Afbuiging licht langs de zon

[Naessens]

Einstein heeft aangetoond dat, tijdens een volledige zonsverduistering, het licht dat langs de zon gaat, afgebogen wordt. De discussies hier geven aan dat het algemeen aangenomen wordt.
Wat ik mij afvraag is of er rond de zon niet een soort atmosfeer is, zoals rond de aarde, waardoor het licht kan afgebogen worden.
 
Als het licht afgebogen wordt door de zon, dan kan men met de huidige nauwkeurigheid van computers, ook wel de invloed van de maan mee nemen. Immers, bij een totale zonsverduistering gaat het licht ook langs de maan.

[mathfreak]

Wat ik mij afvraag is of er rond de zon niet een soort atmosfeer is, zoals rond de aarde, waardoor het licht kan afgebogen worden.

De afbuiging van licht onder invloed van de zwaartekracht is geen optisch verschijnsel. De aanwezige massa van de zon kromt de ruimtetijd zodanig dat het licht een zogenaamde geodeet (een gebogen lijn) volgt, wat dus resulteert in een bepaalde afbuiging onder invloed van de zwaartekracht. Zwaartekracht is in de algemene relativiteitstheorie geen kracht in de klassiek-mechanische zin van het woord, maar een meetkundige manifestatie als gevolg van de kromming van de ruimtetijd.

[Professor Puntje]

Einstein heeft aangetoond dat, tijdens een volledige zonsverduistering, het licht dat langs de zon gaat, afgebogen wordt.

 
Dat het licht door zware massa's wordt afgebogen kan men ook al op basis van Newtons theorie berekenen, alleen vind je dan niet de juiste waarde voor die afbuiging.

[Naessens]

De afbuiging van licht onder invloed van de zwaartekracht is geen optisch verschijnsel.
 
Betekent dit dat dat het licht in de buurt van de zon recht door een prisma zou gaan, in plaats van de gebruikelijke breking?
 
​Licht heeft een corpusculair karakter, daarom is de wet van Newton van toepassing, begrijp ik.

[mathfreak]

De afbuiging van licht onder invloed van de zwaartekracht is geen optisch verschijnsel.
 
Betekent dit dat dat het licht in de buurt van de zon recht door een prisma zou gaan, in plaats van de gebruikelijke breking?

Nee, het licht wordt wel door een prisma afgebogen, maar afbuiging van licht onder invloed van de zwaartekracht heeft niets met de optische eigenschappen van licht te maken. 

[Michel Uphoff]

dan kan men met de huidige nauwkeurigheid van computers, ook wel de invloed van de maan mee nemen

 
Je bedoelt hiermee de afbuiging van licht door de massa van de Maan? Zo ja, dat valt nog tegen:
De afbuiging van sterrenlicht dat vlak langs het oppervlak van de Zon scheert is te berekenen op 1,75 boogseconden. Dat is zeker nu zeer goed meetbaar. Maar de Zon heeft ruim 27 miljoen keer de massa van de Maan. De afbuiging van het licht door de kromming van de ruimtetijd agv de massa van de Maan is dan ook beperkt tot slechts 0,000026 boogseconden (26 µas) voor sterrenlicht dat vlak langs het maanoppervlak scheert.
 
Dat soort extreem kleine hoeken ligt aan de grens van het huidige waarnemingsvermogen, zij het dat hiervoor dan wel een VLBI opstelling nodig is; een reeks gekoppelde telescopen op zo groot mogelijke afstand van elkaar. Die halen bij perfecte omstandigheden via interferometrie zo'n 22 µas. Zo'n VLBI opstelling lijkt mij niet goed bruikbaar voor een object dat zo dichtbij staat als de Maan, en mocht dat nog wel kunnen dan ligt het 'scheidend vermogen' op de grens van wat we willen meten. Voor een betrouwbare meting wil je een veel hogere gevoeligheid. Mogelijk moeten we bij ongeschiktheid van een VLBI opstelling terugvallen op een enkelvoudige telescoop. De kleinste hoek die met de grootste enkelvoudige telescopen bij ideale omstandigheden meetbaar is ligt in de orde van 0,003 boogseconden (3 mas), en dat is dus ruwweg 100 keer te weinig om slechts een 'pixel' verschil te meten.

[Naessens]

Ik moet mijn vraag anders definiëren begrijp ik.
Namelijk, als de mogelijkheid bestaat dat het licht langs de zon door optische breking kan veroorzaakt worden,
kan het bewijs van Einstein nog wel geldig zijn?
 
Ik begrijp dat de berekeningen, van eerdere berichten in dit onderwerp als bewijs kunnen aangenomen worden (o.a. de wet van Newton), maar dat is geen bewijs dat het experiment van Einstein geldig is, of wel?
Dat zou inhouden dan er rond de zon geen medium aanwezig is dat het licht door breking kan afbuigen.

[Michel Uphoff]

als de mogelijkheid bestaat dat het licht langs de zon door optische breking kan veroorzaakt worden, kan het bewijs van Einstein nog wel geldig zijn?

Ja, om meerdere redenen:

• Dit was slechts het eerste experiment dat wees op het gelijk van Einstein. Er was kritiek op de waarnemingen door Eddington in 1919, want de resultaten waren niet echt eenduidig. De hoekverschillen varieerden tussen 0,86 en 1,98 boogseconden (volgens Newton zou het 0,87 boogseconden moeten zijn, en volgens Einstein het dubbele). De gemiddelden echter wezen sterk op Einsteins gelijk. Maar later zijn er reeksen veel preciezer waarnemingen gedaan die juistheid van de ART aantonen (tot een nauwkeurigheid van 0,02%).
• De posities van sterren (van een open sterrenhoop, de Hyaden) die werden gemeten lagen niet vlak tegen de rand van de Zon, maar een stukje er vandaan, ver buiten de dunne chromosfeer die inderdaad voor deflectie had kunnen zorgen (maar die zo helder is en zoveel turbulentie veroorzaakt, dat daar doorheen geen ster waarneembaar zou zijn geweest). Wel bevonden de sterren zich achter de corona, maar die is zo extreem ijl (1 biljoen keer zo ijl als de chromosfeer), dat daar geen meetbare optische effecten van te verwachten waren.
• Als er al sprake zou zijn van een vorm van optische lichtbreking, dan zou deze frequentieafhankelijk moeten zijn. Een lens (of deze van glas of gas is maakt niet echt uit) breekt het licht afhankelijk van de golflengte verschillend. De oorzaak van dit effect is dispersie; langere golflengten planten zich trager door een medium voort dan kortere golflengten. Rood licht heeft daardoor bij een lens een langere brandpuntafstand dan blauw licht. Het optische effect dat hiervan het gevolg is, heet chromatische aberratie. Als er al sprake zou zijn van deflectie van het sterrenlicht door een medium (de atmosfeer van de Zon), dan zou dit in de waarnemingen opvallen, de foto's zouden een beeld als dit laten zien:

chromatic-aberration-star-example 3672 keer bekeken

 
Maar deze kenmerkende kleurschifting als gevolg van breking door een tussenliggend medium werd dus niet waargenomen. Overeenkomstig de ART volgde alle licht, ongeachte de golflengte, dezelfde kromming van de ruimtetijd.

[Naessens]

Dit vind ik heel duidelijk en daarmee is mijn vraag beantwoord.

[Hansg]

Licht is een electromagnetische golf. Het lijkt me daarom niet ondenkbaar dat de temperatuur en het magnetisch veld van de zon ook van invloed zijn op de buiging van het licht. Wat denken jullie? 

 

[NicoW]

Het licht buigt óók af als er géén sprake is van een zonsverduistering. Wel maakt dit verschijnsel de waarneming gemakkelijker.

Ik zeg dit, om je te wijzen op het bestaan van perceptie. Werkelijkheid en perceptie lopen vaak door elkaar, wat helder denken bemoeilijkt. Wetenschap bedrijven is de kunst om perceptie te onderscheiden van de werkelijkheid.

[Hansg]

Het licht buigt óók af als er géén sprake is van een zonsverduistering. 

Begrijp ik, een zonsverduistering op aarde is vanuit onze perceptie een verduistering. Begrijp ook dat het verschijnsel dan makkelijker waargenomen wordt. 

Ik vraag me alleen af of licht – een electromagnetische golf – gebogen kan worden door een ander magnetisch veld, of door extreme temperatuur. 

Deze theorie heb ik zelf bedacht, dus kan er naast zitten : De lagere snelheid van licht in een materiaal (bijv. glas) wordt volgens mij veroorzaakt doordat de electromagnetische golf (licht) een magnetisch tegenveld oproept in het materiaal waarin het licht zijn baan aflegt. Dit gaat volgens het principe van de wet van Lenz. In grote lijn: hoe beter het materiaal elektriciteit geleidt, hoe sterker het tegenveld, hoe groter het effect van dispersie (refractive index). 

Ook temperatuur kan van invloed zijn op een magnetisch veld, dus ook op licht. 

[nouwena]

Als licht wordt afgebogen door sterke zwaartekrachtvelden zoals de zon en groter kan ik mij voorstellen dat licht uit de ruimte een soort zwabberbaan volgt. Vraag of dat observeerbaar is.

[jadatis]

Waar moet ik aan denken bij vlak langs de zon. Is dat 1 meter of 1 kilometer.

Kleurschifting zal bij deze kleine hoeken mogelijk ook niet meer meetbaar zijn, dus de atmosfeer-theorie vind ik nog niet helemaal ontkracht.

En als dan zwaartekracht invloed op licht heeft, gaat dit dan ook op molekuul-niveau op , dus licht dat door een optisch dichter medium gaat, wordt dat dan ook steeds afgebogen.

[Michel Uphoff]

Waar moet ik aan denken bij vlak langs de zon. Is dat 1 meter of 1 kilometer

 

Denk eerder (bij de meting van Eddington) aan 500.000 tot 3 miljoen kilometer. Op die afstand is er alleen de extreem ijle corona (met 0,1 Pa in de dichtste gebieden ruwweg 1 miljoenste van de druk binnen onze atmosfeer), zoals eerder is toegelicht.

 

Hier een van de opnamen van Eddington. De sterren waar het om gaat bevinden zich tussen de markeringsstreepjes:

 

Eddington eclipsfoto 3668 keer bekeken

Klik voor vergroting