Captain Einstein en Mr Tompkins

Moderator: physicalattraction

Reageer
Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 5.525

Captain Einstein en Mr Tompkins

Ik zocht een animatie die laat zien hoe de aanblik van de wereld verandert als je de lichtsnelheid benadert, en vond op youtube een 360° video, met de naam Captain Einstein. De fraaie video is gemaakt door fysici van de universiteit van Gent. Het idee is hetzelfde als van het beroemde boekje van Gamov, Mr Tompkins in Wonderland, over een droomwereld waar de lichtsnelheid ~20 km/h is, zodat gewone fietsers het effect ervan zien (vooral de lengtekrimp). Bij Captain Einstein vaar je met toenemende snelheid over een Gentse gracht, terwijl de lichtsnelheid net zo laag is als bij Mr Tompkins. Met een smartphone voor je neus kun je horizontaal en verticaal 360° rondom kijken, omdat de telefoon een gyroscoop bevat. (Zonder smartphone, op een computer, kun je rondkijken door te vegen met de muis). Behalve lengtekrimp zie je ook de kleurverandering door de Dopplershift, en twee minder bekende effecten: Terrell rotatie en het headlight effect.

 

Mijn indruk is dat de Gentse video bedoeld is als een fotografische weergave. Maar in een wetenschapsforumtopic uit 2016 (klik) staat een quote uit wikipedia: "It was shown by several authors such as Roger Penrose and James Terrell that moving objects generally do not appear length contracted on a photograph. For instance, for a small angular diameter, a moving sphere remains circular and is rotated. This kind of visual rotation effect is called Penrose-Terrell rotation". Toch is in de Gentse video lengtecontractie zichtbaar als je opzij kijkt, de gids (de zus van Einstein) vestigt daar zelfs de aandacht op. Daarom is mijn vraag, is de lengtecontractie een vergissing van de Gentse video, of bedoelen ze die video toch niet als een fotografische weergave?

 


Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: Captain Einstein en Mr Tompkins

In de bijlage het paper waarop de quote is gebaseerd. In DEZE link wordt het effect ook besproken.
 
Ik vermoed dat de afwezigheid van een zichtbare lengtecontractie alleen geldt voor een oneindig korte sluitertijd. Wordt de belichtingstijd langer dan nul, dan zal er een voor mij lastig te visualiseren vervorming/vervaging optreden. Het is duidelijk dat fotograferen en meten twee verschillende zaken zijn, want op de foto komen tegelijk fotonen aan die op verschillende tijden vertrokken zijn vanaf het object. Ik denk dat het filmpje van Gent op dit punt niet correct is.
 
Bijlage: 
Brightness and color of rapidly moving objects.pdf
(147.83 KiB) 87 keer gedownload

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 5.525

Re: Captain Einstein en Mr Tompkins

De bijlage van je bericht, een artikel van Kraus, gaat over een bol. Als een camera met hoge snelheid langs een bol met een egaal oppervlak vliegt dan ziet hij de contour van de bol steeds als een cirkel, zodat de lengtekrimp van een egale bol fotografisch onzichtbaar is. Daar is iedereen het mee eens.
 
Maar voor andere voorwerpen is dat twijfelachtig. Een webpagina van 'spoonfedrelativity' (klik) gaat over de fotografische waarneming van een vlakke cirkel, waarbij in het minkowskidiagram rekening gehouden wordt met het feit dat de fotonen op verschillende tijdstippen vertrokken zijn. De conclusie is dat de foto van het object een afgeplatte cirkel is (ellips), de lengtekrimp van dit voorwerp is wel fotografisch zichtbaar.
 
De onderstaande animatie over Terrell rotatie uit wikipedia (klik) laat hetzelfde zien voor een kubus, die te vergelijken is met een huis langs de Gentse gracht. De voorgevel komt met lengtekrimp op de foto, en de zijgevel roteert. De lengtekrimp is fotografisch zichtbaar.
 
Afbeelding
 
De contactpunten van de banden met de weg bevestigen dat Mr Tompkins de fiets verkort ziet, en onverminderd parallel aan de stoeprand. De fiets is niet gedraaid. (boek)
 
Tompk.png
Tompk.png (400.54 KiB) 1444 keer bekeken

Reageer