Springen naar inhoud

Lichtsnelheid = tijd


  • Dit onderwerp is gesloten Dit onderwerp is gesloten

#1


  • Gast

Geplaatst op 27 september 2011 - 00:45

physicalattraction: Deze topic is afgesplitst van deze topic.
Ben zelf ook wel met SRT bezig maar bepaalde zaken zijn mij nog niet duidelijk of zou ik graag bevestigd willen zien door anderen met meer kennis.

Ik dacht dat de lichtsnelheid gezien kan worden als het universele begrip "tijd" in de ruimte. Vanaf de oerknal is de tijd vast te leggen in lichtjaren. Het punt waarin bijv. een lichtstraal ontstaat zou je een absoluut rustpunt kunnen noemen, alle andere punten zou je daar aan kunnen refereren. Doch zo'n punt is praktisch niet terug te vinden omdat elke bron ook in beweging is en lichtstralen flarden zijn. Maar terug langs de weg van de lichtstraal ligt ergens het absolute rustpunt (denk ik). Het zou dus het snijpunt kunnen zijn van twee lichtstralen van dezelfde bron.

Onze tijden wordt volgens de SRT steeds vergeleken met de lichtsnelheid. Ben je in beweging dan meet je op je meegenomen lichtklokje minder cycles van het licht dan iemand die minder beweegt en zeggen we dus dat de tijd langzamer gaat. Ik maak me dat visueel duidelijk door a.h.w. met een lichtstraal in dezelfde richting te bewegen en zie dan letterlijk dat er minder cycles voorbij komen dan in rusttoestand (mijn weg die ik meet is ook korter, dus de lichtsnelheid die ik meet is dus constant). Zo is de theorie van Einstein ook ontstaan met bijv. de eigenschap van lichtstralen en constante snelheid die je overal meet (in vaccum).

Maar de lichtsnelheid wordt in sommige andere mediums kleiner gemeten. Nu komen mijn vragen ?

1) Kun je dan stellen dat in dat medium ook de tijd langzamer verloopt ?

2) Men spreekt wel eens over wormholes waarin de tijd sneller zou gaan, zou langs die route het licht ook sneller gaan (mogelijk niet omdat een wormhole niet rechtlijnig is) ?

3) Is mijn voorstelling van het begrip "tijd" juist ? Eerlijk gezegd (heb wiskunde gedaan lang geleden) zou ik het anders niet meer weten ..

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

#2

physicalattraction

    physicalattraction


  • >1k berichten
  • 3104 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 27 september 2011 - 08:18

[quote name='digi' post='691325' date='27 September 2011, 01:45']1) Kun je dan stellen dat in dat medium ook de tijd langzamer verloopt ?[/quote]
Deze vraag is al meerdere malen aan bod gekomen op dit forum, zie bijvoorbeeld  
2) Men spreekt wel eens over wormholes waarin de tijd sneller zou gaan, zou langs die route het licht ook sneller gaan (mogelijk niet omdat een wormhole niet rechtlijnig is) ?[/quote]
Deze interpretatie van wormholes ken ik niet. Ik ken wel de interpretatie dat ze een soort van "shortcut" vormen in onze driedimensionale wereld door gebruik te maken van een hogere dimensie. Vergelijk het met een shortcut dwars door de aarde om naar Japan te gaan i.p.v. over de aardbol. De afstand die afgelegd is, is dan dus kleiner, en zo zou je sneller dan het licht kunnen reizen als je geen weet hebt van die extra dimensie. Probleem is dat het bestaan van wormholes nog nooit aannemelijk is gemaakt.

[quote name='digi' post='691325' date='27 September 2011, 01:45']3) Is mijn voorstelling van het begrip "tijd" juist ? Eerlijk gezegd (heb wiskunde gedaan lang geleden) zou ik het anders niet meer weten ..[/quote]
Een voorstelling van het begrip tijd is al enorm lastig, maar je taalgebruik maakt het er alleen maar nog lastiger op om er over te discussiëren. Je stelt het begrip tijd namelijk gelijk aan het begrip lichtsnelheid, terwijl dit toch echt twee verschillende dingen zijn. Daarna meld je dat tijd in lichtjaren wordt gemeten, terwijl een lichtjaar een eenheid voor afstand is. Iets klopt er dus niet aan je notie van tijd. Ik heb echter geen kant-en-klaar antwoord voor je wat tijd nu wel is; ik vind het ook meer een filosofische vraag dan een natuurkundige vraag.

#3


  • Gast

Geplaatst op 27 september 2011 - 17:54

Bedankt voor je antwoorden en fijn dat dit een apart topic is geworden.

Ik ben zelfstandige en zo druk met mijn werk dat ik er steeds te weinig tijd voor heb om het onderwerp uit te diepen, terwijl de interesse zeer groot is. Als ik er aandacht aan besteed vliegen de uren voorbij met denken. Ik hik steeds tegen hetzelfde onderwerp aan waardoor ik niet verder kom (en niet wil, want het uitgangspunt moet goed begrepen worden anders zinloos).

Ik zal nu proberen correcter in de uitleg om te gaan met eenheden.

Ik heb begrepen dat de lichtsnelheid overal in het universum (vaccuum) als dezelfde constante wordt gemeten (bij niet
versnelde bewegingen) of is de aanname in de SRT (postulaat), dus afstand / tijd is steeds hetzelfde (al heeft men overal
andere eenheden, maar de SRT geeft de formules om deze eenheden om te rekenen naar de eenheden in jouw bewegende stelsel gebruikt). Beweeg je in het ene stelsel sneller t.o.v. het andere stelsel, dan zal de tijd in het sneller bewegende stelsel trager verlopen t.o.v. de tijd in het andere stelsel (tijd uitgedrukt in de eenheden van dat andere stelsel).

Het is dus allemaal relatief, er is geen absolute afstand of absolute tijd maar wel een absolute lichtsnelheid.

Steeds als je in staat zou zijn een lichtstraal op een oscilloscoop af te beelden in jouw bewegende stelsel zul je steeds een andere golflengte zien, want afstanden (en tijd) zijn korter dan in het andere bewegende stelsel met lagere snelheid, doch de verhouding is steeds hetzelfde en dat is de lichtsnelheid.

Mijn fout die ik maakte met te bewegen langs mijn lichtstraal in dezelfde richting (kom ik nu pas achter), en dezelfde
lichtstraal te gebruiken als mijn klokje via een oscilliscoop is, dat door die beweging de golflengte ook korter wordt in de
eenheden die ik gebruik tijdens het bewegen (in mijn bewegende stelsel).

Maar grofweg geeft mijn voorbeeld toch een beetje een indruk van hoe je de kortere tijd en afstand visueel kunt voorstellen, alhoewel de berekeningen niet zullen kloppen van herrekende tijd en afstand omdat ik het Newtonachtig benader. Zo wordt het wel overdraagbaarder naar anderen toe zonder te ingewikkelde details te gebruiken. Bij de oerknal hebben we er een constante lichtsnelheid bijgekregen waarbij de verhouding afstand en tijd altijd hetzelfde is in elk bewegend stelsel.

Maar stel nu dat je in 1 bewegend stelsel vanuit 1 punt twee lichtstralen laat ontstaan op hetzelfde moment (ik weet niet of dat zo werkt en mogelijk is). Stel dat je het snijpunt van die 2 lichtstralen kunt herleiden (lichtstraal heeft geen massa en niet onderhevig aan Newton wetten), dan zou dat punt vanuit elk bewegend stelsel hetzelfde moeten zijn, dus een punt behorende bij het basisstelsel met als oorsprong het punt van de oerknal.

Vraag (laatste want het wordt nu allemaal duidelijk, tijd is net als afstand ook een relatief begrip, maar de verhouding is
absoluut) :

Is richting dan ook een relatief begrip (uiteindelijk wel denk ik maar voor elk stelsel t.o.v. het basisstelsel, niet) ?

Zo niet dan is er een punt uit het basisstelsel te bepalen waarin een lichtstraal is ontstaan terwijl je inmiddels al
bewegende ver weg bent, dan zou je alle bewegingen aan dat punt kunnen laten refereren want via de richting van twee
lichtstralen terug te gaan kom je vanuit elk stelsel (waarin die lichtstralen te traceren zijn) in hetzelfde punt uit van het
basisstelsel. Vanuit dat punt en m.b.v. het licht zijn afstanden en tijden te herleiden en dus eenheden op te stellen van het basisstelsel, het stelsel waaraan elk ander stelsel relatief is. Het basisstelsel ontstaan vanuit het punt van de oerknal
(maar zal wel weer relatief zijn t.o.v. andere oerknallen met zijn eigen lichtsnelheidsconstanten).

Maar je hebt aan zo'n basisstelsel niets ;). Alles is enkel interessant vanuit je eigen stelsel bekeken en je kunt het
omrekenen naar een ander stelsel eventueel m.b.v. Einstein. In een sneller stelsel kun je ouder worden omdat de tijd van alle processen in je lichaam ook langzamer verloopt, dus ook de afbraak.

Conclusie: lichtsnelheid is niet tijd maar gewoon een absolute verhouding van afstand die het licht aflegt per tijdseenheid
in elk (bewegend, niet versnellend) stelsel met zijn eigen eenheden!

#4

physicalattraction

    physicalattraction


  • >1k berichten
  • 3104 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 28 september 2011 - 08:03

Stel dat je het snijpunt van die 2 lichtstralen kunt herleiden (lichtstraal heeft geen massa en niet onderhevig aan Newton wetten), dan zou dat punt vanuit elk bewegend stelsel hetzelfde moeten zijn, dus een punt behorende bij het basisstelsel met als oorsprong het punt van de oerknal.

Ik weet niet precies waar je met de discussie heen wil. Wel viel me bovenstaande quote op. Bedenk je dat licht weldegelijk aangetrokken wordt door massa. Zie bijvoorbeeld dit bericht op ons forum.

#5


  • Gast

Geplaatst op 29 september 2011 - 04:04

In mijn eerste schrijven #1 ben ik wat onnauwkeurig geweest met formuleren, vandaar de verkregen titel.

Lichtsnelheid lijkt mij geen notie te geven van tijd, mogelijk meer notie van enkel afstand (omdat deze zo groot is per 1 sec.), vandaar dat deze in lichtjaren wordt uitgedrukt (om grote afstanden mee aan te geven). Tijd creer je zelf door een duur aan te geven in eenheden, en lichtsnelheid is een gewone snelheid net als andere snelheden van objecten. Maar je kunt natuurlijk de eenheid sec. ook definieren als dat het licht die bepaalde weg heeft afgelegd (in vaccuum dan).

Wel heb ik nu eindelijk in mijn tweede schrijven #3 mijn eigen probleem opgelost waardoor ik het uitganspunt nu eindelijk begrijp in de SRT en nog belangrijker dat ik dit kan overdragen aan anderen met een duidelijk visueel voorbeeld (kortere afstand en kleinere tijd bij hogere snelheid voor dezelfde weg) via dezelfde lichtgolf te gebruiken in twee stelsels, en door die lichtgolf (patroon) tevens als meetlat en tijdsklokje te gebruiken in beide stelsels. Dat geeft eindelijk verlichting in het denken daarover ...

Ja die opmerking over dat afbuigen is ook interressant maar dat lees ik nog wel in de loop van de tijd in de boeken nu ik het startgevoel voor de SRT heb gekregen (en niet steeds in een cirkeltje zit te denken).

Maar als het licht niet zou afbuigen dan zou het snijpunt van 2 lichtstralen een punt beschrijven dat a.h.w. stilstaat en al het andere erom heen is in beweging omdat licht geen massa heeft en niet gevoelig is voor Newton (niet gevoelig voor snelheden van de lichtbron). Via een lichtstraal zou je a.h.w. kunnen zien of je zelf beweegt (in theorie natuurlijk want allemaal onuitvoerbaar) in het heelal. Maar ook zo'n stilstaand punt is onbruikbaar (als alles beweegt, je zou het nooit kunnen markeren ;)). Maar grappig blijft dat licht ontstaat in "stilstaande" punten.

En wat is een lichtstraal. 1 afgevuurde foton beschrijft een rechte lijn zodat voor mijn gevoel de SRT klopt (ik heb genoeg wiskundig gezien aan 1 foton om het exact te maken). Maar als een bewegende bron fotonen achter elkaar afvuurt dan is die lichtstraal niet meer recht lijkt me, meer een zwabberstraal, zo kun je je van alles blijven afvragen als leek zijnde ... het effect zal het grootste zijn op bijv. tegen de lichtsnelheid aan ... volgens mij vuur je dan steeds losse fotonen af ... gelukkig zijn onze snelheden zo laag dat je je eigen daar niet te veel druk over hoeft te maken ..

Veranderd door digi, 29 september 2011 - 04:10


#6


  • Gast

Geplaatst op 02 oktober 2011 - 22:01

Ik kom hier toch op terug, volgens mij geeft lichtsnelheid een notie van tijd. Omdat je de eenheid van tijd zou kunnen definieren dat licht 300.000km heeft afgelegd per seconde, een tijd die universeel is in het heelal waar je ook bent. Andere tijdsafspraken hebben geen uniforme betekenis in het heelal en zijn ook tijdelijk. Zodra de aarde er niet meer is, heeft onze tijdsaanduiding geen betekenis meer. Dus na de oerknal hebben dankzij de lichtsnelheid ruimte en tijd een betekenis.

Met volgend probleem sukkel ik al een hele tijd, wat klopt hier niet ?

A <---------------------- C x T1 ----------------------------------------> B : stelsel S1 waarnemer 1

A <--- V x T1 ---><----------------------------- C x T2 ---------------> B : stelsel S2 waarnemer 2

Bij waarnemer 1 komt een lichtgolf voorbij die na 1 seconde 300.000 km verderop in B aankomt.

Waarnemer 2 reist vanuit A met snelheid V met de lichtgolf mee.

Als waarnemer 2 die lichtgolf gebruikt om de afstand te meten naar B, dan telt deze minder cycles zodat de afstand iets kleiner zal zijn en ook de tijd iets kleiner zal zijn, het beeld van de SRT. Voor waarnemer 2 is de tijd trager.

Dus C . T1 = V . T1 + C . T2 waaruit volgt T2 = T1 . (1 - V/C). Klopt met de verwachting van de SRT, als V=C dan is T2 = 0, de tijd staat stil (ik weet dat V niet C kan zijn maar bijna!). Als V= 0, dan is T2 = T1. In beide situaties is de lichtsnelheid C, hetzelfde dus.

Maar die formule is niet hetzelfde als bij de SRT.

Wat zie ik hier verkeerd terwijl toch aan de SRT wordt voldaan, lijkt het (in ieder geval is het beeld van korter worden van zowel afstand als tijd wel duidelijk zichtbaar al kloppen de cijfers nog niet exact) ?

#7


  • Gast

Geplaatst op 10 oktober 2011 - 16:03

Dit bovenstaande probleem is uitgewerkt in dit topic

#8


  • Gast

Geplaatst op 14 oktober 2011 - 03:29

Dit bovenstaande probleem is uitgewerkt in dit topic


Ik denk dat de lichtsnelheid ons tijdsbegrip representeert. Dit volgt uit de uitwerking in dit topic (hetzelfde als hierboven). Bekijk antwoord #18.

Veranderd door digi, 14 oktober 2011 - 03:30


#9

Rogier

    Rogier


  • >5k berichten
  • 5679 berichten
  • VIP

Geplaatst op 14 oktober 2011 - 15:39

300.000km lichtgolf staat voor 1 seconde (in vaccuum, de basis van Einstein) en presenteert tijd.

In dat geval: hoe lang is 1 km precies?
In theory, there's no difference between theory and practice. In practice, there is.

#10

AW78

    AW78


  • >25 berichten
  • 45 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 25 januari 2012 - 02:50

Bedenk je dat licht weldegelijk aangetrokken wordt door massa.

Licht bestaat uit massaloze fotonen, en zwaartekracht kan dus niet rechtstreeks invloed uitoefenen op die fotonen. Dat wij een lichtstraal wel degelijk zien afbuigen, komt omdat de massa de ruimte waardoor de fotonen zich bewegen kromt, en niet de fotonen zelf.

#11

peterdevis

    peterdevis


  • >1k berichten
  • 1393 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 januari 2012 - 17:02

Licht bestaat uit massaloze fotonen, en zwaartekracht kan dus niet rechtstreeks invloed uitoefenen op die fotonen. Dat wij een lichtstraal wel degelijk zien afbuigen, komt omdat de massa de ruimte waardoor de fotonen zich bewegen kromt, en niet de fotonen zelf.


Om het helemaal scherp te stellen. In de Algemene relativiteitstheorie bestaan geen krachten.
Energie buigt de ruimte tijd, licht volgt een geodeet (= equivalent van de rechte in een gebogen oppervlak).
het zien duurt een seconde, de gedachte blijft voor altijd
"Blauw"

#12

AW78

    AW78


  • >25 berichten
  • 45 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 26 januari 2012 - 19:49

Om het helemaal scherp te stellen. In de Algemene relativiteitstheorie bestaan geen krachten.
Energie buigt de ruimte tijd, licht volgt een geodeet (= equivalent van de rechte in een gebogen oppervlak).

Dus als ik het goed begrijp, hebben de andere drie fundamentele natuurkrachten (sterke en zwakke kernkracht en elektromagnetische kracht) hetzelfde effect op de ruimte-tijd als de zwaartekracht, namelijk verbuigen?
(Zij het op een veel kleinere schaal natuurlijk.)

#13

physicalattraction

    physicalattraction


  • >1k berichten
  • 3104 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 27 januari 2012 - 10:35

Een interessante gedachte. De ART zegt hier echter niks over, want er zitten geen overige fundamentele krachten in ART.

#14

eendavid

    eendavid


  • >1k berichten
  • 3751 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 januari 2012 - 11:14

Zwaartekracht 'verbuigt de ruimtetijd' niet. De kromming van de ruimtetijd is zwaartekracht. Het zijn de materiedeeltjes, en ook de andere krachtvelden, die deze kromming veroorzaken.

Maar dus voor alle duidelijkheid: op de ruimtetijd bestaat enerzijds een 'kromming', die dicteert hoe vrije deeltjes bewegen, en anderzijds krachtvelden (zoals het elektromagnetisch veld) die een andere invloed hebben op materie dan enkel via deze kromming. Er is immers niet alleen interactie gravitatie-materie of gravitatie-krachtveld. Als je ook interactie tussen de materie-krachtveld onderling bekijkt (zoals tussen een elektron en een elektrisch veld), dan vind je gewoon dat deeltjes niet op geodeten bewegen: er is een afwijking van de geodetische baan. Bijvoorbeeld, terwijl je op je stoel zit volg je geen geodeet: de elektromagnetische interactie tussen de stoel en je lichaam doet je daarvan afwijken. Het is zinvol om deze afwijking een 'kracht' te noemen. Alle fundamentele krachten zijn zonder problemen te beschrijven binnen de algemene relativiteit.

Er zijn pogingen geweest om de andere fundamentele krachten te 'unificeren' met gravitatie. Dat betekent dat men probeert om de andere krachten toch te interpreteren als een geometrisch gegeven. Kaluza-Klein theorie is hiervan het meest beruchte voorbeeld. Er wordt een 5-dimensionale ruimte bestudeerd, waarbij de vijfde dimensie bestaat uit kleine cirkels (voor de wiskundigen: LaTeX , met de indices de dimensie van de variëteit). De fundamentele grootheid is enkel de geometrie van deze ruimte (voor de wiskundigen: de metriek). Pas je daarop de wetten van algemene relativiteit toe, en bekijkt hoe de theorie eruit ziet wanneer geprojecteerd wordt naar 4 dimensies (LaTeX ), dan bekom je een geometrische beschrijving van 1. 4-dimensizwaartekracht, 2. elektromagnetisme, 3. een scalair deeltje waarvan de fysische interpretatie tot op heden onduidelijk blijft. Ik denk dat de consensus is dat een dergelijke geometrische unificatie van alle krachten nog steeds niet bereikt is.

Veranderd door eendavid, 27 januari 2012 - 11:15


#15

AW78

    AW78


  • >25 berichten
  • 45 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 27 januari 2012 - 13:24

Om terug te komen op het onderwerp hoe tijd en lichtsnelheid zich tot elkaar verhouden:
De ruimte-tijd van het universum is het product van de materie en energie die zich erin bevindt. Fotonen bewegen zich met de lichtsnelheid door deze ruimte-tijd. Zij kunnen niet versnellen of afremmen omdat zij geen rustmassa bezitten. Uit de speciale relativiteitstheorie volgt, dat de lokale tijd van een foton stil staat, en daarom kunnen wij het niet zien vervallen. Voor het foton zelf "bestaat" het fenomeen tijd (en daaruit volgend dus ook ruimte) simpelweg niet.

De vragen die dat bij mij oproept zijn:

- Is de constante waarde van de lichtsnelheid (300.000 km/s) dan eigenlijk wel een eigenschap van het foton?
- Is het geen eigenschap van de ruimte-tijd waaruit ons universum bestaat, die ervoor zorgt dat wij fotonen zien bewegen?
- Is 300.000 km/s misschien de snelheid waarmee ons universum zich uitdijt?
- En zou dat betekenen, dat als de snelheid van die uitdijing zich (over een enorme tijdsspanne) versnelt of vertraagd, de lichtsnelheid daarmee ook verandert?

Wat ik me daarbij voorstel, is het volgende:

Je neemt een doorgeknipt elastiekje en tekent daar met een pen een stip op. Als je nu aan aan het elastiekje trekt, zie je de stip in beweging komen, maar in feite blijft de stip stil staan en rek je het elastiekje waarop de stip zich bevindt uit. Een persoon die leeft in de ééndimensionale wereld van het elastiekje, ziet de stip van zich af bewegen, zoals wij het licht van alle sterren van ons af zien bewegen, en rekent de snelheid waarmee het elastiekje uitgerekt wordt toe als eigenschap van de stip! (Hij kan immers niet buiten zijn eigen dimensie kijken wat er gebeurt met het elastiekje.)

Ik stel me dus voor, dat we de fotonen, omdat ze geen ruimte innemen en dus ook niet uitgerekt kunnen worden door de uitdijing van het heelal, daarom één kant op zien bewegen met de snelheid, die gedicteerd wordt door de snelheid waarmee het heelal uitdijt.

:)





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures