Ringen rond de zon, rechte lijnen en lichtafbuiging

[Professor Puntje]

Stel je voor dat de zon is omringd door een groot aantal gewichtloze niet-roterende concentrische ringen. Van één zo'n ring heel ver van de zon stuur je nu een lichtpuls die rakelings lang de zon scheert en aan de andere kant van die ring weer wordt opgevangen. Dat geeft alvast als begin- en eindpunt twee vaste punten van de lichtbaan. Maar je kunt je ook voorstellen dat er door de bewoners van de tussenliggende ringen poortjes worden geplaatst op de punten van hun ring waar ze de lichtpuls zien passeren. En daarmee is dus in principe de hele lichtbaan van beginpunt tot en met eindpunt door de tussenliggende reeks van poortjes vastgelegd. Elke volgende lichtpuls zal immers datzelfde traject volgen. Dus de tijd valt er dan uit weg en er rest enkel een geometrische kromme die van begin- tot eindpunt door de poortjes loopt.

Willen we nu aan de hand van de ringen het verloop van de lichtafbuiging volgen dan hebben we een probleem want binnen de gekromde ruimtetijd volgt het licht zelf volgens de ART al een rechte lijn, dus ten opzichte van wat meet je dan de afbuiging? Daarom nemen we aan dat de ringbewoners beschikken over karretjes met een grote draaibare pijl op het dak waarbij die pijl bij één complete rondgang van het karretje over de ring ten opzichte van het karretje zelf precies één keer om zijn as draait. De pijl wordt daarbij geacht gelijkmatig met de afgelegde afstand over de ring rond te draaien zodanig dat de draairichting van de pijl de rotatie van het karretje compenseert. Met behulp van dergelijke karretjes kunnen de ringbewoners hun ringen dan ondanks de kromming van de ruimtetijd voorzien van een stelsel evenwijdige lijnen. Om de richtingen van de lijnen op de ringen met elkaar in overeenstemming te brengen gebruiken we een als ijking uitgezonden lichtstraal die vanaf heel ver weg recht naar het centrum van de zon koerst; de pijlen op de karretjes worden dan zodra die lichtstraal de betreffende ringen passeert daarmee uitgelijnd.

Volgens deze opzet kan het verloop van de lichtafbuiging langs de gehele lichtbaan op de ringen gemeten worden. Bovendien wordt het begrip rechte lijn daarmee in ere herstelt en losgekoppeld van het begrip geodeet.

[tempelier]

Als je met die licht puls een foton bedoeld lijkt experiment me niet uitvoerbaar.

Je kunt die poortjes dan niet precies plaatsen vanwege de onzekerheid-relatie.

Maar misschien heb ik je niet begrepen?

[Professor Puntje]

De ART is in strijd met de kwantummechanica. Dat probleem heb ik niet opgelost, en voor zover ik weet heeft nog niemand dat klaar gespeeld. De problematiek van de vereniging van ART en kwantummechanica wordt in mijn verhaal dan ook genegeerd.

[HansH]

stel dat je nu vanaf het eindpunt waar jij je bevindt naar het beginpunt een sterke laser zou schijnen en je het hele pad van die laser zou kunnen zien. Dan neem ik aan dat je een rechte lijn ziet.
Dat zelfde zou denk ik ook gelden als je een laser vanaf aarde langs het zonsoppervlak precies naar die verre ster schijnt. ook dan is denk ik het lichtpad zoals jij dat ziet precies recht vanuit jouw positie, idem als je dat zelfde zou doen door langs een zwart gat te schijnen met je laser. maar vanuit iemand anders positie kan het krom zijn.
Vandaar dat ik al eerder had voorgesteld om deelafbuiging op een andere manier te definieren via een soort superpositie principe waarbij je de zware massa aanbrengt voor het stukje lichttrajekt tussen de 2 punten waarvan je de afbuiging wilt nagaan en de zware massa wegneemt voor het deel daarbuiten. maar de waarnemer staat in het stuk zonder kromming bv op aarde.

[Professor Puntje]

@HansH

Zonder een definitie van wat binnen de gekromde ruimtetijd een rechte lijn is valt er niets over te zeggen of je de lazerstraal als recht of gebogen zult zien. De ART definieert een rechte lijn in de gekromde ruimtetijd aan de hand van geodeten wat als bizarre consequentie heeft dat ook afgebogen licht per definitie langs een rechte lijn beweegt. Dat leidt vervolgens tot conceptuele problemen ten aanzien van de deelafbuigingen op het lichttraject. Ik stel in dit topic een alternatieve definitie van een rechte lijn voor toegepast op het geval van een schwarzschildmetriek. Uitgaande van mijn definitie krijgen de deelafbuigingen weer een zinnige fysische en mathematische betekenis.

Jouw voorstel om de zware massa als korte tijd aanwezig en verder afwezig voor te stellen leidt tot twee (of drie) verschillende ruimtetijden die je niet zomaar aan elkaar kunt bakken. Massa kan ook niet zomaar uit het niets tevoorschijn komen en dan weer in het niets verdwijnen. Kortom: ik heb grote twijfels of je voorstel wel tot een legitieme aanpak leidt.

[HansH]

@HansH

Zonder een definitie van wat binnen de gekromde ruimtetijd een rechte lijn is valt er niets over te zeggen of je de lazerstraal als recht of gebogen zult zien.

Het is niet een kwestie van definitie maar gewoon hoe de natuur werkt. als je een laserstraal laat schijnen zoals ik aangaf dan ligt het resultaat gewoon vast wat je zult zien. Dat heeft niets met definitie te maken.

[OOOVincentOOO]

Hallo pp,

Ik kan je idee niet volledig volgen. Echter de volgende gedachte komt bij mij op:

"Stel je bent de bekende mier op de bol oppervlakte. Of een mannetje in 2D land op een vel papier."

• Hoe construeer, weet en meet je of het een echte cirkel/ring in gekromde ruimte is?

• Maakt men dan gebuik van de theorie (gedurende opbouw/constructie en/of theoretisch) om vervolgens dezelfde theorie te bewijzen?

Misschien een beetje kortzichtige en open stellingen. Maar misschien kan dit een frisse insteek zijn.

[HansH]

*** modknip ***

Zie mijn hint alleen als een puntje van aandacht, nl dat wat je ziet als recht afhankelijk is waar je je bevindt. Dus dat is voor jouw ringenstelsel niet anders. als je je bevindt op het punt vanwaar je het licht uitzendt of ontvangt dan zie je volgens mij altijd een rechte lijn. Misschien goed voor het inzicht als iemand met kennis van zaken dat kan bevestigen of ontkennen. Je kunt het ook negeren, maar dan mis je een kans om tot een goede tussen conclusie te komen.

[Professor Puntje]

Hallo pp,

Ik kan je idee niet volledig volgen. Echter de volgende gedachte komt bij mij op:

"Stel je bent de bekende mier op de bol oppervlakte. Of een mannetje in 2D land op een vel papier."

• Hoe construeer, weet en meet je of het een echte cirkel/ring in gekromde ruimte is?

• Maakt men dan gebuik van de theorie (gedurende opbouw/constructie en/of theoretisch) om vervolgens dezelfde theorie te bewijzen?

Misschien een beetje kortzichtige en open stellingen. Maar misschien kan dit een frisse insteek zijn.

Ik ga uit van de schwarzschildmetriek. Een gesloten kromme rondom de zon in het vlak van de lichtbaan met een constante schwarzschildcoördinaat r noem ik een cirkel. Onder een (smalle) ring versta ik hier een object rondom de zon in het vlak van de lichtbaan waarvan de schwarzschildcoördinaat r rondom de zon het gebiedje [r₀,r₀+k] bestrijkt (met r₀ veel groter dan de schwarzschildradius r_s en met k een heel kleine afstandje).

Het gaat er mij hier niet om de ART te corrigeren maar om die theorie aan te vullen. De schwarzschildoplossing van de Einstein veldvergelijkingen blijft in mijn verhaal gewoon geldig, en daar maak ik ook gebruik van.

[OOOVincentOOO]

Ik wil niet het topic verstoren.

Maar hoe construeer die cirkel? Naar mijn begrip heb je dezelfde Schwarzschild metriek nodig om de radius te bepalen en de omtrek. Is dat geen "cirkel" redenering?

[EDIT]
Is het concept van GR niet dat de circel ontstaat (is opgebouwd) door microscopische elementen: \(dx\), \(dy\), \(dz\), \(dt\)? Het macroscopisch effect of gevolg is bijvoorbeeld een cirkel of andere geometrische functie.

Volgens mij krijg je een causaal probleem met oorzaak en gevolg.

Als jij dit off topic vind prima laat maar weten. Maar dit is hoe ik het begrijp.

[Professor Puntje]

Zie mijn hint alleen als een puntje van aandacht, nl dat wat je ziet als recht afhankelijk is waar je je bevindt. Dus dat is voor jouw ringenstelsel niet anders. als je je bevindt op het punt vanwaar je het licht uitzendt of ontvangt dan zie je volgens mij altijd een rechte lijn. Misschien goed voor het inzicht als iemand met kennis van zaken dat kan bevestigen of ontkennen. Je kunt het ook negeren, maar dan mis je een kans om tot een goede tussen conclusie te komen.

Volgens mij zijn natuurkundige waarnemingen zonder een referentiekader om die waarnemingen te interpreteren niet mogelijk. Dit is een van de kerninzichten van de wetenschapsfilosofie. Voor dit topic betekent dat dat je zonder een (al dan niet impliciete) definitie van wat in de gekromde ruimtetijd "recht" is niet zinvol kunt vaststellen of een gegeven lijn recht of krom is. Als iemand met kennis van zaken meent dat ik dat fout heb hoor ik dat graag.

Als je de lichtbaan enkel bekijkt bij het startpunt of bij het eindpunt dan is er niet veel interessants te zien. Die twee punten liggen heel ver van de zon weg en de afbuiging is daar verwaarloosbaar.

[Professor Puntje]

@OOOVincentOOO

Het is geen cirkelredenering. Ik accepteer de ART, en gebruik de resultaten daarvan. Een van die resultaten is de schwarzschildmetriek. Ringen zoals in mijn verhaal worden in bijvoorbeeld het leerboek Exploring Black Holes van Taylor en Wheeler vaak gebruikt. Je kritiek betreft dus eigenlijk de ART zelf, niet mijn voorgestelde aanvulling. Als je denkt daar een punt mee te hebben stel ik voor dat je er een ander topic over opent. Ik zie het probleem niet.

[Rhiannon]

Opmerking moderator

Bericht(en) of delen daarvan verwijderd omdat deze niet ter zake doen in het onderhavige topic, dan wel een reactie omvatten op verwijderde berichten.
Gaarne on topic blijven en op zakelijke wijze reageren.

[HansH]

Volgens mij zijn natuurkundige waarnemingen zonder een referentiekader om die waarnemingen te interpreteren niet mogelijk. Dit is een van de kerninzichten van de wetenschapsfilosofie. Voor dit topic betekent dat dat je zonder een (al dan niet impliciete) definitie van wat in de gekromde ruimtetijd "recht" is niet zinvol kunt vaststellen of een gegeven lijn recht of krom is. Als iemand met kennis van zaken meent dat ik dat fout heb hoor ik dat graag.

als ik op een van jouw ringen ga staan en met een laser schijn en het spoor van die laser volg dan zie ik volgens mij altijd een recht laserspoor, waarbij de definitie van recht dan is dat het spoor onderweg niet naar een kant verplaatst. dus als ik erlangs kijk dan zie zie ik dan het hele laserpad als een stukje rechte lijn, zie plaatje. Maar als ik van een afstand haaks op het geheel kijk dan zie ik een kromme laserstraal.

Als je de lichtbaan enkel bekijkt bij het startpunt of bij het eindpunt dan is er niet veel interessants te zien. Die twee punten liggen heel ver van de zon weg en de afbuiging is daar verwaarloosbaar.

Het interessante is dan dat je dan de positie van het eindpunt op een andere plek ziet dan zonder massa ertussen, maar als het een laserstraal zou zijn dan zie je die nog steeds als een rechte straal die dus niet halverwege naar een kant afwijkt en dan weer terug.

[Professor Puntje]

@ HansH e.a.

Inmiddels heb ik zelf een waarschuwing aan mijn broek vanwege een gepikeerde off-topic reactie terwijl de echte off-topic commentaren van anderen ongemoeid zijn gelaten. Ik moet concluderen dat het voor mij op het Wetenschapsforum niet langer mogelijk is mijn eigen ideeën over de lichtafbuiging te presenteren zonder dat de speciaal daarvoor door mij geopende topics door anderen worden gekaapt om er hun eigen benaderingen in te presenteren. Op deze manier heeft het voor mij geen zin meer.