Springen naar inhoud

Tijdreizen en behoudswetten


  • Log in om te kunnen reageren

#1

LVI

    LVI


  • >25 berichten
  • 76 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 23 juni 2011 - 13:12

Ik heb een fundamenteel probleem met hoe vandaag er naar tijd gekeken wordt in de fysica.

Een behoudswet komt tot stand met behulp van een eerste integraal.

Een eerste integraal is een functie G: I x U x R≥ -> R, ( t , LaTeX , LaTeX ) -> G(t, LaTeX , LaTeX ) waarvoor voor elke oplossing LaTeX (t) geldt dat :

G(t, LaTeX (t), LaTeX (t)) = G(t0, LaTeX (t0), LaTeX (t0))

voor alle t.

Als er in de tijd kan gereisd worden, wil dit zeggen dat massa ( aldus energie ) alle aanwezige massa in tijd kan inhalen. Als er dus energie van het 1 tijdstip wordt verplaatst naar het andere, dan klopt de wet van behoud van energie niet zoals omschreven als eerste integraal ...

G(t, LaTeX (t), LaTeX (t)) LaTeX G(t0, LaTeX (t0), LaTeX (t0))

Dus of het concept behoudswetten is fout, of tijdreizen is onmogelijk? Bekijk ik dit verkeerd? En wat met het reizen in tijd gebruik makende van tijdsdillatatie?

Echt een kopbreker, kan alle hulp gebruiken.

Veranderd door LVI, 23 juni 2011 - 13:14


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

#2

peterdevis

    peterdevis


  • >1k berichten
  • 1393 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 24 juni 2011 - 11:59

Ik neem aan dat je nu integreert over de ruitecoordinaten op 1 ogenblik.
Volgens mij blijft de behoudswet gelden als je integreert over de ruimtecoordinaten over de twee tijden (waar je in het verleden naar toegaat en waar je vertrekt naar het verleden)
het zien duurt een seconde, de gedachte blijft voor altijd
"Blauw"

#3

LVI

    LVI


  • >25 berichten
  • 76 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 24 juni 2011 - 12:58

hmm, thx voor je tijd peter, maar ik denk dat je misschien in de verkeerde richting denkt ( tkan ook juist zijn wat je zegt, ben geen professor ofzo :P )

Met eerste integraal wordt gewoon bedoelt bvb:

voor een conservatief systeem ( enkel graviteit) :

E = 1/2 m ((x')≤+(y')≤+(z')≤) + mgz ( dicht bij het aardoppervlak om het eenvoudig te houden ;) )

In mijn beschrijving stond dat een eerste integraal waarvoor voor elke oplossing r(t) moet gelden dat hij gelijk blijft voor alle t.

Dit is de wet van behoud van energie zoals je die dan in het middelbaar te zien krijgt.

Als er iets in de tijd kan reizen, reist er dus energie door de tijd. Hoe kan je verklaren dat een eenvoudig conservatief systeem zoals hierboven geschetst niet meer voldoet aan 'de wet van behoud van energie'. ( Dus de functie is geen eerste integraal meer )

Ik heb al antwoorden gekregen als : ja maar er gaat geen massa van 1 tijdstip naar een ander, het is dat de ene massa zijn tijd sneller loopt dan de andere.

Uiteraard is dat zo, maar als je tijd sneller beweegt dan onze tijd, dan reis je vooruit in de tijd en komt er uiteindelijk massa eerder op een bepaald punt dan de rest.

Waar ik naartoe wil is dat behoudswetten met de huidige theorie constant moeten blijven doorheen de tijd, maar met tijdreizen kan deze definitie toch onmogelijk blijven gelden? De totale energie is niet meer constant in tijd ( stel je de grafiek voor van een constante ) en dus klopt onze fysische theorie niet meer. Dit is een heel fundamenteel probleem dat inwerkt op de wortels van de fysica...

Het kan ook zijn dat ik eventueel een denkfout maak hier, indien dit zo is -> verbeter me.

In consensus nog even dus, het idee dat we hebben van tijd klopt niet met het idee dat we hebben tijdreizen. Misschien zit er daar iets fout? Ok dit wordt misschien speculatie, maar er moet toch iets zijn dat dit kan verklaren? =s

#4

Axioma91

    Axioma91


  • >250 berichten
  • 264 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 24 juni 2011 - 13:33

Ik heb al antwoorden gekregen als : ja maar er gaat geen massa van 1 tijdstip naar een ander, het is dat de ene massa zijn tijd sneller loopt dan de andere.

Uiteraard is dat zo, maar als je tijd sneller beweegt dan onze tijd, dan reis je vooruit in de tijd en komt er uiteindelijk massa eerder op een bepaald punt dan de rest.


Bekijk de situatie eens vanuit twee verschillende stelsels die eerst met hoge snelheid tov elkaar reizen en daarna bij elkaar komen om de resultaten te bespreken. Denk hierbij goed aan het begrip gelijktijdigheid, want zoiets: "en komt er uiteindelijk massa eerder op een bepaald punt dan de rest", kun je niet claimen zonder een stelsel gedefinieerd te hebben. Ik kan me ook nog niets voorstellen bij " als je tijd sneller beweegt dan onze tijd" - kijkend vanaf een "eigentijd" kan een "externe tijd" langzamer lopen. Terug in de tijdreizen is (niet heel lastig om af te leiden) niet mogelijk volgens speciale relativiteit.

Ook iets op te merken over het eerste deel van de quote:
een massa reist vanuit een tijd-ruimte coordinaat naar een ander tijd-ruimte coordinaat - je kunt die coordinaten van het ene stelsel naar het andere transformeren. Als je over tijdstippen spreekt, dan is het niet duidelijk wat je bedoelt (of die persoon). "het is dat de ene massa zijn tijd sneller loopt dan de andere" is ook niet waar voor alle waarnemers.

het zou goed kunnen dat je hier neits aan hebt, omdat ik je inhoudelijk (nog) niet verder kan helpen met je schrijfsel in je eerste post, maar dit zijn zo een aantal dingen die me opvielen in je laatste post - misschien volgt daaruit de oplossing..

#5

LVI

    LVI


  • >25 berichten
  • 76 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 24 juni 2011 - 15:29

Bij deze besef ik wat mijn denkfouten zijn. peterdevis en axioma : bedankt jullie hebben beiden bijgedragen tot het doen inzien van mijn problemen ;) ik zal later nog posten wat het antwoord op mijn vraag is, maar daar ontbreekt mij nu helaas alle tijd voor. Cheers.

#6

peterdevis

    peterdevis


  • >1k berichten
  • 1393 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 24 juni 2011 - 15:33

Waar ik naartoe wil is dat behoudswetten met de huidige theorie constant moeten blijven doorheen de tijd, maar met tijdreizen kan deze definitie toch onmogelijk blijven gelden? De totale energie is niet meer constant in tijd ( stel je de grafiek voor van een constante ) en dus klopt onze fysische theorie niet meer. Dit is een heel fundamenteel probleem dat inwerkt op de wortels van de fysica...


Het kan inderdaad zijn dat de huidige behoudswetten niet de correcte zijn.
Tot voor de ART was er immers ook de wet van behoud van massa. Door ART is de behoudswet van energie uitgebreid met de massa die ook als energie wordt gezien.
het zien duurt een seconde, de gedachte blijft voor altijd
"Blauw"

#7

LVI

    LVI


  • >25 berichten
  • 76 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 25 juni 2011 - 12:18

Heb even de tijd gevonden om te antwoorden op mijn eigen vraag, dankzij de hulp van axioma en peterdevis.

Om tijdsreizen met behulp van de tijdsdilatatie haal ik er even de tweelingparadox bij.

We kiezen steeds de aarde als referentiestelsel want dat is gelukkig een inetiaalstelsel ;)

Als een ruimteschip met 0;99c voorbij de aarde vliegt, zien wij zijn tijd dus trager lopen. Dit geeft echt geen problemen met behoudswetten. Het raket verlaat het systeem aarde. Voor systeem aarde klopt de wet van behoud van energie wel ( alle energie die bijkomt of weggaat is rommel die naar/uit de ruimte gaat :P) en voor het systeem raket ook. Op elk tijdstip zal er voor ons als observator op aarde, evenveel energie aanwezigzijn op het raket. Het is net het proces dat de energie opgeslaan in de brandstof omzet in beweging dat trager verloopt. DE ENERGIE WORDT TRAGER OMGEZET. Maar op elk tijdstip is de totale energie van het raket wel nog constent, ook al reist het in de tijd. Er wordt nog steeds geen gecreŽerd of vernietigd, dus de behoudswet blijft behouden :P.

Nu, als we dan naar het volledige universum kijken moet de totale energie van het volledige universum ook constant blijven. Als we naar alle systemen zo kijken als naar de tweelingsparadox, blijft dit uiteraard gelden.

Nu kan ik tot een belangrijke conclusie komen:

Tijdreizen is enkel mogelijk tengevolge van een beweging die tijdsdilatatie veroorzaakt. Je ziet namelijk dat voor de behoudswetten die we nu hebben, je voor ten opzichte van 1 systeem in de tijd te reizen, je zowiezo dat systeem eerst zal moeten verlaten. Een ogenblikkelijke sprong van tijd A naar tijd B kan zeker niet, en je zal ook niet sneller dan het licht in de tijd kunnen reizen :P. Dit omdat anders de behoudswet wel niet zal kloppen. Leuk om over na te denken vind ik :P

Terugreizen in de tijd is voor mij niet echt een wetenschappelijke optie. Zoek de tweede wet van de thermodynamica maar eens op :P

#8

Axioma91

    Axioma91


  • >250 berichten
  • 264 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 25 juni 2011 - 13:05

Terugreizen in de tijd is voor mij niet echt een wetenschappelijke optie. Zoek de tweede wet van de thermodynamica maar eens op ;)

Binnen de huidige natuurwetten niet nee, maar laatst gaf R.Penrose een NRC lezing in Leiden, waar hij vertelde over een mathematisch model waarin de entropie "gereset" werd, die de tweede hoofdwet niet schendt. Daar weet ik het fijne ook allemaal niet van, maar dat zijn wel interessante gedachten rondom heel abstracte ideen van tijd en ruimte.

In ieder geval blij te horen dat het probleem is opgelost, al is je algehele formulering mij vaak nog wat warrig :P. Ben je bekend met viervectoren (en vooral de invariante lengte)? Volgens mij kan je de oplossing van je probleem (die er nu in woorden is blijkbaar) daar heel makkelijk mathematisch mee verklaren.

Mocht je geinteresseerd zijn, dan kan ik eind volgende week wel een kleine poging wagen dat hier uit te werken..

#9

LVI

    LVI


  • >25 berichten
  • 76 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 25 juni 2011 - 13:23

Elke aanvulling en verbetering is meer dan welkom ;) De warrige uitleg, point taken :P kan inderdaad nogal wat meer structuur gebruiken :P

#10

Axioma91

    Axioma91


  • >250 berichten
  • 264 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 25 juni 2011 - 17:22

Ok omdat de verveling is toegeslagen maak ik nu even tijd.
Viervectoren zijn vectoren die bestaan uit een tijd-component en drie ruimtecomponenten. Laten we meteen beginnen met het bouwen van zo'n vector. We noemen X een viervector gedefinieerd als volgt:
LaTeX
*x is hier dus een afkorting van de componenten x,y,z
Wat kunnen we hiermee? Allereerst bepalen we de "lengte". Dat is in dit geval niet hetzelfde als normaal de lengte van een vector met n componenten nemen. We definieren de lengte LaTeX als volgt:
LaTeX
Waarom dit zo is, moet je voor nu even aannemen. Hier een kleine afleiding die je een goed idee geeft:
LaTeX
LaTeX
LaTeX
LaTeX
LaTeX
Aan de linker kant zie je precies de gedefinieerde lengte van het interval ds. Aan de rechterkant de eigentijd maal de lichtsnelheid in het kwadraat. Doe een klein gedachte experiment en kom inderdaad tot de conclusie dat dit invariant is in elk stelsel. (Zet een lamp aan op LaTeX voor beide waarnemers, bekijk waar het foton is na LaTeX voor beide waarnemers (in hun eigen stelsel dus) en bepaal de lengte... Ze meten allebei dezelfde lengte)

De viervector beschrijft voor een waarnemer dus de ruimtecomponenten en de tijdcomponent - dat samen wordt als een ruimtetijdcomponent beschouwd. We nemen de viervector X en differentieren die naar de eigentijd (denk hier eens over na, waarom?)
LaTeX
Hier heet V de viersnelheid.
Nu kunnen we een vierimpuls definieren;

LaTeX
Nu passen we een wiskundige trucje toe (ketting of product regel, dat vergeet ik altijd)
LaTeX
En je weet dat (als niet, ga dat eenvoudig even na door LaTeX
LaTeX
Dus kijken we opnieuw naar de vierimpuls P en herschrijven die als:
LaTeX
waarin de v-componenten dus respectievelijk dx/dt dy/dt en dz/dt zijn.

Als je hier bent aanbeland, dan ben je al een heel eind met een formelere opzet. Hier volgt bijna uit wat je wilt onderzoeken. Het is nu aan jou (best leuk om zelf te doen) om de lengte van de vierimpuls uit te rekenen en daar een uitspraak over te doen.

//Er kunnen foutjes in zitten - merk dat even op, dan probeer ik ze te verbeteren//
//Als je die de lengte hebt gevonden, kan je ook even kijken wat massa precies betekent in deze context (voor iedere waarnemer), als het goed is weet je het resultaat al; het is nuttig om daar op deze manier achter te komen//

#11

LVI

    LVI


  • >25 berichten
  • 76 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 juni 2011 - 13:10

Dat moest ik meer als 1x lezen om eerlijk te zijn ;). Ik heb al les gekregen over speciale relativiteit op universiteit, maar dat is meer dan een jaar geleden. Dus ik dacht er meer in worden en gedachtenexperimenten over na dan wiskundig. Nu kom jij met 4-vectoren enzo, dan denk ik: leuk :P.

Ik ben er terug een beetje in thuis, en ik snap denk ik wel alles wat jij hier zegt.

Is het niet zeker logisch dat LaTeX constant is aangezien licht voor elk stelsel met c beweegt en de eigentijd voor beide stelsels gelijk zal zijn?

Heb er ook even mijn cursus van vorig jaar bij gehaald, en daarin staat iets als
LaTeX

De totale energie E:
LaTeX

Ik kan jouw impulsvector daar niet zo goed aan linken ( ik zal vanaf volgende week beetje meer denktijd hebben, ik heb morgen nog een examen electriciteit :P )

#12

Axioma91

    Axioma91


  • >250 berichten
  • 264 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 juni 2011 - 14:04

Is het niet zeker logisch dat LaTeX



De totale energie E:
LaTeX

Ik kan jouw impulsvector daar niet zo goed aan linken ( ik zal vanaf volgende week beetje meer denktijd hebben, ik heb morgen nog een examen electriciteit ;) )

Hm ja het is even wennen aan deze notatie, maar ik vind 'm heel helder nu - je hoeft op deze manier alleen maar de vector X te onthouden en de lorentztranformatie. Met die twee kan je werkelijk alles wat je nodig hebt afleiden.

Ik zal komende week wat meer over die lengte typen en wat dingen rondom jouw probleem afleiden (vind ik zelf ook wel de moeite waard, aangezien ik dit volgende week voor tentamen toch moet weten =P). Succes met elektriciteit/magnetisme morgen! De oplossing is altijd Maxwell, mocht je de weg kwijt zijn =P

#13

Asghard

    Asghard


  • 0 - 25 berichten
  • 8 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 26 juni 2011 - 22:24

Nu, als we dan naar het volledige universum kijken moet de totale energie van het volledige universum ook constant blijven. Als we naar alle systemen zo kijken als naar de tweelingsparadox, blijft dit uiteraard gelden.



Toch jammer dat mijn post verwijderd is. Hoewel niet "wetenschappelijk" onderbouwd, vertelde ik niet meer dan wat hierboven staat. Met die kleine toevoeging dat de totale massa/energie van wat is (meerdere ruimtes) dus ook niet veranderd. Nogmaals jammer dat je dan eigenlijk als niet wetenschapper niet mee kunt/mag bomen over vraagstukken.

Veranderd door Asghard, 26 juni 2011 - 22:24


#14

LVI

    LVI


  • >25 berichten
  • 76 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 juni 2011 - 22:45

Alle wetten van ons model zijn geldig binnen ons universum. Daarbuiten wordt het me te speculatief ... Om zomaar aannames te speculeren over wat geldig is in andere universa wordt onwetenschappelijk.

Jij trekt de wetten van ons universum gewoon door naar een groter geheel. Moest dat zomaar mogen zou newtoniaanse fysica ons ook helpen op grotere schaal, wat blijkt -> dat is niet zo. Tenzij je beschikt over een algemene theorie van alles mag je niet zomaar alles doortrekken naar alle gevallen.

Je kan in die richting beginnen denken, maar dat is heel moeilijk. Je moet maar eens wat opzoeken...

Ook was jouw stelling te afwijkend van dit onderwerp, ik weet zeker dat ze je niet zomaar uitsluiten, maar gewoon deze reden de motivatie was tot het verwijderen van je post.

#15

Axioma91

    Axioma91


  • >250 berichten
  • 264 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 30 juni 2011 - 13:53

Zo mijn tentamens zijn ook voorbij - als je zin hebt, kan ik bovenstaande post nog iets verder uitwerken, maar daarvoor heb ik een klein beeld nodig van wat je allemaal weet rondom SRT (paar kernwoorden) - viervectoren had je nooit eerder gezien? Vroeg me daarover iets af - studeer je op een uni natuurkunde of technische natuurkunde? Die viervectoren zijn zo handig, dat ik me niet kan voorstellen dat ze niet in een eerstejaars curriculum zitten =O.

Over de verwijderde post, die ik een tijdje geleden vluchtig heb gelezen; het probleem met zulke gewaagde uitspraken, die niet axiomatisch/empirisch/wetenschappelijk onderbouwd zijn, kun je werkelijk alle kanten op. Dat is natuurlijk absoluut niet verkeerd, maar het gat tussen "echte wetenschap" en dat gewaagde filosofische is wel heel erg groot.

Als wiskundige is het makkelijker gewaagde uitspraken voor je rekening te nemen - je zegt; "ik ga iets bouwen wat aan de volgende eisen voldoet: ....", je leidt af wat uit je voorwaarden/axiomas af te leiden is en trekt conclusies. Dat vind ik een enorm elegante tak van de wetenschap, die op de rand van wat de mens nu begrijpt opereert. Mathematische natuurkunde is het grensvlak tussen die twee en daarmee een interssante vervolgstudiekandidaat, maargoed dat duurt voor mij ook nog twee jaartjes..

In ieder geval is een filosofische benadering nuttig en goed om onze vastgeroeste ideeen een beetje los te weken, maar je zult er in exacte wetenschappen pas iets aan hebben als de wiskunde het toelaat..





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures