Snelheid licht - Lopen op een ruimteschip

[doemdenker]

Maar een foton kan dus sneller dan het licht want zn massa is altijd 0, of dat de rustmassa is of de relativistische massa maakt niet uit. Toch kan een foton niet sneller dan de lichtsnelheid, massa speelt dus geen rol om te verklaren waarom je niet sneller dan het licht kan

Trouwens, de massatoename bij hoge snelheden is volkomen werkelijkheid voor de waarnemer in stilstand... al dacht ik dat hier werd beweert dat dat niet zo was. Bij relativiteit ontstaan er namelijk 2 werkelijkheden, 1 voor het bewegende deeltje en 1 voor het niet-bewegende deeltje. Beide werkelijkheden tellen dus een deeltje dat de lichtsnelheid benadert wordt ECHT zwaarder en "gelijkertijd" ook niet!!

[peterdevis]

Maar een foton kan dus sneller dan het licht want zn massa is altijd 0, of dat de rustmassa is of de relativistische massa maakt niet uit. Toch kan een foton niet sneller dan de lichtsnelheid, massa speelt dus geen rol om te verklaren waarom je niet sneller dan het licht kan !!

Het feit dat niets sneller kan dan de lichtsnelheid komt voort uit twee veronderstellingen:

equivalentieprincipe: De natuurwetten hebben eenzelfde vorm in éénparig bewegende waarnemer.

de lichtsnelheid is voor elke éénparig bewegende waarnemer hetzelfde.

Via deze twee postulaten kun je de speciale relativiteitstheorie afleiden.

Beide werkelijkheden tellen dus een deeltje dat de lichtsnelheid benadert wordt ECHT zwaarder en "gelijkertijd" ook niet!!

Dit is niet zo bijzonder. De wind waait ook harder voor iemand die stilstaat dan voor de zeiler die met de wind mee vaart.

[Bert]

equivalentieprincipe: De natuurwetten hebben eenzelfde vorm in éénparig bewegende waarnemer.

de lichtsnelheid is voor elke éénparig bewegende waarnemer hetzelfde.

Via deze twee postulaten kun je de speciale relativiteitstheorie afleiden.

Zo worden de postulaten inderdaad vaak verwoord maar het tweede postulaat van Einstein is in werkelijkheid veel zwakker: hij veronderstelde dat er minstens een coordinaten stelsel was waarin de snelheid van het licht onafhankelijk was van de snelheid van de bron. Op basis van dit postulaat en het equivalentiepostulaat (en nog een verborgen aanname waarover later meer) kon hij bewijzen dat de lichtsnelheid ook onafhankelijk van de beweging van de waarnemer was.

Het tweede postulaat had hij nodig omdat hij net ervoor de ether had afgeschaft. Zolang je ether hebt is het tweede postulaat voor de hand liggend: licht gedraagt zich als een golfverschijnsel in een medium en het is een bekend verschijnsel dat de voortplantingssnelheid alleen maar afhangt van het medium. Einstein schafte het medium ether af maar behield wel de eigenschap dat de voortplantinssnelheid onafhankelijk is van de snelheid van de bron.

Met deze twee postulaten en de veronderstelling dat de wetten van de electromagnetische straling aan het equivalentie principe moeten voldoen kun je de SR afleiden. Die wetten waren eigenlijk door Maxwell al zo geformuleerd dat ze aan de SR voldeden. Dat er inderdaad iets merkwaardigs aan de hand is kun je zien aan het volgende gedachten experiment:

Stel je voor dat je twee electronenkanonen hebt die parallel aan elkaar bundels electronen afschieten. De electronen van de beide bundels stoten elkaar af (zodat er dus een spreiding optreedt) op grond van de electrostatisch afstotende kracht maar ze trekken elkaar ook aan op grond van de magnetische aantrekkingskracht tussen twee parallele stromen. Het netto effect is dat de bundels iets minder ver uitwaaieren dan je op grond van de electrische kracht alleen zou verwachten.

Stel je nu vervolgens voor dat je met de electronen meereist. Ten opzichte van deze meebewegende waarnemer is er wel een electrostatische afstotende kracht maar geen magnetische kracht (de electronen staan immers stil). Als je dit experiment gaat berekenen met SR is er echter niets aan de hand: het vervormen van ruimte-tijd volgens de Lorenz transformaties zorgt ervoor dat beide waarnemingen kloppen terwijl de afstand tussen de beide bundels wanneer ze op hun bestemming (een beeldscherm bijvoorbeeld) zijn aangeland toch gelijk is (iets wat met de Galilei transformaties nooit zou kunnen).

De boodschap is: deeltjes met massa 0 hebben de lichtsnelheid omdat de Lorenztransformaties het onmogelijk maken dat ze een andere snelheid hebben. De Lorenz transformaties zorgen er ook voor dat een een waarnemer bij een bewegend object een zwaardere massa meet dan bij eenzelfde stilstaand object. Toenemen van de massa tot oneindig is niet de oorzaak van de beperking in snelheid (alsof het een soort barriere is) maar een gevolg van de Lorenz transformaties.

[peterdevis]

Bert,

Mooi verwoord.

Nu heb ik een vraag: Zijn volgende twee postulaten voldoende om de huidige speciale relativiteitstheorie met op te bouwen?

1) equivalentieprincipe

2) Er bestaat een maximale snelheid in een referentiestelsel.

of anders geformuleerd : Er bestaat geen ogenblikkelijke informatieoverdracht in een referentiestelsel

[doemdenker]

Ja, je hebt alleen de 2 postulaten nodig om de SRT op te bouwen. Waar dacht jij nog meer aan dan?

Einstein heeft het ook maar bedacht door alleen aan te nemen dat de lichtsnelheid constant is.

[Anonymous]

een laser straal die je heel snel rond laat draaien

zo snel dat wij het als een lijn zien.

aan de uit einde van de laser draait het licht sneller rond

als aan het begin of in het midden

net als een grote kraan die rond draait de bestuurder draait maar met een paar kilometer per uur rond, maar het puntje van de kraan met 100 km/u

dus als je snel genoeg rond draait en een lange genoege laser hebt

zou je dan een lijn die zich voort beweegt sneller laten gaan dan het licht

denk het niet maar ja

schijn bedriegt of zo

[Bert]

een laser straal die je heel snel rond laat draaien

zo snel dat wij het als een lijn zien.

aan de uit einde van de laser draait het licht sneller rond

als aan het begin of in het midden

net als een grote kraan die rond draait de bestuurder draait maar met een paar kilometer per uur rond, maar het puntje van de kraan met 100 km/u

dus als je snel genoeg rond draait en een lange genoege laser hebt

zou je dan een lijn die zich voort beweegt sneller laten gaan dan het licht

denk het niet maar ja

schijn bedriegt of zo

Het antwoord is ja, als je de snelheid van het lichtvlekje dat de laser produceert op een bepaalde voldoende grote afstand van het middelpunt meet dan is de snelheid van die vlek groter dan de lichtsnelheid, maar dat is helemaal niet in strijd met Einsteins theorie. Als wij ernaar kijken heben wij het idee dat je te maken hebt met een zich verplaatsende lichtvlek maar in werkelijkheid zie je een hele serie aparte lichtvlekken achter elkaar.

Nog een toevoeging: als je een computerspel speelt dan is het alsof er iets over het beeld beweegt maar in werkelijkheid is dat natuurlijk niet zo. Zo is het met die lichtvlek ook.

[Germen]

Inderdaad kan een verschijnsel zich sneller dan met de lichtsnelheid verplaatsen (een real-life voorbeeld is de bundel uitgezonden door een pulsar, die enkele duizenden malen per seconde door de ruimte zwiept en vanaf duizenden lichtjaren afstand waarneembaar is) maar de informatieoverdracht zal nooit sneller dan met c plaatsvinden.

[edhoeven]

excuses

[Boaz]

Theorie 3

Stel, je verplaats je licht snelheid en je geeft een laserstraal in de richting

waar je je naar toe verplaatst dan lijkt me dat die laser straal gewoon vooruit gaat, en dus niet in het laserapperaat blijft zitten.

Dus A, verplaatsing met lichtsnelheid =1

B, Laserstraal in de zelfde richting =1

maakt 2x de lichtsnelheid.

Is het niet zo (nee dus volgens SRT) dat een laserstraal in een ruimteschip zich gewoon met de lichtsnelheid kan verplaatsen in dat ruimteschip? M.a.w. de snelheid van het schip maakt niet uit. Of dat nou 0 km/s of 300.000 km/s, de lichtstraal verplaatst zich t.o.v. het ruimteschip met 300.000 km/s. Eenmaal door de ruit naar buiten is er een ander referentiestelsel en zal het licht wederom met 300.000 km/s door de ruimte gaan. Als het schip zich zou verplaatsen met 300.000 km/s 'stopt' het licht dus op de overgang van het ene referentiestelsel naar het andere? Niet dus?

[Anonymous]

Theorie 3

Stel, je verplaats je licht snelheid en je geeft een laserstraal in de richting

waar je je naar toe verplaatst dan lijkt me dat die laser straal gewoon vooruit gaat, en dus niet in het laserapperaat blijft zitten.

Dus A, verplaatsing met lichtsnelheid =1

B, Laserstraal in de zelfde richting =1

maakt 2x de lichtsnelheid.

Is het niet zo (nee dus volgens SRT) dat een laserstraal in een ruimteschip zich gewoon met de lichtsnelheid kan verplaatsen in dat ruimteschip? M.a.w. de snelheid van het schip maakt niet uit. Of dat nou 0 km/s of 300.000 km/s, de lichtstraal verplaatst zich t.o.v. het ruimteschip met 300.000 km/s. Eenmaal door de ruit naar buiten is er een ander referentiestelsel en zal het licht wederom met 300.000 km/s door de ruimte gaan. Als het schip zich zou verplaatsen met 300.000 km/s 'stopt' het licht dus op de overgang van het ene referentiestelsel naar het andere? Niet dus?

Is dat echt zo? volgens SRT, ik bedoel we zouden het nooit in praktijk kunnen brengen, het blijft altijd theoretisch gissen en met rekenformules werken.

Maar wat als dat rekenformule niet klopt.

Dan blijf ik toch maar logisch denken dat item theorie 3 wel klopt

zie ook in geluid golven, en het lanceren van raketprojetielen vanaf een staaljager, een hogere snelheid hebben, dan dat die raketprojetielen vanaf de grond gelanceerd worden.

[doemdenker]

Theorie 3

Stel, je verplaats je licht snelheid en je geeft een laserstraal in de richting

waar je je naar toe verplaatst dan lijkt me dat die laser straal gewoon vooruit gaat, en dus niet in het laserapperaat blijft zitten.

Ik denk dat het licht wel in het laserapperaat blijft hangen....

Maar eerst zeg ik dat een laserapperaat niet met lichtsnelheid kan bewegen.

[Elmo]

De relativiteitstheorie vereist van alle massaloze deeltjes dat zij zich in elk initiaalstelsel met de lichtsnelheid voortbewegen. Verder verbied de relativiteitstheorie dat massieve deeltjes zich in, welk initiaalstelsel dan ook, met de lichtsnelheid voortbewegen.

Jullie proberen de theorie dus uitspraken te laten doen over situaties die expliciet verboden zijn volgens de theorie. Het is dus niet raar dat je dan tegenstrijdige, onzinnige, resultaten krijgen zult.

Het is in principe heel eenvoudig:

Als jij (massa>0) met een snelheid v (v<c) loopt op een ruimteschip (massa>0) dat met een snelheid u (u<c) beweegt ten opzichte van mij, dan zal ik zien dat jij beweegt met een snelheid u' (u'<c):



Als jij (massa>0) met een snelheid v (v<c) loopt op een ruimteschip (massa>0) dat met een snelheid u (u<c) beweegt ten opzichte van mij, en dan een lichtstraal uitzend, dan zal zowel jij als ik zien dat die lichtstraal beweegt met de lichtsnelheid.

Als jullie dit niet willen accepteren, of willen eisen dan v>=c of u>=c, dan stel ik voor dat we in het Theorie-ontwikkeling Forum verder gaan, want dan hebben we het domein van de echte natuurkunde verlaten...

[doemdenker]

Als jij (massa>0) met een snelheid v (v>c) loopt op een ruimteschip (massa>0) dat met een snelheid u (u>c) beweegt ten opzichte van mij, en dan een lichtstraal uitzend, dan zal zowel jij als ik zien dat die lichtstraal beweegt met de lichtsnelheid.

Is het niet: v (v<c) en u (u<c) ?

[Elmo]

Typfout verbeterd.