twijfels aan de lichtsnelheid

[acpon]

relatief kun je dubbel zo snel als het licht gaan, als je twee objecten hebt die met de snelheid van het licht reizen in tegenovergestelde richtingen. Stel je voor dat je op één van de twee objecten zit zie je het andere object altijd op dezelfde plek.

Weet iemand trouwens van jullie hoe de maximum snelheid van het universum, de lichtsnelheid, is vastgesteld?

Als dit alleen door sterren is opgemaakt zou het net zo goed een constante kunnen zijn van kernfussie van waterstofatomen naar helium.

Btw, hoe zit het met sterren die dichterbij komen waarbij in gebroken licht een ander spectrum tevoren komt, gaan deze lichtstralen ook met de lichtsnelheid?

[Sawada_Kotera]

Voor je eerste vraag : je moet die snelheden optellen volgens de speciale relativiteit theorie. Jij telt ze klassiek op.

[Snakeboy]

Volgens mij is de lichtsnelheid altijd iets dat niet bewezen kan worden,
Het heeft nooit dezelfde snelheid, het varieërt altijd.
Soms word licht vertraagd, en soms versneld.
Het is niet vastgesteld, ze schatten alleen het gemiddelde dat rond de 300.000 km/sec is (gemiddelde is eigenlijk iets lager, maar ze zeggen 300.000)

[RD]

Jeetje, nou kan ik er niet van slapen

[mathfreak]

Snakeboy schreef op 04-01-2004 @ 02:31:
Volgens mij is de lichtsnelheid altijd iets dat niet bewezen kan worden,
Het heeft nooit dezelfde snelheid, het varieërt altijd.
Soms word licht vertraagd, en soms versneld.
Het is niet vastgesteld, ze schatten alleen het gemiddelde dat rond de 300.000 km/sec is (gemiddelde is eigenlijk iets lager, maar ze zeggen 300.000)

Al in de eerste helft van de 19e eeuw heeft de Franse natuurkundige Foucault met succes de lichtsnelheid weten te meten door gebruik te maken van een stilstaande en een draaiende spiegel, waartussen hij een lichtbundel heen en weer liet kaatsen om zo een lange afstand na te kunnen bootsen. Hij vond op die manier een waarde voor de lichtsnelheid die maar 1 procent van de huidige bekende waarde afweek. Met behulp van dit experiment wist hij ook te bewijzen dat de lichtsnelheid in stoffen die optisch dichter zijn dan lucht (bijvoorbeeld water en glas) kleiner is dan in lucht. Wat dat betreft heb je gelijk dat de lichtsnelheid niet altijd hetzelfde is.
In de tweede helft van de 19e eeuw stelde de Schotse wis- en natuurkundige James Clerk Maxwell 4 naar hem genoemde vergelijkingen op die de wisselwerking tussen veranderende elektrische en magnetische velden beschrijven. Hij ontdekte dat de elektromagnetische golven, die door deze velden ontstaan, zich voortplanten met een snelheid die gelijk bleek te zijn aan de lichtsnelheid. Daaruit concludeerde hij dat licht als een elektromagnetisch golfverschijnsel kan worden opgevat, en dat er behalve licht nog andere elektromagnetische golven moeten bestaan die zich net als het licht gedragen, iets wat in 1888, 9 jaar na Maxwells dood, door de Duitse natuurkundige Heinrich Rudolph Hertz experimenteel werd bevestigd. De lichtsnelheid ligt inderdaad iets beneden 300.000 km/s (zie tabel 7 van Binas), maar gemakshalve ronden we het op 300.000 km/s af om zo het rekenwerk eenvoudig te houden.

@acpon: Zoals Sawada_Kotera al correct opmerkte gaat het optellen van snelheden op de gewone manier niet op in de speciale relativiteitstheorie. Als u en v 2 gegeven snelheden zijn wordt de resulterende snelheid w volgens de speciale relativiteitstheorie gegeven door de formule
w=(u+v)/(1+[u*v/c²]), waarbij c de lichtsnelheid voorstelt.

[GinnyPig]

acpon schreef op 04-01-2004 @ 00:13:
relatief kun je dubbel zo snel als het licht gaan, als je twee objecten hebt die met de snelheid van het licht reizen in tegenovergestelde richtingen. Stel je voor dat je op één van de twee objecten zit zie je het andere object altijd op dezelfde plek.

Weet iemand trouwens van jullie hoe de maximum snelheid van het universum, de lichtsnelheid, is vastgesteld?

Als dit alleen door sterren is opgemaakt zou het net zo goed een constante kunnen zijn van kernfussie van waterstofatomen naar helium.

Btw, hoe zit het met sterren die dichterbij komen waarbij in gebroken licht een ander spectrum tevoren komt, gaan deze lichtstralen ook met de lichtsnelheid?

Zeker heel wat populaire boeken gelezen over het onderwerp, maar nooit echt toegekomen aan de wiskunde van de theorie?

Realiseer je dat de speciale relativiteitstheorie meer is dan alleen "de constante lichtsnelheid". De impact van de theorie is veel groter. Begrippen als impuls, (kinetische) energie, massa, tijd en plaats moeten allemaal worden herzien door deze theorie.

Over je laatste vraag: Ik neem aan dat je het over roodverschuiving hebt. Wanneer een lichtbron ten opzichte van een waarnemer beweegt (zoals een ster van de aarde af of naar de aarde toe kan bewegen) zou je misschien verwachten dat het licht sneller of langzamer zal bewegen. Bij licht is dit echter niet het geval. Wat er juist veranderd is de energie per foton. Het gevolg: het licht krijgt een andere golflengte. Bij sterren neem je hierdoor een verschoven spectrum waar.

Dan nog even iets over het stukje van mathfreak:

...dat de lichtsnelheid in stoffen die optisch dichter zijn dan lucht (bijvoorbeeld water en glas) kleiner is dan in lucht. Wat dat betreft heb je gelijk dat de lichtsnelheid niet altijd hetzelfde is.

Ik vind het zelf altijd verwarrend om bij dit begrip, bekend als dispersie, te praten over "de (licht)snelheid". Licht is namelijk een golfverschijnsel, en deze kan voorkomen als een "golfpakket". Een eigenschap van een golfpakket is dat deze wordt gekenmerkt door 2 soorten snelheden: groepssnelheid en fasesnelheid.

Hierbij valt verder op te merken dat bij licht de fasesnelheid altijd gelijk is aan c (ook wel bekend als "de lichtsnelheid"). De groepssnelheid is daarentegen afhankelijk van het medium waar de golf zich in bevindt: in water geldt een andere groepssnelheid dan in lucht.

[acpon]

mathfreak schreef op 04-01-2004 @ 11:12:
w=(u+v)/(1+[u*v/c²]), waarbij c de lichtsnelheid voorstelt. [/B]

w = (300.000 + 300.000)/(1+(300.000*300.000/300.000²))
w = 600.000/2
w = 300.000

het is dus zo dat als kinetische energie een hogere snelheid als 300.000 km/s wil aannemen deze energie verandert in 'sterker licht'??

ik vind het trouwens vreemd dat licht geen massa heeft maar goed

[GinnyPig]

acpon schreef op 04-01-2004 @ 15:36:
w = (300.000 + 300.000)/(1+(300.000*300.000/300.000²))
w = 600.000/2
w = 300.000

het is dus zo dat als kinetische energie een hogere snelheid als 300.000 km/s wil aannemen deze energie verandert in 'sterker licht'??

ik vind het trouwens vreemd dat licht geen massa heeft maar goed

Het maakt niet uit hoeveel energie je in het licht stopt: de snelheid van het licht blijft gelijk. Het is inderdaad juist de golflengte van het licht die je daarmee verandert.

Overigens, zo vreemd is dat niet Er blijkt namelijk dat 'iets' dat met de lichtsnelheid voortbeweegt (zoals licht of waarschijnlijk ook zwaartekracht) geen massa kan hebben. Het werkt zelfs 2 kanten op: 'iets' dat geen massa heeft moet met de lichtsnelheid voortbewegen.

Vraag blijft natuurlijk wat met dat 'iets' bedoelt wordt

[acpon]

maar het zou toch goed kunnen zijn dat massa andere eigenschappen heeft bij verplaatsing, en geen maximum snelheid heeft, iig een andere als de lichtsnelheid.

[acpon]

mathfreak schreef op 04-01-2004 @ 11:12:
w=(u+v)/(1+[u*v/c²])
[/B]

volgens deze formule zou de zon geen licht in twee richtingen kunnen zenden...

[Sawada_Kotera]

acpon schreef op 04-01-2004 @ 16:45:
volgens deze formule zou de zon geen licht in twee richtingen kunnen zenden...

'K snap je punt niet echt.

maar het zou toch goed kunnen zijn dat massa andere eigenschappen heeft bij verplaatsing, en geen maximum snelheid heeft, iig een andere als de lichtsnelheid.

Stel dat je een verschijnsel zou vinden dat zich voortplant met een snelheid groter dan de lichtsnelheid, kan je met dat verschijnsel informatie overdragen. En dan kan in de relativiteitstheorie de lichtsnelheid vervangen door die nieuwe (snellere) snelheid.
De lichtsnelheid is in deze theorie enkel bevoorrecht omdat het de snelste mannier is om informatie uit te wisselen.

[acpon]

[QUOTE]Sawada_Kotera schreef op 04-01-2004 @ 17:28:
[B]'K snap je punt niet echt.

als je de snelheid wilt berekenen tussen twee fotonen bij de zon, waarbij de fotonen zich in tegengestelde richting bewegen van de zon af, zal de snelheid volgens die formule 300.000 km/h zijn terwijl dat logischerwijs niet kan.

[mathfreak]

[QUOTE]acpon schreef op 04-01-2004 @ 17:57:
[B]

Sawada_Kotera schreef op 04-01-2004 @ 17:28:
'K snap je punt niet echt.

als je de snelheid wilt berekenen tussen twee fotonen bij de zon, waarbij de fotonen zich in tegengestelde richting bewegen van de zon af, zal de snelheid volgens die formule 300.000 km/s zijn terwijl dat logischerwijs niet kan.

Realiseer je in dit geval dat relativistische mechanica niet te vergelijken is met de klassieke mechanica. Volgens de klassieke mechanica kan dat inderdaad niet, maar de relativiteitstheorie is juist ontwikkeld om verschijnselen zoals deze te kunnen verklaren, aangezien de klassieke mechanica dat niet kon.

@GinnyPig: Ik heb zeer bewust het onderscheid tussen groeps- en fasesnelheid vermeden om een en ander niet al te ingewikkeld te maken.

[GinnyPig]

mathfreak schreef op 04-01-2004 @ 18:54:
@GinnyPig: Ik heb zeer bewust het onderscheid tussen groeps- en fasesnelheid vermeden om een en ander niet al te ingewikkeld te maken.

Mjah, kan ik me wel in vinden

[Daevrem]

De lichtsnelheid staat vast en staat niet tot discussie. Men is wel bezig allerlei truckjes uit te halen om informatie met een omweggetje sneller dan het licht te laten gaan. Maar de lichtsnelheid en beide relativiteitstheorieen staan niet tot discussie en men neemt aan dat ze zo correct zijn als men maar kan wensen.

[GinnyPig]

Daevrem schreef op 06-01-2004 @ 20:51:
De lichtsnelheid staat vast en staat niet tot discussie. Men is wel bezig allerlei truckjes uit te halen om informatie met een omweggetje sneller dan het licht te laten gaan. Maar de lichtsnelheid en beide relativiteitstheorieen staan niet tot discussie en men neemt aan dat ze zo correct zijn als men maar kan wensen.

Iedere natuurkundige theorie is in zekere mate gebaseerd op fundamentele aannames. Hierdoor staat eigenlijk geen 1 theorie "echt" vast. Bijvoorbeeld wordt naar alle waarschijnlijkheid de (Algemene) Relaltiviteitstheorie op den duur ook vervangen door een grotere, unificerende theorie. Maar das weer offtopic en bovendien mierenneukerij

Maar mijn punt: Informatie kan juist niet sneller dan het licht. Dit is juist een van de gevolgen van de relativiteitstheorie. Er zijn wel "zaken" die sneller kunnen dan het licht (entanglement is zo'n verschijnsel; groepssnelheid van een golfpakket ook), maar deze kunnen juist geen vorm van informatie met zich meedragen. De relativiteitstheorie verbiedt het.

[acpon]

dat is wetenschap:

hypothese + antihypothese -> hypothese

de goede hypothese => nieuwe hypothese

[Daevrem]

Entanglement was de faseverschuibing in lichtstralen, niet? Men gaat er nu toch vanuit dat men via entanglement wel informatie kan versteuren en dat die entanglementgolven dan sneller dan het licht bewegen en dus ook sneller dan het licht aankomen maar de informatie niet omdat het dan langer zou duren om de golven om te zetten in informatie.

Ik dacht dat het zeker was dat die je iets met sneller dan het licht kan versteuren en dat het ook sneller dan het licht ontvangt maar men weet nog niet hoe men het ook sneller dan het licht kan ontvangen. Vandaar ook al die experimenten op dat gebied. Het kan misschien communicatie door de ruimte met potientieel buitenaards intelligent leven.

En ik dacht dat de relativiteitstheorie alleen verbied massa en energie met een snelheid boven de lichtsnelheid te reizen.

En dan heb je nog de Einstein-Podolsky-Rosen paradox. Als er geen verborgen variabele is dan is informatie sneller dan het licht ook mogelijk. Maar ik zit eigenlijk in de verborgen variabele groep.

[GinnyPig]

Daevrem schreef op 06-01-2004 @ 23:45:
Entanglement was de faseverschuibing in lichtstralen, niet? Men gaat er nu toch vanuit dat men via entanglement wel informatie kan versteuren en dat die entanglementgolven dan sneller dan het licht bewegen en dus ook sneller dan het licht aankomen maar de informatie niet omdat het dan langer zou duren om de golven om te zetten in informatie.

Ik dacht dat het zeker was dat die je iets met sneller dan het licht kan versteuren en dat het ook sneller dan het licht ontvangt maar men weet nog niet hoe men het ook sneller dan het licht kan ontvangen. Vandaar ook al die experimenten op dat gebied. Het kan misschien communicatie door de ruimte met potientieel buitenaards intelligent leven.

En ik dacht dat de relativiteitstheorie alleen verbied massa en energie met een snelheid boven de lichtsnelheid te reizen.

En dan heb je nog de Einstein-Podolsky-Rosen paradox. Als er geen verborgen variabele is dan is informatie sneller dan het licht ook mogelijk. Maar ik zit eigenlijk in de verborgen variabele groep.

Het probleem waar 'we' nu op stuiten is: hoe defineer je informatie? Stel dat je informatie nu ziet als 'iets' waarmee je een bepaald gebeuren/event op macro-schaal kan beinvloeden vanaf een zekere afstand. Je hebt gelijk wat betreft het feit dat alleen massa en energie niet sneller dan het licht kunnen, maar kan je een 'vorm' bedenken dat massa noch energie bezit, en toch dit soort informatie kan overdragen? Ik niet namelijk.

Maar dan: entanglement. Het is verleidelijk om te denken dat deze eigenschap van deeltjes een vorm van informatie-overdracht is, die sneller dan het licht gaat (instantaan zelfs). Het probleem is alleen dat entanglement gepaard gaat met willekeurigheid, waardoor je nog niks opschiet.

Een voorbeeld om het begrip entanglement te verduidelijken. Stel je bent met 3 personen; 1 in New York, 1 in Kyoto en 1 in Urk. De persoon in Urk heeft 2 pakketjes: in de 1 stopt ie een groene bal, in de andere een rode bal. Vervolgens stuurt ie willekeurig 1 pakketje naar de persoon in NY en 1 naar Kyoto. Niemand weet wie welk pakketje krijgt, maar alledrie weten ze dat 1 iemand de groene bal krijgt, en 1 iemand de rode bal. Wanneer nu 1 van de 2 ontvangers zijn pakketje ontvangt en opent, weet hij meteen welke kleur de andere persoon heeft.

Stel nu echter dat de kleur van de bal nog helemaal niet vaststaat, de bal is niet rood en niet groen. (Dit is fysisch alleen mogelijk bij elementaire deeltjes) Zodra het pakketje wordt geopend wordt er een kleur toegekend aan de bal (met een kansverdeling van 50/50), waarbij de ballen ook nog eens niet dezelfde kleur kunnen hebben. De ballen staan onontkoombaar met elkaar verbonden. Deze eigenschap staat bekend als entanglement. In dat geval is in geen mogelijkheid te voorspellen welke van de twee de rode bal krijgt. Maar toch weten beide personen de kleur van de andere bal, zodra ze hun pakketje openen.

Toch wordt hier geen informatie sneller dan het licht overgedragen. Althans, niet de soort informatie die ik defineerde aan het begin me verhaal. Je kan de kleur van de bal (=toestand van het deeltje) namelijk niet zelf beinvloeden. Door het pakketje te openen (=de toestand van het deeltje meten) leg je alleen vast dat bal een kleur heeft; welke kleur dat zal worden kan je niet beinvloeden. En dus is het onmogelijk om op deze manier informatie over te dragen aan de ander.

Hoe het kan dat beide deeltjes verschillende toestanden aannemen (bijvoorbeeld spin 'up' en spin 'down') is niet bekend. Je noemt verder de verborgen variabele. Bell heeft in de jaren '50 bewezen dat de aanname van een verborgen variabele (waarmee je, buiten de quantummechanica om, toch de toestand van het deeltje kan weten voordat de meting plaatsvindt) en de aanname dat quantummechanica klopt, lijdt tot een inconsistentie binnen de theorie (bekend als Bell's ongelijkheid). Er zijn verschillende antwoorden hierop:

1) De quantummechanica is compleet fout (niet gedeeltelijk). Een andere, betere theorie zou in dat geval wel de toestand kunnen voorspellen. Deze oplossing is erg onaantrekkelijk gezien het feit dat de quantummechinca theoretisch de meest nauwkeurige voorspellingen heeft gedaan aller tijden. De theorie is bij sommige voorspellingen tot op wel 15 decimalen nauwkeurig.
2) De verborgen variabele is niet-lokaal op de schaal van elementaire deeltjes. Hierdoor kunnen de deeltjes elkaar instantaan beinvloeden. Ook deze oplossing is niet bepaald elegant, vanwege het argument dat dit zou inhouden dat alle elementaire deeltjes altijd op de een of andere manier in contact staan met elkaar.
3) Er bestaat niet zoiets als een verborgen variabele. In dat geval is op geen enkele manier de toestand van het deeltje exact te voorspellen. Zoals het er naar uitziet is dit de meest waarschijnlijke uitkomst, alhoewel ik toegeef dat het niet echt voldoening geeft. Om Einstein maar te quoten: God does not play dice.

Het voorbeeld dat ik noemde is overigens een "variant" op het EPR-paradox.

[Luego]

twijfel aan de eindigheid van het heelal:

als het heelal is ontstaan uit de oerknal en ook ruimte kan zich niet sneller voortbewegen dan de lichtsnelheid, KAN het heelal niet oneindig zijn. of heet dat oneindig omdat niemand ooit aan het eind zal kunnen komen?

sorry, hoort niet helemaal bij deze topic, maar vind k ook raar van lichtsnelheid.

[acpon]

link naar

minder dat er nu twee topics over zo'n beetje hetzelfde onderwerp zijn, maar hier een reactie van mij

[cup a soup]

Luego_407 schreef op 09-01-2004 @ 20:27:
twijfel aan de eindigheid van het heelal:

als het heelal is ontstaan uit de oerknal en ook ruimte kan zich niet sneller voortbewegen dan de lichtsnelheid, KAN het heelal niet oneindig zijn. of heet dat oneindig omdat niemand ooit aan het eind zal kunnen komen?

sorry, hoort niet helemaal bij deze topic, maar vind k ook raar van lichtsnelheid.

is moeilijk ja.. maar dit kan je eigenlijk ook zien als een soort oneindigheid. Het einde verwijdert zich van ons met een snelheid die niet in te halen is.
Stel 'iets' met de snelheid van het licht heeft vanaf de oerknal de uitdijing van het heelal gevolgd. Als beide met de lichtsnelheid reizen, haalt het ' iets' nooit de uitdijing in. Is dat in feite niet ook oneindigheid?

[SCREAM!]

GinnyPig schreef op 07-01-2004 @ 16:27:


Stel nu echter dat de kleur van de bal nog helemaal niet vaststaat, de bal is niet rood en niet groen. (Dit is fysisch alleen mogelijk bij elementaire deeltjes) Zodra het pakketje wordt geopend wordt er een kleur toegekend aan de bal (met een kansverdeling van 50/50), waarbij de ballen ook nog eens niet dezelfde kleur kunnen hebben. De ballen staan onontkoombaar met elkaar verbonden. Deze eigenschap staat bekend als entanglement. In dat geval is in geen mogelijkheid te voorspellen welke van de twee de rode bal krijgt. Maar toch weten beide personen de kleur van de andere bal, zodra ze hun pakketje openen.

Toch wordt hier geen informatie sneller dan het licht overgedragen. Althans, niet de soort informatie die ik defineerde aan het begin me verhaal. Je kan de kleur van de bal (=toestand van het deeltje) namelijk niet zelf beinvloeden. Door het pakketje te openen (=de toestand van het deeltje meten) leg je alleen vast dat bal een kleur heeft; welke kleur dat zal worden kan je niet beinvloeden. En dus is het onmogelijk om op deze manier informatie over te dragen aan de ander.

Wat is als beide pakketje tegelijk geopend worden?? Is het dan nog steeds zo dat de kans op beide kleuren 50% is. ?? Kan je dan in theorie niet 2 dezelfde kleuren krijgen? (vast niet.. maar waarom?)

[GinnyPig]

SCREAM! schreef op 01-02-2004 @ 22:49:
Wat is als beide pakketje tegelijk geopend worden?? Is het dan nog steeds zo dat de kans op beide kleuren 50% is. ?? Kan je dan in theorie niet 2 dezelfde kleuren krijgen? (vast niet.. maar waarom?)

Het is juist theoretisch verboden om dezelfde kleuren te krijgen. Het ene pakketje krijgt dus altijd een andere kleur dan het andere pakketje.

Overigens is gelijktijdigheid afhankelijk van de 'waarnemer'. Wat voor de ene waarnemer als gelijktijdigheid wordt bestempeld, zal voor een andere (bewegende) waarnemer juist niet het geval zijn. Ook dit is een direct gevolg van de constante lichtsnelheid.

Spreek je dus van 2 gebeurtenissen die gelijktijdig gebeuren, dan kan ik simpelweg een andere waarnemer kiezen waarbij de 2 gebeurtenissen niet gelijktijdig gebeuren. De twee verschillende waarnemers zijn fysisch gezien gelijkwaardig: voor beiden gelden dezelfde natuurwetten.

Wel... als je echt in de war wilt raken; tachyonen?

[cup a soup]

Mendacem schreef op 06-02-2004 @ 23:54:
Wel... als je echt in de war wilt raken; tachyonen?

??