onderlinge snelheid fotonen

[Hypercharge]

Hij bedoelt dat in een tegen c reizend stelsel een meebewegend foton stil lijkt te staan. Het punt is echter dat fotonen nooit stilstaan. Vergelijk fotonen met oneindig snel rezende deeltjes in een Newtoniaanse ruimtetijd.

...effectief gezien wordt voor de fotonen alles in elkaar geperst tot tijdsverloop=0 vanuit ons gezien.

Nee, niet "vanuit ons gezien". Wij meten immers de coördinatentijd tussen twee gebeurtenissen A en B waar het foton tussen reist. Er is niet zoiets als "de verstreken tijd van het foton". Daarvoor moet je naar het ruststelsel van het foton transformeren om de eigentijd te klokken. En dat kan niet.

Je kan inderdaad geen rustframe voor een foton vinden. Maar vanuit ons gezien staat de klok op het foton altijd stil. Daarom juist is er geen rustfreem te vinden.

[zoeff]

Maar vanuit ons gezien staat de klok op het foton altijd stil.

Volgt dat uit een theorie?
Of is dat logisch te beredeneren?

Als een foton op een klokje zou kunnen kijken, en ook de aarde zou kunnen zien draaien (dat doet de aarde de hele tijd als het foton onderweg is), dan zou in mijn beleving het foton dat klokje gewoon met de aarde mee moeten zien draaien, als het klokje gelijk wil staan tenminste. Logisch toch?

[Xilvo]

Volgt dat uit een theorie?

Ja, hoe dichter een klok ten opzichte van jou de lichtsnelheid nadert, hoe trager je die klok ziet lopen.

Of is dat logisch te beredeneren?

Die theorie is logisch beredeneerd.

Als een foton op een klokje zou kunnen kijken, en ook de aarde zou kunnen zien draaien (dat doet de aarde de hele tijd als het foton onderweg is), dan zou in mijn beleving het foton dat klokje gewoon met de aarde mee moeten zien draaien, als het klokje gelijk wil staan tenminste. Logisch toch?

Nee, niet logisch want in strijd met theorie en waarnemingen.
Als je denkt natuurkunde te kunnen bedrijven op grond van alledaagse ervaringen dan is dat gedoemd te mislukken.

[Professor Puntje]

Als er geen type klok bestaat dat met een foton mee kan reizen dan is het ook zinloos te beweren dat een dergelijke klok (van ons uit gezien) stil staat.

Verder beweegt het licht alleen in absoluut vacuüm met c, maar waar komt dat voor?

[Xilvo]

Als er geen type klok bestaat dat met een foton mee kan reizen dan is het ook zinloos te beweren dat een dergelijke klok (van ons uit gezien) stil staat.

Het is inderdaad niet zinvol over een klok op een foton te praten.
Je kunt wel kijken wat je een klok ziet doen als die t.o.v. jou de lichtsnelheid steeds dichter nadert.

Verder beweegt het licht alleen in absoluut vacuüm met c, maar waar komt dat voor?

Dat doet er voor dit onderwerp niet toe.

[HansH]

Ja, hoe dichter een klok ten opzichte van jou de lichtsnelheid nadert, hoe trager je die klok ziet lopen.

precies. dus de klok die met het licht meereist staat stil dus 2 klokken op 2 verschillende lichtstralen staan ook beide stil. dus hoe die klokken elkaar onderling zien maakt niet uit, immers als er geen tijd verloopt kan er geen afstandsverschil ontstaan. Dus kunnen ze elkaar onderling ook met de lichtsnelheid zien verplaatsen, want als ze toch stilstaan dan is voor elke snelheid de onderling afgelegde weg 0, dus ook voor de lichtsnelheid. Dus dat verklaart dat 2 lichtstralen mooi parallel blijven lopen en toch onderling zich met de lichtsnelheid tov elkaar kunnen verplaatsen. en ook tov de waarnemer op aarde. Die ziet dat de lichtstraal zich in een welgedefinieerde tijd van a naar b verplaatst en dat 2 lichtstalen keurig even snel gaan. Kortom alles klopt. Dus wat is het probleem?

[Xilvo]

precies. dus de klok die met het licht meereist staat stil

Er is geen klok te bedenken die geen massa heeft. Dus is dit niet mogelijk en is het niet zinvol erover te spreken.

Maar stel dat het zou kunnen.

dus 2 klokken op 2 verschillende lichtstralen staan ook beide stil. dus hoe die klokken elkaar onderling zien maakt niet uit, immers als er geen tijd verloopt kan er geen afstandsverschil ontstaan. Dus kunnen ze elkaar onderling ook met de lichtsnelheid zien verplaatsen,

Zonder tijdverloop kun je niets zien verplaatsen.
Bedoel je misschien "Dus kunnen ze elkaar onderling ook niet met de lichtsnelheid zien verplaatsen"?

Dus dat verklaart dat 2 lichtstralen mooi parallel blijven lopen en toch onderling zich met de lichtsnelheid tov elkaar kunnen verplaatsen. en ook tov de waarnemer op aarde. Die ziet dat de lichtstraal zich in een welgedefinieerde tijd van a naar b verplaatst en dat 2 lichtstalen keurig even snel gaan. Kortom alles klopt. Dus wat is het probleem?

Hoe wil je meten/bepalen dat twee parallele lichtstralen zich onderling met de lichtsnelheid verplaatsen? Als dat niet mogelijk is is het, alweer, niet zinvol erover te praten.

Ik zie evenmin een probleem, maar eerlijk gezegd begrijp ik niet wat je hier probeert duidelijk te maken.

[Gast]

Maar .. er bestaat geen "voor een foton", in zo'n frame zou de lichtsnelheid tegelijkertijd a) de vacuümsnelheid van licht c zijn en b) nul.
En het is ook niet juist om te zeggen dat het tijdsverloop van een foton voor waarnemers in een ander stelsel nul is.

Lengte contractie, zou ook oneindig worden mocht je een Lorentz transformatie mogen toepassen voor objecten met c. Dus welk klokje (van een foton)? (Een klok op een foton "voor ons gezien" slaat dus nergens op.)

Voor objecten met c wordt er gesproken van licht achtige of nul achtige wereldlijnen of ruimtetijd intervallen (niet ruimte of tijd afzonderlijk), geodeten, hyperoppervlakken etc.

Dus dat tijd stil zou staan voor een foton ed volgt niet uit theorie, maar wordt vaak zo begrepen vanwege de Lorentz factor.

[Professor Puntje]

In praktische omstandigheden (d.w.z. geen absoluut vacuüm) is de lichtsnelheid toch altijd ietsjes lager dan c? Dan kan je toch gewoon uitrekenen wat er vanuit het frame van zo'n foton bezien het geval is?

[jkien]

Dan zou ik liever een "bijna-foton" maken door een materiedeeltje met aanvankelijk rustmassa m₀ te versnellen tot bijna de lichtsnelheid, zonder dat dat oneindig veel energie kost. Dat kan in principe met behulp van een meereizend duiveltje dat zoveel als je wilt van de massa van het deeltje omzet in kinetische energie van het resterende deeltje. Het resterende deeltje heeft massa m.

Aangezien E_k = (γ-1)mc² is dan m/m₀=1/γ en v/c = √(1-(m/m₀)²). Zo kan het bijna-foton de lichtsnelheid willekeurig dicht benaderen. Het voordeel van een materiedeeltje is dat hij mogelijk een eindige levensduur heeft en dus een echte klok meevoert.

[HansH]

In praktische omstandigheden (d.w.z. geen absoluut vacuüm) is de lichtsnelheid toch altijd ietsjes lager dan c? Dan kan je toch gewoon uitrekenen wat er vanuit het frame van zo'n foton bezien het geval is?

De lichtsnelheid is altijd c, ook in een niet vacuüm. dat licht langzamer lijkt te gaan komt door de opname en weer uitzenden van fotonen door de materie. Dus je kunt dat niet gebruiken om een lichtgolf bij te houden met versnelde materie.

[Gast]

In praktische omstandigheden (d.w.z. geen absoluut vacuüm) is de lichtsnelheid toch altijd ietsjes lager dan c? Dan kan je toch gewoon uitrekenen wat er vanuit het frame van zo'n foton bezien het geval is?

In een medium is volgens QFT een foton geen foton meer, een polariton. Maar zou in principe kunnen voor licht/EM straling. (PS. Bijna overal in het hele universum heerst vacuüm.)

Een "bijna-foton" of ultra-relativistisch deeltje (neutrino's?) heeft idd wel weer een frame waarin alle fotonen (EM- golven) met c gaan, oftewel een inertiaalstelsel.

[jkien]

Bij het bijna-foton kun je aan het duiveltje vragen om alle rustmassa om te zetten, dus de limiet m→0 te bewerkstellingen. Qua energie kan dat, je hoeft geen externe energie toe te voeren. Dat is een groot voordeel boven een ultrarelativistisch deeltje.

[Gast]

Je bedoelt dus eigenlijk dat het energie kost om het deeltje te vertragen van c. (Wat eigenlijk altijd het geval is via het Higgs-mechanisme, behalve voor fotonen en eventueel gravitonen dan.) Tenminste .. toch?

Wat dat betreft is dat precies wat licht doet. In de atmosfeer heerst er nog altijd veel vacuüm, waardoor je een effect als HansH beschrijft krijgt, en eigenlijk alleen in materialen je kunt spreken van een foton-quasideeltje (polariton); in principe niet veel meer dan een foton met een massa(-term). Waarbij die in vacuüm dus weer zonder energie toe te voegen met c gaat.

[Gast]

Een beetje een afdwaling, maar ik zat te denken over waar daadwerkelijk helemaal geen vacuüm meer bestaat en kan niets bedenken. Misschien een singulaiteit in een zwart gat, wat dat ook moge zijn?

Ik bedoel alle massieve deeltjee hebben een interactie met "het vacuüm", waar het Higgs-veld altijd een "non-zero vacuum expectation value" heeft, zou je kunnen zeggen. Dus zelfs in "neutronium".

En daarmee zie ik het verschil ook hier niet, net als bij relativiteit niet, tussen "rustmassa" (via interactie met het Higgs-veld) en simpelweg "massa" zoals bij een fotons in een materiaal (interactie met materie; e.g., gluonen).