Wetenschapsforum

Gravitationele roodverschuiving volgt uit de Algemene Relativiteits theorie, maar ook zonder kennis van deze theorie is gemakkelijk in te zien dat dergelijk fenomeen moet bestaan.

Stel dat er geen gravitationele roodverschuiving zou zijn. Een lichtstraal die vanaf het aardoppervlak wordt uitgezonden, zal 100 km hoger nog altijd dezelfde energie bevatten. Als we nu op deze hoogte al deze energie omzetten in massa (bv met zonnecellen) en we laten deze massa naar beneden vallen, dan hebben we een perpetuum mobile gemaakt. Conclusie is dat er wel gravitationele roodverschuiving moet zijn.

Gravitationele roodverschuiving volgt dus eigenlijk uit de wet van behoud van energie.

Mijn vraag is nu de volgende:

Stel dat een massa 1 enkele foton uitzendt met energie E=pc . Wegens behoud van impuls zal de massa een tegengestelde impuls krijgen. Na een bepaalde tijd zal het foton gravitationeel roodverschoven zijn en dus nog energie E' hebben die kleiner is dan E met E'=p'c waarbij p' < p

Aangezien het foton massaloos is, zal deze geen invloed hebben op de impuls van da massa. De vraag is dus hoe het komt dat er geen behoud van impuls is?

De vraag is dus hoe het komt dat er geen behoud van impuls is?

omdat er een kracht werkzaam is op de golf

als je een bal omhoog schiet, dan heeft die op zijn hoogste punt toch ook minder impuls dan beneden

....

Impulsbehoud geldt alleen voor vrije deeltjes. En een deeltje in een zwaartekrachtsveld is niet vrij. Er werkt een kracht op, namelijk het zwaartekrachtsveld.

zaghtak schreef:De vraag is dus hoe het komt dat er geen behoud van impuls is?

omdat er een kracht werkzaam is op de golf

als je een bal omhoog schiet, dan heeft die op zijn hoogste punt toch ook minder impuls dan beneden

Inderdaad, als een bal omhoog wordt geschoten, dan zal zijn impuls afnemen. Bij het omhoogschieten krijgt de aarde echter een tegengesteld impuls en aangezien de bal ook de aarde aantrekt, zal ook de impuls van de aarde afnemen. In dit geval is er op elk moment behoud van impuls.

In tegenstelling tot de bal die de aarde aantrekt, trekt een foton de aarde niet aan en de impuls van de aarde zal dus ongewijzigd blijven, die van het foton niet wegens gravitationele roodverschuiving.

zaghtak schreef:....

Impulsbehoud geldt alleen voor vrije deeltjes. En een deeltje in een zwaartekrachtsveld is niet vrij. Er werkt een kracht op, namelijk het zwaartekrachtsveld.

en licht staat ook stil zeker

In tegenstelling tot de bal die de aarde aantrekt, trekt een foton de aarde niet aan...

Weet je dit zeker? Ik dacht namelijk dat energie de ruimte ook kromt (en dus effectief een gravitatieveld heeft), zoals massa dat doet - alleen is er lokaal een flinke hoeveelheid energie nodig om een enigzins merkbaar effect te krijgen.

Kan iemand dit bevestigen, of een relevante bron aanhalen? Ik heb even gegoogled, maar tot zover geen succes gehad.

volgens mij trekt een foton net zo hard aan de aarde als de aarde aan een foton.

Newton's wetten toch?

Brinx schreef:

zaghtak schreef:
In tegenstelling tot de bal die de aarde aantrekt, trekt een foton de aarde niet aan...

Weet je dit zeker? Ik dacht namelijk dat energie de ruimte ook kromt (en dus effectief een gravitatieveld heeft), zoals massa dat doet - alleen is er lokaal een flinke hoeveelheid energie nodig om een enigzins merkbaar effect te krijgen.

Kan iemand dit bevestigen, of een relevante bron aanhalen? Ik heb even gegoogled, maar tot zover geen succes gehad.

Licht volgt wel de kromming van ruimte-tijd, daardoor kan licht afgebogen worden door een massa. Licht zelf kromt de ruimte-tijd niet. Bij invulling van massa nul in de Scharwzschield metriek volgt de gewone Lorentzmetriek en dus een vlakke ruimte-tijd.

Volgens mij zit de fout ergens bij de waarnemer. De waarnemer zelf (namelijk het stelsel waarin de totale impuls nul is op tijdstip 0) zal ook de ruimte-tijd kromming volgen.

(volgens newton trekt de aarde geen licht aan)

Een foton is wel energie. ik dacht dat energie de ruimtetijd ook kromde.

Een foton is wel energie. ik dacht dat energie de ruimtetijd ook kromde.

Klopt. In principe kromt een elektromagnetisch veld de ruimte-tijd ook; je kunt voor zo'n scalarveld een energie-momentumtensor afleiden, bijvoorbeeld met behulp van Noethers theorema, en dan kun je die evenredig stellen met de Einstein-tensor.

Rudeoffline schreef:

zaghtak schreef:....

Impulsbehoud geldt alleen voor vrije deeltjes. En een deeltje in een zwaartekrachtsveld is niet vrij. Er werkt een kracht op, namelijk het zwaartekrachtsveld.

en licht staat ook stil zeker

Maar natuurlijk.

volgens newton trekt de aarde geen licht aan

nee, maar hij zei wel

actie = -reactie

De aarde voelt de zelfde kracht in de richting van mij als ik in de richting van de aarde . (aarde is zwaarder bla bla bla bla)

zo geld dat ook voor een foton lijkt mij, maar dat neem ik zelf maar aan.

verbeter me als ik het fout heb

volgens newton trekt de aarde geen licht aan

nee, maar hij zei wel

actie = -reactie

De aarde voelt de zelfde kracht in de richting van mij als ik in de richting van de aarde . (aarde is zwaarder bla bla bla bla)

zo geld dat ook voor een foton lijkt mij, maar dat neem ik zelf maar aan.

verbeter me als ik het fout heb

Ja, maar met de klassieke mechanica kun je een foton geen massa geven, zoals dat in de semi-moderne natuurkunde nog wel es wordt gedaan en daarmee wordt afgeleid dat fotonen worden afgebogen door zwaartekracht. Volgens Newton wordt licht zeker niet aangetrokken door massa's. Actie-reactie geldt hier dus niet

zaghtak schreef:Gravitationele roodverschuiving volgt uit de Algemene Relativiteits theorie, maar ook zonder kennis van deze theorie is gemakkelijk in te zien dat dergelijk fenomeen moet bestaan.

... Gravitationele roodverschuiving volgt dus eigenlijk uit de wet van behoud van energie.

Even een oude koe uit de sloot en een foton uit een gravitatieveld helpen :

Ik heb de laatste tijd wat gelezen over Grav.Redshift en ik heb juist begrepen dat de shift de andere kant op werkt.

Licht dat van de aarde de ruimte in vliegt zou daarbij een Blueshift ondervinden.

Zonder algemene Relativiteit is dit niet te verklaren.

Newton zou alleen hebben kunnen concluderen dat licht meer potentiele energie krijgt in dit voorbeeld en dus andere energie kwijt moet raken.

Ik denk dat in de bovenstaande redenering zaghtak geen rekening houdt met de vervorming van de ruimte die het relativistisch denken noodzakelijk maakt. wat is er anders relatief aan deze ruimtevervorming ? =D>

Ik denk dat er wel behoud van impuls is en dat zou kunnen doordat de frequentie afneemt, maar ook doordat de snelheid afneemt. In mijn visie is de ruimte in een gravitatieveld uitgerekt en daardoor lijkt de frequentie voor iemand op aarde toe te nemen wanneer het licht de aarde verlaat. Ten opzichte van de ruimte veranderen de frequentie en de snelheid echter niet.

Paul_1968 schreef:Licht dat van de aarde de ruimte in vliegt zou daarbij een Blueshift ondervinden.

Zonder algemene Relativiteit is dit niet te verklaren.

Dit betekent dan toch een ernstige schending van het principe van energiebehoud? Heb je hier een bron voor (eventueel een boek), ik zou er wat meer over willen weten...

Edit: zeker dat je niet mist met wat er hier in de eerste paragrafen staat?