Een film van 72.000.000 km dik

[zoeff]

Ik sta op de maan en precies in tegenovergestelde richting zie ik aan de horizon aan de ene kant mars en aan de andere kant een ruimteschip dat mij nadert. Het ruimteschip is met een snelheid van 100.000 km/s. (6.000.000 km/min.) onderweg naar mars. Vanaf mars wordt een film uitgezonden. De EMS waarmee de film wordt uitgezonden, een bolschil-segment met een dikte van 72.000.000 km, staat op het punt mij voorbij te razen met de bekende snelheid van ca. 300.000 km/s. (18.000.000 km/min.)

Op het moment dat de EMS mij bereikt start ik met de opname van de film. 1 minuut na de start van mijn opname, en 18.000.000 km verder, bereikt de EMS het ruimteschip, waarin de astronaut op dat moment ook start met zijn opname van de dezelfde film.

3 minuten nadat de astronaut zijn opname startte scheert het ruimteschip langs de maan en passeert mij, terwijl precies op dat moment de film is “afgelopen”: de laatste EMS van de film razen de astronaut en mij op dat moment voorbij en we stoppen op dat moment gelijk de opname.

De astronaut en ik hebben nu een opname van dezelfde film. Met alleen het verschil dat de astronaut een film van 3 minuten heeft en ik een film van 4 minuten. De film van de astronaut is ontvangen op een hogere frequentie/kortere golflengte en lijkt een versnelde opname van mijn film. Het dopplereffect zorgt naast een waargenomen hogere frequentie kennelijk ook voor een kortere tijdsduur van de uitzending.

De oorzaak van de minuut verschil zoeken in tijddilatatie (dat een gevolg is van “relatieve snelheid van licht bestaat niet”) gaat niet lukken: het verschil veroorzaakt door deze snelheid (c/3) van het ruimteschip zou dan vele malen kleiner moeten zijn.

Het 72.000.000 km dikke bolschil-segment heeft mij gepasseerd in een tijdsduur van 4 minuten met een snelheid van 300.000 km/s. (18.000.000 km/min.). Hetzelfde bolschil-segment van 72.000.000 km dik is door het ruimteschip gepasseerd in een tijdsduur van 3 minuten.

Met welke snelheid zijn het ruimteschip en de 72.000.000 km dikke schil elkaar gepasseerd?

[jkien]

Verwijder de franje, zoals Mars, de film, en de afkorting EMS die je verhaal voor de lezer ontoegankelijk maakt. Benoem expliciet in welk inertiaalstelsel je de tijden en afstanden meet, in je verhaal kennelijk het inertiaalstelsel van de maan. Vereenvoudig de radiogolf die 4 lichtminuten lang is tot twee lichtflitsen die afkomstig zijn van de maan, een beginflits en een eindflits met een tussenafstand van 4 lichtminuten. De beginflits wordt op t=0 uitgezonden, op t = 1 min treft hij het ruimteschip. De eindflits wordt op t = 4 min uitgezonden, en hij treft meteen het ruimteschip. De snelheid van het ruimteschip is v = 1/3 c. Het snelheidsverschil met de eindflits is 4/3 c. Klaar.

[zoeff]

4/3 c geldt echter ook voor de continue reeks lichtflitsen tussen de eerste en de laatste flits uit jouw verhaal als die er zouden zijn. Daarom bracht ik het op deze manier. Een uitzending (met normale snelheid c) van 4 minuten opnemen in een tijdsduur van 3 minuten kan ik niet uitleggen zonder een relatieve snelheid van 4/3 c van het licht t.o.v. het ruimteschip of andersom.

[Xilvo]

Met welke snelheid zijn het ruimteschip en de 72.000.000 km dikke schil elkaar gepasseerd?

Met de lichtsnelheid c, natuurlijk.

Het ruimteschip (of wie dan ook) ziet alle EM-straling altijd met c passeren.

[zoeff]

Dan kun je natuurlijk ook de berekening geven hoe je met die snelheid in 3 min. door een afstand van 72.000.000 km komt.

[Xilvo]

Afstand is niet gelijk voor waarnemers met ongelijke snelheid, tijdverloop evenmin.

Je kunt het berekenen met de Lorentztransformaties of een Minkowski-diagram gebruiken.

[zoeff]

De Lorentztransformaties zijn een automatische consequentie van een uitgangspunt “.. alle EM-straling altijd met c ..”. Die consequentie zou natuurlijk nooit zijn uitgangspunt tegen moeten kunnen spreken.

Mijn berekeningen zijn gemaakt in mijn inertiaal-stelsel, stilstaand op de maan. De astronaut ziet op het zelfde moment: uit zijn raampje kilometerpaal 18.000.000 (vanaf de maan), de eerste beelden binnenkomen, en 1/3 c op zijn snelheidsmeter. Hij start de opname en weet dat hij over 3 minuten bij de maan is. Aldaar aangekomen heeft hij een opname van 3 minuten, waar ik een opname heb van 4 minuten van beelden die mij in 4 minuten zijn gepasseerd. Dezelfde beelden zijn de astronaut in 3 minuten gepasseerd. 4 lichtminuten in 3 minuten = 4/3 c.

Welke afstand en welke tijdsduur zouden op welke manier aangepast moeten worden om snelheid c uit de berekening te krijgen? Graag je uitleg.

[Xilvo]

Jij ziet blijkbaar een probleem met de Lorentztransformaties.

Geef je volledige berekening met gebruik van die transformaties en ik kijk graag voor je of ik kan zien waar je fout gaat.

[zoeff]

De formule gaat zichzelf niet tegenspreken: de formule staat (uiteraard) niet toe dat ik 4/3 c invul voor v. Maar graag ontvang ik (en misschien jkien ook) de uitleg en de berekening hoe je in mijn "experiment" op c komt.

[Xilvo]

De formule gaat zichzelf niet tegenspreken: de formule staat (uiteraard) niet toe dat ik 4/3 c invul voor v.

De snelheid van het schip tov de stilstaande waarnemer is c/3. Dat is de snelheid die je moet invullen.

[zoeff]

De vraag was niet bedoeld als vraag naar het bekende antwoord. De formule invullen om hier verder mee te komen heeft geen zin omdat de formule is ontworpen in dienst van ".. altijd c ..". Voor iedere contraintuïtieve stelling is een formule te ontwerpen. De intuïtie kan ook volledig uitgeschakeld worden. Zelfs door massa's mensen zoals blijkt. Mij lukt dat niet.

Ik zit nog steeds met een opname van 3 minuten en een van 4 minuten van dezelfde uitzending. Ik vrees dat ik moet wachten tot de snelheid van een soortgelijke uitzending eens wordt gemeten.

[Professor Puntje]

Lorentz hield ook (ondanks zijn grote waardering voor Einstein) zijn leven lang aan de absolute tijd vast, dat kan en leidt dan tot een vorm van Lorentz Ether Theorie. Die theorie verklaart precies dezelfde speciaal relativistische verschijnselen als de SRT, en is dus empirische equivalent. Daar is met wat zoeken op internet genoeg over te vinden. De grote meerderheid van natuurkundigen volgt echter de tegen-intuïtieve maar wiskundig elegantere weg die door Einstein is gewezen. Dat is zo.

[Xilvo]

De vraag was niet bedoeld als vraag naar het bekende antwoord. De formule invullen om hier verder mee te komen heeft geen zin omdat de formule is ontworpen in dienst van ".. altijd c ..". Voor iedere contraintuïtieve stelling is een formule te ontwerpen. De intuïtie kan ook volledig uitgeschakeld worden. Zelfs door massa's mensen zoals blijkt. Mij lukt dat niet.

Je vroeg me naar de berekening.
Blijkbaar vroeg je me naar een berekening die je toch al verwerpt. Wat is de zin daarvan?
Gelukkig heb ik daar geen tijd in gestoken.

Wetenschap bedrijven op basis van enkel intuitie is tot mislukken genoemd.

Ik zit nog steeds met een opname van 3 minuten en een van 4 minuten van dezelfde uitzending. Ik vrees dat ik moet wachten tot de snelheid van een soortgelijke uitzending eens wordt gemeten.

Soortgelijke metingen zijn al lang en vaak gedaan. Over de uitkomst bestaat echt geen twijfel meer.
Overigens is die 3 minuten in werkelijkheid nog iets korter.

[Marko]

Lorentz hield ook (ondanks zijn grote waardering voor Einstein) zijn leven lang aan de absolute tijd vast, dat kan en leidt dan tot een vorm van Lorentz Ether Theorie. Die theorie verklaart precies dezelfde speciaal relativistische verschijnselen als de SRT, en is dus empirische equivalent. Daar is met wat zoeken op internet genoeg over te vinden. De grote meerderheid van natuurkundigen volgt echter de tegen-intuïtieve maar wiskundig elegantere weg die door Einstein is gewezen. Dat is zo.

Lorentz wel, maar die was dan ook opgegroeid met het heersende beeld dat de aether den elektromagnetische golven draagt en heeft zijn hele carriëre besteed aan het beter begrijpen van die ether. Dat hij moeite had om dat beeld los te laten, door hemzelf ook zo uitgesproken, is helemaal niet zo gek. Dat iemand 100 jaar later, bekend met alle tekortkomingen van dit beeld, hier desondanks alsnog halsstarrig naar wil terugkeren, is wel gek. Dat iemand zijn eigen intuïtie aanhoudt als de maat der dingen, ook.

De theorie van Lorentz verklaart verder niet precies hetzelfde als de SRT. De geldigheid van de theorie van Lorentz, en ook die van allerlei lieden die na hem hetzelfde probeerde te doen, beperkt zich tot elektromagnetische golven. De theorie biedt een, weliswaar omslachtige en niet geheel bevredigende, verklaring voor gemeten constante lichtsnelheid en daarmee samenhangende fenomenen. Maar dit betreffen allemaal elektromagnetische fenomenen. Hij biedt geen verklaring voor bijvoorbeeld het fenomeen dat radioactief verval ook onderhevig is aan Lorentztransformaties.

De theorie van Lorentz en de SRT zijn dan ook niet empirisch equivalent.

Maar dat is verder allemaal niet zo van belang. Er zijn binnen de wetenschap meer criteria dan alleen de empirie.

[zoeff]

Jij ziet blijkbaar een probleem met de Lorentztransformaties.

Geef je volledige berekening met gebruik van die transformaties en ik kijk graag voor je of ik kan zien waar je fout gaat.

Toch maar even c/3 als snelheid van het ruimteschip ingevuld. Ik krijg dan een Lorentzfactor van 1,06.
Die 72.000.000 km (de lengte van de film die voorbij komt) wordt dan 67.900.000 km.
Als ik dat deel door 180 seconden krijg ik 377.000 km/s. Dat is wel minder dan 400.000 km/s, maar nog lang niet c.
Dit werkt niet.
Je zou de fout er nog uithalen.