Misc

Talk recordings and other material

Public Outreach

Galaxienhaufen – Giganten im All
Public talk on galaxy clusters (in German). Watch on YouTube →
Ausdehnung des Universums
Short video on the expansion of the Universe (in German), an answer to the “Keine dumme Frage?!” (No stupid question?!) initiative of the Gemeinschaftsschule Rot am See. Watch the video →
Frag Leibniz
My answer to a question submitted to the “Frag Leibniz” series (in German): „Warum kann man Signale nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit übertragen?“

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Die maximale Ausbreitungsgeschwindigkeit von Signalen ist eine grundlegende Eigenschaft der Raumzeit unseres Universums. Warum unser Universum so ist, wie es ist, wissen wir letztlich nicht. Das „Warum“ können wir nicht direkt untersuchen, das „Wie“ schon – also wie sich die Raumzeit verhält, wie sich Signale ausbreiten, was passiert, wenn wir versuchen, etwas auf Überlichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, und welche Folgen sich ergeben würden, wenn das irgendwie gelingen würde.

Experimentell misst man, dass sich Licht im Vakuum immer mit der gleichen Geschwindigkeit ausbreitet, egal, wie schnell sich die Messapparatur selbst bewegt. Das ist anders als bei Wasserwellen, welche sich relativ zu einem Schiff, je nach dessen Fahrtrichtung und Tempo, unterschiedlich schnell bewegen. Die Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum gilt deswegen als Naturkonstante. Diese Entdeckung war Anstoß für Einstein, die Relativitätstheorie zu entwickeln.

Theoretisch könnte man anstatt Licht einer elektromagnetischen Welle auch Gravitationswellen nutzen. Vor wenigen Jahren konnte man deren Geschwindigkeit erstmals messen. Bei der Kollision zweier Neutronensterne entstanden sowohl elektromagnetische als auch Gravitationswellen. Diese kamen nach 140 Millionen Jahren Signallaufzeit mit einem Abstand von nur 1,7 Sekunden auf der Erde an. Auch diese minimale Abweichung lässt sich plausibel damit erklären, dass das elektromagnetische Signal etwas später abgestrahlt wurde.

Gravitationswellen bewegen sich also auch mit Lichtgeschwindigkeit.

Man könnte auch Teilchen (wie Elektronen) auf hohe Geschwindigkeit beschleunigen und zur Signalübertragung nutzen. In Teilchenbeschleunigern zeigt sich aber, wie auch theoretisch erwartet, dass man immer mehr Energie für eine weitere Beschleunigung aufwenden muss, je näher man der Lichtgeschwindigkeit kommt. Formal würde man unendlich viel Energie brauchen, um die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen. Dieser Ansatz scheidet also auch aus.

Würde es hypothetisch gelingen, Signale mit Überlichtgeschwindigkeit zu übertragen, würde die Relativitätstheorie dafür paradoxe Folgen vorhersagen. Ein Signal mit Überlichtgeschwindigkeit würde sich für einen schnell bewegten Beobachter in der Zeit rückwärts ausbreiten. Man könnte dann durch Hin- und Hersenden Nachrichten in die Vergangenheit schicken. Dies wäre für Lotto-Spieler sicher praktisch, würde aber alle unsere Vorstellungen von Ursache und Wirkung über den Haufen werfen.