Wat is de leeftijd van de kern van een planeet

Moderator: physicalattraction

Reageer

Bericht 06-02-'17, 21:09

Psylor

Berichten: 89

Wat is de leeftijd van de kern van een planeet

Om te beginnen, ik ben een chemicus en geen natuurkundige, hierdoor is mijn kennis wat betreft de relativiteitstheorie dus zeer beperkt te noemen.
 
Op de NewScientist scheurkalender van 03-02-2016 las ik de beperkte stelling en de vraag:
"Volgens de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein beïnvloed de positie die je inneemt in een zwaartekrachtveld hoe snel je ervaart dat tijd verstrijkt. De kern van de aarde heeft daardoor een andere "leeftijd" dan het aardoppervlak
 
Wat is de leeftijd:
A - De kern is ongeveer twee dagen jonger
B - Geen, want de kern en het oppervlak bewegen met verschillende snelheden
C - De kern is ongeveer vier maanden ouder
D - De kern is ongeveer 2,5 jaar jonger
 
Nu zegt NewScientist dat volgens Ulrik Uggerhøj van Aarhus University het juiste antwoord D is. (zie ook hun op 22-04-2016 gepubliceerde artikel https://www.newscientist.com/article/2085599-earths-core-is-two-and-a-half-years-younger-than-its-crust/) In hun antwoord wordt echter niet uitgeweid waarom dit zo is.
 
Mijn gedachte was juist dat de kern van de aarde juist ouder zou moeten zijn, wel om de volgende redeneringen.
  1. Een kleine planeet van materie samenstelling "X" heeft een lagere zwaartekracht dan een grotere planeet gemaakt van dezelfde materie samenstelling "X".
  2. Als je in theorie een trein neemt dwars door het middelpunt van de aarde dan zal de zwaarte kracht afnemen hoe dichter je bij de kern komt, als je de kern voorbij bent neemt de zwaartekracht weer toe.
  3. Hoe dichter je bij een zwart gat komt, hoe langzamer de tijd zal gaan door de toenemende zwaartekracht. Kort door de bocht, hoe hoger de zwaartekracht hoe langzamer de tijd gaat.
  4. Hoe sneller iets beweegt, hoe langzamer de tijd zal gaan voor dat object. Benader je de snelheid van het licht dan zal alles buiten jou theoretische voertuig stil lijken te staan.
De korst van de aarde ervaart een hogere zwaartekracht en hogere snelheid dan de kern van de aarde. Hierdoor zou de tijd op de korst van de aarde dus trager moeten verlopen als in de kern van de aarde... Dit correspondeert echter niet met de claim van Ulrik Uggerhøj.
 
 
Mijn vraag op dit forum is dan ook, waarom ik de kern van de aarde jonger en niet ouder zoals in mijn redenatie?
Omhoog

Bericht 06-02-'17, 21:41

gast031

Berichten: 656

Re: Wat is de leeftijd van de kern van een planeet

Misschien toch de theorie eerst eigen maken. De kern heeft een hogere snelheid dan de mantel dit is niet veel maar dit maakt wel het verschil. https://newscientist.nl/nieuws/de-aardkern-draait-sneller-dan-de-aarde-zelf/
 
Simpel gezegd veroudert iets langzamer als het een hogere relatieve snelheid heeft ten opzichte van iets anders in dit geval de mantel. De kern van de aarde heeft dus een relatieve hogere snelheid dan de mantel van de aarde en veroudert dus langzamer.  Volgens de theorie gaat de tijd langzamer voor de kern. 
Omhoog

Bericht 06-02-'17, 23:49

Michel Uphoff

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: Wat is de leeftijd van de kern van een planeet

Het is weinig zinnig over de leeftijd van de kern van een planeet t.o.v. de leeftijd aan het oppervlak te spreken. Dan zou je exacte gegevens nodig hebben over de onstaansgeschiedenis van een planeet. Het ligt in de rede te stellen dat de kern iha ouder moet zijn dan de korst, omdat een planeet er miljoenen jaren over heeft gedaan te groeien. Dat soort New Scientist buzz artikeltjes is wel leuk, maar weinigzeggend.
 
Wat je wel kan stellen is, dat er een verschil is in het tempo waarin klokken in de kern en aan het oppervlak t.o.v. elkaar lopen als gevolg van het zwaartekrachtpotentiaal.
Dat is een effect van de algemene relativiteitstheorie, en Psylor's N.S. artikel en het paper waar ze naar linken beschrijven dan ook alleen dit ART effect. Met rotatiesnelheid, of minieme verschillen daartussen wordt in de artikelen geen rekening gehouden, dat is overigens een effect uit de speciale relativiteit.
 
Beperken we ons dus tot de ART, dan geldt het volgende: In het centrum van de Aarde is de gravitatieput op zijn diepst, en daar lopen klokken (als ze dit zouden overleven) wat trager dan aan het oppervlak. Volgens een calculatie (zie dit topic) loopt een klok aan het oppervlak 1,000000000348 keer sneller dan een klok in het centrum. De leeftijd van de Aarde is ruwweg 4,5 miljard jaar, en als je het tijdsverschil tussen deze twee hypothetische klokken berekent over deze duur, kom je op ongeveer 1,57 jaar uit.
 
Maar als je -volgens de schrijver van het paper- rekening houdt met de niet homogene samenstelling van de Aarde, (de zogenoemde PREM data, zie ook dit topic) zou het wat meer worden; de klokken lopen dan volgens het artikel 2,5 jaar uit de pas.
 
De korst van de aarde ervaart een hogere zwaartekracht en hogere snelheid dan de kern van de aarde. Hierdoor zou de tijd op de korst van de aarde dus trager moeten verlopen als in de kern van de aarde.
 
Het gaat om het zwaartekrachtspotentiaal. In het oneindige kan je dat op nul stellen, en bij het oppervlak op -9,81 m/s2, maar onder het oppervlak groeit dat negatieve potentiaal nog steeds (voorwerpen vallen nog steeds richting centrum Aarde in een diepe mijn, en dus wordt het potentiaal nog steeds negatiever). De gravitatieput is in het centrum op zijn diepst, dus een hypothetische klok loopt daar het traagst. In het gelinkte topic wordt dit wat nader toegelicht.
Omhoog

Bericht 07-02-'17, 23:32

Psylor

Berichten: 89

Re: Wat is de leeftijd van de kern van een planeet

Dank jullie wel voor beide antwoorden, het maakt mij alles een stuk duidelijker  :)
Omhoog
Reageer

Terug naar “Relativiteitstheorie”