Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?

Ruud1234

Stel dat er geen uitzetting van het heelal zou zijn.
Dan zouden twee massa's, ieder aan een uiteinde van het heelal (als er zoiets bestond) elkaar nog aantrekken en zouden de massa's naar elkaar komen.
Omdat het heelal uitzet, moet er een afstand zijn in de ruimte, waarbij de aantrekkingskracht van de massa's en de uitzetting van het heelal elkaar precies opheffen.
De massa's zijn dus in rust ten opzichte van elkaar.
Vanuit het perspectief van de aarde (als de aarde de ene massa is) moet er dus een kracht werken op de andere massa, want anders zou die naar de aarde toe versnellen.

317070

Ruud1234 schreef: Vanuit het perspectief van de aarde (als de aarde de ene massa is) moet er dus een kracht werken op de andere massa, want anders zou die naar de aarde toe versnellen.

Het lijkt op een kracht, maar het moet er daarom geen zijn. Het is (zoals je al aangaf) een kromming van de ruimtetijd en die krommingen zien er uit als een kracht.

Ruud1234

317070 schreef: Het lijkt op een kracht, maar het moet er daarom geen zijn. Het is (zoals je al aangaf) een kromming van de ruimtetijd en die krommingen zien er uit als een kracht.

Ik begrijp niet wat u bedoelt.
Als de ruimte uitzet, lijkt het er op, dat de ruimte een "koppeling" heeft met massa.
Ze is namelijk in staat de massa tegen een "zwak" zwaartekrachtveld in te verplaatsen.
De uitzetting voegt dus potentiele energie toe aan de massa.
Om energie toe te voegen heb je een kracht nodig.
Die koppeling is niet absoluut lijkt op een ogenschijnlijk meer op een frictie, want de massa wordt wel meegenomen bij die uitzetting, maar niet tegen de de zwaartekracht in als die groot genoeg is.
Voor de massa's die in rust zijn, zou je waarschijnlijk als beeldvorming kunnen zeggen, dat de uitzettende ruimte tegen de massa's blaast. net als de wind tegen een ballonnetje.

Ik moet er wel bij zeggen, dat ik het begrip uitzetting van de ruimte verwarrend vind.
Blijkbaar mag je het van elkaar verwijderen van voorwerpen door die uitzetting niet zomaar snelheid noemen, wat die "snelheid" kan als de afstand groot genoeg wordt de lichtsnelheid overschrijden en dat heeft Einstein verboden.
Je hebt problemen met het de definitie" in rust" ten opzichte van elkaar.(is in rust inclusief of exclusief de uitzetting van de ruimte.)
Wat ik ook niet zeker weet is of verplaatsing door de uitzetting van het heelal, wel de zelfde natuurkundige wetten heeft, als een gewone verplaatsing.
De ogenschijnlijke overschrijding van de lichtsnelheid lijkt te suggereren van niet.
Verder vraag ik mij af in hoeverre die uitzetting gewoon een kwestie van perspectief is.
Als die kracht van de uitzetting groot genoeg was om ook ons groter te maken, zouden we waarschijnlijk nooit een roodverschuiving zien.

317070

Ruud1234 schreef: Blijkbaar mag je het van elkaar verwijderen van voorwerpen door die uitzetting niet zomaar snelheid noemen, wat die "snelheid" kan als de afstand groot genoeg wordt de lichtsnelheid overschrijden en dat heeft Einstein verboden.
Je hebt problemen met het de definitie" in rust" ten opzichte van elkaar.(is in rust inclusief of exclusief de uitzetting van de ruimte.)
Wat ik ook niet zeker weet is of verplaatsing door de uitzetting van het heelal, wel de zelfde natuurkundige wetten heeft, als een gewone verplaatsing.

Dat klopt allemaal. Beweging door uitzetting van de ruimte veroorzaakt een schijnkracht. Maar het is geen kracht, omdat het geen versnelling t.o.v. een lokaal referentiestelsel veroorzaakt. Iemand op die planeet voelt geen versnelling als gevolg van de uitzetting, dus is het geen kracht.

Ruud1234

Er lijkt in die redenering iets strijdig te zijn.
Dat zit in het punt energie.
De ruimte zet uit, 2 massa's verwijderen zich van elkaar en dus verwacht je dat de potentiele energie van die twee massa's ten opzichte van elkaar toeneemt, omdat de afstand toeneemt.
Die energie moet ergens vandaan komen en op die massa's worden overgebracht.
Dat kun je dan een schijnkracht noemen, maar die energie is erg reeel.
Of je stelt dat die energie niet toeneemt door de uitzetting van het heelal, maar dan heb je opeens een veel groter probleem.

317070

Ruud1234 schreef:Of je stelt dat die energie niet toeneemt door de uitzetting van het heelal, maar dan heb je opeens een veel groter probleem.

Nee, over het algemeen wordt (bij mijn weten) de positie ingenomen dat energie niet behouden wordt bij de uitdijing van het heelal. Maar gans die discussie is heel erg verweven met de discussie over energiebehoud in de algemene relativiteitstheorie: http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/energy_gr.html

In flat spacetime (the backdrop for special relativity) you can phrase energy conservation in two ways: as a differential equation, or as an equation involving integrals (gory details below). The two formulations are mathematically equivalent. But when you try to generalize this to curved spacetimes (the arena for general relativity) this equivalence breaks down. The differential form extends with nary a hiccup; not so the integral form.

Ook op dit forum zijn er veel topics over dat (problematische?) onderwerp.

Ruud1234

317070 schreef: Nee, over het algemeen wordt (bij mijn weten) de positie ingenomen dat energie niet behouden wordt bij de uitdijing van het heelal. Maar gans die discussie is heel erg verweven met de discussie over energiebehoud in de algemene relativiteitstheorie: http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/energy_gr.html

Ook op dit forum zijn er veel topics over dat (problematische?) onderwerp.

Ik had in ieder geval gelijk, dat je opeens een groter probleem hebt.
Maar wat is nu het antwoord op de vraag hoe groot de potentiele energie is, als een massa door de uitzetting van het heelal 1 meter wordt verwijderd van een andere massa?
Is die net zo groot als dat ik het met de hand doe?

317070

Is die net zo groot als dat ik het met de hand doe?

Dat hangt af van welke definitie voor energie je kiest.

Ruud1234

317070 schreef: Dat hangt af van welke definitie voor energie je kiest.

Laten we zeggen de kracht waarop hij op mijn teen valt?(of niet)
Of anders als we er een weegschaal onder zetten.
Als de massa namelijk van uit mijn standpunt op aarde, geen potentiele energie heeft gekregen, kan hij ook niet vallen lijkt me, want dan zou hij met een kinetische energie van nul op de grond moeten vallen.
Dit voorbeeld klopt uiteraard niet helemaal, want je moet al beginnen met een afstand tussen de twee massa's.
Maar je zou je een bijna oneindig kleine afstand om mee te beginnen kunnen nemen over een bijna oneindig lange periode.
Dan bestaat bijna de volledige meter afstand, uit afstand veroorzaakt door de uitzetting van het heelal.

Ruud1234

Ik heb er nog eens over nagedacht hoe ik dat verhaal met die uitzetting zo duidelijk mogelijk kan maken.
Ik heb gedacht aan een weegschaal, 2 massa's aan een veer en nog wat opties.
Dat vond ik allemaal lastig te formuleren.
Uiteindelijk ben ik bij een spoortreintje uitgekomen.

We hebben een stukje rails met een stootblok.
Dat is de aarde en we bekijken de situatie vanuit de aarde.
Bij dat stootblok staat een electromagneetje.
Verder hebben we een goederenwagonnetje ook met een electromagneetje er op.
Beide krijgen stroom van de rails.

De wagon staat op 10 cm van het stootblok.
Als we de wagon loslaten zal de potentiele energie van het magnetische veld worden omgezet in kinetische energie.
De kinetische energie op het moment van botsing zal gelijk zijn aan de potentiele energie van het wagonnetje, op het moment dat we het loslieten.
Verliezen daargelaten.

Als we het wagonnetje vanaf 15 cm laten starten zal de energie hoger zijn, maar de potentiele energie zal gelijk bliven aan de kinetische energie op het moment van de botsing.

Nu de nieuwe situatie.
We beginnen met een afstand van 10 cm.
Vervolgens komt er iemand langs die het wagonnetje nog 5 cm verder naar achteren schuift, zonder daar potentiele energie aan toe te voegen.
De potentiele energie op 15 cm afstand is dus het zelfde als die op 10 cm was en de kinetische energie op het moment van de botsing zal dus het zelfde zijn als de potentiele op 10 cm afstand.
Wat voor conclusie moet een waarnemer bij het stootblok nu trekken?
Als hij gaat rekenen, zal hij tot de conclusie moeten komen, dat het magnetische veld zwakker is geworden.

Deze redenering kun je ook volgen voor het zwaartekrachtveld van de aarde.
Als een voorwerp van een grotere hoogte met de zelfde energie op aarde terecht komt als voor die tijd, moet dat zwaartekrachtveld zwakker zijn geworden.

317070

Ruud1234 schreef: Vervolgens komt er iemand langs die het wagonnetje nog 5 cm verder naar achteren schuift, zonder daar potentiele energie aan toe te voegen.

Maar door de uitzetting van het heelal komt er sowieso potentiële energie bij, er is niemand die daar over twijfelt.

Als je er de algemene relativiteitstheorie bijneemt, dan wordt het allemaal niet zo simpel. In de situatie met lage energieën maakt het niet veel uit, dan convergeren alle definities voor energie naar dezelfde waarde. Het is in de situatie met veel energie (bijvoorbeeld hier met de grote afstand dat de groei van het universum relevant wordt) dat ja naargelang de definitie je neemt voor energie, je een andere uitkomst krijgt.

Ruud1234

317070 schreef: Maar door de uitzetting van het heelal komt er sowieso potentiële energie bij, er is niemand die daar over twijfelt.

Als je er de algemene relativiteitstheorie bijneemt, dan wordt het allemaal niet zo simpel. In de situatie met lage energieën maakt het niet veel uit, dan convergeren alle definities voor energie naar dezelfde waarde. Het is in de situatie met veel energie (bijvoorbeeld hier met de grote afstand dat de groei van het universum relevant wordt) dat ja naargelang de definitie je neemt voor energie, je een andere uitkomst krijgt.

Nu raak ik wat verward.
Nog verwarder dan ik toch al was.
Als je geen kracht op een lichaam uitoefent, verwacht je ook geen toename van de energie.
Als er toch een toename van de energie is (alles nog steeds vanuit het gezichtspunt op aarde gezien) moet er ook een leverancier van die energie zijn.
Waar komt vanuit dat standpunt de energie dan vandaan?

Overigens komt dit ogenschijnlijk wel overeen met iets dat ik eerder heb gesteld.
Namelijk dat waar de fotonen die naar een waarnemer toekomen onderhevig zijn aan een roodverschuiving, maar tevens dat fotonen die van van een waarnemer af bewegen onderhevig zijn aan een blauwverschuiving.(voor die waarnemer dan, de ontvanger van dat foton ziet dat foton weer als roodverschuiving)
Als een deeltje meer energie krijgt, als het door de uitzetting van de ruimte wordt meegenomen, moet dat ook voor een foton gelden lijkt me.

317070

Als er toch een toename van de energie is (alles nog steeds vanuit het gezichtspunt op aarde gezien) moet er ook een leverancier van die energie zijn.
Waar komt vanuit dat standpunt de energie dan vandaan?

In het meest eenvoudige geval, als we in een vlak universum zouden leven, dan is het een combinatie van stralingsenergie (in alle vormen) en massa die wordt omgezet in die potentiële energie.

De energie achter de 'versnelling' van de uitdijing is de 'dark energy': https://en.wikipedia.org/wiki/Dark_energy

Namelijk dat waar de fotonen die naar een waarnemer toekomen onderhevig zijn aan een roodverschuiving, maar tevens dat fotonen die van van een waarnemer af bewegen onderhevig zijn aan een blauwverschuiving.(voor die waarnemer dan, de ontvanger van dat foton ziet dat foton weer als roodverschuiving)

Maar dat lijkt me niet te kloppen. Zelfs voor die waarnemer krijgt het foton in beide richtingen een roodverschuiving.

Als ik in de ruimte een foton afschiet, dat tegen een spiegel botst en terugkeert, dan krijgt het in zowel de heen als de terugrichting een roodverschuiving door de expansie van de ruimte.

Ruud1234

317070 schreef: In het meest eenvoudige geval, als we in een vlak universum zouden leven, dan is het een combinatie van stralingsenergie (in alle vormen) en massa die wordt omgezet in die potentiële energie.

De energie achter de 'versnelling' van de uitdijing is de 'dark energy': https://en.wikipedia.org/wiki/Dark_energy

De gedachte achter die dark energy ontgaat me.
Er wordt energie van een constante dichtheid gepostuleerd, in een uitzettend heelal.
Dat klinkt een beetje naar ik heb wat lucht in een ballon geblazen en daarna blijft de ballon uitzetten, zonder dat de luchtdruk in de ballon verandert.
Mogelijk kun je het met adiabatische expansie (als ik de term goed onthouden heb) vergelijken, maar daar komt ook ooit een eind aan.
Maar specifiek de energie die die massa verwerft, zou je dan moeten denken, dat die dark energy wordt omgezet in potentiele energie?
Dat lijkt me eigenlijk te simpel, want dan praat je waarschijnlijk over echte krachten en niet over schijnkrachten.

317070 schreef: Maar dat lijkt me niet te kloppen. Zelfs voor die waarnemer krijgt het foton in beide richtingen een roodverschuiving.

Als ik in de ruimte een foton afschiet, dat tegen een spiegel botst en terugkeert, dan krijgt het in zowel de heen als de terugrichting een roodverschuiving door de expansie van de ruimte.

Ik zou er toch eens serieus over denken.
U hebt eerder geconstateerd, dat aan een massa energie wordt toegevoegd, als gevolg van de uitzetting van het heelal.
Een massa die naar ons toe beweegt, zal tegen worden gewerkt door de uitzetting van het heelal.
Een massa die van ons af beweegt, zal worden geholpen door de uitzetting van het heelal.
Ik denk niet dat dit voor een foton anders zal liggen.

Ik heb ook over die spiegel gedacht, maar ik was niet zeker genoeg, om het voorbeeld verder uit te werken, omdat de spiegel zelf ook beweegt, als gevolg van de uitzetting van het heelal.
Je kunt waarschijnlijk wel stellen, dat als het vertrekkende foton onderhevig is aan blauwverschuiving, het terug komende foton dan minder twee maal de roodverschuiving heeft die het zou hebben, als het twee maal aan de roodverschuiving zou ondergaan.
Dit dan even los van de (eventuele) invloed die de bewegende spiegel heeft.
Er zal per saldo waarschijnlijk wel een roodverschuiving zijn, omdat het heelal tijdens de reis van het foton wat is gegroeid.
Het foton kan dus niet met de zelfde energie terugkomen.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?

Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?

Re: Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?

Re: Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?

Re: Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?

Re: Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?

Re: Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?

Re: Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?

Re: Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?

Re: Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?

Re: Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?

Re: Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?

Re: Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?

Re: Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?

Re: Hoe oefent de ruimte een kracht uit op massa?