bestaat wrijving in lege ruimte?

[Leuke gast]

Stel we hebben een massa, en we proberen deze massa te versnellen in een lege ruimte.

ondervindt deze massa dan een wrijvings kracht?

in eerste instantie dacht ik van niet,

maar volgens de relativiteits theorie kan het object nooit de lichtsnelheid benaderen, omdat het een wrijvings kracht ondervindt bij hogesnelheid?

Nu zat ik de denken dat deze wrijvings kracht onstaat doordat ruimte gekromd moet worden bij een dergelijke versnelling.

Of kan de snelheid niet benaderd worden omdat de tijd van het object relatief gezien trager gaat lopen, zodat het langer gaat duren voordat het object gaat versnellen.

[Marco van Woerden]

Laat ik maar direct met wat formules smijten.

\(p = mv\gamma(v)\)

met

\(F = \frac{\partial p}{\partial t}\)

Er geldt dat wanneer

\(v \rightarrow \infty\)

dat

\(\gamma \rightarrow \infty\)

en

\(F \rightarrow \infty\)

. Hierbij is

\(F\)

geen wrijvingskracht, maar de kracht die je moet uitoefenen op een deeltje met rustmassa

\(m\)

om impulsverandering

\(\frac{\partial p}{\partial t}\)

te laten ondergaan. Er zijn hier helemaal geen "relativistische" wrijvingskrachten in het spel, maar alleen het feit dat de impuls van het theoretische deeltje met massa

\(m\)

en snelheid

\(c\)

naar oneindig gaat, en daarmee dus ook zijn energie. Dat is onmogelijk.

Het antwoord op je vraag is dus "nee", wrijving is niet de oorzaak van de universele snelheidslimiet.

[Bruce]

En ik ga even met wat dure termen smijten en ingewikkeld doen. Het gaat over het feit dat je een deeltje met massa uberhaupt een duw moet geven voordat het vooruit wil.

In het vacuum zit het Higgsveld. Dat is een veld vol met stroop (voor op een pannenkoek). Als je het deeltje door de stroop heen duwen wil, kost dit natuurlijk veel moeite. Meer moeite als je het vergelijkt met de situatie zonder stroop. De "moeilijkheid" waarmee het deeltje door de stroop heen gaat noemen we massa. Daarom moet je massa een duw geven voordat het versneld. Als deeltjes helemaal geen last blijken te hebben van die stroop, dan zeggen we dat die deeltjes massaloos zijn.

Je kan dus zeggen dat een deeltje " wrijving" ondervindt, maar die " wrijving" is dus zijn massa zelf.

[TBD]

En is het ook niet zo dan in de 'gewone' ruimte (het heelal dan) er toch een paar deeltjes massa zijn per m³? Misschien dat daar ook een heeeeel klein beetje wrijving vandaan komt?

[Marco van Woerden]

Ja, maar dat kun je in een theoretisch model weg reduceren.

[Wien Ee]

Dit artikel: "slowed by the vacuum" zegt dat trillende dingen wrijving ondervinden van virtuele deeltjes.

[zpidermen]

In het vacuum zit het Higgsveld.

En vanaf hier wordt je hele verhaal een hypotese, omdat het Higgsveld zich nog steeds in het hypotetische stadium bevindt.

[Leuke gast]

Laat ik maar direct met wat formules smijten.

\(p = mv\gamma(v)\)

met

\(F = \frac{\partial p}{\partial t}\)

Er geldt dat wanneer

\(v \rightarrow \infty\)

dat

\(\gamma \rightarrow \infty\)

en

\(F \rightarrow \infty\)

. Hierbij is

\(F\)

geen wrijvingskracht, maar de kracht die je moet uitoefenen op een deeltje met rustmassa

\(m\)

om impulsverandering

\(\frac{\partial p}{\partial t}\)

te laten ondergaan. Er zijn hier helemaal geen "relativistische" wrijvingskrachten in het spel, maar alleen het feit dat de impuls van het theoretische deeltje met massa

\(m\)

en snelheid

\(c\)

naar oneindig gaat, en daarmee dus ook zijn energie. Dat is onmogelijk.

Het antwoord op je vraag is dus "nee", wrijving is niet de oorzaak van de universele snelheidslimiet.

Ik vraag me af waarom bij hoge snelheden het moeilijker wordt een impuls te geven aan massa. Ik zie in de formule een delta t, dit zou kunnen betekenen dat bij hoge snelheid de tijd relatief gezien ten opzichte van de impuls gever trager gaat lopen, zodat bij snelheid c de delta t oneindig wordt.

Ik vraag me ook af, of het werkelijk nodig is om een impuls te geven, bijvoorbeeld gravitatie kracht, kan men dan ook spreken van een impuls op een massa? bijvoorbeeld als een massa opgeslokt wordt door een zwartgat, kan zo'n massa dan wel de lichtsnelheid behalen?

[gwi]

Ja, maar dat kun je in een theoretisch model weg reduceren.

Misschien een stomme vraag, maar als je aan een belachelijk hoge snelheid door 'een paar deeltjes per m³' raast, vang je er dan niet uiteindelijk heel veel op?

Hopelijk ga ik hiermee niet offtopic, maar dit doet me denken aan een discussie die ik een tijd geleden met een vriend had, over waarom ze in sciencefiction series hun motoren aan lichtsnelheid moeten laten aanstaan. Uiteindelijk, eens ze die snelheid behalen, moeten ze toch geen extra energie leveren om die te behouden, tenzij ze weerstand ondervinden? Toen dacht ik ook dat de gecumuleerde wrijving van die paar deeltjes over een afstand van 300000km in een seconde er iets mee te maken ging hebben.

Een beetje een loze discussie, ik weet het, maar het doet een mens denken he

[Marco van Woerden]

Absoluut. In werkelijkheid zal de ruimte nooit helemaal leeg zijn, en heb je dus altijd een effectieve wrijvingskracht ongelijk aan nul, waardoor de motoren voortdurend moeten compenseren voor het energieverlies.

[Wien Ee]

Misschien een stomme vraag, maar als je aan een belachelijk hoge snelheid door 'een paar deeltjes per m³' raast, vang je er dan niet uiteindelijk heel veel op?

Absoluut. In werkelijkheid zal de ruimte nooit helemaal leeg zijn, en heb je dus altijd een effectieve wrijvingskracht ongelijk aan nul, waardoor de motoren voortdurend moeten compenseren voor het energieverlies.

Leuk! Snelheid mag dan relatief zijn, maar in werkelijkheid hebben de schaarse atomen in de omgeving, overal in het universum, zelf ook een snelheid, waar een ruimteschip zich doorheen moet ploegen. Net zoals op aarde een vliegtuig snelheid heeft ten opzichte van de lucht. Je zou voor iedere plek in het heelal dan een "windsnelheid" kunnen bepalen.

In het "vacuum" van het heelal zitten trouwens niet alleen een paar waterstofatomen, ook fotonen en neutrino's.

wikipedia vacuum ... outer space

[DePurpereWolf]

Fotonen reageren niet met massa behalve dat de massa opwarmt, wat geen effect heeft op de wrijving. Een neutrino heeft massa en zal er dus inderdaad een heel weinig wrijving zijn.

[Wien Ee]

Een neutrino heeft massa en zal er dus inderdaad een heel weinig wrijving zijn.

Een neutrino gaat nauwelijks interactie aan, én heeft ook nog eens zeer weinig massa. Hoeveel neutrino's zijn er in de "lege"ruimte? Als er voldoende neutrino's zijn, dan kan het resultaat toch nog een aardige kracht zijn:

Krabnevel in het sterrenbeeld Stier is ontstaan doordat een ongeveer tien zonsmassa’s zware ster door de werking van neutrino’s uit elkaar is gespat.

bron: allesoversterrenkunde

[wannes]

Fotonen reageren niet met massa behalve dat de massa opwarmt, wat geen effect heeft  op de wrijving.

EM golven kunnen toch een stralingsdruk uitoefenen

[Elmo]

Fotonen reageren niet met massa

Dat zal de algemene relativiteitstheorie niet met je eens zijn, daar is immers een energie-energie interactie.

Overigens wordt een foton door massa soms geabsorbeerd en even later weer uitgezonden. Dat is natuurlijk ook een interactie, en daarbij kunnen ook nog eens alle foton-eigenschappen (energie, polarizatie, impuls) veranderen door de interactie met de materie.