Springen naar inhoud

Visualisatie van ruimtekromming


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Paul_1968

    Paul_1968


  • >250 berichten
  • 603 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 september 2010 - 23:28

Geplaatste afbeelding

Wat willen we eigenlijk precies visualiseren ? Vertalingen van Wetenschappelijk werk
Mijn ervaring met het lezen van vertalingen (meestal van Engels naar Nederlands) is dat inhoudelijk een redelijk verhaal overgedragen kan worden, maar dat er een belangrijk element van een schrijver verloren gaat : de stijl. Zoals woordkeuze in poezie erg belangrijk is , kan het dat ook soms zijn in andere disciplines.
Ik weet dat "artistieke schrijvers" en wetenschappers vaak niet op dezelfde manier beoordeeld willen worden, maar ik denk dat zich soms wel hetzelfde probleem kan voordoen bij het vertalen van hun werk.
Zo heb ik eens wat origineel werk van Einstein gelezen in het Duits uit "Die Annalen der Physik" uit 1905. Daarin had Einstein het over "der Krümmung des Raumes" wat meestal wordt vertaald naar "Bending of Space" of "curvature of Spacetime".
Ik denk dat door o.a. die vertaling verwarring ontstaan kan zijn m.b.t. de Algemene Relativiteit. (Alsof relaiviteit in bredere zin nog niet verwarrend genoeg was in de tijd dat het geopperd werd)

Is het wel goed om (alle) dingen te willen visualiseren ?
Soms hoor ik mensen zeggen dat je sommige dingen beter niet kan proberen te visualiseren omdat het onmogelijk is.
Ik zie het juist als een uitdaging om complexe zaken wel te visualiseren om een beter inzicht te krijgen.
Bij het analyseren van complexe onderwerpen gebruiken mensen vaak afbeeldingen om creatief met ideeen te kunnen werken.
Je kunt daarmee delen van het probleem vangen in een afbeelding en zo het probleem vereenvoudigen.

Een as-symmetrische vervorming (niet punt-symmetrisch) van een horizontaal opgespannen buigzaam vlak zorgt ervoor dat bv knikkers gaan rollen naar het middelpunt zoals objecten vallen naar de aarde.
Geplaatste afbeelding Geplaatste afbeelding

Welke Visualisaties worden gebruikt ? Definitie van Ruimte-dimensies
Mijn bezwaar tegen de gebruikelijke visualisaties is dat er een 3-tal dimensies voorgesteld wordt (geprojecteerd op 2 dimensies inclusief perspectief zoals we nu ongeveer 5 eeuwen gewend zijn ) met daarbinnen een andere oorzaak dan Ruimtekromming om een vergelijkbare beweging van proefobjecten te bewerkstelligen als wat we in werkelijkheid zien gebeuren. Daarbij is die andere oorzaak toch weer sterk gerelateerd aan- en afhankelijk van gravitatie waardoor het helemaal onduidelijk wordt welk idee nu eigenlijk echt geillustreerd wordt. Deze voorstelling is voor vrijwel iedereen makkelijk voor te stellen en velen zullen ook wel eens een muntje in zo'n gebogen vlak hebben laten rollen. Maar die helderheid verdringt het doel van deze visualisatie, namelijk het visualiseren van wat Ruimtekromming is.

Een alternatief
Mijn voorstel is een afbeelding van een zelfde soort dwarsdoorsnede van de ruimte met daarin een raster met dit verschil :
Dat de vervorming van de ruimte zelf uitgebeeld wordt (in datzelfde gekozen vlak), en wel op een wetenschappelijk verantwoorde manier.
Die vervorming zit hem dan in de variabele uitrekking van de vakjes, waarbij de vakjes bij het centrum meer uitgerekt zijn dan de omliggende.
Misschien kun je denken aan een opgespannen netkous met een patroon van regelmatige vierkantjes, waarin een knoop is gelegd. Dicht bij de knoop zijn de vakjes het grootst.

Consequenties
Gravitatie is in deze interpretatie een uitrekking van de ruimte in de richting van de massa die de gravitatie veroorzaakt.
Je zou het dan ook kunnen omschrijven als een lagedrukgebeid van de Ruimtetijd.
Gravitatiegolven zijn daarmee longitudinaal net als geluid en Roodverschuiving is daarmee ook relatief makkelijk te begrijpen.
De golflengte van EM-straling wordt samen met de ruimte uitgerekt door bv de aarde. ( Dan lijkt alles vanaf de aarde meer rood verschoven dan vanuit de ruimte verder van de aarde vandaan )
M.a.w. : grote gevolgen door een kleine aanpassing van een visualisatie.

Geplaatste afbeelding
De knoop moet er nog in worden gelegd.
"If you can't explain it simply, you don't understand it well enough"

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

thermo1945

    thermo1945


  • >1k berichten
  • 3112 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 20 september 2010 - 07:47

Een interessante uiteenzetting maar kun je bewoorden wat je van 'ons' verwacht?

#3

Paul_1968

    Paul_1968


  • >250 berichten
  • 603 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 september 2010 - 08:24

Een interessante uiteenzetting maar kun je bewoorden wat je van 'ons' verwacht?

Ik had de behoefte om deze visie te delen en iedereen mag er zijn commentaar op geven.
Ik ben benieuwd of men vind dat ik dit stukje beter in het Cafe had kunnen plaatsen of dat ik er goed aan heb gedaan om het bij RT onder te brengen.
Natuurkunde zonder Wiskunde wordt nl. vaak niet herkend als natuurkunde. ;)
"If you can't explain it simply, you don't understand it well enough"

#4

thermo1945

    thermo1945


  • >1k berichten
  • 3112 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 20 september 2010 - 12:35

Zo heb ik eens wat origineel werk van Einstein gelezen in het Duits uit "Die Annalen der Physik" uit 1905. Daarin had Einstein het over "der Krümmung des Raumes" wat meestal wordt vertaald naar "Bending of Space" of "curvature of Spacetime". Ik denk dat door o.a. die vertaling verwarring ontstaan kan zijn m.b.t. de Algemene Relativiteit.

Wat verwacht je, dat hier misgegaan is?? Bending of spacetime is natuurlijk wat anders dan bending of space.

Veranderd door thermo1945, 20 september 2010 - 12:36


#5

Paul_1968

    Paul_1968


  • >250 berichten
  • 603 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 september 2010 - 14:17

Wat verwacht je, dat hier misgegaan is?? Bending of spacetime is natuurlijk wat anders dan bending of space.

Het gaat mij eigenlijk om de begrippen buigen en vervormen.
Ik kan niet goed inschatten hoe goed die termen in verschillende talen gekozen en vertaald worden.
Dat is niet mijn specialisatie.
Maar Het uitrekken waar ik op doel hoort wel bij vervormen maar niet bij buigen, denk ik.
"If you can't explain it simply, you don't understand it well enough"

#6

Paul_1968

    Paul_1968


  • >250 berichten
  • 603 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 maart 2013 - 14:48

Meer dan twee-en-een-half jaar later wil ik nog wat toevoegen aan dit onderwerp.

( N.a.v. Nasa's Gravity Probe 2 )

"One common way to visualize the geodetic effect is to think of Earth as a bowling ball and spacetime as a trampoline. Earth's gravity warps spacetime the same way a bowling ball weighs down the middle of a trampoline."

Source

Weer wordt de aarde hier voorgesteld als een bowlingball en de ruimte als een trampoline.
De bowlingball zou op dezelfde manier de trampoline naar beneden trekken/duwen als de aarde de ruimtetijd vervormt.
Maar er moet wel rekening worden gehouden met de definitie van "beneden" in de context van de aarde is in de richting van het centrum van de planeet en dus niet in 1 richting zoals bij de trampoline gebeurt.
Ook het gebruik van de werking van gravitatie op de bowlingball in een visualisatie van de werking van diezelfde garvitatie is niet erg bevorderend voor de helderheid van het onderwerp.
"If you can't explain it simply, you don't understand it well enough"

#7

Math-E-Mad-X

    Math-E-Mad-X


  • >1k berichten
  • 2383 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 maart 2013 - 10:20

Weer wordt de aarde hier voorgesteld als een bowlingball en de ruimte als een trampoline.
De bowlingball zou op dezelfde manier de trampoline naar beneden trekken/duwen als de aarde de ruimtetijd vervormt.
Maar er moet wel rekening worden gehouden met de definitie van "beneden" in de context van de aarde is in de richting van het centrum van de planeet en dus niet in 1 richting zoals bij de trampoline gebeurt.
Ook het gebruik van de werking van gravitatie op de bowlingball in een visualisatie van de werking van diezelfde garvitatie is niet erg bevorderend voor de helderheid van het onderwerp.

http://xkcd.com/895/
while(true){ Thread.sleep(60*1000/180); bang_bassdrum(); }

#8

Paul_1968

    Paul_1968


  • >250 berichten
  • 603 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 maart 2013 - 12:13

http://xkcd.com/895/

Ja, dat is een leuke Math-E-Mad-X. ;)

Daar was nog iemand die het een vreemde voorstelling van zaken vond en de docent had het ook door.
"If you can't explain it simply, you don't understand it well enough"

#9

Paul_1968

    Paul_1968


  • >250 berichten
  • 603 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 maart 2013 - 13:36

Ik probeer het nog even in mijn eigen woorden :

1.Van 3D naar 2D

Van het veld laat je slechts een doorsnede zien om de vervorming vereenvoudigd weer te geven.

2.Niet weer terug naar 3D

In de vervorming wil je de 2 dimensies graag behouden omdat de vervorming anders gaat conflicteren met de bewust weggelaten 3e dimensie.

3.Cirkelredenering

Om een cirkelredenering te voorkomen zou je het begrip zwaartekracht niet moeten gebruiken in de visualisatie van diezelfde zwaartekracht. Dus een bowlingball die "naar beneden" wordt getrokken is verwarrend.
"Beneden" in de context van de aarde is niet naar beneden in de voorstelling, maar van alle kanten naar de planeet toe.

4.Visualisatie van beweging van een voorwerp rond een hemellichaam

De vereenvoudigde visualisatie van de beweging van een voorwerp rond een hemellichaam is op sommige plaatsen mooi te zien wanneer een munt of knikker langzaam het centrum van een hol oppervlak nadert en uiteindelijk verdwijnt in een gat in het midden. Deze simulatie moet eigenlijk recht van boven bekeken worden om te zien hoe de beweging precies verloopt. ( Youtube ) Dit model moet echter niet verward worden met de manier waarop de ruimte vervormd zou zijn door bijvoorbeeld de aarde.
"If you can't explain it simply, you don't understand it well enough"

#10

Math-E-Mad-X

    Math-E-Mad-X


  • >1k berichten
  • 2383 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 maart 2013 - 10:47

Om een cirkelredenering te voorkomen zou je het begrip zwaartekracht niet moeten gebruiken in de visualisatie van diezelfde zwaartekracht. Dus een bowlingball die "naar beneden" wordt getrokken is verwarrend.
"Beneden" in de context van de aarde is niet naar beneden in de voorstelling, maar van alle kanten naar de planeet toe.


Inderdaad! Je moet het voorbeeeld van de bowling bal op een trampoline dan ook niet als een verklaring voor zwaartekracht beschouwen, maar puur en alleen als een manier om het begrip kromming visueel te maken.

Daar was nog iemand die het een vreemde voorstelling van zaken vond en de docent had het ook door.


Dat moraal van die strip is dat als je dingen makkelijk probeert voor te stellen er gelijk mensen beginnen te klagen dat het niet helemaal klopt. Maar als je de dingen wel helemaal correct probeert uit te leggen begrijpen de meeste mensen er helemaal niets meer van.

Je zult dus altijd tevreden moeten zijn met één van de twee: Een zeer ingewikkelde (en voor veel mensen saaie) maar correcte uitleg. Of een mooie, visuele voorstelling die eenvoudig voor te stellen is, maar die sowieso altijd ergens mank gaat.
while(true){ Thread.sleep(60*1000/180); bang_bassdrum(); }





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures