich gesagt nicht in Gänze verstanden mit dieser Geodäte. Werde mir aber darüber Gedanken machen.
Vielen Dank für den Hinweis.

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 27 Aug 2019 21:27 #56347

Falsifikator schrieb: @ cosma
Hmm, hab ich ehrlich gesagt nicht in Gänze verstanden mit dieser Geodäte. Werde mir aber darüber Gedanken machen.
Vielen Dank für den Hinweis.

Ist auch ne harte Nummer. Man kann sie auffassen als die kürzeste Verbindung zweier Punkte oder Örter. Ein Apfel fällt auf dem kürzesten Weg zu Boden, bei Planeten ist es die Ellipse. Sie bewegen sich dann kräftefrei in der Spur, die die Erde oder die Sonne als Raumkrümmung erzeugt. Wenn man sie davon abbringen will, ist Kraft oder eine andere Raumkrümmung erforderlich.


PS: frag ruhig!

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 27 Aug 2019 22:50 #56359

@ cosma
Will nicht die selben Fehler wie am Anfang machen und unnötig doofe Fragen stellen, aber danke für das Angebot.
Muss mich noch ein wenig schlau machen. Aber dann komme ich liebend gerne darauf zurück.

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 27 Aug 2019 22:52 #56360

Hmm schade, daß mein Thread Schwarzes Loch (SL) und die Zeit geschlossen wurde :(
Sollte doch nicht als alternatives Weltbild gesehen werden...
Sehr harte Regeln hier... :/

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 27 Aug 2019 23:01 #56362

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Falsifikator schrieb: Hmm schade, daß mein Thread Schwarzes Loch (SL) und die Zeit geschlossen wurde


@ Falsifikator
dort schreibst Du
"Eins bitte ich dabei nicht aus den Augen zu verlieren. Unsere auf der Erde empierisch gesicherte Ehrfahrung sagt, je näher man einer großen Masse ist, desto SCHNELLER vergeht die Zeit! Warum sollte sich das bei besonders großen Massen ändern? Wo sollte hier der "Umkehrpunkt" liegen? Und warum?"

War das nur ein Flüchtigkeitsfehler ? In der Nähe von Massen vergeht die Zeit langsamer, z.B. auf Meereshöhe langsamer als auf dem Chimborazo.

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 27 Aug 2019 23:43 #56364

@cim borazo
Wow. Danke für diesen Hinweis. Das war einfach ein Fehler von mir. Muss ich mir neue Gedanken machen und dann ausbessern.
Hatte ich mir tatsächlich umgekehrt vorgestellt. Blöde Raumzeit haha
Thumps up

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 28 Aug 2019 00:21 #56365

Wie müsste ich mir die Raumzeit Krümmung nach der RT vorstellen?

Bei einer Stauchung des Raumes könnten die “Zeitlinien” ja auseinandergezogen werden. Dann aber hinge die Zeit anders vom Raum ab als ich mir vorgestellt hatte... :whistle:

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 28 Aug 2019 08:54 #56372


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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 28 Aug 2019 14:13 #56377

@arrakai

Danke für den Link. Wurde gut erklärt da. Das mit den verschobenen Zeitlinien zum Raum wurde für mich aber leider trotzdem nicht verständlich :-/

Und warum sieht man diese Krümmung nicht? Wenn man ein Vielsternesystem sich anguckt, müsste man doch den/die Knicke sehen können...
Also entweder wir sehen den/die Knicke, und nehmen das als Realität wahr, aber eigentlich ist die Struktur anders, aber wir können sie nicht wahrnehmen.

Oder aber wir sehen die Knicke nicht, dann müsste die Struktur auch anders sein, als das was wir sehen.

Jetzt hab ich aber einen Knick in meinen Gedanken. Pause...Haha

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 28 Aug 2019 16:21 #56381

Falsifikator schrieb: Hmm schade, daß mein Thread Schwarzes Loch (SL) und die Zeit geschlossen wurde
Sollte doch nicht als alternatives Weltbild gesehen werden...
Sehr harte Regeln hier... :/


Echt??? Don`t feed the Troll :lol: sag ich da nur.
Haha...
Hehe, dich durchschauend habend.
Du "Böser" aber auch lieb für mich zugleich :)
LG

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 28 Aug 2019 17:19 #56384

Falsifikator schrieb: @arrakai
Danke für den Link. Wurde gut erklärt da. Das mit den verschobenen Zeitlinien zum Raum wurde für mich aber leider trotzdem nicht verständlich :-/
Und warum sieht man diese Krümmung nicht? Wenn man ein Vielsternesystem sich anguckt, müsste man doch den/die Knicke sehen können...
Also entweder wir sehen den/die Knicke, und nehmen das als Realität wahr, aber eigentlich ist die Struktur anders, aber wir können sie nicht wahrnehmen.
Oder aber wir sehen die Knicke nicht, dann müsste die Struktur auch anders sein, als das was wir sehen.
Jetzt hab ich aber einen Knick in meinen Gedanken. Pause...Haha


Doch, man sieht sie. Schau mal unter "Gravitationslinseneffekt" nach.

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 28 Aug 2019 19:42 #56391

@sonni1967

Ok ich sehe es sein. Es war ein alternatives Weltbild. Da Nachweislich komplett falsch...
Und es war wirklich kein Versuch zu trollen.

LG zurück ;)

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 28 Aug 2019 19:48 #56394

@cosma

Ja Gravitationslinseneffekt. In der ART gibt es keine Gravitation. Das nennt man da ja Raumzeit-Krümmung. Müsste es dann nicht, um konform mit dem Standardmodell zu bleiben, Raumzeitkrümmungseffekt heißen?

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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 29 Aug 2019 00:11 #56419

Falsifikator schrieb: Das Äquivalenzprinzip kann ja Trotzdem richtig sein. Es schließt Instantane Gravitation nicht aus wenn ich es richtig verstanden habe.

Instantane Gravitation ist durch direkte Messung der Gravitationswellen falsifiziert.
Die Laufzeitdifferenz der G-Wellen zwischen den LIGO Detektoren führten in mindestens einem Fall zur genauen Lokalisierung der Quelle und Bestätigung durch optische Beobachtung. Triangulation wäre mit instantaner Ausbreitung nicht möglich gewesen.


PS Nachtrag in neuen Beitragverschoben da Überlappung

assume good faith
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Lichtgeschwindigkeit, Raumzeit, Gravitation 29 Aug 2019 00:21 #56421

@Merilix

Danke für den Einwand! Das ist ne harte Nuss. Muss ich mich mal drüber schlau lesen, vielleicht gibt es eine Hintertür.
Hoffentlich, das ist meine Konstante...

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