gelijktijdige bliksem trein-rails & synchrone klokken

Moderator: physicalattraction

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 436

gelijktijdige bliksem trein-rails & synchrone klokken

vraag over Einsteins gelijktijdige bliksem op een trein- &-rails-stelsel & synchrone klokken - speciale relativiteitstheoriie

Einstein Gebruikt in zijn uitleg over gelijktijdigheid (het boek "mijn theorie" hoofdstuk 9-the relativity of simultaneity) (SRT) Het voorbeeld van twee gelijktijdige blikseminslagen op/langs het spoor. En 2 waarnemers in trein en langs spoor, die zich op het moment van de blikseminslagen precies midden tussen de twee inslagpunten bevinden. Deze inslagpunten laten op zowel trein als spoor herkenbare merktekens achter, de waarnemers bevinden zich in hun eigen referentiestelsel allebei precies midden tussen deze 2 merktekens.

Ik probeer het voorbeeld te volgen, in eerste instantie vanuit een klassiek mechanisch wereldbeeld, in tweede instantie probeer ik een ander beeld te krijgen vanuit een wereldbeeld met constante lichtsnelheid. En vervolgens wil ik kijken of er dan een verschil zit tussen deze twee interpretaties.

Maar ik worstel een beetje met de synchronisatie van de klokken, vooral met de synchronisatie op de 'bewegende' trein.

Als je op een bewegende trein, in een klassiek mechanisch functionerende wereld, je klokken probeert te synchroniseren, terwijl je denkt dat de lichtsnelheid constant is, dan zul je denken dat de trein langer is dan werkelijk (want licht is langer onderweg in een heen-en-weer-reis), en je zult je klokken synchroniseren op een manier dat de klok voor in de trein ietsje achter loopt op een klok in het midden. Terwijl ze natuurlijk wel even snel tikken. Een lichtstraal van voor in de trein naar het midden lijkt er zo iets langer over te doen dan werkelijk. Omdat je klokken "vreemd' gesynchronisseerd zijn. Een lichtstraal terug van het midden naar voor, lijkt er korter over te doen dan werkelijk. In je totaalbeeld lijkt alles echter te kloppen.

De waarnemer in de trein neemt waar, in volgorde: op t=0 passeert hij de waarnemer langs het spoor, daarna ziet hij de bliksemflits van voor in de trein, en daarna ziet hij de blikisemflits van achter in de trein. (rechts in de afbeelding gevisualiseerd)

VRAAG 1a) Concludeert hij ook dat de blikseminslagen gelijktijdig waren? (als je de verkeerde theorie gebruikt bij de anders functionerende werkelijkheid)
VRAAG 1b) Merkt hij ook op dat zijn klokken niet synchroon lopen met die langs het spoor?

De waarnemer langs het spoor neemt waar: op t=o passeert de waarnemer in de trein, op een later tijdstip ziet hij gelijktijdig de twee lichtflitsen. (rechts in de afbeelding gevisualiseerd)

Afbeelding

Vervolgens de situatie in een relativistisch functionerend universum. De lichtsnelheid is constant in zowel treinstelsel als rails-stelsel. Beide waarnmers bevinden zich in hun eigen referentiestelsel precies tussen te merktekens gemaakt door de blikseminslagen.

VRAAG 2a) Nemen beide waarnemers nu de blikseminslagen wel gelijktijdig waar? (Zou dat mogelijk zijn?)
VRAAG 2b) Of lijkt de waarneming precies op de waarneming uit de klassiek-mechanisch functionerende wereld?

Een onderliggende vraag is of het gewoonweg moeilijk is om klokken te synchroniseren in een deterministisch functionerend universum (waar het axioma gelijktijdigheid betekenis heeft), of dat het principieel onmogelijk is?
Bijlagen
einstein trein rails gelijkt blikseminslag.gif

Gebruikersavatar
Berichten: 436

Re: gelijktijdige bliksem trein-rails & synchrone klokken

gelijktijdigheid twee stelsels.gif
toelichting bij vraag 2a)

Wanneer zijn gebeurtenissen 'gelijktijdig' In SRT?
Als twee gebeurtenissen op gelijke afstand van de waarnemer gelijktijdig worden waargenomen?

De waarnemer in het midden van zijn 'box' in de trein neemt de linker bliksemflits (rode ster) waar. De rechter bliksemflits (blauwe ster) is voor hem gelijktijdig als de twee flitsen gelijktijdig bij hem aankomen. (hij bevindt zich precies midden tussen de blikseminslagpunten.

De waarnemer in het midden van zijn 'box' langs de rails neemt de linker bliksemflits (rode ster) waar. De rechter bliksemflits (groene ster) is voor hem gelijktijdig als de twee flitsen gelijktijdig bij hem aankomen. (hij bevindt zich precies midden tussen de blikseminslagpunten.

Is de blauwe bliksemflits dan gelijkaan de groene?

m.a.w. : gaat gelijktijdigheid op voor beide waarnemers?

Voor beide waarnemers geldt: dat ze eerst de andere waarnemer zien passeren (op t=0), daarna bewegen ze van elkaar af. daarna zien ze allebei gelijktijdig de twee bliksemflitsen.

De paradox zit dan niet in de gelijktijdigheid van de bliksemflitsen, maar eerder in het feit dat beide waarnemers zich niet meer op hetzelfde punt bevinden op het moment dat zij de gelijktijdige bliksemflitsen waarnemen.

Vandaar de vraag: zou dat kunnen?

Gebruikersavatar
Lorentziaan
Berichten: 682

Re: gelijktijdige bliksem trein-rails & synchrone klokken

VRAAG 1a) Concludeert hij ook dat de blikseminslagen gelijktijdig waren? (als je de verkeerde theorie gebruikt bij de anders functionerende werkelijkheid)
Als je hiermee bedoeld dat als de klassieke mechanica waar zou zijn, dan ja. Omdat er één universele klok gold.
VRAAG 1b) Merkt hij ook op dat zijn klokken niet synchroon lopen met die langs het spoor?
Bij relativistische snelheden wel ja en zou die concluderen dat de klassieke mechanica niet waar is. Dat tijd en gelijktijdigheid relatief zijn en afhankelijk van snelheid.
VRAAG 2a) Nemen beide waarnemers nu de blikseminslagen wel gelijktijdig waar? (Zou dat mogelijk zijn?)
Nee, dat is onmogelijk. De waarnemer op de trein zal de blikseminslagen nooit als tegelijk ervaren.
VRAAG 2b) Of lijkt de waarneming precies op de waarneming uit de klassiek-mechanisch functionerende wereld?
Bij niet relativistische snelheden wel ja. Of ze moeten meten met identieke atoomklokken.
Een onderliggende vraag is of het gewoonweg moeilijk is om klokken te synchroniseren in een deterministisch functionerend universum (waar het axioma gelijktijdigheid betekenis heeft), of dat het principieel onmogelijk is?
Voor 2 gebeurtenissen is er altijd wel een inertiaalstelsel waarbij de gebeurtenissen gelijktijdig zijn. In de SRT is dit afhankelijk van de snelheid van de waarnemer.

Misschien vindt je dit filmpje wel interessant (over een deterministisch universum gesproken):

Condemnant Quod Non Intellegunt

Reageer