lichtsnelheid verschillend in tegenovergestelde richting ?

[HansH]

.trouwens elke meting is altijd in 1 richting, zo niet heb je 2 metingen !

Er wordt bedoeld lichtpuls heenzenden via een spiegel bijvoorbeeld en op dezelfde plek weer detecteren. dan heb je de 2 richtingssnelheid gemeten en is er geen discussie mogelijk over tijds verschil tissen zender en ontvanger omdat die op dezelfde plek zitten.

eenrichtings meting is bv met 2 klokken die eerst bij elkaar gezet worden en dan gesynchroniseerd zodat ze exact een puls geven op hetzelfde moment steeds. daarna zet je ze op 1 km afstand en zend een lichtpuls van de ene naar de andere. als de klokken gelijk lopen dan komt de lichtpuls met 3.3us delay aan na de syncpuls in de ontvanger en meet je dus 300000 km/s.
maar de discussie is dus blijkbaar over hoeveel tijdsverschil er is opgetreden tussen de 2 klokken vanweg een tijdje in een referentieframe met snelheid 10m/s gedurende 100s naar het punt 1 km verderop. Ik denk dus dat simpel te berekenen met de gamma van de SRT, levert een paar nanoseconde out of syns, maar ja dat mag ik blijkbaar niet doen en is blijkbaar tegen de haren instrijken van de gevestigde orde. alleen ik begrijp niet wat er mis mee is. en het ergste is dat ze mij daar op het physics forum gelijk 4 strafpunten voor geven omdat ik blijkbaar kritische vragen stel waar dan weer geen goed toegelicht antwoord op komt, dus daar ben ik dan wel weer klaar mee met dat forum.

[EvilBro]

waarom zou het dan niet logisch zijn dat je gewoon de gamma blijft gebruiken voor die richting met die specifieke waarde voor c

Omdat die keuze arbitrair was. Je had ook een formule af kunnen leiden die uitgaat van een richtingsafhankelijke gamma die verder precies dezelfde resultaten gaf voor alle meetbare verschijnselen. Voor die formule kun je ook zeggen dat het logisch is om die te blijven gebruiken en dan kom je tot de conclusie dat de lichtsnelheid afhankelijk is van de richting waarin die beweegt.

[wnvl1]

eenrichtings meting is bv met 2 klokken die eerst bij elkaar gezet worden en dan gesynchroniseerd zodat ze exact een puls geven op hetzelfde moment steeds.

Wat ga je concreet doen om te synchroniseren?

[HansH]

eenrichtings meting is bv met 2 klokken die eerst bij elkaar gezet worden en dan gesynchroniseerd zodat ze exact een puls geven op hetzelfde moment steeds.

Wat ga je concreet doen om te synchroniseren?

uit beide klokken komt bv een puls elke 10 seconden gebaseerd op 2 identieke tellers gekoppeld aan een quarts oscillator uurwerk, dus eigenlijk een zelfde opzet als elk quarts klokje wat aan de muur hangt.
wat je met synchroniseren doet is beide tellers resetten naar de begintoestand zodat de 2 pulsen nu op exact dezelfde momenten komen.
daarna loop je met de klok in je hand zo langzaam mogelijk naar het meetpunt 1 km verderop. aanname is dan dat op basis van dat wandelingetje van km het klokje nu een paar femtoseconde achter loopt tov het stilstaande klokje.
nu kun je dus vanaf elk klokje een lichtpuls sturen naar het andere klokje startende op de flank van de tellerpuls. en op het andere klokje meet je dan hoeveel later dat pulsje aankomt tov de flank van de tellerpuls. dat verschil is dan 3.3us als het goed is in beide richtingen als de aanname van einstein klopt dat licht alle kanten op dezelfde snelheid heeft.

[HansH]

Omdat die keuze arbitrair was. Je had ook een formule af kunnen leiden die uitgaat van een richtingsafhankelijke gamma die verder precies dezelfde resultaten gaf voor alle meetbare verschijnselen. Voor die formule kun je ook zeggen dat het logisch is om die te blijven gebruiken en dan kom je tot de conclusie dat de lichtsnelheid afhankelijk is van de richting waarin die beweegt.

Je zou voor de reizende klok kunnen afspreken om die te synchroniseren met een bepaalde aanname bv dat ik voor elke 2 licht seconden die het licht heen en weer aflegd voor de klok op 1 km afstand afspreek dat die klok dan ook 3.3us tijdsverschil heeft opgebouwd. dan komt mijn lichtpulsje geen 3.3us later dan het sync pulsje, maar gelijk met het syncpulsje en concludeer ik uit de meting dat de lichtsnelheid op de heenweg oneindig was (1km in 0 us) op de terugweg meet ik dan echter 1 km in 6.6 us dus 150000km/s
maar dat komt dan puur omdat ik de klok met de hand heb versteld on een schijnbaar tijdsverschil in te voeren van 3.3 us per km afstand.

Als ik dan de klok weer terug vervoer naar de andere klok toe dan moet ik hem nog een keer corrigeren maar dan de andere kant op want bij aankomst moeten ze immers weer gelijk lopen. Zo krijg ik dus een gemeten lichtsnelheid die verschilt per richting omdat ik zelf aan die klok heb lopen draaien.

Mijn voorstel is dus om niet aan de klok te draaien omdat die immers zelf zijn werkelijke tijdsdilatatie opbouwt.
als je dat doet dan krijg je in mijn beleving dus een veel natuurlijker gedrag met als gevolg dat je een echt lichtsnelheids verschil zou kunnen meten ipv een kunstmatig gecreeerde versie daarvan.dat werkelijke verschil is echter maar femtoseconden werk dus totaal verwaarloosbaar. en als je dat doet meet je dus c in alle richtingen. dus is mijn conclusie dat c ook werkelijk gelijk is in alle richtingen om dat alle andere situaties kunstmatig zijn gecreert door aan de klokken te gaan bijstellen.

Dus mijn keuze is niet arbitrair, maar de enige mogelijke uitkomst als je stelt dat je met ja handen van de klok afmoet blijven en de opbouw van het tijdsverschil aan de klok zelf overlaat.

[Regor]

@HansH,

U maakt een cirkel - redenering.

[WillemB]

Op verzoek de vraag aan AI

is lichtsnelheid in 1 richting te meten

Wat een fascinerende vraag! Je raakt hier direct aan een van de meest diepe en frustrerende mysteries van de moderne natuurkunde.

Het korte antwoord is: Nee, we kunnen de lichtsnelheid in één richting (one-way speed of light) technisch gezien niet meten.
Alles wat we weten over de lichtsnelheid is gebaseerd op de snelheid van het licht dat heen en weer gaat. Hier is waarom dat zo is en waarom het een probleem vormt.

Het synchronisatie-probleem

Om de snelheid van iets te meten over een afstand (van punt A naar punt B), heb je twee klokken nodig: één bij het startpunt en één bij het eindpunt.

Je stuurt een lichtstraal vanaf klok A.
Je kijkt hoe laat het is op klok B als de straal aankomt.

Het probleem:
Om deze meting accuraat te laten zijn, moeten klok A en klok B perfect gesynchroniseerd zijn.
Maar om klokken te synchroniseren die op afstand van elkaar staan, moet je informatie tussen hen versturen (bijvoorbeeld een lichtsignaal).

Als je niet zeker weet of licht in beide richtingen even snel gaat, kun je de klokken nooit met zekerheid gelijkzetten.

Je belandt in een cirkelredenering:

Om de snelheid te meten, heb je gesynchroniseerde klokken nodig.
Om de klokken te synchroniseren, moet je de snelheid van het licht al kennen.

De Einstein-synchronisatie

Omdat we de snelheid in één richting niet kunnen meten, heeft Albert Einstein simpelweg gepostuleerd (aangenomen) dat de lichtsnelheid in beide richtingen gelijk is.

Dit noemen we de Einstein-synchronisatieconventie.

Het is een afspraak die de wiskunde werkbaar maakt, maar het is niet proefondervindelijk bewezen. In theorie zou het licht naar de ene kant kunnen reizen met en naar de andere kant met de snelheid van het licht in het kwadraat (of zelfs oneindig snel), zolang het gemiddelde over de totale afstand maar blijft.

Waarom merken we dit niet?

Volgens de relativiteitstheorie verandert er niets aan de natuurwetten, welke snelheid je ook toekent aan het licht in één richting, zolang het gemiddelde van de "ronde reis" maar constant blijft. De universum-constante is altijd de gemiddelde snelheid.

Interessant feit:
Zelfs de meest geavanceerde experimenten met atoomklokken en lasers kunnen dit niet omzeilen, omdat de klokken die we gebruiken om te meten zelf onderhevig zijn aan tijdsdilatatie wanneer we ze verplaatsen, wat de synchronisatie weer verstoort.

.

[Regor]

@WillemB,

Van een amateur !

Ik had U toch gewezen op een cirkel - redenering;
Toch niet moeilijk om in te zien !

[WillemB]

kan je ook stoppen met je emotionele posts, draagt toch niets bij, of wil je een lauweren krans.

[HansH]

Interessant feit:
Zelfs de meest geavanceerde experimenten met atoomklokken en lasers kunnen dit niet omzeilen, omdat de klokken die we gebruiken om te meten zelf onderhevig zijn aan tijdsdilatatie wanneer we ze verplaatsen, wat de synchronisatie weer verstoort.

.

ter aanvulling; blijkbaar is AI nog niet zover:
die verstoorde synchronisatie wordt veroorzaakt door tijdsdilatatie tgv het bewegende referentieframe waar de bewegende klok inzit.
die tijdsdilatatie kun je simpel uitrekenen en zit met normale snelheden van mensen in een gebied want minstens een miljoen keer kleiner is dan de te meten tijd, dus volkomen verwaarloosbaar. en verder is die tijd evenredig met het kwadraat van de snelheid van verplaatsen van de klok. dus je kunt de dilatatie zo klein maken als je zelf wilt. dus conclusie: je kunt de eenrichtings snelheid op die manier prima meten.

leg deze toevoeging eens voor aan AI met de vraag om hier aanvullend commentaar op te geven.

[WillemB]

Bij deze antwoord van AI op je aanvullende vraag:

Je raakt hier aan een heel scherp punt dat historisch gezien voor veel discussie heeft gezorgd.
Jouw redenering is logisch: als de fout (tijdsdilatatie) kleiner is dan de meetnauwkeurigheid, waarom zouden we het dan niet als een valide meting beschouwen?

Het probleem is echter dat de natuurkunde hier een "valstrik" heeft ingebouwd. Hoe langzaam je de klok ook verplaatst, de fout verdwijnt niet op de manier die je zou verwachten.

Hier is de reden waarom de Slow Clock Transport methode het probleem niet oplost:

1. De koppeling tussen dilatatie en synchronisatie
Het klopt dat tijdsdilatatie afhankelijk is van (het kwadraat van de snelheid), wat bij lage snelheden extreem klein wordt.
Echter, om een klok van punt A naar punt B te brengen over een afstand L , heb je een bepaalde tijd nodig: Δt= L/v
.
Wanneer we de totale afwijking (fout) in de tijd berekenen door de tijdsdilatatie te integreren over de reis, ontstaat er een wiskundige situatie waarbij de snelheid in de teller en de noemer tegen elkaar wegvallen in de limiet naar de "absolute waarheid".

2. De verborgen aanname (Relativiteit van Gelijktijdigheid)
Het fundamentele probleem is dat de formule voor tijdsdilatatie zelf afkomstig is uit de Speciale Relativiteitstheorie.

Waarbij (de Lorentzfactor) gebaseerd is op de aanname dat de lichtsnelheid c constant is in beide richtingen.
Als we er (hypothetisch) van uitgaan dat de lichtsnelheid in één richting anders is (anisotroop), dan verandert de manier waarop tijd vervormt voor bewegende objecten mee. De klok die je verplaatst, zal door die anisotropie precies méér of minder vertragen op een manier die de afwijking in de lichtsnelheid exact maskeert.

3. De cirkelredenering

Om te bewijzen dat de klok na het transport nog steeds synchroon loopt (of om de afwijking te berekenen), moet je de Lorentz-transformaties gebruiken. Maar die transformaties zijn juist opgesteld met de aanname dat de lichtsnelheid in beide richtingen gelijk is.
Jouw argument: "Ik verplaats de klok zo langzaam dat de bekende tijdvervorming verwaarloosbaar is."

Het tegenargument:
"Je kunt alleen weten dat die vervorming verwaarloosbaar is als je al weet dat de lichtsnelheid c in die richting is."

Conclusie

Het is een frustrerend concept, maar het is alsof de natuur de kaarten schudt: elke keer als je een methode bedenkt om de synchronisatie te omzeilen (zoals langzaam transport), verandert de mechanica van dat transport mee met de variabele die je probeert te meten.

In de praktijk heb je gelijk:
voor het bouwen van een GPS-systeem of het sturen van een raket naar Mars is de "fout" totaal irrelevant. Maar op fundamenteel theoretisch niveau blijft het een conventie (een afspraak) en geen meetbaar feit.

[HansH]

nog wat aanvullende vraagjes aan AI

'Maar die transformaties zijn juist opgesteld met de aanname dat de lichtsnelheid in beide richtingen gelijk is' wat is de bron van die constatering? de klok beweegt immers maar in 1 richting dus kan nooit last hebben van evt andere snelheid in een andere richting.

"Wanneer we de totale afwijking (fout) in de tijd berekenen door de tijdsdilatatie te integreren over de reis, ontstaat er een wiskundige situatie waarbij de snelheid in de teller en de noemer tegen elkaar wegvallen in de limiet naar de "absolute waarheid"."
meer dertails graag hoe die situatie er formuletechnisch uitziet. ik kan me er niets bij voorstellen.

'Het tegenargument:
"Je kunt alleen weten dat die vervorming verwaarloosbaar is als je al weet dat de lichtsnelheid c in die richting is."'

als de lichtsneheid niet hetzelfde is in alle richtingen dan kan ik dat al detecteren met de methode omdat de evt fout tgv dilatatie al ordegroottes kleiner is dan de te meten tijd. als ik 2x exact dezelfde tijd meet dan kan ik daaruit in ieder geval concluderen dat de lichtsnelheid in beide richtingen gelijk is en daar ging het om (situatie is dan immers symmetrisch)

[WillemB]

Heb het antwoord maar in een pdf gedaan, om het leesbaar te houden:

is lichtsnelheid in 1 richting te meten - Google Search

(1.01 MiB) 16 keer gedownload

[Regor]

@WillemB,

Uw post over de lauwerenkrans was niet emotioneel maar onterecht en off topic.

U had blijkbaar nog niet ingezien dat U een cirkel redenering maakte ... vooraleer ik er U op wees .... en U had er blijkbaar behoorlijk last van !

[HansH]

nog een ander puntje;
We kunnen wél een "one way speed of light" meten (wat we altijd doen (via light travel distances)) omdat we kosmische achtergrondstraling immers in kaart kunnen brengen en daarmee het hele vroege heelal, en oude en verre sterrenstelsel clusters. Daarvan zijn de fotonen of lichtgolven als je wil, natuurlijk niet teruggekaatst naar diezelfde 4-positie!"
maar we weten blijkbaar op basis van dat licht wel hoe oud het heelal is, dus blijkbaar toch gebaseerd op de lichtsnelheid in 1 richting.