Afbuiging licht langs de zon

[hvczech]

Licht is een electromagnetische golf. Het lijkt me daarom niet ondenkbaar dat de temperatuur en het magnetisch veld van de zon ook van invloed zijn op de buiging van het licht. Wat denken jullie? 

 

 
Heb ik ook direct aan gedacht. Maar wie kan hier iets over uitleggen?

[Michel Uphoff]

Het eenvoudige antwoord lijkt: temperatuur en magnetisme kunnen licht niet buigen, maar dat is niet helemaal correct.

 

Temperatuur is een maat voor de gemiddelde energie. Temperatuur doet de ruimtetijd niet krommen, maar energie wel.

Als je kijkt naar de Einsteinvergelijking dan kan je heel globaal stellen dat aan een zijde van de vergelijking alles staat dat energie vertegenwoordigt, en aan de andere zijde van het = teken de kromming van de ruimtetijd. Energie kromt dus de ruimtetijd.

 

Massa kan omgerekend worden in energie, en zelfs een kleine massa vertegenwoordigt al een enorme hoeveelheid energie (vanwege c²). Kijk je naar een object als de Zon, dan is het vrijwel alleen haar massa die de kromming van de ruimtetijd veroorzaakt. Maar als je vreselijk precies zou kunnen meten draagt ook de uitgestoten energie van de Zon bij aan die kromming, dus ook de energie die opgeslagen is in het magnetische veld.

 

De bijdragen daarvan zijn echter bij de Zon volkomen verwaarloosbaar. De zon straalt ongeveer 3,8.10²⁶ watt energie uit en verliest hierdoor per seconde ongeveer 4,3 miljoen ton aan massa. Dat lijkt veel, maar het is vrijwel niets vergeleken met de massa van de Zon; slechts 2,15.10^-21 deel. Met een wel heel natte vinger zou je dus kunnen stellen dat 99,99999999999999999999785 procent van de kromming van de ruimtetijd veroorzaakt wordt door de massa van de Zon, en het onmeetbaar kleine restant door de energie die er uit komt in welke vorm (licht, magnetisme) dan ook.

 

Ook hier moet je weer bij extreme objecten zijn om een waarneembaar effect te krijgen. Een bepaald type neutronenster, de magnetar, heeft een fantastisch sterk magnetisch veld. Daarin kan zo vreselijk veel energie opgeslagen zijn, dat die meetbaar de ruimtetijd kromt.

 

Dat magnetisme en warmte licht niet meetbaar buigen zou je zelf vrij eenvoudig kunnen aantonen door een laserstraal vlak over een neodymium magneet heen te laten schijnen. Het magnetisch veld van zo'n magneetje is lokaal met een surface field tot wel 10.000 Gauss heel veel sterker dan dat van de Zon (dat veld is met 1 Gauss ongeveer het dubbele van het magnetisch veld van de Aarde), maar van afbuiging van de straal is geen sprake. Ook een heel heet voorwerp, een halogeenlampje (3400 graden Celsius) bijvoorbeeld, zal de laserstraal niet beïnvloeden.

[gast031]

Volgens mij is de snelheid van licht ook van belang. Een komeet die de zon veel trager benaderd buigt ook af en gaat half rond de zon om daarna weer terug aan de andere kant weggeslingerd te worden. Licht heeft een snelheid van 299 792 458 m/s en kan daardoor wel iets afbuigen maar ontsnapt door z'n snelheid gewoon aan de andere kant van de zon en gaat vervolgens weer rechtdoor.
 
 
Een komeet de snelheid van het licht geven gaat niet en licht vertragen tot de snelheid van een komeet ook niet doch je kunt wel berekenen hoe snel een komeet zou moeten gaan om aan de zwaartekracht van de zon te ontsnappen en achter de zon weer rechtdoor (relatief) te gaan. 

[NicoW]

@Hendrikus1 Dat lijkt mij een Newtoniaans wereldbeeld. Ik zie het zo: het licht gaat zo snel als maar kan. Volgens ons is dat 'slechts' de door jou genoemde lichtsnelheid. Maar voor het licht zelf is de snelheid oneindig: het heeft helemaal geen tijd om af te buigen! Einstein zegt daarom, dat de ruimte gekromd is. En daardoor maakt snelheid niet meer uit.

[jadatis]

Kunnwn we dit alles op kleinere schaal doortrekken.

Atomen hebben ook een massa, welliswaar zeer klein. Maar dan zijn de afstanden ook veel kleiner, waardoor het licht ook afgebogen wordt. Een doorzichtig medium daarvan ia de structuur zeer regelmatig, waardoor het licht dan daarin een gebochelde weg aflegt, en er dus langer over doet , maar binnen medium rechtuit gaat.

[gast031]

@Hendrikus1 Dat lijkt mij een Newtoniaans wereldbeeld. Ik zie het zo: het licht gaat zo snel als maar kan. Volgens ons is dat 'slechts' de door jou genoemde lichtsnelheid. Maar voor het licht zelf is de snelheid oneindig: het heeft helemaal geen tijd om af te buigen! Einstein zegt daarom, dat de ruimte gekromd is. En daardoor maakt snelheid niet meer uit.

 
Als ik je goed begrijp heeft licht de maximale snelheid, wij als waarnemer meten 300.000 km/sec. Verder begrijp ik dat je wilt zeggen dat het licht de weg volgt die door ruimtetijd ontstaat door massa. Mijn vraag is dan: als licht de ruimtetijdkromming volgt doch hier eigenlijk geen tijd voor heeft dan niet gewoon direct rechtdoor schiet? Of andersom niet gevangen wordt door de zwaartekracht en dan net als een komeet om de zon gaat?
 
Een komeet is opgebouwd uit elementaire deeltjes en heeft massa, licht is een elementair deeltje doch bezit geen massa maar heeft wel eigenschappen van massa want het was immers onderdeel van massa. Volgens de definitie van water is waterdamp een andere aggregatietoestand van water en heeft daarom ook andere eigenschappen. Doch beiden blijven H2O
 
Zo volgt het licht een geodeet, doch dit geldt ook voor een komeet. Mijn vraag was hoe snel moet een komeet gaan om dezelfde weg te volgen als het licht? Het antwoord is eigenlijk heel simpel namelijk zo snel als het licht en dat kan niet maar dit bewijst wel dat snelheid er toe doet. En hier verschillen we dan van mening.

[NicoW]

@Hendrikus1: ik ben iets meer van deze materie gaan begrijpen na het lezen van ‘De werkelijkheid is niet wat ze lijkt’ van Carlo Rovelli. Wij zijn opgevoed met  het Newtoniaans wereldbeeld. (Dat is trouwens al een hele vooruitgang vergeleken met de Middeleeuwen, waarvan de ideeën ook nog niet verdwenen zijn!)
En dan zijn we er nog steeds niet: eerst moeten we de Relativiteit met de Kwantummechanica laten versmelten. Dat is het moeilijke bij deze vraag.

Het licht gaat rechtdoor. Ook bij een grote massa. Maar omdat die massa de ruimte kromt, volgt het licht het pad in die gekromde ruimte. Vergelijk dit met  vliegen op de Aarde: als je maar lang genoeg rechtuit vliegt, kom je op dezelfde plaats terug. 

In deze discussie vraagt TS zich af, of licht niet gewoon 'breekt' in de buurt van de zon. Daar is immers ijl gas. Maar dat effect is veel geringer dan de buiging van de ruimte.

[gast031]

Wat het laatste betreft klopt het wel dat we een beetje offtopic zijn geraakt en we al een nieuw topic zouden moeten openen als we deze discussie belangrijk vinden. Als laatste wil ik er nog aan toevoegen dat als jij beweert dat het vliegtuig rechtdoor gaat, jij gelijk hebt en als ik zeg het vliegtuig maakt een rondje om de aarde, dus een boog dan heb ik ook gelijk. Het is maar van waar je het bekijkt.