Lichtsnelheid

BlackHat

Einstein zei: "Als je in een tram zit waarvan de snelheid gelijk is aan c en je kijkt naar je horloge, dan zal hij gewoon lopen, maar als je naar een klok buiten de tram kijk, zie je dat hij stilstaat."

Dus als op het klok buiten de tram 1 seconde voorbij is gegaan, is op je horloge in de tram meerdere seconden voorbij gegaan.

Na 1 sec op de klok buiten de tram, heeft de tram al ongeveer 300.000 km afgelegd. Maar in de tram heeft dit veel langer geduurd.

Dan is de lichtsnelheid toch eigenlijk niet ongeveer 300.000 km/sec maar wat minder?

Ik zeg niet dat dat zo is, maar ik wil gewoon weten waar ik fout zit te denken, alvast bedankt

eendavid

Na 1 sec op de klok buiten de tram, heeft de tram al ongeveer 300.000 km afgelegd. Maar in de tram heeft dit veel langer geduurd.

Bedenk dat tijdsmetingen niet absoluut zijn, en je kan enkel snelheden meten door afstanden en tijd in 1 welbepaald stelsel te meten. Anders bekom je, zoals je net vaststelt, een fout resultaat.

1 seconde op de klok buiten de tram, in het referentiestelsel van de waarnemer buiten, betekent dat de tram 300 000 km verder is, terwijl een klok op de tram bleef stilstaan. En 1 seconde op de klok van de tram, betekent dat de waarnemer buiten 300 000 km heeft afgelegd t.o.v. de tram, terwijl zijn klok bleef stilstaan.

Misschien heb je hem al ontmoet, misschien niet en misschien weet je er al genoeg van, maar informeren kan sowieso geen kwaad: heb je de wsf-minicursus m.b.t. speciale relativiteit al bezocht? Daar wordt een behoorlijke inleiding tot S.R. gegeven.

ghrasp

Volgens mij moet je hierbij wel de richting in acht nemen.

Stel je rijdt naar een klok in de verte toe met 150.000.000 m/s

Je hebt zelf een klok op de trein die ahw het hart is van je referentiaalstelsel, het is hier het instrument waarmee je ahw waarneemt zoals je in een euclidisch stelsel de asen als een lineaal kunt beschouwen. De andere klok is een die elke sec een puls uitzendt. Als de afstand bijv op t=0 600.000.000 m is is die op t=1 nog maar 450.000.000 m.

Volgens de relativiteitstheorie zag je de eerste puls van t= 0 plm vier sec later (of op n afstand van vier sec). De puls van t=1 zie je slechts drie sec later ofwel die zie je eerder en dus moet het tikken van de klok die je ziet naderen versneld zijn. In feite net zo als een blauwverschuiving van de frecquentie van het licht. Als de klok een lichtpuls uitzend zie je dat ook. Het ritme van alle gebeurtenissen waar je op af rijdt zie je dus verhoogd inclusief dat van een klok.

Waar Einstein op doelde zou gebeuren als je een klok buiten de trein hebt die vlak naast het spoor staat of op het spoor en die je al gepasseerd bent. Zou de klok op grote afstand van het spoor staan en kijk je onder een haakse hoek met je eigen beweging naar die klok dan is - als die afstand extreem groot is ds /sec tov die klok toch klein net zoals wanneer je op grote afstand van een snelweg staat en de auto,s rijden langs. Tov het wegdek hebben ze misschien een snelheid van 120 km/uur maar tov mij is ds in de tijd nihil.

Bijv als je op een weg staat die door een andere weg gekruisd wordt via een viaduct en je staat op tien km afstand en ziet een auto over het viaduct rijden in drie seconden. De afstand waarop je die auto ziet verandert uiteraard nauwelijks wat niet wegneemt dat je de auto met bijv een snelheid van 120 km / uur ziet passeren.

Of zie ik het weer helemaal verkeerd....Bijv dat ik gravitationele effecten over het hoofd zie ?

eendavid

Relativiteitstheorie gaat er niet over dat je waarnemingen beperkt zijn door de eindigheid van de lichtsnelheid (waardoor je iets later ziet dan het werkelijk gebeurde). Relativiteitstheorie gaat (o.a.) over vervormingen van grootheden (zoals tijd, afstand, elektromagnetisch veld,...) wanneer het systeem in een ander referentiestelsel wordt bekeken. De hypothese is dat de natuurwetten covariant zijn, dwz onafhankelijk van in welk stelsel men deze beschrijft. Op basis daarvan berekent men de vermelde vervormingen. De effecten van tijdsdilatie en lengtecontractie slaan op werkelijke vervormingen, niet op optische effecten.

In concreto: in de situatie die Ghrasp beschrijft moet, om waar te nemen hoeveel tijd in 'het bewegend stelsel' voorbij gaat voordat de minuutwijzer van de klok in 'het stilstaand stelsel' een rondje gedraaid heeft, omgerekend worden op welk tijdstip de lichtpuld vertrok.

ghrasp

Ik heb het hier vooral over een referentiaalstelsel niet over het referentiaalstelsel van de bewegende klok, het is een bewegende klok maar zou ook iets willekeurig anders kunnen zijn met een regelmatig ritme. Die klok moet je hier dus niet als meetinstrument beschouwen maar als een fenomeen met een ritme wat je ziet (of frequentie als je dat ritme vergelijkt met het sec ritme van de klok van je referentiaalstelsel die als meetinstrument fungeert) Van een referentiaalstelsel is pas sprake als een klok als meetinstrument gebruikt wordt. Hier is de andere klok de klok waarmee het referentiaalstelsel bepaald wordt.

Als het identieke klokken zijn neem je de ritmes ervan niet als identiek waar. Alleen zodra je aan een klok een specifiek referentiaalstelsel verbindt, de klok dus niet meer als een willekeurig tikkend fenomeen met een zeker ritme beschouwd maar als instrument gaat zien en gebruiken geldt dat die klok een tik per seconde geeft. Een andere klok in dat referentiaalstelsel (met hoge snelheid bewegend of versnellend in dat referentiaalstelsel) hoeft niet perse hetzelfde ritme te hebben of zelfs een constant ritme. Alleen zodra je dat ritme aanduist als een sec. ritme gebruik je impliciet door van sec. te spreken die klok als centrum voor een of ander referentiaalstelsel. maar dat is dan wel meteen een ander referentiaalstelsel waar die klok dan weer het centrum van is en dus bewegingloos in is. In het eerste referentiaalstelsel beweegt de klok wel en kan een ander ritme hebben omdat die klok dan niet het meetinstrument is.

Referentiaalstelsels zijn maar modellen er is dus niets op tegen een klok te beschouwen als gewoon een fenomeen zonder er een referentiaalstelsel aan te verbinden.

Dali maakte een aantal schilderijen met vervormde klokken waarmee dit idee misschien duidelijker wordt gemaakt dan ik hier probeer aan te geven.

eendavid

Je kan inderdaad niet verwachten dat een klok in beweging, of een versnellende klok, het tijdsverloop in jouw referentiestelsel accuraat zal weergeven. Maar wat probeer je precies aan de discussie toe te voegen?

ghrasp

Wat ik wou aangeven is dat je zo,n klok dan niet als een klok kunt beschouwen in de zin van een meetinstrument. Een waarnemer in een referentiestelsel kan maar een klok tegelijk als meetinsturment hanteren en geen uitspraken doen over de bewegende klok als " voor een waarnemer met die klok loop de tijd sneller" Het referentiestelsel ontbreekt. Je meet de tijd niet met die klok.

Wel zulke uitspraken doen over het referentiestelsel van de bewegende klok (die ondertussen voor een ander tegelijk wel meetinstrument kan zijn) is gebrek aan relativisme. Vandaar dat ik in eerdere topics ervoor pleitte in zo,n geval liever sec van het gedrag van een bewegende klok te spreken. We herkennen het wel nog als klok misschien (door een zekere vorstelling die we van een klok hebben dus zeggen we het is een klok) maar moeten het eigenlijk niet als meetintrument beschouwen maar als iets wat gewoon een bepaald ritme heeft en dat blijkt veranderlijk.

In zon situatie zien we twee klokken met een verschillend ritme, tov de een bewegen we niet of nauwelijks (we zitten in dezelfde situatie als de klok) tov de andere wel.

Stel je voor wat er gebeurt als iemand een klok die tov zichzelf beweegt als meetinstrument zou gaan beschouwen ? Dat kan niet. Maar waarom zou je dat eigenlijk niet doen. Waarom zou er een voorkeur bestaan voor de eigen klok boven de andere klok, daar is geen enkele reden voor op basis waarvan objektieve uitspraken gedaan kunnen worden. Dus maar gewoon alle klokken beschouwen als "dingen die tikken", in een zeker ritme net zoals je het opkomen ondergaan en weer opkomen van de zon als een ritme (cyclisch) ervaart of de wisseling van de seizoenen.

Geen enkel ritme is kennelijk absoluut onveranderlijk. Maar als je de eigen klok steeds als een soort absoluut instrument beschouwt waaraan alle andere veranderingen worden afgemeten ga je wel impliciet ervan uit dat dat ritme onveranderlijk is immers die klok tikt een keer per seconde.

Absurd ? Ja nogal, Dali maakte een schilderij (met de vervormde klokken) wat dit aardig illustreert. Uiteraard zit daarin een knipoog naar de relativiteitstheorieen die toen bekend werden.

eendavid

" voor een waarnemer met die klok loop de tijd sneller"

Dat zijn inderdaad verwarrende en foutieve uitspraken, zo je wil absurde uitspraken. Tijd loopt helemaal niet, laat staan dat iets bestaat als een snelheid van tijd. Een klok is onderhevig aan de wetten van de fysica, die voor zover we weten covariant zijn onder diffeomorfismen. Met andere woorden, een (stilstaande) klok gedraagt zich in elk stelsel precies hetzelfde.

Dat de klok plots geen meetinstrument zou zijn, afhankelijk van de waarnemer die naar de klok kijkt, is echter niet correct. De klok meet de eigentijd geassocieerd aan zijn curve in de ruimtetijd, en is dus een prima meetinstrument. Dat de gemeten eigentijd kleiner is dan de tijd gemeten door de stilstaande waarnemer, is een correcte versie van de gequote uitspraak.

edit: Maar het is me nog steeds niet duidelijk wat dit alles precies met het onderwerp te maken heeft. Geen enkele participant in dit topic heeft de vermelde uitspraken durven opperen.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Lichtsnelheid

Lichtsnelheid

Re: Lichtsnelheid

Re: Lichtsnelheid

Re: Lichtsnelheid

Re: Lichtsnelheid

Re: Lichtsnelheid

Re: Lichtsnelheid

Re: Lichtsnelheid