Die Lichtgeschwindigkeit ist das Schnellste im uns bekannten Universum. Nichts kommt an die knapp 300.000 Kilometer pro Sekunde heran. Was in irdischen Maßstäben unvorstellbar schnell ist, verliert sich in den Weiten des Universums in der Bedeutungslosigkeit. Spannender wäre es, wenn der Mensch diese Geschwindigkeit wahrnehmen könnte. Dann nämlich würde sich unsere Wahrnehmung der Realität verflüchtigen.
Wie hoch ist die Lichtgeschwindigkeit wirklich?
Rein physikalisch betrachtet ist nichts so schnell wie die Lichtgeschwindigkeit. In kosmischen Maßstäben verliert sich ihre Bedeutung für uns. Was aber, wenn wir sie erleben könnten?
Lichtgeschwindigkeit: Schon schnell, aber nicht schnell genug
Die Frage verwirrt, denn natürlich ist die Lichtgeschwindigkeit hoch. Astronom:innen übertragen die Geschwindigkeitsangabe in eine Distanzangabe, um die fernen Punkte inmitten unserer Galaxie greifbarer zu machen. Das sind die Lichtjahre.
Aber von vorne: Die Lichtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich das Licht im Vakuum fortbewegt. Sie beträgt 299.792 Kilometer pro Sekunde. Das ist so schnell, dass ein Lichtstrahl in nur einer Sekunde 7,5 mal die Erde umrunden würde.
Ein Lichtjahr ist die Distanz, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. Unser nächster Nachbar-Stern Proxima Centauri ist knapp 4,2 Lichtjahre entfernt. Für die knapp 4 Billionen Kilometer Reisestrecke bräuchte das Licht also über 4 Jahre. Das ist für einen Menschen eine halbe Ewigkeit, selbst wenn die modernste Rakete der Welt für dieselbe Strecke Jahrtausende bräuchte.
Die Lichtgeschwindigkeit verliert sich angesichts der enormen Entfernungen zwischen den Sternen und Planeten unserer Galaxie. Sie wird im kosmischen Maßstab für uns bedeutungslos. Was passiere aber, wenn Menschen die Lichtgeschwindigkeit spüren könnten und sich fast so schnell wie sie bewegen würden?
Wenn der Mensch die Lichtgeschwindigkeit wahrnehmen könnte
Würden wir die physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Lichtgeschwindigkeit wahrnehmen, indem wir uns selbst annährend so schnell wie sie bewegen, wäre die Welt ein leuchtend buntes Mosaik aus verzerrten Formen. Die Lichtgeschwindigkeit kann dann nicht als schnell wahrgenommen werden, sondern beschreibt eine eher bizarre Realität
Durch das Videospiel „A slower speed of light“ (Eine langsamere Lichtgeschwindigkeit) können Spielende eine bizarre Welt kennenlernen, beruhend auf den Erkenntnissen der speziellen Relativitätstheorie Albert Einsteins.
Leiter der Lehrentwicklung und -technologie an der ETH Zürich, Dr. Gerd Kortemeyer, wollte mit seinem Videospiel zeigen, was passiere, wenn die Lichtgeschwindigkeit künstlich verlangsamt würde. In der Simulation muss die spielende Person 100 Kugeln aufsammeln. Mit jeder gesammelten Kugel verlangsamt sich die Lichtgeschwindigkeit und rückt näher an die menschliche Wahrnehmung heran.
Basierend auf Einsteins Theorie würde ein Mensch, der mit annähernder Lichtgeschwindigkeit spaziere, eine völlig bizarre Welt wahrnehmen. Die Zeit würde sich verlangsamen, Objekte würden sich stauchen und das Farbspektrum des Lichts sich ändern.
Würdest du mit annähernder Lichtgeschwindigkeit an einem Baum vorbeilaufen, wäre dieser vermutlich dunkelblau. Hinter uns würde die Welt vermutlich rötlich aufleuchtend. Eine psychodelische Vorstellung, gestützt von der Physik. Willst du dich also gern so schnell wie das Licht fortbewegend, kannst du das 2012 veröffentlichte Spiel hier herunterladen.
Alles wird bunt: Die Lichtgeschwindigkeit und die Farben
Warum sich mit annähernder Lichtgeschwindigkeit das Farbspektrum verändert, hat etwas mit dem sogenannten Dopplereffekt zu tun. Licht kann als Welle und als Partikel wahrgenommen werden. Die Wellenlänge bestimmt die Farbgebung des Lichts. Das sichtbare Licht befindet sich in einem Spektrum zwischen 400 und 700 Nanometern (nm).
Je näher ein Mensch der Lichtgeschwindigkeit kommt, desto mehr staucht sich der Raum vor ihm und somit auch die Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Es verzieht sich ins ultraviolette. Je näher der Spieler n „A slower speed of light“ der Lichtgeschwindigkeit kommt, desto schwärzer wird das Sichtfeld vor ihm.
Bewegt sich ein Mensch mit Lichtgeschwindigkeit von einem Objekt weg, zieht sich der Raum hinter seinem Rücken in die länge, also ziehen sich auch die Lichtwellen in die Länger. Der Raum im Rücken wird rot.
Die Brechung von Zeit und Raum
Noch spannender wird die Lichtgeschwindigkeit, betrachtest du seine Auswirkung auf die Zeit. Ein Mensch, der mit annähernder Lichtgeschwindigkeit spazieren geht, alter langsamer. Am Ende seiner Reise wird für ihn weniger Zeit vergangen sein, als für jemanden, der nicht so schnell gereist ist. In der speziellen Relativitätstheorie ist dieses Phänomen als Zeitdilatation bekannt.
Ein weiterer Effekt, der bei der Lichtgeschwindigkeit auftritt, ist die Verzerrung oder Stauchung des Raumes. In der Physik ist das als Längenkontraktion bekannt. Je näher ein Objekt der absoluten Geschwindigkeit kommt, desto mehr scheint es, als fiel die Umgebung über dieses zusammen. Die Umgebung „zoomt“ hinein. Dabei erscheint alles irgendwie gestaucht und verzerrt.
Am Ende das Licht
Noch verrückter wird es, wenn sich ein Mensch mit der annähernden Lichtgeschwindigkeit auf ein Objekt zubewegt. In diesem Fall würde die so beschleunigte Person Lichtpartikel wie Wassertropfen im Regen vor sich ansammeln, wodurch das Licht immer intensiver scheinen würde, je näher das Objekt kommt.
Die Lichtgeschwindigkeit ist also was vollkommen seltsames und in vielerlei Hinsicht interessanter, wenn du sie nicht als etwas wahrnimmst, was wirklich schnell ist. Die Krümmung von Zeit und Raum, die mit dieser enormen Geschwindigkeit einhergeht, stellt hingegen unsere Wahrnehmung auf den Kopf.
Würde sich etwas noch schneller als das Licht bewegen, könnten Zeit und Raum endgültig „umgestülpt“ werden. Spätestens hier beginnt die Science Fiction, doch Wissenschaftler:innen arbeiten daran, auch diese letzte Grenze zumindest theoretisch zu überwinden.
Quellen: Space.com, YouTube/ Dr James O´Donoghue, YouTube/ MIT Game Lap, eigene Recherche