Een empirisch verschil tussen SRT en LET?

[Professor Puntje]

@ Michel Uphoff
 
Er zijn zowel binnen de SRT als binnen de LET meerdere manieren om tot de lorentztransformatie te geraken. De weg die mij interessant lijkt is via drie aannamen:
 
1. Contractie van meetlatten met de bekende γ-factor bij beweging door de ether.
2. Dilatatie van klokken met de bekende γ-factor bij beweging door de ether.
3. De Einsteinconventie voor synchronisatie van klokken op verschillende plaatsen.
 
Als je daarvan uitgaat kun je bewijzen dat voor eenparig rechtlijnig ten opzichte van elkaar bewegende inertiaalstelsels de lorentztransformatie moet gelden. Maar daarmee heb je nog niet alle denkbare experimenten te pakken. Ik zoek nu naar een experiment dat vanuit een LET-perspectief een richtingsafhankelijk resultaat moet opleveren waar dat volgens de SRT (waarin geen ether bestaat) niet kan.

[Marko]

@ Marko

 

Zie mijn berichtje #4. Daar heb ik de geluidssnelheid voorgesteld als eerste benadering voor de snelheid waarmee een draaiende lat zich aan de contractie aanpast. Later (berichtje #14) bleek mij dat diezelfde geluidssnelheid ook bepaalt wanneer een draaiende staaf uit elkaar spat. Tot mijn verbazing bezwijkt de lat juist dan wanneer het uit ether-perspectief interessant wordt....

In bericht #4 vraag je je af of de geluidssnelheid een mogelijke kandidaat is, maar je geeft - terecht - aan dat het er vooral om gaat dat de snelheid eindig is. Een onderbouwing waarom het principieel de geluidssnelheid zou moeten zijn heb ik nog niet gezien, en het zou ook raar zijn aangezien het om verschillende dingen gaat. De geluidssnelheid heeft te maken met verplaatsingen van atomen/moleculen, die je met elkaar verbonden kunt zien als een massa-veersysteem. De snelheid waarmee verplaatsingen worden doorgegeven hangt af van de grootte van de intermoleculaire krachten (c.q. veerconstante) en de massa van de atomen/moleculen, die als geheel verplaatsen. Ik zie niet in waarom deze massa bijvoorbeeld iets van doen heeft met de snelheid waarmee de lengtecontractie wordt aangenomen.
 
Wat ik ook heb laten zien is dat snelheden in de orde van de geluidssnelheid helemaal niet interessant zijn wanneer het gaat om het detecteren van een ether. Te klein, niet meetbaar. Er is, gezien bovenstaande dan ook helemaal geen sprake van een juist dan.
 
Ik snap niet wat je bedoelt met "een klassiek model van een elektron binnensmokkelen". Ethertheorieën zijn toch juist gestoeld op de vervorming van het elektron door de relatieve snelheid ten opzichte van de ether? Wat blijft er over als je ook dat weglaat?
 
Sowieso, hoe je je ethertheorie ook interpreteert, het is duidelijk dat de ether op de een of andere manier wel invloed moet hebben op dat elektron. Een Lorentz-invariante beschrijving van het elektron is in overeenstemming met waarnemingen. En als je aanneemt dat er een ether is, dan moet dat veroorzaakt zijn door de ether. In dat geval is het raar dat de ether wel invloed heeft, maar een verandering van die invloed ineens niet.
 
Maar goed, het hoeft ook niet per se voor elektronen. Voor protonen kan het ook, of voor alfa-deeltjes, of voor (moleculaire) ionen in een massaspectrometer. Weliswaar zijn de snelheden in het laatste geval wat lager, maar nog altijd in de orde van 10⁶ m/s, en, in massaspectrometers waar cirkelsegmenten van ongeveer 90 ° worden gemaakt, een verandering van de etherwind-invloed met een periode van ca. 10^-6 s.

[Professor Puntje]

@ Marko

Het is even goed gegaan, maar inmiddels zijn we weer aardig langs elkaar heen aan het redeneren. Neem deze:

 

Wat ik ook heb laten zien is dat snelheden in de orde van de geluidssnelheid helemaal niet interessant zijn wanneer het gaat om het detecteren van een ether. Te klein, niet meetbaar. Er is, gezien bovenstaande dan ook helemaal geen sprake van een juist dan.

 
Het probleem is nu juist dat de geluidssnelheid van het materiaal te groot is. Anisotrope effecten zijn pas te verwachten zodra de omtreksnelheid van rotatie in de buurt komt van de geluidssnelheid in het materiaal, maar dan spat de lat uit elkaar...
 
Voor een acceptabel alternatief experiment heb je een deeltje nodig dat ook volgens de huidige inzichten een straal ongelijk nul heeft, tenminste als je het over de contractie bij beweging door de ether wilt hebben. Daar ben ik dan zeker in geïnteresseerd.

[Marko]

@ Marko

Het is even goed gegaan, maar inmiddels zijn we weer aardig langs elkaar heen aan het redeneren. Neem deze:

 

Dat klopt, omdat jij in je hoofd hebt gestopt dat die geluidssnelheid iets te betekenen heeft. Is prima, maar dan houdt het verder op. Of in ieder geval, totdat je aantoont dat die geluidssnelheid van wezenlijk en fundamenteel belang is. De bal ligt bij jou. Het is jouw aanname, die jij moet onderbouwen. Waarom het niet zo is, heb ik in het vorige bericht al laten zien.

 

Voor de rest praat ik helemaal nergens langs heen. Ik heb laten zien dat de ordegrootte van de geluidssnelheid te klein is om betekenisvolle snelheidsveranderingen te krijgen. De geluidssnelheid is immers zeer klein vergeleken met de snelheid van de Aarde door de ether, en daarmee de waarneembare veranderingen ook. Je praat dan over miniscule variaties in een interferentiepatroon, en talloze externe factoren die daar sowieso al toe kunnen leiden. Dát is het punt. Je moet grotere veranderingen hebben om iets te kunnen meten. En die grotere veranderingen krijg je door experimenten waarbij de snelheid ten opzichte van de ether sneller varieert.

 

Het probleem is nu juist dat de geluidssnelheid van het materiaal te groot is. Anisotrope effecten zijn pas te verwachten zodra de omtreksnelheid van rotatie in de buurt komt van de geluidssnelheid in het materiaal, maar dan spat de lat uit elkaar...

Ik snap dat dat een makkelijke uitweg is, maar zo werkt het natuurlijk niet. Als lengtecontractie met een eindige snelheid optreedt geldt dat net zo goed voor losse deeltjes, terwijl daar helemaal geen geluidssnelheid voor te definiëren is.

 

Voor een acceptabel alternatief experiment heb je een deeltje nodig dat ook volgens de huidige inzichten een straal ongelijk nul heeft, tenminste als je het over de contractie bij beweging door de ether wilt hebben. Daar ben ik dan zeker in geïnteresseerd.

Dat is niet waar. Voor het empirisch toetsen van een ethertheorie moet je op zoek gaan naar een uitspraak die voortvloeit uit de aannames en uitwerking van die theorie. En die theorie is gestoeld op de veronderstelling dat een elektron vervormt door de snelheid ten opzichte van de ether.

Natuurlijk kun je leentjebuur spelen bij moderne, op SRT en QM gebaseerde theorieën, maar daarmee verplaats je alleen het probleem en maak je het zelfs groter: Dan is het elektron weliswaar een puntdeeltje, maar transformeert de kansverdeling nog steeds volgens de LT's, alleen is niet duidelijk hoe je vanuit een ether tot dat effect komt.

Maar als je per se deeltjes met een reële afmeting wil hebben: Ik heb er in het vorige bericht een paar genoemd. Met betrekking tot de ionen zou dat betekenen dat de werking van een massaspectrometer afhangt van de oriëntatie in de ruimte en het heersende seizoen. En ik ken maar weinig plaatsen waar de massaspectrometers een half jaar uit de running zijn omdat de etherwind toevallig verkeerd staat.

 

[Professor Puntje]

Ik heb keurig beredeneerd waarom die geluidssnelheid van belang is.

[Marko]

Ik heb het nog eens teruggezocht, maar ik kan maar 2 dingen vinden:
 
Het vraagteken en de wellicht in bericht #4
De hypothese dat een veranderende kracht een potentieel nieuw evenwicht betekent, dat wordt ingenomen via een gedempte trilling.
 
Voor beide gevallen geldt dat wij dan een andere definitie van onderbouwen hebben. 
 
Nogmaals: de geluidssnelheid in een materiaal gaat over de snelheid waarmee dichtheidsveranderingen, die het gevolg zijn van verplaatsing van atomen of moleculen, worden doorgegeven. De verplaatsing ten opzichte van de omringende atomen of moleculen. Ik zou graag zien hoe bij een roterende arm de variërende etherwindrichting leidt tot dergelijke verplaatsingen.
 
Maar goed, het hoeft allemaal niet per se. Er zijn immers talloze experimenten die niet gelimiteerd worden door de geluidssnelheid.

[Professor Puntje]

Maar goed, het hoeft allemaal niet per se. Er zijn immers talloze experimenten die niet gelimiteerd worden door de geluidssnelheid.

 
Fijn, dan lees ik nu graag wat jij als experiment voorstelt. En dan niet vanuit de losse pols zoals in je berichtje #64 maar met een deugdelijke onderbouwing waarom de LET in dat geval iets anders voorspelt dan de SRT.

[Professor Puntje]

Als het materiaal zich in een situatie bevindt die afwijkt van de evenwichtstoestand kun je dat materiaal zien als een aangeslagen staaf. Het hervinden van de evenwichtstoestand zal dan de vorm aannemen van een gedempte trilling die zich met de geluidssnelheid door het materiaal verplaatst. Een materiaal zonder demping zou dan nooit meer tot rust komen. In de praktijk is het nog niet gelukt die aanpassing aan de nieuwe evenwichtstoestand te signaleren, dus moet de demping wel zeer sterk zijn. Dan blijft alleen de geluidssnelheid in het materiaal nog over als bepalende factor voor de tijd die aanpassing aan de nieuwe evenwichtstoestand kost.

 
Na een nachtje slapen acht ik de laatste stap niet langer logisch correct. Het kan ook de demping alleen zijn die de duur van de aanpassing bepaalt, terwijl de geluidssnelheid in het materiaal verantwoordelijk blijft voor de snelheid waarmee snelheidsveranderingen zich door het materiaal verspreiden.

[Professor Puntje]

In het artikel waar dit topic mee begon staat:
 

The relaxation time for readjustment of the rod is comparable with the period of its longest wavelength acoustic mode.

 
De vraag is nu waar dat uit volgt....

[Marko]

 
Fijn, dan lees ik nu graag wat jij als experiment voorstelt. En dan niet vanuit de losse pols zoals in je berichtje #64 maar met een deugdelijke onderbouwing waarom de LET in dat geval iets anders voorspelt dan de SRT.

 
Ik denk dat je de boel hier een beetje omdraait. Jij bent op zoek naar een empirisch verschil. Ik heb meegedacht met experimenten die dat onderscheid zouden kunnen maken, op basis van enkele aannames waarmee je een ethertheorie zou moeten uitbreiden.
 
Ik heb voorgerekend wat je op basis van die aannames zou mogen verwachten voor wat betreft meetbaarheid en uitvoerbaarheid en heb experimenten voorgesteld die de gerezen tekortkomingen omzeilen én heb daarbij kwalitatief aangegeven wat je bij dergelijke experimenten zou mogen verwachten in het ene of het andere geval.
 
De bal ligt nu bij jou. Als je daadwerkelijk geïnteresseerd bent in een manier om het bestaan van een ether experimenteel te toetsen, dan staat de deur nu open. Als je het met me eens bent dat de genoemde situaties in principe een onderscheid zouden kunnen maken, heb je nu alles in handen om een wiskundige uitwerking op te stellen en een experiment te ontwerpen. Als je je twijfels erbij hebt, dan is dat ook prima. Volgens mij bood de gegeven omschrijving voldoende mogelijkheden om inhoudelijk op de gegeven omschrijvingen in te gaan.

[Professor Puntje]

Ik heb vaak genoeg gezien dat een ogenschijnlijk cruciaal experiment ter onderscheiding van LET en SRT dat bij nader inzien toch niet was. Vandaar mijn scepsis en vraag naar een deugdelijke onderbouwing. Dat is geen desinteresse, dergelijke kritische vragen horen bij het spel.

[Professor Puntje]

Maar als je per se deeltjes met een reële afmeting wil hebben: Ik heb er in het vorige bericht een paar genoemd. Met betrekking tot de ionen zou dat betekenen dat de werking van een massaspectrometer afhangt van de oriëntatie in de ruimte en het heersende seizoen. En ik ken maar weinig plaatsen waar de massaspectrometers een half jaar uit de running zijn omdat de etherwind toevallig verkeerd staat.

 
Laten we eens zien. In het etherframe is er voor de massaspectrometer als geheel geen etherwind. Daar zal het toestel dus in alle standen dezelfde aanwijzing geven. Bijgevolg kunnen we die aanwijzing ook ijken als meetlat. Net als in de SRT hoeven in de LET meetlatten en klokken niet per se instrumenten uit grootmoeders tijd te zijn. Nu geldt voor meetlatten:
 

1. Contractie van meetlatten met de bekende γ-factor bij beweging door de ether.

 
Deze regel geldt dus zowel voor de schaal als voor de aanwijzing van de massaspectrometer. Bijgevolg transformeren ook zowel de schaal als de aanwijzing van de massaspectrometer op precies dezelfde wijze bij beweging door de ether. En hier zien we de grote eenvoud en kracht van de gekozen uitgangspunten voor deze LET. De meetresultaten van de massaspectrometer zijn dus onafhankelijk van de richting en grootte van de etherwind. Hier wel met de aantekening dat eventuele veranderingen in de bewegingssnelheid ten opzichte van de ether geleidelijk moeten gaan zodat de massaspectrometer ruim de tijd krijgt om zich aan de nieuwe situatie aan te passen.

[Professor Puntje]

Een G-Let is m.i. nu juist de weg die je zou moeten gaan vermits er met Srt en Let geen vooruitgang te boeken (b)lijkt.

 
Het is met veel kunst en vliegwerk wel mogelijk ook versnellingen vanuit de SRT aan te pakken, maar dat ziet er dan nauwelijks eenvoudiger uit dan de ART zelf. De enige manier om aan de conclusie van Michel te ontkomen is om een experiment te bedenken dat een dusdanig groot effect voorspelt dat de relativistische invloed van versnellingen kan worden verwaarloosd. Maar ook daarop lijkt weinig kans te zijn.  

[Marko]

 
Laten we eens zien. In het etherframe is er voor de massaspectrometer als geheel geen etherwind. Daar zal het toestel dus in alle standen dezelfde aanwijzing geven. Bijgevolg kunnen we die aanwijzing ook ijken als meetlat. Net als in de SRT hoeven in de LET meetlatten en klokken niet per se instrumenten uit grootmoeders tijd te zijn. Nu geldt voor meetlatten:
 

 
Ik denk dat je het punt een beetje mist. In een massaspectrometer, althans in sommige types, leggen geladen deeltjes een cirkelvormige baan af, waardoor er op de deeltjes een veranderende invloed van de etherwind is. 

[Professor Puntje]

Mijn redenering gaat ervan uit dat in het etherframe de stand van de massaspectrometer niet uitmaakt. Daar volgt dan voor een LET uit dat de stand in geen enkel inertiaalstelsel uit kan maken. Maar als het al in het etherframe fout gaat helpt dat niet veel. Bedoel je dat?

En zo ja - wat verwacht je dan dat er in een LET anders zal zijn? De gemeten baan van de geladen deeltjes in het magnetische veld misschien?