Gibt es im Universum irgendetwas, das schneller als das Licht ist?

(Dan Tri) – Licht breitet sich mit einer Geschwindigkeit von 299.792.458 km/Sekunde aus, eine Zahl, die als absolute Grenze des Universums gilt. Doch warum ist die Lichtgeschwindigkeit endlich, und warum kann nichts diese Grenze überschreiten?

Physiker versuchten einst, das Licht zu "jagen" (Illustration: Getty).

Die Geschichte erstreckt sich über Jahrhunderte, von Galileis gescheitertem Experiment bis zu Einsteins modernen Bestätigungen, und erklärt das scheinbar Unmögliche.

Von Galileo bis zu den ersten Messungen der Lichtgeschwindigkeit

Vor dem 17. Jahrhundert gingen die meisten Theorien davon aus, dass sich Licht instantan ausbreitet oder dass seine Geschwindigkeit absolut ist. Galileo Galilei war jedoch der Erste, der diese Hypothese in Frage stellte.

1638 führte er mit seinen Assistenten auf zwei Bergen ein Experiment durch, bei dem sie mit Laternen die Lichtverzögerung messen wollten. Diese war jedoch so gering (im Mikrosekundenbereich), dass die damaligen Geräte und die menschlichen Reflexe die tatsächliche Lichtgeschwindigkeit nicht erfassen konnten. Trotz dieses Fehlschlags schloss Galilei, dass Licht, „wenn nicht augenblicklich, so doch extrem schnell sein muss“.

Galileis Experimente halfen ihm zu entdecken, dass die Lichtgeschwindigkeit endlich ist, aber diese Zahl ist extrem groß (Foto: Medium).

Nur wenige Jahrzehnte später lieferte der Astronom Ole Römer die erste Schätzung. Bei der Beobachtung des Jupitermondes Io stellte er fest, dass der Zeitpunkt des Eintritts und Austritts von Io in den Jupiterschatten mit der Position der Erde in ihrer Umlaufbahn variierte.

Römer erklärte diese kumulative Abweichung von mehr als 10 Minuten mit der zusätzlichen Zeit, die das Licht für die längere Strecke benötigt. Daraus schätzte er die Lichtgeschwindigkeit auf etwa 214.000 km/s – ein für die damalige Zeit revolutionäres Ergebnis.

Im Jahr 1849 maß der Physiker Hippolyte Fizeau als Erster direkt die Lichtgeschwindigkeit mithilfe eines schnell rotierenden Zahnrads in Kombination mit einem 8 km entfernten Spiegel.

Als sich die Zahnräder so schnell drehten, dass das Licht vom nächsten Zahn blockiert wurde, berechnete Fizeau eine Geschwindigkeit von etwa 315.000 km/s, was nur 5 % vom heutigen Wert abweicht. Dies war der Wendepunkt, an dem Licht vom Gegenstand einer Hypothese zum Gegenstand quantitativer Forschung wurde.

Einstein und die absoluten Grenzen des Universums

Die größte Frage bleibt: Warum ist die Lichtgeschwindigkeit die ultimative Grenze? Anfang des 20. Jahrhunderts löste Albert Einstein dieses Problem mit seinen berühmten Theorien.

Er stellte die Frage: Wenn eine Taschenlampe an einer mit hoher Geschwindigkeit fliegenden Rakete befestigt wäre, würde das von ihr ausgesendete Licht das Licht im Vakuum übertreffen? Die überraschende Antwort war nein, denn Zeit und Raum sind nicht absolut.

Albert Einstein löste mit seiner Theorie das Problem des Lichts (Foto: Getty).

Laut der speziellen Relativitätstheorie (1905) nimmt die Masse eines sich schnell bewegenden Objekts zu, während die Zeit langsamer vergeht. Erreicht es die Lichtgeschwindigkeit, steht die Zeit still, die Masse wird unendlich groß und kann nicht weiter beschleunigen. Daher ist es für kein Materieteilchen möglich, die Lichtgeschwindigkeit zu übertreffen.

Spätere Experimente bestätigten nach und nach Einsteins Theorie. 1964 beschleunigte der MIT-Forscher Bill Bertozzi Elektronen und entdeckte, dass diese, je näher sie sich der Lichtgeschwindigkeit näherten, so schwer wurden, dass sie nicht weiter beschleunigt werden konnten.

In den 1970er Jahren nahmen die beiden Physiker Joseph Hafele und Richard Keating Cäsium-Atomuhren mit in ein Flugzeug und umrundeten damit die Welt . Nach ihrer Rückkehr liefen die Uhren langsamer als die Standarduhr im Labor. Dies war ein eindeutiger Beweis für die Zeitdilatation.

Heutzutage müssen selbst GPS-Systeme auf Satelliten Zeitkorrekturen gemäß der Relativitätstheorie berechnen. Werden diese ignoriert, kann der Positionsfehler mehrere Kilometer betragen und zum vollständigen Zusammenbruch des gesamten modernen mechanischen Systems führen.

Die Lichtgeschwindigkeit ist daher nicht nur eine trockene Zahl, sondern eine fundamentale Grenze der Natur, die Grundlage der modernen Physik und Technologie.

Von Galileis Fehlschlägen über Römers Fortschritte und Fizeaus Einfallsreichtum bis hin zu Einsteins Genie hat die Geschichte des Lichts eine Wahrheit bewiesen: In diesem Universum kann nichts schneller sein als das Licht.

Quelle: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/trong-vu-tru-co-thu-gi-nhanh-hon-anh-sang-20250929072502675.htm