Lichtsnelheid

Moderators: Michel Uphoff, jkien

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Berichten: 317

Lichtsnelheid

Verandert de lichtsnelheid als het heelal 10 tot 20 graden warmer zou zijn geweest?
Alvast bedankt

Berichten: 1.003

Re: Lichtsnelheid

Uiteraard niet. Waarom denk je dat? Want licht dat in de koude van de ruimte beweegt doet dat met de zelfde snelheid als licht dat de zon verlaat en in de directe omgeving van de zon is het wel warmer dan 20 graden

Berichten: 1.349

Re: Lichtsnelheid

Herman66 schreef: vr 25 sep 2020, 00:48 Verandert de lichtsnelheid als het heelal 10 tot 20 graden warmer zou zijn geweest?
Alvast bedankt
Bedoel je dan de 3 kelvin achtergrondstraling die dat 13-23 kelvin zou worden? immers het meeste heelal is vacuum dus heeft geen temparatuur. Dus dan neem ik aan dat je terug extrapoleert naar de omstandigheden van de oerknal en de lichtsnelheid als gevolg daarvan?

Berichten: 1.003

Re: Lichtsnelheid

Deze achtergrondstraling bestaat uit de zelfde fotonen als die van tijdens de big bang. Ze hebben alleen een groot deel van hun energie verloren. Maar hun snelheid is onveranderd gebleven. Dus als de TS dat bedoeld dan is het antwoord: nee de lichtsnelheid veranderd niet bij een andere omgevingstemperatuur. De fotonen zullen omdat een hogere temperatuur een medium inhoudt (zoals geïoniseerd gas) hooguit vertraagd worden door absorptie en emissie van de materie die de warmte veroorzaakt.

Berichten: 1.349

Re: Lichtsnelheid

Misschien bedoelt TS dat het misschien mogelijk is dat de lichtsnelheid anders zou kunnen zijn in een ander heelal en dat het heelal gedefinieerd is tijdens de oerknal.
Dus eerst moet de vraag en de achtergrond daarvan duidelijk zijn. Maar of er dan een antwoord mogelijk is is dan nog maar de vraag.

Berichten: 1.003

Re: Lichtsnelheid

Deze vraag over waarom snelheid c en niet iets anders is al eerder gesteld en eindigde in een oeverloze discussie. Want de vraag is volkomen zinloos. Je kunt net zo goed vragen waarom de lucht blauw is. (En daar is dan tenminste nog een antwoord op te geven).

Berichten: 1.349

Re: Lichtsnelheid

Ik denk niet dat de vraag zinloos is want het antwoord zou meer inzicht geven in de werking van de natuur, maar het eerlijke antwoord is denk ik dat we de natuur gewoon onvoldoende begrijpen om er een zinnig antwoord op te kunnen geven.

Berichten: 16

Re: Lichtsnelheid

De lichtsnelheid in vacuüm is, voor zover wij weten, constant. In vacuüm heb je ook geen temperatuur, want temperatuur is een maat voor beweging van atomen en moleculen.
Wat er misschien bedoeld wordt is het volgende. De vraagsteller denkt misschien aan de atmosfeer.
De temperatuur van lucht is wel degelijk van invloed op de lichtsnelheid in de lucht. Hiermee kun je fata-morgana's verklaren. Als de lucht in de atmosfeer een andere temperatuur krijgt, verandert de dichtheid van lucht en daarmee verandert dan ook de lichtsnelheid in lucht.

Berichten: 1.003

Re: Lichtsnelheid

Zolang de TS niet antwoordt is het gissen. Maar ik denk niet dat de TS licht bedoelt dat door een medium gaat en daardoor effectief vertraagd wordt want dat is simpelweg het verhaal van de brekingsindex. De TS heeft het over ±20K. Dat is nog altijd een extreem lage temperatuur die je niet op de Aarde zomaar tegenkomt.

Berichten: 317

Re: Lichtsnelheid

MartoO schreef: ma 28 sep 2020, 14:13 De lichtsnelheid in vacuüm is, voor zover wij weten, constant. In vacuüm heb je ook geen temperatuur, want temperatuur is een maat voor beweging van atomen en moleculen.
Wat er misschien bedoeld wordt is het volgende. De vraagsteller denkt misschien aan de atmosfeer.
De temperatuur van lucht is wel degelijk van invloed op de lichtsnelheid in de lucht. Hiermee kun je fata-morgana's verklaren. Als de lucht in de atmosfeer een andere temperatuur krijgt, verandert de dichtheid van lucht en daarmee verandert dan ook de lichtsnelheid in lucht.
Ja klopt daarom ook die vraag. In water of atmosfeer verandert de lichtsnelheid. Waarom zou de lichtsnelheid dan niet kunnen veranderen in een warmer heelal met bv meer gassen of andere materie? Heelal dijt nu uit en wordt kouder. Dus ooit was er een heelal met een hogere temperatuur en dichtheid en misschien dan een een andere lichtsnelheid
Ik hoor graag of dat mogelijk is. Vraag het me al een tijdje af....

Berichten: 317

Re: Lichtsnelheid

Bladerunner schreef: ma 28 sep 2020, 14:30 Zolang de TS niet antwoordt is het gissen. Maar ik denk niet dat de TS licht bedoelt dat door een medium gaat en daardoor effectief vertraagd wordt want dat is simpelweg het verhaal van de brekingsindex. De TS heeft het over ±20K. Dat is nog altijd een extreem lage temperatuur die je niet op de Aarde zomaar tegenkomt.
Hoeveel K is eigenlijk niet belangrijk. Die 10 tot 20 graden waren willekeurig gekozen. 50 K warmer of nog hoger is ook prima

Berichten: 1.003

Re: Lichtsnelheid

Als licht door een medium gaat wordt het effectief vertraagd. Gaat het door een vacuüm dan is de snelheid c en dat was ook al vlak na de vorming van de eerste sterren toen het heelal een stuk heter was. De snelheid waarmee een foton beweegt is altijd c dus ±300.000 km/s. Maar als licht door een medium gaat zoals een gaswolk in de ruimte (die zijn b.v. 100K), de atmosfeer of een glasplaat dan vertraagd het. Maar die vertraging komt niet doordat een foton plotseling daadwerkelijk langzamer gaat maar door dat de materie het foton absorbeert en gelijk weer uitstraalt. Dit levert een vertraging op van de voortgang van de lichtstraal. De vertraging die dit oplevert kan berekend worden met de brekingsindex van het materiaal waar het licht doorheen gaat.

Dus als in de ruimte waar het 3K is een lichtstraal beweegt gaat deze met 300.000 km/s omdat er nauwelijks iets is dat hem tegen kan houden (ongeveer 3 of 4 H atomen per kubieke meter in de interstellaire ruimte.) Maar komt de lichtstraal in de buurt van een gebied waar stervorming gaande is dan heeft dat gebied een hogere dichtheid vanwege de aanwezigheid van gassen en is ook warmer door de aanwezigheid van meer H atomen en een grotere concentratie van sterren. De temperatuur is dan b.v. 100 K op die plek. Het licht botst dan tegen die H atomen op en die stralen dat licht vervolgens weer uit. Effectief levert dat dus een vertraging op van de snelheid van die lichtstraal. Maar tussen die H atomen zal een foton gewoon met 300.000 km/s blijven bewegen.

Je kunt dus stellen dat de temperatuur de voortgang van een lichtstraal beïnvloed juist omdat een hogere temperatuur meer materie impliceert. Maar de snelheid van een foton blijft 300.000 km/s zodra deze een vrije weg voor zich 'ziet'.

Berichten: 1.349

Re: Lichtsnelheid

Zie ook dit topic over de vraag of c (in vacuum) kan varieren als functie van iets
viewtopic.php?p=1139854#p1139854

Berichten: 317

Re: Lichtsnelheid

Bladerunner schreef: di 29 sep 2020, 14:24 Als licht door een medium gaat wordt het effectief vertraagd. Gaat het door een vacuüm dan is de snelheid c en dat was ook al vlak na de vorming van de eerste sterren toen het heelal een stuk heter was. De snelheid waarmee een foton beweegt is altijd c dus ±300.000 km/s. Maar als licht door een medium gaat zoals een gaswolk in de ruimte (die zijn b.v. 100K), de atmosfeer of een glasplaat dan vertraagd het. Maar die vertraging komt niet doordat een foton plotseling daadwerkelijk langzamer gaat maar door dat de materie het foton absorbeert en gelijk weer uitstraalt. Dit levert een vertraging op van de voortgang van de lichtstraal. De vertraging die dit oplevert kan berekend worden met de brekingsindex van het materiaal waar het licht doorheen gaat.

Dus als in de ruimte waar het 3K is een lichtstraal beweegt gaat deze met 300.000 km/s omdat er nauwelijks iets is dat hem tegen kan houden (ongeveer 3 of 4 H atomen per kubieke meter in de interstellaire ruimte.) Maar komt de lichtstraal in de buurt van een gebied waar stervorming gaande is dan heeft dat gebied een hogere dichtheid vanwege de aanwezigheid van gassen en is ook warmer door de aanwezigheid van meer H atomen en een grotere concentratie van sterren. De temperatuur is dan b.v. 100 K op die plek. Het licht botst dan tegen die H atomen op en die stralen dat licht vervolgens weer uit. Effectief levert dat dus een vertraging op van de snelheid van die lichtstraal. Maar tussen die H atomen zal een foton gewoon met 300.000 km/s blijven bewegen.

Je kunt dus stellen dat de temperatuur de voortgang van een lichtstraal beïnvloed juist omdat een hogere temperatuur meer materie impliceert. Maar de snelheid van een foton blijft 300.000 km/s zodra deze een vrije weg voor zich 'ziet'.
Dat is al een stuk duidelijker. De foton heeft dus altijd dezelfde snelheid maar hoe kan men weten hoeveel vertraging de foton heeft opgelopen als wij hier het licht ontvangen van even na de oerknal? Door het uitdijen van het heelal wordt de foton alleen steeds minder vertraagd.

Berichten: 1.003

Re: Lichtsnelheid

Het heelal is toch voornamelijk lege ruimte. En overal waar licht wordt uitgestraald is materie aanwezig.Vlak na de oerknal was er een periode waarin licht door de grote dichtheid zich niet kon verplaatsen. (Bekend als de 'dark ages') Zou je dat heelal van de buiten kant kunnen bekijken dan zag je niks want het licht bereikte jou niet. Dit begon ±370.000 jaar na de oerknal en duurde ongeveer tot enkele honderden miljoenen jaren na de oerknal. Toen het heelal afgekoeld was van ±4000K tot ±60K en minder dicht was kon het licht grotere afstanden afleggen en werden de eerste lichtbronnen (sterren) gevormd. Maar toen was het heelal al dermate ijl dat fotonen heel weinig obstakels tegenkwamen om van een significante vertraging te kunnen spreken. M.a.w: wij kunnen hooguit licht ontvangen vanaf vlak na die zgn dark ages en toen was de vertraging minimaal want hoewel de dichtheid toen groter was bestond deze voor een heel groot deel uit waterstof en dat heeft een brekingsindex van slechts 1,000132. Dus gaat een lichtstraal door een gebied met waterstof dan vertraagt deze 1,000132 maal. Dus ipv van 299.792,458 km/s wordt dat: 299.752,890 km/s.

Dit soort zaken hebben o.a. invloed op het bepalen van de ouderdom van het heelal en de ± tolerantie van die leeftijd is dan ook in de orde van 20 miljoen jaar.

Reageer