Mit einem Weltall-Spiegel in die Vergangenheit schauen. Geht das?

mirrorIm Internet entsteht immer wieder die Diskussion über ein spannendes Thema. Dabei beginnt die Diskussion immer mit der Frage: Kann man nicht einen Spiegel im Weltall platzieren und dann damit in die Vergangenheit schauen?

Das ist eine spannende Frage und beschäftigt sich man mit diesem Gedankenexperiment, kann man so manches mal auf interessante Fragestellungen kommen.

Leider geht das nicht und warum das so ist, möchte ich in diesem Artikel besprechen.


Licht hat eine Geschwindigkeit

Die Grundlage dieser Frage liegt in der praktischen Astronomie selbst. Wir Hobby-Astronomen schauen mit unseren Teleskopen die Vergangenheit im Universum an. Das liegt daran, dass Licht eine Geschwindigkeit besitzt.

Schon Galileo Galilei vermutete das Licht nicht unendlich schnell ist. Leider hatte er noch nicht die technischen Möglichkeiten diese Theorie nachzuweisen. Die Lichtgeschwindigkeit war und ist zum Messen mit den Mitteln aus seiner Zeit einfach zu hoch.

Aber schon 1676 konnte man nun Effekte im Weltraum und unserem Sonnensystem entdecken, die eine Vermutung zuließen, dass Licht mit einer endlichen Geschwindigkeit unterwegs ist. So stellte Ole Christensen Romer (ein dänischer Astronom) fest, dass die Verdunklung des Jupitermondes Io einer Verzögerung unterlag.

Seine erste Abschätzung der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum lag ca. 30% neben der heute bekannten Konstanten c.

Es dauerte bis 1983 bis man die heute bekannte Vakuumlichtgeschwindigkeit genau messen konnte. Sie liegt bei c= 299.792.458 m/s.

Was hat dies nun mit dem Blick in die Vergangenheit zu tun?

Schauen wir uns Sterne oder andere Objekte im Weltall an, dann blicken wir immer in die Vergangenheit. Auch bei unserer Sonne schauen wir in die Vergangenheit.

So hat unser Stern eine Entfernung zur Erde von ca. 149,6 Mio. km. Die Formel um sich nun die Zeitspanne auszurechnen, mit der wir in die Vergangenheit schauen, ist einfach.

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Setzen wir nun den Abstand Erde-Sonne mit 149.600 Mio. Meter und die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ein, erhalten wir den Wert = 499,011886 Sekunden. Teilen wir das durch 60 Sekunden / 1 Minute kommen wir auf 8,31 Minuten.

Wir schauen uns also unsere Sonne ständig 8 Minuten verzögert an.

Der Spiegel im Weltall

Nun haben wir die Grundlagen uns einmal anzuschauen, was passiert wenn wir unsere Erdvergangenheit anschauen wollen.

Damit wir unsere Erde in der Vergangenheit sehen können, benötigen wir einen Weltall-Spiegel. Diesen könnten wir im Weltall platzieren und wenn wir einen Blick in den Spiegel werfen, dann müssten wir die Erde in der Vergangenheit sehen.

Wie weit müsste ein Spiegel nun entfernt sein, damit wir z.B. 60 Minuten oder aber auch Tage oder Wochen in die Vergangenheit schauen können?

Ungeachtet der Größe des Spiegel für ein solches unterfangen, kann man die obige Formel einfach umstellen.

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Hier setzen wir nun wieder die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ein und die Zeit legen wir fest als den Zeitraum / 2, den wir in die Vergangenheit schauen möchten. Warum durch 2 Teilen? Wir brauchen den Spiegel ja nur in der halben Distanz platzieren, da das Licht der Erde zum Spiegel muss und wieder zurück.

Bei 20 Minuten müsste der Spiegel also in einer Distanz von 179.875.474.800 Meter oder 179,875  Mio. km platziert werden.

Würden wir nun in diesen Spiegel schauen, dann sieht man die Erde mit einer 20 minütigen Verzögerung. Das wäre ja gar nicht so weit weg und befände sich sogar noch 50 Mio. km von der Marsbahn entfernt.

Man sieht aber schon, dass hier die Distanzen extrem werden und diese theoretische Überlegung einfach von den extremen Distanzen torpediert wird.

Nimmt man nämlich schon einen Tageswert z.B. 1 Tag, dann sieht man wo man hin muss.

1 Tag besitzt 86.400 Sekunden. Um einen Tag in die Vergangenheit zu schauen muss man einen Spiegel in einem Abstand von 12.951.034.185.600 Meter oder 12,951 Billionen Kilometer also 12.951 Millionen Kilometer platzieren. Das wäre mehr als der doppelte Pluto-Erdenabstand.

Warum das alles nicht so ganz funktioniert

Wir haben uns ja nun nur mit der Beobachtung im theoretischen beschäftigt. Wie sieht das ganze aus, wenn wir uns das nun praktisch vornehmen?

Dazu benötigen wir einige Daten der Erde. So zum Beispiel den Durchmesser. Der Durchmesser der Erde am Äquator beträgt 17.756,32 km.

Wenn wir nun 20 Minuten in die Vergangenheit schauen wollen, brauchen wir natürlich etwas das uns ermöglicht die Erde in dem Spiegel zu erkennen.

Würden wir einen planaren Spiegel in der Distanz von 179,8 Mio km platzieren, wäre die Erde in diesem Spiegel schon verschwindend Klein.

Die Größe des Objektes kann man sich leicht ausrechnen. In dem Artikel Sieht man den Mars so groß wie den Mond im August? berechne ich die Größe von Himmelsobjekten. Die Formeln stammen also daher und können dort auch nachgeschaut werden.

Schauen wir von der Position des Spiegels zu Erde, dann sehen wir hier einen Lichtpunkt der Größe von 0,01 Grad oder besser gesagt 0,34 Bogenminuten. Der Mond besitzt im Gegensatz einen Ausdehnung am Himmel von 0,52 Grad oder 31 Bogenminuten.

Nun sind wir bei unserer theoretischen Betrachtung aber erst beim Spiegel. Das Bild muss ja nun noch zur Erde. Das verkleinert die ganze Geschichte auf 0,0028 Grad oder auf 0,169 Bogenminuten bzw. auf 10 Bogensekunden.

10 Bogensekunden sind in der Astronomie noch ein relativ guter Wert. Schaut man sich z.B. Saturn an, dann blicken wir schon 79 Minuten in die Vergangenheit. Hier ist das Licht bei 1433,5 Mio. km schon 79 Minuten unterwegs zu uns. Blicken wir also vom Saturn auf die Erde zurück, sehen wir diese schon mit einer 79 minütigen Verzögerung.

Wollen wir aber nun 1 Tag in die Vergangenheit schauen, dann müssten wir mit Teleskopen oder anderen Mitteln ein Objekt der Größe von 0,28 Bogensekunden beobachten und das ist mit irdischen Mitteln einfach nicht mehr wirklich möglich.

Fazit

Die Idee ist schon bestechend und natürlich wäre es theoretisch Möglich in die Vergangenheit zu schauen. Mathematisch habe ich aber schon die Grenzen aufgezeigt und nimmt man nun noch die Möglichkeiten der aktuellen Raumfahrt hinzu, ist dem Vorhaben aktuell ein Riegel vorgeschoben.

Auch auf Spiegeltechnologien bin ich nicht weiter eingegangen.

Die Randbedingungen zeigen einfach, dass ein Blick in die menschliche Vergangenheit nicht so funktioniert, wie wir uns das vorstellen. Eine “quasi” Zeitreise in unsere Vergangenheit würde ja bedeuten, dass wir das bisherige Licht auch überholen müssten. Das geht laut Einstein einfach nicht.

Bildquelle: Titelbild NASA (nasa.gov)

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4 comments

  1. Andreas sagt:

    Wenn man schon einen Spiegel so weit raus transportieren wollte, könnte man dann nicht auch gleich ein paar Linsen mitnehmen und diese unterwegs so positionieren, dass daraus ein gigantisches Teleskop entsteht (und ein zweites für die Gegenrichtung)? Genug Platz hat man ja… ;)

  2. pederm sagt:

    Setzten wir uns mal spaßeshaber über alle Beschränkungen hinweg, die Physik und Technik der Dimensionierung, dem Transport und dem Betrieb so eines Spiegels setzen und tun wir einfach so, als könnte er mit maximaler Geschwindigkeit (also Vakuumlichtgeschwindigkeit) rausgebracht werden. Dann würde man in dem Spiegel immer konstant den Moment des Abflugs sehen – nicht wirklich spannende Vergangenheit!

  3. Marko W. sagt:

    Sorry, dass ich so ein altes Thema wieder aufschlage. Finde nur die Ausdrucksweise falsch gewählt, bzw gehe davon aus das dies falsch bezogen ist. Denken Sie, wir könnten durch ein Spiegel im All, die Vergangenheit sehen? Nein. Es wäre die Gegenwart, wobei diese erst nach gewisser Zeit sichtbar wäre. Die formulierung lässt irreführende Schlussfolgerungen zu. Ich nehme zwar nicht an das dies gelesen wird von Leuten die sich tatsächlich gemeintes nicht denken könnten, dennoch finde ich sollte auf die Formulierung extrem geachtet werden. Nur durch Worte/Ausdrucksweisen bedingte Fehlinterpretationen führen zu Missverständnissen/Umständen.
    Informations- und Verständnishalber ist der Text dennoch lobenswert geschrieben.

    MfG MJW
    ~

    • Stefan Gotthold sagt:

      Tja, da sind wir unterschiedlicher Meinungen. Die Gegenwart ist eben der aktuelle Zeitpunkt des aktuellen Geschehens und sehr flüchtig. Sehen wir die Gegenwart zu einem späteren Zeitpunkt ist dies eben die Vergangenheit. Auch der Blick in den Spiegel zeigt eben nicht mehr die Gegenwart, sondern die Vergangenheit. Natürlich nur eine sehr, sehr, sehr nahe Vergangenheit und trotzdem eben ein Bild welches schon vergangen ist.

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