Een bewijs dat 'de Broglie' golven bewegen met de lichtsnelheid

[Boormeester]

Een deeltje is juist in staat om de geodeet te volgen omdat het massa heeft. Als het geen massa zou hebben dan zou het foton niet in staat zijn de geodeet te volgen. Ook een foton beïnvloed de ruimte-tijd juist omdat het massa heeft.  Je ziet het al aan de formule voor de gravitatie: je hebt minstens 2 deeltjes nodig om een wisselwerking aan te gaan (m₁ en m₂). De 2 deeltjes beïnvloeden samen de ruimte-tijd en maken zo de geodeet.
Men moet onderscheid maken tussen rustmassa voor een materie deeltje (m₀, waarbij de nul staat voor een snelheid tov de waarnemer van nul),
de massa m_v van een materie deeltje dat met een snelheid v beweegt en
de massa van een deeltje dat met de lichtsnelheid beweegt (een foton).
Men moet goed bedenken dat elke vorm van energie een massa vertegenwoordigt die volgt uit de formule E = m.c² . Aangezien een foton een energie heeft van h.f is dit tevens gelijk aan m.c² ,  waaruit dan de massa van het foton volgt: m=h.f/c² . Dit is beslist geen rustmassa!

[sensor]

Het is al eerder genoemd, dit is meer een benadering volgens Newton. Probleem is dan wel dat je er geen atoom theorie mee gaat verklaren. Volgens Newton storten de elektronen gewoon op de kern. Wij hebben het hier over theorie ontwikkeling, het heeft geen zin om de klok weer 100 jaar terug te draaien.

[Michel Uphoff]

Een deeltje is juist in staat om de geodeet te volgen omdat het massa heeft

 
Volgens de ART volgt alles zolang er geen externe (elektromagnetische) kracht op uitgeoefend wordt de geodeet en dat pad is onafhankelijk van de massa.
 
De oude Newtoniaanse opvatting was anders, een object moest massa hebben om door massa beïnvloed te kunnen worden. Volgens deze oude opvatting zou volgens de wetenschap rond begin vorige eeuw de Zon fotonen afbuigen onder een bepaalde hoek, terwijl Einstein ingevolge de ART een twee keer zo grote deflectiehoek voorspelde. Einstein kreeg na de beroemde waarneming door Eddington in 1919 het gelijk aan zijn zijde.
 
De moderne opvatting houdt in dat er behoud van energie bestaat, maar geen behoud van massa. Tevens is er maar een massa, de rustmassa. Een deeltje met een bepaalde rustmassa en een bepaalde (altijd relatieve) snelheid heeft een bepaalde, geconserveerde, hoeveelheid energie. Die energie bestaat uit twee delen: De energie die je ingevolge e=mc² uit de rustmassa zou kunnen betrekken, en de relatieve kinetische energie Ek=mc².(γ -1)
 
Vergeet die relativistische massa, Einstein waarschuwde er niet voor niets voor. Dat leidt tot een onhoudbare mengelmoes van klassieke- en post Newtoniaanse interpretaties.

[Boormeester]

Sorry Michel maar het pad dat je noemt is niet onafhankelijk van de massa. Alle energie vormen (bijv de kosmische achtergrond straling) vertegenwoordigen een massa en bepalen mede daardoor de geodeet. Een foton dat de zon passeert heeft echter vergeleken met de bijdrage van de zon een te verwaarlozen invloed op de geodeet.
Er is wel behoud van massa (immers er is behoud van energie) maar geen behoud van rustmassa. Rustmassa kan immers o.a in een foton veranderen.
De totale massa verdeling in het heelal bepaald de geodeet maar die verandert voortdurend omdat massa onderling in beweging is, al is het heelal op kleine tijdschalen onveranderlijk en is de geodeet vrij constant.

[Michel Uphoff]

Lees dit artikeltje eens door, en misschien heb je ook wat aan dit en dit artikeltje.

[Boormeester]

Dank je wel. Zover als ik kan zien bevestigd het artikel precies wat ik zeg: 
The energy and momentum of light also generates curvature of spacetime, so general relativity predicts that light will attract objects gravitationally

[Michel Uphoff]

Heb je het hele artikel gelezen, of probeer je nu aan cherry picking te doen?
 
Er staat heel wat meer in dat genuanceerde artikel. Lees het grondig, en hou de kernvraag voor ogen: Moet een object massa hebben om de lokale geodeet van de ruimtetijd te volgen?

[Boormeester]

Daar staat niets over in. Als een object geen massa heeft, hetzij rustmassa of relativistische massa, dan lijkt het mij stug dat er een wisselwerking optreed met de omringende massa verdeling en het object gewoon zijn weg vervolgt in een rechte lijn. Voorop gesteld dat ik niet denk dat er objecten zijn zonder massa dus ja een object moet massa hebben om de lokale geodeet te volgen. Hou dan wel voor ogen dat  massa zowel rustmassa (materie) als relativistische massa (fotonen en andere deeltjes die met de lichtsnelheid bewegen) kan zijn.

[Michel Uphoff]

Daar staat niets over in.

Je leest het artikel uit de eerste link die ik gaf?
 

Sometimes people ask "If light has no mass how can it be deflected by the gravity of a star?".  One answer is that all particles, including photons, move along geodesics in general relativity and the path they follow is independent of their mass.
Another answer is that the light has energy and momentum which couples to gravity.  The energy-momentum 4-vector of a particle, rather than its mass, is the gravitational analogue of electric charge. 

[physicalattraction]

Opmerking moderator

Discussie over gebruik van relativistische massa afgesplitst naar deze topic. In deze topic gaarne verder gaan met de gangbare definitie van massa=rustmassa en de term relativistische massa niet gebruiken.

[Boormeester]

Nog een bewijs dat de fasesnelheid van een 'de Broglie golf' niet groter kan zijn dan de lichtsnelheid. Dit komt vanuit een geheel andere gedachten gang. Einstein leidde de SRT af vanuit de experimentele waarneming dat de lichtsnelheid altijd c is, ongeacht de snelheid van de waarnemer. We noemen het de lichtsnelheid vanwege de lichtbron (EM straling, foton)) die men gebruikt om de transformaties af te leiden. Echter men zou evengoed ipv een lichtbron, een bron van gravitatie straling kunnen gebruiken. Ook een graviton beweegt met de lichtsnelheid. Beide snelheden zijn fase snelheden. Men zou dus eigenlijk moeten spreken van vacuum-golf snelheid. Zou er een vacuum-golf zijn met een grotere snelheid dan c, dan zou dat betekenen dat er nog een andere SRT zou moeten zijn met die grotere fasesnelheid en we weten allemaal dat er maar een SRT is: die SRT met een fasesnelheid van c.
Een 'de Broglie' fasesnelheid van c²/v kan dus helemaal niet, want dat levert een fasesnelheid groter dan c op en dat zou betekenen een golf die sneller beweegt dan c maar zich toch zou voortplanten in het vacuum, weliswaar niet met een constante snelheid (want v is variabel), maar wel groter dan c.
Het zou een SRT opleveren die variabel is (de fasesnelheid is niet constant) want je kunt natuurlijk ook een 'de Broglie golfbron' gebruiken ter afleiding van de transformatie formules. Het is duidelijk dat we die natuurkunde niet experimenteel waarnemen en daarom is de voorstelling van zaken dat een rustmassa deeltje ook een golf is een onjuiste hypothese en derhalve kun je ook niet stellen dat E = h.f voor een rustmassa deeltje.
Wat je wel kunt stellen is dat zodra een rustmassa deeltje begint met bewegen, het deeltje een golf opwekt in het vacuum die zich voortplant met de lichtsnelheid c. Dan heb je 3 vacuum golven die je onafhankelijk van elkaar kunt gebruiken ter afleiding van de SRT. Er geldt dan p.c = h.f ⇒ p = h/λ
Dit betekent ook dat ter berekening van de lichtsnelheid de fundamentele constanten afhankelijk zijn van elkaar! Ieder van de 3 golftheorieën moet immers dezelfde snelheid c opleveren.
Voor het foton geldt immers: c = 1/(√ε₀.μ₀) 
Eenzelfde soort formule moet dan gelden voor het graviton waarbij c afhankelijk is van de gravitatie constante.
en eenzelfde soort formule voor een 'de Broglie' golf, waarbij c afhankelijk is van de constante van Planck.

[Jan van de Velde]

Opmerking moderator

Hier doen we weinig meer dan rondjes draaien. Voorlopig genoeg gezegd over De Broglie-golven en relativiteit. Deze topic gaat op slot.