Neutrinos schneller als Tempolimit c0?
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RelativKritisch Redaktion



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BeitragVerfasst am: 27.09.2011, 23:31    Titel: Neutrinos schneller als Tempolimit c0? Antworten mit Zitat

Seit ein paar Tagen schlagen ein paar Elementarteilchen, Neutrinos genannt, grosse Wellen in der wissenschaftlichen Community und in der Öffentlichkeit. Neutrinos sind dafür bekannt, recht unauffällige Gesellen zu sein, die sich nur äusserst selten über die Schwache Wechselwirkung bemerkbar machen. Umso heftiger ist der Aufruhr, den diese an sich sehr scheuen Geisterteilchen ausgelöst haben. Sie sollen das seit Albert Einsteins Relativitätstheorien und der darauf aufbauenden modernen Physik geltende kosmische Tempolimit c0 (die Vakuumgeschwindigkeit des Lichts) geknackt haben!
Die „Neue Physik“, die in diesem Jahr schon so oft propagiert wurde, wird wahrscheinlich unter konservativer Betrachtung auch mit den Ankündigungen des OPERA-Experiments ausbleiben. RelativKritisch wird an diesem Thema dran bleiben. Unsere Übersicht ist zwangsläufig subjektiv und eingeschränkt. Weitere interessante Diskussionen werden wir im Kommentarbereich verlinken und zur Diskussion stellen.

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Jens Blume



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BeitragVerfasst am: 14.06.2012, 14:52    Titel: Re: Neutrinos schneller als Tempolimit c0? Antworten mit Zitat

RelativKritisch Redaktion hat Folgendes geschrieben:
... Neutrinos sind dafür bekannt, recht unauffällige Gesellen zu sein, die sich nur äusserst selten über die Schwache Wechselwirkung bemerkbar machen. Umso heftiger ist der Aufruhr, den diese an sich sehr scheuen Geisterteilchen ausgelöst haben. Sie sollen das seit Albert Einsteins Relativitätstheorien und der darauf aufbauenden modernen Physik geltende kosmische Tempolimit c0 (die Vakuumgeschwindigkeit des Lichts) geknackt haben!
Die „Neue Physik“, die in diesem Jahr schon so oft propagiert wurde, wird wahrscheinlich unter konservativer Betrachtung auch mit den Ankündigungen des OPERA-Experiments ausbleiben. RelativKritisch wird an diesem Thema dran bleiben. Unsere Übersicht ist zwangsläufig subjektiv und eingeschränkt. ...


Kosmische Neutrinos weisen eine gegenüber dem Licht höhere Ausbreitungsgeschwindigkeit auf:

http://de.wikipedia.org/wiki/Supernova_1987A

Den irdischen Experimenten fehlt es leider an Genauigkeit.
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Karl
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BeitragVerfasst am: 14.06.2012, 14:57    Titel: Re: Neutrinos schneller als Tempolimit c0? Antworten mit Zitat

Jens Blume hat Folgendes geschrieben:

Kosmische Neutrinos weisen eine gegenüber dem Licht höhere Ausbreitungsgeschwindigkeit auf:

http://de.wikipedia.org/wiki/Supernova_1987A

Nur in Materie und in dieser ist die Geschwindigkeit des Lichts kleiner als die Vakuumlichtgeschwindigkeit. Die Geschwindigkeit der Neutrinos hingegen ist auch in Materie gleich der Vakuumlichtgeschwindigkeit.
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„Wo ist meine kleine gelbe Chinalackdose?“ Der ganz normale Wahnsinn
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Jens Blume



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BeitragVerfasst am: 14.06.2012, 17:06    Titel: Re: Neutrinos schneller als Tempolimit c0? Antworten mit Zitat

Karl hat Folgendes geschrieben:
Jens Blume hat Folgendes geschrieben:

Kosmische Neutrinos weisen eine gegenüber dem Licht höhere Ausbreitungsgeschwindigkeit auf:

http://de.wikipedia.org/wiki/Supernova_1987A

Nur in Materie und in dieser ist die Geschwindigkeit des Lichts kleiner als die Vakuumlichtgeschwindigkeit. Die Geschwindigkeit der Neutrinos hingegen ist auch in Materie gleich der Vakuumlichtgeschwindigkeit.



Davon bin ich zwar auch ausgegangen, nur stellt sich dann die Frage welche Art Materie das Licht verzögert.

Der mittlere Brechungsindex für Licht ist im Falle der kosmischen Neutrinos etwa n = 1,000 000 002 18. Dann ergibt sich als Laufzeitverzögerung die angebenen 3 h, bei einer Entfernung von 157 000 Lichtjahren (157 000·365,25·24·,000 000 00218 = 3).


Auf der Erde lässt sich ebenfalls ein Brechungsindex für Licht (em Wellen) annehmen, welcher in voller Übereinstimmung mit den irdischen Messwerten ist

n = exp (2·{G}·5,98E24/c0^2/6377E3) ,
n = 1,000 000 001 4.
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Snusmumriken



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BeitragVerfasst am: 15.06.2012, 12:14    Titel: Antworten mit Zitat

Du, Jens Blume, weißt aber schon, wo die 3 Stunden Zeitdifferenz herkommen?

Das sichtbare Licht kommt von der Sternoberfläche. Das innere ist für Licht undurchdringbar. Die Neutrinos sind dagegen direkt aus dem inneren des Sterns zu uns gekommen. Die Explosion brauchte diese drei Stunden, um die Sternoberfläche zu erreichen.

Gruß,
Snus
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Jens Blume



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BeitragVerfasst am: 15.06.2012, 15:44    Titel: Antworten mit Zitat

Wikipedia hat Folgendes geschrieben:
Die Neutrinos erreichten vor dem Licht die Erde, da sie praktisch ohne Wechselwirkung (also ungebremst) Materie durchqueren können. So verließen sie den kollabierten Kern und die Schockwelle direkt nach dem Ereignis – das Licht der Supernova wurde erst sichtbar, als die Explosion die Sternoberfläche erreicht hatte, was ungefähr 3 Stunden später der Fall war.


Die Materie, welche die gesamte Lichtverzögerung von der Neutrinoquelle bis zur Erde bedingt, kann zwar versuchsweise mit der explodierenden Materie des Sternes (Plasma) begründet werden. Der Abstand zw. Neutrinoquelle und Erde ist allerdings etwa so groß wie die 10 000 000 000 fache Entfernung zw. Sonne und Erde, so dass der Einfluss weit verteilter Materie auf das Licht nicht pauschal ausgeschlossen werden kann.
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Snusmumriken



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BeitragVerfasst am: 15.06.2012, 16:39    Titel: Antworten mit Zitat

Du hast es also nicht verstanden. Das Licht wird nicht durch das Plasma verzögert. Es entsteht an der Sternoberfläche später als die Neutrinos im Kern entstanden sind.
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Jens Blume



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BeitragVerfasst am: 15.06.2012, 19:13    Titel: Antworten mit Zitat

Lichterzeugung durch Neutrino Anregung, S. 39:
http://www.caelestis.de/dateien/bobrowski_solare_neutrinos_vortrag.pdf

1987A, S. 18, 19:
http://web.physik.rwth-aachen.de/~hebbeker/lectures/sem0304/davids2.pdf
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973



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BeitragVerfasst am: 15.06.2012, 22:40    Titel: Antworten mit Zitat

... und im ersten kannst du's auf S.8 unten auch selbst lesen
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galileo2609
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BeitragVerfasst am: 15.06.2012, 23:42    Titel: Antworten mit Zitat

Jens Blume,
Jens Blume hat Folgendes geschrieben:
Wikipedia hat Folgendes geschrieben:
Die Neutrinos erreichten vor dem Licht die Erde, da sie praktisch ohne Wechselwirkung (also ungebremst) Materie durchqueren können. So verließen sie den kollabierten Kern und die Schockwelle direkt nach dem Ereignis – das Licht der Supernova wurde erst sichtbar, als die Explosion die Sternoberfläche erreicht hatte, was ungefähr 3 Stunden später der Fall war.

was ist an dem Artikel auf wikipedia nicht verständlich? Er beschreibt hinreichend exakt das Verhalten bei SN 1987A, wie die Astrophysik den Verlauf des Kollaps eines solchen Sterns erklärt.

Grüsse galileo2609
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973



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BeitragVerfasst am: 16.06.2012, 00:47    Titel: Antworten mit Zitat

Korrektur, sorry: nicht im ersten, sondern im zweiten link im vorletzten Post, S.8 fast unten, zu der Dauer .
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Jens Blume



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BeitragVerfasst am: 16.06.2012, 16:23    Titel: Antworten mit Zitat

galileo2609 hat Folgendes geschrieben:
... Wikipedia ... beschreibt hinreichend exakt das Verhalten bei SN 1987A, wie die Astrophysik den Verlauf des Kollaps eines solchen Sterns erklärt.


In der verlinkten pdf-Datei wird der kausale Zusammenhang zw. der Neutrino- und der Lichtstrahlung klargestellt.
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973



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BeitragVerfasst am: 16.06.2012, 20:16    Titel: Antworten mit Zitat

Das Licht wird im Stern gebrochen und oft absorbiert und reemittiert, bis zur Oberfläche dauert das mehrere Stunden (übrigens deutlich länger als die Schockwelle von innen zur Oberfläche). Jedenfalls ist die beobachtete Verzögerung allein dadurch erklärbar. Die Neutrinos erleiden zwar auch Reaktionen mit der Materie, aber nur geringe, und auch nicht alle; jedenfalls ist die Dauer des N.-ausbruchs nicht signifikant höher als die sowieso zu erwartende Unschärfe wegen Größe / Lichtlaufzeit des Erzeugungsgebietes im Stern.

Bei Bekanntgabe der ersten Ergebnisse des OPERA Experimentes habe ich, falls sich das durch weitere Bestätigungen bestätigen sollte, als dann mögliche einfache Erklärung auch zuerst an eine Geschwindigkeit des Lichtes unter der Grenzgeschwindigkeit gedacht, dann aber gesehen daß inzwischen schon die Differenz beider auf weniger als ca. E-17 abgegrenzt ist,

http://de.wikipedia.org/wiki/Tests_der_speziellen_Relativit%C3%A4tstheorie

Mal abgesehen von der Wellenlängenabhängigkeit, woher hast du denn den Brechungsindex von Licht im Weltraum ? Der Einfluß durch die Erdgravitation sollte ja soweit du versuchst damit eine Verzögerung über die weite Distanz zur SN darzustellen, nicht gemeint sein
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Jens Blume



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BeitragVerfasst am: 17.06.2012, 13:10    Titel: Antworten mit Zitat

In den inneren Schichten erzeugen die Neutrinos Licht. Das Nachleuchten des Sternes resultiert dann aus inneren Reflexionen. Jedoch wird ebenfalls in der äußeren Schicht direkt sichtbares Licht erzeugt.

973 hat Folgendes geschrieben:
...
Bei Bekanntgabe der ersten Ergebnisse des OPERA Experimentes habe ich, falls sich das durch weitere Bestätigungen bestätigen sollte, als dann mögliche einfache Erklärung auch zuerst an eine Geschwindigkeit des Lichtes unter der Grenzgeschwindigkeit gedacht, dann aber gesehen daß inzwischen schon die Differenz beider auf weniger als ca. E-17 abgegrenzt ist,

http://de.wikipedia.org/wiki/Tests_der_speziellen_Relativit%C3%A4tstheorie...



Die OPERA-Messungen betreffen doch überhaupt nicht die spezielle, sondern nur die allgemeine Relativitätstheorie.

Ein direkter Vergleich zwischen Licht- und Neutrinogeschwindigkeit fand bisher leider nicht mit der notwendigen Genauigkeit statt.

973 hat Folgendes geschrieben:
... Mal abgesehen von der Wellenlängenabhängigkeit, woher hast du denn den Brechungsindex von Licht im Weltraum ?...


Die Wellenlängenabhängigkeit ist in der verwendeten Formel berücksichtigt. Die überall im Raum vorhandenen, jedoch nicht direkt messbaren Positron-Elektronpaare und Neutrino-Antineutrinopaare weisen als Dipole zu Massezentren hin, bzw. weg, werden also nicht nur durch einfache elektrische Felder polarisiert. Für Licht ergibt sich also formal ein richtungsabhängiger Brechungsindex.
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973



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BeitragVerfasst am: 18.06.2012, 07:16    Titel: Antworten mit Zitat

Meinst / merkst du nicht, daß es schon vom Ansatz her Unsinn ist, eine Beeinflußung des Lichtes nahe Stern oder Erde, über den gesamten Weg aufsummieren zu wollen ?

Nur zur Vermeidung von Misverständnissen: Innerhalb Materie also auch im Stern bewegt sich Licht erheblich langsamer als im Vakuum, die Neutrinos die wenig mit der Materie wechselwirken aber kaum langsamer. Aber außerhalb des Sternes bewegt sich dann das Licht wieder normal schnell. Daher findet nur eine einmalige Verzögerung von ca. 3 Std im Stern statt, nicht proportional zur Entfernung. Dies erklärt auch vollständig die beobachtete Verzögerung.
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