Springen naar inhoud

Wat is gemeten lichtsnelheid?


  • Dit onderwerp is gesloten Dit onderwerp is gesloten

#1

Maartenn100

    Maartenn100


  • >100 berichten
  • 101 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 05 januari 2011 - 19:02

Ik heb een vraag, als ik mag.

Men zegt dat lichtsnelheid overal, onafhankelijk van een referentieframe en onafhankelijk
van een waarnemer gelijk is aan 3*10^8 m/s in vacuŁm.

Iets verderop in de ruimte buiten het gravitatieveld van de aarde gaat licht eveneens aan lichtsnelheid.

Maar wat betekent snelheid daar? Afgelegde afstand/tijdseenheid.
Want als de afstand en de tijdseenheid daar anders zijn relatief tot de afstandsmaat en tijdseenheid
in het aardse gravitatieveld waar een andere tijds- en ruimtemeting gebeurt, dan is ook snelheid (afstand/tijdseenheid) een relatief begrip.
De snelheid daar is niet de snelheid hier. Omdat de tijd en ruimte daar anders zijn dan hier.
Dus is gemeten lichtsnelheid (overbrugde ruimte/tijd) in een wereld waarin tijd en ruimte relatief zijn toch ook noodzakelijk een relatief begrip?
En is (licht)snelheid toch een relatieve meting?

Veranderd door Maartenn100, 05 januari 2011 - 19:08


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

#2

317070

    317070


  • >5k berichten
  • 5567 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 05 januari 2011 - 19:15

De snelheid daar is niet de snelheid hier. Omdat de tijd en ruimte daar anders zijn dan hier.

Kleine correctie: De snelheid daar is WEL de snelheid hier, OOK AL zijn de tijd en ruimte daar anders zijn dan hier.

Het is namelijk niet omdat de ruimte en tijd daar anders zijn, dat de lichtsnelheid niet dezelfde KAN zijn.

Je redenering loopt mank in zijn logica. Het klopt dat het ene het andere niet impliceert, maar als je er de wiskunde bijhaalt, zul je zien dat de lichtsnelheid er wel degelijk nog steeds dezelfde is, ook al hoeft het niet.
What it all comes down to, is that I haven't got it all figured out just yet
And I've got one hand in my pocket and the other one is giving the peace sign
-Alanis Morisette-

#3

Maartenn100

    Maartenn100


  • >100 berichten
  • 101 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 05 januari 2011 - 19:25

ja, maar ik veronderstel dat je de lichtsnelheid niet als volgt mag meten:
ruimte-inname daar tov het tijdsverloop hier.
Je moet de ruimte-inname daar toch meten relatief tot het tijdsverloop daar?

#4

flamey

    flamey


  • >100 berichten
  • 244 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 januari 2011 - 20:05

De enige manier waarop lichtsnelheid lokaal anders kan zijn is wanneer men een gekromde ruimte heeft (dit is dus het speelgebied van de Algemene Relativiteit!). De lichtsnelheid bepaalt men dan uit het feit dat licht een null-geodeet volgt. Echter in het gebied van speciale relativiteit, hebben we een zogenaamde Minkowski ruimte. Deze ruimte is compleet vlak (in ruimte en in tijd) en daardoor zal elk punt in deze ruimte identiek zijn. Dus ook onze notie van lichtsnelheid zal in elk (ruimtelijk) punt 'hetzelfde' zijn! In principe heb je dus gelijk omdat massa's zoals de aarde de ruimte in zijn omgeving kromt, waardoor inderdaad de lichtsnelheid in principe lokaal kan verschillen. Maar deze kromming is verwaarloosbaar voor bepaalde toepassingen.

Veranderd door flamey, 05 januari 2011 - 20:08


#5

ZVdP

    ZVdP


  • >1k berichten
  • 2097 berichten
  • VIP

Geplaatst op 05 januari 2011 - 20:16

In principe heb je dus gelijk omdat massa's zoals de aarde de ruimte in zijn omgeving kromt, waardoor inderdaad de lichtsnelheid in principe lokaal kan verschillen. Maar deze kromming is verwaarloosbaar voor bepaalde toepassingen.

Lokaal gezien heb je geen last van kromming; lokaal gezien kan je de ruimte altijd als een (vlakke) minkowski ruimte beschrijven. Kromming is een globaal gegeven.
En dus zal een lichtsnelheidsmeting lokaal altijd c geven, hoe sterk het gravitatieveld dan ook.
"Why must you speak when you have nothing to say?" -Hornblower
Conserve energy: Commute with a Hamiltonian

#6

flamey

    flamey


  • >100 berichten
  • 244 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 januari 2011 - 20:22

Dat is misschien wel zo, maar dan doe je lokaal dus een coordinatentransformatie. Dan zijn je lichtkegels 45 graden in lokale coordinaten, maar vaak wil je de lichtsnelheid weten in de globale coordinaten. Anders kun je geen vergelijking maken met de lichtsnelheid tussen het ene punt en het andere punt, want per punt moet je een andere coordinatentransformatie doen om naar lokale Minkowski coŲrdinaten te gaan.

Veranderd door flamey, 05 januari 2011 - 20:25


#7

ZVdP

    ZVdP


  • >1k berichten
  • 2097 berichten
  • VIP

Geplaatst op 05 januari 2011 - 20:45

Ok, maar je zei wel dat de lichtsnelheid lokaal kan variŽren door de kromming.
Dat is dus niet zo, aangezien lokaal de ruimte een minkowski ruimte is.

Als je de lichtsnelheid op een ander punt bekijkt dan kan inderdaad door de kromming deze snelheid anders zijn (ook nog eens afhankelijk van welk soort snelheid je neemt).
Maar dan ben je dus niet meer lokaal bezig.
"Why must you speak when you have nothing to say?" -Hornblower
Conserve energy: Commute with a Hamiltonian

#8

flamey

    flamey


  • >100 berichten
  • 244 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 januari 2011 - 20:53

Excuus, dan had ik mijn woorden beter moeten kiezen. Ik bedoelde dus dat we de lichtsnelheid in het ene punt vergelijken met de lichtsnelheid in een ander punt, waarbij we de globale coordinaten gebruiken (dus niet de lokale coordinaten). Dat de lichtsnelheid gelijk aan c is in lokale coordinaten is natuurlijk een triviale statement als je voor deze coordinaten Minkowski kiest ;).

Extra verwarrend voor TS: de lichtsnelheid is dus een coordinaatafhankelijke grootheid ;-). Het is niet anders dan een grootheid om te bepalen of twee ruimtetijdpunten in causaal verband met elkaar staan. Misschien ga je dit soort argumenten beter waarderen als je een cursus in Algemene Relativiteit hebt gevolgd.

#9

Maartenn100

    Maartenn100


  • >100 berichten
  • 101 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 05 januari 2011 - 21:04

Kijk, ik heb het niet over geodetische lijnen in een gekromde ruimte als zijnde de kortste afstand tussen twee punten.
De vraag gaat voor mij over snelheidsmeting in het algemeen en lichtsnelheidsmeting in het bijzonder.
Snelheidsmeting is nog altijd meting van ruimte-inname/tijdsverloop/object.

En heb een vraag bij het universele karakter van uitspraken die over snelheden van objecten bijgevolg gedaan kunnen worden als gevolg van de niet-universaliteit van tijd en ruimte.
Ik stel me de vraag of het geen arbitraire keuze is om de ruimte-inname van op de positie daar van licht niet te koppelen aan het tijdsverloop dat geldt hier en zo de snelheid weer te geven en te vergelijken met de ruimte-inname van licht hier tov het tijdsverloop hier. Dan pas zou je een objectief vergelijk stellen.

Je zal zien: je bekomt verschillende snelheden.

Maw: om een objectieve meting te kunnen doen en metingen te kunnen vergelijken moet je de positie van waar af je meet behouden.

Veranderd door Maartenn100, 05 januari 2011 - 21:08


#10

flamey

    flamey


  • >100 berichten
  • 244 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 januari 2011 - 21:17

We hebben het echt over hetzelfde. Verloop van tijd in een algemene gekromde ruimte kan positie-afhankelijk zijn, net zoals de ruimte-inname. Dit zal ook in je metingen te zien zijn. In een vlakke ruimte (zoals in speciale relativiteit) is dit niet het geval, dus je lichtsnelheid is universeel in SR!

#11

Maartenn100

    Maartenn100


  • >100 berichten
  • 101 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 05 januari 2011 - 21:39

lichtsnelheid is dus een coordinaatafhankelijke grootheid ;-). Het is niet anders dan een grootheid om te bepalen of twee ruimtetijdpunten in causaal verband met elkaar staan.


Maar betekent dat dan niet dat die coŲrdinaatafhankelijke grootheid vanaf die coŲrdinaat (positie) in tijd en ruimte de grens aangeeft voor ruimte-inname/tijdsverloop op die positie voor elk meetbaar object van daar af beschouwt? Een grens die coŲrdinaatafhankelijk is.

Veranderd door Maartenn100, 05 januari 2011 - 21:41


#12

flamey

    flamey


  • >100 berichten
  • 244 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 januari 2011 - 22:02

Ik weet niet precies wat je bedoelt. Als je metingen in je ruimtetijd wil doen in een ander coordinatenstelsel, heb je in het algemeen ook andere 'klokken' en 'linialen'. En als je globale uitspraken wil doen, dan verander je de coordinaten in je gehele ruimtetijd, anders is het zinloos om iets te vergelijken.

Hoe dan ook, het antwoord op je vraag blijft onveranderd. In speciale relativiteit is de lichtsnelheid een constante. Dit omdat (zoals jij het noemt) ruimte-inname rondom een bep. punt en tijd-inname rondom een bep. punt in Minkowski ruimte van punt tot punt hetzelfde is. Anders gezegd: je tijd-ruimte volume-elementen zijn hetzelfde van punt tot punt.

Veranderd door flamey, 05 januari 2011 - 22:02


#13

Maartenn100

    Maartenn100


  • >100 berichten
  • 101 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 05 januari 2011 - 22:27

Ja, bedankt voor de moeite van het antwoorden, ik lees heel wat termen en formuleringen waardoor je
me dwingt opzoekingswerk te doen voor een goed begrip van de termen om het te vertalen naar wat ik meen te
zien.
Omdat ik er niet in ingewijd ben in de afgesproken formuleringen.
Dus boeiend en leerrijk.

Om het in mijn woorden te vragen (en hopelijk kan je het gedeeltelijk ook in mijn woorden beantwoorden en eventueel
de link leggen naar de taal waarin het dient geformuleerd te worden):

Ik zit toch ergens nog met de volgende vraag:
Wat is de referentie voor beweging? (ruimte-inname)

Want, en dit vind ik belangrijk voor mijn vraag:
De aarde draait rond zijn eigen as, de aarde draait ook rond de zon, heel ons zonnestelsel beweegt in het melkwegstelsel, het melkwegstelsel beweegt zich in het heelal en het heelal dijt uit.

Waaraan meet je beweging en snelheid van een object af in een al bewegend geheel dat zelf beweegt als deel in een groter geheel, waar dat groter geheel ook beweegt in een nog groter geheel dat deel uitmaakt van delen die ook bewegen?

Hoe kan je de objectiviteit van snelheid daarin vinden.
Je moet dan toch een nulpositie hebben in de ruimte van waaraf je bewegingen kan refereren.
Maw: je beweegt zelf ook altijd tov al het andere dat beweegt.
Waardoor alles mij een referentiestelsel lijkt tov alles.
Waardoor de positie van diegene die snelheden meet vanaf zijn positie die snelheden meet,
van waar af alle metingen over innamemogelijkheid van ruimte en tijd lijken te vertrekken en ook hun grens
daar kennen.
Toch?

Veranderd door Maartenn100, 05 januari 2011 - 22:40


#14

flamey

    flamey


  • >100 berichten
  • 244 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 januari 2011 - 23:04

Je hebt op zich wel een punt met wat je zegt. Maar het is helaas niet zo makkelijk uit te leggen zonder wiskunde ;). Het heeft allemaal te maken met het begrip causaliteit en of bep. gebeurtenissen in causaal contact met elkaar staan. (dus dat de ene gebeurtenis de andere gebeurtenis kan beÔnvloeden). Dit is het geval wanneer twee gebeurtenissen in de ruimte-tijd in elkaars lichtkegel zitten (die natuurlijk weer bepaald wordt, door daar komt die weer: de lichtsnelheid). Dit maakt het heel moeilijk om het begrip relatieve beweging te definiŽren in een gekromde ruimte-tijd. Dat mensen bijv. zeggen dat een bepaald melkwegstelsel van ons 'af beweegt' is vaak een populaire manier om iets te zeggen over een concept waar we a priori geen directe voorstelling bij hebben. Overigens is het concept 'lichtsnelheid' wel goed gedefinieerd.

Helaas kan ik het op dit moment niet beter dan dit vertellen. Dit is niet iets wat je op een didactische wijze kan overbrengen in een klein forumberichtje. Het vereist heel veel achtergrond en vrij diepe concepten (die ik ook op het moment nog niet helemaal doorgronden heb). Misschien helpt het als je er zelf eens probeert iets over te lezen. Je kunt dan kijken in boeken over algemene relativiteit of zelfs kosmologie. Boeken die bijv. meer de nadruk leggen op de fysica dan de wiskunde zijn bijv. het boek van Schutz en het boek van Hartle. Ik heb ze zelf nooit in detail bekeken, maar dit blijkt uit de meningen die ik over het algemeen hoor.

Maar om toch even af te sluiten: Lichtsnelheid is constant in speciale relativiteit :P. Daar valt niet over te twisten! Jij hebt het hier duidelijk over algemene relativiteit, waar dit (globaal) niet per se waar is! Daarmee is volgens mij je oorspronkelijke vraag wel mee beantwoord?

Veranderd door flamey, 05 januari 2011 - 23:06


#15

Maartenn100

    Maartenn100


  • >100 berichten
  • 101 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 05 januari 2011 - 23:20

Jazeker, bedankt. Ik heb een eigen theorie over relativiteit van massa en snelheid voor waarnemers in stelsels,
en ik denk ook dat voor alle waarnemers waar ook c van lichtsnelheid gelijk is 299 792 458 m/s.
Maar dat hun andere waarnemingen van het heelal en van objecten in de buurt in elk stelsel zich naar die meting zetten. Dat niks daarboven mag komen.
Waardoor je stelselafhankelijke waarnemingen bekomt, denk ik dan van het geheel waartoe je behoort, ook van het grotere geheel.
En je dus vanaf gelijk welke positie het heelal nooit objectief kan zien, omdat vanuit gelijk welke andere positie (of je
nu beweegt tov iets of niet) je c aan lichtsnelheid ziet en geen enkele andere waarneming die je doet daarboven mag komen.

Bvb: je bevindt je op Mars: daar zie je licht aan lichtsnelheid reizen in vacuŁm. Volgens mij is die gemeten lichtsnelheid op Mars het ijkpunt voor alle andere metingen die je doet van snelheden van objecten op Mars. En ook van daarbuiten.

Maar aangezien Mars zelf ook beweegt tov de aarde en de aarde beweegt tov Mars, zal iemand vanop aarde,
die op aarde licht laat schijnen in vacuŁm zijn licht en het licht op Mars aan lichtsnelheid meten waarvoor stilstand en to betekent: tov aarde.
En dus zal massa en snelheid op aarde een ander maximum kennen voor de van daaraf waargenomen objecten op Mars. relatief tot de metingen die men op Mars doet van objecten op aarde met Mars als rustpunt voor lichtsnelheid (die daar ook frame-onafhankelijk op 300.000 km/sec ligt).

Niks mag toch boven je c komen. Maar c is wel tijd-ruimtecoŲrdinaat (ruimte-inname/tijdsverloop) dat dus een coŲrdinaatafhankelijke grootheid is. Een coŲrdinaat die volgens mij niet frame-ongebonden bestaat.
Vanaf de coŲrdinaat waar jij c vaststelt, mag niks daarboven komen, lees ik telkens weer.
Dus heb je transformaties nodig om de waarnemingen te vertalen naar waarnemingen in andere andere stelsels.

Veranderd door Maartenn100, 05 januari 2011 - 23:30






0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures